Кіріспе

Шаффердің қосалқы жасушалары – гиппокамптағы CA3 пирамидалық жасушаларынан шығатын аксондық қосалқы жасушалар. Бұл қосалқы жасушалар гиппокамптың CA1 аймағына проекцияланады және есте сақтау процесінің ажырамас бөлігі, сондай-ақ Папец схемасының эмоционалдық желісі мен гиппокамптың трисинаптикалық циклы болып табылады. Бұл әлемдегі ең көп зерттелген синапстардың бірі және оның аты венгр анатомы, невролог Кароли Шаффердің құрметіне берілген. Гиппокамп құрылымдарының бір бөлігі ретінде Шаффердің қосалқы жасушалары лимбикалық жүйені дамытады, ол оқу және есте сақтау аспектілерінде маңызды рөл атқарады. Контралатеральді CA3 аймағынан ақпарат сигналдары CA1 пирамидалық нейрондарына Шаффердің қосалқы жолдары арқылы жіберіледі. Ересек синапстар толық дамымаған синапстарға қарағанда Шаффердің қосалқы тармақтарының аз санын қамтиды. Гиппокамптың CA1 пирамидалық нейрондарының арасында. Ұзақ мерзімді потенцияцияның бастапқы кезеңінде Шаффердің қосалқы жасушалары CA1 дендриттерінің AMPA рецепторларымен байланысатын глутаматты босатады. CA3-тан CA1-ға қайталанатын қоздырғыш глутаматергиялық синапстар желісін дамыту процесі Шаффердің қосалқы жасушаларындағы спонтанды әрекет потенциалдарының жиілігін өзгертеді. Ересек жасқа жеткен кезде CA3 қайталанатын желілік белсенділігі төмендейді, Шаффердің қосалқы жасушаларындағы спонтанды әрекет потенциалдарының жиілігі азаяды және берілген CA1 пирамидалық нейронында бір дендриттік омыртқасы бар бір босату ошағы синапсы Шаффердің қосалқы аксондарымен дами алады. Энторинальды қабық дентатты гирусқа (перфорант жолы) негізгі кіріс ақпаратын жібереді. Дентатты гирустың түйіршік жасушаларынан аралас талшықтар арқылы гиппокамптың CA3 аймақтарымен байланыс орнатылады. CA3 ақпарат сигналдарын CA1 пирамидалық жасушаларына Шаффердің қосалқы жасушалары және контралатеральді гиппокамптан комиссуральды талшықтар арқылы жібереді.

Функция

Гиппокамптағы есте сақтау процесінде Шаффердің қосалқылары нақты есте сақтаудың қалыптасуында маңызды рөл атқармайтын сияқты, бірақ Шаффердің қосалқылары белсенділікке тәуелді пластикалық өзгерістерге және гиппокампта есте сақтау даму барысында үнемі өзгеретін ақпараттық процестерге көмектесетіні анық. Шаффердің қосалқылары білім мен есте сақтау үшін маңызды лимбикалық жүйенің дамуын өзгертеді. Контралатеральды CA3 аймағы Шэффердің қосалқылары арқылы CA1 пирамидалық нейрондарына ақпарат жібереді.

Шаффердің жанама және гиппокамптық синапты пластикасы

Гиппокампта жүзеге асатын пластикалық өзгерістер естеліктердің қалай сақталуын бағыттайды. Schaffer қосалқылары гиппокампқа әсер етіп, ақпаратты сақтау және бұрынғы синаптық белсенділіктен кейін синаптық берілістің тиімділігінің өзгеруі тұрғысынан қысқа мерзімді (Қысқа мерзімді пластикалық қабілет) және ұзақ мерзімді синаптық пластикалық қабілетті (Ұзақ мерзімді пластикалық қабілет) дамытуға көмектеседі.

