Magyar tudósok felfedték az idegsejtek közötti kommunikáció rejtélyének egyik fontos aspektusát.
E folyamat rendellenessége súlyos idegrendszeri gondokat idézhet elő, mint például epilepszia vagy izomgyengeség.
A HUN-REN Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet (HUN-REN KOKI) tudósai felfedték, miként képesek az idegsejtek koherens jeleket továbbítani egymás között - tájékoztatott a HUN-REN Magyar Kutatási Hálózat.
A kutatók az axonok különböző átmérőjű szakaszain vizsgálták az akciós potenciálokat, és kiderült, hogy ezek a jelek valódi digitális jelként biztosítják az idegsejtek közötti kommunikációt.
Az axonok kicsiny mérete miatt eddig nem állt módunkban ilyen fokú részletességgel végezni a méréseket. A kutatás eredményei a Plos Biology tudományos folyóiratban láttak napvilágot.
Az idegsejtek kulcsfontosságú kommunikációs eszköze az akciós potenciál, egy rövid elektromos impulzus, amely az axon nevű nyúlványon terjedve gyorsan továbbítja az információt más idegsejtek, mirigyek vagy izmok felé.
E folyamat rendellenessége súlyos idegrendszeri gondokat idézhet elő, mint például epilepszia vagy izomgyengeség.
Az axon nem csupán egy sima, csőszerű felépítés, hanem inkább egy változatos méretű gyöngysorhoz hasonlítható, ahol a különböző átmérők szakaszokat alkotnak. Ezek az átmérőbeli eltérések jelentős hatással bírnak az elektromos impulzusok terjedésére, ami elméletileg kihatással kell, hogy legyen az akciós potenciál lefolyására is.
A HUN-REN KOKI kutatói Szabadics János vezetésével modern technológiákkal vizsgálták meg az akciós potenciálok viselkedését az axon különböző átmérőjű szakaszain. Elsőként a hippokampusz nevű agyi terület moharost axonjait tanulmányozták.
Ezek az axonok nem csupán apró végződésekkel, hanem figyelemre méltóan nagy óriás terminálisokkal is rendelkeznek. A kutatók különböző módszerek, például elektrofiziológiai mérések, optikai technikák és számításos elemzések révén bizonyították, hogy az akciós potenciál formája konzisztens marad.
A HUN-REN KOKI kutatásából kiderült, hogy az akciós potenciál alakjának állandóságáért bizonyos ioncsatornák egyenlőtlen eloszlása felelős.
A káliumcsatornák egy speciális csoportja, az úgynevezett Kv1 család nem egyenletesen működik az axonok mentén.
A keskenyebb szakaszokon, ahol az elektromos jel természetes módon lelassulna, a Kv1 hatása nagyobb és felgyorsítja az akciós potenciál lefutását.
Ennek következtében az akciós potenciál formája bármilyen átmérőjű szakaszon változatlan marad. Ez lehetővé teszi, hogy az axon mentén egységesített akciós potenciál valódi digitális jelként funkcionáljon.
A kutatók alaposan tanulmányozták az akciós potenciálokat különböző típusú axonokban, amelyek nem rendelkeznek kiemelkedően nagy struktúrákkal. Ezek az axonok is változatos átmérővel bírnak, hasonlóan a legtöbb ismert idegsejt nyúlványához.
Kutatások kimutatták, hogy bár az akciós potenciál formája eltérhet az egyes axontípusok között, egy adott axontípus esetében az átmérő nem hat a jel jellegére.
A HUN-REN KOKI kutatócsoportjának legújabb felfedezése forradalmasítja az idegsejtek működésének megértését. Az ioncsatornák sűrűségének precíz szabályozása alapvetően hozzájárul ahhoz, hogy az idegsejtek eltérő átmérőjű axonjaiban egységes elektromos jelek képesek legyenek végighaladni - áll a friss közleményben.
