Доклады Академии наукДоклады Академии наукДоклады Академии наук0869-5652The Russian Academy of Sciences1178110.31857/S0869-56524843372-376PhysiologyФизиологияResearch ArticleSerotonin differentially modulates the functional properties of damaged and intact motoneurons of the frog spinal cordСеротонин по-разному модулирует функциональные свойства повреждённых и неповреждённых мотонейронов спинного мозга лягушкиKalininaN. I.КалининаН. И.
Russian Federation
nkalinina54@mail.ruZaitsevA. V.ЗайцевА. В.
Russian Federation
aleksey_zaitsev@mail.ruVesselkinN. P.ВеселкинН. П.
Russian Federation
aleksey_zaitsev@mail.ruИнститут эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова Российской Академии наукСанкт-Петербургский государственный университетИнститут эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова Российской Академии наукСанкт-Петербургский государственный университет1504201948433723761504201915042019Copyright ©; 2019,Copyright ©; 2019, Российская академия наук2019Российская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0869-5652/article/view/11781

The role of serotonin in the recovery of motor functions in spinal cord injuries is intensively studied, but the mechanism of its action remains unclear. In this work, we used the preparation of an isolated segment of the spinal cord of an adult frog to compare the electrophysiological properties of damaged and intact lumbar moto- neurons and the modulating effect of serotonin (5-HT) on them. Due to specific morphology of the motoneurons (a very branched dendritic tree), we could reliably obtain damaged (on the surface of the slice) and intact moto- neurons (in the depth of the slice). Using intracellular recording, we found significant differences between these groups of neurons in the resting membrane potential, input resistance, properties of the action potential (amplitude, duration, fast and medium phases of the afterhyperpolarization), the frequency of spikes. We found that 5-HT reduced the amplitude of the afterhyperpolarization and increased the frequency of spikes in intact neurons, whereas in damaged motoneurons, 5-HT increased the amplitude of the afterhyperpolarization and did not affect the frequency of discharges. The results of the study show that the properties of the motoneurons and the effect of neuromodulators on them, in particular, 5-HT, can change after damage.

При исследовании препарата изолированного сегмента спинного мозга взрослой лягушки выявили достоверные различия между повреждёнными и неповреждёнными поясничными мотонейронами в величине мембранного потенциала, входного сопротивления, свойствах потенциала действия (амплитуде, длительности, быстрой и средней фазах следовой гиперполяризации), частоте спайков. Серотонин (5-HT) уменьшал амплитуду следовой гиперполяризации и увеличивал частоту спайков у неповреждённых нейронов, у повреждённых мотонейронов 5-HT увеличивал амплитуду следовой гиперполяризации и не влиял на частоту разрядов.

lumbar motoneuronspinal cordserotoninfrogпоясничный мотонейронспинной мозгсеротонинлягушкаSchmidt B.J., Jordan L.M. // Brain Res. Bull. 2000. V. 53. № 5. P. 689–710.Murray K.C., Stephens M.J., Ballou E.W., et al. // J. Neurophysiol. 2011. V. 105. P. 731–748.Alvarez F.J, Pearson J.C., Harrington D., et al. // J. Comp. Neurol. 1998. V. 393. P. 69–83.Xia Y., Chen D., Xia H., et al. // Neurosci. Lett. 2017. V. 649. P. 70–77.Davies M.L., Kirov S.A., Andrew R.D. // J. Neurosci. Methods. 2007. V. 166. P. 203–216.Carp J.S., Tennissen A.M., Mongeluzi D.L., et al. // J. Neurophysiol. 2008. V. 100. P. 474–481.Kalinina N.I., Kurchavyi G.G., Zaitsev A.V., Vessel- kin N.P. // J. Evolut. Biochem. Physiol. 2016. V. 52. № 5. Р. 359–368.Kalinina N.I., Zaitsev A.V., Vesselkin N.P. // J. Comp. Physiol. A. 2018. V. 204. № 3. P. 329–337.Dityatev A.E., Chmykhova N.M., Dityateva G.V., et al. // J. Comp. Neurol. 2001. V. 430. P. 433–447.Diaz-Rios M., Dombeck D.A., Webb W.W., Harris- Warrick R.M. // J. Neurophysiol. 2007. V. 98. P. 2157– 2167.Hsiao C.F., Trueblood P.R., Levine M.S., Chan- dler S.H. // J. Neurophysiol. 1997. V. 77. P. 2910– 2924.Miles G.B., Sillar K.T. // Physiology. 2011. V. 26. P. 393–441.Perrier J-F., Rasmussen H.B., Christensen R.K., Pe- tersen A.V. // Curr. Pharm. Des. 2013. V. 19. № 24. P. 4371–4384.Sah P. // TINS. 1996. V. 19. № 4. P. 150–154.