HİPERPOLARİZASYON SONRASI POTANSİYELİN FARE, SIÇAN VE HELİX ASPERSA'NIN BAZI SİNİR HÜCRELERİNDE ELEKTRİKSEL SİNYAL OLUŞUMUNDAKİ ROLÜNÜN ARAŞTIRILMASI

Vet. nil. Dl'rg. (2001), 17.3: 71·76

HipERPOLARiZASYON SONRASI POTANSiYELiN FARE,

SI~AN

VE HElix

ASPERSA

'NIN BAZI SiNiR HUCRELERiNDE ELEKTRiKSEL SiNYAL

OLU~UMUNDAKi

ROLUNUN ARA~TIRILMASI

Ramazan 8al

o1

Inv

estigatio

n orthe Rol

e

of

After

hyperpolariz

a

tion Potential in the Formation of

th

e

E

l

ectr

i

ca

l

S

ignal

s

in Some Brain cells of Mouse, Rat and

H

e

lix Aspersa

Oze!: Bu 9al!~mada 9ift ve keskin uc;:lu mlkroelektrot ile patch ctamp melodlan kullanllarak lare cochlear gekirdegl, suran Colliculus Inleriore'mn ve Hetlx aspersa'nm sulXlzalagiyaJ ganglion'unda bulunan sinir hucrelerinin hGcre 19i membran kaYltian In vitro olarak olyGldu. Bu sinir hucrelerinde hiperpolarizasyoo somaSI potansiyelin (AHP), hlzl! (I· AHP), orta (m·AHP) ve yava~ (s·AHP) olmak Ozere 09 fazdan oJu~tugu ve bazen de depolarizasyon sonrasl po-tansiyelln (ADP) olu~tugu belirlendi. Hiperpolarizasyon sonrasl derinliginin, sinir hOcresinin lipine bagh olarak de9i~tlgl (25 mV kadar bOyOk olabildigi) gozlendi. Hiperpolarizasyon sonrasl potansiyelin otaSI fizyolojik rolO, membranln katol aklm enjeksiyonu oncesl anot aklmla hiperpolarize edilerek ara~tlflldl. SOnu9 olarak, anol aklm uygulamasmm, SiM hucrelerlnin meydana getirdigi ate~leme pallernlerinde degi~ime neden oldugu gOzlendi.

Anahtar Kellme: Biyofizlk, eleklrofizyoloji, mikroelektrot, in vitro

Summary: In this study, using the double and sharp microelectrodes and patch clamp techniques, intracellular reo cordlngs were perlormed in Ihe neurons

01

mice cochlear nucleus, rat inferior colliculus and subesophagial ganglia

01

Helix aspersa In VItro. In these neurons, alter hyperpolarization potential (AHP) consisted

01

last (I·AHP), medium (m· AHP) and slow (s·AHP) phases. Occasionally, alter depolarization potential (ADP) was observed. The amplitude of the AHP varied depending upon the types of cells (could be as big as 25 mY). The possible role of the AHP was m· vestigated by enjecting hyperpolarizing currents before depolarizing neurons. Consequently, it was observed thaI preconditioning hyperpolarizing current caused the firing pallerns of the neurons

Key Words: Biophysics, electrophysiology, microelactrode, In vitro

Girl,

Aksiyon polansiyeli (AP) sonrasmda sinir hOc·

resinde

olu~abilen

hiperpolarizasyon sonrasl

po·

tansiyel (AHP), zar

dinlenim

polansiyelinden

daha

negatil bir

potansiyel

olup,

hOcre

ale~leme

me·

kanizmasmda onem

ta~lmakta

ve

hOeresel

i~lem

hlZI

ite

etkjnti~ini

tayin etmektedir (Storm,

1987;

Storm, t 988). AHP'nin, akson

terminaUerinde

no·

rotransmillerlerin

salgllanmasJnI

ve sinir hOc·

relerinde

lekrarll AP

olu~umunu

konlrol elti!)i bit·

dinlml~tir

(Klein

ve ark., t 980). Aynea bu pOlansiyel,

ozellikle

hiperpolarizasyona duyarh iyon kanatlannln

aklivilelcrini

dc{Ji~tirdiQ'i i~in

Onemlidir.

Ome{Jin A·

pOlasyum

kanaUannJn, membran

potanslyeline

kar~t

ozel

bir

duyarllllgi vardlf ve hOcre lipine

baQ'1I

olarak

de{li~kenlik

gostermekle birlikte,

yakla~lk

-50 mV

zar potansiyetinde,

A·kanatlan lama men inaklif hale

ge(:er. Di{ler tarallan bu pOlansiyetlerden daha ne·

gatif POlansiyel1erde A-kanallan aktivasyona hazlr

hale gelir (8al ve ark, 2001).

Bu durumda membran

depolarize

edilirse

pOlasyum

A-aktmJnln

ak-tivasyonuna

neden olaeaglndan

hOerslerin

ale~·

Ierne palternlerini

de{li~tiri(

(8al,

1998).

