Theoretical Biology & Medical Modelling, 2005; 2: 16-16 (más artículos en esta revista)

Desglose de alojamiento en el nervio: la posible función de la persistencia de sodio actual

BioMed Central
Kristian Hennings (krist@hst.auc.dk) [1], Lars Arendt-Nielsen (lan@hst.auc.dk) [1], Ole K Andersen (oka@hst.auc.dk) [1]
[1] Centro de Sentidos-Motor Interaction (SMI), la Universidad de Aalborg. Frederik Bajers Vej D3-203, 9220 Aalborg Ø, Dinamarca

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Resumen
Antecedentes

Alojamiento y desglose de alojamiento son elementos importantes de procesamiento de la información en las fibras nerviosas, ya que las fibras nerviosas de determinar cómo reaccionan a los estímulos naturales cambiando poco a poco o la estimulación eléctrica. El objetivo del presente estudio fue elucidar el mecanismo biofísico de desglose de alojamiento, que en la actualidad se desconoce.

Resultados

Un modelo de un espacio-piezas de sujeción de motor fue desarrollado de fibras nerviosas. Se llegó a la conclusión de que este nuevo modelo puede reproducir desglose de alojamiento cuando se incluyó un bajo umbral, la activación rápida y persistente de sodio actual. Sin embargo, el fenómeno no se reproduce cuando la persistencia de sodio actuales no tienen la cinética de activación rápida o un bajo umbral de activación.

Conclusión

El presente estudio sugiere que el modelado persistente, de bajo umbral, de activar rápidamente las corrientes de sodio tiene un papel clave en el desglose de alojamiento, y que el desglose de alojamiento puede ser utilizado como una herramienta para el estudio de la persistencia de sodio actual bajo condiciones normales y patológicas.

Antecedentes

El alojamiento es importante para el procesamiento de la información en las fibras nerviosas, ya que determina si, y con qué frecuencia, que cambia lentamente natural y artificial, los estímulos se traducen en potenciales de acción. La colina de la teoría de alojamiento en los nervios ha sido una de las teorías más influyentes en este ámbito [1]. Una predicción de esta teoría es que un aumento lineal actual exige una cierta crítica talud con el fin de excitar las fibras nerviosas. Aunque esta vertiente crítica se ha demostrado en la preparación experimental [2, 3], no se ha encontrado en condiciones fisiológicas normales [4, 5]. En cambio, las fibras nerviosas han demostrado exposición desglose de alojamiento, es decir, una larga duración aumentando lentamente actual excita las fibras nerviosas en una intensidad casi constante no importa cuán lentamente se acercó a esta intensidad [4, 5]. Una crítica talud sólo se ha encontrado para despolariza las fibras nerviosas, y Hill alojamiento de la teoría se ha demostrado sólo para ser aplicable a dichas fibras [6]. Alojamiento y desglose de alojamiento fueron los focos de varios estudios antes de la invención de la tensión de la abrazadera, desde antes de esta innovación es uno de los pocos métodos de la cinética de la membrana por la que podría ser estudiado. Desde la invención de la tensión de la abrazadera y, posteriormente, el parche-clamp unos cincuenta años atrás, el concepto de ruptura de alojamiento ha estado prácticamente ausente de la literatura científica [7]. Sin embargo, el mecanismo responsable de biofísicos desglose de alojamiento es todavía desconocido, y como se demostrará en este documento, un modelo que sólo contiene transitoria de los canales de sodio (es decir, corrientes que activar y desactivar rápidamente en respuesta a la despolarización de membrana) es incapaz de reproducir el Fenómeno. Persistentes (sin inactivación) y tardía (lenta inactivación) los canales de sodio se han identificado en las neuronas ganglionares de gran dorsal [8] y se ha comprobado que estos canales son necesarios para el modelado latente además de motor y en las fibras nerviosas sensoriales (es decir, los cambios a corto umbral Sub-umbral de los estímulos [9]]. Esto sugiere que la persistencia de los canales de sodio o tardía están presentes en cada una de motor y sensorial las fibras nerviosas mielinizadas y la cinética de activación rápida que puede iniciar potenciales de acción. El presente estudio se realizó para estudiar la hipótesis de que la persistencia de los canales de sodio crear un "umbral región" despolarización de la membrana que no puede ser superado sin la generación de un potencial de acción. Por lo tanto, se sugiere que la persistencia de los canales de sodio son la causa de la ruptura de alojamiento.

Los resultados en el presente documento se basa en un modelo de un espacio-piezas de sujeción de fibras nerviosas. Este modelo incluía un canal de sodio persistente basado en el trabajo de Bostock y Rothwell (1997) [9]. Este canal se definió desde el canal de sodio transitorios con las siguientes modificaciones: a) se eliminó la inactivación (una persistente canal), b) la constante de tiempo se vio dificultado por un factor de dos (constante de tiempo), y c) la cinética se Desplazadas a fin de que el canal fue activado en un potencial de membrana 20 mV más negativas que se requiere para activar la transitoria canal (cambio de voltaje) [9].

Resultados
Validación de modelos

La estructura del modelo y la elección de los parámetros que permite reproducir cuatro conjuntos de datos experimentales independientes: electrotonus umbral, la recuperación del ciclo, además latente y desglose de alojamiento (vea la Figura 1]. El modelo se encontró a tener una fuerza constante de tiempo de duración de 133,2 μ s, que es similar a la registrada el valor experimental para el nervio mediano (139 ± 59 μ s [10]]. Además, el modelo de simulación de desglose de alojamiento (vea la Figura 1D]. La crítica inicial pendiente de la modelo se encontró 17,3 rheobase / s, que es inferior a la registrada experimentalmente valor (21,2 ± 3,72 rheobase / s) de los nervios cubital. El desglose de alojamiento visto en el modelo es también mayor que la observada en el nervio ulnar, y se aproxima más a la observada en las fibras nerviosas sensoriales [5]. El alojamiento curva aplanada y se mantuvo cerca de 2 rheobases cuando la constante de tiempo-el actual aumento fue mayor de ~ 150 ms.

Desglose de alojamiento

Con el fin de estudiar la relación entre las propiedades de la persistencia de los canales de sodio y desglose de alojamiento, uno de los parámetros a la vez (número de canales, el cambio de voltaje, la constante de tiempo) se cambió y su influencia en la distribución de alojamiento fue evaluada (véase la figura 2] . Cuando la tensión de cambio se redujo de -20 a -10 mV mV o mV -0, todavía es posible crear desglose de alojamiento mediante el aumento del número de canales de sodio persistente hasta situarse en el 3,75% (-10 mV) o 15% (-0 MV) del número total de los canales de sodio (ver Figura 3A]. Sin embargo, para un cambio de voltaje -0 mV, el potencial de membrana no volver a la posibilidad de descanso después de la generación de un potencial de acción (véase la figura 3].

Umbral aumento lineal de las respuestas a estímulos

El umbral aumento lineal de las respuestas a estímulos fueron significativamente modificados por la presencia persistente de los canales de sodio (ver figura 4]. (El umbral de respuesta es una respuesta a un estímulo, con intensidad igual al umbral de excitación de la fibra nerviosa). Sin la persistencia de los canales de sodio, el umbral de respuesta a un aumento lineal de 20 ms actual duración no tuvo lugar al final del estímulo, pero tuvo una latencia de 5,04 ms (véase la figura 4A]. Con el 2,5% persistentes canales de sodio, el umbral de respuesta se produjo al final del estímulo (véase la figura 4B]. Esta diferencia se encontró aumento lineal para todas las corrientes que han probado estímulo duración en el rango de 1 ms a 200 ms, cuando el modelo ha persistente 2,5% el umbral de los canales de sodio respuestas fueron siempre observado al final del estímulo, mientras que sin la persistencia de los canales de sodio La más larga latencia umbral de la respuesta fue 5,04 ms (ver Figura 4C]. Para ambos modelos, con y sin la persistencia de los canales de sodio, una respuesta no lineal siempre se produjo cuando la membrana se despolariza a un cierto valor umbral. Esta respuesta no lineal inicialmente se produjo al final del estímulo, y con la persistencia de los canales de sodio se tradujo en un potencial de acción. Sin la persistencia de los canales de sodio, que sólo dio lugar a un potencial de acción cuando la intensidad del estímulo fue suficiente para que la respuesta a ocurrir con una latencia de 5,04 ms o menos.

