Action potential propagation into the presynaptic dendrites of rat mitral cells

For at ændre ”Enhedens navn” og ”Sted og dato”:

Klik i menulinjen, vælg ”Indsæt” > ”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i feltet for dato og ”Enhedens navn” i Sidefod

Department of Neuroscience and Pharmacology

Copenhagen, 19th of June, 2013

Cellular Neuroscience examine

Rune RasmussenBSc. Student, Sport and Exercise Sciences

Action potential propagation into the presynaptic dendrites of rat mitral cells

(Bischofberger and Jonas, 1997)

For at ændre ”Enhedens navn” og ”Sted og dato”:

Klik i menulinjen, vælg ”Indsæt” > ”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i feltet for dato og ”Enhedens navn” i Sidefod

Mitral cells (MC)

Pre-synaptic neurotransmitter release to interneurons (glutamate)

Principal projection neurons

Dendrodendritic synapses contain L- and N-type Ca2+ channels

Department of Neuroscience and Pharmacology

(Illustration from Neuroscience, fifth edition, 2011)

For at ændre ”Enhedens navn” og ”Sted og dato”:

Klik i menulinjen, vælg ”Indsæt” > ”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i feltet for dato og ”Enhedens navn” i Sidefod

Mitral cells (MC)

(Illustration from S. Cajal, 1894: La fine structures des centres nerveux)

Department of Neuroscience and Pharmacology

Large soma

Primary dendrite

For at ændre ”Enhedens navn” og ”Sted og dato”:

Klik i menulinjen, vælg ”Indsæt” > ”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i feltet for dato og ”Enhedens navn” i Sidefod

Aim of study

Department of Neuroscience and Pharmacology

Examine directly the presynaptic voltage signal thattriggers transmitter release at dendrodendritic synapse in MC

For at ændre ”Enhedens navn” og ”Sted og dato”:

Klik i menulinjen, vælg ”Indsæt” > ”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i feltet for dato og ”Enhedens navn” i Sidefod

Evoked action potential (AP) – fast time course

Whole-cell current-clampSomatic current injection

(Illustration from Neuroscience, fifth edition, 2011)

Department of Neuroscience and Pharmacology

For at ændre ”Enhedens navn” og ”Sted og dato”:

Klik i menulinjen, vælg ”Indsæt” > ”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i feltet for dato og ”Enhedens navn” i Sidefod

Where is the AP initiated?

Evoked AP - fast time course

Department of Neuroscience and Pharmacology

For at ændre ”Enhedens navn” og ”Sted og dato”:

Klik i menulinjen, vælg ”Indsæt” > ”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i feltet for dato og ”Enhedens navn” i Sidefod

APs initiated near soma

Whole-cell current-clampSomatic current injection

Department of Neuroscience and Pharmacology

For at ændre ”Enhedens navn” og ”Sted og dato”:

Klik i menulinjen, vælg ”Indsæt” > ”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i feltet for dato og ”Enhedens navn” i Sidefod

APs initiated near soma

Whole-cell current-clampDendritic current injection

Department of Neuroscience and Pharmacology

For at ændre ”Enhedens navn” og ”Sted og dato”:

Klik i menulinjen, vælg ”Indsæt” > ”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i feltet for dato og ”Enhedens navn” i Sidefod

APs amplitude conserved

Amplitude and time course maintained during back-propagationWhich channels mediates this?

Department of Neuroscience and Pharmacology

For at ændre ”Enhedens navn” og ”Sted og dato”:

Klik i menulinjen, vælg ”Indsæt” > ”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i feltet for dato og ”Enhedens navn” i Sidefod

Voltage-gated Na+ channels present in dendrites

Dendritic outside-out voltage clamp

(Illustration from Neuroscience, fifth edition, 2011)

Department of Neuroscience and Pharmacology

K+ replaced by Cs+

For at ændre ”Enhedens navn” og ”Sted og dato”:

Klik i menulinjen, vælg ”Indsæt” > ”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i feltet for dato og ”Enhedens navn” i Sidefod

Department of Neuroscience and Pharmacology

• Fast voltage-dependent activation• Rapid inactivation• Sensitive to TTX

Voltage-gated Na+ channels present in dendrites

For at ændre ”Enhedens navn” og ”Sted og dato”:

Klik i menulinjen, vælg ”Indsæt” > ”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i feltet for dato og ”Enhedens navn” i Sidefod

Na+ channels support AP back-propagation

Somatic current injection

Somatic AP-like voltage commandCurrent clamp dendrite

Department of Neuroscience and Pharmacology

For at ændre ”Enhedens navn” og ”Sted og dato”:

Klik i menulinjen, vælg ”Indsæt” > ”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i feltet for dato og ”Enhedens navn” i Sidefod

Small HD, which channels mediates this?

Half-duration (HD)* from baseline, not lowest value

½ height

*Half-duration defined in: Nature Reviews Neuroscience 8, 451-465 (June 2007)

Department of Neuroscience and Pharmacology

Fast repolarization phase

For at ændre ”Enhedens navn” og ”Sted og dato”:

Klik i menulinjen, vælg ”Indsæt” > ”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i feltet for dato og ”Enhedens navn” i Sidefod

Voltage-gated K+ channels present in dendrites

Dendritic outside-out voltage clamp from -60 to 30 mV

Department of Neuroscience and Pharmacology

Glutathione added

For at ændre ”Enhedens navn” og ”Sted og dato”:

Klik i menulinjen, vælg ”Indsæt” > ”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i feltet for dato og ”Enhedens navn” i Sidefod

Department of Neuroscience and Pharmacology

• Voltage-dependent activation• No inactivation• Sensitive to TEA

Voltage-gated K+ channels present in dendrites

For at ændre ”Enhedens navn” og ”Sted og dato”:

Klik i menulinjen, vælg ”Indsæt” > ”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i feltet for dato og ”Enhedens navn” i Sidefod

Department of Neuroscience and Pharmacology

K+ channels mediate repolarization phase

Somatic current injection

Somatic AP-like voltage commandCurrent clamp dendrite

For at ændre ”Enhedens navn” og ”Sted og dato”:

Klik i menulinjen, vælg ”Indsæt” > ”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i feltet for dato og ”Enhedens navn” i Sidefod

Summary

Amplitude and time course of somatic AP maintained during AP back-propagation in MC

Voltage-gated Na+ channels support this back-propagation into MC dendrites

Voltage-gated K+ channels mediate AP repolarization in MC dendrites

Department of Neuroscience and Pharmacology

For at ændre ”Enhedens navn” og ”Sted og dato”:

Klik i menulinjen, vælg ”Indsæt” > ”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i feltet for dato og ”Enhedens navn” i Sidefod

Department of Neuroscience and Pharmacology

Copenhagen, 19th of June, 2013

Cellular Neuroscience examine

Rune RasmussenBSc. Student, Sport and Exercise Sciences

For at ændre ”Enhedens navn” og ”Sted og dato”:

Klik i menulinjen, vælg ”Indsæt” > ”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i feltet for dato og ”Enhedens navn” i Sidefod

Additional diagrams

Department of Neuroscience and Pharmacology

MC filled with biocytinand rhodamine stained.

For at ændre ”Enhedens navn” og ”Sted og dato”:

Klik i menulinjen, vælg ”Indsæt” > ”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i feltet for dato og ”Enhedens navn” i Sidefod

Additional diagrams

Department of Neuroscience and Pharmacology

Primary dendrite – Cell attached configuration

For at ændre ”Enhedens navn” og ”Sted og dato”:

Klik i menulinjen, vælg ”Indsæt” > ”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i feltet for dato og ”Enhedens navn” i Sidefod

Additional diagrams

Department of Neuroscience and Pharmacology

Soma – Before seal formation

For at ændre ”Enhedens navn” og ”Sted og dato”:

Klik i menulinjen, vælg ”Indsæt” > ”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i feltet for dato og ”Enhedens navn” i Sidefod

Additional diagrams

Department of Neuroscience and Pharmacology

Sodium current vs. distance Slope = pA/um

For at ændre ”Enhedens navn” og ”Sted og dato”:

Klik i menulinjen, vælg ”Indsæt” > ”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i feltet for dato og ”Enhedens navn” i Sidefod

Additional diagrams

Department of Neuroscience and Pharmacology

Amplitude of AP

For at ændre ”Enhedens navn” og ”Sted og dato”:

Klik i menulinjen, vælg ”Indsæt” > ”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i feltet for dato og ”Enhedens navn” i Sidefod

Additional diagrams

Department of Neuroscience and Pharmacology

Potassium current vs. distance Slope = pA/um

For at ændre ”Enhedens navn” og ”Sted og dato”:

Klik i menulinjen, vælg ”Indsæt” > ”Sidehoved / Sidefod”.Indføj ”Sted og dato” i feltet for dato og ”Enhedens navn” i Sidefod

Additional diagrams

Department of Neuroscience and Pharmacology

Half-duration of AP