Модуляция нейросекреторного процесса в нервных терминалях из мозга крыс под влиянием экзогенного глутамата

Мы изучали внутриклеточные процессы, происходящие в нервных окончаниях нейронов головного мозга крыс в ответ на аппликацию экзогенного глутамата. Используя рН-чувствительный флуоресцентный зонд акридин оранжевый (АО) и меченую гамма-аминомасляную кислоту ([³Н]ГАМК), оценивали влияние аппликации глут...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2010
Hauptverfasser:	Тарасенко, А.С., Крупко, О.А., Гиммельрейх, Н.Г.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України 2010
Schriftenreihe:	Нейрофизиология
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/68333
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Модуляция нейросекреторного процесса в нервных терминалях из мозга крыс под влиянием экзогенного глутамата / А.С. Тарасенко, О.А. Крупко, Н.Г. Гиммельрейх // Нейрофизиология. — 2010. — Т. 42, № 2. — С. 101-111. — Бібліогр.: 38 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-68333
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-683332019-05-25T22:36:21Z Модуляция нейросекреторного процесса в нервных терминалях из мозга крыс под влиянием экзогенного глутамата Тарасенко, А.С. Крупко, О.А. Гиммельрейх, Н.Г. Мы изучали внутриклеточные процессы, происходящие в нервных окончаниях нейронов головного мозга крыс в ответ на аппликацию экзогенного глутамата. Используя рН-чувствительный флуоресцентный зонд акридин оранжевый (АО) и меченую гамма-аминомасляную кислоту ([³Н]ГАМК), оценивали влияние аппликации глутамата на уровень ацидификации синаптических везикул и высвобождение ГАМК из нервных терминалей (синаптосом), полученных из ткани гиппокампа. Ми вивчали внутрішньоклітинні процеси, які відбуваються в нервових закінченнях нейронів головного мозку щурів у відповідь на аплікацію екзогенного глутамату. Використовуючи рН-чутливий флуоресцентний зонд акридин оранжевий (АО) та мічену гамма-аміномасляну кислоту ([³Н]ГАМК), оцінювали вплив аплікації глутамату на рівень ацидифікації синаптичних везикул та вивільнення ГАМК із нервових терміналей (синаптосом), отриманих з ткани ни гіпокампа. We studied intracellular processes in nerve terminals of neurons of the rat brain in response to application of exogenous glutamate. Using a рН-sensitive fluorescence probe, acridine orange (AO), and labeled gammaaminobutyric acid ([³Н]GABA), we estimated the effect of application of glutamate on the level of acidification of synaptic vesicles and also on the release of GABA from nerve terminals (synaptosomes) obtained from hippocampal tissue. 2010 Article Модуляция нейросекреторного процесса в нервных терминалях из мозга крыс под влиянием экзогенного глутамата / А.С. Тарасенко, О.А. Крупко, Н.Г. Гиммельрейх // Нейрофизиология. — 2010. — Т. 42, № 2. — С. 101-111. — Бібліогр.: 38 назв. — рос. 0028-2561 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/68333 577.352.4 ru Нейрофизиология Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	Мы изучали внутриклеточные процессы, происходящие в нервных окончаниях нейронов головного мозга крыс в ответ на аппликацию экзогенного глутамата. Используя рН-чувствительный флуоресцентный зонд акридин оранжевый (АО) и меченую гамма-аминомасляную кислоту ([³Н]ГАМК), оценивали влияние аппликации глутамата на уровень ацидификации синаптических везикул и высвобождение ГАМК из нервных терминалей (синаптосом), полученных из ткани гиппокампа.
format	Article
author	Тарасенко, А.С. Крупко, О.А. Гиммельрейх, Н.Г.
spellingShingle	Тарасенко, А.С. Крупко, О.А. Гиммельрейх, Н.Г. Модуляция нейросекреторного процесса в нервных терминалях из мозга крыс под влиянием экзогенного глутамата Нейрофизиология
author_facet	Тарасенко, А.С. Крупко, О.А. Гиммельрейх, Н.Г.
author_sort	Тарасенко, А.С.
title	Модуляция нейросекреторного процесса в нервных терминалях из мозга крыс под влиянием экзогенного глутамата
title_short	Модуляция нейросекреторного процесса в нервных терминалях из мозга крыс под влиянием экзогенного глутамата
title_full	Модуляция нейросекреторного процесса в нервных терминалях из мозга крыс под влиянием экзогенного глутамата
title_fullStr	Модуляция нейросекреторного процесса в нервных терминалях из мозга крыс под влиянием экзогенного глутамата
title_full_unstemmed	Модуляция нейросекреторного процесса в нервных терминалях из мозга крыс под влиянием экзогенного глутамата
title_sort	модуляция нейросекреторного процесса в нервных терминалях из мозга крыс под влиянием экзогенного глутамата
publisher	Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України
publishDate	2010
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/68333
citation_txt	Модуляция нейросекреторного процесса в нервных терминалях из мозга крыс под влиянием экзогенного глутамата / А.С. Тарасенко, О.А. Крупко, Н.Г. Гиммельрейх // Нейрофизиология. — 2010. — Т. 42, № 2. — С. 101-111. — Бібліогр.: 38 назв. — рос.
series	Нейрофизиология
work_keys_str_mv	AT tarasenkoas modulâciânejrosekretornogoprocessavnervnyhterminalâhizmozgakryspodvliâniemékzogennogoglutamata AT krupkooa modulâciânejrosekretornogoprocessavnervnyhterminalâhizmozgakryspodvliâniemékzogennogoglutamata AT gimmelʹrejhng modulâciânejrosekretornogoprocessavnervnyhterminalâhizmozgakryspodvliâniemékzogennogoglutamata
first_indexed	2025-07-05T18:09:42Z
last_indexed	2025-07-05T18:09:42Z
_version_	1836831455908462592
fulltext	НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ / NEUROPHYSIOLOGY.—2010.—T. 42, № 2 101 УДК 577.352.4 А. С. ТАРАСЕНКО1, О. А. КРУПКО1, Н. Г. ГИММЕЛЬРЕЙХ1 МОДУЛЯЦИЯ НЕЙРОСЕКРЕТОРНОГО ПРОЦЕССА В НЕРВНЫХ ТЕРМИНАЛЯХ ИЗ МОЗГА КРЫС ПОД ВЛИЯНИЕМ ЭКЗОГЕННОГО ГЛУТАМАТА Поступила 10.12.09 Мы изучали внутриклеточные процессы, происходящие в нервных окончаниях нейро- нов головного мозга крыс в ответ на аппликацию экзогенного глутамата. Используя рН- чувствительный флуоресцентный зонд акридин оранжевый (АО) и меченую гамма-ами- номасляную кислоту ([3Н]ГАМК), оценивали влияние аппликации глутамата на уровень ацидификации синаптических везикул и высвобождение ГАМК из нервных терминалей (синаптосом), полученных из ткани гиппокампа. Результаты экспериментов показали, что глутамат дозозависимо стимулировал высвобождение [3Н]ГАМК из нервных тер- миналей, после чего наблюдался обратный захват данного нейропередатчика. Селек- тивный блокатор транспортеров ГАМК (NO-711) полностью блокировал захват нейро- трансмиттера, но не влиял на высвобождение последнего; данное наблюдение указыва- ет на то, что глутаматиндуцированный выброс ГАМК происходил из везикулярного, но не из цитозольного пула. Подтверждением стимуляции глутаматом процесса экзоцитоза стали результаты экспериментов с АО, в которых были получены свидетельства двух- фазности указанного процесса. Первая фаза, отражающая, по всей видимости, кальций- индуцированный экзоцитоз, выглядела как «всплеск» флуоресцентного сигнала, харак- терный для ответа синаптосом на воздействие КСl в деполяризующих концентрациях. Обе фазы ответа полностью блокировались или существенно подавлялись в условиях бескальциевой среды или в присутствии 25 мкМ Cd2+. Вторая («медленная») фаза от- вета развивалась после определенного лаг-периода и характеризовалась постепенным увеличением интенсивности флуоресцентного сигнала. Эта фаза оказалась полностью зависимой от присутствия натрия во внеклеточной среде и полностью блокировалась при замене натрия холином или N-метил-D-глюкамином. Предполагается, что вторая фаза ответа может отражать либо спонтанный нестимулированный экзоцитоз, либо дис- сипацию протонного градиента в синаптических везикулах, индуцированную входом ионов Na+ в нервное окончание. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: пресинаптические глутаматные рецепторы, высвобождение ГАМК, ацидификация синаптических везикул, акридин оранжевый. 1 Институт биохимии им. А. В. Палладина НАН Украины, Киев (Украина). Эл. почта: tas@biochem.kiev.ua (А. С. Тарасенко). ВВЕДЕНИЕ Результаты исследований последнего десятилетия продемонстрировали исключительно важную роль, которую играют пресинаптические рецепторы ней- ротрансмиттеров в модуляции функциональных взаимодействий нейронов. Подобную модулятор- ную функцию пресинаптических рецепторов, про- являющуюся в усилении или ингибировании про- цесса нейросекреции из аксонных терминалей, чаще всего рассматривают как один из основных механизмов, которые обеспечивают развитие крат- ковременной и долговременной синаптической пластичности [1]. Участие гомо- и гетерорецепто- ров различных типов в модуляции химической ней- ропередачи в ЦНС детально обсуждалось в ряде обзорных статей [2–4]. К настоящему моменту убедительно установлена важная роль рецепторов адреналина, серотонина и ацетилхолина в упомя- нутых модуляторных процессах. Особое внимание НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ / NEUROPHYSIOLOGY.—2010.—T. 42, № 2102 при этом уделяют пресинаптическим рецепторам глутамата. Использование специфических агони- стов глутаматных рецепторов позволило выявить наличие ионотропных и метаботропных рецепто- ров на мембранах аксонных терминалей нейронов практически всех типов [5–8]. Тем не менее, несмотря на проведение многочис- ленных исследований, представления о роли глута- матных рецепторов в модуляции тормозной нейро- передачи весьма неоднозначны. Сообщалось, что активация как каинатных [9–12], так и НМДА-рецеп- торов пресинаптических структур [5, 13] приводит к усилению ГАМК-эргической нейротрансмиссии. В то же время имеются ряд данных, свидетельству- ющих об ингибировании нейросекреции ГАМК в условиях действия агонистов глутаматных рецеп- торов [14]. Каковы могут быть механизмы реали- зации подобных разнонаправленных эффектов, яв- ляющихся следствием активации одних и тех же ионотропных рецепторов, остается неясным. Так же неоднозначны и взгляды на роль метаботропных пресинаптических глутаматных рецепторов в се- креции ГАМК. С одной стороны, имеются данные об усилении ГАМК-эргической нейротрансмиссии при активации этих рецепторов [15]. С другой сто- роны, сообщалось о негативном влиянии активации таких рецепторов на секрецию ГАМК. В последнем случае ингибирование глутаматом секреции ГАМК может иметь своим потенциальным следствием гло- бальное перевозбуждение ЦНС. В мозжечке, одна- ко, такая модуляция приводит к локальному умень- шению интенсивности торможения и усилению эффектов возбуждения нервных волокон [16]. Следует отметить, что подавляющая часть дан- ных о влиянии глутамата на процессы нейропере- дачи были получены в электрофизиологических экспериментах, в которых основным критерием, позволяющим оценить эффект активации преси- наптических глутаматных рецепторов, являлось изменение частоты и амплитуды регистрируемых синаптических токов в постсинаптических структу- рах. Крайне малые геометрические размеры боль- шинства нервных терминалей являются серьезным препятствием для успешного проведения прямых измерений соответствующих феноменов в преси- наптических образованиях. В связи с этим инфор- мация о тех внутриклеточных процессах, которые запускаются глутаматом в пресинаптической нерв- ной терминали и приводят, в конечном итоге, к мо- дуляции выброса нейромедиатора, остается весьма неоднозначной. В настоящем исследовании мы старались иден- тифицировать процессы, развивающиеся в преси- наптических нервных структурах в ответ на аппли- кацию экзогенного глутамата – природного лиганда глутаматных рецепторов всех типов. В работе были использованы синаптосомы, полученные из моз- га крыс, т. е. изолированные нервные терминали, представляющие собой адекватную и удобную мо- дель для изучения пресинаптических процессов. Обладая высоким уровнем метаболической компе- тентности, такая модель дает возможность не толь- ко оценить интенсивность секреторных ответов, но и подойти к интерпретации внутриклеточных про- цессов, лежащих в их основе. Об активности се- креторного процесса судили по высвобождению меченой ГАМК из исследуемых нервных термина- лей, а также по изменению протонного градиента в синаптических везикулах. Последний показатель является ключевым критерием функционального состояния синаптосом. Результаты проведенных исследований показа- ли, что в синаптических терминалях из мозга крыс экзогенный глутамат индуцирует развитие двух- фазного процесса. Его фазы в разной степени за- висят от присутствия во внеклеточной среде ио- нов кальция и натрия. Начальная («быстрая») фаза кальцийзависима и, судя по характеру ответа, пред- ставляет собой стимулированный экзоцитоз. Вто- рая же («медленная») фаза полностью блокирова- лась в отсутствие внеклеточного натрия. По всей видимости, она является отражением асинхронно- го нестимулированного экзоцитоза или диссипации протонного градиента в синаптических везикулах. МЕТОДИКА Все эксперименты были выполнены согласно “Пра- вилам проведения работ с использованием экспери- ментальных животных”, утвержденным Комисси- ей Института биохимии им. А. В. Палладина НАН Украины по уходу, содержанию и использованию экспериментальных животных. Получение синаптосом из тканей коры и гиппо- кампа головного мозга крыс. В экспериментах ис- пользовали белых крыс-самцов линии Вистар мас- сой 150–200 г. После декапитации у животных немедленно извлекали мозг, быстро выделяли гип- покамп и кору больших полушарий и гомогенизи- ровали эти образцы с помощью стеклянного гомо- генизатора Поттера (зазор 0.2 мм) в охлажденной А. С. ТАРАСЕНКО, О. А. КРУПКО, Н. Г. ГИММЕЛЬРЕЙХ НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ / NEUROPHYSIOLOGY.—2010.—T. 42, № 2 103 среде следующего состава: 0.32 М сахарозы, 0.2 мМ ЭДТА, 5 мМ НЕРЕS (рН 7.4). Полученные го- могенаты центрифугировали при 2500g в течение 5 мин для осаждения клеточных ядер, фрагмен- тов кровеносных сосудов, относительно крупных фрагментов нервных и глиальных клеток. Надоса- дочные фракции центрифугировали при 15000g в течение 12 мин, и полученные осадки рассматри- вались как фракции неочищенных синаптосом. Все операции проводили на холоде (0–4 ºС). Для получения фракции очищенных синаптосом осадок, полученный при 15 000g, ресуспендирова- ли в среде выделения и центрифугировали 45 мин при 70 000g в градиенте плотности фиколла (4, 6 и 13 %). Фракцию, полученную в интерфазе между 13 и 6 % фиколла, собирали, разводили средой вы- деления в соотношении 1:4 и центрифугировали 20 мин при 15 000g. Осадок рассматривался как фрак- ция очищенных синаптосом [17]. Синаптосомы суспендировали в охлажденном оксигенированном стандартном солевом растворе следующего состава (в миллимолях на 1 л): NaCl – 126, KCl – 5, MgCl2 – 1.4, NaH2PO4 – 1, HEPES – 20, d-глюкоза – 10 (pH 7.4). Кальцийсодержащая сре- да включала в себя стандартный солевой раствор и 1 мМ СаCl2. Бескальциевая среда не содержала в себе СаCl2, и в нее вносили 100 мкМ ЭГТА. Концентрацию белка определяли по методу Лоу- ри в модификации Ларсона [18]. Определение высвобождения [3H]ГАМК. Соглас- но результатам предварительных экспериментов, проведенных на очищенных и неочищенных фрак- циях синаптосом, в процессах, которые наблюда- лись в препаратах обоих видов, прослеживались одинаковые закономерности. Это позволило в даль- нейшем сократить процедуру получения объекта исследования и использовать в качестве основного препарата неочищенные синаптосомы. Синаптосомы (2 мг белка/мл) после преинку- бации в оксигенированном стандартном соле- вом растворе в течение 10 мин при 37 °С нагру- жали меченой ГАМК ([3H]ГАМК, 5 · 10-7М) в течение 10 мин. При проведении всех процедур, обеспечивающих нагружение синаптосом [3H]ГАМК и высвобождение последней, солевой раствор содержал в себе ингибитор трансаминазы ГАМК – аминооксиуксусную кислоту в концентрации 100 мкМ. После нагружения суспензию синаптосом охлаждали на льду, разводили в 10 раз охлажденным оксигенированным солевым раствором, центри- фугировали при 5 мин 4 000g, а осадок ресуспен- дировали в солевом растворе таким образом, что- бы конечная концентрация белка составляла 1 мг/мл. Полученную суспензию синаптосом не- медленно использовали для проведения экспери- ментов. Высвобождение [3H]ГАМК из синаптосом измеряли следующим образом: аликвоты суспензии (120 мкл) преинкубировали 10 мин при 37 оС и после добавления агентов, стимулирующих высво- бождение нейромедиатора, инкубировали допол- нительно 5 мин. Затем пробы немедленно центри- фугировали в микроцентрифуге (15 с при 10000g), и в отобранные 90 мкл супернатанта добавляли по 1.5 мл сцинтилляционной жидкости ACS. Для измерения радиоактивности использовали счетчик «Tracor Analytic Delta 300» (США). Уровень высво- бождения [3H]ГАМК из синаптосом без добавления стимулирующих агентов принимался за базальный. Стимулированное высвобождение рассчитывали как разность между выходом [3H]ГАМК под влиянием стимулирующих агентов и базальным высвобождением. Содержание [3H]ГАМК в су- пернатантах выражали как нормированную вели- чину, принимая общее содержание [3H]ГАМК в синаптосомах за 100 %. Численные значения пред- ставлены ниже как средние ± ошибка среднего. Оценка уровня ацидификации синаптических ве- зикул в синаптосомах мозга крыс. Ацидификацию синаптических везикул оценивали с помощью рН- чувствительного флуоресцентного зонда акридина оранжевого (АО), который накапливается в кислых компартментах клетки пропорционально рН-гради- енту [19, 20]. К синаптосомам (конечная концентра- ция белка 0.2–0.4 мг/мл) добавляли АО (конечная концентрация 5 мкМ), и регистрировали кинетику входа красителя в синаптические везикулы. После достижения стационарного уровня флуоресценции зонда (15-я мин) к синаптосомам добавляли глута- мат и оценивали изменение интенсивности флуо- ресцентного сигнала (Ft). Измерения проводили с помощью флуоресцентного спектрофотометра «Sig ne-4» («Люмтек», Латвия) в термостатируемой кювете (37 оС) при постоянном перемешивании суспензии синаптосом. Длины волн возбуждения и эмиссии составляли 490 и 530 нм соответственно, а ширина щелей – 5 нм. Значение Fo, отражающее флуоресценцию зонда в нулевой момент времени, получали путем экстраполяции функции экспонен- циального затухания по отношению к t = 0. Количественная обработка данных. Статисти- ческую обработку данных, построение графиков и расчеты кинетических характеристик проводи- МОДУЛЯЦИЯ НЕЙРОСЕКРЕТОРНОГО ПРОЦЕССА В НЕРВНЫХ ТЕРМИНАЛЯХ ИЗ МОЗГА КРЫС НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ / NEUROPHYSIOLOGY.—2010.—T. 42, № 2104 ли с применением программы “Microsoft Origin Pro 8.0”. Достоверность межгрупповых различий оце- нивали, используя t-критерий Стьюдента и прини- мая за граничное значение Р ≤ 0.05. Материалы. В экспериментах были использова- ны следующие материалы и реактивы: [3H]ГАМК (94 Ки/моль) и сцинтилляционная жидкость ASC производства “Amersham” (Великобритания); 4- аминопиридин – 4-АП (“RBI”, США); фиколл-400, аминооксиацетат, d-глюкоза, L-глутамат и HEPES (“Sigma”, США); АО (“Molecular Probes”, США). Остальные реактивы были отечественного произ- водства категории х. ч. (“Реахим”, Украина). РЕЗУЛЬТАТЫ Влияние глутамата на высвобождение [3H]ГАМК из синаптосом гиппокампа мозга крыс. Согласно результатам исследований последних лет, на по- верхности ГАМК-эргических терминалей лока- лизованы глутаматные рецепторы, активация ко- торых может стимулировать или ингибировать тормозную нейропередачу путем регуляции про- цесса высвобождения ГАМК из этих терминалей [6, 8, 9, 11–13]. С целью выяснения влияния акти- вации пресинаптических глутаматных рецепторов на ГАМК-эргическую нейропередачу мы измеря- ли кальцийзависимое высвобождение [3H]ГАМК из предварительно нагруженных меченым нейро- трансмиттером синаптосом, развивающееся после добавления глутамата. Контролем функциональ- ного состояния нервных терминалей служил ответ синаптосом на аппликацию блокатора калиевых каналов 4-АП, который является достаточно спе- цифическим стимулятором процесса экзоцитоза в ГАМК-эргических терминалях [21]. На рис. 1 представлены данные о влия- нии глутамата на высвобождение [3H]ГАМК из синаптических терминалей гиппокампа в пределах 5-минутного периода наблюдения. Для оцен- ки эффективности глутамата его действие срав- нивали с действием 4-АП. Как видно из рисунка, добавление 1 мМ глутамата к гиппокампальным синаптосомам стимулировало высвобождение [3H]ГАМК, количество которого (в среднем 3.25 ± ± 0.81 %) оказалось лишь вдвое меньшим количества нейромедиатора, высвободившегося в ответ на деполяризацию синаптосом под действием 2 мМ 4-АП (6.6 ± 0.86 %). При снижении концен- трации глутамата от 1 до 0.5 мМ высвобождение [3H]ГАМК уменьшалось в среднем до 1.73 ± 0.18 %; данный факт указывает на дозозависимость эффекта глутамата. Выделение ГАМК из пресинаптической струк- туры, как известно, может быть следствием либо процесса экзоцитоза, либо выхода медиатора из цитозоля в результате реверсного функционирова- ния транспортеров ГАМК. Чтобы ответить на во- прос, какой же из этих механизмов функционирует в результате активации пресинаптических глута- матных рецепторов, мы исследовали кинетику вы- свобождения [3H]ГАМК под действием глутамата в условиях отсутствия и присутствия в среде NO- 711 – специфического несубстратного ингибитора ГАМК-транспортеров. Высвобождение [3H]ГАМК оценивали на 2-й, 5-й и 10-й мин после добавления глутамата. Из рис. 2 видно, что в отсутствие NO- 711 максимальное повышение внеклеточного уров- ня нейропередатчика приходилось на 2-ю мин, к 5-й мин количество [3H]ГАМК во внеклеточной сре- де уменьшалось, а к 10-й мин уровень приближался к исходному низкому значению. В присутствии NO- 711 резкое увеличение уровня [3H]ГАМК во вне- клеточной среде через 2 мин после добавления глу- тамата сохранялось, но последующего уменьшения 0 2 4 6 8 1 2 3 % Р и с. 1. Интенсивность высвобождения [3H]ГАМК (%) из нервных терминалей (синаптосом) гиппокампа в течение 5-минутного периода наблюдения под действием 2 мМ 4- аминопиридина (1), а также 0.5 (2) и 1.0 (3) мМ глутамата в кальцийсодержащей среде (n = 5). Данные нормированы относительно значений общего накопления [3H]ГАМК, принятых за 100 %. Р и с. 1. Інтенсивність вивільнення [3H]ГАМК (%) з нервових терміналей (синаптсом) гіпокампа протягом 5-хвилинного періоду спостереження під дією 2 мМ 4-амінопіридину (1), а також 0.5 (2) і 1.0 (3) мМ глутамату в кальційвмісному середовищі (n = 5). А. С. ТАРАСЕНКО, О. А. КРУПКО, Н. Г. ГИММЕЛЬРЕЙХ НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ / NEUROPHYSIOLOGY.—2010.—T. 42, № 2 105 уровня данного передатчика не происходило. Ха- рактер секреторного ответа (резкий выброс ГАМК, сохраняющийся в присутствии блокатора транс- портера ГАМК) позволяет предположить, что эк- зогенный глутамат стимулирует именно процесс экзоцитоза, но не высвобождение нейротрансмит- тера из цитозольного пула. Дальнейшее же быстрое снижение внеклеточного уровня ГАМК, наблюдае- мое в контроле, обусловлено функционированием транспортеров ГАМК, локализованных в плазмати- ческих мембранах терминалей. Такой вывод под- тверждается результатами опытов, проведенных в присутствии блокатора упомянутых транспортеров NO-711; в данных условиях мы не наблюдали сни- жения внеклеточного уровня ГАМК. Таким образом, согласно полученным результа- там, глутамат может выступать в роли стимулято- ра ГАМК-эргической нейропередачи. Чтобы выяс- нить, какие внутриклеточные процессы происходят при этом в пресинаптических нервных терминалях (что приводит в конечном итоге к выбросу нейро- передатчика), была проведена серия эксперимен- тов с использованием рН-чувствительного флуо- ресцентного зонда АО. Изменение степени ацидификации синаптиче- ских везикул нервных терминалей под действием глутамата. АО представляет собой липофильный амин, незаряженная форма которого легко проника- ет через плазматическую мембрану и накапливает- ся в структурах клетки, обладающих способностью аккумулировать протоны. В нервных терминалях к таким структурам относятся главным образом си- наптические везикулы, внутри которых значение рН близко к пяти; это существенно ниже рН цитозо- ля. Использование АО дает возможность регистри- ровать и процесс экзо/эндоцитоза, т. е. готовность везикул к нейросекреции, и состояние протонного градиента, который отражает способность везикул аккумулировать нейротрансмиттер [19, 20]. На рис. 3 представлены результаты эксперимен- тов по изучению влияния глутамата на уровень ацидификации синаптических везикул. Как вид- но из рисунка, добавление 5 мкМ АО к суспензии синаптосом сопровождалось тушением флуорес- ценции зонда в результате протонирования по- следнего внутри везикул. Последующее добавле- ние глутамата вызывало изменение интенсивности флуоресцентного сигнала, которое четко указыва- ло на двухфазный характер процесса. При апплика- ции 1 мМ глутамата первая (“быстрая”) фаза пред- ставляла собой резкое увеличение интенсивности флуоресценции АО (в течение 5–10 с) с последу- ющим ее ослаблением вплоть до исходного уров- ня. Первая