Umbral electrotonus

Una relación proporcional entre el umbral de cambio de una prueba de estímulo y de la subyacente electrotonic cambios en el potencial de membrana es un requisito fundamental para electrotonus umbral. Dicha relación se encontró para el modelo con el 2,5% de los canales de sodio persistente (vea la Figura 5]. Sin embargo, cuando la persistencia de los canales de sodio fueron eliminados de la modelo, la relación entre el umbral de potencial de membrana y se rompió. Esto se prueba con la actual acondicionado a una intensidad del 40% para el modelo con la persistencia de las corrientes de sodio, y el 30,5% para el modelo actual, sin la persistencia de sodio. Estos dos intensidades actuales acondicionado membrana depolarizations similares producidos en los dos modelos, lo que permitió que el efecto de la persistencia de los canales de sodio que hay que evaluar. La relación entre el umbral de potencial de membrana y también se ha encontrado a romper cuando se despolariza las fibras nerviosas debido a la larga duración actual acondicionado o isquemia [6]. En consecuencia, tiene la membrana depolarizations no puede decirse lo mismo en los dos modelos, la pérdida de la relación entre el umbral de potencial de membrana y pueden haber sido imputables a la despolarización de membrana mayor en el modelo sin la persistencia de los canales de sodio.

Discusión

Hemos utilizado un modelo de un espacio-piezas de sujeción de motor de fibras nerviosas para aportar pruebas de un vínculo entre la persistencia de las corrientes de sodio y desglose de alojamiento. El modelo demostró que estos canales podrían ser la causa de la ruptura de alojamiento, ya que su inclusión permitió a la modelo para reproducir el fenómeno (véase la figura 1D]. También se demostró que esos canales pueden ser de bajo umbral y activar rápidamente (véase la figura 2]. El bajo umbral de propiedad está respaldada por el hecho de que, si bien el desglose de alojamiento puede ser reproducido por alto umbral de la persistencia de los canales de sodio, en este caso, se traduce en un potencial de acción que no regrese a la descansando potencial (véase la figura 3].

La evidencia experimental de la función de la persistencia de sodio en el desglose actual de alojamiento

Persistentes, el retraso en las corrientes de sodio se han observado en las grandes células ganglionares de la raíz dorsal. Estos actual se debe a un bajo umbral de activación rápida y cinética y, por lo tanto, se espera que modulan la excitabilidad de membrana amplificando y despolarización de la prolongación de un generador o un potencial de electrodos externos [8, 11]. Indirectos que se ha obtenido evidencia de la presencia de dichos canales en ambos sentidos de gran diámetro y de las fibras nerviosas motoras fibras nerviosas [9], y que pueden producir las corrientes regenerativa que faciliten la generación del potencial de acción. La persistencia de los canales de sodio se ha demostrado que ampliar otra sub-umbral de despolarización, con lo que la iniciación de potenciales de acción [12]. Además, la acidificación y alcalinización dentro del rango fisiológico, respectivamente, se han encontrado para disminuir y aumentar la persistencia de las corrientes de sodio y tarde [13]. Este pH-dependencia de los fines de sodio actual se correlaciona bien con el desglose de observaciones experimentales de alojamiento. Por lo tanto, el desglose de los alojamientos se ha encontrado a disminuir durante la isquemia y aumento durante la hiperventilación [5]. Además, cuando las fibras nerviosas se despolariza con un polarizador actual, hay una disminución en el umbral a los estímulos triangular [14]. Esto sugiere que no es per se una despolarización de membrana que causa la pérdida de desglose de alojamiento y de la presencia de una vertiente fundamental para el aumento de los estímulos lentamente. En el presente estudio, la pérdida de desglose de alojamiento se explica por la persistente pérdida de sodio actual, como pudiera ser causada por despolarización isquémica debido a la acidificación. En consecuencia, el presente estudio predice que la crítica encuentra pendiente por [2], fue causado por la acidificación y no isquémico despolarización de membrana.

