Шановні колеги, вітаю Вас! Науковий семінар Інституту біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України «Актуальні проблеми сучасної біохімії» продовжує свою роботу. 10 травня 2016 р. (вівторок) о 10-30 в Актовій залі Інституту будемо слухати доповідь к.б.н., наук. співр. відділу нейрохімії ІБХ НАНУ Крисанової Наталії Валеріївни, тема доповіді: «Активний транспорт глутамату в нервових терміналях головного мозку та його модуляція». Авторські тези доповіді, як завжди, додаються. Запрошуємо Вас та Ваших колег до участі у роботі нашого семінару.
З повагою – С.О.Костерін.
Крисанова Наталія Валеріївна
к.б.н., наук. співробітник відділу нейрохімії
тези доповіді на тему:
«Активний транспорт глутамату в нервових терміналях головного мозку та його модуляція »
L-глутамат є одним з основних медіаторів збуджуючих сигналів у центральній нервовій системі тварин, який відіграє значну роль в реалізації багатьох функцій мозку, зокрема в розпізнаванні, навчанні та пам’яті. Тканина мозку містить значну кількість глутамату, переважна більшість амінокислоти знаходиться в астроцитах та нейронах. Тривале підвищення концентрації глутамату в позаклітинній рідині може призвести до розвитку глутаматної нейротоксичності, що виникає внаслідок хронічної надмірної стимуляції рецепторів та спричинює загибель нейронів. Позаклітинна концентрація глутамату встановлюється в результаті перебігу двох різнонаправлених процесів: вивільнення та накопичення. Порушення балансу між процесами вивільнення та накопичення нейромедіатора виникають при деяких фізіологічних та патологічних станах і можуть бути пов’язані з патогенезом низки нейрологічних захворювань.
Мета:
Дослідити зміни транспортер-залежного накопичення і вивільнення глутамату нервовими терміналями головного мозку щурів після ішемії/гіпоксії та проаналізувати можливість модуляції цих процесів зміною вмісту холестеролу в мембранних структурах, гіпотермією та при дії наночастинок різної природи.
Завдання:
- Дослідити процеси транспортер-залежного накопичення та вивільнення L-[14С]глутамату нервовими терміналями головного мозку в різних моделях ішемії/гіпоксії та проаналізувати вплив факторів, що можуть призводити до змін активного транспорту глутамату.
- Визначити ефективність неспецифічної модуляції глутаматергічної нейротрансмісії: холестеролом як ендогенним модулятором та за умов зміни температури. Проаналізувати комбінований ефект неспецифічної та специфічної модуляції глутаматергічної нейротрансмісії.
- Оцінити зміни процесів транспортер-залежного накопичення та вивільнення [14С]глутамату нервовими терміналями при дії наночастинок різної природи.
Методи:
Було використано методи препаративної біохімії, радіоізотопні, спектрофлуориметричні, спектрофотометричні методи, а також статистичні методи.
Результати досліджень та висновки:
Показано зниження початкової швидкості накопичення глутамату ізольованими нервовими терміналями головного мозку щурів після ішемії/гіпоксії, при цьому підвищується ефективність дії конкурентного нетранспортабельного інгібітору глутаматних транспортерів DL-трео-β-бензилоксіаспартату (TBOA). Транспортер-залежне вивільнення глутамату, стимульоване деполяризацією, та вивільнення глутамату шляхом гетерообміну з DL-трео-b-гідроксіаспартатом (THA) зростають після ішемії/гіпоксії.
За умов зниження рівня холестеролу в синаптосомах початкова швидкість накопичення [14С]глутамату зменшується при збереженні чутливості транспортерів глутамату до дії TBOA, при цьому транспортер-залежне вивільнення глутамату, стимульоване деполяризацією, та вивільнення глутамату шляхом гетерообміну з THAтакож зменшується. Показана можливість нейропротекції шляхом зниження вмісту мембранного холестеролу у нервових терміналях за патологічних станів, що супроводжуються збільшенням транспортер-залежного вивільнення глутамату
Було показано зменшення початкової швидкості накопичення [14С]глутамату, зниження стимульованого деполяризацією транспортер-залежного вивільнення глутамату, та пригнічення гетерообміну в нервових терміналях при гіпотермії.
Доведено відсутність впливу наночастинок Fe3O4 без покриття, та покритих різними полімерами, на основні показники функціонування нервових закінчень. На підставі отриманих даних було зроблено висновок про відсутність значного нейротоксичного ефекту досліджуваних наночастинок і можливість подальшого створення на їх основі перспективних інструментів для використання в нанонейротехнології.
Відкриті нейромодулюючі властивості флуоресцентних карбонових точок, синтезованих з бета-аланіну, а саме суттєве інгібування транспортер-залежного накопичення глутамату та збільшення позаклітинного рівня нейромедіатора у нервових терміналях. Нейроактивність карбонових точок дозволяє модулювати процес синаптичної передачі одночасно з візуалізацією досліджуваних процесів, що є перспективним підходом у галузі нейротераностики.