Projekcja oreksynowa (hipokretynowa) nowym układem niespecyficznym mózgowia ssaków

Odkrycie w okolicach podwzgórza ssaków w końcu lat 90. ubiegłego wieku neuropeptydu oreksyny (hipokretyny) dało nowe spojrzenie na układy niespecyficzne mózgowia. Okazało się bowiem, że neurony oreksynowe posiadają rozsianą, dyfuzyjną projekcję do wielu bardzo ważnych obszarów mózgowia, w tym przede wszystkim do głównych źródeł klasycznej projekcji niespecyficznej zlokalizowanej w pniu mózgu. Dalsze badania wykazały, że projekcja oreksynowa jes t nadrzędna i reguluje aktywność neuronów cholinergicznych, noradrenergicznych, dopaminergicznych, histaminergicznych i serotninergicznych, stając się tym samym podstawową w reakcji wzbudzenia mózgowia (arousal). Główna rola, tego nowo odkrytego układu niespecyficznego mózgowia polega na regulacji najważniejszego i podstawowego rytmu naszego ciała - snu i czuwania. Istnieją wstępne doniesienia sugerujące obecność włókien neuronów oreksynowych w okolicach jąder nadskrzyżowaniowych podwzgórza i listka ciała kolankowatego bocznego wzgórza, dwu głównych elementach neuronalnego mechanizmu zegara biologicznego ssaków. Odkrycie neuropeptydu oreksynowgo jego kliniczne i biologiczne znaczenie to kolejny krok milowy w neurobiologii.Zadanie pt. „Digitalizacja i udostępnienie w Cyfrowym Repozytorium Uniwersytetu Łódzkiego kolekcji czasopism naukowych wydawanych przez Uniwersytet Łódzki” nr 885/P-DUN/2014 dofinansowane zostało ze środków MNiSW w ramach działalności upowszechniającej naukę

The effects of muscarinic cholinergic receptor antagonist on slow bursting neuronal activity in the rat intergeniculate leaflet

The intergeniculate leaflet (IGL) of the thalamus is an important neuronal element of the mammalian circadian time-keeping system. It receives direct input from retinal ganglion cells. In addition, there are, among other projections, afferents to the IGL from the brainstem cholinergic nuclei. The aim of the present study was to determine the influence of intravenous (i.v.) application of atropine – a muscarinic acetylcholine receptor antagonist, on the ultra-slow isoperiodic oscillations of the IGL neurons. Spontaneous neuronal activity was extracellularly recorded from the rat IGL. Different concentrations of atropine were administrated after recording baseline activity. In all experiments, the period of oscillation became longer after injection of atropine. In some of cases we also noted a temporary disturbance of the oscillatory pattern of neuronal activity. These data suggest that the oscillatory firing of IGL cells can be modulated by cholinergic influence

Depolarization of the intergeniculate leaflet neurons by serotonin : in vitro study

The intergeniculate leaflet of the thalamus (IGL) is a part of the mammalian biological clock which integrates photic and non-photic information and conveys it to the master biological clock - suprachiasmatic nuclei (SCN). One of the non-photic cues is delivered by the serotoninergic projection from dorsal raphe nucleus. In vitro electrophysiological recordings were performed from single IGL neurons using whole-cell patch clamp technique. We investigated the influence of serotonin (serotonin creatinine sulfate complex, 5HT) on 'spontaneous' neuronal activity in this structure. In most of recorded cells, 5-HT caused significant increases in firing rate. In majority of cases the effect was resynaptic. However, in some cases we observed postsynaptic depolarization. To our knowledge, depolarizing influence of 5HT on the single neurons in the IGL has been shown here for the first time

Charakterystyka napięciowo-zależnych zmian zaangażowanych w generowanie aktywności erupcyjnej neuronów listka ciała kolankowatego bocznego : badania in vitro patch clamp

