Внутриклеточные механизмы перераспределения ионов кальция в нейронах при действии нейромедиаторов

• Автор: Ерохова, Людмила Альбертовна
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 134 с. : ил.

Введение

Глава I. Обзор литературы

1.1. Особенности строения и электрофизиологии нервной системы пиявки

1.1.1. Строение нервной системы пиявки и клеточные механизмы

поведенческих реакций

1.1.2. Структура и электрические свойства КДгшзнейронов ганглия

пиявки

1.1.3. Нейромедиаторы нервной системы пиявки

1.1.4. Ионные каналы плазматической мембраны Ягшвнейрона

1.2. Процессы регуляции Са2 в цитоплазме нейронов

1.2.1. Плазматическая мембрана как ионный обменник

1.2.2. Са2связывающие белки цитоплазмы
1.2.3. Внутриклеточные Са буферы митохондрии и эндоплазматический
рстикулум
Цели и задачи исследования
Глава 2. Материалы и методы исследования
2.1. Приготовление препаратов. Растворы и реактивы
2.2. Регистрация мембранного потенциала и ритмической активности
нейронов
2.3. Микрофлуориметрические методы исследования
2.4. Метод конфокальной лазерной сканирующей микроскопии
2.5. Метод спектроскопии комбинационного рассеяния
2.6. Регистрация спектров поглощения нейронов
2.7. Метод лазерной интерференционной микроскопии
Глава 3. Результаты исследования и их обсуждение
3.1. Изменения свойств плазматической мембраны и внутриклеточных
органелл нейронов при температурной, химической и механической стимуляции экстерореиепторов
3.1.1. Перераспределение связанного Са2 плазматической мембраны
и потенциала внутренней мембраны митохондрий нейронов при температурной стимуляции изменении температуры кожи
3.1.2. Перераспределение связанного Са плазматической мембраны
и потенциала внутренней мембраны митохондрий нейронов при химической стимуляции изменении содержания хлористого натрия в среде
3.1.3. Перераспределение связанного Са плазматической мембраны
и потенциала внутренней мембраны митохондрий нейронов при тактильной стимуляции
3.2. Изменения свойств плазматической мембраны и внутриклеточных органелл при действии нейромедиаторов
3.2.1. Изменения содержания связанного кальция плазматической
мембраны нейронов при действии ацетилхолина и серотонина
3.2.2. Изменения потенциала внутренней митохондриальной
мембраны и содержания окисленных флавопротсинов нейронов при действии ацетилхолина и серотонина
3.2.3. Изменения концентрации цитоплазматического кальция и
потенциала внутренней мембраны митохондрий при действии серотонина и глутамата на нейроны мозжечка крысы
3.2.4. Изменения вязкости мембран цитосом нейронов при действии
ацетилхолина и серотонина
3.2.5. Локальные изменения цитоплазматической концентрации Са2 и потенциала внутренней мембраны митохондрий нейронов при действии глутамата
3.3. Локальные изменения показателя преломления цитоплазмы нейронов в состоянии покоя и при действии нейромедиаторов
3.3.1. Оценка адекватности метода и работы программного
обеспечения
3.3.2. Регулярные локальные флуктуации высоты фазового профиля
нейрона
3.3.3. Регулярные локальные изменения флуктуаций высоты
фазового профиля нейронов при действии нейромедиаторов
Заключение и выводы
Список литературы


Установлено, что при короткой аппликации раствора, содержащего 0 мМ , на кожу губ животного химический стимул наблюдается увеличение частоты спонтанного РВ нейронов сегментальных ганглиев. Интенсивность РВ возрастает, если в растворе наряду с солью присутствует аргинин 1 мМ i, . В связи с отмеченной дифференцировкой восприятия тактильного и химического стимулов рецепторами кожи пиявки отметим интеграционный характер анализа сигнала в ЦНС. Стимулы воспринимаются окончаниями сенсорных нейронов и распространяются по всей нервной цепочке животного. Исключительно важно, что ссротоиинэргические пейсмексрныс клетки сегментных ганглиев сопоставляют входящее РВ с уровнем их собственного спонтанного РВ. Данный процесс является ключевым в регуляции поведения медицинской пиявки, но мало исследован в настоящее время. Стимулы, сопровождающие пищевое поведение животного, например надевание кожи, как правило, приводят к увеличению частоты РВ этих нейронов и значительному выбросу серотонина , , а терминирующие растяжение стенки тела оказывают на них тормозное действие , . Итак, активация ссротонинэргических нейронов и выброс ими нейромедиатора является определяющим фактором ряда поведенческих реакций животного. Данный процесс сопровождается в первую очередь, изменением частоты РВ пейсмекерного нейрона, что сказывается на характере РВ нейронов во всех ганглиях животного. Далее процесс сопровождается выбросом серотонина в экстраклеточную среду , , что вызывает целый комплекс дополнительных процессов. Так, выход серотонина стимулирует пищевое поведение, способствуя ускорению перистальтики глотки и увеличению количества поглощаемой пищи. Параллельно данный НМ вызывает увеличение СГпроводимости мембраны нейронов, что приводит к ее гиперполяризации и, как следствие, уменьшению выброса нейромедиатора, осуществляя процесс отрицательной обратной связи , . Известно, что в качестве медиатора, который участвует в синаптической активации нейронов при распространении сенсорного стимула от рецепторов кожи выступает глутамат , . Последнее свидетельствует о том, что серотониновый ответ, инициируемый рецепторами кожи животного, вызывает не только изменения характера РВ нейронов волна РВ, но и перераспределение различных НМ в экстраклеточной среде, определяя поведение животного. Известно, что в ЦНС пиявки локализованы Лгнейроны пара гигантских 0 мкм в диаметре нейросекреторных клеток, расположенных в центре каждого ганглия с вентральной стороны. Клетки локализованы непосредственно под соединительнотканной капсулой ганглия и окружены глиальными клетками. Отростки Лгнейронов входят в состав боковых корешков и коннективов. Отметим, что дендритическое ветвление этих клеток развито чрезвычайно слабо СаггеИа, . Плазматическая мембрана Лгклетки имеет складчатый характер, что позволяет в значительной степени менять площадь поверхности. Лгклетка содержит ядро, аппарат Гольджи, эндоплазматическую сеть. В цитоплазме клетки содержится большое число нейросекреторных 1ранул, содержащих серотонин Верещагин и Лапицкий, . Величина МП Лгнейронов составляет мВ. В ходе микроэлектродных исследований было установлено, что Лгкпетки обладают спонтанным РВ, частота которого составляет 5 нм псек. Амплитуда ПД при внутриклеточном отведении мВ, длительность мсек. ПД Лгклеток не имеют овершуга, т. Верещагин и Лапицкий, . При механическом раздражении кожи животного или электрическом раздражении коннективов в этих клетках возникает возбуждающий постсинаптический потенциал мВ, который переходит в ПД. Во время генерации ПД сопротивление мембраны Лгнейронов уменьшается на от исходного уровня. Генерация ПД связана с изменением проницаемости для ионов Ыа. Удаление этих ионов из окружающего раствора приводит к подавлению биоэлектрической активности. При одновременной регистрации РВ двух Лгклеток выявлена синхронность их работы. Электрический синапс между этими нейронами не обладаег выпрямляющими свойствами СагЫаРегег с а, . Далее мы рассмотрим основные НМ, участвующие в передаче электрических сигналов в синапсе.