HippocampusEdit

LTD affecte les synapses de l’hippocampe entre les collatéraux de Schaffer et les cellules pyramidales CA1. LTD au niveau des synapses collatérales de Schaffer-CA1 dépend du moment et de la fréquence de l’afflux de calcium. LTD se produit à ces synapses lorsque les garanties de Schaffer sont stimulées de manière répétitive pendant des périodes prolongées (10-15 minutes) à une fréquence basse (environ 1 Hz). Les potentiels postsynaptiques excitateurs déprimés (EPSPS) résultent de ce modèle de stimulation particulier. L’ampleur du signal calcique dans la cellule postsynaptique détermine en grande partie si la LTD ou la LTP se produit; La LTD est provoquée par de petites augmentations lentes des niveaux de calcium postsynaptique. Lorsque l’entrée Ca2+ est inférieure au seuil, elle mène à LTD. Le niveau de seuil dans la zone CA1 est sur une échelle mobile qui dépend de l’historique de la synapse. Si la synapse a déjà été soumise à la LTP, le seuil est relevé, augmentant la probabilité qu’un afflux de calcium produise une LTD. De cette façon, un système de « rétroaction négative » maintient la plasticité synaptique. L’activation des récepteurs du glutamate de type NMDA, qui appartiennent à une classe de récepteurs ionotropes du glutamate (iGluRs), est nécessaire pour l’entrée du calcium dans la cellule postsynaptique CA1. Le changement de tension fournit un contrôle graduel du Ca2 + postsynaptique en régulant l’afflux de Ca2 + dépendant du NMDAR, qui est responsable de l’initiation du LTD.

Alors que la LTP est en partie due à l’activation des protéines kinases, qui phosphorylent ensuite les protéines cibles, la LTD résulte de l’activation des phosphatases dépendantes du calcium qui déphosphorylent les protéines cibles. L’activation sélective de ces phosphatases par des niveaux variables de calcium pourrait être responsable des différents effets du calcium observés au cours de la LTD. L’activation des phosphatases postsynaptiques provoque l’internalisation des récepteurs AMPA synaptiques (également un type d’iGluRs) dans la cellule postsynaptique par des mécanismes d’endocytose enrobés de clathrine, réduisant ainsi la sensibilité au glutamate libéré par les terminaux collatéraux de Schaffer.

Un modèle pour les mécanismes de dépotentiation et de novo LTD.

CerebellumEdit

LTD se produit au niveau des synapses des neurones de Purkinje cérébelleux, qui reçoivent deux formes d’entrée excitatrice, l’une à partir d’une seule fibre grimpante et l’autre à partir de centaines de milliers de fibres parallèles. LTD diminue l’efficacité de la transmission parallèle de synapse de fibre, bien que, selon des résultats récents, elle altère également la transmission de synapse de fibre grimpante. Les fibres parallèles et les fibres grimpantes doivent être activées simultanément pour que le LTD se produise. En ce qui concerne la libération de calcium cependant, il est préférable que les fibres parallèles soient activées quelques centaines de millisecondes avant les fibres grimpantes. Dans une voie, les terminaux de fibres parallèles libèrent du glutamate pour activer les récepteurs AMPA et métabotropes du glutamate dans la cellule de Purkinje postsynaptique. Lorsque le glutamate se lie au récepteur AMPA, la membrane se dépolarise. La liaison du glutamate au récepteur métabotrope active la phospholipase C (PLC) et produit des messagers secondaires du diacylglycérol (DAG) et de l’inositol triphosphate (IP3). Dans la voie initiée par l’activation des fibres grimpantes, le calcium pénètre dans la cellule postsynaptique par des canaux ioniques à chaîne de tension, augmentant les niveaux de calcium intracellulaire. Ensemble, le DAG et l’IP3 augmentent l’augmentation de la concentration de calcium en ciblant les récepteurs sensibles à l’IP3 déclenchant la libération de calcium des réserves intracellulaires ainsi que l’activation de la protéine kinase C (PKC) (qui est accomplie conjointement par le calcium et le DAG). PKC phosphoryle les récepteurs AMPA, ce qui favorise leur dissociation des protéines d’échafaudage dans la membrane post-synaptique et leur internalisation ultérieure. Avec la perte des récepteurs AMPA, la réponse cellulaire de Purkinje postsynaptique à la libération de glutamate par des fibres parallèles est réduite. Le déclenchement du calcium dans le cervelet est un mécanisme critique impliqué dans la dépression à long terme. Les bornes de fibres parallèles et les fibres grimpantes fonctionnent ensemble dans une boucle de rétroaction positive pour invoquer une libération élevée de calcium.