фаза ответа на аппликацию глутамата была сходна с наблюдаемой в случае аппликации 30 мМ KCl; данное воздействие, приводя к депо- ляризации плазматической мембраны, стимулиру- ет процесс экзоцитоза в кальцийсодержащей среде. Резкое увеличение интенсивности флуоресценции АО является следствием высвобождения содержи- мого синаптических везикул (в том числе и накоп- ленного зонда) во внеклеточное пространство в результате слияния везикул с плазмолеммой. Воз- врат же интенсивности флуоресценции к исходно- му уровню (что четко видно из рисунка) отражает процесс поглощения зонда в ходе рециклизации ве- зикул, поскольку экзоцитоз и эндоцитоз являются сопряженными процессами. Продолжительность всего подобного цикла составляла порядка 60 с. Это в целом согласуется с данными Райена и со- авт. [22], показавших, что половинное время реци- клинга везикул составляет около 20 с. Таким обра- зом, характер начальной фазы ответа на действие глутамата дает основания полагать, что первичным ответом на активацию глутаматных пресинаптиче- 0 2 4 6 8 10 0 2 4 6 8 10 % 2 1 Р и с. 2. Интенсивность высвобождения [3H]ГАМК (%) из нервных терминалей гиппокампа под действием 1 мМ глутамата в норме (1) и в присутствии 30 мкМ NO-711 (2). По оси абсцисс – время наблюдения, мин; по оси ординат – количество высвобожденного [3H]ГАМК, %. Данные нормированы относительно значений общего накопления [3H]ГАМК, принятых за 100 %. Р и с. 2. Інтенсивність вивільнення [3H]ГАМК (%) з нервових терміналей гіпокампа під дією 1 мМ глутамату в нормі (1) та в присутності 30 мкМ NO-711 (2). мин МОДУЛЯЦИЯ НЕЙРОСЕКРЕТОРНОГО ПРОЦЕССА В НЕРВНЫХ ТЕРМИНАЛЯХ ИЗ МОЗГА КРЫС НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ / NEUROPHYSIOLOGY.—2010.—T. 42, № 2106 ских рецепторов является стимуляция процесса эк- зоцитоза. После завершения первой начинала развиваться вторая, более «медленная», фаза, которая характе- ризовалась постепенным увеличением интенсив- ности флуоресцентного сигнала (рис. 3). Как пока- зали результаты наших предыдущих исследований [23], такой характер изменения флуоресценции красителя может отражать диссипацию протонного градиента, в результате чего уменьшается способ- ность синаптических везикул аккумулировать ней- ропередатчик. Анализ дозозависимости эффекта аппликации глутамата выявил, что величина только первой («быстрой») фазы ответа прямо пропорциональ- на концентрации агониста (рис. 3). С повышени- ем концентрации глутамата до 2–3 мМ амплитуда «всплеска» флуоресцентного сигнала возрастала, что может быть связано с вовлечением в процесс экзоцитоза большего количества синаптических ве- зикул. Увеличение концентрации глутамата в дан- ном случае приводило к уменьшению лаг-периода между двумя фазами. Вследствие этого при кон- центрации агониста 3 мМ после первичного уве- личения интенсивности флуоресценции обратного изменения флуоресцентного сигнала вообще не на- блюдалось. Такая картина может быть результатом наложения двух разнонаправленных процессов – захвата зонда вновь образующимися везикулами и диссипации протонного градиента на мембране си- наптосом. Влияние уровней внеклеточного кальция и натрия на «быструю» и «медленную» фазы глутаматинду- цированного ответа. Поскольку характер развития 0 300 600 900 1200 1500 1800 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 2 3 4 KCl 1 Р и с. 3. Влияние глутамата в разных концентрациях (1–3 – 1, 2 и 3 мМ соответственно) на уровень ацидификации синаптических везикул нервных терминалей (4 – контроль, тестирование в буфере). По оси абсцисс – время наблюдения, с; по оси ординат – интенсивность флуоресценции акридина оранжевого, отн. ед. Стрелками указаны моменты добавления глутамата и 30 мМ KCl. Р и с. 3. Вплив глутамату в різних концентраціях (1–3 – 1, 2 та 3 мМ відповідно) на рівень ацидифікації синаптичних везикул нервових терміналей (4 – контроль, тестування в буфері). с Глутамат 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 48 50 52 54 56 KCl 1 2 3 800 1000 1200 1400 1600 1800 50 52 54 56 58 2 3 KCl 1 Р и с. 4. Глутаматиндуцированные ответы нервных терминалей в условиях хелатирования ионов Са2+ при помощи ЭГТА (А) и ингибирования кальциевой проводимости ионами Сd2+ (Б). Глутамат (1 мМ) добавлялся в суспензию нагруженных акридином оранжевым синаптосом – контрольных (1) и предварительно инкубированных в присутствии 0.1 мМ ЭГТА (А, 2) или 25 мкМ СdCl2 (Б, 2). В качестве контроля (3) использовался буфер. Остальные обозначения те же, что и на рис. 3. Р и с. 4. Глутаматіндуковані відповіді нервових терміналей в умовах хелатування іонів Са2+ за допомогою ЭГТА (А) та інгібування кальцієвої провідності іонами Сd2+ (Б). с с Глутамат Глутамат А Б А. С. ТАРАСЕНКО, О. А. КРУПКО, Н. Г. ГИММЕЛЬРЕЙХ НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ / NEUROPHYSIOLOGY.—2010.—T. 42, № 2 107 первой фазы ответа на аппликацию глутамата да- вал основание предполагать, что данная фаза отра- жает процесс экзоцитоза, логически оправданной была попытка выяснить роль кальция в развитии этого процесса. Эксперименты проводили в отсут- ствие в среде ионов Са2+, а также в условиях инги- бирования кальциевой проводимости плазматиче- ской мембраны синаптосом. Было показано, что в бескальциевой среде, содержащей в себе 100 мкМ ЭГТА, препараты синаптосом не отвечали харак- терным «всплеском» флуоресцентного сигнала на аппликацию 1 мМ глутамата. Подобное отсутствие изменений флуоресцентного сигнала наблюдалось и при добавлении 30 мМ КСl (рис. 4, А). Анало- гичная тенденция прослеживалась и при частич- ном ингибировании кальциевой проводимости под действием ионов Сd2+ (универсального блокатора кальциевых каналов) в сравнительно низких кон- центрациях. Преинкубация синаптосом в среде, со- держащей в себе 25 мкМ Сd2+, существенно снижа- ла величину ответа синаптосом на аппликацию как глутамата, так и КСl (Б). Анализируя природу второго («медленного») компонента глутаматиндуцированного ответа, мы тестировали влияние уровня внеклеточного натрия на исследуемый процесс. Принимался во внима- ние тот факт, что экзогенный глутамат стимулиру- ет вход ионов Na+ в пресинаптические структуры через глутаматный транспортер и ионные каналы глутаматных рецепторов. Было обнаружено, что при замене во внеклеточной среде 126 мМ NaCl хо- линхлоридом в эквимолярной концентрации раз- витие начальной фазы ответа на аппликацию глу- тамата не изменялось, однако отмечалось полное блокирование второго («медленного») компонен- та ответа (рис. 5). Аналогичная картина наблюда- лась и при замене натрия N-метил-D-глюкамином (данные не иллюстрируются). Чтобы определить, вовлечена ли в исследуемый процесс активация потенциалзависимых натриевых каналов, дальней- шие эксперименты были проведены в натрийсодер- жащей среде с добавлением 1 мкМ тетродотоксина (ТТХ). Как видно из рис. 6, блокирование ТТХ- чувствительных натриевых каналов не влияло на развитие второго компонента глутаматиндуциро- ванного ответа. Таким образом, результаты проведенных экспе- риментов показали, что экзогенный глутамат вы- зывает в пресинаптических окончаниях развитие сложных процессов, в разной степени зависящих от внеклеточных уровней кальция и натрия. 