Офіційний веб сайт

Цикл наукових праць "Властивості та модуляція хлорних каналів у нейронах головного мозку"

М17

 

Автори:Федоренко О.А., к.б.н.Розумна Н.М.,к.б.н.

 

Представлений Інститутом фізіології ім. О.О.Богомольця НАН України

 

 

Авторами проведено комплексне дослідження властивостей хлорних іонних каналів, які експресуються у цитоплазматичній та прослідковано їх модуляцію різними активними речовинами, зокрема дофаміном.

Розроблено унікальну методику реєстрації активності поодиноких внутрішньоклітинних іонних каналів, аналогів якої досі немає ні в Україні, ні у світі, яка дозволяє досліджувати іонні канали у їх нативному стані. Більшість внутрішньоклітинних каналів, які виявили автори, було описано вперше, показано, що в ядерних мембранах нейронів різних типів експресуються різні набори іонних каналів, навіть у межах однієї частини мозку, наприклад гіпокампі чи мозочку.

Модуляція хлорних каналів у плазматичній мембрані нейромодулятором дофаміном досліджувалася в умовах in vivo, що є досить тонким та максимально наближеним до реальних фізіологічних умов методом. Вперше показано, що дофамін в умовах хронічного експерименту частіше викликає збудження, ніж гальмування нейронів неокортексу на відміну від даних, отриманих на анестезованих тваринах та на зрізах мозку. Виявлено, що дофамін може значно зменшувати гальмівний вплив агоністів ГАМКА–рецепторів, через які відбувається зміна іонної проникності і виникає потік іонів хлору в клітину. Отримано докази того, що дофамін активує пірамідні нейрони шляхом механізму гальмування гальмування за участю хлорних каналів. Цей механізм пояснює здатність модуляторів стабілізувати активність нейронів моторної кори і роботу ГАМКА-залежного хлорного струму.

 Побудовано загальну модель провідності іонних каналів біомембран, створено оригінальні підходи до диференційованого фармакологічного впливу на іонні канали, селективні до аніонів, які знаходяться у цитоплазматичній та внутрішньоклітинних мембранах. запропоновано нові нетрадиційні підходи аналізу властивостей та модуляції хлорних каналів на різних рівнях, зокрема клітинному та молекулярному. З погляду участі досліджуваного нейромодулятора в патології моторної та психічної активності людини при таких хворобах, як шизофренія, хвороба Паркінсона, встановлені закономірності та запропоновані підходи відкривають широкі можливості для створення ліків нового покоління.

 Результати досліджень мають велике значення для вирішення фундаментальних проблем з механізмів регуляції функціювання нейронів головного мозку, оскільки проникнення iонiв хлору у цитоплазму клiтини i далi в середину ядра може істотно впливати на перебіг багатьох внутрішньоклiтинних процесів, включаючи змiни у активностi генетичного апарату. Дефіцит дофаміну або навпаки його надлишок при патологічних станах організму людини, в свою чергу, втручається у зазначені процеси. З'ясування процесiв хлорного транспорту у нервовiй клитинi дає підставу для розробки нових фармакологічних агентів для корекції психопаталогiчних станiв людини.

 

Кількість публікацій:  Результати досліджень викладено у 40  публікаціях, в т.ч. 23  статтях (серед них 11 у реферованих журналах). Загальний індекс цитування складає понад  10  згідно баз даних Scopus.

Надіслати коментар

Коментарі

Гість

В цій роботі запропоновано дуже вдале методологічне рішення поставленої проблеми. Крім того, дослідження стосовно впливу дофаміну на нейрони можуть бути використані у медицині і мають пряме значення для розробки фармакологічних підходів у лікуванні патологічних станів нервової системи.

Молдаван М.Г.

Трансмембранний баланс iонiв хлору має дуже важливе значення для життєдiяльностi нервової клiтини. У циклi робiт Федоренко О.А. та Розумної Н.М. видно системний пiдхiд до проблеми вивчення транспорту анiонiв хлору у нервовiй клiтинi. Дослiдженно вплив нейромодуляторiв дофамiну та норадреналiну на хлорнi канали, пов'язанi з iонотропними ГАМКА рецепторами, розташованними на цитоплазматичнiй мембранi, а також видкрито три типи хлорних каналiв на зовнiшнiй, та внутрiшнiй мембранах ядра клiтини, що досi були невiдомi. Отриманi данi мають фундаментальне значення, тому що проникнення iонiв хлору у цитоплазму клiтини, i далi в середину ядра, спричинює змiни у активностi генетичного апарату та у внутришньоклiтинних процесах. И що особливо важливо, отриманi Федоренко О.А. та Розумною Н.М. результати можуть мати практичне застосування, бо роблять можливим розробку фармакологiчних агентiв, якi би вибiрково впливали на анiоннi канали мембрани ядерної та плазматичної оболонки. З'ясування процесiв хлорного транспорту у нервовiй клитинi буде сприяти поясненню механизму дiї деяких психотропних препаратiв, а також розробцi науково-обгрунтованих методiв корекцiї паталогiчних станiв людини, що пов'язанi з порушеннями ГАМКергiчної передачi, та iонного балансу клiтини. Я вважаю, що результати роботи Федоренко О.А. та Розумної Н.М. є перспективними и заслуговують премiї Президента України для молодих вчених.

Молдаван М.Г., к.б.н., старший науковий спiвробiтник (Oregon Health and Science University (Portland, Oregon, USA).

к.б.н. Таланов С.А.

Робота Федоренко О.А. та Розумної Н.М. є надзвичайно цікава для сучасної фізіологічної науки, адже це є перша робота, в якої автори показали які властивості мають хлорні канали внутрішньоклітинних мембран. На цей час інформації про внутрішньоклітинні іонні канали є дуже мало, оскільки внутрішні мембрани є недосяжними для прямих електрофізіологічних досліджень. Автори знайшли дуже вдале рішення цієї методологічної проблеми, використавши мембрани ядерної оболонки в якості об'єкту дослідження. Крім того, автори чітко показали відмінність властивостей хлорних каналів внутрішньоклітинних мембран та плазматичної мембрани, що вказує на складність регуляції клітинних процесів аніонами. Автори даної роботи цілком заслуговують цієї нагороди за свої унікальні дослідження.