WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 ||

Эти данные свидетельствуют в пользу наличия функционального сопряжения между Са2+-зависимой активностью PKС и усилением активности К+каналов терминали. В научной литературе на данный момент отсутствуют данные о подобных взаимодействиях K+v-каналов и PKС в зрелых или новообразованных нервно-мышечных синапсах. Однако прямое фосфорилирование субъединиц K+vканалов PKС, приводящее к их усиленной активации или подавлению, показано для нейронов слуховой зоны ствола мозга (Desai et al., 2008), зрелых нейронов мозга (Wang et al., 2004) и для кардиомиоцитов (Schrader et al., 2009).

Совокупность полученных фактов позволяет говорить о том, что нами впервые обнаружен еще один возможный механизм Са2+-зависимого торможения секреции АХ в новообразованных синапсах – за счет избирательной Са2+зависимой активации пресинаптической PKС, действие которой в новообразованных терминалях направлено на усиление активности K+-тока по потенциал-активируемым К+v-каналам терминали. Таким образом, мы показали, что механизм действия тормозного Са2+-сигнала, создаваемого входом медленного Са2+-тока по L-типу Са2+-каналов (в совокупности с выбросом депонированного кальция), реализуется через специфический внутриклеточный каскад реакций с участием PKС и замыкается на усилении активности пресинаптического K+v-тока, приводя к снижению секреции медиатора и подавлению работы функционирующих новообразуемых синапсов (рис. 10).

Рис. 10. Схема механизмов Са2+-зависимого торможения секреции медиатора в новообразованных нервно-мышечных синапсах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Проведенные исследования показали, что в нервно-мышечных синапсах мыши в период их новообразования на скелетных мышечных волокнах, наряду с Са2+-активируемым выбросом АХ имеется также Са2+-зависимое торможение секреции АХ, осуществляемое кальцием, входящим в терминали по «медленным» потенциал-активируемым Са2+-каналам L-типа. Выключение этих каналов избирательными блокаторами приводит к облегчению выброса АХ, а потенцирование их активности - напротив, к подавлению секреции АХ.

Мы установили, что Са2+-зависимое торможение передачи не затрагивает спонтанную секрецию АХ и направлено на подавление вызванного выброса медиатора, в особенности - при ритмической активности синапсов. Нами также показано, что в исследуемых нервных терминалях функциональное назначение разных пресинаптических Са2+-входов не одинаково. Так, Са2+-ток, входящий в терминали по P/Q-типу Са2+-каналов не участвует в торможении секреции АХ и предназначен для запуска вызванного выброса медиатора. Тормозный же Са2+сигнал, как оказалось, формируется не только входящим Са2+-током L-типа, но и сопряженным с ним выбросом депонированного кальция через РиР.

Известные сегодня случаи Са2+-зависимого торможения секреции медиатора обычно предполагают активацию Са2+-зависимых К+-каналов терминали (Yazejian et al., 2000; Pattillo et al., 2001), кальмодулин-зависимое торможение Са2+-каналов (Dunlap, 2007), либо –модуляцию Са2+–зависимых ферментов (Liu et al., 2007;

Santafe et al., 2007; Shakiryanova et al., 2007; Wong et al., 2009; Lee et al., 2009).

Мы установили, что в новообразованных моторных терминалях Са2+зависимое торможение передачи осуществляется без участия К+ -каналов и Са сохраняется в случае их избирательной блокады.

Нами впервые выявлен вклад Са2+-активируемых ферментов – СаМКII и PKС в механизм Са2+-зависимого торможения секреции АХ. Анализ сочетанного действия блокаторов Са2+-каналов и Са2+-зависимых ферментов на секрецию АХ показал, что в условиях входа в терминали кальция по каналам L-типа наблюдается подавление способности пресинаптической СаМКII облегчать выброс медиатора. В то же время мы впервые показали, что входящий L-ток способен прицельно активировать PKC, обеспечивающую усиление работы K+vканалов, и это приводит к подавлению секреции АХ.

Наличие в терминалях реципрокно действующих Са2+-сигналов (запускающих и тормозящих секрецию АХ) предполагает их пространственное и структурнофункциональное разобщение. Действительно, недавно показано, что в моторных нервных терминалях мышей Са2+-каналы L-типа локализованы вне активных зон, а входящий по ним Са2+-ток может лишь опосредованно влиять на секрецию АХ (Urbano et al., 2001; Гайдуков и др., 2009). Известно и о компартментализации Са2+-зависимых ферментов в нервных терминалях, их прицельной активации строго определенными Са2+-сигналами. Например, показана избирательная активация пресинаптической СаМКII депонированным кальцием в моторных терминалях дрозофилы (Shakiryanova et al., 2007), активация PKC входом кальция по L-типу Са2+-каналов в хромаффинных клетках (Park, Kim, 2009). Аналогичным образом, по-видимому, реализуются и обнаруженные нами механизмы Са2+зависимого торможения секреции АХ в нервно-мышечных синапсах мыши.

В целом, способность определенных Са2+-сигналов подавлять выброс медиатора можно рассматривать как проявление ауторегуляции синапсов по принципу отрицательной обратной связи с участием разных механизмов и пресинаптических Са2+-входов (Yazejian et al., 2000; Pattillo et al., 2001; Dunlap, 2007; Балезина и др., 2007; Федорин, Балезина, 2008). В исследованной нами модели – в новообразованных моторных синапсах мыши - такое торможение, согласно нашим и литературным данным (Santafe et al., 2002), может выполнять специфическую роль. Оно может быть направлено на подавление активности и элиминацию избыточного числа синаптических контактов для перехода от поли- к моносинаптической иннервации мышечных волокон.

ВЫВОДЫ 1. Блокада пресинаптических Са2+-каналов L-типа нифедипином (10 мкМ) и верапамилом (5 мкМ) приводила к возрастанию, а их активация агонистом ВAY K 8644 (1 мкМ) – к снижению квантового состава одиночных и ритмически генерируемых ПКП, демонстрируя способность входящего в нервные терминали Са2+-тока L-типа вызывать торможение секреции АХ в новообразованных моторных синапсах мыши.

2. Частота МПКП не менялась под действием нифедипина в покое и на фоне К+-деполяризации терминали, демонстрируя устойчивость спонтанной секреции АХ к тормозному действию Са2+-тока, входящего в терминали по каналам L-типа.

3. Стимулирование выброса депонированного кальция рианодином (0,5мкМ) приводило к снижению квантового состава одиночных и ритмически генерируемых ПКП, а блокада РиР рианодином (5мкМ) напротив, облегчала секрецию медиатора. На фоне нифедипина рианодин (5 мкМ) терял способность вызывать дополнительный прирост уровня секреции АХ, демонстрируя, что в торможении секреции АХ, вызванной входом кальция по L-типу каналов участвует и выброс депонированного кальция.

4. Отсутствие пресинаптических эффектов блокатора SK-типа К+ -каналов Са апамина (1мкМ) и способность нифедипина повышать квантовый состав ПКП, несмотря на его предварительное увеличение, вызываемое блокатором BK-каналов паксиллином (1 мкМ), свидетельствуют о неучастии К+ каналов в реализации тормозного действия Са2+-тока L-типа Са на секрецию АХ.

5. Блокатор кальмодулина R24571 (2 мкМ) и кальмодулинкиназы II KN-62 (мкМ) не оказывали влияния на квантовый состав ПКП, однако на фоне его предварительного увеличения, вызванного нифедипином, блокатор кальмодулинкиназы II приводил к подавлению квантового состава ПКП до контрольного уровня.

6. Блокаторы PKС хелеритрин (4 мкМ) и BIM (1 мкМ) вызывали прирост квантового состава ПКП, сопоставимый с действием нифедипина. На фоне действия нифедипина хелеритрин терял способность к дальнейшему облегчению секреции АХ.

7. Блокаторы K+v-каналов 4-аминопиридин (6 мкМ) и BDM (20 мМ) увеличивали вызванный выброс АХ. Предварительная инкубация мышц с хелеритрином предотвращала дополнительное облегчение секреции АХ 4аминопиридином. На фоне действия 4-аминопиридина хелеритрин также не оказывал дальнейшего потенцирующего действия на нервно-мышечную передачу.

8. Таким образом, можно предполагать, что в новообразованных нервных терминалях Са2+-зависимое торможение секреции АХ происходит с участием Са2+-тока L-типа и выброса депонированного кальция, которые тормозят облегчающее действие кальмодулинкиназы II на секрецию АХ и стимулируют тормозное действие PKC, осуществляемое путем поддержки активности пресинаптических К+v-каналов.

Список работ, опубликованных по теме диссертации Богачева П.О. Роль кальция в работе новообразуемых нервно-мышечных синапсов мыши. // Материалы докладов XIV Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов», г. Москва, 2007.

Богачева П.О., Балезина О.П. Модулирующее действие кальция на активность новообразуемых нервно-мышечных синапсов мыши. // Тезисы докл. XX Съезда физиологического общества им. И.П. Павлова, г. Москва, 2007, С. 152-153.

3. Балезина О.П., Богачева П.О., Орлова Т. Ю. Влияние блокаторов кальциевых каналов L-типа на активность новообразуемых синапсов мыши. // Бюлл. Эксп.

Биол. Мед. 2007. Т. 143 (2). С. 128-32.

4. Богачева П.О., Балезина О.П. Влияние блокаторов Са2+-каналов L-типа и рианодиновых рецепторов на активность новообразуемых синапсов мыши // Статья в сборнике научных трудов по материалам I Всероссийского, с международным участием, конгресса студентов и аспирантов биологов «Симбиоз Россия 2008» - «Биология: традиции и инновации в 21 веке», г. Казань, 2008. С.

16-18.

5. Богачева П.О. Подавление секреции медиатора с участием Ca2+-каналов L-типа и рианодиновых рецепторов в новообразованных синапсах мыши. // Тезисы докл.

I Всероссийской (XVI) молодежной научной конференции "Молодежь и наука на севере", г. Сыктывкар, 2008г. Т. 2. С. 201.

6. Bogacheva P.O., Balezina O.P. Acetylcholine release's suppression through the activity of L-type calcium channels and ryanodine receptors in newly formed motor synapses in mice. // Abstr. 6th Federation of European Neurosciences Societies (FENS) Forum, Geneva; Switzerland, 2008. V. 4. P. 143.3.

7. Bogatcheva P.O., Balezina O.P. Acetylcholine release's suppression through the activity of L-type calcium channels and ryanodine receptors in newly formed motor synapses in mice. // Abstr. Neuroscience 2008 - 38th annual meeting of the Society for Neuroscience. Washington, DC, USA, 2008. V. 4. P. 722.2/B46.

8. Богачева П.О., Балезина О.П. Модуляция работы новообразованных нервномышечных синапсов мыши при помощи пресинаптических рианодиновых рецепторов и кальциевых каналов L-типа. // Тезисы докл. конференции с международным участием, посв. 90-летию со дня рожд. Т.М. Турпаева «Механизмы нервных и нейроэндокринных регуляций», г. Москва, 2008, С. 36-37.

9. Богачева П.О., Ежова Е.В., Балезина О.П. Подавление секреции медиатора в новообразованных синапсах мыши с участием Ca2+-зависимых киназ. // Статья в сборнике научных трудов по материалам международной конф. «Рецепция и внутриклеточная сигнализация», г. Пущино, 2009, Т. 1, С. 167-171.

10. Bogatcheva P.O., Balezina O.P. Downregulation of ACh secretion in reinnervated mouse neuromuscular junctions involving PKC activity and Voltage-dependent K+channels. // Abstr. Annual meeting of the Physiological Society “Physiology 2009”, Dublin, Ireland, 2009.

11. Балезина О.П, Богачева П.О. Подавление секреции медиатора с участием Сa2+каналов L-типа и рианодиновых рецепторов в новообразованных синапсах мыши.

// Известия РАН. Серия биологическая. 2009. №. 5. С. 591-597.

Список использованных сокращений АХ – ацетилхолин МПКП – миниатюрный потенциал концевой пластинки;

ПКП – потенциал концевой пластинки;

РиР – рианодиновые рецепторы;

BDM – бутандион моноксим;

CaMKII – кальмодулинкиназа II типа;

PKC – протеинкиназа С.

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»