doi: 10.3724/SP.J.1141.2012.01-02e1
More Information
  • Author Bio:

    Oksana P. TUCHINA

  • Corresponding author: Victor B. MEYER-ROCHOW
  • Received Date: 2012-02-14
  • Rev Recd Date: 2012-03-15
  • Publish Date: 2012-06-05
  • Despite serotonin’s and FMRF-amide’s wide distribution in the nervous system of invertebrates and their importance as neurotransmitters, the exact roles they play in neuronal networks leaves many questions. We mapped the presence of serotonin and FMRF-amide-immunoreactivity in the central nervous system and eyes of the pond snail Lymnaea stagnalis and interpreted the results in connection with our earlier findings on the central projections of different peripheral nerves. Since the chemical nature of the intercellular connections in the retina of L. stagnalis is still largely unknown, we paid special attention to clarifying the role of serotonin and FMRF-amide in the visual system of this snail and compared our findings with those reported from other species. At least one serotonin- and one FMRF-amidergic fibre were labeled in each optic nerve, and since no cell bodies in the eye showed immunoreactivity to these neurotransmitters, we believe that efferent fibres with somata located in the central ganglia branch at the base of the eye and probably release 5HT and FMRF-amide as neuro-hormones. Double labelling revealed retrograde transport of neurobiotin through the optic nerve, allowing us to conclude that the central pathways and serotonin- and FMRF-amide-immunoreactive cells and fibres have different locations in the CNS in L. stagnalis. The chemical nature of the fibres, which connect the two eyes in L. stagnalis, is neither serotoninergic nor FMRF-amidergic.
  • 加载中
  • [1] Audesirk G. 1985. Amine-containing neurons in the brain of Lymnaea stagnalis: distribution and effects of precursors [J]. Comp Biochem Physiol A: Comp Physiol, 81(2): 359-365. 
    [2] Benjamin PR, Winlow W. 1981. The distribution of three wide-acting synaptic inputs to identified neurons in the isolated brain of Lymnaea stagnalis (L.) [J]. Comp Biochem Physiol A: Comp Physiol, 70(3): 293-307.
    [3] Block GD, Roberts MH, Lusska AE. 1986. Cellular analysis of ocular circadian pacemaker coupling in Bulla: role of efferent impulses in phase shifting [J]. J Biol Rhythms, 1(3): 199-217.
    [4] Chin GJ, Payza K, Price DA, Greenberg MJ, Doble KE. 1994. Characterization and solubilization of the FMRF amide receptor of squid [J]. Biol Bull, 187(2): 185-199.
    [5] Colwell CS. 1990. Light and serotonin interact in affecting the circadian system of Aplysia [J]. J Comp Physiol A, 167(6): 841-845.
    [6] Colwell CS, Khalsa SB, Block GD. 1992. FMRF amide modulates the action of phase shifting agents on the ocular circadian pacemakers of Aplysia and Bulla [J]. J Comp Physiol A, 170(2): 211-215.
    [7] Cottrell GA, Bewick GS. 1989. Novel peripheral neurotransmitters in invertebrates [J]. Pharmac Ther, 41(3): 411-442.
    [8] Di Cosmo A, Di Cristo C. 1998. Neuropeptidergic control of the optic gland of Octopus vulgaris: FMRF-amide and GnRH immunoreactivity [J]. J Comp Neurol, 398(1): 1-12.
    [9] Ebberink RHM, Price DA, Van Loenhout H, Doble KE, Riehm JP, Geraerts WPM, Greenberg MJ. 1987. The brain of Lymnaea contains a family of FMRFamide-like peptides [J]. Peptides, 8(3): 515-522.
    [10] Eskin A, Maresh RD. 1982. Serotonin or electrical optic nerve stimulation increases the photosensitivity of the Aplysia eye [J]. Comp Biochem Physiol, 73(1): 27-31.
    [11] Fujii K, Takeda N. 1988. Phylogenetic detection of serotonin immunoreactive cells in the central nervous system of invertebrates [J]. Comp Biochem Physiol, 89(2): 233-239.
    [12] Greenberg M J, Price DA. 1979. FMRF-amide, a cardioexcitatory neuropeptide of molluscs: An agent in search of a mission [J]. Am Zool, 19(1): 163-17.
    [13] Greenberg MJ, Price DA. 1980. Cardioregulatory peptides in molluscs [M] // Bloom FE, ed. Peptides: Integrators of Cell and Tissue Function. New York: Raven Press, 107-126.
    [14] Hatakeyama D, Aonuma H, Ito E, Elekes K. 2007. Localization of glutamate-like immunoreactive neurons in the central and peripheral nervous system of the adult and developing pond snail, Lymnaea stagnalis [J]. Biol Bull, 213(2): 172-186.
    [15] Hatakeyama D, Ito E. 1999. Three-dimensional reconstruction and mapping of serotonin-
    [16] like immunoreactive neurons in the central nervous system of the pond snail, Lymnaea stagnalis, with the confocal laser scanning microscope [J]. Bioimages, 7(1): 1-12.
    [17] Heged?s E, Kaslin J, Hiripi L, Kiss T, Panula P, Elekes K. 2004. Histaminergic neurons in the central and peripheral nervous system of gastropods (Helix, Lymnaea): an immunocytochemical, biochemical, and electrophysiological approach 
    [J]. J Comp Neurol, 475(3): 391-405.
    [19] Hernádi L, Erdélyi L, Hiripi L, Elekes K. 1998. The organization of serotonin-, dopamine-, and FMRFamide-containing neuronal elements and their possible role in the regulation of spontaneous contraction of the gastrointestinal tract in the snail Helix pomatia [J]. Neurocytol, 27(10): 761-775.
