Лозова Наталія Олексіївна. "Роль позасинаптичних НМДА рецепторів в збуджуючій СА3-СА1 синаптичній передачі в гіпокампі ссавців" : Дис... канд. наук: 03.00.13 - 2002.
Анотація до роботи:
Лозова Н.О. Роль позасинаптичних NMDA-рецепторів у збуджуючий синаптичній передачі СА3-СА1 у гіпокампі ссавців.-Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора біологічних наук за спеціальністю 03.00.13 – фізіологія людини і тварин.-Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України, Київ, 1999.
Механізми регуляції збуджуючої глутаматергічної синаптичної передачі, включаючи механізми вивільнення нейромедіатору, а також механізми активації синаптичних та позасинаптичних глутаматних рецепторів, вивчали на зрізах гіпокампу щурів. Для виявлення закономірностей і відмінностей у активації синаптичних та позасинаптичних НМДА рецепторів було проведено детальний аналіз фармакологічних та електрофізіологічних властивостей компонентів збуджуючих постсинаптичних струмів в СА1 нейронах, обумовлений активацієй цих рецепторів. Поєднуючі різноманітні сучасні електрофізіологічні підходи вдалося отримати детальні дані про функціонування синаптичної передачі в гіпокампі в умовах нормального та підвищенного вивільнення глутамату що має важливе значення для розуміння механізмів обробки та інтеграції інформації в нейрональних мережах гіпокампу.
1. З використанням сучасних електрофізіологічних методів вимірювання було проведено детальне дослідження механізмів збуджуючої синаптичної передачі в зрізах гіпокампа щурів. Порівнювали параметри (амплітуду та відносний внесок у сумарний ЗПСС ) та кінетику спаду NMDA- та неNMDA-рецепторопосередкованих компонентів ЗПСС в умовах збільшення вивільнення медіатору, викликаних різними експериментальними впливами.
2. Вперше показано, що в умовах підвищеної ймовірності вивільнення глутамату, викликаної низкою фармакологічних впливів (блокування потенціалзалежних K+-каналів, зняття тонічного блокування пресинаптичних А1-аденозинових рецепторів, а також активації протеїнкінази форболовими ефірами) відбувається збільшення внеску NMDA-рецепторопосередкованого компоненту в синаптичну передачу. Кінетика спаду фармакологічно ізольованого ЗПССNMDA (але не ЗПССAMPA ) значно уповільнується.
3. Високочастотне (50-200 с-1) подразнення синаптичних входів у зону СА1 короткими пачками стимулів (1-10), яке відповідало природному характеру клітинної активності в гіпокампі щурів in vivo у певних умовах, також спричиняє збільшення внеску ЗПССNMDA в синаптичну передачу в гіпокампі. При цьому кінетика спаду ЗПССNMDA (на відміну від кінетики ЗПССAMPA) уповільнюється. Істотне збільшення внеску NMDA-рецепторів спостерігається вже при нанесенні двох стимулів, які прикладаються з частотою 100 с-1, а граничний ефект досягагається у разі подразнення 6-7 стимулами.
4. На підставі даних, отриманих в серії експериментів з використанням блокатору відкритих NMDA-каналів MK-801, а також низькоафінних конкурентних блокаторів цих каналів, зроблено висновок про те, що збільшення внеску NMDA-рецепторопосередкованого компоненту, викликане як фармакологічними впливами, так і високочастотною стимуляцією, зумовлено активацією позасинаптичних NMDA-рецепторів внаслідок підвищення концентрації та збільшенння тривалості перебування глутамату за межами простору синаптичної щілини. Внесок позасинаптичних NMDA- рецепторів, у синаптичну передачу істотно зростає, а кинетика спаду NMDA-рецептор опосередкованого компонента уповільнюється зі збільшенням інтенсивності стимуляції синаптичних входів.
5. Виявлено фармакологічні особливості позасинаптичних NMDA-рецепторів, що відрізняють їх від синаптичних (зокрема, висока чутливість до іфенпродилу). Отже, позасинаптичні NMDA-рецептори належать переважно до підтипу NR2В-вмісних рецепторів. Підвищена провідність NMDA-рецепторів цього типу для іонов Са2+ вказує на їх особливу роль у синаптичній передачі.
