Referaty
Home
Anglictina
Biologie
Chemie
Dejepis-Historie
Diplom-Projekt
Ekonomie
Filozofie
Finance
Fyzika
Informatika
Literatura
Management
Marketing
Medicina
Nemcina
Ostatni
Politika
Pravo
Psychologie
Public-relations
Sociologie
Technologie
Zemepis-Geografie
Zivotopisy




Téma, Esej na téma, Referátu, Referát, Referaty Semestrální práce:

Postdenervační změny na svalovém vlákně savců

Postdenervační změny na svalovém vlákně savců

Úvod

Synapse je vysoce specializovaný typ spojení mezi buňkami, které slouží k jejich vzájemné komunikaci. Nervosvalové spojení je specifický typ chemické synapse zajišťující přenos signálu od motoneuronu ke svalovému vláknu. Tento typ synapse se liší od synapsí centrálního nervového systému v několika aspektech. 1. Synaptický přenos se uskutečňuje mezi neuronem a svalovým vláknem. 2. Na postsynaptické buňce nedochází k integraci vstupů. Jedno svalové vlákno je zpravidla inervováno jediným axonem. 3. Regenerace nervu po jeho přetětí a proces reinervace dovoluje studovat synaptogenezi bez spoluúčasti jiných složitých procesů, např. neurogeneze. Přes tyto odlišnosti slouží nervosvalová synapse s určitými omezeními jako model chemické synapse.



Přetětí periferního nervu, denervace, vyvolává řadu matabolických, strukturálních a funkčních změn postihujících jak motoneuron, tak svalové vlákno. Studium těchto změn umožňuje poznávat funkci jednotlivých komponent účastnících se nervosvalového přenosu i jejich roli v průběhu synaptogeneze při reinervaci.

Přerušení periferního nervu znamená okamžitý výpadek elektrické stimulace svalu jím inervovaného. Později, tedy několik hodin po denervaci, dochází ke snížení kvantového i nekvantového výlevu přenašeče (Zemková et al., 1987) a po přechodném krátkém několikanásobném zvýšení frekvence MEPP (Albuquerque a McIsaac, 1970; Card, 1977), zřejmě v důsledku depolarizace a zvýšení koncentrace vápenatých iontů v nervové terminále, je výlev neurotransmiteru zastaven. Vymizení MEPP souvisí pravděpodobně s přerušením axonálního transportu, o čemž svědčí ta skutečnost, že prodloužení nervového pahýlu vede ke zpoždění ve výpadku synaptického přenosu i nástupu prvních postdenervačních změn (Uchitel a Robbins, 1978; Card, 1977). Nepřítomnost elektrické stimulace spolu s absencí acetylcholinu i dalších látek uvolňujících se za normální situace z nervového zakončení vede ve svalovém vlákně k celé řadě změn, z nichž některé budou v této práci podrobněji popsány. Podíl jednotlivých faktorů, tedy svalové aktivity či neurogenních látek s trofickým účinkem, na rozvoj těchto změn bude diskutován níže.


Změna elektrických vlastností membrány svalového vlákna

Pokles klidového membránového potenciálu

Membránový potenciál je základním rysem každé živé buňky. Vzniká díky selektivní propustnosti membrány pro jednotlivé ionty (hl. Na+, K+, Cl-). V důsledku této vlastnosti membrány je koncetrace jednotlivých iontů vně a uvnitř buňky rozdílná a vzniká tak potenciálový rozdíl. Na jeho udržení se také spolupodílejí aktivní transportní mechanismy - q elektrogenních iontových pump (např. Na+/ K+- ATPáza).

Jednou z prvních změn detekovatelných po denervaci v kosterním svalu je pokles klidového membránového potenciálu (Albuquerque a McIsaac, 1970; Shabunova a Vyskočil, 1982; Zemková et al., 1987; Kotsias a Venosa, 1987). Zpočátku je pokles rychlejší - přibližně 10 mV během 48 hodin, později membránový potenciál klesá pomaleji (Kotsias a Venosa, 1986).

Pro vysvětlení poklesu klidového membránového potenciálu po denervaci byly uvažovány hlavně tyto mechanismy: 1. Změna propustnosti membrány pro jednotlivé ionty, hlavně Na+ a K+. 2. Změma koncentrace některých iontů uvnitř buňky. 3. Inhibice elektrogenní Na+/ K+- ATPázy.