0 300 600 900 1200 1500 1800 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00 KCl 1 2 600 900 1200 1500 1800 2100 2400 42 44 46 48 50 52 54 1 2 ТТХ KCl 3 Глутамат с Р и с. 5. Влияние аппликации 1 мМ глутамата на уровень ацидификации синаптических везикул синаптосом, предварительно инкубированных в натрий- (1) и холинсодержащей (2) средах. По оси абсцисс – время наблюдения, с; по оси ординат – нормированная интенсивность изменения флуоресценции акридина оранжевого, относительно интенсивности флуоресценции зонда в начальный момент времени (F0 – Ft/F0). Остальные обозначения те же, что и на рис. 3. Р и с. 5. Вплив аплікації 1 мМ глутамату на рівень ацидифікації синаптичних везикул синаптосом, попередньо інкубованих у натрій- (1) та холінвмісному (2) середовищах. Р и с. 6. Глутаматиндуцированные изменения уровня ацидификации синаптических везикул синаптосом в норме (1) и после добавления тетродотоксина – ТТХ (2). Стрелками указаны моменты добавления 1 мМ глутамата, 1 мкМ ТТХ и 30 мМ KCl. В качестве контроля (3) использовался буфер. Остальные обозначения те же, что и на рис. 3. Р и с. 6. Глутаматіндуковані зміни рівня ацидифікації синаптичних везикул синаптосом у нормі (1) та після додавання тетродотоксину – ТТХ (2). с Глутамат МОДУЛЯЦИЯ НЕЙРОСЕКРЕТОРНОГО ПРОЦЕССА В НЕРВНЫХ ТЕРМИНАЛЯХ ИЗ МОЗГА КРЫС НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ / NEUROPHYSIOLOGY.—2010.—T. 42, № 2108 ОБСУЖДЕНИЕ Пресинаптические глутаматные рецепторы, соглас- но многочисленным литературным данным, игра- ют важную роль в модуляции как возбуждающей, так и тормозной нейропередачи, регулируя тем са- мым активность нейронных сетей мозга [4]. Нали- чие на мембранах пресинаптических терминалей ГАМК-эргических нейронов глутаматных рецеп- торов практически всех типов предполагает непо- средственное участие этих рецепторов в регуляции секреторного процесса [5, 8, 12, 24]. Наша работа, которая выполнялась на изолированных пресинап- тических терминалях, полученных из мозга крыс, имела целью выяснение механизмов, лежащих в основе модуляции процесса нейросекреции в ответ на аппликацию экзогенного глутамата. Анализ результатов, полученных в экспериментах с использованием меченой ГАМК и флуоресцентно- го зонда АО, показал, что экзогенный глутамат ин- дуцирует в пресинаптических структурах развитие сложных процессов, зависящих от присутствия во внеклеточной среде ионов кальция и натрия. Такие зависимости, надо полагать, обусловлены тем, что активация основных мишеней для действия глута- мата – пресинаптических глутаматных рецепторов и глутаматных транспортеров – сопряжена с вхо- дом кальция и натрия внутрь нервной терминали. Действие кальция инициирует первичный быстрый ответ терминали на аппликацию глутамата. Этот ответ, по всей видимости, представляет собой про- цесс экзоцитоза. Основанием для такого вывода по- служили результаты обоих вариантов наших экспе- риментов – с применением меченой ГАМК и АО. Так, результаты экспериментов первого типа четко показали, что глутаматиндуцированное высвобож- дение ГАМК из нервных окончаний гиппокампа происходит исключительно из синаптических вези- кул, но не из цитозольного пула. На это указывало отсутствие какого-либо влияния специфического блокатора ГАМК-транспортеров (NO-711) на общее количество медиатора, высвобождаемое из терми- налей в ответ на аппликацию глутамата. Полученные результаты коррелируют с данны- ми флуоресцентных измерений, согласно которым глутамат стимулирует быстрый выброс протонов из синаптических везикул. Полное сходство характера кальцийчувствительного ответа на действие глута- мата и калия в высокой концентрации указывает на то, что глутамат индуцирует именно процесс экзо- цитоза. Если пусковым механизмом KCl-индуциру- емого экзоцитоза является вход ионов Са2+ вслед- ствие деполяризации плазматической мембраны, то пусковым механизмом первой фазы глутаматинду- цированного ответа, как можно полагать, является локальный вход кальция через ионные каналы глу- таматных рецепторов. В первую очередь речь идет о «быстрых» рецепторах АМПА/каинатного типа. Их участие в модуляции ГАМК-эргической нейро- передачи было показано в ряде исследований [6, 12, 25]; высказывается даже предположение об исклю- чительной роли каинатных рецепторов в модуляции процесса высвобождения ГАМК из пресинаптиче- ской терминали [11]. Однако значительное ингиби- рование начальной фазы глутаматиндуцированно- го ответа наблюдалось и при добавлении в среду Cd2+. Кадмий является универсальным блокатором потенциалзависимых кальциевых каналов всех ти- пов и, согласно данным Maйера [26], блокирует ка- налы НМДА- (но не каинатных) рецепторов. Чув- ствительность «быстрой» фазы ответа к Cd2+ может указывать на вовлечение потенциалзависимых каль- циевых каналов в инициацию экзоцитоза. Нельзя также полностью исключить возможность участия в данном процессе и каналов НМДА-рецепторов; эти каналы сами по себе также могут обеспечивать в значительной степени вход кальция в терминаль. Достаточная для их активации степень деполяриза- ции плазматической мембраны может быть достиг- нута в результате переноса глутамата электроген- ными натрийзависимыми транспортерами [27]. Что же касается второй фазы глутаматиндуци- рованного ответа, то она оказалась крайне чув- ствительной к присутствию во внеклеточной среде ионов Na+: замена натрия холином или N-метил-D- глюкамином полностью блокировала развитие дан- ной фазы. Подобную зависимость от наличия/от- сутствия натрия отмечали при изучении влияния глутамата на секрецию ГАМК из терминалей, по- лученных из коры головного мозга крыс [27], и из амакриновых клеток сетчатки цыпленка [28], а так- же эффекта аппликации НМДА по отношению к се- креции ГАМК, глутамата и аспартата из терминалей гиппокампа мозга крыс [29]. Оказалось, что 15-ми- нутная обработка культуры гиппокампальных ней- ронов глутаматом или НМДА вызывала существен- ное повышение цитозольной концентрации натрия (от 6–8 до 30–45 мМ [30]). Помимо ионотропных глутаматных рецепторов (которые, как известно, обладают высокой проводимостью для ионов на- трия), натрий может проникать в клетку вследствие работы натрийзависимых глутаматных транспорте- А. С. ТАРАСЕНКО, О. А. КРУПКО, Н. Г. ГИММЕЛЬРЕЙХ НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ / NEUROPHYSIOLOGY.—2010.—T. 42, № 2 109 ров, через потенциалзависимые натриевые каналы, а также через натрий-кальциевые и натрий-протон- ные обменники. В наших экспериментах развитие второго (натриевого) компонента было нечувстви- тельно к присутствию ТТХ. Данный факт, по-види- мому, указывает на несущественную роль потенци- алзависимых натриевых каналов в этом процессе. Анализируя природу второго компонента глу- таматиндуцированного ответа препаратов синап- тосом, с которым связан постепенный медленный выход протонов из синаптических везикул, можно допустить, что такой процесс может отражать асин- хронный спонтанный экзоцитоз или/и диссипацию протонного градиента на мембране синаптических везикул. Одной из причин такой диссипации про- тонного градиента может являться снижение функ- циональной эффективности протонной помпы ве- зикул вследствие падения уровня АТФ в клетке. Особое падение уровня АТФ может быть вызва- но каскадом внутриклеточных событий, которые инициируются увеличением цитозольной концен- трации Na+ с последующим снижением натриево- го градиента на плазмолемме, усиленной работой Na+,K+-АТФазы и, как результат, ускоренным по- треблением АТФ [31]. Другой причиной снижения уровня АТФ может быть глутаматиндуцированная дисфункция митохондрий вследствие избыточной аккумуляции кальция этими органеллами [32, 33]. Таким образом, нарушение натриевого и кальцие- вого гомеостаза в результате активации пресинап- тических глутаматных рецепторов (a возможно, и транспортеров) может быть ключевой причиной изменения функционального состояния синапти- ческих везикул. Наиболее важным следствием дис- сипации протонного градиента является потеря синаптическими везикулами способности аккуму- лировать нейропередатчик (ГАМК). Может ли выход рН-чувствительного красите- ля АО (а следовательно, и протонов) из синапти- ческих везикул быть результатом асинхронного медленно развивающегося процесса экзоцитоза? Согласно данным многочисленных исследований последних лет, в клетке могут реализовываться два типа кальцийзависимого экзоцитоза – синхронный и асинхронный. Активация синхронного экзоцито- за происходит за счет входа внеклеточного Cа2+ при активации потенциалзависимых кальциевых кана- лов, а асинхронного – за счет выхода Cа2+ из вну- триклеточных депо при активации рецепторов. Как было показано, реверсное функционирование на- трий-кальциевого обменника, которое может запу- скаться увеличением [Na+]i во время активации глу- таматных рецепторов, вносит существенный вклад в первоначальное повышение [Сa2+]i [34]. Увеличе- ние [Сa2+]i в пресинаптической структуре, в свою очередь, вызывает дополнительное высвобождение кальция из внутриклеточных депо через рианодин- чувствительные каналы эндоплазматического рети- кулума [35, 36]. Согласно одной из гипотез, именно увеличение концентрации Сa2+ в пресинапсе лежит в основе развития пресинаптической долговремен- ной потенциации [37]. Кальций активирует каль- ций-кальмодулинчувствительную аденилатциклазу, а это ведет к увеличению уровня цАМФ, активации протеинкиназы А и продолжительному повышению интенсивности высвобождения нейротрансмитте- ров из нервных терминалей, т. е. в результате – к модуляции процесса экзоцитоза [1, 38]. Таким образом, наблюдаемый нами двухфазный процесс глутаматиндуцированного высвобождения протонов из синаптических везикул нервных терми- налей мозга крыс коррелирует с двухступенчатым повышением концентрации кальция под воздействи- ем глутамата, что было описано ранее в литературе [33]. Однако если характер (кинетика ответа и зави- симость от Сa2+) первой («быстрой») фазы дает осно- вание идентифицировать ее как стимулированный экзоцитоз, то суть процессов, определяющих после- дующий медленный выход протонов из синаптиче- ских везикул, гораздо менее ясна. Природа второго натрийзависимого компонента ответа на действие глутамата на синаптосомы может быть установлена только в ходе дальнейших исследований. А. С. Тарасенко1, О. О. Крупко1, Н. Г. Гіммельрейх1 МОДУЛЯЦІЯ НЕЙРОСЕКРЕТОРНОГО ПРОЦЕСУ В НЕРВОВИХ ТЕРМІНАЛЯХ ІЗ МОЗКУ ЩУРІВ ПІД ВПЛИВОМ ЕКЗОГЕННОГО ГЛУТАМАТУ 1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ (Україна). Р е з ю м е Ми вивчали внутрішньоклітинні процеси, які відбувають- ся в нервових закінченнях нейронів головного мозку щу- рів у відповідь на аплікацію екзогенного глутамату. Вико- ристовуючи рН-чутливий флуоресцентний зонд акридин оранжевий (АО) та мічену гамма-аміномасляну кислоту ([3Н]ГАМК), оцінювали вплив аплікації глутамату на рівень ацидифікації синаптичних везикул та вивільнення ГАМК із нервових терміналей (синаптосом), отриманих з ткани- МОДУЛЯЦИЯ НЕЙРОСЕКРЕТОРНОГО ПРОЦЕССА В НЕРВНЫХ ТЕРМИНАЛЯХ ИЗ МОЗГА КРЫС НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ / NEUROPHYSIOLOGY.—2010.—T. 42, № 2110 ни гіпокампа. Результати експериментів показали, що глу- тамат дозозалежно стимулював вивільнення [3Н]ГАМК з нервових терміналей, після чого спостерігалося зворотне захоплення даного нейропередавача. Селективний блока- тор транспортерів ГАМК (NO-711) повністю блокував за- хоплення нейротрансмітера, але не впливав на вивільнення останнього; дане спостереження вказує на те, що глутамат- індукований викид ГАМК відбувався з везикулярного, а не з цитозольного пулу. Підтвердженням стимуляції глутама- том процесу екзоцитозу стали результати експериментів з АО, в яких були отримані свідчення двофазності згадано- го процесу. Перша фаза, що відображувала, видимо, каль- ційіндукований екзоцитоз, виглядала як „спалах” флуо- ресцентного сигналу, характерний для відповіді синаптосом на дію КСl у деполяризуючих концентраціях. Обидві фази відповіді повністю блокувались або істотно пригнічували- ся в умовах безкальцієвого середовища чи в присутності 25 мкМ Cd2+. Друга („повільна”) фаза відповіді розвивалася після певного лаг-періоду і характеризувалася поступовим збільшенням інтенсивності флуоресцентного сигналу. Ця фаза виявилася повністю залежною від присутності натрію в позаклітинному середовищі та повністю блокувалася при заміні натрію холіном або N-метил-D-глюкаміном. Зробле- но припущення, що друга фаза відповіді може відображува- ти або спонтанний нестимульований екзоцитоз, або дисипа- цію протонного градієнта синаптичних везикул, індуковану входом іонів Na+ у нервове закінчення. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. A. Citri and R. C. Malenka, “Synaptic plasticity: multiple forms, functions, and mechanisms,” Neuropsychopharmacology, 33, 18-41 (2008). 2. E. S. Vizi, “Role of high-affinity receptors and membrane transporters in nonsynaptic communication and drug action in the central nervous system,” Pharmacol. Rev., 52, No. 1, 63- 90 (2000). 3. S. Z. Langer, “Presynaptic autoreceptors regulating transmitter release,” Neurochem. Int., 52, 26-30 (2008). 4. P. S. Pinheiro and Ch. Mulle, “Presynaptic glutamate receptors: physiological functions and mechanisms of action,” Nat. Rev. Neurosci., 9, 423-436 (2008). 5. M. Glitsch, “Calcium influx through N-methyl-D-aspartate receptors triggers GABA release at interneuron-purkinje cell synapse in rat cerebellum,” Neuroscience, 151, 403-409 (2008). 6. S. S. Mathew, L. Pozzo-Miller, and J. J. Hablitz, “Kainate modulates presynaptic GABA release from two vesicle pools,” J. Neurosci., 28, 725-731 (2008). 7. A. Rodrigez-Moreno and T. S. Sihra, “Kainate receptors with a metabotropic modus operandi,” Trends Neurosci., 30, 630-637 (2007). 8. B. Halabiasky, D. Friedman, M. Radojicic, and B. W. Strowbridge, “Calcium influx through NMDA receptors directly evokes GABA release in olfactory bulb granule cells,” J. Neurosci., 20, 5124-5134 (2000). 9. L. Jiang. J. Xu, M. Nedergaard, and J. Kang, “A kainate receptor increases the efficacy of GABAergic synapses,” Neuron, 30, 503-513 (2001). 10. M. Ren, Y. Yoshimura, N. Takada, et al., “Specialized inhibitory synaptic actions between nearby neocortical pyramidal neurons,” Science, 316, 758-761 (2007). 11. R. Cossart, R. Tyzio, C. Dinocourt, et al., “Presynaptic kainite receptors that enhance the release of GABA on CA1 hippocampal interneurons,” Neuron, 29, 497-508 (2001). 12. M. L. Fiszman, F. Erdelyi, G. Szabo, and S. Vicini, “Presynaptic AMPA and kainate receptors increase the size of GABAergic terminals and enhance GABA release,” Neuropharmacology, 52, 1631-1640 (2007). 13. S. J. Liu and P. Lachamp, “The activation of excitatory glutamate receptors evokes a long-lasting increase in the release of GABA from cerebellar stellate cells,” J. Neurosci., 26, 9332-9339 (2006). 14. S. J. Liu, “Biphasic modulation of GABA release from stellate cells by glutamatergic receptor subtypes,” J. Neurophysiol., 98, 550-556 (2007). 15. A. J. Cochilla and S. Alford, “Metabotropic glutamate receptor– mediated control of neurotransmitter release,” Neuron, 20, No. 5, 1007-1016 (1998). 16. S. J. Mitchell and R. A Silver, “Glutamate spillover suppresses inhibition by activating presynaptic mGluRs,” Nature, 404, 498-502 (2000). 17. C. W. Cotman, “Isolation of synaptosomal and synaptic plasma membrane fractions,” Methods Enzymol., 31, 445-452 (1974). 18. E. Larson, B. Howlett, and A. Jagendorf, “Artificial reductant enhancement of the Lowry method for protein determination,” Anal. Biochem., 155, 243-248 (1986). 19. F. Zoccarato, L. Cavallin, and F. Alexandre, “The pH-sensitive dye acridine orange as a tool to monitor exocytosis/endocytosis in synaptosomes,” J. Neurochem., 72, No. 2, 625-633 (1999). 20. В. И. Мельник, С. Ю. Титов, Р. Н. Глебов, “Кислый компартмент и латентная система ацидификации в синаптосомах мoзга”, Нейрохимия, 7, № 3, 337-347 (1988). 21. L. G. Storchak, N. G. Pozdnyakova, and N. H. Himmelreich, “Differential effect of protein kinase inhibitors on calcium- dependent and calcium-independent [14C]GABA release from rat brain synaptosomes,” Neuroscience, 85, 989-997 (1998). 22. T. A. Ryan and H. Reuter, “Measurements of vesicle recycling in central neurons,” News Physiol. Sci., 16, 10-14 (2001). 23. A. S. Tarasenko, O. G. Kostrzhevska, L. G. Storchak, et al., “Phenylarsine oxide is able to dissipate synaptic vesicle acidic pool,” Neurochem. Int., 46, 541-550 (2005). 24. P. V. Belan and P. G. Kostyuk, “Glutamate-receptor-induced modulation of GABAergic synaptic transmission in the hippocampus,” Pflügers Arch., 444, No. 1, 26-37 (2002). 25. J. Lerma, “Kainate receptor physiology,” Current. Opin. Pharmacol., 6, 89-97 (2006). 26. M. L. Mayer, L. Viklicky Jr, and G. L. Westbrook, “Modulation of excitatory amino acid receptors by group IIB metal cations in cultured mouse hippocampal neurons,” J. Physiol., 415, 329-350 (1989). 27. G. Bonanno, A. Pittaluga, E. Fedele, et al., “Glutamic acid and γ-aminobutyric acid modulate each other’s release through heterocarriers sited on the axon terminals of rat brain,” J. Neurochem., 61, 222-230 (1993). 28. K. C. Calaza and P. F. Gardino, “Transporter-mediated GABA release in the retina: role of excitatory amino acids and dopamine,” Neurochem. Int., 49, 769-777 (2006). 29. A. I. Breukel, E. Besselsen, F. H. Lopes Da Silva, and W. E. Ghijsen, “A presynaptic N-methyl-D-aspartate autoreceptor in rat hippocampus modulating amino acid А. С. ТАРАСЕНКО, О. А. КРУПКО, Н. Г. ГИММЕЛЬРЕЙХ НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ / NEUROPHYSIOLOGY.—2010.—T. 42, № 2 111 release from a cytoplasmic pool,” Eur. J. Neurosci., 10, 106- 114 (1998). 30. V. G. Pinelis, M. Segal, V. Greenberger, and B. I. Khodorov, “Changes in cytosolic sodium caused by a toxic glutamate treatment of cultured hippocampal neurons,” Biochem. Mol. Biol. Int., 32, 475-482 (1994). 31. D. Nicholls and D. Attwell, “The release and uptake of excitatory amino acids,” Trends Pharmacol. Sci., 11, 462-468 (1990). 32. M. W. Ward, A. C. Rego, B. G. Frenguelli, and D. G. Nicholls, “Mitochondrial membrane potential and glutamate neurotoxicity in cultured cerebellar granule cells,” J. Neurosci., 20, 7208-7219 (2000). 33. B. Khodorov, “Glutamate-induced deregulation of calcium homeostasis and mitochondrial dysfunction in mammalian central neurons,” Prog. Biophys. Mol. Biol., 86, 279-351 (2004). 34. K. R. Hoyt, S. R. Arden, E. Aizenman, and I. J. Reynolds, “Reverse Na+/Ca2+ exchange contributes to glutamate-induced intracellular Ca2+ concentration increases in cultured rat forebrain neurons,” Mol. Pharmacol., 53,742-749 (1998). 35. S. Litwin, O. Kohmoto, A. J. Levi, et al., “Evidence that reverse Na-Ca exchange can trigger SR calcium release,” Ann. New York Acad. Sci., 779, 451-463 (1996). 36. G. Sharma and S. Vijayaraghavan, “Modulation of presynaptic store calcium induces release of glutamate and postsynaptic firing,” Neuron, 38, 929-939 (2003). 37. R. A. Nicoll and R. C. Malenka, “Contrasting properties of two forms of long term potentiation in the hippocampus,” Nature, 377, 115-118 (1995). 38. R. A. Nicoll and D. Schmitz, “Synaptic plasticity at hippocampal mossy fiber synapses,” Nat. Rev. Neurosci., 6, 863-876 (2005). МОДУЛЯЦИЯ НЕЙРОСЕКРЕТОРНОГО ПРОЦЕССА В НЕРВНЫХ ТЕРМИНАЛЯХ ИЗ МОЗГА КРЫС

Модуляция нейросекреторного процесса в нервных терминалях из мозга крыс под влиянием экзогенного глутамата

Institution

Ähnliche Einträge