6. В експериментах з використанням блокаторів транспорту глутамату показано, що активація позасинаптичних рецепторів контролюється системами захоплення глутамату, які відносяться до типу GLT-1. Системи транспорту глутамату відвертають активацію синаптичних глутаматних рецепторів екзогенним глутаматом (у концентраціях до 400 мкМ).
7. Тривала дія L-глутамату призводить до довгочасних змін синаптичної передачі. Вперше виявлено новий тип нейронної пластичності, зв’язаної з тривалими змінами активности систем глутаматного транспорту.
8. Загалом, отримані результати дозволяють зробити висновок про те, що залежно від характеру пресинаптичних сигналів (поодинокі імпульси або їх високочастотні пачки) відбувається якісна зміна механизмів синаптичної передачі СА3-СА1 у гіпокампі - перехід від “лінійної” передачі, коли сигнал передається винятково через синаптичні зв’язки, до “об’ємної”, при якій активуються також позасинаптичні NMDA-рецептори. Передача сигналу від нейрону СА3 до клітини СА1 здатна модулюватися глутаматом позасинаптичного походження. Тривалий вплив даного пулу глутамату призводить до довгочасних змін властивостей синаптичної передачі. Ці зміни в свою чергу опосередковуються тривалими змінами активності глутаматного транспорту.
Публікації автора:
Erdelyi, L., Ilyin, V., Lozovaya, N. and Vulfius, C. Intracellular Mg2+ modulates the A-currents and its blockade by catechol in isolated Lymnaea stagnalis neuron//Neurosci. Lett. –1990.- Т.117.-С. 99-104
Lozovaya, N., Vulfius, C., Ilyin, V. Intracellular ATP modulates desensitization of acetylcholine receptors controlling chloride current in Lymnaea neurones//Pflugers Arch.- 1993.-Т. 424.- P. 385-390.
Lozovaya, N., Vulfius, C., Ilyin, V. Intracellular ATP modifies the voltage dependence of fast transient outward K+ current in Lymnaea stagnalis neurones // J of Physiology (Lond). –1993.- Т. 464.- С. 441-455.
Klishin, A., Lozovaya, N., Pintor J., Miras-Portugal, M.T. and O.Krishtal. Possible functional role of diadenosine polyphosphates: negative feedback for excitation in hippocampus// Neuroscience.- 1994.- Т. 58.-С.235-236.
A.Klishin, N.Lozovaya and O.Krishtal. Persistantly enhanced ratio of NMDA and non-NMDA components of hippocampal EPSC after block of A1 adenosine receptors at increased [Ca2+]o/[Mg2+]o//Neurosci. Lett.- 1994.- Т.179.- С.132-136.
Клишин А.И., Лозовая, Н.А., Крышталь, О.А. Модуляция диаденозин-полифосфатами синаптической передачи в гиппокампе//Нейрофизиология.- 1994.- Т.6.-С.423-427.
A.Klishin, N.Lozovaya and O.Krishtal. A1 adenosine receptors differentially regulate the NMDA and non-NMDA receptor-mediated components of hippocampal EPSC in a Ca2+/Mg2+-dependent manner// Neuroscience-1995.- Т.65.- С.947-953.
Lozovaya, N. and Klee, M. Phorbol diacetate differentially regulates the NMDA and non-NMDA receptor-mediated components of the rat hippocampal excitatory postsynaptic currents// Neurosci. Lett.- 1995.- Т.189.- С.101-104
Klishin A., Tsintsadze T., Lozovaya N., Krishtal O. Latent NMDA receptors in the recurent excitatory pathway between hippocampal CA1 pyramidal neurons: Ca2+ dependent activation by blocking A1 adenosine receptors.// PNAS US.- 1995.-Т. 92.-С.-12431-12435
Tsintsadze, T., Klishin, A., Lozovaya, N., and Krishtal, O. A1 adenosine receptors-molecular switch to latent NMDA receptor-mediated coupling between hippocampal neurons.// Pflugers Archiv.-1995.- Т.430 (Suppl.).- R.-30.
