Природа латентного периода 11

УДК 577.3
Рожнев С.В.1,2,Сурин А.М.2,Пинелис.В.Г.3,Ходоров Б.И.2
1 Московский физико-технический институт
2 Научно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии РАМН
3 Научный Центр Здоровья Детей
Драматический эффект действия олигомицина (Oligo) на кинетики
[Ca2+] и митохондриального потенциала (∆Ψm ) в нейроне при аппликации
его в латентный период глутамат-индуцированной отсроченной
кальциевой дисрегуляции (ОКД)
Отсроченная кальциевая дисрегуляция (ОКД), вызванная длительным
воздействием глутамата (Glu), характеризуется синхронными изменениями
концентрации цитозольного Ca2+ ([Ca2+]i) и митохондриального потенциала
(∆Ψm) (рис.1) [1]. В литературе рассматриваются две различные возможности
интерпретации
явления
синхронизации:
1)
повышение
[Ca2+]i
и
митохондриальная деполяризация (МД), в ответ на действие Glu, являются
проявлениями одного неразделимого процесса; 2) изменения [Ca2+]i и ∆Ψm –
это два отдельных процесса, взаимная связь между которыми может
контролироваться третьим процессом [2].
Решение
этой
дилеммы
и
явилось
целью
настоящей
работы.
Исследование было проведено на культивированных клетках мозжечка крысы.
Измерения [Ca2+]i и ΔΨм, проводились с помощью флуоресцентной
микроскопии.
Для
измерения
[Ca2+]i
нейроны
нагружались
Са2+-
чуствительными зондами fura-2(AM) или fura-2FF(АМ). Регистрация ΔΨm
проводилась с помощью флуоресцентного зонда родамин-123 (Rh123).В
работе был использован блокатор митохондриальной
АТФ синтазы-
олигомицин (Oligo 2,5 мг/мл), известный свой способностью вызывать в
нейронах гиперполяризацию митохондриальной мембраны (МГ) вследствие
подавления входящего потока протонов через Fo-cубъединицу АТФ синтазы.
Такой эффект олигомицин оказывает на нейроны, как в состоянии покоя, так и
в латентный период перед возникновением ОКД [3]. В наших опытах было,
однако, обнаружено (насколько нам известно, впервые) что в последнем
случае при продолжающемся действии Glu под влиянием Oligo происходят
драматическое изменения паттерна ОКД и взаимоотношений между [Ca2+]i и
∆Ψm (рис. 2). Полученные данные свидетельствуют в пользу представления о
том, что Glu-индуцированные изменения [Ca2+]i и ∆Ψm во время развития ОКД
являются двумя отдельными процессами, а их сопряжение во время развития
ОКД определяется существованием между ними положительной обратной
связи. Нашей ближайшей задачей является анализ конкретных причин Oligoвызываемых нарушений синхронизации Са2+- и МД-ответов.
Литература
1. Khodorov B.I. Glutamate-induced deregulation of calcium homeostasis and
mitochondrial dysfunction in mammalian central neurones.// Prog. Biophys. Mol.
Biol., 86(2): 279-351, 2004
2. Abramov A.Y., Duchen M.R. Mechanisms underlying the loss of mitochondrial
membrane potential in glutamate excitotoxicity. //Biochim Biophys Acta. 2008 JulAug;1777(7-8):953-64, 2008.
3. Nicholls, D. G., Budd S.L. Mitochondrial and neuronal survival. //Physiol. Rev.
80: 315-360, 2000.
Рис. 1. Типичные изменения [Ca2+]i и митохондриального потенциала ∆Ψm в
одиночном мозжечковом нейроне во время длительного Glu-воздействия
синхронны и имеют двухфазный характер.
Рис. 2. Аппликация блокатора АТФ – синтазы олигомицина (Oligo) в I фазу
ОКД вызывает «расщепление» кинетик изменений [Ca2+]i и ∆Ψm ,нарушает их
синхронность.