A nucleus pedunculopontinus kolinerg neuronjainak M-árama hozzájárul azok membránpotenciál-oszcillációihoz

A nucleus pedunculopontinus (PPN) a reticuláris aktiváló rendszer (RAS) része, aminek szerepe van az alvás és ébrenlét modulációjában, a figyelem fenntartásában és a mozgás koordinálásában. A PPN összetételét tekintve meglehetősen heterogén; kolinerg, glutamaterg és GABAerg neuronokból áll.
Az M-típusú áram egy feszültségfüggő káliumáram, amelyet muszkarinos acetilkolin receptorok aktivációja gátol. Korábban bemutattuk, hogy a PPN egyes neuronjai rendelkeznek M-árammal, míg mások nem; azonban ennek az eltérésnek a hátterét eddig nem vizsgáltuk. Jelen munka célja az volt, hogy az M-árammal rendelkező és azzal nem rendelkező neuronok morfológiai sajátságait azonosítsuk. A munkánk másik célja volt, hogy olyan további funkcionális sajátságokat hasonlítsunk össze az M-árammal rendelkező és azzal nem rendelkező sejtpopulációban, amit az M-áram megléte befolyásol.
A kísérletekhez fluoreszcens markereket sejtfüggő módon kifejező ChAT- és GAD2-tdTomato egereket használtunk, amelyekből túlélő szeletet preparáltunk és patch-clamp technika teljes-sejtes elrendezésében végeztünk méréseket. A sejteket biocitinnel jelöltük és utólag rekonstruáltuk.
Bizonyítottuk, hogy egyedül a kolinerg neuronok rendelkeznek M-árammal, míg a GABAerg neuronokon nem mérhető M-áram. Az M-áram jelenléte vagy hiánya hozzájárul egyes, a kolinerg és a GABAerg neuronok közötti elektrofiziológiai különbségekhez, mint az utóhiperpolarizáció amplitúdójához és az akciós potenciál frekvencia adaptációjához. Emellett kimutattuk, hogy a PPN-ben már korábban leírt membránpotenciál-oszcillációk a kolinerg sejtekre jellemzőek, aminek az amplitúdóját az M-áram gátlása jelentősen csökkentette. Az M-árammal nem rendelkező GABAerg neuronoknak nincs membránpotenciál-oszcillációja.
Összefoglalásul elmondhatjuk, hogy a PPN-ben az M-áram kizárólag a kolinerg neuronok sajátsága. Az M-áram –amellett, hogy több más elektrofiziológiai paramétert is befolyásol- a PPN aktivitását meghatározó membránpotenciál-oszcillációk kialakításában is jelentős szerepet játszik.