Differences in responses of premotor interneurons to serotonin and 5-hydroxytryptophan, a precursor for serotonin synthesis, in naive and trained snails

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

This study investigated the responses of premotor interneurons LPa3 and RPa3 of the snails to applications of serotonin and 5-hydroxytryptophan (5-HTP), a precursor for serotonin synthesis, as ingredients of the broth that bathes the central nervous system of naive snails and snails after the formation of long-term sensitization. Measurements of the electrical characteristics have shown that a membrane potential of interneurons LPa3 and RPa3 in naive snails was significantly depolarized (3.7 mV) in the presence of serotonin, while the threshold potential was increased (unsupported hypothesis). The similar pattern was observed in the presence of 5-hydroxytryptophan: true depolarization to 3.1 mV occurred in interneurons until reaching the unreliable rise in the threshold potential inducing an action potential. It was found that application of serotonin causes a significant decrease in the membrane potential of interneurons LPa3 and RPa3 of trained snails (depolarization to 4.6 mV) and the unreliable increase in the threshold potential of premotor interneurons (0.9 mV). In contrast, application of 5-hydroxytryptophan causes an unreliable increase (2.5 mV) of the membrane potential and also an unreliable increase (0.8 mV) in the threshold potential.

About the authors

T. K Bogodvid

Institute of Fundamental Medicine and Biology, Kazan Federal University;Volga Region State University of Physical Culture, Sport and Tourism

