Кальциевая активность клеток поля СА3 гиппокампа крыс раннего и позднего постнатального периода развития

• Автор: Митаева, Ярослава Игоревна
• Шифр специальности: 03.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 116 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1Л. Организация и функционирование клеточных сетей в гиппокампе в постнатальном онтогенезе

1.2. Са2+ сигнализация в нейронных сетях

1.3. Са2+ сигнализация в глиальных сетях

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Объект исследования

2.2. Схема экспериментов in vitro

2.3. Приготовление переживающих срезов мозга

2.4. Функциональный флуоресцентный Са2+ имиджинг
2.4.1. Методика введения флуоресцентных зондов внутрь клеток
2.4.2. Методика визуализации и регистрации Са2+ активности клеток срезов мозга
2.4.3. Методика оценки Са2+ осцилляций по данным функционального флуоресцентного имиджинга
2.5. Методика фармакологического анализа
2.6. Метод кросс - корреляционного анализа
2.7. Методика статистической обработки
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Исследование динамики спонтанных Са2+ осцилляций клеток срезов гиппокампа крыс раннего (Р5-8, Р14-16) и позднего (Р21-25)
неонатальных периодов постнатального онтогенеза
3.2. Исследование параметров спонтанных Са2+ осцилляций клеток срезов гиппокампа крыс раннего (Р5-8, Р14-16) и позднего (Р21-25) неонатальных периодов постнатального онтогенеза при температуре перфузионного раствора 24°С и 35°С

3.2.1. Са2+ активность клеток САЗ поля срезов гиппокампа крыс раннего Р5-8 неонатального периода постнатального онтогенеза при температуре перфузионного раствора 24°С и 35°С
3.2.2. Са2+ активность клеток САЗ поля срезов гиппокампа крыс раннего Р14-16 неонатального периода постнатального онтогенеза при температуре перфузионного раствора 24°С и 35°С
3.2.3. Са2+ активность клеток САЗ поля срезов гиппокампа крыс позднего Р21-25 неонатального периода постнатального онтогенеза при температуре перфузионного раствора 24°С и 35°С
3.3. Исследование Са2+ активности клеток САЗ поля срезов гиппокампа крыс раннего (Р5-8, Р14-16) и позднего (Р21-25) неонатальных периодов постнатального онтогенеза при нарушении проведения возбуждения в нейронной сети с помощью блокады потенциал - зависимых натриевых каналов тетродотоксином
3.4. Исследование Са2+ активности клеток САЗ поля срезов гиппокампа крыс позднего Р21-25 неонатального периода постнатального онтогенеза при воздействии возбуждающих нейротрансмиттеров (АТФ, Б-глутамат)
3.5. Анализ вклада различных рецепторов и каналов в формирование спонтанной Са2+ активности клеток САЗ поля срезов гиппокампа крыс
позднего Р21-25 неонатального периода постнатального онтогенеза
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
Практические рекомендации
ПРИЛОЖЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность те.мы исследования
Кальциевая сигнализация является предметом исследований многих научных направлений, связанных с изучением роли нейронов и астроцитов в обеспечении функционирования центральной нервной системы (ЦНС) в норме и при патологии [1-7]. Значение кальциевой сигнальной системы в мозге очень велико, поскольку она принимает непосредственное участие в регулировании фундаментальных процессов нейронной интеграции, регулирует различные локализованные функциональные реакции, и обеспечивает функционирование множества внутриклеточных сигнальных путей. Метаболизм невозможен при миллимолярном уровне внутриклеточного Са2+, поэтому все живые клетки сохраняют концентрацию Са2+ на низком наномолярном уровне, создавая тем самым разность градиентов между клеточным компартментом и межклеточным пространством [8,9]. Увеличение внутриклеточной концентрации Са2+ в клетке является сигнальным процессом, запускающим многие биохимические реакции. Са2+ активность клеток - это способность клеток быстро изменять внутриклеточную концентрацию Са2+ в виде осцилляций. Спонтанная Са2+ активность в клетках формируется при активации ионотропных и метаботропных рецепторов, каналов, регулируется работой белков - транспортеров, и, вероятно, зависит от этапа постнатального онтогенеза (Р) [3,4].
Гиппокамп - структура ЦНС, принимающая участие в механизмах формирования эмоций, консолидации памяти. Гиппокамп имеет определенную структуру, которая обеспечивает работу многих клеточных сетей [10-12]. Одной из них является сеть нейронов поля САЗ. Эта сеть получает входы из энторинальной коры и клеток зубчатой фасции, кроме того пирамидные нейроны САЗ поля в процессе раннего онтогенеза образуют связи между собой и интернейронами, образуя замкнутую сеть, которая функционирует и в условиях среза и формирует спонтанную Са2+ активность [4,11,13,14].

развития. В процессе постнатального развития организма экспрессия глутаматных транспортеров различна для разных подтипов транспортеров.
На момент рождения уровень экспрессии GLT-1 транспортеров самый высокий в спинном мозге и достаточно низкий в остальных отделах мозга, в том числе в гиппокампе. Было показано, что экспрессия GLT - 1 в астроцитах СА1 области гиппокампа выше, чем в астроцитах области САЗ [192]. Экспрессия GLT - 1 возрастает в период постнатального онтогенеза и достигает уровня экспрессии данного транспортера во взрослом мозге к 26 дню постнатального развития. В пренатальный период развития GLT -1 транспортеры локализованы в аксонах нейронов, во взрослом мозге эти транспортеры локализованы в астроцитах [192]. В ранний период онтогенеза GLAST наиболее представлен в новой коре. Экспрессия данного типа транспортеров увеличивается с возрастом и достигает максимума на 26 день постнатального развития организма, т.е. во взрослом мозге. Экспрессия данного транспортера была гораздо интенсивней в незрелом мозге по сравнению со взрослым мозгом. Максимум экспрессии данного типа транспортеров лежит между 5 и 16 днями постнатального развития. Затем уровень экспрессии начинает снижаться. Было показано, что уже на 1 день после рождения в астроцитах экспрессируются GLAST транспортеры. Затем уровень экспрессии GLAST в астроцитах возрастает и к концу 1 недели достигает максимума, затем экспрессия снижается и выходит на плато к концу второй недели постнатального развития организмов.
Таким образом, в процессе онтогенетического развития наблюдается изменение паттернов экспрессии рецепторов и белков-транспортеров глутамата, влияющих на формирование Са2+ сигнализации в астроцитах.
Кроме участия в глутаматергической передаче, астроциты задействованы и в пуринергической сигнализации. АТФ - является одним из важнейших медиаторов ЦНС, выступая в качестве посредника внеклеточной Са2+ сигнализации в нейронах и глиальных клетках. Глиальные клетки экспрессируют ионотропные (Р2Х) и метаботропные (P2Y) рецепторы, имеющие сродство к АТФ, и аденозиновые (А) рецепторы [154,193]. Во всех типах клеток глии