El efecto de la persistencia de los canales de sodio en las respuestas umbral

En el presente estudio, cuando los modelos con y sin la persistencia de las corrientes de sodio fueron estimulados por el aumento de las corrientes lineal, no lineal de las respuestas siempre dio lugar a potenciales de acción cuando el modelo expuesto desglose de alojamiento. Sin embargo, sin desglose de alojamiento, las respuestas no lineales, sólo dio lugar a potenciales de acción cuando se produjo dentro de una "crítica de latencia" desde la aparición del estímulo. Sin una "crítica de latencia", que es el caso con el desglose de alojamiento, el umbral de respuesta se produjo en el cese de un largo lineal creciente estímulo. En consecuencia, el umbral de esos estímulos es casi constante, independientemente de su duración. Sin embargo, cuando existe una "crítica de latencia", el potencial de membrana de las necesidades para alcanzar el umbral de tensión dentro de esta "crítica de latencia" de la fibra nerviosa a fuego una acción potencial. La vertiente crítica será entonces proporcional a la tensión de umbral para el cual no se produce respuesta lineal, dividido por la "crítica de latencia", es decir, una disminución de la "crítica de latencia" se traduce en un aumento de la pendiente crítica.

Modelo limitaciones

El presente modelo simplifica los conocimientos actuales de la morfología neuronal y de la distribución de los canales de iones. Con respecto a los canales de iones, sólo dos canales de potasio y dos de los canales de sodio se incluyeron en el modelo, pero por lo menos cinco canales de potasio [15] y tres persistente y fines de los canales de sodio [11] han sido identificados, además de la clásica transitoria de los canales de sodio [16]. Lamentablemente, los conocimientos actuales de los canales de sodio y potasio en las fibras nerviosas de motor no proporciona suficiente detalle para permitir el modelado de todos ellos. Por ejemplo, el canal y la densidad de la cinética no son conocidos por los cinco canales de potasio [15], y la cinética de los datos que tenemos para el lento y rápido canales de potasio es probable que representan la combinación de varias especies de canal único de los estereotipos en [16]. En consecuencia, el actual modelo se basa en una amalgama de distintos canales en los estereotipos y las estructuras geométricas detalladas de las fibras nerviosas de motor en un circuito eléctrico equivalente bruto. Los parámetros del modelo se basaron en el experimental y actual-voltaje-clamp grabaciones siempre que sea posible y los resultados obtenidos se determinó que estaría en consonancia con la labor experimental. En consecuencia, estas simplificaciones están justificadas y, por tanto, proporcionar una base para el estudio de las propiedades biofísicas de desglose de alojamiento. Esta hipótesis está apoyada por los anteriores modelos de trabajo en el que han proporcionado ideas sobre los mecanismos biofísicos [9, 17, 18]. Sin embargo, la resistencia de fugas internodal (R IL), en particular, no se basó en datos experimentales, pero en cambio fue fijado por ensayo y error a un valor que permita a la conocida modelo para reproducir los datos experimentales. Este método se utilizó, ya pocos datos experimentales sobre la resistencia de fugas internodal están disponibles. Sólo hay datos sobre el modelado periaxonal resistividad [19], pero aún más de modelado de datos que sugieren que la conductancia longitudinal de las vainas de mielina que se ha tenido en cuenta en la determinación de la resistencia internodal de fugas [20]. En consecuencia, una resistencia internodal de fugas basado únicamente en el ancho de la periaxonal espacio es probable que sea una subestimación. El desconocido resistividad de la periaxonal espacio presenta más dificultades para obtener un valor para la resistencia internodal de fugas en la base de datos experimentales solo. Por estas razones, creemos que el enfoque actual está justificado.

