Mitochondrial Ca2+ uptake by the MCU facilitates pyramidal neuron excitability and metabolism during action potential firing
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Notice bibliographique
Résumé
Abstract Neuronal activation is fundamental to information processing by the brain and requires mitochondrial energy metabolism. Mitochondrial Ca 2+ uptake by the mitochondrial Ca 2+ uniporter (MCU) has long been implicated in the control of energy metabolism and intracellular Ca 2+ signalling, but its importance to neuronal function in the brain remains unclear. Here, we used in situ electrophysiology and two-photon imaging of mitochondrial Ca 2+ , cytosolic Ca 2+ , and NAD(P)H to test the relevance of MCU activation to pyramidal neuron Ca 2+ signalling and energy metabolism during action potential firing. We demonstrate that mitochondrial Ca 2+ uptake by the MCU is tuned to enhanced firing rate and the strength of this relationship varied between neurons of discrete brain regions. MCU activation promoted electron transport chain activity and chemical reduction of NAD + to NADH. Moreover, Ca 2+ buffering by mitochondria attenuated cytosolic Ca 2+ signals and thereby reduced the coupling between activity and the slow afterhyperpolarization, a ubiquitous regulator of excitability. Collectively, we demonstrate that the MCU is engaged by accelerated spike frequency to facilitate neuronal activity through simultaneous control of energy metabolism and excitability. As such, the MCU is situated to promote brain functions associated with high frequency signalling and may represent a target for controlling excessive neuronal activity.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| 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 | 0,003 | 0,002 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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.
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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 découle