WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаРізне → Удосконалення транспортного обслуговування вантажовласників у транспортних вузлах (автореферат) - Реферат

Удосконалення транспортного обслуговування вантажовласників у транспортних вузлах (автореферат) - Реферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ БІОХІМІЇ ІМЕНІ О.В. ПАЛЛАДІНА

ЛІНЕЦЬКА Марія Василівна

УДК 577.352.4

Механізми реалізації дії альфа-латротоксину як стимулятора нейросекреції

03.00.004  Біохімія

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Київ2005

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у відділі нейрохімії

Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НAH України.

Науковий керівник - кандидат біологічних наук,

старший науковий співробітник

ГІММЕЛЬРЕЙХ Ніна Германівна,

завідувач відділу нейрохімії

Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НAHУ.

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор

МАТИШЕВСЬКА Ольга Павлівна,

професор кафедри біохімії

Київського національного університету

імені Тараса Шевченка;

кандидат біологічних наук,

старший науковий співробітник

БАБІЧ Лідія Григорівна,

старший науковий співробітник

відділу біохімії м'язів

Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАНУ

Провідна установа - Інститут фізіології імені О.О. Богомольця НАН України,

відділ нейрохімії

Захист відбудеться 7 червня 2005 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.240.01 в Інституті біохімії ім. О.В. Палладіна НАНУ (01601 Київ, вул. Леонтовича, 9).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАНУ (Київ, вул. Леонтовича, 9).

Автореферат розіслано 6 травня 2005 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

кандидат біологічних наук О.В. Кірсенко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. З'ясування механізму здійснення синаптичної передачі посідає провідне місце серед найважливіших проблем нейробіології та є предметом особливої уваги в багатьох лабораторіях світу. Ключовим етапом передачі нервового імпульсу є вивільнення нейромедіатора в синаптичну щілину, тобто процес нейросекреції. Останнім часом було доведено, що вивільнення із нервових терміналей таких нейромедіаторів, як -аміномасляна кислота (ГАМК), глутамат, ацетилхолін, відбувається за участю двох механізмів: Са2+-активованого процесу екзоцитозу – злиття синаптичних везикул із пресинаптичною мембраною, та Ca2+-незалежного Na+-залежного процесу вивільнення медіаторів із цитозольного пулу за участю специфічних транспортерів медіаторів, локалізованих у плазматичній мембрані.

Унікальним інструментом вивчення процесу нейросекреції є α-латротоксин (-LTX), основний токсичний компонент отрути павука каракурта (Latrodectusmactanstredecimguttatus). Внаслідок специфічного зв'язування з Ca2+-залежним (нейрексин Іα) або з Ca2+-незалежним (латрофілін/CIRL) рецепторами, локалізованими на пресинаптичній мембрані, токсин стимулює потужне вивільнення нейромедіаторів із нервових терміналей як за наявності, так і за відсутності позаклітинного Са2+ в експериментах invitro. Але, незважаючи на досить високий інтерес науковців до дослідження -LTX, механізм його секретогенної дії ще не до кінця з'ясований. Тому нові дані, одержані в результаті даного дослідження, матимуть важливе значення для розвитку уявлень про механізм нейротоксичної дії -LTX зокрема і механізму нейросекреторного процесу взагалі.

Результати багатьох попередніх досліджень свідчать, що стимуляція нейросекреції внаслідок зв'язування α-LTX з двома різними рецепторними білками на пресинаптичній мембрані відбувається із залученням тих самих механізмів екзоцитозу, які задіяні й у потенціалзалежному вивільненні медіаторів. Але у низці лабораторій було показано, що цей токсин здатен викликати вивільнення нейромедіаторів за умов, коли екзоцитоз не може бути стимульований ані потенціалом дії, ані кальцієвими іонофорами, ані гіпертонічним розчином сахарози. Очевидно, ефект α-LTX передбачає обхід деяких етапів, наявних у звичайному механізмі нейросекреції, викликаному потенціалом дії.

Досі нез'ясованим залишається питання, чи приєднання токсину до різних рецепторів залежно від присутності чи відсутності Ca2+ в середовищі стимулює реалізацію одного чи різних механізмів дії. Особливий інтерес дослідників викликає секретогенна дія α-LTX в безкальцієвому середовищі. Гостро дискусійним є питання щодо джерела нейротрансміттерів, вивільнення яких стимулює токсин: чи викликає він тільки екзоцитоз синаптичних везикул, чи здатен також стимулювати вихід нейромедіатора з цитозольного (невезикульованого) пулу? Якщо токсин вивільняє нейромедіатор із цитозолю, то яким є механізм цього вивільнення – через пори, які формує -LTX у мембрані, чи через специфічний транспортер нейромедіатора на плазматичній мембрані?

