WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

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

ГоловнаРізне → Канали KV-групи інтернейронів культури клітин гіпокампа (автореферат) - Реферат

Канали KV-групи інтернейронів культури клітин гіпокампа (автореферат) - Реферат

Таке протиріччя в отриманих результатах можна пояснити двома шляхами. Перший, знов ж таки, полягає в тому, що, можливо, Kv7-канали присутні на інтернейронах в невеликій кількості чи, з якихось причин, в неактивному стані, і їх внесок в вихідний струм в звичайних умовах мізерний, хоч в спеціальних умовах (дія РТ) їх активація здатна суттєво змінити стан нервової клітини. Зареєстрований ж нами при відсутності РТ струм обумовлений роботою якихось інших, досі невідомих форм калієвих каналів. Теоретично це можливо, оскільки на сьогодні відомо 11 Kv-родин, при чому останні відкриті зовсім недавно (Ottschytsch et al., 2002; Ottschytsch et al., 2005; Post et al., 1996). Шість з них (Kv5, Kv6, Kv8-Kv11) утворюють гетеромери з іншими родинами (в основному з Kv2), змінюючи їх властивості (Coetzee et al., 1999). Але випадковий збіг кінетичних параметрів винайдених каналів з параметрами Kv7-каналів виглядає дуже малоймовірним. Крім того, на нашу думку, в цьому випадку стаціонарний калієвий струм гальмівних інтернейронів не проявляв би таку високу чутливість до РТ, до того ж з реакцією, яка характерна для Kv7-каналів. Тому більш реальною нам здається інша гіпотеза – наявність на гальмівних інтернейронах нечутливих до блокаторів форм Kv7-каналів чи клітинних механізмів, здатних суттєво знижувати цю чутливість, хоча уявити принципи дії цих механізмів досить важко.

Аплікація РТ на гальмівні інтернейрони культури клітин гіпокампа в наших дослідах не тільки збільшувала рівень стаціонарного струму при їх деполяризації, а й суттєво впливала на формування і підтримання нейронами потенціалів на плазматичній мембрані: потенціал спокою зміщувався у більш негативну зону і нейрон втрачав здатність генерувати тривалу серію ПД. Такий ефект дії цієї речовини є відомим і також свідчить про активацію Kv7-каналів (Tatulian et al., 2001). Можливість того, що отримана реакція нейронів на РТ пов'язана з активацією ГАМК-рецепторів, була виключена завдяки нашим дослідам з сумісною аплікацією РТ і бікукуліну, при якій перший також гальмував утворення нейроном ПД.

У зв'язку з отриманням нами дещо суперечних електрофізіологічних результатів щодо впливу блокаторів і активатора Kv7-каналів на калієвий струм, що не має інактивації, ми вирішили перевірити наявність на гальмівних інтернейронах культури клітин гіпокампа каналів Kv7-родини методами імунофлуоресцентного забарвлення і одноклітинного ЗТ ПЛР. Імунофлуоресцентне забарвлення підтвердило наявність Kv7.2-субодиниці калієвого каналу в кожній з досліджених клітин. ЗТ ПЛР з одиничних інтернейронів показав, що в гальмівних інтернейронах культури гіпокампа експресуються гени, які кодують Kv7.2-, Kv7.3- та Kv7.5-підтипи  субодиниць калієвих каналів. При цьому експресія гену Kv7.5-субодиниці виявлена лише приблизно в 40% цих клітин, і рівень його експресії значно менший, порівняно з генами Kv7.2- і Kv7.3-субодиниць. Цей факт демонструє відмінність у наявності різних підтипів Kv7-каналів між інтернейронами і пірамідними клітинами гіпокампа, оскільки, за літературними даними, усі пірамідні нейрони гіпокампа мають добре виражену експресію генів як Kv7.2- і Kv7.3-субодиниць, так і Kv7.5-субодиниці (Shah et al., 2002).

Поєднуючи отримані нами данні імуноцитохімії і ЗТ ПЛР з одиничних клітин з результатами електрофізіологічних експериментів, ми можемо стверджувати, що калієвий струм, який не має інактивації, гальмівних інтернейронів гіпокампа є М-струмом, а Kv7-канали, відповідно, грають основну роль у формуванні калієвої відповіді цих клітин на деполяризацію.

Описані результати, отримані нами, дозволяють робити висновки про наявність і функціональну роль Kv7-каналів на сомі досліджених нейронів. Але не менш цікавим є питання їх розподілу на відростках гальмівних інтернейронів. Властивість РТ активувати М-струм і тим самим пригнічувати здатність нейрона генерувати серію ПД, навела нас на думку, що ми можемо скористатися нею для визначення наявності Kv7-каналів на аксонних терміналях гальмівних інтернейронів, а також перевірити можливість модуляції ГАМК-ергічної синаптичної передачі активацією Kv7-каналів. Ми припустили, що РТ, при умові локальної аплікації на дистальні частини аксона пресинаптичного нейрона у синаптично зв'язаній парі клітин, може активувати Kv7-канали аксонних терміналей і превентувати виникнення в них серії ПД, на зразок того, як він це робить на сомі нейрона. При цьому ми повинні спостерігати зменшену в порівнянні з контролем синаптичну відповідь.