Ұзақ мерзімді потенциациялау

Гиппокамптың ұзақ мерзімді потенциациясы (LTP) нейрондық пластикалық қабілеттің үлгісі болып табылады. Шэффердің қосалқы синапстары үлгілік синапс ретінде қолданылады, бұл қыртыстағы әдеттегі қоздырғыш глютаматергиялық синапс, және электрлік стимуляцияның үлгілері мен синапстардың тұрақты түрде күшеюіне және әлсіреуіне жауапты химиялық механизмдердің қағидаларын анықтау үшін жан-жақты зерттелген. LTP адамдардың ақпаратты қалай сақтауын және қайтаруын қамтамасыз етеді, сонымен қатар фактілер мен эмоцияларға қатысты естеліктер желісіне де қатысады, өйткені гиппокамп лимбикалық жүйенің миндаль безімен байланысқан бөлігі. Гиппокамптағы LTP – оқу мен есте сақтауға үлес қосатын нейрондық пластикалық қабілеттің маңызды моделі. Нейропсин, егеуқұйрықтың гиппокамбындағы Шэффердің қосалқы LTP-сін реттеуге әсер етеді. Шэффердің қосалқы жасушаларын тета-толқындармен стимуляциялау CA1 дендриттерінде жіп тәрізді актиннің түзілуін ынталандыру арқылы LTP-ні тудыруға жеткілікті болуы мүмкін. Сүтқоректілердің миындағы кейбір синапстық белсенділік үлгілері синапстық күштің ұзақ мерзімді потенциациясын (LTP) – ұзаққа созылатын күшеюді және ұзақ мерзімді депрессияны (LTD) – ұзаққа созылатын әлсіреуді тудырады.

Schaffer-CA1 коляральды синапстарындағы LTP және "SK2 арнасының пластикалық қасиеттері"

Гиппокамптың синапстарындағы ұзақ мерзімді пластикалық өзгерістер, пре- және постсинапстық деполяризацияны тудыратын әртүрлі стимуляция үлгілері арқылы шақырылуы мүмкін. Бұл синапстық өзгерістер тізбек функцияларындағы өзгерістерге және мінез-құлық пластикалығына әкелуі мүмкін. Синаптық белсенділіктің кейбір үлгілері синаптық күштің айтарлықтай артуын тудырады, бұл ұзақ мерзімді потенциациялау (LTP) деп белгілі. Гиппокампта, Шаффер қосалқы CA1-дегі LTP, АМРА рецепторларының биофизикалық қасиеттерін өзгертеді. Сонымен қатар, SK2, кішкентай өткізгіштігі бар Ca2+ белсендірілген K+ каналы, N-метил-D-аспартат рецепторларымен (NMDA рецепторлары) байланыс арқылы қоздырғыш постсинаптық потенциалдардың (EPSP) пішінін өзгертеді. Лин МТ және авторлар тобының зерттеуі, SK2 каналдарының белсенділікке байланысты төмендеуі LTP-ге үлес қосса, синаптық өзгерістерге қатысатынын анықтауға бағытталған.

"Шаффердің қосымша кепілі" деген жердегі көпіршік түріндегі босату

Трансмиттерлер пресинаптикалық терминалдардан мембранамен бірігу арқылы, глютамат сияқты нейротрансмиттерлермен толтырылған көпіршіктер арқылы шығарылады. Көпіршіктер экзоцитозға ұшырайды, нейротрансмиттерлер қайта пайдалану үшін пресинаптикалық терминалға қайта оралады. Бұл біріккен көпіршіктер қайтадан тез қайта өңдеу резервуарына, қайта пайдалану үшін басымдықпен қайта кіреді. Пресинаптикалық терминалдың резервтік резервуарындағы қосымша көпіршіктер, пресинаптикалық аксонның күшті амплитудалық деполяризациясына байланысты босатылады, бұл әрекет потенциалдарының кеңістіктік немесе уақытша қосындысының артуына және кальций ағынының жоғарылауына сәйкес келеді. Эндоцитоз жылдамдығы көпіршіктердің қайта өңдеу резервуарына қайта өңделу жылдамдығына байланысты. Көпвезикулярлы босату (МВБ) Шэффердің қосымша CA1 синапстарында P-нің жеңілдету арқылы жоғарылауы кезінде жүзеге асады және МВБ орталық нерв жүйесіндегі көптеген синапстарға тән құбылыс болуы мүмкін.