Наші експерименти мали на меті з'ясувати чи може стимулювати α-LTX процес екзоцитозу, тобто вивільнення нейромедіатора з везикульованого пулу, в безкальцієвому середовищі; чи є мішенню дії токсину цитозольний пул нейромедіатора, і якщо так, то яким є механізм вивільнення медіатора з нього під дією токсину.

Мета дослідження полягала у з'ясуванні механізму секретогенної дії α-латротоксину, зокрема встановленні залежності ефекту токсину від наявності або відсутності позаклітинного Са2+ (а отже, від типу рецептору, з яким зв'язується токсин), а також участі двох пулів нейромедіатора – везикульованого та цитозольного – в реалізації секретогенної дії α-LTX. Відповідно до цього були поставлені такі задачі дослідження:

  1. Дослідити вплив α-LTX на вивільнення ГАМК із нервових терміналей (синаптосом) головного мозку щурів за умов виснаження цитозольного пулу ГАМК шляхом: а) пермеалізації синаптосом дигітоніном; б) гетерообміну нейромедіатора з конкурентними інгібіторами ГАМК-транспортера плазматичної мембрани – ніпекотиновою кислотою або 2,4-діамінобутиратом.

  2. Дослідити вплив α-LTX на вивільнення ГАМК за умов модулювання процесу екзоцитозу інгібіторами протеїнфосфатаз – окадаєвою кислотою та циклоспорином А.

  3. Дослідити вплив α-LTX на вивільнення ГАМК за умов пригнічення екзоцитозу інгібітором ФІ 4-кінази феніларсен оксидом.

  4. Дослідити вплив α-LTX на вивільнення ГАМК за умов виснаження везикульованого пулу нейромедіатора шляхом деполяризації синаптичних везикул за допомогою: а) протонофора FCCP; б) специфічного інгібітора Н+-АТФази синаптичних везикул – бафіломіцина А1 .

  5. Дослідити вплив α-LTX на вивільнення ГАМК за умов інгібування ГАМК-транспортера плазматичної мембрани його несубстратним блокатором NO-711.

Наукова новизна одержаних результатів. Застосовуючи різні підходи, які полягали у використанні агентів, які впливають на цитозольний або везикульований пули ГАМК, було показано, що:

  1. -латротоксин як в присутності Са2+, так і в безкальцієвому середовищі здатен стимулювати екзоцитоз синаптичних везикул;

  2. токсин викликає вихід ГАМК із цитозольного пулу, причому ця його здатність не залежить від фактору наявності Са2+ в позаклітинному середовищі;

  3. механізм реалізації секретогенної дії -LTX певною мірою залежить від використаної концентрації токсину: у високій концентрації він значно ефективніше стимулює вихід нейромедіатора із невезикульованого пулу;

  4. вперше показано, що вивільнення ГАМК із цитозолю під впливом -LTX відбувається через ГАМК-переносник плазматичної мембрани;

  5. розвиток секретогенної дії -LTX відбувається у два етапи – спочатку (протягом перших 2 хв дії токсину) відбувається екзоцитоз, пізніше (на 5-10 хв дії -LTX) нейромедіатор починає виходити із цитозолю.

Практичне значення отриманих результатів. Отримані дані щодо механізму реалізації дії α-LTX як стимулятора нейросекреції мають передусім фундаментальне значення, оскільки дозволяють доповнити сучасні уявлення про механізми функціонування нервової клітини. Результати цієї роботи можуть бути використані для створення фармакологічних препаратів, які специфічно впливають на процес передачі нервового імпульсу, тобто становлять і прикладнийінтерес.

Особистий внесок здобувача. Автор виконувала експериментальну частину роботи, здійснювала підбір та обробку літературних даних. Аналіз, обробка та обговорення результатів були проведені спільно з науковим керівником. Друковані праці підготовані за безпосередньої участі автора.

Структура дисертації. Дисертаційну роботу викладено на 151 сторінках друкованого тексту. Робота складається з вступу, огляду літератури, результатів досліджень, обговорення результатів, висновків, списку літератури з 302 джерел, 39 рисунків, 1 таблиці.

Апробація результатів дисертації. Основні положення роботи доповідалися на:

Поглибленій школі для молодих фізіологів з проблем клітинних мембран та сигнальних систем, Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця, Київ, 2000;

Літній школі "Фармакологія синаптичної передачі в нервовій системі", Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця, Київ, 2002;

Школі з нейронаук товариства IBRO, Вроцлав, Польща, 2002;

4-ій Парнасівській конференції ''Молекулярні механізми активації клітини: біологічні сигнали та їхні ферменти-мішені", Вроцлав, Польща, 2002;

4-ій Конференції із сигнальних систем клітини, Дубровнік, Хорватія, 2004;

Поглибленій школі з нейронаук товариства IBRO, Ялта, Крим, 2004;

конференціях-конкурсах молодих учених у 2001-2002 рр. та на семінарах в Інституті біохімії ім. О.В. Палладіна НАНУ.

Loading...

 
 

Цікаве