AII amakrinceller

AII amakrinceller er et internevron i øyets netthinne og ble trolig observert allerede i 1892 av Cajal, og karakterisert av Kolb og Famiglietti i 1974. Denne amakrincelletypen er en av de amakrinecelletypene som er mest undersøkt. Basert på cellenes lokalisasjon og kontakter med andre celler vet vi at AII amakrinceller er essensiell for nattsynet og spiller en viktig rolle i modulering av synet etter lysforhold. AII amakrinceller er den mest tallrike typen av amakrinceller i netthinnen. AII amakrinceller legger seg som et lappeteppe på netthinnen og dekker hele netthinnens overflate. AII amakrincellene er uten aksoner, og dendritt-treet fordeler seg i to lag. I tillegg til kjemiske kontakter (kjemiske synapser), har AII amakrincellen også kontakt med andre celler gjennom elektriske synapser. Cellelegemet ligger i det indre nukleære lag i netthinnen, mens dendritt-treet strekker seg gjennom hele indre pleksiforme lag.

Funksjon under dagslys og skumring

Funksjonen til AII amakrinceller kan bestemmes ut fra kunnskapen om hvilke celler AII amakrinceller har kontakt med.

Lys oppfattes av fotoreseptorer i netthinnen som sender signalet videre til bipolar celler. For at hjernen skal få informasjonen, må signalet komme frem til ganglion-cellene som sender signaler via synsnerven til hjernen. Under dagslys brukes i hovedsak tappfotoseptorer. Tappfotoseptorer sender signaler videre til tappbipolarceller som i sin tur sender signalene videre til ganglieceller. I skumring, brukes stavfotoreptorer, som er mer lyssensitive enn tappfotoreseptor. I likhet med tappfotoreseptor sendes signalet videre til bipolarceller, men til forskjell fra tappbipolarceller har ikke stavbipolarceller direkte kontakter med ganglieceller. Signalene fra stavbipolarceller formidles til AII amakrinceller. AII amakrincellen mottar og behandler stavbipolarcellens signaler og oversetter dem slik at de kan formidles videre hjernen gjennom tappbipolarceller og deres ganglion-celler. Dette er mulig på grunn av de elektriske koblingene mellom on-tappbipolar celler og AII amakrinceller og inhibitoriske synapser mellom OFF-tappbipolarceller og AII amakrinceller. AII amakrinceller spiller derfor en essensiell rolle for at signaler om omfattet lys fra stavfotoreseptorer skal kunne nå fram til hjernen.

Under forhold i dagslys kan AII amakrincellen bidra til inhibering av OFF-tappbipolarceller ved at AII amakrinceller depolariseres som følge av elektriske synapser med ON-tappbipolarceller, som leder til frigjøring av kjemiske signalstoffer med inhibitoriske effekt på OFF-tappbipolarceller.

Lokalisasjon i netthinnen

AII amakrinceller har et cellelegeme som ligger i indre nukleære lag av netthinnen ved overganger til indre pleksiforme lag. AII amakrinceller er uten aksoner, de har således kun dendritter. Dendrittene strekker seg gjennom hele indre pleksiforme lag. AII amacrineceller klassifiseres som «bistratified amacrine cells», dette betyr at dendrittene forgreiner seg i to ulike sublag i indre pleksiforme lag av netthinnen. Disse sublagene betegnes som sublamina a og sublamina b. Dendrittene lokalisert i sublamina a kalles «lobular appendages», mens dendrittene som er lokalisert i sublamina b kalles «arborial dendrites». AII amakrinceller finnes både sentralt og perifert i netthinnen. Cellene ligger som et lappeteppe over hele netthinnen. Tettheten av AII amakrinceller minker jo lenger perifert man er i netthinnen, mens feltet dendrittene dekker blir større når tettheten minker.

Relasjon til andre celler i netthinnen

Hvor dendrittene er plassert har betydning for hvilke koblinger som er mulig for en nervecelle. AII amakrinceller er koblet til stavbipolarceller gjennom kjemiske synapser på dendrittene i sublamina b av indre pleksiforme lag. AII amakrinceller er også koblet til hverandre og ON-tappbipolarceller gjennom celleforbindelser i sublamina b. I sublamina a av indre pleksiforme lag er AII amakrinceller i kontakt med OFF-tappbipolarceller gjennom kjemiske synapser.

