MorphologyMorphologyМорфология1026-35432949-2556Eco-Vector39860210.17816/morph.398602ArticlesСтатьиResearch ArticleULTRASTRUCTURE OF AFFERENT SYNAPSES ON THE VENTRAL DENDRITE OF MAUTHNER NEURONS AFTER GOLDFISH ADAPTATION TO OPTOKINETIC STIMULATIONУЛЬТРАСТРУКТУРА АФФЕРЕНТНЫХ СИНАПСОВ НА ВЕНТРАЛЬНОМ ДЕНДРИТЕ МАУТНЕРОВСКОГО НЕЙРОНА ПРИ АДАПТАЦИИ ЗОЛОТОЙ РЫБКИ К ОПТОКИНЕТИЧЕСКОЙ СТИМУЛЯЦИИMikheyevaI. B.МихееваИрина Борисовна

лаборатория ультраструктуры нейрона, лаборатория цитотехнологии

mikheirina@yandex.ruShtanchayevR. Sh.ШтанчаевРашид Шамильевич

лаборатория ультраструктуры нейрона, лаборатория цитотехнологии

rshtanch@mail.ruKokanovaN. A.КокановаНадежда Александровна

лаборатория ультраструктуры нейрона, лаборатория цитотехнологии

kokanchik@rambler.ruMikhailovaG. Z.МихайловаГульнара Зульфатовна

лаборатория ультраструктуры нейрона, лаборатория цитотехнологии

mihailova_g@rambler.ruBezginaYe. N.БезгинаЕлена Николаевна

лаборатория ультраструктуры нейрона, лаборатория цитотехнологии

bezgina@mail.ruTirasN. R.ТирасНадежда Романовна

лаборатория ультраструктуры нейрона, лаборатория цитотехнологии

ntiras@mail.ruMoshkovD. A.МошковДмитрий Алексеевич

лаборатория ультраструктуры нейрона, лаборатория цитотехнологии

d_moshkov@mail.ruRAS Institute of Theoretical and Experimental BiophysicsИнститут теоретической и экспериментальной биофизики РАН150420131432VOL 143, NO2 (2013)ТОМ 143, №2 (2013)01301809052023Copyright ©; 2013, Eco-VectorCopyright ©; 2013, Эко-Вектор2013Eco-VectorЭко-Векторhttps://j-morphology.com/1026-3543/article/view/398602

Using the morphometric techniques, the ultrastructural changes of the afferent synapses on the ventral dendrite of the Mauthner neurons (MNs) were studied after the adaptation of goldfish to long-term fatiguing sensory (visual) stimulation, characterized by the growth of MN resistance. It was shown that after the adaptation, the length of active zones (AZs) in the synapses located on the MN ventral dendrite was significantly reduced by 23%. At the same time, the length the AZs of the excitatory visual synapses was reduced by 29% in comparison with the control, while the length of desmosome-like contacts (DLCs) bordering AZs was increased by 71%. It was also found that the length of AZs in the inhibitory synapses was decreased by 19% after the adaptation, which is consistent with the important role of inhibitory processes in the sensory pathways during the memory formation. Taking into account the actin nature of the DLCs, the basis of the adaptation to the visual stimulation is suggested to be in the presynaptic mechanism of neurotransmitter secretion regulation by actin.

С помощью морфометрических методов изучали изменения ультраструктуры афферентных синапсов на вентральном дендрите маутнеровского нейрона (МН) при адаптации золотой рыбки к длительной утомляющей сенсорной (зрительной) стимуляции, характеризующейся нарастанием резистентности МН. Показано, что протяженность активных зон (АЗ) в синапсах, расположенных на вентральном дендрите МН, значимо уменьшается на 23% после адаптации. При этом протяженность АЗ возбуждающих зрительных синапсов уменьшается на 29% по сравнению с контролем, при одновременном увеличении на 71% протяженности десмосомоподобных контактов (ДПК), окаймляющих АЗ. Обнаружено также сокращение на 19% протяженности АЗ тормозных синапсов после адаптации, что согласуется с важной ролью процессов торможения в сенсорных путях при формировании памяти. Учитывая актиновую природу ДПК, следует полагать, что в основе адаптации к зрительной стимуляции лежит синаптический механизм регуляции актином секреции нейротрансмиттера.

Mauthner neuronsynapsesactive zonesdesmosome-like contactsoptokinetic stimulationмаутнеровский нейронсинапсыактивные зоныдесмосомоподобные контактыоптокинетическая стимуляцияДектярева Н. Ю., Штанчаев Р. Ш., Михайлова Г. З. и Мошков Д. А. Стабилизация моторной асимметрии у золотой рыбки под влиянием оптокинетической стимуляции. Нейрофизиология / Neurophysiology, 2008, т. 40, № 3, с. 487–493.Михайлова Г. З., Коканова Н. А., Тирас Н. Р. и Мошков Д. А. Трехмерная реконструкция и определение объема нейрона. М., URSS, 2012.Михеева И. Б., Григорьева Е. Е., Михайлова Г. З. и др. Серотонинергические синапсы на вентральном дендрите маутнеровского нейрона (ультраструктурное исследование с использованием иммунозолотой метки). Морфология, 2013, т. 142, вып. 1, с. 11–15.Михеева И. Б., Тирас Н. Р., Мошков Д. А. и др. Десмосомоподобные контакты маутнеровских нейронов как мишени действия яда скорпиона. Цитология, 2000, т. 42, № 7, с. 635–646.Михеева И. Б., Цаплина Н. Ю., Григорьева Е. Е. и др. Ультраструктура маутнеровских нейронов при оптокинетической стимуляции и энуклеации глаза. Морфология, 2011, т. 139, вып. 3, с. 30–35.Мошков Д. А. Адаптация и ультраструктура нейрона. М., Наука, 1985.Мошков Д. А. и Тирас Н. Р. Различия цитоскелета в тормозящих и возбуждающих синапсах. Цитология, 1987, т. 29, № 2, с. 156–160.Санталова И. М., Мавлютов Т. А., Мошков Д. А. и Чайлахян Л. М. Роль гладкого эндоплазматического ретикулума в адаптации нейронов к утомляющей стимуляции. Докл. РАН, 2000, т. 375, № 4, с. 555–558.Тирас Н. Р., Михайлова Г. З. и Мошков Д. А. Эффекты, вызываемые полимеризующим актин пептидом, в маутнеровских нейронах золотой рыбки. Нейрофизиология / Neurophysiology, 2006, т. 38, № 5, с. 389–400.Цаплина Н. Ю., Михайлова Г. З., Штанчаев Р. Ш. и Мошков Д. А. Стабилизация структуры маутнеровских нейронов при адаптации золотой рыбки к контралатеральной оптокинетической стимуляции. Морфология, 2009, т. 136, вып. 5, с. 22–26.Штанчаев Р. Ш., Михайлова Г. З., Дектярёва Н. Ю. и др. Изменения вентрального дендрита маутнеровского нейрона золотой рыбки под воздействием оптокинетической стимуляции. Морфология, 2007, т. 132, вып. 6, с. 29–34.Korn H. and Faber D. S. The Mauthner cell half a century later: a neurobiological model for decision-making? Neuron, 2005, v. 47, № 1, p. 13–22.Liu K. S. Y., Siebert M., Mertel S. et al. RIM-binding protein, a central part of the active zone, is essential for neurotransmitter release. Science, 2011, v. 334, p. 1565–1569.Popov V. I., Medvedev N. I., Patrushev I. V. et al. Reversible reduction in dendritic spines in CA1 of rat and ground squirrel subjected to hypothermia-normothermia in vivo: a three-dimensional electron microscope study. Neuroscience, 2007, v. 149, p. 549–560.Vogels T. P., Sprekeler H., Zenke F. et al. Inhibitory plasticity balances excitation and inhibition in sensory pathways and memory networks. Science, 2011, v. 334, p. 1569–1573.