INTRODUCTION The intergeniculate leaflet of the thalamus (IGL) is one of the two major neu-ronal structures of the mammalian biological clock. IGL neurons in rats, investi-gated in vivo, show a characteristic isoperiodic infra-slow oscillatory pattern (ISO) of activity. The mean period of this activity is about 120 s. The function of oscillatory activity, commonly observed in other biological clock structures, could be connected with the secretion of neuropeptides. Molecular study of the bases of bursting activity evoked in vitro, can help to better understand the mechanism of these oscillations. It was shown that the key element in this phe-nomenon is the expression of HCN family nonselective cationic channels and voltage-dependent T-type calcium channels. The generated h-current (the base of voltage sag) and t-current (causing low threshold spikes; LTS) are the topic of many studies revealing the mechanism of rhythmic neuronal activity. MATERIALS AND METHODS Based on our results of a patch clamp study, we have proposed the division of IGL cells into groups (using cluster analysis) based on different amplitudes of voltage components evoked by the h-current and t-current. The location of the investigated neurons chosen for further analysis was confirmed by immunohisto-chemical staining and confocal microscopy. RESULTS AND CONCLUSIONS The IGL neurons were classified into four groups showing different amplitudes of voltage sag and LTS. This classification obtained during experiments conducted at in vitro conditions, may provide information about the oscillatory na-ture of the neuron observed in the in vivo study.WSTĘP Listek ciała kolankowatego bocznego wzgórza (intergeniculate leaflet – IGL) jest jedną z dwóch głównych neuronalnych struktur zegara biologicznego ssaków. U szczura, w badaniach in vivo, neurony IGL wykazują charakterystyczny izoperiodyczny wzór infrawolnych oscylacji (infra-slow oscillation – ISO) generowania potencjałów czynnościowych, o okresie około 120 s. Przypuszcza się, że taka aktywność neuronalna, będąca cechą wspólną struktur zegara biologicznego, może ułatwiać sekrecję neuropeptydów. Badania molekularnych podstaw aktywności erupcyjnej, która może być wywołana w warunkach in vitro, przybliżają nas do poznania mechanizmu powstawania tych oscylacji. Wykazano, że kluczowym elementem, w generowaniu tego rodzaju oscylacji, jest obecność nieselektywnych kanałów kationowych z rodziny HCN oraz napięciowozależnych kanałów wapniowych typu-T. Przepływający przez nie prąd-h (powodujący sag napięciowy) oraz prąd-t (manifestujący się występowaniem niskoprogowych potencjałów wapniowych (low threshold spike – LTS) to obiekty wielu badań, dotyczących rytmicznej aktywności komórek nerwowych. MATERIAŁY I METODY Opierajac się na wynikach własnych badań, metodą elektrofizjologicznej rejestracji aktywności pojedynczych neuronów – patch clamp – autorzy zaproponowali podział neuronów IGL (na podstawie analizy klastrów), w zależności od amplitudy zmian napięcia, wywołanych prądem-h i prądem-t. Lokalizacja analizowanych neuronów została potwierdzona dzięki barwieniom immunohistochemicznym i mikroskopii konfokalnej. WYNIKI I WNIOSKI Otrzymano cztery grupy neuronów IGL, różniących się amplitudą sagu napięciowego oraz LTS. Przeprowadzony podczas badań in vitro podział może dostarczyć informacji na temat zdolności komórek do generowania aktywności oscylacyjnej w warunkach in vivo

Relaxin-3 and relaxin family peptide receptors : from structure to functions of a newly discovered mammalian brain system