Jako nejpravděpodobnější vysvětlení pro postdenervační depolarizaci se dnes jeví změna propustnosti membrány pro sodné a draselné ionty. V průběhu dvou- až třídenní denervace výrazně stoupá propustnost membrány svalového vlákna pro sodné ionty (PNa) a zároveň klesá propustnost pro ionty draselné (PK), poměr PNa/PK se zvyšuje 3krát (Robbins, 1977; Shabunová a Vyskočil, 1982; Leader et al., 1984; Kotsias a Venosa, 1987). Z měření prováděných iontově selektivními elektrodami na krysím m. soleus a m. extensor digitorum longus (Shabunová a Vyskočil, 1982) je zřejmé, že se mění i intracelulární koncentrace sodných ([Na+]i) a draselných ([K+]i) iontů, [Na+]i stoupá a [K+]i klesá. Vliv Na+/ K+-ATPázy na pokles klidového membránového potenciálu denervovaného svalového vlákna se zdá být minimální (Robbins, 1977; Kotsias a Venosa, 1987).

V regulaci klidového membránového potenciálu svalového vlákna je patrně také zahrnut NO-syntázový systém aktivovaný prostřednictvím NMDA-typu glutamátových receptorů. Urazaev a spol. (1995) zjistili, že časná fáze depolarizace svalových vláken krysí bránice, která nastává těsně po denervaci, je podstatně nižší, je-li v extracelulárním roztoku přítomen glutamát nebo NMDA, je-li přítomen ihibitor NO-syntásy nebo antagonista NMDA-typu glutamátového receptoru zmenšení postdenervační depolarizace se neprojeví.

Vzestup hodnot membránových konstant tm a Rin

Pro charakterizaci elektrických vlastností membrány svalového vlákna jsou definovány membránové konstanty, mezi něž patří i časová konstanta (t m) a vstupní odpor membrány (Rin).

Časová konstanta (t m) udává, s jakou rychlostí se membrána nabíjí, respektive vybíjí. Je definována jako doba, za kterou změna potenciálu vyvolaná aplikací proudového pulsu dosáhne 83% své maximální ustálené hodnoty (Hubbard et al, 1969). Po denervaci se hodnota t m zvyšuje (Albuquerque a McIsaac, 1970; Redfern a Thesleff, 1971).

Vstupní odpor charakterizuje membránu z hlediska permeability pro ionty, udává jaký elektrický odpor musí proud, který vzniká pohybem iontů, při průchodu přes membránu překonat. Stejně jako hodnota časové konstanty i vstupní odpor membrány krátce po denervaci stoupá (Albuquerque a McIsaac, 1970; Redfern a Thesleff, 1971).

Změny v průběhu akčního potenciálu

Svalová vlákna jsou, stejně jako neurony, schopna tvořit akční potenciál, který slouží k rychlému a přesnému přenosu informace na větší vzdálenosti, v tomto případě podél sv. vlákna. Vzniká krátkou rychlou depolarizací, která je způsobena otevřením napěťově závislých sodných kanálů a vtokem sodných iontů do buňky. Následjeu rychlá repolarizace, při které se zvyšuje vodivost pro draselné ionty (aktivace K+ kanálů) a zároveň se snižuje propustnost membrány pro ionty sodné (inaktivace Na+ kanálů).

Mezi změny v elektických vlastnostech membrány objevující se záhy po přetětí nervu patří kromě poklesu klidového membránového potenciálu i změna v průběhu akčního potenciálu. Vzestupná část akčního potenciálu má pomalejší průběh, snižuje se tzv. rychlost vzestupu (udávaná ve voltech za sekundu) (Redfern a Thesleff, 1971; Sellin et al., 1980; Sellin a Thesleff, 1980; Kotsias a Muchnik, 1987).

Mimo to se po denervaci objevuje tzv. TTX-rezistentní akční potenciál (Redfern a Thesleff, 1971; Sellin et al., 1980; Sellin a Thesleff, 1980; Kotsias a Muchnik, 1987). TTX (tetrodotoxin) je vysoce účinný blokátor napěťově závislých Na+-kanálů, který za normálních okolností blokuje tvorbu akčních potenciálů na svalovém vlákně už v nanomolární koncentraci. Již třetí den po denervaci je na svalových vláknech detekovatelný TTX-rezistentní sodíkový proud (Sellin a Thesleff, 1980; Lupa et al., 1995), který dosahuje svého maxima (asi 45% z celkového Na+ proudu) 3-5. den po denervaci, poté jeho hodnota až do 21. dne po denervaci plynule klesá (Sellin a Thesleff,1980),a to na 20-30% z celkového Na+ proudu. Tato hodnota se udržuje po další tři týdny denervace (Lupa et al., 1995).