Але в наших дослідах при генерації ПД на сомах пресинаптичних нейронів і аплікації РТ на дистальні частини аксонів кожному ПД, що виникав на сомах, як і в контрольних умовах, відповідало збільшення інтенсивності постсинаптичного струму. Ми припустили, що, можливо, цей факт пов'язаний не з відсутністю Kv7-каналів в аксонах, а з тим, що активація Kv7-каналів здатна пригнічувати лише виникнення ПД, але не здатна запобігати їх проведенню, якщо вони вже виникли. Тому ми провели наступну серію дослідів з локальною стимуляцією аксонів гальмівних інтернейронів і реєстрацією постсинаптичних відповідей на нейронах, на яких стимульовані аксони мають синаптичні закінчення. В цьому випадку зона аплікації речовин захоплювала місце стимуляції аксона, завдяки чому РТ міг впливати як на розповсюдження, так і на виникнення ПД. В контролі у відповідь на кожний стимул в серії реєструвався чіткий постсинаптичний струм на мембрані нейрона, а при аплікації РТ значна частина стимулів аксону не супроводжувалась синаптичними відповідями. Спостережувана зміна постсинаптичних струмів в присутності РТ в цьому випадку, на нашу думку, може пояснюватись тільки відсутністю ПД, які приходять до синаптичних терміналей. Це, в свою чергу, говорить про інгібуючий вплив РТ на виникнення ПД в аксоні, при якому не кожен стимул в стимуляційній серії призводив до появи ПД. Отримані результати свідчать про наявність Kv7-каналів в аксонах гальмівних інтернейронів і про можливість модуляції цими каналами ГАМК-ергічної синаптичної передачі.

ВИСНОВКИ

  1. За допомогою методів фіксації потенціалу і активації потенціал-керованих калієвих каналів досліджено калієві струми гальмівних інтернейронів культури клітин гіпокампа, що виникають у відповідь на деполяризацію. Вперше показано, що основним компонентом інтегрального калієвого струму інтернейронів є струм, що не має інактивації.

  2. В культивованих інтернейронах гіпокампа виявлений калієвий струм зі швидкою інактивацією, який складає біля 10% сумарного калієвого струму інтернейронів. Показано, що цей компонент обумовлений роботою каналів Kv4-родини.

  3. Компонент калієвого струму з повільною інактивацією в інтернейронах культури клітин гіпокампа пов'язаний з роботою каналів Kv3- і Kv2-родин. Внесок цих каналів у відповідь інтернейронів на деполяризацію складає в середньому 15% від інтегрального вихідного струму. Канали Kv1-родини не задіяні в формуванні калієвого струму соми інтернейронів.

  4. Основний компонент калієвого струму соми гіпокампальних інтернейронів, який не має інактивації, обумовлений роботою каналів Kv7-родини. За допомогою імуноцитохімічних і молекулярно-біологічних методів в гальмівних інтернейронах культури гіпокампа виявлена експресія Kv7.2-, Kv7.3- і Kv7.5-підтипів -субодиниць цих каналів.

  5. Показана наявність каналів Kv7-родини в аксонах інтернейронів гіпокампа і їх здатність впливати на ГАМК-ергічну синаптичну передачу. Встановлено, що активація Kv7-каналів суттєво пригнічує генерацію серії потенціалів дії, що, в свою чергу, призводить до зменшення кількості вивільнень ГАМК з терміналей і зменшення синаптичної відповіді.

Перелік опублікованих праць здобувача за темою дисертації

Статті

  1. А.О.Григоров, А.А.Москалюк, С.А.Федулова, Н.С.Веселовский. Дифференциация калиевых токов в культивируемых тормозных интернейронах гиппокампа (идентификация калиевого тока М-типа) // Нейрофизиология/Neurophysiology – 2006. – Т.38, №3. – с.198-204.

  2. О.О.Григоров, А.О.Москалюк, С.А.Федулова, М.С.Веселовський. Потенціал-керовані калієві канали гальмівних інтернейронів культури гіпокампа // Фізіологічний журнал – 2006. – Т.52, №6. – с.35-44.

  3. О.О.Григоров, В.Є.Досенко, М.О.Кравченко, А.О.Москалюк, С.А.Федулова, М.С.Веселовський. Експресія генів калієвих каналів родини KCNQ у гальмівних інтернейронах культури гіпокампа та участь цих каналів в регуляції ГАМК-ергічної синаптичної передачі // Нейрофизиология/Neurophysiology – 2006. – Т.38, №5/6, с.381-389.

Тези доповідей

  1. А.О.Григоров, А.А.Москалюк, С.А.Федулова, Н.С.Веселовский Неинактивирующийся калиевый ток тормозных интернейронов культуры гиппокампа: биофизические и фармакологические свойства // Матеріали ІІ науково-практичної конференції молодих вчених та спеціалістів "Актуальні проблеми фармакології та токсикології", Київ, 22 грудня, 2005 р. – К.: Архетип, 2005. – С. 21.

  2. О.О.Григоров, А.О.Москалюк, В.Є.Досенко, С.А.Федулова, М.С.Веселовський Потенціалкеровані калієві канали гальмівних інтернейронів культури гіпокампа // Тези доповідей ІІІ Всеукраїнської наукової конференції, присвяченої 70-річчю з дня народження Г.М.Чайченка „Психофізіологічні та вісцеральні функції в нормі та патології", Київ, 4-6 жовтня 2006 р. – К.: Знання України, 2006. – С.29-30.

  3. О.О.Григоров, А.О.Москалюк, М.О.Кравченко, В.Є.Досенко, С.А.Федулова, М.С.Веселовський Участь калієвих каналів Kv7-родини в регуляції фізіологічної активності культивованих гальмівних інтернейронів гіпокампа і в модуляції ГАМК-ергічної синаптичної передачі // Тези доповідей IV з'їзду Українського біофізичного товариства (Донецьк, 19-21 грудня 2006 р.). – Донецьк: ДонНУ, 2006. – С 43-45.

Loading...

 
 

Цікаве