long-TERM POTENTIATION

langdurige potentiëring (LTP) is een proces waarbij synapsen worden versterkt. Het is het onderwerp geweest van veel onderzoek, vanwege zijn waarschijnlijke rol in verschillende soorten geheugen. LTP is het tegenovergestelde van langdurige depressie (LTD). Bij LTP neemt na intensieve stimulatie van het presynaptische neuron de amplitude van de respons van het post-synaptische neuron toe., De stimulus is over het algemeen van korte duur (minder dan 1 seconde) maar hoogfrequent (meer dan 100 Hz). In het postsynaptische neuron veroorzaakt deze stimulus voldoende depolarisatie om de magnesiumionen te evacueren die de NMDA receptor blokkeren, waardoor grote aantallen calciumionen de dendriet kunnen binnendringen.

deze calciumionen zijn uiterst belangrijke intracellulaire boodschappers die vele enzymen activeren door hun conformatie te veranderen. Een van deze enzymen is calmoduline, dat actief wordt wanneer Vier calciumionen eraan binden., Het wordt dan Ca2+ / calmodulin, de belangrijkste tweede boodschapper voor LTP. Ca2+ / calmoduline activeert dan op zijn beurt andere enzymen die een belangrijke rol spelen in dit proces, zoals adenylaatcyclase en Ca2+/calmoduline-afhankelijke eiwitkinase II (CaM kinase II). Deze enzymen wijzigen beurtelings de ruimtelijke bouw van andere molecules, gewoonlijk door een fosfaation aan hen toe te voegen. Dit gemeenschappelijke katalytische proces wordt phosphorylation genoemd.,

aldus produceert de geactiveerde adenylaatcyclase cyclisch adenosinemonofosfaat (cAMP), dat op zijn beurt de activiteit van een ander eiwit, kinase A (of PKA), katalyseert. Met andere woorden, er is een typische cascade van biochemische reacties die veel verschillende effecten kunnen hebben.

bijvoorbeeld, PKA fosforylaten de AMPA receptoren, waardoor ze langer open te blijven nadat glutamaat bindt aan hen. Als gevolg hiervan wordt het postsynaptische neuron verder gedepolariseerd, waardoor het bijdraagt aan LTP.,

andere experimenten hebben aangetoond dat CREB-eiwit een ander doel van PKA is. CREB speelt een belangrijke rol in gentranscriptie, en zijn activering leidt tot de verwezenlijking van nieuwe AMPA-receptoren die synaptische efficiency nog verder kunnen verhogen.

het andere enzym dat door Ca2+/calmoduline wordt geactiveerd, CaM kinase II, heeft een eigenschap die bepalend is voor de persistentie van LTP: het kan zichzelf fosforylaat! De enzymatische activiteit zet zich voort lang nadat het calcium uit de cel is geëvacueerd en de Ca2+/calmoduline is gedeactiveerd.,

CaM-kinase II kan dan op zijn beurt de AMPA-receptoren en waarschijnlijk andere eiwitten zoals MAP-kinasen, die betrokken zijn bij de opbouw van dendrieten, of de NMDA-receptoren zelf, waarvan de calciumgeleiding door deze fosforylering zou worden verhoogd, fosforyleren.

om een idee te geven van de complexiteit van de metabole sequenties die verantwoordelijk zijn voor LTP, zullen we drie van de andere enzymen die momenteel worden bestudeerd., Proteã ne kinase C (PKC) lijkt aan phosphorylate AMPA receptoren op dezelfde plaats als CaM kinase II. Inhibitor 1 (ou I1) schijnt door PKA te worden geactiveerd en phosphorylating phosphorylating AMPA receptoren te verhinderen. En tyrosinekinase SRC kan direct door de AMPA-receptoren worden geactiveerd, en dan phosphorylate de NMDA-receptoren.,

LTP omvat ten minste twee fasen: vestiging (of inductie), die ongeveer een uur duurt, en onderhoud (of expressie), die enkele dagen kan aanhouden. de eerste fase kan experimenteel worden geïnduceerd door een enkele hoogfrequente stimulatie. Het gaat om de activiteit van verschillende enzymen (kinasen) die aanhouden nadat het calcium is geëlimineerd, maar geen eiwitsynthese., om de onderhoudsfase in gang te zetten, moet echter een reeks hoogfrequente stimuli worden toegepast. In tegenstelling tot de vestigingsfase van LTP vereist de onderhoudsfase de synthese van nieuwe eiwitten–bijvoorbeeld die welke de receptoren vormen en die bijdragen aan de groei van nieuwe synapsen (een ander fenomeen dat optreedt tijdens de onderhoudsfase).,

naast alle post-synaptische mechanismen die betrokken zijn bij de oprichting van LTP, wordt al lang verondersteld dat enkele presynaptische wijzigingen optreden tijdens de volgende onderhoudsfase. Maar bepaalde wijzigingen, zoals een toename van de hoeveelheid glutamaat die vrijkomt door het presynaptische neuron, impliceren de aanwezigheid van een retrograde boodschapper die teruggaat naar dit neuron en het wijzigt., Omdat stikstofmonoxide (NO) een gas is in zijn natuurlijke staat, en dus door celmembranen kan diffunderen, zou het een ideale kandidaat voor deze rol zijn. Maar de betrokkenheid ervan is nog steeds het onderwerp van veel discussie en controverse.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *