dc.contributor.advisor | Schneggenburger, Ralf Prof. Dr. | de |
dc.contributor.author | Korogod, Natalya | de |
dc.date.accessioned | 2012-05-16T12:12:41Z | de |
dc.date.available | 2013-01-30T23:50:20Z | de |
dc.date.issued | 2006-05-12 | de |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B6D9-C | de |
dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.53846/goediss-1412 | |
dc.description.abstract | In dieser Arbeit wurde eine bisher übersehene Form
der synaptischen Kurzzeit-Plastizität am Heldschen
Calyx, einer glutamatergen Synapse im auditorischen
Hirnstamm, indentrifiziert.Stimulation der afferenten Fasern, welche die
präsynaptische Calyces bilden, mit hochfrequenten
Stimulationsreizzügen (100 Hz für 1 8 s), induzierte
eine robuste Potenzierung der exzitatorischen
postsynaptischen Ströme (EPSCs, excitatory postsynaptic
currents), welche synaptischer Depression der EPSCs
während des Reizzuges folgte. Diese transiente
Potenzierung der synaptischen Transmission an der
Heldschen Calyx-Synapse teilte mehrere Eigenschaften
mit post-tetanischer Potenzierung (PTP), welche
bereits an anderen Synapsen beschrieben wurde. Während
des Maximums der post-tetanischen Potenzierung
beobachteten wir eine Verdopplung der synaptischen
Übertragungsstärke. Die Abfallszeitkonstante der
post-tetanischen Potenzierung, welche von der Länge des
Stimulationsreizzugs abhing, lag zwischen zehn Sekunden
und einer Minute. Eine unveränderte
Miniatur-EPSC-Amplitude während des PTP-Maximums, sowie
der Befund der Unterdrückung von PTP durch
präsynaptische Ganzzellableitungen, deuteten auf einen
präsynaptischen Ursprung von PTP hin.Im Vergleich zu einer älteren Altersgruppe
(postnataler Tag 4 14, P9 P14), konnte PTP leichter
in Synapsen junger Ratten (P4 7) induziert werden.
Dies führte zu der Annahme, dass PTP während der
Entwicklung reguliert werden könnte, und dass sie eine
Rolle während der Ausbildung bzw. Reifung der Heldschen
Calyx spielen könnte. Als nächstes erforschten wir
mögliche Mechanismen, die PTP zu Grunde liegen könnten.
Der erste Befund war, dass PTP primär durch eine
Zunahme der Freisetzungswahrscheinlichkeit von Vesikeln
des Reservoirs an freisetzungskompetenten
präsynaptischen Vesikeln ( readily releasable pool ,
RRP) vermittelt wird. Gleichzeitig fanden wir keine
Veränderung in der Größe des RRPs. Zweitens
observierten wir, dass eine überraschend geringe
Erhöhung (~ 80 nM während des PTP-Maximums) des
residualen, räumlich gemittelten, präsynaptischen
Ca2+-Signals ([Ca2+]i) für die
Induktion von PTP verantwortlich war. Die große Potenz
der geringen [Ca2+]i-Erhöhung während PTP,
und der Befund der Unterdrückung von PTP durch
präsynaptische Ganzzellableitungen (welche von einem
schnelleren Abfall des [Ca2+]i-Signals
begleitet wurde) legten nahe, dass zusätzlich zu
Ca2+ weitere präsynaptische Botenstoffe
(messengers) in PTP involviert sein könnten. Deshalb
testeten wir die Proteinkinase
C/Munc-13-Transduktionskaskade. Durch pharmakologische
Manipulation konnten wir feststellen, dass
Proteinkinase C eine Rolle in der Induktion von PTP am
Heldschen Calyx spielt.Folglich ist der Heldsche Calyx eine sehr plastische
Synapse, welche mehrere Kurzzeit-Plastizitätsformen
aufweist, die denen anderer Synapsen im zentralen
Nervensystem sehr ähneln. Die Möglichkeit direkter
präsynatischer Ableitungen an dieser Synapse werden in
Zukunft ein besseres Verständnis der Mechanismen von
Kurzzeit-Potenzierung ermöglichen. | de |
dc.format.mimetype | application/pdf | de |
dc.language.iso | eng | de |
dc.rights.uri | http://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyr_diss.html | de |
dc.title | Mechanisms of posttetanic potentiation and its possible role in maturation of the calyx of Held synapse | de |
dc.type | doctoralThesis | de |
dc.title.translated | Mechanisms of posttetanic potentiation and its possible role in maturation of the calyx of Held synapse | de |
dc.contributor.referee | Neher, Erwin Prof. Dr. | de |
dc.date.examination | 2006-04-25 | de |
dc.subject.dnb | 500 Naturwissenschaften allgemein | de |
dc.description.abstracteng | In this work, a hitherto overlooked form of
short-term plasticity was identified at the calyx of
Held, a glutamatergic excitatory synapse in the
auditory brainstem pathway.Brief trains of high frequency stimulation (100 Hz
for 1-8 s), which were applied to the afferent fibers
that give rise to the calyces of Held, induced robust
potentiation of excitatory postsynaptic currents
(EPSCs), following the well-known depression of
synaptic transmission during high frequency trains.
