Сравнение спонтанной и вызванной активности пирамидных клеток поля CA1 и гранулярных клеток зубчатой извилины гиппокампа при увеличении внеклеточной концентрации калия

В работе исследовано влияние изменения концентрации внеклеточного калия ([К⁺]_о) на спонтанную и индуцированную ступенькой тока залповую (пачечную) активность глутаматергических нейронов гиппокампа мышей. Использован метод регистрации электрической активности пэтч-кламп в конфигурации «целая клетка». Показано, что увеличение [К⁺]_о с 3 до 8.5 мМ (калиевая нагрузка): (1) вызывает появление спонтанной тонической и пейсмейкерной пачечной активности в пирамидных клетках поля СА1 (20 и 10% от общего числа клеток соответственно), но не приводит к появлению пейсмейкерных гранулярных клеток в зубчатой извилине (DG); (2) увеличивает индуцированную током пачечную активность пирамидных клеток поля СА1 и подавляет пачечную активность гранулярных клеток DG при всех значениях силы тока в диапазоне от 10 до 200 пА; (3) вызывает сдвиг вольт-амперных характеристик (I/V) обоих типов клеток вправо, уменьшая потенциал реверсии E_rev и увеличивая наклон характеристик I/V (величины входящих токов) нейронов полей СА1 и DG в 2–3 и 4–5 раз соответственно (при потенциалах от –100 до –70 мВ); (4) оказывает противоположное действие на выходящие токи, вызывая достоверное увеличение тока в пирамидных клетках и уменьшение в гранулярных клетках (при потенциалах выше 0 мВ). Входящие и выходящие токи нейронов DG в 4–4.5 раза выше, чем нейронов СА1. Обсуждается возможное участие калий-активируемых и других калий-проводящих каналов в различных реакциях возбудимости глутаматергических нейронов поля СА1 и DG при калиевой нагрузке. Высокая чувствительность пирамидных клеток поля СА1 к калиевой нагрузке в сравнении с гранулярными клетками DG может играть важную роль в гипервозбуждении нейронных сетей при эпилептогенезе.