CC BY
12
Вестник К03НЛЛУ № I - 2020
A. Shakhanova, N. Aukenov, A. Nurtazina, T. Shakhanov, M. Massabayeva, D. Kozhakhmetova
Medical University of Semey, Semey, Republic of Kazakhstan
ANALYSIS OF THE RELATIONSHIP OF HYPERINSULINEMIA AND DYSLIPIDEMIA IN PERSONS OF THE KAZAKH POPULATION
Resume: The aim of our study was to study and analyze the relationship of hyperinsulinemia and the level of dyslipidemia in people of the Kazakh population. The study involved 507 Kazakhs aged 18-65. All participants measured blood pressure, height and weight and calculated BMI. The levels of insulin, glucose, total cholesterol, LDL, HDL, triglycerides, apolipoprotein B. According to the results of the study, hyperinsulinemia was
associated with hyperhepolipoproteinemia B (p=0.0001) and hypertriglyceridemia (p=0.0001) in the Kazakh population. In conclusion, apoB and triglyceride levels can be not only early predictors of the risk of dyslipidemia, but also the risk of developing insulin resistance and diabetes. Keywords: hyperinsulinemia, dyslipidemia, Kazakhs, apolipoprotein B, triglycerides
ЭОК 612.8.04
;.Э. Сейтцадыр1, В.П. Зинченко2, С.Т. Тулеуханов1
1Эл-Фараби атындагы К,азац улттыцуниверситету Цазацстан, Алматы ц.
2PFA Клетка биофизикасы институты, Ресей, Пущино ц.
КУЛЬТУРАДАFЫ НЕЙРОНДАРДЫН, СПОНТАНДЫ СИНХРОНДЫ БЕЛСЕНД1Л1Г1(ССБ) РИТМОГЕНЕЗ1НДЕГ1 ЦИКЛДЫ; НУКЛЕОТИДТЕРМЕН БАСИ^ЬНА^^^^) КАНАЛДАРДЫН РОЛ1Н ЗЕРТТЕУ
Аталган мацалада культурадагы нейрондардыц спонтанды синхронды белсендлг (ССБ) ритмогенезшде циклдыц нуклеотидтермен басцарылатын гиnерnоляризациялыц-белсенденушi (HCN) каналдардыц ролн зерттеу бойынша ЖYргiзiлген жумыстардыц нэтижелерi келтiрiлген. Гиперцозу кезiндегi неврологиялыц процесстердщ механизмы аныцтау жэне нейропатологиялыц nроцесстердi болдырмау жолындагы мэселелердi шешу цажеттлг аталган тацырыптыц езектшгш аныцтайды. Аталган жумыстыц мацсатынейрондыц желiлердегi ССБ жшл^тц артуы жеке нейрондардагы кальций иондарыныц цитозолдагы концентрациясыныц([Са2+])базалдыц децгейшц есуше жэне артынша олардыц влiмiне алып келетшн, ал HCN каналдарыныц ингибиторлары импульс узацтыгын азайтып, нейрондарды влiмнен сацтайтындыгын кврсету болып табылады. Конфокальдi сканерлеушi микроскопия жэне пэтч-кламп эдiстерi цолданылды. Тэжiрибелiкмэлiмеmmердi вцдеу Yшiн мэлiметтердi вцдеудщ стандарттыц эдiсmерi цолданылды. HCN каналдарыныц спонтанды синхронды белсендшк (ССБ) ритмогенезшде жэне нейрондардыц бекетаралыц белсендыг кезшде эрекет потенциалыныц жилг мен амплитудасыныц реmmелуiнде жеmекшi роль ойнайтындыгы кврсетлген. Деполяризация жылдамдыгы мен децгешн арттыра отырып каналдар цоздырушы эсерге ие болып табылады. Каналдардыц ингибиторлары Са2+ импульстщ узацтыгын азайтады жэне нейрондар желiсiндегi гиперцозуды бэсецдеmедi. Нейрондардыц элекmрлiк сигналдарыныц баяу деполяризация импульстарымен кодталу механизмi аныцталган. Tyttmdi свздер: HCN каналдар, спонтанды синхронды белсендшк,ритмогенез, гиппокамп, гиперцозу
Mpicne. Нейрондыц желшердщ гиперцозуы кептеген нейродегенеративтш аурулар, инсульт жэне эпилепсия кездершдеп нейрондардыц закымдалуы мен елiмiне себеп болуы мумган. Гиперцозу жогары жиШкт бекетаралыц белсендтк режимшщ жэне кальций иондарыныц синхронды тербелктершщ пайда болуымен, ягни деполяризациямен цатар журедъ Бекетаралыц белсендШк параметрлерi Са2+ импульсшщ узацтыгын аныцтайды жэне сондыцтан да нейрондардыц гиперцозуга твзiмдiлiri ушш айтарлыцтай мацызды. Гиперцозу кезшдеп неврологиялыц процесстердщ механизмш аныцтау жэне
нейропатологиялыц процесстерд болдырмау жолындагы мэселелердi шешу цажетттп аталган тацырыптыц езекттгш аныцтайды [1].
Орталыц жуйке жуйесшщ (ОЖЖ) нейрондары культурада даму кезшде кептеген синаптикалыц байланыстар тузеда жэне нейрондыц желш цалыптастырады. Онда эрекет потенциалы (ЭП) жэне Са2+ бумаларыныц спонтанды синхронды белсендШп пайда болады. Бул булгалдердщ жшлт 0-ден 3 Гц дешнп аралыцта созылып жатады. Эдетте бул тербелiстердiц жтлш 0,05Гц аспайды. ЭртYрлi цоздырушы эсерлер ССБ жтлшн 0,2 Гц жэне одан да жогары децгейге дешн арттырады [2]. Сонымен цоса ССБ жогары жшлтнщ нейротоксикалылыгы мэселесi туындайды. Нейрондар цитозольден Са2+ тартып шыгару жылдамдыгына царай ерекшеленедi. Са2+ баяу тартып
шыгарылатын нейрондарда ССБ жтлш артцан жагдайда Са2+ базалдыц децгешнщ всуi жэне Са2+ жаппай артуы байцалады жэне соныц салдарынан нэтижесшде жасушалар 0лiмiне алып келетiн процесстер индукцияланады [3]. ССБ кезiндегi бул нейрондардагы Са2+ сигналдарын талдау мундай жасушалардыц Са2+-тасымалдаушы ЖYЙелерi Са2+ импульстары аралыцтарындагы уацытта Са2+ базалдыц децгейге дешн тартып алуга Yлгермейдi, бул жасушаМлш ЖYЙелердiц кальцимен шектен тыс толтырылуына жэне жасушалар 0лiмi процесстершщ белсенденуше алып келедi [4]. Басца цырынан царасац, ССБ кезiндегi нейрондардагы Са2+ импульсiнiц узацтыгы эртYрлi жэне 15-20 сек дешн жету MYMкiн. Са2+ импульсiнiц узацтыгы Са2+ каналдарыныц десенситизация дэрежесше жэне ЭП бумасыныц узацтыгына байланысты. Ал буманыц узацтыгы ез кезегiнде HCN-каналдар мен Т-типт потенциал тэуелдi (ПТ) Са2+каналдарыныц белсендшшмен реттеледi. Кальций иондарыныц цитозолдагы
концентрациясыныцжогарылауы еткiзгiштiгi жогары Са2+каналдарыныц ашылуыныц арцасында ете жылдам ЖYзеге асады. [Са2+]1 темендеуi эртYрлi Са2+ помпалары мен алмастыргыштардыц тартып шыгаруыныц арцасында бiршама баяу ЖYредi. Осылайша, импульстер арасындагы уацыт iшiнде Са2+ тартып шыгару жылдамдыгы Са2+-дiц базалдыц децгейге дешн толыгымен тартылып шыгарылуы ЖYзеге асатын ССБ кезiндегi Са2+ импульстерiнiц шектш
VeStnik KaznmU № I - 2020
жшлшн аны;тайтын басты параметр болып табылады. ССБ шектi M0лшерiнен ас;анда жасушалар импульстер аралыгында Са2+-дi тартып шыгаруга Yлгермейдi жэне оларда [Са2+]>дщ жаппай 0суi бай;алады, бул елу процесстерiн индукциялайды [5].