Vine

dO~Ok e~ik

de!)erli

g~ici kalsiyum

aklmJnJn da benzer

~e·

kilde membran

potansiyeline duyarllh{ll

bitdirilml~tir

(Uinas ve

Sugimori,

1980).

Inhibitor

postsinaplik po

·

lansiyelleri (IPSP)

ve

AHP, sinir hOerelerinin

po-lansiyelini

isl

irahal za

r potansi

yelinden

daha

negalll

yaparak

kanallann

aklivasyon

ve

inaktivasyon

den-gesini

elkiler

ve sinir hOcrelerin

bilgi kodlamada

kul-lamlan eevap palternlerini degi~tirir (Rudy,

1988).

Aksiyon potansiyelinin repolarizasyonunu

olu~­

luran iyon aklmlarl aynl zamanda AHP

olu~umuna

da klsmen katllmaktadlr.

C;;fJnkO

AHP

'

Jn ilk kom·

ponen!i

repolarizasyonun

bir parcasl

olarak

de·

{lerlendirilir (Storm,

1987:

Storm,

1988).

Memeli

sinir hOereferinin de

i~inde

yer

aldlOI (:o{lu

sink hOc·

relennde

AP'nin repolarizasyon

doneminden

ve

AHP meydana

geli~inden

co{lunlukla

geeikmi~

dO-zellici

potasyum

aklml (KDR,

IK) sorumlu

lu-tulmu~tur (Hodgkin ve

Huxley,

1952:

Traub

ve

Ui-nas, 1979). Memeli

sinir

hOcrelerinde,

AHP'I hangi

Gch~ Tanh!: 09.08.2001 @:ramazanbal@cxcitc.com

"AL

iyonik

ak.mm

olw,;turdu~u

yeterince test edi!

·

meml~tir.

Hipokampusta yef alan piramid

hOc-retennde

AP'nin repolarizasyonu ve AHP meydana

gelmesi 19in,

kalsiyum ile

aktifle~en potasyum

ak,m.

ile (IC)

A·ak.ffilnin (IA) beraber

yall~tlQ:r

bildirilmi§tir

(Storm, 1987).

Kurba{laJann

sempatik

gangliyon

sini

r hOcrelerinde. repolarizasyon ve A

H

P

olu-~umunda,

IK deQil

Ie

sorurnlu oldugu

bildirilmi~lir

(Adams ve ark,

1

982). Slyan gangliyon sinir

hOc-relerinde ise repolarizasyon

ve AHP

olusumunda

A·

potasyum ak,m. sorumludur

(8elluzzi ve ark

,

1

985)

.

yok

belirgin olarak

Slmrian

9izi1ememekle birlikte

ard

arda

birbirini

takip

eden

AHP'lerin hlzl!

(f-AHP).

arta

(m·AHP)

ve

yava$

(s-AHP) olmak

uzete

09

komponenti

tanlmlanml§tlr

(Janahmadi,

1996;

Storm.

'1987).

Bu

cah~mada, deQi~ik

sinir

preparatlannda

(Helix

aspersa gangliyon,

collicular

inferiore ve

cochlea

r

cekirdekte

bulunan

sinir hUcreleri)

AHP

komponentlerinin

kar~lla~tlrmah olarak incelenmesi

amaclandl.

Ayrrca

AHP'nin bilgi kodlamada

kul-lanllan

ate~leme patternlerinin olu~umundaki

rolO

,

zar dinlenim

potansiyeli deQi~lirilerek

ara~tlrlldl.

M

a

l

e

ry

a

l ve M

e

tol

Bu

yah~mada,

fare, Slyan ve Helix aspersa sinir

hOcre

lerinin hOcre

~i

membran kaYltian yilt ve kes

-kin

uylu elektrot lie

patch clamp melodlan

kul-lanllarak

61e;:OldO

(Bal

ve ark, 2000, Bal ve ark,

2001;

Bal ve

Oertel,

2000). Deneylerde kulianllan

bOtOn

kimyasal maddeler Sigma firmasmdan temin

edildi.

Helix

aspersa sinir

hOcrelerinden yift elektro!

leknigi

lie

kay

l!:

Sekiz

ade! Helix aspersa (3-5 g),

Blades

Biological (ingillere)

~irkelinden

temin edildi.

Disekslyon

lahtaSI

Ozerine bacaklanndan gergin

~e­

kilde lespit edilen

hayvanm,

gangliyonlardan

olu~an

beyni, aorta

ile

birlikte

ylkartlldlktan sonra ince ig

-neler

ile

sini

r uylarrndan lahtaya tespil edUdL

Su-bOza!agiyal

gangUyonun Ozerinde yer alan Cif! kat

zar

kOyOk forsepsler ile YHtllarak sini

r

hQcreleri

at;:lga

Clkartlldl.

Daha

sonra

gangliyon, Ringer

50-lusyonu

(80

mM NaCI, 4 mM KCI, 5 mM MgCI2, 10

mM CaCl,

10 mM glukoz,

ve 5 mM HEPES olaeak

~ekilde

hamlanan) ie;:e

r

isinde mekanik

olarak

olu-~abileeek

hasarlann etkisi

n

den kurtulabilmesi

lein

bir saal

bekletildi.

Solusyonun

pH'sl TRISMA base

ile

7.4'e ayarlandl.

Osmalarilesinin 212

ile

216

ara-smda

olmasma Ozellikle

dikkat edildi. Ilae;:

uy-gulanaeagl

zaman solusyonun ozmolaritesi

NaCI

konsanlrasyonu azallliarak dengelendi.

yilt elektrot

ile

hOere kaydl

ie;:in,

birisi membran

voltaJln1

kaydedecek, digeri

ise

aklml hOcre ie;:ine

en-jekte

edecek

iki

elektrot kullanlldl. Ie;: yOzeylerinde

bir lIaman bulunan elektrollarrn

dl~

caplan

1

mm

ve

ie caplan

0.58

mm idi.

Elektrotlar,

yatay puller

kul-lanllarak deneyden klsa sOre

once

hazlrlandl ve

i9-lerine

3

M KCI kondu. Hazlrlanan elektrot

ucu,

yak-la~lk

1 mm c;:apmda

olup,

rezistansl

, 3

M

KCI

solusyonu kullanllarak 1-6

MW

olarak

OleOl

dO.

Olu-~an kapasitansl

azaltmak iyin elektrotlar

Sylgard

ile

kaplandl. Olympus marka

bir mikroskop

lie 40'hk

ob-jektif

bOyOtmesinde

hede! hOcre

tespit

edildikten

sonra iki eleklrot Ue

sink hOcresine girilerek

kaYlt

i~­

lemlerine

ba~landl.

HOcre

iyl

kaYltlar,

Axoclamp-2A

amplifier

(Axon)

ile ada

slcakhgmda

yaplldl.

Elde

edilen

veriler 2000

Hz'de low pass !jltre'den

ge-yirilerek Analog/Digital

d6nO~tOrOeO

ile 16 KHz'llk

bit

frekansta

ornekleme yaplldl.

Her deney

sonrasl

elektrot

ucu potansiyeli

kaydedildi

ve

olu~an

mik-roelektrod uy potansiyeli

±5

mV'dan buyOk

ise

so-nUylar analizlerde kullanllmadt.

Collicular

inferiore

sinir hOcrelerinden keskin

ue;:lu

elektrot

teknigi Ue kayl!:

yall~mada 11

-17

gOn-10k

20 adet

erkek

ve

di~j

Wistar Albino

Slyan

kul-lanlldl.

Hayvanlann

ba~1

kesildikten

sonra,

ba~

kl-Simian

beyinde devam eden

aktiviteyi

du~Orerek

oksijen

ve

glukoz tOketimini

azaltmak ve dolaYlslyla

beyin

sinir

hOcrelerinde

meydana gelebilecek hasan

en

aza

indirmek ic;in

oneeden +4 OC'ye

soQutulmu~

olan

yapay beyin

SIVISI (aCSF)

iyerisine

kondu.

Yapay

beyin SIVISI;

124 mM NaCI, 5

mM KCI,

1.2

mM KH2P04, 2.4 mM

CaCI2,

1.3

mM MgS04, 26

mM NaHC03 ve 10 mM glukoz it;:erecek

~ekilde

ha-zlrlandl. Yapay

beyin SIVISIOIO pH'SIOI 7.4'te tam

-ponlamak

iyin %95 02 ve

%5

C02

ile doyuruldu.

SoQuk tutulmaslOlO

nedeni

ise.

Colliculus

in·

feriore'du

da

ieerecek

~ekilde

kOyuk bir beyin bloku

e;:ok

suralli bir

~ekilde

t;:lkartlldl ve aCSF

(+4

OC)

ie;:e-ren vibrotom

ile 300

mm

kallnllQlOda kesildi.

Ke-sitler olasl

mekanik hasarlann tamir

edilmesi

ic;in bit

saklarna

kablOda

bir saat beklelildi.

Kesitler,

Oertel

(1983) taraflOdan

dizayn

edilmi~

kaylt adaSlOa

bl-rakllarak, dakikada 6-7

ml hlzda aCSF solOsyonu

ile

perfuze edildi.

%95 02 ve

%5

C02

gaz

kan~lml,

aCSF ie;:ine

sOrekli

olarak veri

lerek doyurulmaya

e;:a-h~lldl.

Helix aspersa preparatlOda

hOereleri

bir-birinden

ayflml

ve

hede! hOcrenin tayini yaplldl.

Ancak

colliculus

inferiore kesitlerinde hOcreleri

gor-meden

canll

hOcre bulunmaya

yall~lldl.

Yukanda

an-latlldlgl

gibi aynl

tor cam

malzemeden

yatay puller

kullanarak mikroelektrotlar hawlandl. Farkh olarak

elektrodun ueu

yok

daha

ince

olup, pipet

iei

so-IOsyonu blfaklldlglOda uy direnci

nin

140-180 MW

01-dugu belirlendi. Kaylt iyin

2

M

potasyum

aseta!

iee-risinde

hazlflanml~

%2'lik biyosaytin solOsyonu pipe!

kay-lI

ipcrpo

l

ari"lus"on

SOllrUSI pOlanslyelin

rarc ...

A

B1

J

-

45mV

-

84 mV

20A

B2

)

15mV

80 ms

---'1

'

oA

1

20mv

~ 200ms

~---~ ~,....-:

"-20A

~ekll

1. Helix aspersa F77 sinjr hucresinde

aklm

en-Jeksiyonlanna

cevaben

oIu~an

AP

va

AHP. A:

Dinlenme

zar potansiyeli -47 mV olan sinrr

hUcresr.l nA'na

yanlt

olarak

olu~an

blr

AP

olu~lurdu

va f-AHP'nl

(10

mV

bu-yuklugunde)

s-AHP

lakip

elli. Bl: +2

nA

aklm

,

iki

AP

olu~turdu.

Aynl sinir

hUcresine

allOt aklmlar

vererek

din-lenme zar potansiyeli

-84

mV'a kaydmldlktan soma

va

sonra aklm

miktardakl aklm Injekte edildiginde

uyaflOin

sonunda sadece

bir AP

ate~lendi.

dedllmesi yukanda anlallldlQI gibi yaplldl.

Cochlear yekirdek sinir

hOerelerinden patch

elamp

tekniQi

ire

kaYII: Ookuz adel

I

CA einsi fare

(17-2

1

gunlOk)

bu

<;:ali~manln

maleryalinl

olu~­

lurdu

.

Hayvanla

n

n

ba~1

kesi

l

dikten soma daha

soma

ba~lan,

'30 m

M N

aCI. 3 m

M

KC

I

, 1.2 mM

KH2P04,

2.4

m

M

CaCI2, 1.3 m

M

MgS04, 3 mM

HEPES ve 10 mM glukoz (%95 02 ve

%5

C02 ile

doyurulan) i<;:eren

aCSF

iyerisine

konuldu.

Coch-lear

<;:ekirdeQin,

beyin

saplna

birle~ik

olarak

di-seksiyonu

yaplldl

ve vibrotom

ile

175 mm

ka-hn

h{jlnda kesitler

alindl. Cohclear

yekirdegi

iyeren

kesilier kayll odaslna alinarak inverted

mikroskop

(Zeiss,

X63

suV

a gireb

i

len

lens kuJlanarak) ile

in-celendL

Cochlear yekirdekte

deOi~ik

morfoloji

ve

biyofiziksel Ozelli

kteki

huereler.

birbirinden

ko-numlanna ve

ale~leme

patternlerine gore

ayut

edil-dl.

Hedel hOere

seyildi

kten

sonra hOcre

iyi kayll

almak iyin

tUm hOcre

patch

elamp konligOrasyonu

elde

edildi. Axopateh

200A

amplifier'1 (Axon)

kul-lanllarak

kayil

lar

ahndl. Analog kaYlliar 5-10

KHz'de filtre edildikten soma veriler

10-40 KHz

fre-73

A

f_AHP :1 _, AOP :::" m-AHP 8mY

I

'm,

B

-59 mV

J---

r

r--c

-57mV

o

",

A

11

mV

_72mV SO ... S7mV 005nA s-AHP '-AHP

$elol 2. Ocl0PUS

ve

steUate slnlr hUcrelerinde AP

ve

AHP.

A: Octopus

sinir

hUcreleri

0.1

nA

aklma

yaM

olarak

uya-nnm

ba~lnda

sadece

bir AP

'i

ate~ledl.

YaMm

i

lk klsml

bu-yijlulerek

sag uSI

kO~ede

aynntlh

olarak

gOsteriJmi~tlr.

81-raSI ile f-AHP, m-AHP ve ADP

gOzlendL B:

Aym

oc

t

opus

sinir hucresinde anot

skIm enjcksiyonu ile

olu~turulsn -72

mV'luk dinlenme

?:ar

po

t

ansiyelinden

ate~lenen

AP g

O-r

u

t

mekledi

r

.

C: S

t

ellate hucres

i

nin 0

.05

nA aklma ite

ale~­

lenen AP'

l

eri gOrQlmekledir. 0

:

Spontan

olarak

geli~n

AP

sonraSII-AHP ve s-AHP gOrOlmektedir

.

kansla

r

da

diiila]

sisteme

donO~lUrOlerek

bit-gisayarda kaydedildi.

Seri direnylerin

buyOk bir

klsml (%95)

6zel

devrelerle dOzeltildi

.

Sonuylar,

or

-talama

±

standard hata

(ND

sinir hOcre saYlsl) (x

±

Sx, (N)) olarak verildi.

Bulgular

Helix aspersa

sinir

hOerelerinde AHP

;

Bu

ya-h~mada,

8

farkli Helix

aspersa'",n

F77

sinir

hOc-resinden hOcre i<;:i

kayltlar ahndl.

Bunlardan

Ot;:

hucre

spontan olarak

AP

meydana getirdi ve

tOm

hOereler

pozitif aklm enjekte edildigi zaman AP

ale~lendi.

F77

hOcrelerinde sadece

I

-

AHP

ve

s-AHP

~ekiUeri

g6zlendi. .Hiperpolarizasyon

somasl

pOlansiyelinin yuksekli{linin

(zar dinlenim

po-lansiyeli

ile

AHP

'

nun

en

negafil deOeri)

7 lIa

14

mV

arasmda

degi~tiQi

(11±O.7

mV

(N=8)) gozlendi.

AHP

'

nun F77

'

de

ate~leme

patterni

olu~umundaki

rolOnu

ara~llrmak

iyin

membran pOlansiyeli

,

anot

(negatif)

aklml

kullanarak

zar

dinlenim

po-tansiyelinden daha

ne9alif voltajlara

kaydlrlldl.

Oaha soma AP

ate~lemesi

iyin

aynl m

i

ktarda kat

o

l

(poziti!) aklml eniekte

edildi.

~ekil

1 B'de goruldOOu

BAL

A

B

l

15~

150ms

ADP

/

-SOmV

----

_·50101'1 ,

!

04M.

C

D

-57

mv

.1\. _,,- .

--'

'-..-.--- '-..-.--- '-..-.---s·AHP ---. 0 1 rIA 1

,5mv

8O~

i'J

-88mV

-~5m"

10m, I.NiP

I

$ekil

3. Coiliculus

inferiore'de

yer alan onset

ve

adapting

hGcrelerinde AP

V6

AHP. A: 0.4 nA aklma

yanrt

olarak

atei?lenen

AP'I, /-AHP

'Ie

soma ADP

takip

etti. B: Fakat

ayn.

hGcrede

spontan

olarak

geli~n

AP sonraslnda

sa-dece

f-AHP

belirgin

olarak gOzlendJ. C: Adapting sinir

hucresi.

0

.

1 nA

ila

bir AP

ate~edi va

sadece s-AHP

be·

hrgrndl.

D: Aynt hClcrede dinlenme zar potansiyelinin

anal aklmla

--88

mV'a kaydmlmasmdan sonra AP compo

lex

bir yaplya bOrOndO.

gibi

AP'nin say,smm azaldlgl ve uyarmm ba§mda

degilde

sonlanna dogru

olu~tugu

gozlendi.

Cochlear

~ekirdek

sinir hucralerinde AHP:

Cochlear

yekirdekte 4 octopus

va

5 stellate sinir

hOcresinden

hOcre iv;

kaYII

ahndl. Octopus hOc·

releri

uyan

~iddeti

ne kadar bOyOk olursa olsun sa·

dece

lek bir AP

ale~ledi

($ekil 2A) slrasl ile f-AHP,

ADP

(depolarizasyon

sonraSI potansiyel) ve m·

AHP fazlanna sahipti.

Hiperpolar

izasyon

sonras.

pOlansiyelin

yOksekligi, 5±O.6 mV (N=4) olarak bu·

lundu.

Hiperpolarizasyon sonras. polansiyelin

liz

-yolojik rolOnu

ara~llrmak

iv;n, hOcrenin zar

din-lenim

pOlansiyeli anol aklmla negalif degerlere

kaydrnldlktan sonra

kalot aklmla al9$leme yaplld.

'Ie AP potanslyel

yOksekliginin artl191 g6zlandi.

Stellate hOcrelarrnde,

uyanlara

cevap

olarak AP

repolarizasyonu sonrasl

AHP komponentleri ga·

li$mesme

zaman kalmadan, daha sonraki AP'nin

ale$lendigi

gOzlendi ($ekil 2C). Fakal sponlan ola·

rak ale$lenen AP'in

'-AHP

va s·AHP

com-ponentlerini iyerdigi

'Ie yap.lan analizlerde spontan

AHP'nin bOyOklOgOnOn 25 mV'a kadar ula$t.g. goz·

lendi

(17±2 mV (N=5))

(~ekil

2D).

A

I-A HP

1

-'l7mV

_{, ,}

,,' .

)1

't/',

V \,/ $·AHP

B

I

!

O.lnA

!

'3mv

SOms

$ekil 4. Colliculus Infenore

'

de yer alan regular hOeresrn.n

AP

V6

AHP.

A:

0.'

nA

ile

ate~lenen

AP

ve '·AHP

ve s-AHP

gorOlmekledir. B: Sponlan olarak

ate~lenen

AP. Dinlenme

zar potansiyeli

(C

ll

ve

aynl sinir hikresinde -82 mV

zar

potansiyelinde

(ell

0.5

nA ile 8te~lenen

AP

.

CoUiculus inferiore'nin dl$ kabugu

sinir

hOc-relerinde AHP: OV onsel ($ekil 3A va 38),

6

adap-ling ($ekil 3C 'Ie 3D) ve 5

r

egular ($ekil

4A, 48

'Ie

4C) sinir hOcralerinda AHP analizleri yaplldl. Onsel

hOcresinde, aklm enjeksiyonlarrnda

ADP,

sponlan

olarak alei1emenin oldugu durumlarda ise l-AHP ve

s-AHP g6zlendi ($ekil 3A 'Ie 38).

Sponlan

ata~leme

olgulannda, AHP'nin bOyOklOgO 4±O.3 mV

(N=3)

olarak bulundu. Onset hOcrelerde, ak.m

en-jeksiyonu

oncesi

hiperpolarizasyonun etkisinin

tes-pit edilemeyecek kQdQr az oldugu belirlendi. Adap·

ting hOcrelerde ise aklm enjeksiyonlan ite geli$en

AP,

s·AHP

ve

nadiren

ADP

gozlandi.

Hi-perpotarizasyon sonrasl polanslyelinin

yuksekliginin

az oldugu g6zlendi (2±0.2 mV

(N:6)).

Adapting

iek-linde olan

ate~leme

pallerni, anot aklml

ile

yap.lan

hiperpolarizasyon sonrasl aynl miktardaki aklma

bursl paneroi olu$lurarak yaml

verdi.

Regular sinir

hOcrelerinde,

l-AHP

ve

s-AHP'nrn

aylk

blr $ekilde

lemsil edildigi g6zlendi. Hiperpolarizasyon sonras

.

potansiyelinin yOksekli{linin ale§'eme patternini

el-kileyebilacek yOkseklikte

oldugu

g6zlandi

(10±0.5

Iliperpolari7.3syon sonrasl potansiyelin fare ...

Tartl~ma

v

e

Sonug

Ak

siyon

polansiyel

repolarizasyonunun

ve

AHP'nin. hucre

t

ipine

gore farkillikiar gostermekle

beraber

gecikmi~

duzeltici potasyum

aklml,

A-aklml.

kalsiyum ile

aktjfle~en

potasyum

aklmlanmn

kombine katkllan ile

olu~tu~u bildirilmi~lir

(Go

l

ding

ve ark,

1995;

Golding ve ark,

1999; Smith,

1

992;

Wagner, 1994).

Apamin, bal ansI zehirinden izole

edilen bir

loksindir ve SK

ICa

aklmlOl

s~ici

olarak

bloke eder (Rudy,

1988). KultOk konduktansli kal

-siyum ile aklive olan

pOlasyum

aklmlOlO, colliculus

inferioredeki

regular

ve F77

sinlr

hOcrelerinde

I-AHP

olu~umuna

katklsl

oldugu

rapor

edilmi~tir

(Ja-nahmadi,

1996)

.

Octopus

sinir

hucrelerinde

AP

re-polarizasyonu ve

AHP'in

geli~imin.

bOyOk o

r

anda

Kv1 gen ailesinin

olu~lurdugu

heteromultimerik

po-tasyum kanallanntn

araclilk

ettiQi

polasyum aktmt

ile ilgili

oldu~u

ve telraelilamo

n

yum iyonuna

du-yarh polasyum aklmlmn ItOk

az katktslnm

olduQu

bildirilmi~tir

(8a

t ve

Oertel,

2000).

8u sinlr hucrelerinde,

AHP

olgusunun

kan-titatlf

olarak

deOerlendirmesi ve bu sinir

hOcre sin·

yallerinin

kodlanmastndaki

katklsl

ilk

defa bu

Ita

·

lI~mada

ele altndl ve

AHP

'i

n larkh

kompartlmanlan

karakte

rize

edildi.

AHP'nin yOksekliQine ve su

o

resine

ba~1i

olarak

ate~leme

pattern

olu~umunda

onemli

ral aldlQtna inanlhr (Goh

ve Pennefather

.

1987

;

Storm,

1

987;Storm, 1988). AHP

'

nin

sinyal

kodlanmasl

altlslndan biyoliziksel

onemi,

zar din·

lenim

potansiyelini daha negali! deQerlere

kay-dlrmastndan ileri

gelir. 8unun

ate~leme

pat·

ternlerinin

olu~umundaki

onemini, ilk

kez Uinas

ve

Sugimori (1980) cerebellumun

purkinje

sinir

hOc-relerinde

va

daha sonra

M

anis

(

1

990).

cochlear~­

kirdekte bulunan

fusiform hOcrelerinde ortaya

kOY-mu~lur.

8u

ara~tlrmacllar

katol aklml

6ncesi

n

de

hOcre membranlnl anol aklmla

hiperpolarize

et-tiklerinde,

ate~leme

panernini

n

degi~tiQini

bU-dirmektedirler. Sun ulan

Itah~mada

F77

sinir

hOc-resinde 90rOlen

AHP yOksekliginin fazla

olduOu

(7-14 mV)

saplandl.

Bu

duruma

gore

fonksiyonel

ola-rak AHP komponentl

bu hOcrelerde

elektriksel

sin-yallerin

~ekillenmesine

katklda

bulunur.

COnkO bu

hucrede

zar dinlenim potansiyelinden daha negalif

pOlansiyeller

de

akltl

hale gelten A·kanallan lazla

bu[undugun

dan

(8al ve

ark, 2001), AHP

ile

zar po.

tansiyeli

negatifle~erek

ilk

aksiyon potansiyelin

i

n

olu~masl

gecikir

ve

hOcrede

olu~an

sinyalln

pat-l

erni

deQi~ir.

SOnu9

olarak

hOcrenin

uya-nlabilirli~inin

azalmastna

yol

altar.

Benze

r

~ekilde

bu

Itali~mada,

colliculus inferiore'un

regular

ve

adapting sinir hOcreler

i

nde de

bOyle

bir elki belirgin

olara

k

sapland.. Col1iculus inferiore sinir

hOc-75

relerinde AHP'nin yuksekliginin lazlallOl, fonksiyonel

olarak

6nemli olmasl

gerektigi

~eklinde

yorumlandl.

yankO

i~ilme

sisteminde ses bilgilerinin kodlanmasl

tamamen

sinir

hOcrelerinin

ate~leme

pattemlenne

ba~lidlr.

Cochlear

gekirdek gibi

i~itme

sisteminin alt

merkezlerinde elemenllerine aynlan ses bilgisi,

col-liculus

in

f

e

r

iore

dOzeyinde entegre

edilerek sesin

01-lelig; az

da

olsa

1t6z0mJendi~i

bilinmektedir (Rose

ve ark

.

, 1963). Bu

ba~lamda

AHP,

colliculus in·

feriore

'd

e bulunan sinlr

hOerelerinin

ale~leme

pat

-ternlerini degi:;;lirerek

bilgi

kodlanmaslnda

onemli rol

oynadlgl

dO~OnOlmektedir.

Octopus sinir

hOc-rele

r

inde

ise AHP'n

i

n yOksekliginin lazla

olmamasl

ve potasyum

aklmtntn

birden

lazla

AP

olu~umunu

engellemesinden

dolayl

ate~leme

paterni

de-Qi~memekledir.

8undan dolaYI AHP

'ni

n

OCIOpus

sinir

hOcrelerinde

sinyal

olu~umunda

elkin

blr

roo

IOnOn

olmadlgl

sonucuna

van

l

dl.

Membran hiperpolarizasyonu meydana

getiren

AHP, biyofiziksel

alt1dan iyon

kanallannm

kinetik

ozelliklerini

degi~tirdiginden

elektriksel sinyal

olu-:;;umunda

belirleyici

rol

oynar (Blackburn ve Sachs.

1989; Young

ve

ark,

1

988).

Zar

dinlenim potanslyeli

normal olarak,

AHP

ile veya

i

nhibitor postsinapt

ik

potansiyel (IPSP)

ile olmak Ozere iki

~ekilde

daha

negal;f

deQerlere

kayabilir (8al ve ark, 2001).

H

i·

perpolarizasyon sonrasl potansiyelin

,

iyon

ka-nallanndan en lazla A·potasyum

va

dO~Ok e~ik

de·

gerli kalsiyum kanallartntn

inaktivasyon

kinetiQin

i

etkiledi~ini bildirilmi~lerdir

(Uinas ve Sugimori.

1

980; Bal ve ark, 2001)

.

Membran potans

iyeli

din·

lenme potansiyelinden daha negalif degere

kaymasl

ile

daha lazla

saylda

kanal

aklivasyona hazlr

du-ruma gelir.

In vivo

~artlarda

sinaptik

yolla depolar

ize

edUen

bOyle

bir

Moede

h

iperpolarizasyona duyarh

iyon

kanallan daha da

etkinle~erek

hOc

r

e sinyalin

in

daOi~mesine

neden

olur (8al,

1998). Le 8eua

ve

ar-kada:;;lan

(1996)

inhibitor n6rotransmitterlerden

olan

g-aminobOlirik

asid (GABA)

ve glisin

in

hOcrelerin

ate~leme

pater

l

erini beJirgin

olarak

degi~tlrdigini

bU

·

dirmi'ilerdir

.

Uinas

ve Sugimori

(

1

980) ve

Man

is

(1990)'m bildirdiQi

gibi,

AHP hOcrelerin

erekl-rofizyolojik

ate~leme

palernlerinin

olu~umunda

et·

kilidir

.

Ate~leme

patternleri ise

bilgi kodlamanm

teme

l

ogeleridir.

DiOer

ifade lie beyin

laralmdan

,

i~

ve

dl~

Itevremizde meydana

gelen

degi~ikliklerin

al-gllanmasl,

i~lenmesi

ve

bunlara

kar~1 olu~abilecek

yaniliann beli

r

le

n

mesi ilt

in

sinir

hucreleri

sinyal ola·

rak AP ale:;;leme patternlerini kullamr. Her bir

ale~·

leme

paterni,

larklt bUgileri kodlamak

Iltin kultanllir

(Blackburn ve Sach. 1989; Rose ve

ark.

1963

:

SAL

Kaynaklar

Adams, P. R .. Constanti, A., Brown, D. A. va Clark. R 8.

(1982). Intracellular Ca2+ activates a fast

voltage-sensitive K+ current in vertebrate sympathetic neurones. Nature 296:746-9.

Bal. R. (1998). Potassium currents in identified Helix

as-persa neurones and in ral inferior colliculus neurones. PhD thesis. Newcastle University, UK.

8al, R., Janahmadi, M., Green, G. G. ve Sanders, D.

J

.

(2001

J

.

Two kinds of transient outward currents, I(A) and I(Adepol), in F76 and 01 soma membranes of the

subesophageal ganglia of Helix aspersa.

J.

Membr. BioI.

179:71-8.

Bal. R., Janahmadi, M .. Green. G. G .. va Sanders, D. J.

(2000). Effect of calcium and calcium channel blockers

on tranSient outward current 01 F76 and

01

neuronal

soma membranes in the subesophageal ganglia 01 Helix

aspersa.

J

.

Membr. BioI. 1 173:179-65.

Bal, R. ve Oertel, D. (2000).

Hyperpolarizalion-activated, mixed-cation current (I(h)) in octopus cells of the mammalian cochlear nucleus.

J.

Neurophysiol. 84:806-17.

Belluzzi, 0., Sacchi, O. ve Wanke. E. (1985). A fast transient oulward current In lhe rat sympathetic neurone

studied under voltage·clamp conditions.

J.

Physio!.

358:91·108.91-108.

Blackburn. C.C. va Sachs, M.B. (1989) Classifieation 01 unit types in the anteroventral cochlear nucleus: PST histograms and regularity analysis.

J

Neurophysiol 62: 1303·1329.

Goh. J. W. ve Pennefalher. P. S. (1987).

Phar-macological and physiological properties of the after·

hyperpolarization current of bullfrog ganglion neurones. J. Physlo!. 394:315·30.315-30.

Golding. N. L.. Robertson, D. ve Oertel. O. (1995).

Re-cordings from slices indicate that octopus cells of the

cochlear nucleus delect COincident firing of auditory nerve fibers with temporal preciSion.

J

NeuroscL

15:3138·3153.

GOlding, N. L.. Ferragamo, M., ve Oertel, D. (1999).

Role of intrinsic conductances underlying transient res-ponses of octopus cells of the cochlear nucleus. J Ne·

urosci 19:2897-2905.

Hodgkin A.L. ve Huxley A.F. (1952). The components of membrane conductance in the giant axon of Loligo ..

J

PhysioI116:473-496.

Janahmadi, M. (1996). Ionic currents In Helix aspersa. PhD thesis. Newcastle University, UK.

Klein, M., Shapiro, E, ve Kandel, E, R. (1980). Synaptic plasticity and the modulation of the Ca2+ current.

J

.

Exp

BioI. 89:.117-57.

Le Beau. F.E.N., Rees, A. ve Malmierca. M.S. (1996)

Conlribution of GABA- and glYCine-mediated Inhibition to

the monaural temporal response properties of neurons in

the inferior colliculus. J Neurophysiol 75:902-919.

Uinas, R. ve Sugimori, M. (1980). Electrophyslologieal properties of in vitro PurklnJe cell dendntes in mammalian cerebellar slices. J. Physiol. 305: 197-213.

Manis. P. B. (1990). Membrane properties and discharge characteristics of guinea pig dorsal cochlear nucleus ne· urons studied in vitro.

J.

Neurosci. 10:2338-2351.

Oertel, D. (1983). Synaptic responses and electncal pro-perties of cells In brain slices of the mouse anteroventral cochlear nucleus. J. Neurosci. 3:2043-2053.

Rose, J.E .• Greenwood. 0.0 .. Goldberg. J.M. ve Hind, J.E. (1963) Some discharge characteristics of single

ne-urones in the Inferior coiliculus of the cat. I. Tonotoplcal

organisation, relation 01 spike counts to tone intensity and

firing pattern of single etements.

J

Neurophysiol 26:294· 320.

Rudy, B. (1988). Diversity and ubiquity of K channels.

Neuroscl25:729·49.

Smith. P. H. (1992). Anatomy and physiology 01 mul-tipolar cells in the rat inferior colllcular cortex using the in vilro brain slice technique. J NeurosciI2:3700-3715. Storm. J. F. (1987). Action potential repolarization and a

fast alter·hyperpolarization in rat hippocampal pyramidal cells. J. Physiol. 385:733-759.

Storm. J. F. (1988). Temporal integration by a slowly

inactivating K+ current in hippocampal neurons. Nature.

336:379-381.

Traub, R. D. va Ulnas, A. (1979). Hippocampal pyra-midal cells: significance of dendritic ionic conductances for neuronal function and epileptogenesis.

J.

Ne-urophysio1. 42:476·96.

Young, E.D" Roben, J.M. ve Shofner. W.P. (1988) Re-gularity and latency of unils in ventral cochlear nucleus. implications for units classification and generation of res-ponse properties.

J

Neurophysiol 60: 1-29.

Wagner. T. (1994). Intrinsic properties of identified ne-urones in the central nucleus of mouse inlenor colJiculus.