English
!

Архив публикаций

Тезисы

XXIX-ая конференция

Роль топологии синаптических контактов в нейрон-астроцитарных взаимодействиях

Кирсанов А.В., Браже А.Р., Вервейко Д.В.1, Верисокин А.Ю.1

МГУ им. М.В. Ломоносова, Биологический факультет, Россия, 119192, Москва, Ленинские горы 1/24

1Курский государственный университет, Центр физики конденсированного состояния, Россия, 305000, Курск, ул. Радищева, 33

1  стр. (принято к публикации)

Астроциты – клетки нервной ткани, которым долгое время приписывалась второстепенная роль. Однако ряд исследований показывает, что эти клетки выполняют множество важных функций, в том числе регулируют синаптическую пластичность через выброс глиотрансмиттеров. Значительное влияние на модуляцию активности нейронной сети оказывают форма астроцитов (морфология клетки) и их взаимное расположение (топология сети).

Работа основывается на модели кальциевой динамики в астроците [1]. В этой модели взаимодействие с нейронами представляется в упрощённой форме: предполагается, что каждый участок клетки взаимодействует с нейроном, что является достаточно серьёзным упрощением реального биофизического процесса. В настоящем исследовании предлагается способ генерации расположения синапсов в астроците, основанный на экспериментальных данных [2], в соответствии с которыми мы располагаем в модели синапсы по клетке дискретным образом, считая, что они локализуются преимущественно в областях тонких отростков, при этом практически отсутствуют в областях, соответствующих соме и толстым отросткам, и незначительно представлены в лифлетах.

Модельное исследование позволило определить, что локализация синапсов на поверхности астроцита ответственна за формирование паттернов кальциевой динамики. При этом показано, что (1) пространственно-временные паттерны кальциевой активности определяются как морфологией самой клетки, так и конкретным расположением синапсов; (2) чёткая пространственная локализация синапсов приводит к изменению кальциевой динамики в тонких отростках астроцитов по сравнению с равномерным возбуждением при сходной активности в толстых отростках и теле клетки–соме; (3) локализация синапсов приводит к формированию кальциевых “микродоменов” – участков астроцита с наиболее высокой кальциевой активностью. Исследование выполнено за счёт гранта РНФ (проект №21-74-00095).

Литература

1. Verisokin, A. Yu., Verveyko, D. V., Postnov, D. E., Brazhe, A. R. Modeling of Astrocyte Networks: Toward Realistic Topology and Dynamics. Front. Cell. Neurosci. 15, 645068 (2021).

2. Héja, L., Szabó, Z., Péter, M. & Kardos, J. Spontaneous Ca2+ Fluctuations Arise in Thin Astrocytic Processes With Real 3D Geometry. Front. Cell. Neurosci. 15, 617989 (2021).



© 2004 Дизайн Лицея Информационных технологий №1533