Activation of NMDA receptors is required for the initiation and maintenance of walking-like activity in the mudpuppy (Necturus Maculatus)

Jianguo Cheng; Igor Lavrov

摘要

We hypothesized that blocking the activation of N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptors prevents the initiation of walking-like activity and abolishes the ongoing rhythmic activity in the spinal cord - forelimb preparation from the mudpuppy. Robust walking-like movements of the limb and rhythmic alternating elbow flexor–extensor EMG pattern characteristic of walking were elicited when continuous perfusion of the spinal cord with solution containing D-glutamate. The frequency of the walking-like activity was dose-dependent on the concentration of D-glutamate in the bath over a range of 0.2 to 0.9 mmol/L. Elevation of potassium concentrations failed to induce walking-like activity. Application of the selective antagonist 2-amino-5-phosphonovalerate (AP-5) produced dose-dependent block of the initiation and maintenance of walking-like activity induced by D-glutamate. Complete block of the activity was achieved when the concentration of AP-5 reached 20 µmol/L. Furthermore, application of L-701,324 (a selective antagonist of the strychnine-insensitive glycine site of NMDA receptor) (1–10 µmol/L) also resulted in complete block of the walking-like activity. In contrast, application of the non-NMDA receptor antagonist 6-cyno-7-nitroquinoxaline-2,3-dione (CNQX) (1–50 µmol/L) induced a dose-dependent inhibition of the burst frequency but failed to result in a complete block. Only at concentration as high as 100 µmol/L, did CNQX cause complete block of the rhythmic activity, presumably through nonspecific action on the strychnine-insensitive glycine site of NMDA receptors. These results suggest that activation of NMDA receptors is required for the initiation and maintenance of walking-like activity. Operation of non-NMDA receptors plays a powerful role in the modulation of the walking-like activity in the mudpuppy.Key words: locomotion, central pattern generator, spinal cord, mudpuppy, glutamate, glycine, N-methyl-D-aspartate (NMDA)-receptor, 2-amino-5-phosphonovalerate (AP-5), 6-cyno-7-nitroquinoxaline-2,3-dione (CNQX).Nous avons émis l'hypothèse que le blocage de l'activation des récepteurs N-méthyl-D-aspartate (NMDA) empêche l'initiation de l'activité de type marche et supprime l'activité rythmique en cours dans la préparation de moelle épinière-membre antérieur du necture tacheté. Les mouvements de type marche vigoureux du membre et le patron EMG rythmique alterné des fléchisseurs et extenseurs du coude, caractéristique de la marche, ont été déclenchés par la perfusion continue de la moelle épinière avec une solution contenant du D-glutamate. La fréquence de l'activité de type marche a été dépendante de la concentration de glutamate dans la préparation, dans une plage de 0,2 à 0,9 mmol/L. L'élévation des concentrations de potassium n'a pas induit d'activité de type marche. L'application de l'antagoniste sélectif 2-amino-5-phosphonovalérate (AP-5) a causé un blocage dose-dépendant de l'initiation et du maintien de l'activité de type marche induite par le D-glutamate. Un blocage complet de l'activité a été obtenu lorsque la concentration d'AP-5 a atteint 20 µmol/L. De plus, l'application de L-701,324 (un antagoniste sélectif du site glycine insensible à la strychnine des récepteurs NMDA) (1-10 µmol/L) a aussi causé un blocage complet de l'activité de type marche. À l'opposé, l'application de l'antagoniste du récepteur non-NMDA 6-cyno-7-nitroquinoxaline-2,3-dione (CNQX) (1-50 µ mol/L) a induit une inhibition dose-dépendante de la fréquence de décharge mais n'a pas provoqué de blocage complet. CNQX n'a provoqué un blocage complet de l'activité rythmique qu'à une concentration aussi élevée que 100 µmol/L, probablement par une action non spécifique sur le site glycine insensible à la strychnine des récepteurs NMDA. Ces résultats donnent à penser que l'activation des récepteurs NMDA est nécessaire à l'initiation et au maintien de l'activité de type marche. Les récepteurs non-NMDA jouent un rôle important dans la modulation de l'activité de type marche chez le necture tacheté.Mots clés : locomotion, générateur de patron central, moelle épinière, necture tacheté, glutamate, glycine, récepteur N-m

