Медико-биологический
информационный портал
для специалистов
 
БИОМЕДИЦИНСКИЙ ЖУРНАЛ Medline.ru

СОДЕРЖАНИЕ ЖУРНАЛА:
Физико-химическая биология

Клиническая медицина

Профилактическая медицина

Медико-биологические науки


АРХИВ:

Фундаментальные исследования

Организация здравохраниения

История медицины и биологии



Последние публикации

Поиск публикаций

Articles

Архив :  2000 г.  2001 г.  2002 г. 
               2003 г.  2004 г.  2005 г. 
               2006 г.  2007 г.  2008 г. 
               2009 г.  2010 г.  2011 г. 
               2012 г.  2013 г.  2014 г. 
               2015 г.  2016 г. 

Редакционная информация:
        Опубликовать статью
        Наша статистика


 РЕДАКЦИЯ:
Главный редактор

Заместители главного редактора

Члены редколлегии
Специализированные редколлегии


 УЧРЕДИТЕЛИ:
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
"Институт токсикологии Федерального медико-биологического агентства"
(ФГБУН ИТ ФМБА России)

Институт теоретической и экспериментальной биофизики Российской академии наук.

ООО "ИЦ КОМКОН".




Адрес редакции и реквизиты

199406, Санкт-Петербург, ул.Гаванская, д. 49, корп.2

ISSN 1999-6314

Российская поисковая система
Искать: 


«
ТОМ 16, СТ. 95 (стр. 1062-1076)   |   10 ноября 2015 г.   
»

Фундаментальные исследования » Биофизика

Влияние метил L-метионина, NAD+, некоторых блокаторов катионных каналов и киназы G на активацию нейронных сетей ионом аммония.
Кононов А.В.1 , Галимова М.Х.2, Дынник В.В.1,2

1Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биофизики клетки РАН, 142290, Пущино, Институтская 3,РФ
2Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, 142290, Пущино, Институтская 3, РФ



Резюме

Цель работы- исследовать влияние: метил L-метионина (витамин U), кофермента NAD+ и некоторых модуляторов катионных каналов на гиперактивацию нейронных сетей, вызываемую ионом аммония (NH4+). Эксперименты были выполнены на нейроглиальных культурах клеток гиппокампа крыс (12-18 DIV), с использованием флюоресцентной микроскопии и регистрации уровня Ca++ в нейронах и астроцитах. Показано, что витамин U (3-10 mM) и ZD 7288 (20-30 mkM) -ингибитор, активируемых гиперполяризацией циклонуклеотид- зависимых катионнных (HCN)-каналов,- вызывают полное подавление активности нейронных сетей, активированных 6-8 mM NH4Cl. Эффект витамина U сохраняется в присутствии pertussis toxin ( ингибитора Gi,0 ?белков) и блокатора ГАМКа-рецепторов бикукуллина, что свидетельствует о механизме его действии, отличном от действия других метиламинов ( например бетаина). Эффект ZD указывает на возможную активацию HCN-каналов посредством NH4+ , приводящую (наряду с другими факторами ) к гиперактивации нейронных сетей. NAD+ (1-3 мМ), активирующий группу калиевых каналов, гиперполяризует нейроны и подавляет спонтанную активность сети. Последующие добавки NH4Cl вызывают, медленный рост базового уровня Ca++ и амплитуды Ca++ колебаний в группе клеток, включающей 30% нейронов сети. Восстановление гиперактивности в этой группе клеток происходит в течение 260-280 сек и сопровождается быстрой активацией оставшейся части нейронов сети (70 %)- после достижения всеми клетками некоторого порогового уровня Ca++ (Cat++). В присутствии ингибитора медленных Ca++ -зависимых калиевых (SK) каналов апамина (apamin), временной сдвиг между группами исчезает и восстановление активности сети происходит через 120-130 сек, после достижения всеми клетками уровня Cat++. При преинкубации культур с 8- bromo-cyclo GMP, активатором протеин киназы G, временной сдвиг между группами клеток (при введении NH4+) сохраняется. Высокая активность сети достигается через 80-90 сек и быстро исчезает. При этом более 60% клеток сети переходит в состояние с высоким уровнем Ca++ . Все эти данные указывают на возможное вовлечение HCN и некоторых Na+ и Ca++ -каналов, а также Ca++ -зависимых калиевых каналов в активирующий эффект NH4+ и на важную роль киназы G в этом процессе. Блокада или активация метаботропных глютаматных рецепторов 1 типа (mGLUR 1,5) и ингибирование липидкиназы (PI3K) не влияют на эффект NH4+. Полученные результаты могут позволить выявить механизмы токсического действия NH4+ на клетки мозга и разработать новые методы фармакологической коррекции гипераммонемии.


Ключевые слова

нейронные сети, ион аммония, витамин U, катионные каналы, киназа G, гипераммонемия.





(статья в формате PDF. Для просмотра необходим Adobe Acrobat Reader)



открыть статью в новом окне

Список литературы

1. Braissant O., McLin V.A., Cudalbu C. Ammonia toxicity to the brain //J Inherit .Metab. Dis., 2013, vol. 36, pp. 595-612.


2. Nencki M., Pawlow J.P., Zaleski J. Ueber den Ammoniakgehalt des Bluttes und der Organe. Die Harnstoffbildung bei den Saugetieren // Arch. Exp. Pathol. Pharmakol. , 1896, vol. 37, pp. 26-51.


3. Shawcross D.L., Davies N.A., Williams R., Jalan R.. Systemic inflammatory response exacerbates the neuropsychological effects of induced hyperammonemia in cirrhosis //J Hepatol. , 2004, vol. 40(2), pp.247-54.


4. Häussinger D., Görg B. Interaction of oxidative stress, astrocyte swelling and cerebral ammonia toxicity// Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care, 2010, vol.13, pp. 87- 92.


5. Schwarz C.S., Ferrea S., Quasthoff K. et al. Ammonium chloride influences in vitro-neuronal network activity// Exp. Neurol. ,2012, vol. 235 (1), pp. 368-373.


6. Dynnik V.V., Kononov A.V., Sergeev A..I, Zinchenko V.P. To break or to brake neuronal network accelerated by ammonium ions? //PLoS ONE, 2015, vol. 28, N10(7), pp. 1-30. e0134145, DOI: 10.1371/journal.pone.0134145


7. Moreschi I.,?Bruzzone S.,?Nicholas R.A et al. Extracellular NAD+ is an agonist of the human P2Y11 purinergic receptor in human granulocytes. //J. Biol. Chem.,?2006,?vol. 281(42), pp. 31419-29.


8. Kilfoil P.J., Tipparaju S.M., Barski O.A. et al. Regulation of ion channels by pyridine nucleotides. //Circ. Res. , 2013, vol. 112 (4), pp.721-741.


9. Zinchenko V.P., Turovsky E.A., Turovskaya M.V. et al. NAD dissociates neural networks into subpopulations of neurons by inhibiting the network synchronous hyperactivity evoked by ammonium Ions. // Biocemistry (Moscow) Supplement Series A: Membrane and cell biology, 2016, vol. 10(3), pp. 21-30.


10. Wu X.,?Liao L.,?Liu X et al. Is ZD7288 a selective blocker of hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated channel currents? // Channels (Austin), ?2012, vol. 6(6), pp. 438-42.


11. He C.,?Chen F., Li B., Hu Z. Neurophysiology of HCN channels: from cellular functions to multiple regulations. // Prog Neurobiol. , 2014, vol 112, pp.1-23.


12. Houtkooper R.H.,?Pirinen E.,?Auwerx J. Sirtuins as regulators of metabolism and healthspan.// Nat Rev Mol Cell Biol.?,2012,?vol 13(4), pp. 225-38.


13 . Kosenko E., Kaminsky Y., Grau E. et al. Brain ATP depletion induced by acute ammonia intoxication in rats is mediated by activation of the NMDA receptor and Na+,K(+)-ATPase. // J Neurochem., 1994, vol.63, pp. 2172-8.





14. Cauli O., Gonzalez-Usano A., Cabrera-Pastor A., Gimenez-Garzo C., Lopez-Larrubia P., Ruiz-Sauri A. et al. Blocking NMDA receptors delays death in rats with acute liver failure by dual protective mechanisms in kidney and brain.// Neuromolecular Med., 2014, vol. 16, pp. 360-75.


15. Andreeva L.A., Grishina E.V., Sergeev A.I. et al. EMERGENCE OF ACETYLCHOLINE RESISTANCE AND LOSS OF RHYTHMIC ACTIVITY ASSOCIATED WITH THE DEVELOPMENT OF HYPERTENSION, OBESITY, AND TYPE 2 DIABETES// Biocemistry (Moscow) Supplement Series A: Membrane and cell biology, 2016, vol. 10(3), pp. 1-10.


16. Fiscus R.R. Involvement of cyclic GMP and protein kinase G in the regulation of apoptosis and survival in neural cells. //Neurosignals,?2002, vol. 11(4), pp. 175-90.


17. Gonzalez-Usano A., Cauli O., Agusti A., Felipo V. Hyperammonemia alters the modulation by different neurosteroids of the glutamate-nitric oxide-cyclic GMP pathway through NMDA- GABAA - or sigma receptors in cerebellum in vivo.// J Neurochem., 2013, vol. 125, pp. 133-43.


18. Brusilow S.W., Koehler R.C., Traystman R.J., Cooper A.J. Astrocyte glutamine synthetase: importance in hyperammonemic syndromes and potential target for therapy.// Neurotherapeutics, 2010, vol. 7, pp. 452-70.


19. Bosoi C.R., Zwingmann C., Marin H. et al. Increased brain lactate is central to the development of brain edema in rats with chronic liver disease.// J Hepatol., 2014, vol. 60, pp. 554-60.


20. Rangroo Thrane V., Thrane A.S., Wang F. et al. Ammonia triggers neuronal disinhibition and seizures by impairing astrocyte potassium buffering. // Nat Med., 2013, vol. 19, pp. 1643-8.



Свидетельство о регистрации сетевого электронного научного издания N 077 от 29.11.2006
Журнал основан 16 ноября 2000г.
Выдано Министерством РФ по делам печати, телерадиовещания и средств массовых коммуникаций
(c) Перепечатка материалов сайта Medline.Ru возможна только с письменного разрешения редакции

Размещение рекламы

Rambler's Top100