Гиперполяризация ар;ылы катионды; селективтi емес каналдардыц (НС^ белсендену нейронныц пейсмекерлiк белсендiлiгi Yшiн ;ажетт деполяризациялаушы токты (Ш) индукциялайды. Каналдардыц белсендену
гиперполяризация 45-60 mV аралыгында болганда жогарылайды жэне 110 мV кезiнде максималды децгейiне жетедъ HCN-канал ашылады [6]. сАМР ССБ кезшде нейрондардагы Са2+жиiлiгiн арттырады. Гиппокамп нейрондардарындагы сАМР жогарылауы тета-ритм житгш арттырады [7] немесе оны индукциялайды [8]. HCN-каналдар GABA-ергиялы; нейрондар популяцияларында, соныц iшiнде парвальбуминдi интернейрондар субпопуляциясында экспрессияланган. Каналдар тэуелдi сАМР синтезшщ Са2+ импульстерi ар;ылы щшейтше,щ[9]. Осылайша, ;айталама Са2+-жабыспалары эдетте HCN каналдарыныц баяу белсенденуiн тудырады. cAMP-тэуелдi, гиперполяризация ар;ылы белсенденетiн, селективтi емес катионды; каналдар (НС^ жасушаны
гиперполяризациядан кейш табалдыры; мэнiне дейiн деполяризациялайды, сол ар;ылы кезектi эрекет потенциалын индукциялайды жэне сол себептi нейронды; белсендiлiк модуляциясында мацызды роль ойнайды [10]. Са2+ иондары периодты; жабыспалары кезiндегi сАМР синтезiнiц KYшеюi ар;ылы HCN каналдарын белсендендiредi [9]. Gi-акуыздарымен TYЙiндес рецептор агонистары (соматостатин-2А рецепторлар) ар;ылы сАМР децгейiнiц т0мендеуiимпульстiк белсендШк пен тета-ритмдi бэсецдеттi [11], бул Gi-акуыздарымен TYЙiндес рецепторлардыц белсенденуi кезiндегi гипер;озудан нейрондарды ;оргаудыц механизмдершщ бiрi болуы м\^кш.
HCN-каналдарыныц ингибиторы ZD7288 синаптикалы; трансмиссияны бэсецдете отырып, эпилепсия кезiндегi гипер;озуды азайтады. ZD7288 бугаттаушы эсерi каналдыц ашы; болуын талап етедi жэне препарат канал жабылганнан кейiн туза; iшiнде ;алады. ZD7288 концентрациясыныц артуы кезiнде нейрондардагы Na+ каналдарын да бугаттайды [12]. ZD7288 сондай-а; Т-типтi Са2+ каналдарын да бугаттай алады[13].
HCN каналдары екiншiлiк месенджерлердiц тiкелей эсерi ар;ылы сигналды; трансдукцияныц эртYрлi ;ац;аларыныц нысаны болып табылады [6, 12, 13]. Са2+ - cAMP - тэуелд HCN каналдар негiзiнен альбуминдi нейрондардыц ГАМК-ергиялы; жуптардыцжылдам фракцияларында орналас;ан. Болжамдарга сэйкес, Gi-акуыздарымен TYЙiндес рецептор агонистерь Р13-киназа ингибиторлары немесе HCN каналдарыныц ингибиторларыныц эсерi кезiнде ССБ-п Са2+ импульсiнiц уза;тыгы т0мендейтiн болады, бул Са2+ бiршама толы; тартылып шыгарылуына алып келедi жэне [Са2+]1 жаппай 0суше кедергi келтiредi жэне жасушаларды 0лiмнен са;тап ;алады [14].
ССБ жиШп жогары болатын тэжiрибелерде ГАМК-ергиялы; нейрондардыц жеке популяцияларыныц жшлш барынша аз болатындыгын K0рсеттi. Бул нейрондар ;озгыштыгыныц жогарылыгымен, глутамат пен каинатты жэне АМРА рецепторларыныц агонистары кэмепмен белсендену кезiнде десенситизациясыз Са2+ импульстерiн генерациялауга ;абшеттШпмен ерекшелендi [15]. Алайда импульстерш десенситизациясыз генерациялау ;абшет оларды гипер;озуга T0зiмсiз еттi (уза; мерзiмдi гипер;озу олардыц селективтi 0лiмiне экелiп со;ты). Тежегiш нейрондарды гипер;озудан ;оргау эдiстерiн iздестiру Са2+импульстерiнiц уза;тыгын ;ыс;артатын
;осылыстардыц бiр;атары, соныц шшде HCN каналдары мен Т-типтi кальций каналдарыныц ингибиторларыныц, альфа2 адренорецепторларыныц агонистары, фосфолипаза 0нiмi А2 арахидон ;ыш;ылы, АМРА рецепторлары десенситизациясыныц реттеушiлерi нейронды; желiлердегi гипер;озуды тежегендiгi немесе то;тат;андыгын K0рсеттi[16].
Материалдар мен эдiстер.
Гиппокамп жасушаларыныц культураларын алу бойынша жумыстар культивирлеу мерзiмдерi эртYрлi гиппокамп нейрондары мен астроциттершщ аралас
культураларында[17-19] сэйкес ЖYзеге асырылды. Аралас нейроглиальдi жасуша культураларын Sprague Dawley ту;ымына жататын жацадан туылган (Р1-3) сызы;ты; егеу;уйры;тардыц гиппокампынан алынды.
Декапитациядан кейiн гиппокампты шыгарып алып, Хенкстщ суы; ерiтiндiсiне ауыстырылды, уса;талып, 0,2% трипсин ;осылган Версен ертндкше салынды жэне 37°С температурада 10 мин бойында 600 айналым\мин жылдамды;тагы термошейкерде инкубирлендi.
Тэжiрибелерде сонымен ;атар пэтч-кламп жэне конфокальдi микроскопия эдiстерi де ;олданылды. Потенциалды жергiлiктi ^ркеу эдiсi, пэтч-кламп - ионды; каналдардыц ;асиеттерш зерттеуге арналган электрофизиологиялы; эдктеме, оныц мэнiсi жасуша мембранасыныц бэлшеп арнайы микропипетка K0мегiмен о;шаулануында болып табылады. Бул эдiстеме тэж1рибе жасаушыга мембрана тараптары арасындагы потенциалдыц алуан TYрлiлiгiн ба;ылауга, сондай-а; оны белгт бiр химиялы; ;урамымен ерекшеленетiн ортага орналастыруга MYMкiндiк бередi. Осындай жа;сы ба;ылауда усталатын жагдайларда мембрана ар;ылы 0тетiн ионды; токтар 0лшенедi, бул тэж1рибе соцында ионды; каналдардыц электрлш жэне химиялы; эсерлерге ;алай жауап беретшдш туралы ;орытынды жасауга MYMкiндiк бередi. Эдiстiц сезiмталдыFы соншалы; мембранамен эрекеттесетш жеке молекулалардыц эрекетi мен химиялы; 0згерiстерiн ба;ылауга MYMкiндiк беред [20]. Оптималды TYPДе ионды; каналдардыц сипаттамасын 0лшеуге MYMкiндiк беретiн тэжiрибелiк хаттамалар да жасалынган. Аталган эдктемеш ойлап тап;ан немiс зерттеушiлерi Эрвин Неер мен Берт Сакман 1991 жылы Нобель сыйлыгын алды. Тэжiрибенi ЖYзеге асыру Yшiн ;олданылган екiншi бiр эдiс -конфокальдi микроскопия. Конфокальд микроскопия (конфокальдi лазерлiксканерлеушi микроскопия, КЛСМ)— жары;ты; оптикалы; микроскопияныц бiр TYрi, ол классикалы; жары; микроскопиясымен салыстырганда айтарлы;тай ;аны;тылы; пен кещстштш мyмкiндiктерге ие, мундай мyмкiндiктерге кескiн беткейiнде орналастырылган жэне объективтщ фокальдi емес беткейiнен шагылатын фонды; шашырац;ы сэуленiц агынын шектейтiн нyктелiк диафрагманы (пинхол) ;олдану ар;ылы ;ол жеткiзiледi [21].Конфокальдi микроскопта уа;ыттыц эрбiр сэтiнде нысанныц бiр тогыныц ^ркелу ЖYзеге асад1. Толы;;анды кескiн улгшщ ;озгалысын сканерлеу немесе оптикалы; ЖYЙенi ;айта ;уру ар;асында алынады. Объектив^ линзадан кейiн зерттелетiн нyктеден шыгарылатын сэуле ол ар;^1лы оцай 0тетшдей жэне тiркелетiндей, ал бас;а нyктелерден шагылатын сэуле диафрагма ар;^1лы усталып туратындай 0те кiшкендай 0лшемдi диафрагма орналас;ан. Сипатталган эдiс эртYрлi жасушалардыц iшкi ;урылымын зерттеуге мyмкiндiк бередъОныц K0мегiмен жасушаныц жеке молекулалары мен ;урылымдарын, микроорганизмдердi, сондай-а; жасушада ЖYретiн динамикалы; процесстердi аны;тауга болады [21]. Графиктер тургызу жэне статистикалы; 0цдеу yшiн Origin 9.1 ;олданылды. Нэтижелер к0з жетер айма;тагы N жасушаларыныц орташа сигналы ± ;алыпты ауытку (N ± SD) TYрiнде, немесе жасушалардыц басым б0лiгiнiц Са2+ типтш жауабы TYрiнде, не болмаса жеке нейронныц жауап реакциясы TYрiнде кел^ршген. Мэлiметтер статистикалы; тургыда бiрфакторлы дисперсионды ANOVA сараптамасын ;олдана отырып, жэне Student-Newman-Keuls мацызды айырмашылы;тар сынамасын ;олдана отырып салыстырылд^1, немесе Стьюденттщ жупты; критериi ;олданылды, р <0.05 кезiндегi айырмашылы;тар сенiмдi деп есептелдъ Барлы; мэлiметтер кем дегенде 3 б0лек жабын шынысынан жэне 2-3 тэуелйз б0лiп алынган жасушалардан алынды.
Нэтижелер жэне оларды тал^ылау.Б1зкультурадагы нейрондард^1ц спонтанд^1 синхронды белсендiлiгi (ССБ) ритмогенезiнде циклды; нуклеотидтермен бас;арылатын
гиперполяризацияльщ-белсенденуш! (HCN) каналдардыц ролiн зерттеу бойынша тэжiрибелiк жумыстар ЖYргiздiк. Нейронды; желiдегi ССБ жиiлiгiнiц артуы жеке нейрондардагы [Са2+]1 базалды; децгейiнiц 0суше жэне олардыц 0лiмiне алып келетшдт, ал HCN каналдарыныц ингибиторлары импульс узак;тыгын азайтатындыгы жэне нейрондарды 0лiмнен са;тайтындыгы K0рсетiлген. 1 суретте форсколин к0мепмен сАМР жогарылатылуы гиппокамп жасушалары культурасы нейрондарындагы Са2+
ССБ жшлтн (HCN каналдары белсенденуi есебiнен) жогарылататындыгы K0рсетiлген. Сонымен ;оса, егер т0менп жиiлiк кезiнде баяу-тартып шыгарылатын нейрон [Са2+]1 базалды; децгейiн т0мендетуге Yлгеретiн болса, жогары жиiлiкте Са2+-дi баяу тартып шыгаратын нейрондарда [Са2+]1 децгеш курт жогарылайды да, нэтижесiнде олардыц селективт 0лiмiне алып келедi. Са2+-д бiршама жылдам тартып шыгаратын нейрондарда базалды; децгей жогарыламайды (1 сурет).
