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.2015年9月；114(3):1963-73.
doi:10.1152/jn.00193.2015。 Epub 2015年8月12日。

钾电流动态调节新生小鼠F型运动神经元的募集和放电特性

费利克斯·勒罗伊 1, 鲍里斯·拉莫特·德因坎普斯 2, 丹尼尔·兹特尼基 2
附属公司

钾电流动态调节新生小鼠F型运动神经元的募集和放电特性

费利克斯·勒罗伊等。 神经生理学杂志. 2015年9月.

摘要

在新生小鼠中，快型和慢型运动神经元表现出不同的放电模式。为了响应长的阈电流脉冲，快型运动神经元的放电延迟至几秒钟，并且它们的放电频率加快。相反，慢型运动神经元会立即放电，它们的放电频率在脉冲开始时会降低。在这里，我们确定了快速型运动神经元延迟放电的离子电流。我们发现，触发延迟是由在短时间尺度上暂时抑制触发的类a钾电流和在更长时间尺度上抑制放电的缓慢激活钾电流的组合引起的。然后，我们展示了这些固有电流如何动态地形成快速型运动神经元的放电阈值和频率输入函数。这些电流有助于新生儿运动神经元的有序募集，并可能在出生后运动单位的成熟中发挥作用。

关键词：功能特性；钾电流；脊髓运动神经元亚型。

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数字

图1。
图1。
延迟燃烧运动神经元表现出快速和缓慢的外向电流。A1类和地下一层：延迟的电压响应(A1类)-和一个即时射击(地下一层)运动神经元以极限强度（电流-电流灯模式）获得长时间的电流脉冲。底部：注入电流；顶部：电压响应。A2类和地下二层：相同延迟的漏吸收电流响应(A2类)和立即(地下二层)将运动神经元激发至电压脉冲，电压脉冲范围为−95 mV至−50 mV（黑色轨迹）或−20 mV（灰色轨迹）。底部：电压命令；顶部：当前响应。注意快速（实心箭头）和缓慢（开口箭头）向外的电流A2类。他们实际上缺乏地下二层（黑色痕迹）。
图2。
图2。
快速向外的电流是一种类似A的电流。A类：在延迟点火运动神经元（电压灯模式）中，电压从不同的保持电位（−95 mV：实线；−50 mV：虚线）跳至−30 mV。底部：电压命令；顶部：泄漏减去电流响应。地下一层和地下二层：超极化（−0.8 nA，地下一层)或去极化（+0.2 nA，地下二层)预脉冲（注意，诱导放电的脉冲在1nA时保持不变）。底部轨迹：注入电流；顶部迹线，电压响应。箭头指向第一个峰值延迟。地下三层：在两种情况下，当脉冲前运动神经元的膜电位超极化至−80 mV或维持在−50 mV时，第一个峰值对阈上电流注入的反应的潜伏期（虚线：运动神经元地下一层和地下二层).C类：5 mM 4-AP在15分钟之前（虚线）和之后（实线）的电压灯响应。第1页和D2类：运动神经元对相同0.8 nA脉冲的电压响应(第1页)以及之后(D2类)5mM 4-AP应用。箭头指向第一个峰值延迟。第一次扣球第1页和D2类放大以显示5 mM TEA的效果。第3天：5 mM 4-AP应用前后五个不同运动神经元的第一个棘波潜伏期图（虚线：运动神经元第1页和D2类).
图3。
图3。
缓慢向外的电流被TEA阻断。A类：延迟放电运动神经元（电压灯记录）中长时间电压阶跃从−65到−15 mV激活的缓慢外向电流。灰线：用5 mM 4-AP控制记录，消除快速向外电流。黑线：涂抹20 mM TEA后记录。底部：电压命令；顶部：泄漏减去电流响应。地下一层：在控制条件下，延迟放电运动神经元对阈值刺激的反应（无药物，静息电位−67 mV）。注意点火开始前的长延迟和点火频率的增加。底部：注入电流；中间的：电压响应；顶部：瞬时点火频率（Hz）。地下二层：20 mM TEA浴敷期间记录的运动神经元相同（与地下一层). 静息膜电位不变（−67 mV），但流变酶电流降低。运动神经元在脉冲开始时放电，放电频率在脉冲期间降低。第一次扣球地下一层和地下二层放大以显示5 mM TEA的效果。
图4。
图4。
即刻放电运动神经元的放电模式。A1–A3：一个立即发射的运动神经元对振幅增加的长脉冲的反应。底部：注入电流（方脉冲，单位nA）；中间的：电压响应（单位：mV）；顶部(A2、A3仅）：瞬时点火频率（Hz）。接近流变酶(A1类)，运动神经元在脉冲开始时释放出一个双峰，然后在脉冲期间发出几个尖峰。当电流强度增加到0.3 nA时(A2类)，放电不规则。对于较高强度（0.5 nA inA3号)经过初始频率调整后，放电非常规律。B类：对同一运动神经元中缓慢三角形电流斜坡的响应（斜率±0.1 nA/s）。地下一层:底部，注入电流；中间的，电压响应；顶部，瞬时点火频率（Hz）。垂直虚线表示招募(我在)和解禁电流(我远离的).地下二层：在上升（空白方块）和下降（填充圆圈）斜坡期间，根据注入电流的函数绘制的瞬时点火频率。还绘制了由平方脉冲（图1）计算的平稳F-I曲线（红色三角形）。对于每个脉冲，频率是最后一秒的平均值。C1类和指挥与控制等同于地下一层和地下二层但对于一个在缓慢的三角形电流斜坡下没有表现出歇斯底里F-I功能的即时发光运动神经元来说。
图5。
图5。
延迟放电运动神经元的最典型放电模式。A1–A3：延迟放电运动神经元对振幅增加的长持续脉冲（5s）的反应。底部：注入电流（方脉冲）；中间的：电压响应；顶部(A2、A3仅）：瞬时点火频率。在A1类，水平虚线和箭头指向膜电位的渐进去极化。B类：动作电位特性随列车尖峰数的变化A2.B1层：半高动作电位（AP）宽度。地下二层：动作电位最大复极速度。地下三层：后超极化（AHP）峰值处的膜电位。B4类：每个属性的适应指数：最后3个动作电位值除以前3个动作潜能值的平均值。计算14个（AP宽度）、15个（AP复极）和11个（AHP峰值电压）运动神经元的适应指数。C1类和指挥与控制：对同一运动神经元中缓慢三角形电流斜坡的响应（斜率±0.1 nA/s）。C1类:底部，注入电流；中间的，电压响应；顶部，瞬时点火频率（Hz）。垂直虚线表示招募(我在)和解禁电流(我远离的).指挥与控制：在上升（空正方形）和下降（实心圆）斜坡期间，瞬时点火频率绘制为注入电流的函数。打开箭头，拐点。还绘制了由方形脉冲计算的平稳F-I曲线（三角形）。对于每个脉冲，频率是最后一秒的平均值。
图6。
图6。
招募电流高于去激活电流的延迟放电运动神经元没有显示特定的流变酶、输入电导、AHP振幅和AHP弛豫时间。用长矩形脉冲测量延迟放电运动神经元在慢爬坡过程中对流变酶的募集电流(A类)，输入电导(B类)，AHP振幅(C类)和AHP松弛时间常数(D类). 通过1ms平方脉冲（1–10nA）诱发的单动作电位测量AHP振幅和AHP弛豫时间常数（参见材料和方法).我在，招聘电流；我远离的，解扰电流。符号是否不同取决于我在高于我远离的（红色三角形），等于我远离的（绿色圆圈），或小于我远离的（蓝色方块）。
图7。
图7。
延迟放电运动神经元的招募电流动态。A1类和地下一层：在同一运动神经元内连续注入两次电流（三角形斜坡，斜率±0.1 nA/s）。坡道入口B类坡道完工后2秒开始A类.底部：注入电流；顶部：电压响应。A2类和地下二层：上升（灰色方块）和下降（黑色圆圈）斜坡期间的瞬时发射频率。箭头表示招聘电流在A类和B类.
图8。
图8。
量化招聘电流的动态。我们在延迟放电运动神经元中以不同的间隔注入3个连续的斜坡，其募集电流优于去募集电流。将每个连续斜坡的招募电流标准化为第一个斜坡的值。红色曲线：两个连续匝道之间10秒；黑色曲线：两个连续斜坡之间40秒；蓝色曲线：立即点燃运动神经元（迟滞和非迟滞运动神经元混合），两个连续斜坡之间间隔10秒。数值为平均值±SE。
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