Explicaciones alternativas de desglose de alojamiento

Una explicación alternativa para el desglose de alojamiento podría ser el modo de gating de la transitoria canales de sodio [21]. En el presente trabajo se sigue la convención de asumir que la activación e inactivación son dos procesos independientes (es decir, el formalismo de [22]]. Hoy en día, se sabe que la activación o inactivación son interdependientes, y que la mayoría de los canales de sodio transitorios irá a través de un estado abierto antes de entrar en una inactivada estado [21]. Esta diferencia entre el Hodgkin y Huxley formalismo y de los últimos conocimientos de la función transitoria de los canales de sodio puede tener una función sinérgica en el desglose de alojamiento. Por lo tanto, una complicación transitoria de los canales de sodio con inactivación poco antes de la apertura de canales no permitir una vertiente crítica y la pérdida de desglose de alojamiento. Sin embargo, esta explicación no ha sido probada y sigue siendo no cambiaría la conclusión del presente estudio, y los fines de que la persistencia de los canales de sodio puede causar ruptura de alojamiento. La interdependencia de los transitorios canal de activación e inactivación puede cambiar la densidad de la persistencia de los canales de sodio necesarios para la creación de desglose de alojamiento, y, por tanto, puede haber sinergia entre transitorios y persistentes de los canales de sodio.

Una segunda explicación puede ser laa superposición en la activación / inactivación de la cinética de los canales de sodio transitorios. Por transitoria canales de sodio, hay una región de despolarización de la membrana en la que una persistente corriente de sodio se genera l [23]. Esto es causado por la activación de canales mientras que la membrana se despolariza aún no suficientemente para todos los canales que se inactivadas, un fenómeno que ha sido denominado laa superposición. Un estudio teórico ha demostrado que el modelo original de calamar axón de Hodgkin y Huxley ha desglose de los alojamientos como consecuencia de laa superposición [23]. En este trabajo y otros estudios [9, 24], la persistencia de los canales de sodio están modeladas como canales discretos. Sin embargo, esto no implica que son físicamente diferentes de los canales de sodio transitorios. Tres discretas persistentes y fines de las corrientes de sodio se han identificado sobre la base de la cinética de inactivación [11], además de la clásica de sodio transitoria actual [16], pero sólo un canal de sodio Na v (1,6) se ha encontrado en los nodos de Ranvier en Grandes fibras nerviosas periféricas [25]. Esto podría indicar que la persistencia de las corrientes de sodio y fines no son generados específicamente, pero en lugar de transitoria de los canales de sodio que operan en un modo que no gating o inactivación canal de frenado. El modelado de sodio persistente actual creada por la persistencia de los canales de sodio no proporciona evidencia de la existencia de esos canales, la única prueba que la persistencia de sodio actual puede conducir a la ruptura de alojamiento. En consecuencia, la persistencia de tales corrientes de sodio puede ser creado por la superposición laa. Sin embargo, en los estudios sobre la persistencia de las corrientes de sodio, se ha argumentado que laa superposición no es coherente con la observada cinética [8, 11]. Evidentemente, en las fibras nerviosas de mamíferos, la actual persistencia de sodio más probable es que no generados por laa superposición, pero el estudio de [23] sugiere que laa superposición puede ser importante para la persistencia de sodio y actual desglose de los calamares en los axones.

Conclusión

El presente estudio de modelado ha demostrado que la persistencia de las corrientes de sodio puede crear un "umbral región" despolarización de la membrana que no puede ser superado sin la generación de un potencial de acción. Así, una persistente corriente de sodio puede ser el mecanismo subyacente biofísicos de la ruptura de alojamiento para el aumento de las corrientes lentamente, que se observan bajo condiciones fisiológicas normales en las fibras nerviosas de mamíferos [4, 5]. Esto sugiere que las curvas de alojamiento puede ser utilizado como una herramienta para el estudio de la persistencia de las corrientes de sodio bajo condiciones normales y patológicas.

Métodos
Modelo eléctrico de un motor de fibras nerviosas

La estructura del modelo del espacio-piezas de sujeción de motor de fibras nerviosas se basa en anteriores modelos que se utilizan para el estudio de las propiedades de tales acomodaticia fibras [9, 26, 27]. El modelo actual representa un motor de fibras nerviosas por el circuito eléctrico equivalente se muestra en la Figura 6. La geometría del nudo y entrenudo se basa en estudios sobre la morfología de las raíces espinales ventrales, cat. Los parámetros geométricos se tomaron de los gatos de 1-11 años de edad por un motor de fibras nerviosas con un diámetro de 14 μ m (véase la Tabla 1]. El nodal, y la mielina internodal capacitancias en el circuito eléctrico equivalente se calculará sobre la base de estos parámetros geométricos y experimentalmente estimado capacitancias por micrómetro cuadrado (ver Tabla 2 y Figura 6]. El internodal de fugas de resistencia (R il) y potencial de reposo nodales fueron establecidos por ensayo y error en lugar de calcularse a partir de los parámetros geométricos y eléctricos (ver sección titulada "Validación", a continuación).

Corrientes iónicas

Cinco grandes corrientes iónicas se han identificado en las fibras nerviosas mielinizadas como necesarias para el modelado de una amplia variedad de datos experimentales: la actual transitoria de sodio (Na t) para modelar el potencial de acción [22], y la actual persistencia de sodio (Na p) para el modelado Además latente [9] y la recuperación del ciclo [24]. Fast (K f) y lento (K s) de las corrientes de potasio se ha demostrado que explicar a despolarizante alojamiento acondicionado corrientes [28]. Alojamiento a hyperpolarizing corrientes pueden ser explicados por la hyperpolarization-activated ción conductancia (I H), que también está pensado para limitar hyperpolarization en las fibras nerviosas han llevado a cabo después de que un tren de impulsos [28, 29].

Transitorios y persistentes de los canales de sodio se incluyeron en el nodo, pero tras el trabajo de [9] que se omitieron en el entrenudo de la simplicidad. El hyperpolarization-activated ción conductancia se omiten en el modelo, ya que no influyen en la respuesta de las fibras nerviosas a los estímulos despolarizante [14]. Basado en el trabajo de [28, 30, 31]., La lentitud actual de potasio fue incluido en el nodo, así como el entrenudo. Hay pruebas para la rápida localización de los canales de potasio en la paranode [32 - 35] Como la paranode no se incluyó en el modelo actual, es imposible incluir rápidamente los canales de potasio en esta ubicación. En lugar de ello, el criterio utilizado por [36] y se aplicó la rápida canales de potasio se incluyeron en el nodo. Las corrientes iónicas se describieron como que se generan a través de la membrana conductances (véase la figura 6]. El conductances de sodio y potasio lento conductancia en el nodo se basaron en el mismo canal y canal conductances densidades. Conductances único canal de 13pS y 8pS se utilizaron para los canales de sodio y de la lentitud de los canales de potasio, respectivamente [37]. La densidad nodal para el sodio y la lentitud de los canales de potasio se fijaron hasta 1000 canales / μ m 2 [37] y 100 canales / μ m 2 [38], respectivamente. La conductancia de los iones de potasio rápido actual se basa en el trabajo de [16], que encontró una forma rápida de la conductancia de potasio 15nS de capacidad de carga y una de 1.4pF nodal en la membrana. La conductancia de la velocidad actual de potasio se estableció de una estimación de la zona de la membrana [16], que se basa en la capacidad nodal en datos experimentales y de la capacitancia nodales por micrómetro cuadrado [39].

El potencial de reposo nodal se mantuvo estable por una corriente de fuga a la entrenudo, y el potencial de descanso internodal se determinó a partir de esta relación. El potencial de reposo internodal se mantuvo estable por una pequeña fuga de sodio internodal conductancia. La conductancia de sodio persistente nodal fue establecido por la fracción de los canales de sodio nodal que sería persistente. Por lo tanto, el número total de los canales de sodio nodal se mantuvo constante para todas las simulaciones.

Cinética de la membrana

La membrana no lineales dinámica se basaron en datos humanos [16]. El actual iónicos se expresa así: sodio transitoria actual i Nat Nat G = m 3 h (EE Na), la persistencia de sodio actual i Nap Nap p = G 3 (EE Na), potasio rápido actual i Kf G Kf n = 4 (EE K), y la lentitud de potasio actual i G Ks Ks = s (EE K). El fraccional activaciones (m, h, p, n y s) fueron dadas por la ecuación diferencial:

Dx / dt = α x (1-x) - β x x, para x = m, h, p, n, s

Donde α m, p α, α n, α s = A (EB) / (1-exp ((BE) / C)); β m, h α, β p, n β, β s = A (BE) / (1-exp ((EB) / C)), β h = A / (1 + exp ((BE) / C)) (véase el cuadro 3 para la constante: A, B, C) y E es el Potencial de membrana. Las constantes de velocidad (x α y β x) cuando proceda escalonada por Q 10 factores a una temperatura de 37 ° C (véase el cuadro 3]. Todos cinética de la membrana son los mismos que los de [16] excepto la cinética de la lentitud actual de potasio (ver sección titulada "Validación", a continuación). Con el fin de permitir que el modelo para reproducir electrotonus umbral, es necesario modificar la lentitud de los canales de potasio. La cinética se modificaron a fin de frenar la activación y el canal inferior a la fracción de abrir los canales de potasio lento en el descanso de los potenciales de nodo y el entrenudo.

