Serotonin im zentralen Nervensystem des Blutegels: anatomische Korrelate und Verhaltenseffekte
Serotonin in the leech central nervous system: anatomical correlates and behavioral effects
Neurobiologische Studie in der Zeitschrift Journal of Comparative Physiology A (1991)
Abstract
1. Serotonin is sequestered by a limited population of identified neurons in the 32 ganglia of the leech nervous system. A major fraction of the serotonin in each ganglion is contained in the paired Retzius cells, colossal effector neurons whose size varies longitudinally. The 5 other classes of identified serotonin-containing neurons, one effector cell and 4 interneurons, are approximately twice as numerous in anterior as in posterior ganglia. 2. We dissected 6 longitudinal samples from the ventral nerve cords of hungry Hirudo medicinalis, and measured their serotonin content using high pressure liquid chromatography with electrochemical detection. A consistent neurochemical pattern emerged in which segmental ganglia 2-4 had the highest quantity of serotonin: 18.51 pmol per ganglion. The anterior cerebral ganglion contained 14.78 pmol, and the content of the 4 posterior samples, segmental ganglia 7-10, 12-15, 17-20 and the caudal ganglion, decreased continuously from 16.35, 15.08, 10.75 to 2.51 pmol per ganglion, respectively. Morphometric analyses indicated that this pattern of ganglionic serotonin correlated primarily with longitudinal variations in the number of serotonin neurons per ganglion and secondarily with volume of the Retzius cells. Retzius cell volume correlated highly with the mass of their innervated body segments both of which are largest in mid-body domains. 3. Serotonin expresses leech feeding, and its ganglionic levels are a potentially useful index of behavioral state. We measured serotonin in the ganglionic samples from hungry and satiated leeches. The samples from recently fed animals contained 28% less serotonin than those from hungry ones. The amounts of serotonin in the cerebral and all the segmental samples from satiated leeches were significantly lower than equivalent samples of hungry animals. A similar pattern of depletion was seen in leeches which fed for a prolonged period (90 to 120 min) rather than the normal period of 30 min. 4. The effects of ingestion on serotonin-containing neurons was examined with the glyoxylic acid-induced histochemical fluorescence. The levels of fluorescence in all serotonin neurons in fed leeches were consistently lower than those in equivalent neurons in hungry animals, corroborating the ganglionic decrease in serotonin in satiated leeches. 5. To examine effects of body wall distension on serotonin levels, hungry leeches were fed to satiation, and half of them were relaxed by removing their distending blood meals. After 6 weeks, ganglionic serotonin in leeches with relaxed bodies was 21% higher than in those with distended bodies. 6. Ingestive behavior depletes serotonin from leech neurons and body wall distension appears to interfere with its synthesis.(ABSTRACT TRUNCATED AT 400 WORDS)
Abstract aus PubMed (NCBI) für den zitierten Eintrag, in der Originalsprache wiedergegeben. Maßgeblich ist die Fassung der Originalpublikation.
Das Abstract wird nicht übersetzt, damit die eigene Wortwahl der Autoren erhalten bleibt.
Zusammenfassung
Serotonin wird im Nervensystem des Blutegels Hirudo medicinalis vor allem in den Retzius-Zellen gespeichert. In sechs Längsproben des Bauchmarks hungriger Tiere zeigte die HPLC-Analyse das Maximum von 18,51 pmol pro Ganglion in den Segmentalganglien 2–4 mit kaudal abnehmenden Werten. Kürzlich gesättigte Tiere enthielten 28 % weniger Serotonin als hungrige; nach Entfernung der Blutmahlzeit war der Gehalt nach 6 Wochen um 21 % höher als bei gedehnten Tieren. Die Nahrungsaufnahme erschöpft den Serotoninvorrat; die Körperwanddehnung beeinträchtigt offenbar seine Synthese.
Kontext
Diese Studie kartierte die Verteilung von Serotonin im zentralen Nervensystem von Hirudo medicinalis mittels HPLC mit elektrochemischer Detektion und histochemischer Fluoreszenz und untersuchte dessen anatomische Korrelate sowie die Beziehung zum Fressverhalten. Bei hungrigen Blutegeln war der Serotoningehalt in den anterioren Segmentalganglien 2–4 am höchsten (18,51 pmol/Ganglion) und nahm nach posterior bis auf 2,51 pmol im Kaudalganglion ab, was mit der Anzahl der serotonergen Neurone und dem Volumen der Retzius-Zellen korrelierte. Die Fütterung reduzierte das ganglionäre Serotonin bei satten im Vergleich zu hungrigen Blutegeln um etwa 28 %, und eine Dehnung der Körperwand schien die Serotoninsynthese zu beeinträchtigen, da entspannte Egel nach sechs Wochen 21 % höhere Serotoninspiegel aufwiesen als gedehnte. Diese Studie liefert neurophysiologische Erkenntnisse über das Nervensystem des medizinischen Blutegels und die Regulation der Nahrungsaufnahme. Es handelt sich um eine grundlegende neurowissenschaftliche Untersuchung.
Zitation
Literaturangabe (Vancouver-Stil)
Lent CM, Zundel D, Freedman E, Groome JR. Serotonin in the leech central nervous system: anatomical correlates and behavioral effects. J Comp Physiol A. 1991;168(2):191-200. doi:10.1007/BF00218411. PMID: 2046044
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