Nízká účinnost TTX při blokování Na+ proudu po denervaci naznačuje, že příčinou vzniku TTX-rezistentního akčního potenciálu je vytvoření nové populace sodíkových kanálů, které se kromě citlivosti k TTX liší od kanálů přítomných na inervovaném svalovém vlákně i nižší vodivostí a pomalejší kinetikou (Weiss a Horn, 1986; Yoshida, 1994).

Výskyt takovéto nové populace "pomalých" sodíkových kanálů spolu s poklesem hustoty TTX-sensitivních kanálů (Lupa et al.) byl považován za příčinu snížení rychlosti vzestupu akčního potenciálu. Grampp et al. (1972) však zjistili, že změny v rychlosti vzestupu akčního potenciálu jsou nezávislé na syntéze proteinů. Další uvažované příčiny - pokles klidového membránového potenciálu a zvýšení membránové časové konstanty ( tm) - se také nepotvrdily (Redfern a Thesleff, 1971).

Fibrilace

Jako fibrilace je označována tvorba spontánních akčních potenciálů, která se zpravidla rozvíjí na svalovém vlákně několik dní po denervaci. Jak ukázali Purves a Sakmann (1974), lze tuto spontánní aktivitu reverzibilně blokovat tetrodotoxinem i snížením koncetrace Na+ v extracelulárním roztoku. To naznačuje, že v procesu vzniku fibrilační aktivity jsou zapojeny Na+-kanály. Možným mechanismem by mohla být změna v inaktivační kinetice Na+-kanálu. Ravens a Wiese (1985) v pokusech na denervované krysí bránici (9-21 dní po denervaci) zjistili, že ATX II (anemotoxin II) zvyšuje výskyt spontánních akčních potenciálů. ATX je neurotoxin, který se váže na Na+-kanál a zabraňuje jeho inaktivaci. To způsobuje jeho dlouhodobé otevření (Vyklický a Vuskočil, 1993). Určitou roli bude pravděpodně hrát i zvýšení vstupního odporu svalového vlákna.

TTX-rezistentní sodíkové kanály

Napěťově závislé sodíkové kanály v membráně svalového vlákna hrají klíčovou roli při vzniku a šíření akčního potenciálu. Po uvolnění acetylcholinu z nervové terminály se na postsynaptické membráně aktivují Ach-receptory a následná depolarizace, tzv. ploténkový potenciál, otevírá napěťově závislé Na+-kanály. Vzniká akční potenciál, který se rychle šíří do extrasynaptických oblastí svalového vlákna.

Tomuto procesu je uzpůsobeno i rozložení jednotlivých sodíkových kanálů na svalovém vlákně. Nejvyšší hustota Na+-kanálů je v oblasti nervosvalové ploténky a se vzdáleností od synapse jejich počet exponenciálně klesá, takže v extrasynaptické části svalového vlákna je až padesátkrát nižší počet sodíkových kanálů než v oblasti synapse (Caldwell a Milton, 1988). Přestože po denervaci dochází ke změnám v počtu Na+-kanálů v jednotlivých oblastech, je jejich distribuce na svalovém vlákně poměrně stabilní (Caldwell a Milton, 1988). Šest týdnů po přetětí nervu klesá jejich hustota na nervosvalové ploténce přibližně o 40% a naopak stoupá o 30% v oblasti mimoploténkové (Caldwell a Milton, 1988; Lupa et al., 1995).

Po denervaci dochází nejen ke změně v počtu Na+-kanálů v jednotlivých částech svalového vlákna, ale i ke změně jejich vlastností. Krátce po přetětí nervu lze na svalovém vlákně detekovat TTX-rezistentní sodíkový proud (Sellin a Thesleff, 1980), který dosahuje až 45% z celkové hodnoty sodíkového proudu (Lupa et al., 1995). Za jeho vznik je odpovědná nová populace tzv. TTX-rezistentních Na+-kanálů. Tyto Na+-kanály se liší od TTX-sezitivních kanálů přítomných na inervovaném svalovém vlákně v mnoha vlastnostech. 1. TTX blokuje TTX-senzitivní kanály v nanomolární koncentraci (KD=5nM), účinná koncentrace pro blokování TTX-rezistentních kanálů je o tři řády vyšší (KD=1mM) (Caldwell a Milton, 1988). 2. TTX-rezistentní kanály vážou saxitoxin (STX), blokátor napěťově řízených sodíkových kanálů, s mnohem nižší afinitou než TTX-senzitivní kanály (Lombet at al., 1982). 3. TTX-rezistentní kanály mají pomalejší kinetiku (Yoshida, 1994). 4. Vodivost TTX-sensitivních kanálů je přibližně o jednu třetinu vyšší než vodivost TTX-rezistentních kanálů (12pS, respektive 9,8pS; Weiss a Horn, 1986). 5. TTX-rezistentní kanály se aktivují při nižším membránovém potenciálu než TTX-senzitivní kanály (Weiss a Horn, 1986).

