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O estudo de UI conduz para melhorar a compreensão da capacidade da sinalização entre os neurônios

A zona activa presynaptic das mostras do estudo pode acomodar os canais adicionais do cálcio

O processo fundamental de transferência de informação do neurônio ao neurônio ocorre através de um relé da sinalização elétrica e química na sinapse, a junção entre os neurônios. Os sinais elétricos, chamados potenciais de acção, causa tensão-bloquearam os canais do cálcio no neurônio presynaptic para abrir. O influxo do cálcio através dos canais provoca a liberação dos neurotransmissor (mensageiros químicos), que viajam através da sinapse ao neurônio seguinte no relé, passando ao longo da informação.

“Os mecanismos envolvidos em controlar a força do fluxo de informação são criticamente importantes para a função do cérebro,” diz jovens de Samuel, PhD, professor adjunto da anatomia e biologia celular na universidade da faculdade de Iowa Carver da medicina e de um membro do instituto da neurociência de Iowa. “Crítico ao fluxo de informação do controlo é o influxo do cálcio através dos canais do cálcio nas sinapses, e aquele depende do número de canais do cálcio encaixados na membrana presynaptic. Apesar de sua importância, nós não compreendemos que controles o número de cálcio canaliza na sinapse.”

No sistema nervoso central, há três subtipos da família Cav2 dos canais tensão-bloqueados do cálcio. Destes, Cav2.1 é o mais eficiente em provocar a liberação do neurotransmissor da sinapse desde que esta presente a níveis mais altos comparados a outros subtipos Cav2. O subtipo Cav2.1 igualmente é o isoform dominante associado com as doenças humanas conhecidas como os channelopathies Cav2, que incluem formulários da enxaqueca, da epilepsia, e da ataxia.

Uma compreensão melhor de como Cav2.1 e outros canais do cálcio envolvidos na neurotransmissão são regulados pôde revelar maneiras de reforçar terapêutica as sinapses que estão falhando em um estado da doença.

Canais de controlo do cálcio

O dogma actual no campo props que a zona activa, o local especializado na sinapse que controla a liberação do neurotransmissor, pode somente acomodar um número específico de canais do cálcio Cav2 e é enchida sempre à capacidade. Em particular, isto sugere que não seja possível aumentar o número dos canais Cav2.1. Conseqüentemente isto limita os meios por que a força synaptic pode ser aumentada.

“Nós podíamos mostrar que realmente você pode pôr em mais canais Cav2.1 na zona activa que indica que as zonas activas não estão enchidas à capacidade. Além disso, adicionar mais canais aumenta a força synaptic,” diz o jovem, que era autor superior do estudo, que foi publicado o 10 de dezembro em linha no neurônio do jornal.

O estudo igualmente virou o pensamento precedente sobre que subtipo do canal é dominante, mostrando que os canais Cav2.1 estão favorecidos sobre Cav2.2.

A equipe igualmente mostrou que estes resultados eram verdadeiros para seu circuito neuronal em ambos cedo e amadurece pontos desenvolventes do tempo.

“Esse significa que a capacidade para pôr em mais canais do cálcio é em curso com a vida do organismo,” jovens adiciona.

A inovação conduz a descoberta

Os jovens e sua equipe fizeram suas descobertas usando diversas tecnologias inovativas que desenvolveram. Por exemplo, um vector da terapia genética chamou o ajudante que o vector adenoviral dependente, que tem uma capacidade de carga maior do que uns vectores mais tradicionais, permitiu que entregassem os genes relativamente grandes que codificam os canais do cálcio em um circuito neuronal intacto nativo. Igualmente têm um sistema que permita o overexpression dos canais do cálcio nos neurônios. Junto estas duas tecnologias permitiram que a equipe forçasse o overexpression dos subtipos diferentes do canal do cálcio para investigar os efeitos na força synaptic.

Além, a equipe usou uma técnica de imagem lactente que o cálcio individual das etiquetas canalizasse com ouro e permitisse que os cientistas visualize os canais do cálcio e determine fisicamente o número de canais na zona activa.

“Esta técnica permitiu que nós mostrassem que as mudanças eram realmente devido a um aumento no número de canais porque nós poderíamos directamente visualizar os canais individuais do cálcio e os medir,” jovens dizem.

Os resultados sugerem que seja possível aumentar o número de canais do cálcio na zona activa e que esta é uma maneira de reforçar a neurotransmissão entre os neurônios.

“Agora nós sabemos que deve haver os mecanismos específicos na sinapse ou em algum outro ponto de verificação que estão controlando a relação e o tipo de canais que são usados. Mas o que aqueles mecanismos são é uma pergunta não-resolvido grande, o” jovem diz. “Basicamente, este estudo abre uma avenida nova inteira da pesquisa e de modos de pensar novos sobre como as sinapses regulam a força synaptic. Além disso, estes resultados fornecerão introspecções fundamentais em como a informação é codificada pelo sistema nervoso, facilitando a revelação dos tratamentos para uma vasta gama de desordens neurológicas e neuropsiquiátricas.”