Implication du Ca2+

D’autres recherches ont déterminé le rôle du calcium dans l’induction de la dépression à long terme. Alors que d’autres mécanismes de dépression à long terme sont à l’étude, le rôle du calcium dans l’LTD est un mécanisme défini et bien compris par les scientifiques. Des concentrations élevées de calcium dans les cellules de Purkinje post-synaptiques sont une nécessité pour l’induction d’une dépression à long terme. Il existe plusieurs sources de signalisation du calcium qui suscitent la LTD : les fibres grimpantes et les fibres parallèles qui convergent vers les cellules de Purkinje. La signalisation du calcium dans la cellule post-synaptique impliquait un chevauchement spatial et temporel de la libération de calcium induite par les fibres grimpantes dans les dendrites ainsi que des mGluRs induits par les fibres parallèles et une libération de calcium médiée par IP3. Dans les fibres grimpantes, la dépolarisation médiée par l’AMPAR induit un potentiel d’action régénératrice qui se propage aux dendrites, qui est généré par des canaux calciques à régulation de tension. Associé à l’activation mGluR1 médiée par la PF, il entraîne une induction LTD. Dans les fibres parallèles, les colles sont activées par une activation constante des fibres parallèles qui induit indirectement la liaison de l’IP3 à son récepteur (IP3) et active la libération de calcium par stockage intracellulaire. Dans l’induction du calcium, il existe une boucle de rétroaction positive pour régénérer le calcium pour une dépression à long terme. Les fibres ascendantes et parallèles doivent être activées ensemble pour dépolariser les cellules de Purkinje tout en activant mGlur1s. Le timing est également un élément critique de la FC et de la PF, une meilleure libération de calcium implique une activation de la PF quelques centaines de millisecondes avant l’activité de la CF.

AMPAR phosphorylationEdit

Il existe une série de cascades de signalisation, MAPK, dans le cervelet qui joue un rôle critique dans cerebellum LTD. La cascade MAPK est importante dans le traitement de l’information au sein des neurones et d’autres types de cellules. La cascade comprend MAPKKK, MAPKK et MAPK. Chacun est dual phosphorylé par l’autre, MAPKKK dual phosphorylate MAPKK et, à son tour, dual phosphorylate MAPK. Il y a une boucle de rétroaction positive qui résulte d’une entrée simultanée de signaux de PF-CF et augmente le DAG et le Ca2 + dans les épines dendritiques de Purkinje. Le calcium et le DAG activent la PKC conventionnelle (cPKC), qui active ensuite MAPKKK et le reste de la cascade MAPK. MAPK et Ca2+ activés activent PLA2, AA et cPKC en créant une boucle de rétroaction positive. Les récepteurs cPKC induits phosphorylent les récepteurs AMPA et sont finalement éliminés de la membrane postsynaptique par endocytose. Le délai est d’environ 40 minutes pour ce processus. dans l’ensemble, l’ampleur de la LTD est en corrélation avec la phosphorylation de l’AMPAR.

StriatumEdit

Les mécanismes de LTD diffèrent dans les deux sous-régions du striatum. LTD est induite au niveau des synapses de neurones épineux du milieu corticostriatal dans le striatum dorsal par un stimulus à haute fréquence couplé à une dépolarisation postsynaptique, une coactivation des récepteurs dopaminergiques D1 et D2 et des récepteurs mGlu du groupe I, une absence d’activation des récepteurs NMDA et une activation des endocannabinoïdes.