Email: tat-gain@mail.ru
Kazan, Russia

V. V Andrianov

Institute of Fundamental Medicine and Biology, Kazan Federal University

Kazan, Russia

L. N Muranova

Institute of Fundamental Medicine and Biology, Kazan Federal University

Kazan, Russia

Kh. L Gainutdinov

Institute of Fundamental Medicine and Biology, Kazan Federal University

Kazan, Russia

References

  1. R. D. Hawkins, E. R. Kandel, and C. H. Bailey, Biol. Bull., 210 (3), 174 (2006).
  2. П. М. Балабан и Т. А. Коршунова, Успехи физиол. наук, 42 (4), 3 (2011).
  3. Х. Л. Гайнутдинов, В. В. Андрианов и Т. Х. Гайнутдинова, Успехи физиол. наук, 42 (1), 33 (2011).
  4. V. F. Castellucci, W. N. Frost, P. Goelet, et al., J. Physiol. (Paris), 81, 349 (1986).
  5. Н. А. Береговой, Х. Л. Гайнутдинов, О. Г. Сафронова и др., Журн. высш. нервн. деят., 40 (3), 594 (1990).
  6. S. Herdegen, C. Conte, S. Kamal, et al., PLoS One, 9 (12), e114481 (2014). doi: 10.1371/journal.pone.0114481
  7. G. T. Philips, C. M. Sherff, S. A. Menges, et al., Learning & Memory, 18 (4), 272 (2011). doi: 10.1101/lm.2125311
  8. Х. Л. Гайнутдинов, В. В. Андрианов, Т. Х. Гайнутдинова и др., Журн. высш. нерв. деятельности, 48 (6), 1004 (1998).
  9. L. J. Cleary, W. L. Lee, and J. H. Byrne, J. Neurosci., 18, 5988 (1998).
  10. R. Mozzachiodi, F. D. Lorenzetti, D. A. Baxter, et al., Nature Neurosci., 11, 1146 (2008).
  11. I. Jin, S. Kassabov, E. R. Kandel, et al., Learning & Memory, 28, 218 (2021). doi: 10.1101/lm.053124.120
  12. P. M. Balaban, A. Vehovzsky, O. A. Maksimova, et al., Brain Res., 404, 201 (1987).
  13. В. Е. Дьяконова, Успехи физиол. наук, 38 (3), 3 (2007).
  14. J. Il-Han, T. Janes, and K. Lukowiak, J. Exp. Biol., 213, 3603 (2010).
  15. V. V. Andrianov, T. Kh. Bogodvid, I. B. Deryabina, et al., Front. Behav. Neurosci., 9, 279, (2015).
  16. J. Levenson, J. N. Byrne, and A. Eskin, J. Neurosci., 19 (18), 8094 (1999).
  17. D. L. Glanzman, S. L. Mackey, R. D. Hawkins, et al., J. Neurosci., 12, 4200 (1989).
  18. Х. Л. Гайнутдинов, В. В. Андрианов и Т. Х. Гайнутдинова, Журн. высш. нервн. деятельности, 49 (1), 48 (1999).
  19. Y. Totani, J. Nakai, D. Hatakeyama, et al., Nutr. Neurosci., 26 (3), 217 (2023). doi: 10.1080/1028415X.2022.2033045.
  20. М. С. Абрамова, В. Л. Нистратова, А. А. Москвитин и др., Журн. высш. нервн. деятельности, 55 (3), 385 (2005).
  21. T. Kh. Bogodvid, V. V. Andrianov, I. B. Deryabina, et al., Front. Cell. Neurosci., 11, 403, (2017). doi: 10.3389/fncel.2017.00403
  22. Т. Х. Гайнутдинова, В. В. Андрианов, Р. Р. Назырова и др., Журн. высш. нервн. деятельности, 49 (6), 1063 (1999).
  23. Х. Л. Гайнутдинов и Н. А. Береговой, Журн. высш. нерв. деятельности, 44 (2), 307 (1994).
  24. V.P. Nikitin, S.V.Solntseva, S.A. Kozyrev, et al., Behavioural Brain Res. 345, 72 (2018). doi: 10.1016/j.bbr.2018.02.036
  25. I.B. Deryabina, L.N. Muranova, V.V. Andrianov, et al., Int. J. Mol. Sci. 21, 2087 (2020). doi: 10.3390/ijms21062087
  26. П. М. Балабан и И. С. Захаров, Обучение и развитие - основа двух явлений (Наука, М., 1992).
  27. Б. И. Ходоров, Проблема возбудимости (Медицина, Л., 1969).
  28. Д. И. Силантьева, В. В. Андрианов, Т. Х. Гайнутдинова и Х. Л. Гайнутдинов, Журн. высш. нервн. деятельности, 58 (2), 183 (2008).
  29. A. W. Chihab, V. V. Andrianov, T. K. Bogodvid, et al., BioNanoScience, 11, 238 (2021). doi: 10.1007/s12668-020-00814-1
  30. R. Gillette, Integr.Comp. Biol., 46, 838 (2006).
  31. В. Н. Иерусалимский и П. М. Балабан, Журн. высш. нервн. деятельности, 60 (5), 515 (2010).
  32. Д. А. Сахаров, Журн. общ. биологии, 51 (4), 437 (1990).
  33. S. Marinesco, N. Wickremasinghe, K. E. Kolkman, et al., J. Neurophysiol., 92, 2487 (2004).
  34. K. Bonnick, K. Bayas, D. Belchenko, et al., PLoS One, 7 (10), e47378 (2012). doi: 10.1371/journal.pone.0047378
  35. Д. А. Сахаров, Журн. общ. биологии, 73 (5), 324 (2012).
  36. V. Dyakonova, L. Hernadi, E. Ito, et al., Biophysics, 11, 55 (2015).
  37. C. Leon-Pinzon, M. G. C'ercos, P. Noguez, et al., Front. Cell. Neurosci., 8 (169), 169 (2014). doi: 10.3389/fncel.2014.00169
  38. N. G. Jin and T. Crow, J. Neurophysiol. 106, 2557 (2011).
  39. E. R. Kandel, Science, 294, 1030 (2001).
  40. Н. А. Береговой и Х. Л. Гайнутдинов, Докл. АН СССР, 301 (4), 989 (1988).
  41. D. Debanne and M.-M. Poo, Front. Synap. Neurosci., 2 (21), 1 (2010).
  42. J. Farruggella, J. Acebo, L. Lloyd, et al., Behav. Brain Res., 360, 341 (2019). doi: 10.1016/j.bbr.2018.12.010
  43. W. Zhang and D. J. Linden, Nature Rev. Neurosci., 4, 885 (2003).
  44. E. S. Nikitin, P. M. Balaban, and G. Kemenes, Curr. Biol., 23, 614 (2013).
  45. А. С. Пивоваров и В. Л. Нистратова, Бюл. эксперим. биологии и медицины, 136 (2), 114 (2003).

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies