Hipocampusedit

LTD afectează sinapsele hipocampale dintre colateralele Schaffer și celulele piramidale CA1. LTD la sinapsele Schaffer collateral-CA1 depinde de momentul și frecvența afluxului de calciu. LTD apare la aceste sinapse atunci când colateralele Schaffer sunt stimulate repetat pentru perioade lungi de timp (10-15 minute) la o frecvență joasă (aproximativ 1 Hz). Potențialele postsinaptice excitatorii deprimate (EPSP) rezultă din acest model special de stimulare. Magnitudinea semnalului de calciu din celula postsinaptică determină în mare măsură dacă apare LTD sau LTP; LTD este cauzată de creșteri mici și lente ale nivelului de calciu postsinaptic. Când intrarea Ca2 + este sub prag, aceasta duce la LTD. Nivelul pragului din zona CA1 este pe o scară glisantă care depinde de istoricul sinapsei. Dacă sinapsa a fost deja supusă LTP, pragul este ridicat, crescând probabilitatea ca un aflux de calciu să producă LTD. În acest fel, un sistem de” feedback negativ ” menține plasticitatea sinaptică. Activarea receptorilor de glutamat de tip NMDA, care aparțin unei clase de receptori de glutamat ionotropic (iGluRs), este necesară pentru intrarea calciului în celula postsinaptică CA1. Schimbarea tensiunii asigură un control gradat al Ca2 postsinaptic + prin reglarea influxului Ca2+ dependent de NMDAR, care este responsabil pentru inițierea LTD.

în timp ce LTP se datorează parțial activării protein kinazelor, care ulterior fosforilează proteinele țintă, LTD provine din activarea fosfatazelor dependente de calciu care defosforilează proteinele țintă. Activarea selectivă a acestor fosfataze prin diferite niveluri de calciu ar putea fi responsabilă pentru diferitele efecte ale calciului observate în timpul LTD. Activarea fosfatazelor postsinaptice determină internalizarea receptorilor AMPA sinaptici (de asemenea, un tip de igluri) în celula postsinaptică prin mecanisme de endocitoză acoperite cu clatrin, reducând astfel sensibilitatea la glutamat eliberat de terminalele colaterale Schaffer.

un model pentru mecanismele de depotentiere și de novo LTD.

CerebellumEdit

LTD apare la sinapsele neuronilor Purkinje cerebeloși, care primesc două forme de intrare excitatorie, una dintr-o singură fibră de alpinism și una din sute de mii de fibre paralele. LTD scade eficacitatea transmisiei sinapselor de fibre paralele, deși, conform descoperirilor recente, afectează și transmisia sinapselor de fibre cățărătoare. Atât fibrele paralele, cât și fibrele de alpinism trebuie activate simultan pentru ca LTD să apară. Cu toate acestea, în ceea ce privește eliberarea de calciu, este mai bine dacă fibrele paralele sunt activate cu câteva sute de milisecunde înainte de fibrele cățărătoare. Într-o singură cale, terminalele de fibre paralele eliberează glutamat pentru a activa receptorii AMPA și glutamat metabotropic în celula Purkinje postsinaptică. Când glutamatul se leagă de receptorul AMPA, membrana se depolarizează. Legarea glutamatului de receptorul metabotropic activează fosfolipaza C (PLC) și produce mesageri secundari diacilglicerol (DAG) și inozitol trifosfat (IP3). În calea inițiată prin activarea fibrelor cățărătoare, calciul intră în celula postsinaptică prin canale ionice cu tensiune, crescând nivelurile intracelulare de calciu. Împreună, DAG și IP3 măresc creșterea concentrației de calciu prin direcționarea receptorilor sensibili la IP3 care declanșează eliberarea calciului din depozitele intracelulare, precum și activarea protein kinazei C (PKC) (care este realizată în comun de calciu și DAG). PKC fosforilează receptorii AMPA, care promovează disocierea lor de proteinele schelei în membrana post-sinaptică și internalizarea ulterioară. Odată cu pierderea receptorilor AMPA, răspunsul celular Purkinje postsinaptic la eliberarea glutamatului din fibrele paralele este deprimat. Declanșarea calciului în cerebel este un mecanism critic implicat în depresia pe termen lung. Terminalele de fibre paralele și fibrele cățărătoare lucrează împreună într-o buclă de feedback pozitiv pentru invocarea eliberării ridicate de calciu.

implicarea Ca2+

cercetările ulterioare au determinat rolul calciului în inducerea depresiei pe termen lung. În timp ce alte mecanisme de depresie pe termen lung sunt investigate, rolul calciului în LTD este un mecanism definit și bine înțeles de către oamenii de știință. Concentrațiile mari de calciu în celulele Purkinje post-sinaptice reprezintă o necesitate pentru inducerea depresiei pe termen lung. Există mai multe surse de semnalizare a calciului care provoacă LTD: fibre cățărătoare și fibre paralele care converg spre celulele Purkinje. Semnalizarea calciului în celula post-sinaptică a implicat atât suprapunerea spațială, cât și temporală a eliberării de calciu induse de fibre cățărătoare în dendrite, precum și mgluri induse de fibre paralele și eliberarea de calciu mediată de IP3. În fibrele cățărătoare, depolarizarea mediată de AMPAR induce un potențial de acțiune regenerativă care se răspândește la dendrite, care este generat de canalele de calciu cu tensiune. Asociat cu activarea mglur1 mediată de PF are ca rezultat inducția LTD. În fibrele paralele, GluRs sunt activate prin activarea constantă a fibrelor paralele care induce indirect IP3 să se lege de receptorul său (IP3) și să activeze eliberarea calciului din stocarea intracelulară. În inducerea calciului, există o buclă de feedback pozitiv pentru regenerarea calciului pentru depresia pe termen lung. Alpinismul și fibrele paralele trebuie activate împreună pentru a depolariza celulele Purkinje în timp ce activează mGlur1s. sincronizarea este o componentă critică pentru CF și PF, de asemenea, o eliberare mai bună a calciului implică activarea PF cu câteva sute de milisecunde înainte de activitatea CF.

AMPAR phosphorylationEdit

există o serie de cascade de semnalizare, MAPK, în cerebel care joacă un rol critic în cerebellum LTD. Cascada MAPK este importantă în procesarea informațiilor în neuroni și alte tipuri diferite de celule. Cascada include MAPKKK, MAPKK și MAPK. Fiecare este dual fosforilat de celălalt, MAPKKK dual fosforilează MAPKK și, la rândul său, dual fosforilează MAPK. Există o buclă de feedback pozitiv care rezultă dintr-o intrare simultană a semnalelor de la PF-CF și crește DAG și Ca2+ în coloanele dendritice Purkinje. Calciul și DAG activează PKC convențional (cPKC), care apoi activează MAPKKK și restul cascadei MAPK. MAPK activat și Ca2 + activează PLA2, AA și cPKC creând o buclă de feedback pozitiv. CPKC indus fosforilează receptorii AMPA și sunt în cele din urmă îndepărtați formează membrana postsinaptică prin endocitoză. Intervalul de timp este pentru acest proces este de aproximativ 40 de minute. în general, magnitudinea LTD se corelează cu fosforilarea AMPAR.

StriatumEdit

mecanismele LTD diferă în cele două subregiuni ale striatumului. LTD este indusă la sinapsele neuronilor spinoși medii corticostriatali în striatul dorsal printr-un stimul de înaltă frecvență cuplat cu depolarizarea postsinaptică, coactivarea receptorilor dopaminergici D1 și D2 și a receptorilor mglu de grup I, lipsa activării receptorilor NMDA și activarea endocannabinoidă.

în cortexul prelimbic al striatumului, au fost stabilite trei forme sau LTD. Mecanismul primului este similar cu CA1-LTD: un stimul de joasă frecvență induce LTD prin activarea receptorilor NMDA, cu depolarizare postsinaptică și influx postsinaptic crescut de calciu. Al doilea este inițiat de un stimul de înaltă frecvență și este arbitrat de receptorul presinaptic mglu 2 sau 3, rezultând o reducere pe termen lung a implicării canalelor de calciu de tip P/Q în eliberarea glutamatului. A treia formă de LTD necesită endocannabinoide, activarea receptorilor mGlu și stimularea repetitivă a fibrelor glutamatergice (13 Hz timp de zece minute), rezultând o scădere pe termen lung a eliberării glutamatului presinaptic. Se propune ca LTD în neuronii Striatali Gabaergici să conducă la o scădere pe termen lung a efectelor inhibitoare asupra ganglionilor bazali, influențând stocarea abilităților motorii.

cortex vizual

depresia pe termen lung a fost observată și în cortexul vizual și se propune implicarea în dominanța oculară. Stimularea recurentă cu frecvență joasă a stratului IV al cortexului vizual sau a materiei albe a cortexului vizual provoacă LTD în stratul III.în această formă de LTD, stimularea cu frecvență joasă a unei căi are ca rezultat LTD numai pentru acea intrare, făcându-l homosinaptic. Acest tip de LTD este similar cu cel găsit în hipocamp, deoarece este declanșat de o mică creștere a ionilor de calciu postsinaptici și de activarea fosfatazelor. LTD a fost, de asemenea, găsit să apară în acest mod în stratul II. un mecanism diferit este la locul de muncă în LTD care apare în stratul V. în stratul V, LTD necesită stimulare de joasă frecvență, semnalizare endocannabinoid, și activarea receptorilor NMDA care conțin presinaptice nr2b.s-a constatat că stimularea pulsului pereche (PPS) induce o formă de homosinaptică LTD în straturile superficiale ale cortexului vizual atunci când sinapsa este expusă la carbachol (CCh) și norepinefrină (NE).

magnitudinea acestui LTD este comparabilă cu cea care rezultă din stimularea de joasă frecvență, dar cu mai puține impulsuri de stimulare (40 PPS pentru 900 de stimulări de joasă frecvență). Se sugerează că efectul NE este de a controla câștigul de homosinaptic dependent de receptorul NMDA LTD. La fel ca norepinefrina, acetilcolina este propusă pentru a controla câștigul de homosynaptic Ltd dependent de receptorul NMDA, dar este probabil să fie și un promotor al mecanismelor LTD suplimentare.

Cortex Prefrontaledit

neurotransmițătorul serotonină este implicat în inducția LTD în cortexul prefrontal (PFC). Sistemul serotoninei din PFC joacă un rol important în reglarea cunoașterii și emoției. Serotonina, în cooperare cu un agonist al receptorului metabotropic de glutamat (mglur) din grupa I, facilitează inducerea LTD prin augmentarea internalizării receptorilor AMPA. Acest mecanism stă la baza rolului serotoninei în controlul proceselor cognitive și emoționale pe care plasticitatea sinaptică în neuronii PFC le mediază.

perirhinal cortexEdit

modelele computaționale prezic că LTD creează un câștig în capacitatea de stocare a memoriei de recunoaștere față de cea a LTP în cortexul perirhinal, iar această predicție este confirmată de experimentele de blocare a receptorilor neurotransmițători. Se propune că există mai multe mecanisme de memorie în cortexul perirhinal. Mecanismele exacte nu sunt complet înțelese, cu toate acestea bucăți ale mecanismelor au fost descifrate. Studiile sugerează că un mecanism perirhinal cortex LTD implică receptori NMDA și receptori mglu de grup I și II la 24 de ore după stimul. Celălalt mecanism LTD implică receptorii acetilcolinei și receptorii Kainat la un timp mult mai devreme, aproximativ 20 până la 30 de minute după stimul.