Advertencia: Esta página es una traducción de esta página originalmente en inglés. Tenga en cuenta ya que las traducciones son generadas por máquinas, no que todos traducción será perfecto. Este sitio Web y sus páginas están destinadas a leerse en inglés. Cualquier traducción de este sitio Web y su páginas Web puede ser imprecisa e inexacta en su totalidad o en parte. Esta traducción se proporciona como una conveniencia.

El estudio muestra cómo los nervios mamíferos myelinated propagan impulsos de nervio en los de alta frecuencia

La universidad de Alabama en los investigadores de Birmingham, por primera vez nunca, ha logrado estudios de la remiendo-abrazadera de una pieza evasiva de nervios myelinated mamíferos llamados los nodos de Ranvier.

En los nodos, encontraron los canales inesperados del potasio que dan a nervio myelinated la capacidad de propagar impulsos de nervio en mismo los de alta frecuencia y con altas velocidades de la conducción a lo largo del nervio.

Ambas calidades son necesarias para la conducción rápida de sensaciones y del mando de músculo rápido en mamíferos -- llaves a la supervivencia de un animal en un mundo de la despredador-presa.

Descubierto por el científico francés Louis-Antoine Ranvier en 1878, estos nodos minúsculos se han sabido desde 1939 para actuar como las estaciones de relevo puestas cerca de 1 milímetro aparte a lo largo del nervio myelinated para conducto impulsos de nervio mamíferos a los índices de 50 a 200 contadores por segundo. Entre cada nodo pelado, el nervio se envuelve con las vainas que aíslan del myelin.

Cuando los fuegos del nervio, el impulso eléctrico saltan a partir de un nodo al siguiente, moviendo 100 veces más rápidamente que el impulso de nervio de un nervio unmyelinated.

Los neurólogos han sabido de largo que la baja y la absorción de iones en la membrana de la célula nerviosa es el mecanismo de los impulsos de nervio eléctricos. Pero si algunos canales del ión del potasio estaban presentes en los nodos de Ranvier -- y si es así qué tipo -- ha sido una cuestión de discusión por décadas porque nadie había podido aplicar con éxito las abrazaderas de remiendo a los 1 a 2 nodos micrón-anchos de nervios intactos en mamíferos.

En un estudio publicó en la neurona del gorrón de la prensa de la célula, Jianguo Gu, Ph.D., su becario postdoctoral Hirosato Kanda, Ph.D., y otros colegas en UAB denuncian que dos canales del ión llamaron TREK-1 y TRAAK actúan como los canales principales del potasio en los nodos de Ranvier de un nervio myelinated de la rata.

Más importantemente, mostraron que esos dos canales en los nodos de Ranvier fueron requeridos para relativo a la danza de alta velocidad y de alta frecuencia, o “saltando,” conducción a lo largo de los nervios aferentes myelinated. La precipitación de los canales redujo velocidad de la conducción del nervio por el 50 por ciento, y los experimentos del comportamiento mostraron que la precipitación en el nervio redujo la reacción aversiva de una rata a una película de su barba.

En los experimentos clásicos que eso llevó a un Premio Nobel En 1963 para el mecanismo del impulso de nervio, nervios utilizó un canal voltaje-bloqueado del potasio (significar un cambio en voltaje le hace el fuego) para liberar los iones del potasio de un nervio unmyelinated del gigante del calamar. Gu y sus colegas preveídos inicialmente encontrar tales canales en los nodos de Ranvier.

Sin embargo, sus experimentos más tempranos confundieron esa expectativa -- tanto de modo que cayeran el estudio por un año. Cuando agregaron los inhibidores sabidos de los canales voltaje-bloqueados del potasio, no vieron ninguna disminución importante de los picos eléctricos en el nodo de Ranvier. Que el encontrar desafió dogma, y lo significó que algún otro canal o canales no identificados del potasio en lugar de otro servían como los caballos de labranza en cada nodo.

Los candidatos posibles incluyeron a tres piezas de una familia de 15 proteínas conocidas como los canales del potasio de la “fuga”, que están constitutivo abiertos bastante que voltaje-bloqueados y eran sabidos para tener conductancia grande, dicen Gu, el Edward A. Ernst, M.D., el profesor dotado y al director para la investigación del dolor en el departamento de UAB de la división del Anesthesiology y del remedio Perioperative de biomedecina molecular y de translación. El laboratorio de Gu encontró que dos de ellos, TREK-1 y TRAAK, son los canales activos en los nodos de Ranvier.

Sus pruebas para mostrar este incluido la técnica de la grabación de la presión-remiendo-abrazadera que los investigadores se convirtieron para los nodos, junto con aproximaciones immunohistochemical, genéticas y farmacológicas.

Además, las personas de UAB encontraron que TREK-1 y TRAAK -- cuáles son canales termosensibles y mechanosensitive del potasio del dos-poro-dominio -- se agrupan altamente en los nodos del nervio Uno-beta del trigeminal de la rata, con una densidad corriente que sea el doblez 3.000 más arriba que el de la carrocería de célula.

Escápese los canales del potasio y los canales voltaje-bloqueados del potasio actúan para repolarizar la membrana del nervio después de un impulso de nervio, conocido como potencial de acción. TREK-1 y TRAAK en los nodos de Ranvier actuaban muy diferentemente de los canales voltaje-bloqueados del potasio que se encuentran en la carrocería de célula, o del soma, del nervio de la rata.

Durante un estímulo del soma en 50 veces por segundo, los potenciales de acción que utilizan los canales voltaje-bloqueados del potasio fallaron típicamente. Pero Gu y los colegas encontraron que los potenciales de acción en los nodos de Ranvier con los canales de la “fuga” mostraron a ningunas fallas importantes en las frecuencias del estímulo hasta 200 veces por segundo.

Es decir los dos canales del potasio de la fuga permitieron la repolarización muy rápida en los nodos de Ranvier, y la conductancia de alta frecuencia así como rápida de los nervios myelinated de la rata. Interesante, los canales del potasio del dos-poro-dominio de TREK-1 y de TRAAK aparecían formar heterodimers en los nodos de Ranvier.

Gu dice que estas nuevas conclusión fundamentales tienen implicaciones en enfermedades neurológicas o las condiciones donde las disfunciones nodales afectan a la conducción del potencial de acción. Éstos incluyen síndrome del túnel carpiano, el síndrome de Guillain-Barré, la esclerosis múltiple, daños de la médula espinal y esclerosis lateral amiotrófica.

Source:
Journal reference:

Kanda, H. et al. (2019) TREK-1 and TRAAK Are Principal K+ Channels at the Nodes of Ranvier for Rapid Action Potential Conduction on Mammalian Myelinated Afferent Nerves. Neuron. doi.org/10.1016/j.neuron.2019.08.042.