Dans le cortex préliminaire du striatum, trois formes ou LTD ont été établies. Le mécanisme du premier est similaire au CA1-LTD: un stimulus à basse fréquence induit le LTD par activation des récepteurs NMDA, avec dépolarisation postsynaptique et augmentation de l’afflux de calcium postsynaptique. La seconde est initiée par un stimulus à haute fréquence et est arbitrée par le récepteur mGlu présynaptique 2 ou 3, ce qui entraîne une réduction à long terme de l’implication des canaux calciques de type P / Q dans la libération de glutamate. La troisième forme de LTD nécessite des endocannabinoïdes, l’activation des récepteurs mGlu et une stimulation répétitive des fibres glutamatergiques (13 Hz pendant dix minutes), entraînant une diminution à long terme de la libération de glutamate présynaptique. Il est proposé que la LTD dans les neurones striataux GABAergiques entraîne une diminution à long terme des effets inhibiteurs sur les ganglions de la base, influençant le stockage de la motricité.

cortexEdit visuel

Une dépression à long terme a également été observée dans le cortex visuel et il est proposé qu’elle soit impliquée dans la dominance oculaire. La stimulation récurrente à basse fréquence de la couche IV du cortex visuel ou de la substance blanche du cortex visuel provoque LTD dans la couche III. Dans cette forme de LTD, la stimulation à basse fréquence d’une voie entraîne LTD uniquement pour cette entrée, la rendant homosynaptique. Ce type de LTD est similaire à celui trouvé dans l’hippocampe, car il est déclenché par une faible élévation des ions calcium postsynaptiques et l’activation des phosphatases. Il a également été constaté que le LTD se produit de cette manière dans la couche II. Un mécanisme différent est à l’œuvre dans le LTD qui se produit dans la couche V. Dans la couche V, le LTD nécessite une stimulation à basse fréquence, une signalisation endocannabinoïde et l’activation de récepteurs NMDA présynaptiques contenant NR2B.

Il a été constaté que la stimulation par impulsions appariées (PPS) induit une forme de LTD homosynaptique dans les couches superficielles du cortex visuel lorsque la synapse est exposée au carbachol (CCh) et à la noradrénaline (NE).

L’ampleur de cette LTD est comparable à celle qui résulte d’une stimulation à basse fréquence, mais avec moins d’impulsions de stimulation (40 PPS pour 900 stimulations à basse fréquence). Il est suggéré que l’effet de NE est de contrôler le gain de l’homosynaptique dépendant du récepteur NMDA LTD. Comme la norépinéphrine, l’acétylcholine est proposée pour contrôler le gain de LTÉE homosynaptique dépendante du récepteur NMDA, mais elle est susceptible d’être également un promoteur de mécanismes supplémentaires de LTÉE.

cortexEdit préfrontal

Le neurotransmetteur sérotonine est impliqué dans l’induction du LTD dans le cortex préfrontal (PFC). Le système sérotoninergique du PFC joue un rôle important dans la régulation de la cognition et des émotions. La sérotonine, en coopération avec un agoniste du récepteur du glutamate métabotrope du groupe I (mGluR), facilite l’induction de la LTD par l’augmentation de l’internalisation du récepteur AMPA. Ce mécanisme sous-tend peut-être le rôle de la sérotonine dans le contrôle des processus cognitifs et émotionnels médiés par la plasticité synaptique des neurones PFC.

cortexEdit périrhinal

Les modèles de calcul prédisent que la LTD crée un gain de capacité de stockage de la mémoire de reconnaissance par rapport à celle de la LTP dans le cortex périrhinal, et cette prédiction est confirmée par des expériences de blocage des récepteurs des neurotransmetteurs. Il est proposé qu’il existe plusieurs mécanismes de mémoire dans le cortex périrhinal. Les mécanismes exacts ne sont pas complètement compris, mais des morceaux des mécanismes ont été déchiffrés. Des études suggèrent qu’un mécanisme du cortex périrhinal LTD implique des récepteurs NMDA et des récepteurs mGlu des groupes I et II 24 heures après le stimulus. L’autre mécanisme LTD implique des récepteurs de l’acétylcholine et des récepteurs de kaïnate à un moment beaucoup plus précoce, environ 20 à 30 minutes après le stimulus.