Neuronal Glutamatergic Synaptic Clefts Alkalinize Rather Than Acidify during Neurotransmission
Notice bibliographique
Résumé
The dogma that the synaptic cleft acidifies during neurotransmission is based on the corelease of neurotransmitters and protons from synaptic vesicles, and is supported by direct data from sensory ribbon-type synapses. However, it is unclear whether acidification occurs at non–ribbon-type synapses. Here we used genetically encoded fluorescent pH indicators to examine cleft pH at conventional neuronal synapses. At the neuromuscular junction of femaleDrosophilalarvae, we observed alkaline spikes of over 1 log unit during fictive locomotionin vivo. Ex vivo, single action potentials evoked alkalinizing pH transients of only ∼0.01 log unit, but these transients summated rapidly during burst firing. A chemical pH indicator targeted to the cleft corroborated these findings. Cleft pH transients were dependent on Ca2+movement across the postsynaptic membrane, rather than neurotransmitter release per se, a result consistent with cleft alkalinization being driven by the Ca2+/H+antiporting activity of the plasma membrane Ca2+-ATPase at the postsynaptic membrane. Targeting the pH indicators to the microenvironment of the presynaptic voltage gated Ca2+channels revealed that alkalinization also occurred within the cleft proper at the active zone and not just within extrasynaptic regions. Application of the pH indicators at the mouse calyx of Held, a mammalian central synapse, similarly revealed cleft alkalinization during burst firing in both males and females. These findings, made at two quite different non–ribbon type synapses, suggest that cleft alkalinization during neurotransmission, rather than acidification, is a generalizable phenomenon across conventional neuronal synapses. SIGNIFICANCE STATEMENTNeurotransmission is highly sensitive to the pH of the extracellular milieu. This is readily evident in the neurological symptoms that accompany systemic acid/base imbalances. Imaging data from sensory ribbon-type synapses show that neurotransmission itself can acidify the synaptic cleft, likely due to the corelease of protons and glutamate. It is not clear whether the same phenomenon occurs at conventional neuronal synapses due to the difficulties in collecting such data. If it does occur, it would provide for an additional layer of activity-dependent modulation of neurotransmission. Our findings of alkalinization, rather than acidification, within the cleft of two different neuronal synapses encourages a reassessment of the scope of activity-dependent pH influences on neurotransmission and short-term synaptic plasticity.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».