Relaksyna-3 należąca do rodziny peptydów relaksynowych została odkryta w 2001 r. jako homolog relaksyny-1, hormonu wiązanego z rozrodem i okresem ciąży. Wykazano, iż głównym miejscem ekspresji nowo odkrytego hormonu jest mózgowie, a sam peptyd okazał się konserwatywny u kręgowców, zarówno pod względem budowy chemicznej, jak i miejsca jego ekspresji. Intensywne badania przyczyniły się do znaczącego poszerzenia wiedzy dotyczącej tego neuropeptydu. Zidentyfikowano swoisty dla niego receptor (RXFP3) i opisano anatomię nieznanego dotąd układu mózgowia ssaków, z głównym źródłem relaksyny-3 znajdującym się w jednym z jąder pnia mózgu, zwanym jądrem niepewnym (nucleus incertus - NI). Rozsiany charakter unerwienia relaksynergicznego wielu struktur mózgowia, wśród których znajdują się: hipokamp, przegroda, listek ciała kolankowatego bocznego wzgórza czy ciało migdałowate, pozwolił zaliczyć go do wstępujących układów nieswoistych. Uczetniczy on w bardzo ważnych procesach fizjologicznych organizmu, takich jak: pobieranie pokarmu, pamięć przestrzenna, cykl sen/czuwanie czy modulacja sekrecji hormonów przysadkowych. Charakteryzuje go także duża wrażliwość na działanie neuroprzekaźników uwalnianych w sytuacjach związanych ze stresem. Wrażliwość neuronów syntetyzujących relaksynę-3 na czynniki stresowe i silne oreksygeniczne działanie tego peptydu sugeruje, że układ ten jest związany z zaburzeniami pobierania pokarmu wywołanymi stresem, zwłaszcza tym o charakterze przewlekłym. Odkrycie układu relaksyny-3 zapoczątkowało badania, które mogą się przyczynić do lepszego zrozumienia neurobiologicznych podstaw zaburzeń odżywiania.Relaxin-3, a member of the relaxin peptide family, was discovered in 2001 as a homologue of relaxin – a well-known reproductive hormone. However, it is the brain which turned out to be a major expression site of this newly discovered peptide. Both its molecular structure and expression pattern were shown to be very conserved among vertebrates. Extensive research carried out since the discovery of relaxin-3 contributed to the significant progress in our knowledge regarding this neuropeptide. The endogenous relaxin-3 receptor (RXFP3) was identified and the anatomy of the yet uncharacterized mammalian brain system was described, with nucleus incertus as the main center of relaxin-3 expression. Not only its diffusive projections throughout the whole brain, which reach various brain structures such as the hippocampus, septum, intergeniculate leaflet or amygdala, but also functional studies of the relaxin-3/RXFP3 signaling system, allowed this brain network to be classified as one of the ascending nonspecific brain systems. Thus far, research depicts the connection of relaxin-3 with phenomena such as feeding behavior, spatial memory, sleep/wake cycle or modulation of pituitary gland hormone secretion. Responsiveness of relaxin-3 neurons to stress factors and the strong orexigenic effect exerted by this peptide suggest its participation in modulation of feeding by stress, in particular of the chronic type. The discovery of relaxin-3 opened a new research field which will contribute to our better understanding of the neurobiological basis of feeding disorders

Single pulse emission from PSR B0809+74 at 150 MHz using Polish LOFAR station

We report the observations of single pulse emission from the pulsar B0809+74 at 150 MHz using the Polish LOFAR station, PL-611. The three major phenomena of subpulse drifting, nulling, and mode changing associated with single pulse variations are prominently seen in these observations. The pulsar has a single-component conal profile and the single pulses are primarily in the 'normal' drift mode with periodicity (P$_{3}$) 11.1 ± 0.5 P for 96 per cent of the observing duration, while the shorter duration 'slow-drift' mode has P$_{3}$ = 15.7 ± 1.2 P. We were able to measure the phase behaviour associated with drifting from the fluctuation spectral analysis that showed identical linear phase variations across the pulse window for both modes despite their different periodic behaviour. Earlier studies reported that the transitions from the normal state to the slow-drift mode were preceded by the presence of nulling with typical durations of 5 to 10 periods. Our observations however seem to suggest that the transition to nulling follows shortly after the pulsar switches to the slow-drift mode and not at the boundary between the modes, with one instance of complete absence of nulling between mode switching. In addition, we also detected a second type of short-duration nulls not associated with the mode changing that showed quasi-periodic behaviour with periodicity PN ∼ 44 ± 7. The variety of features revealed in the single pulse sequence makes PSR B0809+74 an ideal candidate to understand the physical processes in the Partially Screened Gap dominated by non-dipolar magnetic fields