This transient overshoot of synaptic transmission at
the calyx of Held shared many properties with
posttetanic potentiation (PTP) at other synapses. At
the peak of PTP, synaptic strength was increased about
two-fold and the decay of PTP lasted over 10s of
seconds to more than 1 minute, depending on the length
of the induction train. The unchanged mEPSC amplitudes
during PTP and the finding that PTP was suppressed by
whole-cell recording of the nerve terminal indicate its
presynaptic origin. PTP was induced more easily in
synapses from young rats (postnatal days, P4 - P7) as
compared to an older age group (P8 - P14), suggesting
that PTP is developmentally regulated, and might play a
role during the formation and/or maturation of the
calyx of Held.We next investigated the possible mechanisms
underlying PTP. First, we found that PTP is mediated
primarily via an increase in the release probability of
the vesicles in the readily releasable pool (RRP),
without a significant change in the size of RRP.
Second, surprisingly low (~ 80 nM at the peak of PTP),
but prolonged elevations of residual [Ca2+]i
in the presynaptic terminal were responsible for the
induction of PTP. This high efficacy of a small
residual [Ca2+]i signal during PTP, and the
sensitivity of PTP to presynaptic whole-cell recording,
which was accompanied by accelerated residual
[Ca2+]i decay, suggested that other
presynaptic intracellular messengers besides
Ca2+ might also be involved in PTP.
Therefore, we tested the protein kinase C / Munc-13
pathway. And indeed, different pharmacological
experiments identified a role of protein kinase C in
the induction of PTP at the calyx of Held.Thus, the calyx of Held represents a highly plastic
synapse, which displays several forms of short-term
plasticity that are very similar to those observed in
other synapses of the central nervous system. The
accessibility of this synapse to presynaptic recordings
will allow understanding the mechanisms of short-term
enhancement in the near future. | de |
dc.contributor.coReferee | Missler, Markus Prof. Dr. | de |
dc.subject.topic | Mathematics and Computer Science | de |
dc.subject.ger | post-tetanischer Potenzierung | de |
dc.subject.ger | Heldschen Calyx | de |
dc.subject.ger | geringen Calcium | de |
dc.subject.ger | Proteinkinase C | de |
dc.subject.ger | Entwicklung reguliert | de |
dc.subject.eng | posttetanic potentiation | de |
dc.subject.eng | calyx of Held | de |
dc.subject.eng | residual calcium | de |
dc.subject.eng | protein kinase C | de |
dc.subject.eng | developmentally regulated | de |
dc.subject.bk | 42.12 | de |
dc.subject.bk | 42.15 | de |
dc.identifier.urn | urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-718-3 | de |
dc.identifier.purl | webdoc-718 | de |
dc.affiliation.institute | Biologische Fakultät inkl. Psychologie | de |
dc.subject.gokfull | WC 000: Biophysik | de |
dc.subject.gokfull | WCK 000: Bioelektrizität und Biomagnetismus {Biophysik} | de |
dc.identifier.ppn | 515220639 | de |