Tsintsadze, T., Klishin, A., Lozovaya, N., and Krishtal, O. Specific up-regulation of NMDA component of hippocampal EPSC in ischemia // Pflugers Archiv . -1995.- Т. 430 (Suppl.).- R. 123,
Tsintsadze, T., Klishin, A., Lozovaya, N., and Krishtal, O.Latent exitatory circuits in CA1 area of hippocampus// Pflugers Archiv.-1995.- Т.430 (Suppl.).-R.34.
Krishtal, O , Tsintsadze, T., Klishin, A., Lozovaya, N. Latent excitatory circuits in CA1 area of hippocampus// Polish J of Pharmacology.- 1995.- С.-18.
Tsintsadze T., Lozovaya N., Klishin A. and Krishtal O. NMDA receptor-mediated synapses between CA1 neurones: activation by ischaemia// NeuroReport.-1996.- Т.7.-С. 2679-2682.
Tsintsadze, T., Klishin, A., Lozovaya, N., and Krishtal, O. Latent coupling between CA1 neurons in hippocampus//Biophys. J-1996.-Т. 70.- A.198
Tsintsadze, T., Lozovaya, N., Klishin, A., and Krishtal, O. Specific up-regulation of NMDA component of hippocampal EPSC in ischaemia// Biophys. J.-1996.-Т. 70(2).- A. 198
Kopanitsa, M., Lozovaya, N., Boychuk, Ya., and Krishtal, O. Recurrent excitatory NMDA receptor-mediated circuits in CA1 subfield of rat hippocampus as revealed by blockers of voltage-operated K+ channels.//Israel Journal of Medical Sciences .-1996.-Т.32, Suppl.- S.26
Lozovaya N., Tsintsadze T., Kopanitsa M., Boychuk Y. and Krishtal O. Increased contribution of NMDA-receptors to synaptic transmission in CA1 area of the rat hippocampus after short-term episods of hypoxia/aglycemia//Neurophysiology.-1997.-Т. 29.-С. 4-9.
Kopanitsa, M., Lozovaya, N., Boychuk, Ya. and Krishtal, O. Effects of blockers of voltage-operated potassium channels on an NMDA component of excitatory synaptic transmission in the CA1 subfield of the hippocampus//Neurophysiology.-1997.-Т. 29.-С. 307-311.
Kopanitsa, M., Lozovaya, N. A., Boychuk, Y.A., Krishtal, O. A. Effects of 4-aminopyridine on excitatory synaptic transmission in CA1 area of rat hippocampus//Abstracts of the Advanced School of Neurochemistry "Frontier Approaches to Brain Function and Disease", Amherst College, Amherst, MA, USA.- 1997.- С. 31-32.
Lozovaya, N., Tsintsadze T., Kopanitsa,M., Boychuk, Ya., Krishtal, O. Extrasynaptic spill-over of glutamate activated by anoxic-aglycaemic episodes.//Abstracts of the International Symposium "Drug targets in heart and brain ischemia". – 1997.- Florence, Italy.- С.51.
Kopanitsa, M., Lozovaya, N. A., Boychuk, Y.A., Krishtal, O. A. (1997) 4-Aminopyridine reveals recurrent excitatory NMDA receptor-mediated circuits in the CA1 of rat hippocampus// J.Neurochem.-1997.-Т. 69 (Suppl).- S.65
Kopanitsa, M., Lozovaya, N. A., Boychuk, Y.A., Krishtal, O. A.Hypoxic- aglyaemic episodes activate extrasynaptic spill-over of glutamate//Abstracts of the International Symposium “Pathology of Cerebral Neurotransmission”.1997.-С.26
Boychuk, Y.A., Kopanitsa, M., Lozovaya, N. A., Krishtal, O. A. Effects of 4-aminoryridine on excitatory synaptic transmission in CA1 area of rat hippocampus//Abstracts of the XXXIII International Congress of Physiological sciences. 1997.- P075.18
N.A.Lozovaya, M.V.Kopanitsa, Y.A. Boychuk and O.A.Krishtal, Enchancement of glutamate release uncovers spillover-mediated transmission by NMDA receptors in the rat hippocampus// Neuroscience.-1999.- Т.91 (4). –С.1321-1330.
M.V.Kopanitsa, Y.A. Boychuk, N.A.Lozovaya and O.A.Krishtal.Interneuronal cross-talk mediated by transsynaptic diffusion of neurotransmitters//Fisilogichni Zhurnal.- 1999.- Т. 45 (4) -С.132-147.
Lozovaya N., Fisunov, A., Tsintsadze T., Chatterjee, Sch., Noldner, M. and Krishtal O. Modulation of P-type calcium current by hyperforin via calmodulin-activated pathway// Neurosci. Letter.-1999.- Т.54.- (Suppl) S.28.
Lozovaya N., Fisunov, A., Tsintsadze T., Chatterjee, Sch., Noldner, M. and Krishtal O. Modulation of P-type calcium currrent by hyperforin via calmodulin-activated pathway// Abstract of the Israel-Ukraine Binational meeting on genes and molecules of excitability. 1999.
Boychuk YA, Lozovaya NA, Krishtal OA Possible adaptation effect following application of homocysteic acid on population spikes// J Neurochem.-Т. 73 (Suppl.).- S. 80C.
Fisunov, A., Lozovaya N., Tsintsadze T., Chatterjee, Sch., Noldner, M. and Krishtal O. Hyperforin modulates gating of P-current in cerebellum Purkinje neurons// Pfluger Archiv Eur. J. Physiol .-2000.-Т.440. –С.427-434.
Kirichock, Lozovaya N., Tsintsadze T. and Krishtal O. New channels blocker BIIA388CL blocks delayed rectifier but not A-type calcium current in central neurons. Neuropharmacology.2000.-Т. 40.-С.233-41.
Киричек, Ю.В., Бойчук, Я. И., Копаница, М.В., Цинцадзе Т.Ш. Лозовая Н.А., Крышталь О.А. Действие мибефрадила на синаптическую передачу в гиппокампе и на потенциалозависимые токи в изолированных нейронах гиппокампа и таламуса крыс// Нейрофизиология 2000.-Т. 1.-С.16-21
Krishtal OA, Kopanitsa MV, Lozovaya NA, Boychuk YA. Interneuronal signalling by glutamate diffusion beyond synaptic cleft. Submitted for communication to the 3rd Meeting of Ukrainian Pathophysiologists (Odessa, Ukraine).-2000.
Krishtal O.A., Lozovaya N., Fisunov, A., Tsintsadze T., Chatterjee, Sch. Modulation of P-currents in the rat Purkinje cells by hyperforin: possible role of calcium in mediation of antidepressive action//Pharmapsichiatry.-2001.-Т. 34.- С.74-82.
T.S. Tsintsadze*; N.A. Lozovaya; S.I. Melnik; Y.V. Kirichok; S.E. Grebenyuk; O.A. Krishtal. Protective cap over CA1 synapses: non-synaptically released glutamate does not reach the post-synaptic density// Society for Neuroscience's 31st Annual Meeting San Diego.-2001.
Т. Ш. Цинцадзе, Н. А. Лозовая, О. А. Крышталь. Влияние длительной гипоксии-гипогликемии на синаптическую передачу в срезах гиппокампа крыс между зонами CA1 и CA3//Нейрофизиология / Neurophysiology.-2001.-Т. 33.- С. 417-4 24.
Maksimyuk O.P., Lozovaya, N.A., Kopanitsa M. and Krishtal., O.A. G-protein inhibition of N-and P/Q type calcium channels// Biologicheskie membrany.2002.-Т.1.- С. 24-30.
Максимюк О.П., Лозова Н.О., Хмиз В.В., Кришталь О.О. Регуляція високопорогових кальцієвих каналів іонами натрію у нейронах центральної нервової системи ссавців// ДАНУ.-2002.
40. Максимюк О. П. Лозова Н.О., Кришталь О.А. “Тонка” регуляція високопорогових кальцієвих каналів іонами натрію//Архив клин и єкспер.мед.2.-2001.- С.185.
41. Бойчук Я.А., М.В.Копаниця и Н.О.Лозова. Адаптація синаптичної передачі до великих концентрацій амінокислоти.//Укр.біохім. журнал.- 2001.-Т.73-С.114-118.
