Dreidimensionale Rekonstruktion einer exzitatorischen zentralen Synapse : die Held`sche Calyx - Prinzipalneuron Synapse im medialen Nucleus des Trapezkörpers

Ziel der vorliegenden Arbeit war die computergestützte 3-D-Rekonstruktion einer Held´schen Calyx - Prinzipalneuron Synapse im medialen Nucleus des Trapezkörpers (MNTB) aus seriellen Ultradünnschnitten einer postnatal Tag 9 alten Ratte. <br>Der Calyx ist eine sehr große (ca. 20-25 µm im Durchmesser) und komplex aufgebaute glutamaterge axosomatische Nervenendigung, die in Form eines Kelchs mit langen fingerförmigen Fortsätzen das Soma der Prinzipalzelle umgibt. <br>Die Kontaktfläche zwischen prä- und postsynaptischer Membran nahm eine Fläche von 1022 µm2 ein, was ~40% der Gesamtoberfläche der Prinzipalzelle entsprach. An der Kontaktfläche zwischen prä- und postsynaptischer Membran wurden zwei unterschiedliche Membranspezialisierungen (MS) identifiziert: die synaptischen Kontakte (SK), die aus den aktiven Zonen (AZ) und den dazugehörigen postsynaptischen Dichten (PSD) bestanden, und die puncta adhaerentia (PA). Ungefähr 35% der MS konnten als SK (n = 554), die verbleibenden 65% als PA (n = 1010) klassifiziert werden. Die SK verteilten sich über die gesamte Kontaktfläche, von der sie ca. 5% einnahmen. Im Durchschnitt waren die SK 0.100 µm2 groß und lagen im Mittel 0.59 µm auseinander. <br>Annähernd die Hälfte aller synaptischen Vesikel in der Calyx befanden sich innerhalb eines Abstandes von 200 nm um eine AZ (~60 Vesikel/AZ). Dabei waren durchschnittlich 2.0 Vesikel pro SK (n = 52 SK) anatomisch an der AZ angedockt. <br>Die Korrelation der gewonnen strukturellen Parameter mit, aus anderen Arbeiten erhobenen, funktionellen Parametern ergab, dass (1) während eines einzelnen präsynaptischen Aktionspotentials (AP) ~35% der AZ ein Quantum von Transmitter freisetzen, (2) die Anzahl der SK und "docked vesicles" mit den unteren Abschätzungen des "readily releasable pools" synaptischer Vesikel korrelieren und (3) die hohe Variabilität der PSD-Größe (CV = 0.9) wahrscheinlich der Grund für die große Variabilität der Miniatur EPSC-Amplituden ist. Die Geometrie der rekonstruierten Synapse läßt vermuten, dass jeder der 554 SK unabhängig voneinander zum Anstieg und Maximum des EPSC während eines einzelnen AP beiträgt. <br>Die Ergebnisse dieser Arbeit bilden letztendlich die Grundlage für weitere numerische Simulationen verschiedener Parameter synaptischer Transmission, die elektrophysiologischen oder optischen Messungen bisher nicht zugänglich sind.

Author dc:creator

• Söhl, Leander

Contributors dc:contributor

• Frotscher, Michael

• Held`sche Calyx
• Dreidimensionale Rekonstruktion
• Aktive Zonen
• Elektronenmikroskopie
• Synaptische Vesikel
• Calyx of Held
• three-dimensional reconstruction
• active zones
• electron microscopy
• synaptic vesicles

Repository record source_url

https://freidok.uni-freiburg.de/data/2118

OAI identifier oai:identifier

oai:freidok.uni-freiburg.de:2118