    [20] Hetherington MS, McKenzie JD, Dean HJ, Winlow W. 1994. A quantitative analysis of the biogenic amines in the central ganglia of the pond snail, Lymnaea stagnalis (L.) [J]. Comp Biochem Physiol, 107: 83-93.
    [21] Hiripi L, Vehovszky Á, Juhos S, Eleke K. 1998. An octopaminergic system in the CNS of the snails, Lymnaea stagnalis and Helix pomatia [J]. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci, 353(1357): 1621-1629.
    [22] Jacklet JW, Klose M, Goldberg M. 1987. FMRF-amide-like immunoreactive efferent fibres and FMRFamide suppression of pacemaker neurons in eyes of Bulla [J]. J Neurobiol, 18(5): 433-449.
    [23] Jacklet JW, Schuster L, Rolerson C. 1982. Electrical activity and structure of retinal cells of the Aplysia eye: I. Secondary neurons [J]. J Exp Biol, 99: 369-380.
    [24] Kleinholz LH. 1975. Purified hormones from the crustacean eyestalk and their physiological specificity [J]. Nature, 258(5532): 256-257.
    [25] Lehman HK, Price DA. 1987. Localization of FMRFamide-like peptides in the snail Helix aspersa [J]. J Exp Biol, 131(1): 37-53.
    [26] Linacre A, Kellett E, Saunders S, Bright K, Benjamin PR, Burke JF.  1990. Cardioactive neuropeptide Phe-Met-Arg-Phe-NH2 (FMRFamide) and novel related peptides are encoded in multiple copies by a single gene in the snail Lymnaea stagnalis [J]. J Neurosci, 10(2): 412-419. 
    [27] López-Vera E, Aguilar MB, de la Cotera EPH. 2008. FMRFamide and related peptides in the phylum Mollusca [J]. Peptides, 29(2): 310-317.
    [28] McCaman MW, Weinreich D, McCaman RE. 1973. The determination of picomole levels of 5-hydroxytryptamine and dopamine in Aplysia, Tritonia and leech nervous tissues 
    [J]. Brain Res, 53(1): 129-137.
    [30] Michel S, Ehnert C, Schildberger K. 2002. FMRFamide modulates potassium currents in circadian pacemaker neurons of Bulla gouldiana [J]. Neuroscience, 110(1): 181-190.
    [31] Moroz LL, Winlow W. 1991. Serotonin-induced arousal states in Lymnea stagnalis and their neurobiological basis. Abstr Conf Symp Nerv Syst, p. 62.
    [32] Rao KR, Riehm JP, Zahnow CA, Kleinhoh LH, Tan GE, Johnson L, Norton S, Landau M, Semmes OJ, Sattelberg RM, Jorenby WH, Hintz MF. 1985. Characterization of a pigment-dispersing hormone in eyestalks of the fiddler crab Uca pugilator [J]. Proc Natl Acad Sci USA, 82(16): 5319-5322.
    [33] Roberts MH, Moore RY. 1987. Localization of neuropeptides in efferent terminals of the eye in the marine snail, Bulla gouldiana [J]. Cell Tiss Res, 248(1): 67-73.
    [34] Roberts MH, Speh JC, Moore RY. 1989. The central nervous system of Bulla gouldiana: peptide localization [J]. Peptides, 9(6): 1323-1334.
    [35] Sakakibara M, Aritaka T, Iizuka A, Suzuki H, Horikoshi T, Lukowiak K. 2005. Electrophysiological responses to light of neurons in the eye and statocyst of Lymnaea stagnalis [J]. J Neurophysiol, 93(1): 493-507.
    [36] Samarova EI, Zhukov VV, Sudoplatov KA. 2005. Serotoninergic Mechanism in the Central Link of the Shadow Reflex in Lymnaea stagnalis L. [J]. J Evol Biochem Physiol,  41(2): 169-175.
    [37] Schot LPC, Boer HH. 1982. Immunocytochemical demonstration of peptidergic cells in the pond snail Lymnaea stagnalis with an antiserum to the molluscan cardioactive tetrapeptide FMRF-amide [J]. Cell Tiss Res, 225(2): 347-354.
    [38] Swarowsky A, Monteiro AF, Xavier LL, Zancan DM, Achaval M. 2005. Serotonergic immunoreactivity in the pedal ganglia of the pulmonate snail Megalobulimus abbreviatus after thermal stimulus: A semi-quantitative analysis [J]. Comp Biochem Physiol, 141(2): 230-238.
    [39] Takahashi JS, Nelson DE, Eskin A. 1989. Immunocytochemical localization of serotonergic fibres innervating the ocular circadian system of Aplysia [J]. Neuroscience, 28(1): 139-147.
    [40] Tsubata N, Iizuka A, Hirokoshi T, Sakakibara M. 2003. Photoresponse from the statocyst hair cell in Lymnaea stagnalis [J]. Neurosci Lett, 337(1): 46-50.
    [41] Tuchina OP, Zhukov VV, Meyer-Rochow VB. 2012. Central and peripheral neuronal pathways revealed by backfilling with neurobiotin in the optic, tentacular and small labial nerves of Lymnaea stagnalis [J]. Acta Zool, 93(1): 28-47. 
    [42] Yoshida M, Kobayashi M. 1994. Neural control of rhythmic buccal motor activity in molluscs [J]. Comp Biochem Physiol, 107(2): 269-276.
    [43] Zaitzeva OV, Kovalev VA, Sokolov VA. 1982. Investigation of the cerebral compartment of the visual system in pulmonate mollusks [J]. Neurophysiol, 14: 179-184.
    [44] Zhukov VV. 2007. On the problem of retinal transmitters of the freshwater mollusc Lymnaea stagnalis [J]. J Evol Biochem Physiol, 43(5): 440-447.
    [45] Zhukov VV, Arkhipova TA. 2001. Effect of serotonin on dynamics of changes of the shadow reflex in Lymnaea stagnalis at a rhythmic stimulation [J]. J Evol Biochem Physiol, 37(4): 278-285.
    [46] Zhukov VV, Kononenko NL, Panormov IB, Borisenko SL. 2006. Serotonin changes the electrical responses to light of the eye of Lymnaea stagnalis [J]. Sens Sist, 20(4): 270-278. (In Russian)
    [47] Zhukov VV, Tuchina OP. 2008. Structure of visual pathways in the nervous system of freshwater pulmonate molluscs [J]. J Evol Biochem Physiol, 44(3): 341-353.
  • 加载中
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

Article Metrics

Article views(1497) PDF downloads(2) Cited by()

Related
Proportional views

Distribution of serotonin and FMRF-amide in the brain of Lymnaea stagnalis with respect to the visual system

doi: 10.3724/SP.J.1141.2012.01-02e1
  • Author Bio:

  • Corresponding author: Victor B. MEYER-ROCHOW

Abstract: Despite serotonin’s and FMRF-amide’s wide distribution in the nervous system of invertebrates and their importance as neurotransmitters, the exact roles they play in neuronal networks leaves many questions. We mapped the presence of serotonin and FMRF-amide-immunoreactivity in the central nervous system and eyes of the pond snail Lymnaea stagnalis and interpreted the results in connection with our earlier findings on the central projections of different peripheral nerves. Since the chemical nature of the intercellular connections in the retina of L. stagnalis is still largely unknown, we paid special attention to clarifying the role of serotonin and FMRF-amide in the visual system of this snail and compared our findings with those reported from other species. At least one serotonin- and one FMRF-amidergic fibre were labeled in each optic nerve, and since no cell bodies in the eye showed immunoreactivity to these neurotransmitters, we believe that efferent fibres with somata located in the central ganglia branch at the base of the eye and probably release 5HT and FMRF-amide as neuro-hormones. Double labelling revealed retrograde transport of neurobiotin through the optic nerve, allowing us to conclude that the central pathways and serotonin- and FMRF-amide-immunoreactive cells and fibres have different locations in the CNS in L. stagnalis. The chemical nature of the fibres, which connect the two eyes in L. stagnalis, is neither serotoninergic nor FMRF-amidergic.

Reference (47)

Catalog

    /

    DownLoad:  Full-Size Img  PowerPoint
    Return
    Return