HippocampusEdit

Ltd wpływa na synapsy hipokampa między zabezpieczeniami Schaffera a komórkami piramidalnymi CA1. LTD na synapsach Schaffera-CA1 zależy od czasu i częstotliwości napływu wapnia. LTD występuje w tych synapsach, gdy zabezpieczenia Schaffera są stymulowane powtarzalnie przez dłuższy czas (10-15 minut) z niską częstotliwością (około 1 Hz). Depresyjne pobudzające potencjały postsynaptyczne (EPSPs) wynikają z tego szczególnego wzoru stymulacji. Wielkość sygnału wapnia w komórce postsynaptycznej w dużej mierze decyduje o tym, czy występuje LTD, czy LTP; LTD jest spowodowana małym, powolnym wzrostem poziomu wapnia postsynaptycznego. Gdy wejście Ca2+ jest poniżej progu, prowadzi to do LTD. Poziom progowy w obszarze CA1 jest w skali przesuwnej, która zależy od historii synapsy. Jeśli Synapsa została już poddana LTP, próg ten jest podwyższany, zwiększając prawdopodobieństwo, że napływ wapnia przyniesie ulgę. W ten sposób system” ujemnego sprzężenia zwrotnego ” utrzymuje plastyczność synaptyczną. Aktywacja receptorów glutaminianowych typu NMDA, które należą do klasy jonotropowych receptorów glutaminianowych (iglurów), jest wymagana do wejścia wapnia do komórki postsynaptycznej CA1. Zmiana napięcia zapewnia stopniową kontrolę postsynaptycznego Ca2+ poprzez regulację napływu Ca2 + zależnego od NMDAR, który jest odpowiedzialny za inicjację.

podczas gdy LTP jest częściowo spowodowane aktywacją kinaz białkowych, które następnie fosforylują białka docelowe, Ltd powstaje z aktywacji fosfataz zależnych od wapnia, które defosforylują białka docelowe. Selektywna aktywacja tych fosfataz przez różne poziomy wapnia może być odpowiedzialna za różne efekty wapnia obserwowane podczas LTD. Aktywacja fosfataz postsynaptycznych powoduje internalizację synaptycznych receptorów AMPA (również typu iglurów) do komórki postsynaptycznej przez mechanizmy endocytozy pokryte klatryną, zmniejszając w ten sposób wrażliwość na glutaminian uwalniany przez zaciski poboczne Schaffera.

Móżdżekedit

występuje w synapsach w neuronach móżdżku Purkinje, które otrzymują dwie formy bodźca, jedną z pojedynczego włókna wspinaczkowego i jedną z setek tysięcy włókien równoległych. LTD zmniejsza skuteczność równoległej transmisji synaps światłowodowych, chociaż, zgodnie z najnowszymi odkryciami, upośledza również transmisję synaps światłowodowych. Zarówno włókna równoległe, jak i włókna wspinaczkowe muszą być jednocześnie aktywowane, aby mogło wystąpić LTD. W odniesieniu do uwalniania wapnia najlepiej jest jednak, gdy włókna równoległe są aktywowane kilkaset milisekund przed włóknami wspinaczkowymi. W jednej ze ścieżek, równoległe terminale światłowodowe uwalniają glutaminian w celu aktywacji AMPA i metabotropowych receptorów glutaminianu w postsynaptycznej komórce Purkinjego. Gdy glutaminian wiąże się z receptorem AMPA, błona ulega depolaryzacji. Wiązanie glutaminianu z receptorem metabotropowym aktywuje fosfolipazę C (PLC) i wytwarza wtórne przekaźniki diacyloglicerolu (DAG) i trifosforanu inozytolu (IP3). W szlaku zapoczątkowanym przez aktywację włókien wspinaczkowych wapń wchodzi do komórki postsynaptycznej poprzez kanały jonowe bramkowane napięciem, podnosząc wewnątrzkomórkowy poziom wapnia. Razem DAG i IP3 zwiększają wzrost stężenia wapnia poprzez ukierunkowanie wrażliwych na IP3 receptorów wyzwalających uwalnianie wapnia z wewnątrzkomórkowych magazynów, jak również aktywację kinazy białkowej C (PKC) (która jest realizowana wspólnie przez wapń i dag). PKC fosforyluje receptory AMPA, co sprzyja ich dysocjacji z białek rusztowania w błonie postsynaptycznej i późniejszej internalizacji. Wraz z utratą receptorów AMPA następuje zahamowanie postsynaptycznej odpowiedzi komórek Purkinjego na uwalnianie glutaminianu z włókien równoległych. Wapń wyzwalający w móżdżku jest krytycznym mechanizmem zaangażowanym w długotrwałą depresję. Równoległe zaciski światłowodowe i włókna wspinaczkowe współpracują ze sobą w pętli sprzężenia zwrotnego w celu wywołania wysokiego uwalniania wapnia.

