Вплив електричної активності на нейрони ганглія трійчастого нерва в первинній культурі

Ганглії трійчастого нерва як і всі сенсорні ганглії містять афференті волокна, що відрізняються між собою електрофізіологічними, морфо-логічними та фармакологічними властивостями [1]. Існує зв'язок між параметрами та видом модальності проведення сигналу [2]. Велику увагу приділяють ноцирецепторам – це нейрони, волокна яких проводять больові сигнали. Властивості нейронів зручно досліджувати на модельних біосистемах, як первинна культура дисоційованих клітин [3, 4].

Мета нашої роботи  провести  детальний опис електрофізіологічних та фармакологічних характеристик малих нейронів(25 μм), що розвивались в штучних умовах. У наших експериментах електрична збудливість описувалася на основі здатності нейронів ГТН генерувати потенціали дії (ПД) у відповідь на деполяризуючі поштовхи струму. Для визначення впливу безкальцієвого розчину та тетрадоксину (ТТХ) використовували локальну су перфузію подачі розчинів [5].

В залежності від відповіді на тривалу деполяризацію нейрони були поділені на групи: адаптивні, тонічні, та затриманої дії. Адаптивні нейрони (АН) – у відповідь  на деполяризацію  генерували поодинокі ПД; Тонічні нейрони (ТН) – група клітин для яких характерна генерація серії ПД протягом усього стимулу; в нейронах з затриманою генерацією ПД (НЗГ) спостерігалася затримка перед генерацією ПД. Дані нейрони відрізняються також електрофізіологічними та фармакологічними показниками.

Було отримано такі результати: 38% – нейрони, які генерували декілька ПД; 58% нейронів – генерували серію ПД; 4%- із затримкою генерації ПД. Пасивні показники потенціалу покою, вхідного опору, ємності мембрани особливо не відрізнялись, окрім ТН, що мали найвище значення вхідного опору. Практично у всіх нейронах при гіперполяризації виникав «вигин» на початку зміни мембранного потенціалу і кількісно визначався за коефіцієнтом аномального випрямлення. Нейрони різних груп достовірно відрізнялися за цим параметром [6].

При дії ТТХ (500 нмоль/л) електрична активність або повністю або частково була пригнічена, а в деяких клітинах залишалась без змін. У нейронах з затриманою генерацією та в більшості адаптивних нейронах ТТХ не приводив до змін.

Для безкальцієвого розчину було зареєстровано такі зміни: пригнічення «горба» на фазі спаду, зменшення амплітуди ПД, помітне пригнічення амплітуди слідової гіперполяризації. Отже, зменшення концентрації кальцію в зовнішньоклітинному розчині викликає модуляцію електричної активності нейронів ГТН. Пригнічення горба на фазі реполяризації та зниження порогу генерації свідчить про наявність низькопорогових та високопорогових кальцієвих каналів.

Результати проведеної роботи показали, що малі нейрони ГТН є гетерогенними за електрофізіологічними властивостями та чутливістю до ТТХ. Нейрони з часткою чутливості або відсутністю до ТТХ належать до класу клітин, волокна яких утворюють С- або Аб- волокна.

1. Fang X, McMullan S, Lawson SN, Djouhri L. Electrophysiological differences between nociceptive and non-nociceptive dorsal root ganglion neurons in the rat in vivo. J. Physiol. 2005; 3 (565): 927-943
2. Boada MD. Relation between electrophysiology signature and defined sensory modality of trigeminal ganglion neurons in vivo. J.Neurophysiol. 2013; 109:749-57
3. Catacuzzeno L, Fioretti B, Pictrobon D, Francioloni F. The different expression of low-treshold K+ currents generates distinct firing patterns in different subtypes of adult mouse trigeminal ganglion neurons. J. Physiol.2008; 21(586): 5101-18
4. Haper A, Lawson SN. Conduction velocity is related to morphological cell type in dorsal root ganglion neurons. J.Physiol. 1985; 359:31-46
5. Veselovsky NS, Engert F, Lux HD. Fast local superfusion technique. Pflugger Arch. 1996; 432(2): 351-4
6. Cabanes C., Lopez de Armentia M, Viana F, Belmonte C. Postnatal changes in membrane properties of mice trideminal ganglion neurons. J.Neurophysiol. 2002; 87:2398-407