Abstract
Intracellular protons play a special role in the regulation of presynaptic processes, since the functioning of synaptic vesicles and endosomes depends on their acidification by the H+-pump. Furthermore, transient acidification of the intraterminal space occurs during synaptic activity. Using microelectrode recording of postsynaptic responses (an indicator of neurotransmitter release) and exo-endocytic marker FM1-43, we studied the effects of intracellular acidification with propionate on the presynaptic events underlying neurotransmitter release. Cytoplasmic acidification led to a marked decrease in neurotransmitter release during the first minute of a 20-Hz stimulation in the neuromuscular junctions of mouse diaphragm and frog cutaneous pectoris muscle. This was accompanied by a reduction in the FM1-43 loss during synaptic vesicle exocytosis in response to the stimulation. Estimation of the endocytic uptake of FM1-43 showed no disruption in synaptic vesicle endocytosis. Acidification completely prevented the action of the cell-membrane permeable compound 24-hydroxycholesterol, which can enhance synaptic vesicle mobilization. Thus, the obtained results suggest that an increase in [H+]in negatively regulates neurotransmission due to the suppression of synaptic vesicle delivery to the sites of exocytosis at high activity. This mechanism can be a part of the negative feedback loop in regulating neurotransmitter release.
Highlights
Активности внутри нервное окончание (НО) происходят изменения pH, связанные с работой протонной помпы и везикулярных транспортеров нейромедиатора, которые встраиваются в пресинаптическую мембрану после экзоцитоза синаптических везикул (СВ), сохраняя функциональную активность [5, 6]
Также обмен Ca2+ на протоны Са2+-АТP-азой пресинаптической мембраны может участвовать в закислении цитоплазмы в ответ на повышение [Са2+]in при деполяризации, в то время как Na+/H+обменник участвует в восстановлении pH внутри НО [7]
В итоге концентрация пропионата натрия в модифицированных растворах составила 72 ммоль/л; pH и осмотичность при этом поддерживались на том же уровне, что и в нормальных физиологических растворах
Summary
РЕФЕРАТ Внутриклеточные протоны играют особую роль в регуляции пресинаптических процесcов, поскольку функционирование синаптических везикул и эндосомных структур зависит от закисления их содержимого H+-помпой. А, Б – измерения I505/I450 в синаптических регионах мыши (А) и лягушки (Б) в покое (контроль), при стимуляции (3 мин, 20 Гц, показано синим сегментом) в присутствии пропионата (72 ммоль/л). Подобная динамика ПКП в ответ на 20 Гц-стимуляцию и быстрое восстановление секреции согласуется с представлениями, согласно которым в двигательных НО мыши секреция нейромедиатора при 20 Гц-стимуляции обеспечивается вначале везикулами готового к освобождению пула и затем рециклирующего пула [2, 3]. Что за 3 мин раздражения в контроле освобождалось (90 ± 3.9) × 103 квантов, эта величина была существенно меньше при действии пропионата (P < 0.01) – (51 ± 2.8) × 103 квантов Следовательно, закисление цитоплазмы НО мыши заметно угнетает нейропередачу при интенсивной синаптической активности за счет ослабления освобождения нейромедиатора СВ рециклирующего пула.
Sign-in/Register to view highlights & summary 
Published Version
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a call