zaangażowanie Ca2+

dalsze badania określiły rolę wapnia w długotrwałej indukcji depresji. Podczas gdy inne mechanizmy długotrwałej depresji są badane, rola wapnia w LTD jest zdefiniowanym i dobrze zrozumiałym mechanizmem przez naukowców. Wysokie stężenie wapnia w postsynaptycznych komórkach Purkinjego jest koniecznością wywołania długotrwałej depresji. Istnieje kilka źródeł sygnalizacji wapniowej: włókna wspinaczkowe i włókna równoległe, które zbiegają się w komórki Purkinjego. Sygnalizacja wapnia w komórce postsynaptycznej obejmowała zarówno przestrzenne, jak i czasowe nakładanie się włókien wspinaczkowych indukowanych uwalnianiem wapnia do dendrytów, jak również równoległe włókna indukowane mglurami i uwalnianiem wapnia za pośrednictwem IP3. We włóknach wspinaczkowych, depolaryzacja za pośrednictwem AMPARU indukuje regeneracyjny potencjał działania, który rozprzestrzenia się na dendryty, który jest generowany przez ogrodzone napięciem kanały wapniowe. W połączeniu z aktywacją mglur1 za pośrednictwem PF powoduje indukcję LTD. We włóknach równoległych Glury są aktywowane przez stałą aktywację włókien równoległych, co pośrednio indukuje IP3 do wiązania się z jego receptorem (IP3)i aktywuje uwalnianie wapnia z wewnątrzkomórkowego magazynowania. W indukcji wapnia istnieje dodatnia pętla sprzężenia zwrotnego, która regeneruje wapń w długotrwałej depresji. Włókna wspinaczkowe i równoległe muszą być aktywowane razem w celu depolaryzacji komórek Purkinjego podczas aktywacji mGlur1s. Timing jest również kluczowym składnikiem dla CF I PF, lepsze uwalnianie wapnia wymaga aktywacji PF kilkaset milisekund przed aktywacją CF.

fosforylacja AMPARU

w móżdżku występuje szereg kaskad sygnałowych, MAPK, które odgrywają kluczową rolę w móżdżku. Kaskada MAPK jest ważna w przetwarzaniu informacji w neuronach i innych różnych typach komórek. Kaskada obejmuje MAPKKK, MAPKK i MAPK. Każda z nich jest podwójnie fosforylowana przez drugą, mapkkk podwójne fosforylaty MAPKK, a z kolei podwójne fosforylaty MAPK. Istnieje dodatnia pętla sprzężenia zwrotnego, która wynika z jednoczesnego wprowadzania sygnałów z PF-CF i zwiększa dag i Ca2+ w kolcach dendrytycznych Purkinjego. Wapń i DAG aktywują konwencjonalny PKC (cPKC), który następnie aktywuje MAPKK i resztę kaskady MAPK. Aktywowane MAPK i Ca2 + aktywują PLA2, AA i cPKC tworząc pętlę pozytywnego sprzężenia zwrotnego. Indukowane cpkc fosforyluje receptory AMPA i są ostatecznie usuwane z błony postsynaptycznej poprzez endocytozę. Czas trwania tego procesu wynosi około 40 minut. ogólnie rzecz biorąc, wielkość LTD koreluje z fosforylacją AMPAR.

StriatumEdit

mechanizmy LTD różnią się w dwóch podregionach prążkowia. LTD jest indukowana w kortykostriatalnych średnich synapsach neuronów kolczastych w grzbietowym prążkowiu przez bodziec o wysokiej częstotliwości połączony z depolaryzacją postsynaptyczną, koaktywacją receptorów dopaminowych D1 i D2 oraz receptorów mglu grupy I, brakiem aktywacji receptora NMDA i aktywacją endokannabinoidów.

w korze prążkowia ustalono trzy formy lub Mechanizm pierwszego jest podobny do CA1-LTD: bodziec o niskiej częstotliwości indukuje LTD poprzez aktywację receptorów NMDA, z postsynaptyczną depolaryzacją i zwiększonym postsynaptycznym napływem wapnia. Drugi jest inicjowany przez bodziec o wysokiej częstotliwości i jest stymulowany przez presynaptyczny receptor mGlu 2 lub 3, co skutkuje długotrwałym zmniejszeniem udziału kanałów wapniowych typu p / Q w uwalnianiu glutaminianu. Trzecia forma LTD wymaga endokannabinoidów, aktywacji receptorów mglu i powtarzalnej stymulacji włókien glutaminergicznych (13 Hz przez dziesięć minut), co skutkuje długotrwałym zmniejszeniem presynaptycznego uwalniania glutaminianu. Proponuje się, że LTD w GABAergicznych neuronach prążkowia prowadzi do długotrwałego zmniejszenia działania hamującego na zwoje podstawne, wpływając na przechowywanie umiejętności motorycznych.

kora Wzrokowaedytuj

długotrwała depresja zaobserwowano również w korze wzrokowej i proponuje się udział w dominacji gałki ocznej. Powtarzająca się stymulacja niskiej częstotliwości warstwy IV kory wzrokowej lub istoty białej kory wzrokowej powoduje LTD w warstwie III. w tej formie LTD, stymulacja niskiej częstotliwości Jednego Szlaku powoduje LTD tylko dla tego wejścia, czyniąc go homosynaptycznym. Ten typ LTD jest podobny do tego występującego w hipokampie, ponieważ jest wywoływany przez niewielkie zwiększenie postsynaptycznych jonów wapnia i aktywację fosfataz. Stwierdzono również, że LTD występuje w ten sposób w warstwie II. w LTD działa inny mechanizm, który występuje w warstwie V. w warstwie V, LTD wymaga stymulacji niskiej częstotliwości, sygnalizacji endokannabinoidowej i aktywacji presynaptycznych receptorów NMDA zawierających nr2b.

stwierdzono, że stymulacja parowanego impulsu (PPS) indukuje formę homosynaptyki w powierzchownych warstwach kory wzrokowej, gdy Synapsa jest narażona na działanie karbacholu (CCh) i noradrenaliny (NE).

wielkość tego LTD jest porównywalna do tej, która wynika z stymulacji niskiej częstotliwości, ale z mniejszą liczbą impulsów stymulacji (40 PPS dla 900 stymulacji niskiej częstotliwości). Sugeruje się, że działanie NE polega na kontrolowaniu wzmocnienia homosynaptyki zależnej od receptora NMDA. Podobnie jak norepinefryna, acetylocholina jest proponowana do kontrolowania wzmocnienia zależnego od receptora NMDA homosynaptycznego LTD, ale prawdopodobnie będzie również promotorem dodatkowych mechanizmów LTD.

kora Przedczołowaedytuj

neuroprzekaźnik serotonina bierze udział w indukcji LTD w korze przedczołowej (PFC). Układ serotoninowy w PFC odgrywa ważną rolę w regulacji funkcji poznawczych i emocji. Serotonina, we współpracy z agonistą metabotropowego receptora glutaminianowego grupy I (mglur), ułatwia indukcję przez zwiększenie internalizacji receptora AMPA. Mechanizm ten prawdopodobnie leży u podstaw roli serotoniny w kontroli procesów poznawczych i emocjonalnych, w których pośredniczy plastyczność synaptyczna w neuronach PFC.

kory okołoziemskiej

modele obliczeniowe przewidują, że LTD zwiększa pojemność pamięci rozpoznawania w porównaniu z LTP w korze okołoziemskiej, a ta prognoza jest potwierdzona przez eksperymenty blokujące receptory neuroprzekaźników. Proponuje się istnienie wielu mechanizmów pamięci w korze okołoodbytniczej. Dokładne mechanizmy nie są do końca poznane, jednak fragmenty mechanizmów zostały rozszyfrowane. Badania sugerują, że jeden mechanizm kory okołoodbytniczej obejmuje receptory NMDA i receptory mglu grupy I I II 24 godziny po bodźcu. Drugi mechanizm LTD obejmuje receptory acetylocholiny i receptory kainianu znacznie wcześniej, około 20 do 30 minut po bodźcu.