Estructura electrotónica de neuronas motoras de sanguijuela

• Autores: Daicz, Sergio
• Año de publicación: 2011
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Szczupak, Lidia
• Materia: NEURONA MOTORA; HIRUDO SP.; MORFOLOGIA NEURONAL; MODELO BIOFISICO; PROPAGACION DE SEÑALES; DECONVOLUCION; MOTOR NEURON; HIRUDO SP.; NEURONAL MORPHOLOGY; SIGNAL PROPAGATION; DECONVOLUTION
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Las neuronas son células con estructuras tridimensionales complejas adaptadas a su función. Poseen extensos árboles neuríticos, en los que pueden recibir señales de otras neuronas en distintos puntos de su estructura. Las neuritas funcionan como cables, cuyas propiedades morfológicas y las propiedades eléctricas de la membrana determinan cómo se propagarán las señales. Los registros electrofisiológicos intracelulares nos permiten conocer con gran precisión la evolución en el tiempo del potencial de membrana para un punto de la neurona. La actividad registrada puede provenir desde distintos puntos del árbol neurítico. Las señales originadas en el punto de registro o cerca de él serán registradas con gran fidelidad, mientras que las señales originadas en puntos lejanos sufrirán una atenuación. Dada la extensión de los árboles neuríticos, las complejas transformaciones que sufren las señales al propagarse por ellos, y nuestra limitada capacidad de observación, un modelo biofísico puede resultar muy útil para entender e interpretar las observaciones realizadas. El efecto de la atenuación de señales dentro de una neurona es particularmente notable en el caso de las neuronas motoras de la sanguijuela, en las que los potenciales de acción que se registran en el soma llegan con una amplitud de unos pocos milivolts. En este trabajo estudiamos la transmisión de señales graduales dentro de las neuronas motoras AE, a partir de la construcción de modelos morfoeléctricos de las mismas. En los Capítulos 2 y 3 analizamos su anatomía y fisiología, obteniendo los modelos morfológicos detallados y los parámetros necesarios para construir un modelo biofísico. En el Capítulo 4 construimos modelos a partir de los datos obtenidos. Simulamos la propagación de corriente a lo largo del tronco principal de la neurona y analizamos su atenuación en ambos sentidos. A través de alteraciones en la morfología analizamos qué aspectos de la misma son los más relevantes en determinar la atenuación. En el Capítulo 5 desarrollamos una técnica novedosa de deconvolución del potencial observado que nos permite estimar la corriente en un punto remoto que dio lugar a la observación, y la aplicamos a los potenciales de acción registrados para estimar su forma en el origen. Nuestros resultados sugieren que la morfología puede ser responsable de gran parte de la atenuación observada.
Neurons are cells with complex three dimensional structures adapted to their function. They have extensive neuritic trees, in which they can receive signals from other neurons at different points of their structure. Neurites function as cables, whose morphology and the electrical properties of the membrane establish how signals propagate. Intracellular electrophysiological recordings allow us to know with great precision the temporal evolution of the membrane potential at a point of the neuron. The recorded activity may come from different points of the neuritic tree. Signals originated at the recording point or near it will be recorded with great fidelity, while signals originated in distal points will suffer attenuation. Given the extent of neuritic trees, the complex transformations that signals suffer when they propagate through them, and our limited capacity of observation, a biophysical model can be a very useful tool to understand and interpret the observations made. The effect of signal attenuation within a neuron is particularly notable in the case of the motor neurons of the leech, where action potentials reach the soma with an amplitude of only a few millivolts. In this work, we study gradual signal transmission within the AE motor neurons, basing us on the construction of morphoelectrical models of the neurons. In Chapters 2 and 3 we analyze their anatomy and physiology, obtaining detailed morphological models and the parameters necessary for building a biophysical model. In Chapter 4 we build models using the data obtained. We simulate current propagation through the main trunk of the neuron and we analyze its attenuation in both directions of propagation. Using variations of the morphology we analyze what aspects of it are most relevant in establishing the attenuation. In Chapter 5 we develop a novel technique consisting in deconvolving the observed potential, which allows us to estimate the current at a remote point where the signal originated. We apply it to the recorded action potentials to estimate their shape at the origin. Our results suggest that morphology may be responsible for most of the observed attenuation.
Fil: Daicz, Sergio. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.