Роль потенціал-керованих кальцієвих каналів в гальмівній синаптичній передачі культивованих нейронів гіпокампу щурів - Автореферат

Національна Академія Наук України Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наукБогомольця НАН України Науковий керівник: Доктор біологічних наук Веселовський Микола Сергійович провідний науковий співробітник відділу загальної фізіології нервової системи інституту фізіології ім. Офіційні опоненти: Академік НАН України, доктор біологічних наук, зав. відділом фізико-хімічної біології клітинних мембран інституту фізіології ім. Доктор медичних наук, керівник Центру доклінічного вивчення лікарських засобів Фармакологічного комітету МОЗ України Соловйов Анатолій Іванович Захист відбудеться “8 ”червня 1999 р. о 14-00 годині на засідані спеціалізованої вченої ради Д-26.198.01 при інституті фізіології ім.Згідно з сучасними уявленнями, в основі складної функціональної організації центральної нервової системи лежить тонка взаємодія між двома основними процесами - збудженням та гальмуванням. У фізіології здійснення синаптичної передачі нейронів центральної нервової системи існує велика кількість нерозвязаних питань, що стосуються контролю вивільнення нейромедіатора опосередкованого входом іонів Са2 у пресинаптичне закінчення через потенціалкеровані кальцієві канали. Така модель для дослідження гальмівної синаптичної передачі має багато переваг: присутність інтернейронів (гальмівних пресинаптичних клітин) та пірамідних нейронів (постсинаптичних клітин) в культурі та можливість дослідженння гальмівної синаптичної передачі індивідуальної пари нейронів, можливість локальної стимуляції поодинакого нейрита (аксона) та локальної перфузії на обмежену площину, у яку входила тільки пара нейронів, що досліджувалась. Більш того, на мембрані гальмівних нейронів гіпокампу була виявлена одночасна наявність декількох типів потенціалкерованих кальцієвих каналів (Lambert and Wilson, 1996), що дає можливість дослідження участі різних типів кальцієвих каналів в гальмівній синаптичній передачі. Метою даної роботи було дослідження викликаних гальмівних постсинаптичних струмів (ВГПСС) у процесі розвитку культури нейронів гіпокампу щурів, вивчення їхніх основних электрофізичних та фармакологічних характеристик, а також зясування ролі різноманітних потенціалкерованих кальцієвих каналів у гальмівній синаптичній передачі.Первинна культура нейронів гіпокампу була отримана від новонароджених щурів лінії Вістар. Після обробки 0,025%-тним тріпсином у безкальцієвому та безмагнієвому розчині з фосфатним буфером тканину гіпокампу механічно диспергували за допомогою Пастеровських пипеток. Нейрони росли та морфологічно диференціювалися впродовж двох тижнів в мінімальній середі Ігла з доданням 10% кіньської сироватки, інсуліну (6 мкг/мл) та антібіотиків при 370С у атмосфері, що містила 5% СО2. Для реєстрації гальмівних постсинаптичних струмів використовувалася методика “петч-клемп” у конфігурації “ціла клітина”. Стимуляція пресинаптичної клітки здійснювалася позаклітинно з частотою 0,2 Гц за допомогою скляної микропипетки приблизно того ж діаметру, що і “петч-пипетка” (R= 2-4 МОМ), заповненої позаклітинним розчином.У більшості кліток у розчині, який містив ТТХ, у відповідь на східчасті деполяризучі зміщення мембраного потенціалу від підтримуваного потенціалу-90 МВ виникав Ca2 струм, який мав на вольтамперній характеристиці два характерних максимуми при-45±4 МВ і-17±6 МВ, які відповідають низькопороговому та високопороговому Ca2 струмам (рис. Для дослідження можливої ролі низькопорогового компоненту Ca2 струму у гальмівній синаптичній передачі використовувався неорганічний блокатор Ca2 струмів Cd2 . Видно, що прикладання малих концентрацій цього неорганічного блокатора (10 МКМ) викликало сильне зменшення амплітуди високопорогових Ca2 струмів та ВГПСС, і не мало вагомого ефекту на амплітуду низькопорогового компоненту Ca2 струму. Для фармакологичного розділення високопорогових Ca2 струмів та дослідження участі різних типів Ca2 каналів у гальмівній синаптичній передачі ми використовували специфічні блокатори Ca2 каналів: ніфедіпін, w-CTX-GVIA та w-Aga-IVA. Так, алгебраїчна сума ефектів, при окремому прикладанні ніфедіпіна і w-CTX-GVIA була рівна приблизно 72 % для амплітуди Ca2 струму і 73 % для ВГПСС, хоча при спільній аплікації цих двох органічних блокаторів амплітуда Ca2 струму пригнічувалася на 56±12 %, а ВГПСС - на 49±3 % (рис.На культурі низької щільності з використанням методики "петч-клемп" в конфігурації "ціла клітина" і методу прямої позаклітинної стимуляції аксонів вивчені властивості гальмівних постсинаптичних струмів в процесі розвитку нейронів in vitro і роль потенціалкерованих кальцієвих каналів в гальмівній синаптичній передачі в синаптичному сполученні між двома візуально ідентифікованими нейронами гіпокампу щурів. Розкид середньої амплітуди струмів, що реєструвалися від поодинокої пари нейронів і є характеристикою ефективності синаптичної передачі між двома нейронами, не змінювався в процесі культивування.

Основний зміст дисертації