CC BY
0УДК 616.853
ИЗУЧЕНИЕ УРОВНЯ ХЛОРНЫХ ИОНОВ ВНУТРИ КЛЕТОК В ПРОЦЕССЕ РАЗВИТИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
DOI 10.24412/CL-37228-2024-23-25
В. Р. Ситдикова1, В. М. Силаева1, А. Е. Логашкин1, А. Р. Мамлеев1, М. Г. Минлебаев1
'Казанский (Приволжский) Федеральный Университет, Казань, Россия E-mail: sitdikovavita@gmail.com
Аннотация. Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) является основным медиатором, обеспечивающим торможение в нервной системе. Используя крысиную модель, мы исследовали возможные механизмы изменения функциональной роли ГАМК в контрольных и эпилептических условиях. Наши результаты показали, что ГАМК продолжает выполнять роль тормозного медиатора даже при эпилептической активности, несмотря на сдвиг потенциала реверсии для хлора в сторону деполяризующих значений.
Ключевые слова: гамма-аминомасляная кислота, фокальная эпилепсия, 4-аминопиридин, крыса, in vivo.
Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) играет ключевую роль в торможении нервной системы, модулируя интенсивность тока ионов хлора через мембрану нейрона, что приводит к изменению его мембранного потенциала. В зависимости от направления тока ионов хлора, ГАМК может как тормозить, так и возбуждать нейроны [1]. В условиях низкой концентрации ионов хлора внутри нейрона ГАМК оказывает ингибирующее воздействие, что характерно для взрослого мозга в норме [2]. Однако в in vitro исследованиях обнаружено, что во время эпилептиформной активности происходит увеличение внутриклеточной концентрации ионов хлора [3], что может изменить функцию ГАМК с тормозной на возбуждающую. Вопрос о повторении данного явления в in vivo условиях остается открытым, и наша цель заключалась в исследовании этого аспекта.
Исследование внутриклеточной концентрации ионов хлора осуществлялось путем оценки функции ГАМК-ергической пере-
дачи как в условиях контроля, так и во время эпилептиформной активности. Для этого проводилась одновременная внеклеточная и внутриклеточная регистрация в конфигурации с сохранением целостности мембраны, что позволило наблюдать открытие и закрытие ионных каналов без изменения внутриклеточной среды. В результате записей были построены вольтамперные кривые зависимости амплитуды анионного тока от различных фиксирующих потенциалов на регистрирующей пипетке. С использованием полученных данных и уравнения Ходжкина-Хаксли были вычислены потенциал реверсии для хлора и мембранный потенциал для клетки, что позволило более детально изучить влияние ионов хлора на функцию ГАМК-ергической передачи в различных условиях.
Наши предварительные результаты показали, что во время эпилептиформной активности мембранный потенциал покоя нейронов сдвигался в сторону деполяризации (-19,79 мВ по сравнению с -60,26 мВ в контроле). Также был отмечен деполяризующий сдвиг для ГАМК-активируемого тока (потенциал реверсии сместился с -63,81 мВ в контроле до -32,39 мВ, во время эпилептиформной активности).
Исследование показало, что во время эпилептиформной активности происходит сдвиг потенциала реверсии для хлора в сторону деполяризующих значений, однако он остается более негативным по сравнению с мембранным потенциалом. ГАМК продолжает действовать как тормозной медиатор во время эпилептиформной активности, что связано с изменением мембранного потенциала в сторону еще более деполяризующих значений.
Работа выполнена за счет средств ПСАЛ Казанского (Приволжского) федерального университета
(ПРИОРИТЕТ-2030).
Список литературы
1. Ben-Ari Y. Excitatory actions of gaba during development: the nature of the nurture / Ben-Ari, Y. // Nature Reviews Neuroscience. — 2002. — No 3. — P. 728-739.
2. MacDonald R. GABAA receptor channels / MacDonald, R., & Olsen, R. // Annual review of neuroscience. —1994. — No 17. — P. 569-602.
3. Cecilio, S. Effect of Extracellular Chloride Depletion on Non-synap-tic Epileptiform Activities / Cecilio, S., Santos, L., Vieira, D., Rocha,
C., Rodrigues, A., & Almeida, A. // XXVI Brazilian Congress on Biomedical Engineering. — 2019.
STUDYING THE LEVEL OF CHLORIDE IONS INSIDE CELLS DURING THE DEVELOPMENT OF THE CENTRAL NERVOUS SYSTEM
Abstract. Gamma-aminobutyric acid (GABA) is the main mediator that provides inhibition in the nervous system. Using a rat model, we investigated possible mechanisms for changing the functional role of GABA in control and epileptic conditions. Our results showed that GABA continues to act as an inhibitory mediator even with epileptic activity, despite the shift in the reversal potential for chlorine towards depolarizing values.
Key words: gamma-aminobutyric acid, focal epilepsy, 4-aminopyridine, rat, in vivo.