Validación

El modelo fue validado con cuatro conjuntos de datos experimentales: electrotonus umbral [40], la recuperación del ciclo [41], latente [10] Además de alojamiento y de la curva [5] (pendiente y desglose de alojamiento). Umbral electrotonus es importante ya que da una idea de internodal conductances en sujetos humanos in vivo, y es prometedor para proporcionar información sobre los mecanismos de la enfermedad en los trastornos neurológicos [42]. En el umbral electrotonus, sub-umbral corrientes se utilizan para alterar el internodal nodales y los potenciales de membrana. El cambio en el umbral de una prueba de estímulo se mide en el sub-umbral actual, y este patrón de alteraciones que se denomina umbral umbral electrotonus [43]. La recuperación del ciclo es una serie de fluctuaciones a raíz de un umbral de potencial de acción. Se obtiene mediante el estímulo con una supra-umbral acondicionado pulso y estimar el umbral con una posterior prueba de estímulo a distintos intervalos inter-estímulo [43]. Normalmente, el umbral se rastreados hasta 200 ms después del pulso acondicionado, tiempo durante el cual se pasa por el período refractario absoluto, relativo período refractario, supernormal período y sub período. Durante los períodos refractarios y subnormal el umbral se incrementa, mientras que se redujo durante el período supernormal [42, 44]. Latente Además se obtiene de la misma manera que el ciclo de recuperación [9, 10]. La diferencia entre el ciclo de recuperación y latente Además es que el pulso está acondicionado sub-umbral en latente, pero además super-umbral en el ciclo de recuperación. La fuerza constante de tiempo de duración τ se determinó a partir de la latente Además curva por la función de ajuste S2 = 100 - 90e-s / τ a la simulación de datos, donde S2 es el umbral de la prueba de estímulo y s es la demora entre la sub - Umbral acondicionado estímulo y el estímulo de prueba. Once retrasos, igualmente espaciadas entre 0,0 ms y 1,0 ms, se utilizaron en este ajuste (ver [10] para una descripción más detallada de la estimación de la fuerza constante de tiempo de duración utilizando además latente). El alojamiento es la curva de una parcela de la actual umbral en función de la constante de tiempo de aumento de los estímulos para el aumento exponencial [5]. Exponencial aumento de los estímulos que tienen la forma S (1-exp (-t / τ)), donde τ es la constante de tiempo-aumento de la intensidad.

Cinco parámetros se ajustaron para que se ajuste el modelo a estos datos experimentales: la nodal de descanso potencial, la resistencia de fugas internodal, la internodal lento conductancia de potasio, el sodio persistente nodal conductancia y la cinética de la lentitud del canal de potasio. A lo largo del documento, el modelado de datos se presentan como superponen a los correspondientes rangos de experimental, un método tomado de [24].

Aplicación

El modelo fue implementado en C e integrada por el método de Euler con un tiempo de paso de 2 μ s. El modelo se vinculan con Matlab 6,0 mex como una función, y m-funciones fueron escritos para calcular mediciones de la excitabilidad axonal. La excitabilidad mediciones se basa en un algoritmo de búsqueda binaria, que determina el umbral de excitación con una precisión de 0.1pA. Un potencial de acción se determinó si la fibra nerviosa se despolariza a -30 mV con una tasa de aumento de más de 60 mV / ms. Estimulación se logró por un intracelularmente-inyectada en el nodo.

Conflicto de intereses

Los autores declaran que no tienen intereses en conflicto.

Contribuciones de los autores

KH contribuido ampliamente en todas las fases del presente estudio. OKA y LAN contribuido a la planificación del estudio y la discusión de los resultados.