Анотація до роботи:

Шишкін В.О. Взаємодія кальцій-регулюючих структур в первинних сенсорних нейронах в нормі та при різних патологічних станах. – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидату біологічних наук за спеціальністю 03.00.02 – біофізика. – Інститут фізіології ім. О. О. Богомольця НАН України. Київ-2002.

Дисертація присвячена дослідженню внутрішньоклітинної кальцієвій сигналізації в ЗКГ нейронах в нормі та в паталогічних станах, таких як стрептозотоцин-індукований діабет та карадженин-індуковане запалення. Робота виконана на ізольованих нейронах ЗКГ дорослих щурів та мишей. Результати отримані за допомогою сучасного методу флуоресцентного вимірювання цитозольної концентрації кальцію за допомогою барвника indo-i. З використанням блокатору мітохондріального Са²⁺ захвату СССР та кальцієвого викиду ТРР⁺ була продемонстрована участь мітохондрій у модулюванні деполяризаційної кальцієвої відповіді. Було показано, що мітохондрії приймають участь у регулюванні кальцієвих викидів з ендоплазматичного ретикулуму зі значною затримкою та більш повільніше. Виявлено достовірні зміни в Са²⁺ сигналізації за умов діабету та запалення. Було винайдено, що значно зменшується викид кальцію з мітохондрій. В малих ЗКГ нейронах було показано зменшення акумуляції Са²⁺ в мітохондрії за умов діабету, а також можливе зменшення активності АТФаз. Знайдені зміни активності Са²⁺-регулюючих структур за умов діабету та запалення можуть бути головною причиною відхилень нервової чутливості та появи больових синдромів.

1. При дослідженні змін внутрішньоклітинного рівня вільних іонів Са²⁺ методом флуоресцентної кальційметрії з використанням роз'єднувача протонного градієнта на мембрані мітохондрій (СССР) в ізольованих нейронах заднєкорінцевих гангліїв щурів показана функціонально різна участь мітохондрій у модуляції двох різних типів кальцієвих сигналів.

2. При порівнянні кальцієвих транзиєнтів, викликаних гіперкалієвою деполяризацією, у цих нейронах у контролі і при стрептозотоцин-індукованому діабеті виявлене достовірне уповільнення виводу Ca²⁺ із цитозолю в нейронах малого діаметра, на відміну від нейронів великого діаметра. У нейронах як великого, так і малого діаметра контрольних і діабетичних тварин не виявлено достовірних змін у базальному рівні [Ca²⁺]_i, в амплітуді деполяризаційних транзиєнтів, а також у швидкості наростання Ca²⁺ сигналу.

3. В експериментах з використанням роз'єднувача протонного градієнта СССР у нейронах великого й малого діаметра виявлене значне пригнічення роботи Na⁺/Ca²⁺ обмінника мітохондрій при стрептозотоцин-індукованому діабеті. У нейронах малого діаметра виявлене зменшення здатності мітохондрій акумулювати кальцій, а також показане, що уповільнення виводу кальцію з цитозолю зберігається при заблокованих мітохондріях.

4. При порівнянні кальцієвих транзиєнтів, викликаних гіперкалієвою деполяризацією в даних нейронах у контролі і при карадженин-індукованому запаленні, не виявлено достовірних відмінностей у базальному рівні [Ca²⁺]_i, в амплітуді деполяризаційних транзиєнтів, у швидкості наростання Ca²⁺ сигналу, а також у кінетиці спаду [Ca²⁺]_i.

5. В експериментах з використанням роз'єднувача протонного градієнта СССР у нейронах великого й малого діаметра виявлене достовірне пригнічення роботи Na⁺/Ca²⁺ обмінника мітохондрій при карадженин-індукованому запаленні без зміни швидкості захоплення кальцію мітохондріями.

6. Отримані результати показують провідну роль взаємодії між кальційрегулюючими структурами (мітохондріями й ендоплазматичним ретикулумом) у внутрішньоклітинній сигналізації в первинних сенсорних нейронах, порушення якого є однією з причин змін передачі сенсорних сигналів при запальному болючому синдромі і діабетичній нейропатії.

Перелік статей, опублікованих за матеріалами дисертації:

1. Kostyuk P.G., Svichar N.V., Voitenko N.V., Shishkin V.O. and Kostyuk E.P. (1998) Role of mitochondria in Calcium Signalling in Mammalian Sensory Neurons // Neurophysiology, 30 (4/5), 191-193.

2. Nataliya Svichar, Vyacheslav Shishkin and Platon Kostyuk (1999) Mitochondrial participation in the modulation of calcium transients in DRG neurons. // NeuroReport, 10 (6), 1-5.

3. Н.В.Войтенко, О.П.Костюк, І.А.Кругліков, Н.В.Свічар, В.О.Шишкін (1999) Зміни кальцієвої сигналізації в ноцицептивних нейронах ссавців за умов цукрового діабету. // Фізілогічний журнал, 45(4), 48-54.

4. E.Kostyuk, N.Svichar, V.Shishkin and P.Kostyuk (1999) Role of mitochondrial dysfunction in calcium signalling alterations in dorsal root ganglion neurons of mice with experimentally-induced diabetes // Neuroscience, 90 (2), 535-541.

5. Kruglikov, I.A., Shutov, L.P., Shishkin, V.O., Kostyuk, E.P., Potapenko, E.S., and Voitenko, N.V. (2001) Intracellular mechanisms of changes in the functioning of rat sensory neurones with streptozotocin-induced diabetes mellitus // Phyziol Journ (Kiev), 47 (5), 18-25.

6. E. Kostyuk, N. Voitenko, I. Kruglikov, A. Shmigol, V. Shishkin, A. Efimov, P. Kostyuk (2001) Diabetes-induced changes in calcium homeostasis and the effects of calcium channel blockers in rat and mice nociceptive neurons // Diabetologia, 44 (10), 1302-1309.

Перелік тез доповідей, опублікованих за матеріалами дисертації:

1. Shishkin V., Kostyuk P., Klishin A., Voitenko N. (2000) Changes in calcium homeostasis of murine primary sensory neurons under inflammation. 44 ^th Annual Meeting of Biophysical Society. New Orleans, LU, USA. Biophysical Journal, 78 (1), p190A.

2. Vyacheslav Shishkin, Platon Kostyuk, Nana Voitenko (2000) Intracellular calcium stores in primary sensory neurons under inflammation // European Biophysics Journal 29 (4-5), p.353.

3. О.П.Костюк, В.О.Шишкін, Н.В.Войтенко (2001) Вплив ніфедипіну на кальцієвий гомеостаз у нейронах при експериментальному цукровому діабеті // Ендокринологія 2001, Т.6, додаток, с.153.