机译：我们假设阻止N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受体的激活阻止了步行样活动的启动，并取消了脊髓中正在进行的节律活动-从泥泞的前肢制备。当用含D-谷氨酸的溶液连续灌注脊髓时，会引起四肢的强健步行样运动和节律性交替的肘部屈肌-伸肌肌电模式。步行样活动的频率与浴液中D-谷氨酸的浓度在0.2至0.9 mmol / L范围内呈剂量依赖性。钾浓度升高未能诱导步行样活动。选择性拮抗剂2-氨基-5-膦酸戊二酸酯（AP-5）的应用产生剂量依赖性的阻断和引发由D-谷氨酸诱导的步行样活性的维持。当AP-5的浓度达到20 µmol / L时，完全阻断了活性。此外，应用L-701,324（NMDA受体的对苯丙氨酸不敏感的甘氨酸位点的选择性拮抗剂）（1-10 µmol / L）也可以完全阻止步行样活动。相比之下，使用非NMDA受体拮抗剂6-cyno-7-nitroquinoxaline-2,3-dione（CNQX）（1–50 µmol / L）可以引起剂量依赖性的猝发频率抑制，但未能导致一个完整的块。仅在浓度高达100 µmol / L时，CNQX才可能完全阻断节律性活动，可能是通过对NMDA受体对苯丙氨酸不敏感的甘氨酸位点的非特异性作用。这些结果表明，NMDA受体的激活对于步行样活动的启动和维持是必需的。非NMDA受体的操作在调节泥泞的步行样活动中起着重要作用。关键词：运动，中央模式发生器，脊髓，泥泞，谷氨酸，甘氨酸，N-甲基-D-天门冬氨酸（NMDA））受体，2-氨基-5-膦酸戊酸酯（AP-5），6-cyno-7-硝基喹喔啉-2,3-二酮（CNQX）。激活受体的Nvonsémisl'hypothèseque le blocage de l'activation desrécepteursN天冬氨酰-D-天冬氨酸（NMDA）药品批发和生产的先例和先决条件。départière-mobeépinière-membreantérieurdu necturetacheté。膜层和膜层监护人动产管理小组，膜组研究，灌注和继续灌装等连续不断的解决方案。活性成分的谷氨酸盐的浓度为0,2à0.9 mmol / L。 L'élévationdes d'activation de type of marche。拮抗作用的起始剂量和起始剂量的活化型D-谷氨酸工业上的抗微生物剂2-氨基-5-膦酰戊二酸酯（AP-5）。活性成分完整浓度达到AP-5的水平，浓度为20 µmol / L。另外，L-701,324申请书（NMDA不敏感的对位甘氨酸拮抗药）（1-10 µmol / L）了一种由集体经营的完整批发企业。非NMDA受体拮抗剂，适用于非NMDA 6-cyno-7-nitroquinoxaline-2,3-dione（CNQX）（1-50 µ mol / L），一种惯用的抑制剂量，由dépendantede完整的无国界医生组织CNQX不适用于浓缩活性成分的浓度为100 µmol / L的澳大利亚活性成分，可在非选择性地在甘氨酸中敏感地作用于NMDA。 NMDA以及启动和维护类型的市场营销活动的征服者均未收到任何书面通知。非NMDA认证机构重要的dans la调制型cheche le necturetacheté.Motclés：运动，générateurde patron中枢，moelleépinière，necturetacheté，谷氨酸，甘氨酸，Ném受体

Activation of NMDA receptors is required for the initiation and maintenance of walking-like activity in the mudpuppy (Necturus Maculatus)

摘要

著录项

相似文献

相关主题

期刊订阅