Morfologi – form og størrelse

AII amakrincellens cellelegemet er dråpeformet og er omtrent 7 um i diameter. Én eller flere tykke dendritter går av fra cellelegemet og ned i indre pleksiforme lag hvor de forgreiner seg. Dendrittene til AII amakrincellen strekker seg gjennom hele indre pleksiforme lag. I horisontal utstrekning vil dendritt-treet i sublamina b, arborial dendrittene, dekke mellom 400 og 1560 um2 av netthinnen. Hvor stort område dendritt-treet dekker varierer avhengig av eksentrisitet. Generelt sett dekker dendritt treet et større områder jo lenger bort fra sentrum av netthinnen man kommer. Lobulære dendritter, i sublamina a, dekker mellom 140 og 690 um2.

Synapser – kontakter mellom celler

AII amakrinceller har både kjemiske synapser og elektriske synapser.

Elektriske synapser

De elektriske synapsene består av celleforbindelser. Celleforbindelser tillater at ioner og andre mindre molekyler å vandre mellom cellene. AII amakrinceller er koblet til andre AII amakrinceller gjennom celleforbindelser som er bygget opp av konneksin-36 subenheter. Eksperiementer har vist at graden av kobling mellom AII amakrincellene varierer, og at denne kan moduleres. Det er ikke klarlagt hvordan reguleringen av graden av kobling foregår. Funksjonelt kan sammenkobling av flere AII amakrinceller for å øke signal-til-støy-forholdet i signaler på bekostning av oppløsning. AII amakrinceller er også koblet til ON-tappbipolarceller gjennom celleforbindelser, men det er uklart hvilke subenheter av konneksin disse er bygget opp av. Ved elektronmikroskopiske undersøkelser er disse synapsene asymmetriske. Celleforbindelser mellom AII amakrinceller og ON-tappbipolar celler kan bestå av konneksin-36 og/eller konneksin-45 subenheter. På grunn av elektrisk kobling vil endring i spenning i AII amakrinceller også gi endring i spenning hos ON-tappbipolar celler og motsatt. Dette har betydning for videreføring av signal fra stavbipolarcellen via ON-tappbipolarceller til ganglion celler.

Kjemiske synapser

AII amakrinceller både mottar og sender ut kjemiske signaler gjennom kjemiske synapser. AII amakrinceller har reseptorer for glutamat (AMPA-reseptorer; en type ionotrop glutamat reseptor) i arboreal dendrittene. Disse reseptorene er postsynaptiske til stavbipolarceller, dvs. at de er mottakere til signalstoffer fra stavbipolarceller. Aktivering av disse reseptorene fører til depolarisering av AII amakrincellen. AII amakrinceller er også postsynaptiske til noen OFF-tappbipolarceller med synapser lokalisert til «lobulære appendages» og signalene skjer trolig ved hjelp av glutamat som signalstoff og ionotrope glutamatreseptorer. AII amakrineceller er presynaptiske til OFF-tappbipolarceller, dvs. at de sender sender kjemiske signalstoffer til OFF-tappbipolarceller. Disse synapsene er lokalisert til de lobulære dendrittene i sublamina a. Ved aktivering frisettes Glycin fra AII amakrincellen ut i synapsespalten, dette vil i sin tur føre til hyperpolarisering av OFF-tappbipolarcellen.

Spenningsstyrte ionekanaler

Det er funnet både spenningsstyrte natrium-, kalium- og kalsiumkanaler i AII amakrinceller. Studier har vist at natrium-kanalene er av typen Nav1.1 og er plassert på deler av «Lobular appendages». De spenningsstyrte kalsiumkanalene er lokalisert i øvre halvdel av AII amakrincellen, trolig i relasjon til kjemiske synapser med frigjøring transmittere.

Litteratur

• Cajal SRy (1892). «La retine des vertebres.». La Cellule. 9: 119–257. 

• Kolb H, Famiglietti EV (1974). «Rod and cone pathways in the inner plexiform layer of cat retina.». Science. 186: 47–49. 

• Vaney DI, Gynther IC, Young HM (1991). «Rod-Signal Interneurons in the Rabbit Retina: 2. AII Amacrine Cells.». Journal of Comparative Neurology. 310 (2): 154–169. 

• Hartveit E, Veruki ML. (2012). «Electrical synapses between AII amacrine cells in the retina: Function and modulation.». Brain Research. 1487: 160–172.