PLASTIC REORGANIZATION OF THE ULTRASTRUCTURE OF SYNAPSES IN THE CEREBELLUM DUE TO TOXIC EFFECTS OF GLUTAMATE AND NO-GENERATING COMPOUND



Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Ultrastructural changes in synapses between parallel fibers (PF) and the spines of Purkinje cell dendrites (PCD) in frog cerebellum were studied after exposure to high concentrations (1 mM) of glutamate (Glu) and NO-generating compound in experimental model. It was shown that exposure to Glu resulted in the envelopment of the terminal bouton by the spine, while under the influence of NO-generating compound, on the contrary, the spine was surrounded by the bouton. Morphological study has shown that in Glu solution there was the predominance of synapses in which the glial cells surrounded the spines, while in the presence of NO they covered the boutons. After the electrical stimulation of PF, the relative number of synapses, containing the boutons surrounded by glial cells, was 10 times higher as compared to those in which the glial cells surrounded the spines. The observed morphological changes reflect the functional state of synapses between PF and PCD in response to the damaging effects of excess Glu and NO, that is expressed in different forms of synaptic contacts and neuron-glial structures.

Full Text

Restricted Access

About the authors

N. V. Samosudova

RAS A. A. Kharkevich Institute of Information Transmission Problems

Email: nsamos@iitp.ru
Laboratory for the Study of Information Processes at Cellular and Molecular Levels

V. P. Reutov

RAS Institute of Higher Nervous Activity and Neurophysiology

Email: valentinreutov@mail.ru
Laboratory of Functional Neurocytology

References

  1. Викторов И. В. Роль оксида азота и других свободных радикалов в ишемической патологии мозга // Вестн. РАМН. 2000. № 4. С. 5-10.
  2. Гранстрем О. К., Сорокина Е. Г., Салыкина М. А. и др. Кортексин (нейропротекция на молекулярном уровне) // Нейроиммунология. 2010. Т. 8, № 1-2. С. 34-40.
  3. Дьяконова Т.Л, Реутов В. П. Влияние нитрита на возбудимость нейронов мозга виноградной улитки // Росс. физиол. журн. им. И. М. Сеченова. 1998. Т. 84, № 11. С. 1264-1272.
  4. Пинелис В. Г., Сорокина Е. Г., Винская Н. П. и др. Влияние токсического воздействия глутамата и нитрита на содержание циклического ГМФ в нейронах и их выживаемость // Докл. РАН. 1997. Т. 352, № 2. С. 259-261.
  5. Раевский К. С., Башкатова В. Г., Ванин А. Ф. Роль оксида азота в глутаматергической патологии мозга // Вестн. РАМН. 2000. № 4. С. 11-15.
  6. Реутов В. П., Ажипа Я. И., Каюшин Л. П. Кислород как ингибитор нитритредуктазной активности гемоглобина // Изв. АН СССР. Сер. биол., 1983. № 3. С. 408-418.
  7. Реутов В. П., Сорокина Е. Г., Швалев В. Н. и др. Возможная роль диоксида азота, образующегося в местах бифуркации сосудов, в процессах их повреждения при геморрагических инсультах и образовании атеросклеротических бляшек // Успехи физиол. наук. 2012. Т. 43, № 4. С. 73-93.
  8. Самосудова Н. В., Реутов В. П., Ларионова Н. П., Чайлахян Л. М. Возможное участие оксида азота в межнейронном взаимодействии // Докл. РАН. 2001. Т. 378, № 3. С. 417-420.
  9. Самосудова Н. В., Реутов В. П., Ларионова Н. П., Чайлахян Л. М. Нейроно-глиальные контакты, образующиеся в мозжечке при электрической стимуляции в присутствии NO-генерирующего соединения // Морфология. 2007. Т. 131, вып. 2. С. 53-58.
  10. Сорокина Е. Г., Пинелис В. Г., Винская Н. П. и др. Механизм потенцирующего действия альбумина при токсическом воздействии глутамата: возможная роль окиси азота. Биологические мембраны // Журн. мембранной и клеточной биологии. 1999. Т. 16, № 3. С. 318-323.
  11. Сурин А. М., Горбачева Л. Р., Савинкова И. Г. и др. Исследование изменений [АТФ] в цитозоле индивидуальных нейронов при развитии глутамат-индуцированной дизрегуляции кальциевого гомеостаза // Биохимия. 2014. Т. 79, № 2. С. 196-208.
  12. Chen S., Hillman D. Plasticity of the parallel fiber - Purkinje cell synapse by spine takeover and new synapse formation in the adult rat // Brain Res. 1982. Vol. 240. P. 205-220.
  13. Kennedy M. B. Signal-Processing machines at the postsynaptic density // Science. 2000. Vol. 290. P. 750-754.
  14. Lunberg J. O., Gladwin M. T., Shiva S. et al. Nitrate and nitrite in biology, nutrition and therapeutics // Nat. Chem. Biol. 2009. Vol. 5, № 12. P. 865-869.
  15. Matus A. Actin - based plasticity in dendritic spines // Science. 2000. Vol. 290. P. 754-758.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2015 Eco-Vector


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: № 0110212 от 08.02.1993.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies