Изменения внутриклеточных потенциалов и ионных токов нейронов при вне- и внутриклеточном действии ацетата ртути Medline.ru - медико-биологический информационный портал Медлайн.ру

Изменения внутриклеточных потенциалов и ионных токов нейронов при вне- и внутриклеточном действии ацетата ртути

Вислобоков А.И.1, Малов А.М.2, Орлов В.И.3

1 ГБОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени акад. И.П. Павлова Минздрава Российской Федерации;
2 ФГБУН «Институт токсикологии Федерального медико-биологического агентства»
3 Научно-исследовательский институт нейрокибернетики им. А.Б. Когана Академии биологии и биотехнологии Южного федерального университета

Резюме
Проведены исследования изменений внутриклеточных потенциалов идентифицируемых интактных нейронов изолированной ЦНС моллюска катушки роговой (Planorbarius corneus) с помощью внутриклеточных микроэлектродов и ионных токов изолированных нейронов катушки и прудовика (Lymnaea stagnalis) в условиях фиксации потенциала под влиянием ацетата ртути (АР) в концентрациях 0,1 мкМ, 1,0 мкМ, 10 мкМ, 100 мкМ и 1000 мкМ. Через 3–5 мин после приложения АР в концентрациях от 0,1 мкМ до 10 мкМ в интактных нейронах потенциал покоя (ПП) незначительно (на 1 – 2 мВ) уменьшается, происходит увеличение частоты потенциалов действия (ПД). При концентрациях АР 100 – 1000 мкМ возникает необратимая деполяризация мембраны до -35 – -40 мВ, сопровождающаяся необратимым прекращением генерации ПД. Изменения ионных токов под влиянием АР оказались более выраженными при меньших концентрациях, чем изменения биопотенциалов. Амплитуда суммарных входящих натрий-кальциевых токов и выходящих калиевых токов неизбирательно и необратимо снижалась под влиянием АР в концентрации от 0,1 мкМ и усиливалась при концентрации 1000 мкМ вплоть до нуля. Изменения наступали быстро, менее чем за 1 мин. Кинетика развития ионных токов не изменялась. Внутриклеточное действие АР в концентрации 100 мкМ не подавляло ионные токи, т.е. было неэффективным.

Ключевые слова
нейроны моллюсков, ацетат ртути, потенциал покоя, потенциал действия, импульсная активность, ионные токи

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

открыть статью в

новом окне

Список литературы

1. Yuan Y. Methylmercury: a potential environmental risk factor contributing to epileptogenesis // Neurotoxicology. – 2012. – Vol. 33 (1). – P. 119–126.

2. Atchison W.D. Effects of toxic environmental contaminants on voltagegated calcium channel function: from past to present // J. Bioenerg. Biomembr. – 2003. – Vol. 35. – P. 507–532.

3. Castoldi A.F., Coccini T., Ceccatelli S., Manzo L. Neurotoxicity and molecular effects of methylmercury // Brain Res, Bull. – 2001. – Vol. 55 (2). – P. 197–203.

4. Huang C.F., Hsu C.J., Liu S.H., Lin-Shiau S.Y. Neurotoxicological mechanism of methylmercury induced by low-dose and long-term exposure in mice: oxidative stress and down-regulated Na+/K(+)-ATPase involved // Toxicol. Lett. – 2008. – Vol. 176 (3). – P. 188–197.

5. Pekel M., Platt B., Busselberg D. Mercury (Hg2+) decreases voltage-gated calcium channel currents in rat DRG and Aplysia neurons // Brain Res. – 1993. – Vol. 632. – P. 121–126.

6. Peng S., Hajela R.K., Atchison W.D. Effects of methylmercury on human neuronal L-type calcium channels transiently expressed in human embryonic kidney cells (HEK-293) // J. Pharmacol. Exp. Ther. – 2002. – Vol. 302. – P. 424–432.

7. Yuan Y., Atchison W.D. Methylmercury induces a spontaneous, transient slow inward chloride current in Purkinje cells of rat cerebellar slices // J. Pharmacol. Exp. Ther. – 2005. – Vol. 313. – P. 751–764.

8. Magour S., Maser H., Greim H. The effect of mercury chloride and methyl mercury on brain microsomal Na-K-ATPase after partial delipidisation with Lubrol // Pharmacol. Toxicol. – 1987. – Vol. 60. – P. 184–186.

9. Huang C.F., Hsu C.J., Liu S.H., Lin-Shiau S.Y. Neurotoxicological mechanism of methylmercury induced by low-dose and long-term exposure in mice: oxidative stress and down-regulated Na+/K(+)-ATPase involved // Toxicol. Lett. – 2008. – Vol. 176 (3). – P. 188–197.

10. Liang G.H., Jarlebark L., Ulfendahl M., Moore E.J. Mercury (Hg2+) suppression of potassium currents of outer hair cells // Neurotoxicol. Teratol. – 2003. – Vol. 25. – P. 349–359.

11. Shafer T.J., Meacham C.A., Barone S.Jr. Effects of prolonged exposure to nanomolar concentrations of methylmercury on voltage-sensitive sodium and calcium currents in PC12 cells // Brain Res. Dev. Brain Res. – 2002. – Vol. 136. – P. 151–164.

12. Sirois J.E., Atchison W.D. Methylmercury affects multiple subtypes of calcium channels in rat cerebellar granule cells // Toxicol. Appl. Pharmacol. – 2000. – Vol. 167. – P. 1–11.

13. Tarabová B., Kurejová M., Sulová Z. et al. Inorganic mercury and methylmercury inhibit the Cav3.1 channel expressed in human embryonic kidney 293 cells by different mechanisms // J. Pharmacol. Exp. Ther. – 2006. – Vol. 317 (1). – P. 418–427.

14. Yin X., Sun J.Z., Mei Y. et al. Effect of Hg2+ on voltage-dependent calcium channels and intracellular free calcium in trigeminal ganglion neurons of rats // Zhonghua Lao Dong Wei Sheng Zhi Ye Bing Za Zhi. – 2008. – Vol. 26 (9). – P. 542–545.

15. Вислобоков А.И., Игнатов Ю.Д., Галенко-Ярошевский П.А., и др. Мембранотропное действие фармакологических средств. – Санкт-Петербург – Краснодар: Просвещение-Юг. – 2010. – 528 с.

16. Вислобоков А.И., Шабанов П.Д. Клеточные и молекулярные механизмы действия лекарств. – Серия: Цитофармакология. Т. 2. – СПб.: Информ-Навигатор, 2014. – 624 с.

17. Толкунов Ю.А., Сибаров Д.А., Фролов Д.С. Активность первичных афферентных нейронов тонкой кишки при действии гистамина модулируется дефенсином HNP-1 // Сенсорн. сист. – 2009. – Т. 23, №1. – С.79–86.

18. R Core Team. R: A language and environment for statistical computing. R foundation for statistical computing, Vienna, Austria. – 2014. URL http://www.R-project.org/.

19. Shafer T.J. Methylmercury effects on ion channels and electrical activity in neurons: future directions // Cell. Mol. Biol. – 2000. – Vol. 46 (4). – P. 855–864.

20. Hisatome I., Kurata Y., Sasaki N. et al. Block of sodium channels by divalent mercury: role of specific cysteinyl residues in the P-loop region // Biophys. J. – 2000. – Vol. 79 (3). – P. 1336–1345.

21. Divine K.K., Ayala-Fierro F., Barber D.S., Carter D.E. Glutathione, albumin, cysteine, and cys-gly effects on toxicity and accumulation of mercuric chloride in LLC-PK1 cells // J. Toxicol. Environ. Health A. – 1999. – Vol. 57 (7). – P. 489–505.

22. Скульский И.А., Малов А.М., Глазунов В.В. Обнаружение перехода от электрогенного к электронейтральному режиму в работе Nа/К-насоса нейронов моллюска Planorbarius corneus при понижении температуры. Доклады АН СССР 1976, 231, № 4 СС. 1014 -1017.

23. Kamath S.U., Pemiah B., Sekar R.K. et al. Mercury-based traditional herbo-metallic preparations: a toxicological perspective // Arch. Toxicol. – 2012. – Vol. 86 (6). – P. 831–838.