Молекулярні механізми реалізації нейротропної дії вітаміну РР та його біологічно активних похідних - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ ІНСТИТУТ БІОХІМІЇ ІМ. О.В. ПАЛЛАДІНА НАН УКРАЇНИ ШИМАНСЬКИЙ ІГОР ОЛЕКСАНДРОВИЧ УДК 612.82 577.164.15 616-03 МОЛЕКУЛЯРНІ МЕХАНІЗМИ РЕАЛІЗАЦІЇ НЕЙРОТРОПНОЇ ДІЇ ВІТАМІНУ РР ТА ЙОГО БІОЛОГІЧНО АКТИВНИХ ПОХІДНИХ 03.00.04 - Біохімія Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук Київ - 2008 Дисертацією є рукопис. Робота виконана в Інституті біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України. НАН України Донченко Георгій Вікторович, завідувач відділу біохімії коферментів Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України. Автореферат розісланий “ 15 ” лютого 2008 р. Учений секретар спеціалізованої вченої ради, кандидат біологічних наук О.В. Кірсенко ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ Актуальність теми. Новий інтерес до вітаміну РР, пов’язаний з можливістю його ефективного застосування у неврологічній практиці [Stevens M.J. et al, 2007], обумовлює доцільність подальшого з’ясування конкретних механізмів біологічної дії вітаміну за різних функціональних станів нервової системи. Нині цілком очевидно, що більшість функцій вітаміну РР реалізується у клітинах через його нуклеотидні похідні, зокрема NAD та NADP [Maiese K., Chong Z., 2003]. Нейротропні ефекти вітаміну РР за нормальних фізіологічних умов та за розвитку деяких патологічних станів нервової системи можуть здійснюватись, принаймні частково, на рівні регуляції процесів синаптичної передачі, опосередкованих NAD . У синаптичних мембранах головного мозку щурів виявлено існування NAD-модуляторної системи, фізіологічне значення якої полягає у спряженні специфічного зв’язування NAD синаптичними мембранами з процесом їхньої деполяризації, що індукує вивільненням нейромедіаторів із нервових закінчень [Халмурадов А.Г. и др., 1983]. У контексті з’ясування молекулярних механізмів, які лежать в основі некоферментної функції вітаміну РР, велике значення має вивчення NAD-модуляторної системи синаптичних закінчень за різних функціональних станів нервової системи. Раніше показано, що NAD-зв’язувальний білок бере участь у реалізації нейротропної дії вітаміну РР за експериментальних РР-гіповітамінозу, епілепсії та хвороби Паркінсона [Фоменко А.И. и др., 1997; Кучмеровська Т.М., 1998]. Для більш глибокого розкриття конкретних біохімічних механізмів, відповідальних за нейротропну дію вітаміну РР та його похідних у функціонуванні збудливих клітин, нами проведено дослідження на експериментальній моделі цукрового діабету 1 типу (ЦД1). Дослідити молекулярні механізми нейромодуляторної дії NAD на синаптосомальній моделі: - З’ясувати роль іонних каналів при NAD-індукованій деполяризації синаптичних мембран головного мозку щурів; - Вивчити вплив NAD на активність Na ,К -АТPази синаптосом та синаптичних мембран головного мозку; - Оцінити можливість існування функціонального взаємозв’язку NAD-модуляторної системи з компонентами ключових систем внутрішньоклітинної сигналізації у нервових закінченнях; - У порівняльному аспекті дослідити концентраційнозалежні ефекти нікотинаміду (NAm) та NAD на трансмембранний цитоплазматичний потенціал нервових закінчень та вивільнення серотоніну синаптосомами головного мозку. 2. Дана дисертаційна робота є частиною фундаментальних досліджень відділу біохімії коферментів Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України за темами “Дослідження механізмів реалізації біологічної дії вітамінів, коферментів та їх специфічних білків-акцепторів в регуляції метаболізму спеціалізованих клітин” (1997-2001); “Вивчення механізмів функціональної взаємодії вітамінів А, С, Д, РР, В1 та Q в організмі тварин в нормі та за умов деяких патологій” (2002-2006); “Дослідження молекулярних механізмів реалізації біологічної ролі вітамінів, коферментів та їхніх білків-акцепторів у забезпеченні функціонування та життєздатності клітин за норми та за умов деяких патологій” (2007-2011). Вперше встановлено, що деполяризація синаптичних мембран та стимулювальний вплив динуклеотиду на процес вивільнення серотоніну синаптосомами головного мозку опосередковуються активацією сигнальних шляхів протеїнкінази С та/або А і реалізуються через інгібування активності Na ,K -АТPази за неконкурентним механізмом та активацію потенціалкерованих натрієвих каналів. Механізм позитивної нейротропної дії за діабету нікотинаміду та нікотиноїл-ГАМК, введених у терапевтичних дозах, включає нормалізуючий ефект цих сполук на рівень NAD і специфічне зв’язування динуклеотиду синаптичними мембранами головного мозку, що корелює з нормалізацією процесів зворотного поглинання та вивільнення серотоніну ізольованими синаптичними закінченнями. Ступінь пошкодження ДНК визначали спектрофотометрично за (Ходарев Н.Н. и др., 1981).