Сурет 1 - Форсколин к0мепмен сАМРдецгейш арттыру ССБ жиiлiгiн жогарылатады. Са2+-дi баяу тартып шыгаратын нейрондарда [Са2+]1 базалды; децгейiнiц артатындыгы к0рсетшген. Т0менгi жиiлiкте баяу тартып шыгаргыш нейрон [Са2+]i-дi базалды;
децгейге дешн т0мендетiп Yлгередi
Аммиактыц нейротоксикалы; дозасы ССБ жиiлiгiн арттыра отырып желщеп нейрондардыц гипер;озуына алып келедi. Сонымен ;оса жасушалардыц бiр б0лiгiнде [Са2+] децгейiнiц жаппай 0су жэне келейде олардыц 0лiмi бай;алады. 2 суретте ССБ жшлт арт;ан кезде гиппокамп нейрондарыныц басым K0пшiлiгi импульстер аралыгындагы кезецде Са2+-дi тартып шыгаруга Yлгермейдi жэне жасушалардагы [Са2+]i-дiц базалды; децгеш жогарылайды. Катионды; каналдарыныц ингибиторы,
ZD7288, Са2+-дi бiршама терецiнен тартып шыгара алу ;абшетшщ ар;асында Са2+ базалды; децгейiн т0мендетедi жэне импульс уза;тыгын 3 есеге дейiн азайтады. 2 суретте ZD7288 ;атысындагы импульстер уза;тыгыныц азаю динамикасы K0рсетiлген. Импульстер 0згерушщ жартылай енi жэне алдыцгы фронттыц уза;тыгы ингибитор ;атысында сэйкесiнше 10 жэне 6,5 с-тан 3 жэне 2 с дешн азайды (2 сурет).
Сурет 2 - N^0 (8mM) ССБ жшлтн арттырады, нейрондар импульстер аралыгындагы кезецде Са2+тартып шыгаруга Yлгермейдi. [Са2+]i базалды; децгейi артады. 20мкМ ZD7288Са2+-дi бiршама терец тартып шыгару ;абшетшщ ар;асында Са2+ импульстерi уза;тыгын азайтады, [Са2+]*базалдык; децгейiнiц азаюын туындатады
Импульстер амплитудасы ;атты K0рсетiлген, бул ингибитордыц
0згермейтiндiгi
мундай концентрацияда селективт эсер ететiндiгiн бiлдiредi (2 сурет).
0,8
о оо со о 8 0,6 Ы
<ь
с 3
0,4
10
15
20
25
30
35
Уакыт, с
Сурет 3 - А: уменьшение длительности Са2+ импульа узактыгын азаюы, Э:кара кисык сызык - ZD7288 косар алдындагы Са2+ импульсi, калган кисы; сызыктар - ингибиторды косканнан кейш
Суреттiц 3 А жазба белш Са2+ импульсi узактыгыныц азаюын керсетедь К0рiнiп турганындай, нейрондардыц басым кепшШгшде амплитуда кеп езгерiске ушырамайды (Na+ каналыныц ингибирлену эсерi байкалмайды), жшлш те айтарлыктай азаймайды (бул ССБ кезшдеп бумааралык интервал реттелушде HCN каналыныц катысатындыгын керсетедi). 3 Э суретте нейрондардыц бiрiнiц Са2+ импульй келтiрiлген. Импульс узактыгыныц бiртiндеп азаюы керсетшген (3 А, Э суреттер).
Осылайша, ССБ жиiлiгi жогары болганда HCN каналдарыныц ингибиторы ZD7288Са2+ импульсшщ узактыгын азайтады, [Са2+]1 базалдык децгешн темендетедi жэне жасушалардагы [Са2+]1 децгешнщ жаппай артуына кедергi келтiредi жэне жасушалар елiмiнiц алдын алады.
Корытынды.Осылайша, аталган жумыстанейрондардыц бумалык белсендiлiгi кезшдеп эрекет потенциалыныц (ЭП) жиiлiгi мен амплитудасыныц реттелу кезiндегi
культурадагы нейрондардыц спонтанды синхронды белсендiлiгi (ССБ) ритмогенезшде жэне циклдык нуклеотидтермен баскарылатын гиперполяризациялык-белсенденушi HCN каналдардыц жетекшi ролi керсетiлген. Нейрондык желiдегi ССБ жиШгшщ артуы жеке нейрондардагы [Са2+]1базалдык децгешнщ артуына жэне келейде жасушалардыц елiмiне алып келетiндiгi аныкталды. Катиондык HCN каналдарыныц ингибиторы, ZD7228, Са2+ импульсшщ узактыгын кыскартады жэне спонтанды синхронды белсендiлiктiц жогары жиiлiгiнде Са2+-дi бiршама терец тартып шыгару кабiлетiнiц аркасында нейрондарды елiмнен сактап калады. Алынган нэтижелердiц негiзiнде гиперкозу KYЙiн болдырмау Yшiн эндогендi корганыс сигналдык жолдарын белсендендiру максатында оцай коздырылатын нейрондар популяциясыныц функционалдык KYЙiн баскарудыц жаца эдiстерiн жасап шыгару карастырылуда.
А
1 Буриков А. А. Организация неспецифической таламо-кортикальной системы во сне и бодрствовании: Автореф. дис. на соискание ученой степени д-ра биолог. наук.-Л., 1985.- 44 с.
2 Камкин А. Г., Киселева И. С., Кирищук С. И., Лозинский И. Т. Потенциал-управляемые кальциевые каналы (Часть II)// Успехи физиол. наук.-2007.-Т. 38,№1.-С. 14-38
3 Теплов И.Ю., Тулеуханов С.Т., Зинченко В.П. Регуляция частоты и амплитуды потенциалов действия Са2+-каналами Т-типа при спонтанной синхронной активности нейронов гиппокампа. БИОФИЗИКА, 2018, том 63, вып. 4, с. 722-733
4 ЬееКИ,МсСогш1скОА. Ыеигоп.1996Аи&17(2):309-21.
5 Туровская М. В., Туровский Е. А., Кононов А. В., Зинченко В. П. 2013. Биол. мембраны. 30 (5-6), 479-490.
Т1З1М1
6 Теплов И.Ю.,Долгачева Л.П.ТулеухановС.Т., Зинченко В.П. Регуляция частоты и амплитуды потенциалов действияСа2+-каналами T-типа в нейронах гиппокампа. В сб. статей XIII Международной научной конференции«Актуальные вопросы биологической физики и химии. БФФХШ2018», Севастополь, СГУ, 17-21 сент 2018 г.
7 Zinchenko V.P., Gaidin S.G., Teplov I.Y., and Kosenkov A.M. 2017. Biochemistry (Moscow), Supplement Series A: Membrane and Cell Biology, 11(4), 261-274.
8 Lüthi A, McCormick DA. Neuron.1998b;20:553-563.
9 KocsisB,LiS. Eur J Neurosci.2004Oct;20(8):2149-58.
10 FitchTE,Sahr RN,Eastwood BJ,Zhou FC,Yang CR.. J Neurophysiol. 2006 May;95(5):2808-20. Epub 2006 Feb 1.
11 Yue BW, Huguenard JR. Thalamus & related systems. 2001;1(2):95-103. doi:10.1016/S1472-9288(01)00009-7
Вестник К03НЛЛУ № I - 2020
12 Luthi A & McCormick DA (1998a). