Может ли потенциал действия производить несколько или больше нейротрансмиттеров в зависимости от полученного стимула?

Короткий ответ

• Расширение потенциала действия увеличивает высвобождение нейротрансмиттера;
• Как правило, потенциал действия приводит к высвобождению примерно одной везикулы нейротрансмиттеров;
• Потенциал действия не обязательно должен приводить к высвобождению нейротрансмиттера — вероятность составляет от 9 до 100%, в зависимости от исследуемого синапса.
  
  

Задний план

Нейротрансмиттеры высвобождаются в виде пакетов, называемых нейротрансмиттерными везикулами :

^{Источник: Научные блоги.}

Везикулы высвобождаются посредством механизма, включающего Ca ²⁺ . Когда потенциал действия достигает синаптического окончания, открываются потенциалзависимые каналы Ca ²⁺ , что приводит к притоку Ca ^{2+ .} Повышенное содержание Ca ²⁺ в терминале приводит к высвобождению везикул.

Исследование Sabatini & Regehr (1997) показало, что расширение пресинаптического потенциала действия в клетках мозжечка крыс приводит к усилению притока Ca ²⁺ , что, в свою очередь, значительно увеличивает высвобождение нейротрансмиттера.

Согласно исследованию на клетках гиппокампа крысы было показано, что в среднем одиночный потенциал действия высвобождает примерно 0,5% пула везикул из пресинаптического окончания. Пул пресинаптических везикул оценивается в 100-200 везикул, что, следовательно , составляет 0,5-1 везикулу, высвобождаемую на потенциал действия (Ryan & Smith, 1995) .

Более раннее исследование Rosenmund et al. (1993) подтвердили эти результаты в нейронах гиппокампа и более подробно исследовали изменчивость между различными синапсами. Они обнаружили, что вероятность того, что одиночный потенциал действия высвобождает нейротрансмиттеры, составляет 9-54% . Они пришли к выводу, что более крупные синаптические терминали или терминалы, запускаемые длительной потенциацией, имеют более высокий шанс высвобождения нейротрансмиттера. Более того, такие окончания с повышенной вероятностью высвобождения также могут иметь более высокую вероятность высвобождения нескольких везикул за один потенциал действия . Они предсказали, что 54% ​​событий высвобождения из таких расширенных окончаний могут высвобождать несколько везикул за один потенциал действия, тогда как только 9% нормальных окончаний могут это делать.

Ссылки
- Rosenmund et al. Наука 1993; 262 : 754-6
- Райан и Смит, Нейрон , 1995; 14 : 983-9
- Sabatini & Regehr, J Neurosci 1997; 17 : 3425-35

Нейроны кодируют «величину» стимула в частоте срабатывания. Нейротрансмиттеры хранятся в везикулах ближе к концу аксона. Было показано, что высвобождение нейротрансмиттера следует распределению Пуассона и что обычно высвобождается один «пакет» (квант) - это известно как квантовое высвобождение. Хотя фактическое количество молекул в одном везикуле немного различается, и иногда могут опорожняться несколько везикул, считается, что для одного ПД нейрон высвобождает один везикулу. Эти две страницы могут дать вам больше информации и деталей: http://neuroscience.uth.tmc.edu/s1/chapter04.html http://neuroscience.uth.tmc.edu/s1/chapter05.html

Также эта ссылка содержит вводную информацию по теме

Отличное изображение из: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1113/jphysiol.2006.123224/full