Jak zjistili Kallen et al. (1990),liší se tyto dva typy kanálů minimálně v jedné podjednotce, a to v podjednotce a, která tvoří vlastní kanál. a podjednotka označovaná jako SkM1 je součástí TTX-sezitivního kanálu, který je exprimován na svalovém vlákně během dospělosti. SkM2 je označení pro a podjednotku TTX-rezistentního kanálu, který se za normálních okolností v dospělém kosterním svalu nevyskytuje. Jedná se o neonatální typ napěťově závislého Na+-kanálu, který je reexprimován během časné fáze denervace (Rogart et al., 1989; Kallen et al., 1990; Lupa et al., 1995), po šestitýdenní denervaci je exprese této isoformy kanálu prakticky stejná jako v inervovaném kosterním svalu (Lupa et al., 1995). Rogart et al. (1989) a Kallen et al. (1990) zjistili analýzou mRNA, že SkM2 z kosterního svalu je shodná s a podjednotkou Na+kanálu exprimovaného v srdečním svalu. Zdá se tedy, že SkM2 je součástí napěťově řízených TTX-rezistentních Na+-kanálů jak v kosterním tak srdečním svalu.

Je pravděpodobné, že rozdíly ve složení TTX-sensitivního a TTX-rezistentního sodíkového kanálu nejsou omezeny pouze na podjednotku a. Yang et al. (1993) zjistili, že exprese b1 podjednotky Na+-kanálu je těsně spjata s expresí SkM1, což je a podjednotka TTX-senzitivního kanálu. b1 podjednotka funkčně moduluje inaktivační kinetiku a podjednotky, která je bez b1 velmi pomalá (Yang et al., 1993). Je tedy možné, že pomalejší kinetika TTX-rezistentního kanálu je způsobena nepřítomností b1 podjednotky nebo přítomností její jiné isoformy.

Změny v podjednotkovém složení acetylcholinového receptoru

Nikotinové acetylcholinové receptory (dále je acetylcholinové receptory) patří mezi ligandem řízené iontové kanály. Jsou přítomné ve vysoké koncentraci (~104/mm2; Hall a Sanes, 1993) na postsynaptické membráně nervosvalové ploténky, kde zajišťují transformaci chemického signálu na signál elektrický. Po uvolnění z nervového zakončení difunduje acetylcholin přes synaptickou štěrbinu k postsynaptické membráně, kde se váže na Ach-receptory a aktivuje je. Výsledkem je otevření pro kationty propustného iontového kanálu, jenž je součástí Ach-receptoru, a dovnitř směřující iontový proud depolarizuje svalové vlákno v okolí ploténky. Po dosažení určité hranice depolarizace vzniká na membráně svalového vlákna akční potenciál následovaný svalovým stahem.

Po denervaci dochází během několika dní ke změně rozložení i vlastností Ach-receptorů na svalovém vlákně. V dospělém inervovaném kosterním svalu je výskyt Ach-receptorů omezen na oblast nervosvalové ploténky (Bevan a Steinbach, 1977), jinak je tomu ovšem ve svalu denervovaném. Krátce po přetětí nervu stoupá senzitivita mimosynaptických oblastí svalového vlákna k acetylcholinu (Axelsson a Thesleff, 1959; Miledi, 1960; Albuquerque a McIsaac, 1970). Příčinou je výskyt nové populace Ach-receptorů (Hartzell a Fambrough, 1972; Uchitel a Robbins, 1978) rozmístěných difuzně po celém povrchu svalového vlákna (densita Ach-receptorů v mimoploténkové oblasti se po denervaci zvyšuje až stokrát oproti inervovanému svalovému vláknu).

Vlastnosti těchto nově exprimovaných Ach-receptorů, nižší vodivost (25pS) a delší průměrná doba otevření kanálu (4ms), jsou prakticky shodné s vlastnostmi fetálního typu Ach-receptoru (Sakmann a Brenner, 1978; Fischbach a Schuetze, 1980), který se na svalovém vlákně vyskytuje ještě krátce po narození, kdy je vystřídán dospělým typem Ach-receptoru s kratší průměrnou dobou otevření (1ms) a vyšší vodivostí kanálu (27pS). Odlišnosti mezi fetální a dospělou formou Ach-receptoru jsou dány jiným podjednotkovým složením, fetální typ Ach-receptoru je složen z podjednotek a2bgd, v dospělosti je podjednotka g nahrazena podjednotkou epsilon.

Shodné vlastnosti fetálního Ach-receptoru a Ach-receptoru exprimovaného ve svalovém vlákně po denervaci naznačuje, že by se mohlo jednat o stejný typ receptoru. To ve svém experimentu potvrdili Gu a Hall (1988), když s pomocí specifických protilátek proti jednotlivým podjednotkám zjistili, že několik dní po přetětí nervu se svalová vlákna jak v extrasynaptické, tak i synaptické oblasti stávají imunoreaktivní k anti-g protilátce.

Mezi další postdenervační změny postihující Ach-receptory patří snížení jejich metabolické stability. Ach-receptory na nervosvalové ploténce inervovaného svalového vlákna mají poměrně pomalý metabolický obrat (t1/2~10 dní; Fumagalli et al., 1990). Po denervaci rychlost degradace ploténkových Ach-receptorů stoupá (t1/2~ asi 3 dny; Fumagalli et al., 1990; Andreose et al., 1993) .Stabilitu ploténkových Ach-receptorů lze obnovit přímou elektrickou stimulací denervovaného kosterního svalu (Fumagalli et al., 1990; Andreose et al., 1993), naproti tomu stabilita po denervaci nově vytvořených extrasynaptických Ach-receptorů zůstává i po stimulaci nezměněna (t1/2~1 den; Caroni et al., 1993). Jak zjistili Caroni et al. (1993), hrají v procesu stabilizace receptorů zřejmě roli Ca2+ ionty a cAMP-dependentní proteinkinázový systém.

 

Další postdenervační změny

Změny v zastoupení jednotlivých forem acetylcholinesterázy

Acetylcholinesteráza je enzym odpovědný za inaktivaci acetylcholinu na nervosvalové synapsi. V krysích kosterních svalech (bránice a m. tibialis anterior) je přítomná ve třech formách : G1 (sedimentační koeficient 4S) a G4 (10.5S) jsou symetrické globulární formy složené z jedné, respektive ze čtyř podjednotek, A12 (16S) je asymetrická forma složená ze tří tetramérních globulárních katalytických jednotek, které jsou kovalentně vázány na fibrilární kolagenu podobný protein ukotvený v bazální membráně nervosvalové ploténky (Massoulie a Bon, 1982). Krátce po denervaci (třetí den) přechodně zcela vymizí forma 4S a 16S, forma 10.5S naopak dvakrát zvýší svoji koncentraci, později se obě formy 4S a 16S znovu objevují (Decker a Berman, 1990).



Vzestup velikosti motorické jednotky

Tato postdenervační změna se týká pouze parciálně denervovaného kosterního svalu, kde jsou z části zachována neporušená nervová vlákna. Tato nervová vlákna se větví a reinervují denervovaná svalová vlákna (Brown et al., 1981). Tím se zvyšuje počet svalových vláken inervovaných jedním motoneuronem, tedy velikost motorické jednotky (Betz et al., 1980; Lowrie et al., 1985; Fisher et al., 1989). Signálem, který po parciální denervaci indukuje větvení neporušených axonů, je pravděpodobně uvolnění neurotrofických faktorů syntetizovaných denervovanými svalovými vlákny. Vhodných kandidátů, kteří indukují větvení neuronálních axonů in vivo nebo in vitro, je několik, např. IGF-1 a 2 (insulin-like growth factor), CNTF (ciliary neurotrophic factor), FGF-5 (fibroblast-growth factor-5), GPA (growth-promoting activity) a další (Caroni a Grandes, 1990; Hall a Sanes, 1993).

Ultrastrukturální změny svalového vlákna

Atrofie, zvýšení katabolického obratu a úbytek svalové hmoty jsou další postdenervační změny postihující kosterní sval. Na ultrastrukturální úrovni postihují kontraktilní, reorganizace myofibril, zúžení a zakřivení Z linií, i nonkontraktilní aparát-poškození mitichondrií, změny T-tubulárního systému, redukce sarkoplasmatického retikula (Morita et al., 1969; Heck a Davis, 1988).

Aktivace Schwannových buněk a fibroblastů

Postdenervační změny se netýkají pouze svalového vlákna, ale postihují celou řadu dalších buněk podílejících se na správné funkci kosterního svalu. Schwannovy buňky se po denervaci aktivují a uvolňují řadu adhezivních molekul (Hall a Sanes, 1993) i neurotrofických faktorů (NGF, BDNF, GDNF; Hammarberg et al., 1996). Aktivují se a proliferují i fibroblasty přítomné v okolí synapse (Hall a Sanes, 1993), které pravděpodobně také produkují látky s neurotrofickým účinkem. Tyto látky hrají nejspíše důležitou roli při stimulaci růstu axonu a jeho nasměrování k denervovaným svalovým vláknům i při samotné reinervaci.

 

Vliv elektrické stimulace a neurogenních trofických faktorů na rozvoj postdenervačních změn

Motoneuron ovlivňuje svalové vlákno prostřednictvím dvou mechanismů - acetylcholinem zprostředkované elektrické stimulace vedoucí ke svalové kontrakci a tvorbou látek s modulačním a trofickým účinkem.

Po denervaci jsou z činnosti vyřazeny oba tyto mechanismy, experimentálně však lze navodit takové podmínky, že lze vliv těchto mechanismů na svalové vlákno studovat odděleně. Vliv elektrické stimulace se zpravidla studuje na imobilizovaném svalu nebo na svalu denervovaném, který je elektricky stimulován implantovanými elektrodami. Bylo zjištěno, že přímá elektrická stimulace denervovaného svalu blokuje vznik spontánních akčních potenciálů (Purves a Sakmann, 1974) a částečně i vznik postdenervační atrofie (Heck a Davis, 1988; Fumagalli et al., 1990) a metabolicky stabilizuje ploténkové Ach-receptory (Fumagalli et al., 1990; Andreose et al., 1993; Caroni et al., 1993). Při elektrické stimulaci svalového vlákna dochází mimo jiné k výraznému zvýšení koncentrace vápníku uvnitř buňky. Tento ion hraje klíčovou roli v buněčné signalizaci a jak se zdá je pravděpodobně zapojen i do aktivitou ovlivněných procesů, které ve svalovém vlákně probíhají (Caroni et al, 1993).

Z nervové terminály se uvolňuje řada látek. Kromě acetylcholinu, který prostřednictvím Ach-receptorů vyvolává elektrickou stimulaci, jsou to další látky s modulačním účinkem (CGRP, ARIA, agrin; Dan a Poo, 1994). Zjištění, že blokáda Ach-receptorů a-bungarotoxinem (a-BTX) je ekvivalentní chirurgické denervaci, co se týče tvorby extrasynaptických Ach-receptorů (Pestronk et al., 1980), vedlo k vyslovení domněnky i o možné modulační funkci acetylcholinu. Witzemann et al. (1991) se zabývali problémem vzniku extrasynaptických Ach-receptorů podrobněji a zjistili, že na uvolňování transmiteru je závislá pouze exprese g podjednotky Ach-receptoru, exprese a, b a d podjednotky v mimoploténkové oblasti je kontolována prostřednictvím elektrické stimulace exprese w podjednotky je nezávislá na obou uvedených faktorech. Vliv jiných nervových faktorů na postdenervační změny je zatím nejasný.


Seznam zkratek

MEPP miniaturní ploténkové potenciály

Ach acetylcholin, acetylcholinový

TTX tetrodotoxin

ATX anemotoxin

NGF nerve-growth factor

BDNF brain-derived neurotrophic factor

GDNF glial cell-derived neurotrophic factor

CGRP calcitonin gene-related peptide

ARIA acetylcholine receptor-inducing activity

a-BTX a-bungarotoxin

 

 

 

Seznam použité literatury

Albuquerque, E.X., McIsaac, R.J. (1970). Fast and slow mammalian muscles after denervation. Exp. Neurol. 26, 183-202.

Andreose, J.S., Xu, R., Limo, T., Salpeter, M.M., Fumagalli, G. (1993). Degradation of two AChR populations at rat neuromuscular junctions: regulation in vivo by electrical stimulation. J. Neurosci. 13, 3433-3438.

Axelsson, J., Thesleff, S. (1959). A study of supersensitivity in denervated mammalian skeletal muscle. J. Physiol. 147, 178-193.

Betz, W.J., Caldwell, J.H., Ribchester, R.R. (1980). The effects of partial denervation at birth on the development of muscle fibres and motor units in rat lumbrical muscle. J. Physiol. 303, 265-279.

Bevan, S., Steinbach, J.H. (1977). The distribution o đ-bungarotoxin binding sites on mammalian skeletal muscle developing in vivo. J. Physiol. 244, 659-676.

Brown, M.C., Holland, R.L., Hopkins, W.G. (1981). Motor nerve sprouting. Ann. Rev. Neurosci. 4, 17-42.

Caldwell, J.H., Milton, R.L. (1988). Sodium channel distribution in normal and denervated rodent and snake skeletal muscle. J. Physoil. 401, 145-161.

Card, D.J. (1977). Denervation sequence of neuromuscular degenerative changes in rats and the effect of stimulation. Exp. Neurol. 54, 251-265.

Caroni, P., Grandes, P. (1990). Nerve sprouting in innervated adult skeletal muscle induced by exposure to elevated levels of insuline-like growth factors. J. Cell. Biol. 110, 1307-1317.

Caroni, P., Rotzler, S., Britt, J.C., Brenner, H.R. (1993). Calcium influx and protein phosphorylation mediate the metabolic stabilization of synaptic acetylcholine receptors in muscle. J. Neurosci. 13, 1315-1325.

Dan, Y., Poo, M. (1994). Retrograde interactions during formation and elimination of neuromuscular synapses. Curr. Op. Neurobiol. 4, 95-100.

Decker, M.M., Berman, H.A. (1990). Denervation-induced alterations of acetylcholinesterase in denervated and nondenervated muscle. Exp. Neurol. 109, 247-255.

Fischbach, G.D., Schuetze, S.M. (1980). A post-natal decrease in acetylcholin channel open time at rat end-plates. J. Physiol. 303, 125-137.

Fisher, T.J., Vrbová, G., Wijetunge, A. (1989). Partial denervation of the rat soleus muscle at two different developmental stages. Neurosci. 28, 755-763.

Fumagalli, G., Balbi, S., Cangiano, A., Lomo, T. (1990). Regulation of turnover and number of acetylcholine receptors at neuromuscular junction. Neuron 4, 563-569.

Grampp, W., Harris, J.B., Thesleff, S. (1972). Inhibition of denervation changes in skeletal muscle by blockers of protein synthesis. J. Physiol. 221, 743-754.

Gu, Y., Hall, Z.W. (1988). Immunological evidence for a change in subunits of the acetylcholine receptor in development and denervated rat muscle. Neuron 1, 177-185.

Hall, Z.W., Sanes, J.R. (1993). Synaptic structure and development: the neuromuscular junction. Cell/Neuron 72/10 (suppl.), 99-121.

Hammarberg, H., Piehl, F., Cullheim, S., Fjell, J., Hökfelt, T., Fried, K. (1996). GDNF mRNA in Schwann cells and DRG satellite cells after chronic sciatic nerve injury. Neuroreport. 7, 857-860.

Hartzell, H.C., Fambrough, D.M. (1972). Acetylcholine receptors: distibution and extrajunctional density in rat diaphragm after denervation correlated with acetylcholine sensitivity. J. Gen. Physiol. 60, 248-262.

Heck, C.S., Davis, H.L. (1988). Effect of denervation on ultrastructure of muscle. Exp. Neurol. 100, 139-153.

Hubbard, J.J., Llinas, R., Quastel, D.M. (1969), in Electrophysiological analysis of synaptic transmission, str. 102.

Kallen, R.G., Sheng, Z.H., Yang, J., Chen, L.Q., Rogart, R.B., Barchi, R.L. (1990). Primary structure and expression of sodium channel characteristic of denervated and immature rat skeletal muscle. Neuron 4, 233-242.

Kotsias, B.A., Muchnik, S. (1987). Mechanical and electrical properties of denervated rat skeletal muscles. Exp. Neurol. 97, 516-528.

Kotsias, B.A., Venosa, R.A. (1987). Role of sodium and potassium permeabilities in the depolarisation of denrvated rat muscle fibres. J. Physiol. 392, 301-313.

Leader, J.P., Bray, J.J., Macknight, A.D.C., Mason, D.R., McCaig, D.,Mills, R.G. (1984). Cellular ions in intact and denervated muscles of the rat. J. Membrane Biol. 81, 19-27.

Lombet, A., Frelin, C., Renaud, J.F., Lazdunski, M. (1982). Na+ channels with binding sites of high and low affinity for tetrodotoxin in different excitable and non-excitable cells. Eur. J. Biochem. 124, 199-203.

Lowrie, M.B., O`Brien, R.A.D., Vrbová, G. (1985). J. Physiol. 368, 513-524.

Lupa, M.T., Krzemien, D.M., Schaller, K.L., Caldwell, J.H. (1995). Expression and distribution of sodium channels in short- and long-term denervated rodent skeletal muscles. J. Physiol. 483, 109-118.

Massoulie, J., Bon, S. (1982). The molecular forms of cholinesterase and acetylcholinesterase in vertebrates. Annu. Rev. Neurosci. 5, 57-106.

Miledi, R., (1960). The acetylcholine sensitivity of frog muscle fibres after complete or partial denervation. J. Physiol. 151, 1-23.

Morita, M., Sugimoto, J., Ueda, T., Mayahara, H. (1969). A study on ATP-ase activity in denervated muscle. Jap. J. Pharmacol. 19, 613-618.

Pestronk, A., Drachman, D.B., Stanley, E.F., Price, D.L., Griffin, J.W. (1980). Cholinergic transmission regulates extrajunctional acetylcholine receptors. Exp. Neurol. 70, 690-696.

Purves, D., Sakmann, B. (1974). Membrane properties underlying spontaneous activity of denervated muscle fibres. J. Physoil. 239, 125-153.

Ravens, U., Wiese, R. (1985). Anemonia sulcata toxin (ATX II) enhaces spontaneous electrical activity and tension in chronically denervated rat diaphragm. Arch. Int. Physiol. Biochim. 93, 181-191.

Redfern, P., Thesleff, S. (1971). Action potencial generation in denervated rat skeletal muscle. Part I. Quantitative aspects. Acta Physiol. Scand. 81, 557-564.

Robbins, N. (1977). Cation movements in normal and short-term denervated rat fast twitch muscle. J. Physiol. 271, 605-624.

Rogart, R.B., Cribbs, L.L., Muglia, L.K., Kephart, D.D., Kaiser, M.W. (1989). Molecular cloning of putative tetrodotoxin-resistant rat heart Na+ channel isoform. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 86, 8170-8174.

Sakmann, B., Brenner, H.R. (1978). Change in synaptic channel gating during neuromuscular development. Nature 276, 401-402.

Sellin, L.C., Libelius, R., Lundquist, I., Tagerud, S., Thesleff, S. (1980). Membrane and biochemical alterations after denervation and during reinnervation of mouse skeletal muscle. Acta Physiol. Scand. 110, 181-186.

Sellin, L.C., Thesleff, S. (1980). Alterations in membrane electrical properties during long-term denervation of rat skeletal muscle. Acta Physiol. Scand. 108, 243-246.

Shabunova, I., Vyskočil, F. (1982). Postdenervation changes of intracellular potassium and sodium measured by ion selective microelectrodes in rat soleus and extensor digitorum longus muscle fibres. Pflügers Arch. 394, 161-164.

Uchitel, P.,Robbins, N. (1978). On the appearance of acetylcholine receptors in denervated rat diaphragm and its dependence on nerve stump length. Brain Res. 153, 539-548.

Urazaev, A.K., Magsumov, S.T., Poletayev, G.I., Nikolský, E.E., Vyskočil, F. (1995). Muscle NMDA receptors regulate the resting membrane potential through NO-synthase. Physiol. Res. 44, 205-208.

Vyklický, L., Vyskočil, F. (1993). Sodíkové kanály, in " Molekulární podstata dráždivosti nervového systému".

Weiss, R.E., Horn, R. (1986). Fuctional differences between two classes of sodium channels in developing rat skeletal muscle. Science 233, 361-364.

Witzemann, V., Brenner, H. R., Sakmann, B. (1991). Neural factors regulate AChR subunit mRNA at rat neuromuscular synapses. J. Cell. Biol. 114, 125-141.

Yang, J.S., Bennett, P.B., Makita, N., George, A.L., Barchi, R.L. (1993). Expression of the sodium beta 1 subunit in rat skeletal muscle is selectively associated with the tetrodotoxin-sensitive alpha subunit isoform. Neuron 11, 915-922.

Yoshida, S. (1994). Tetrodotoxin-resistant sodium channels. Cell. Mol. Neurobiol. 14, 227-244.

Zemková, H., Vyskočil, F., Edwards, C. (1987). A study on early post-denervation changes of non-quantal and quantal acetylcholine release in the rat diaphragm. Pflügers Arch. 409, 540-546.


Obsah

ÚVOD1

ZMĚNA ELEKTRICKÝCH VLASTNOSTí MEMBRáNY SVALOVÉHO VLáKNA2

Pokles klidového membránového potenciálu2

Vzestup hodnot membránových konstant tm a Rin3

Změny v průběhu akčního potenciálu3

Fibrilace4

TTX-rezistentní sodíkové kanály5

Změny v podjednotkovém složení acetylcholinového receptoru6

DALŠí POSTDENERVAČNí ZMĚNY8

Změny v zastoupení jednotlivých forem acetylcholinesterázy8

Vzestup velikosti motorické jednotky8

Ultrastrukturální změny svalového vlákna8

Aktivace Schwannových buněk a fibroblastů9

VLIV ELEKTRICKÉ STIMULACE A NEUROGENNíCH TROFICKÝCH FAKTORŮ NA ROZVOJ POSTDENERVAČNíCH ZMĚN9

SEZNAM ZKRATEK11

SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY11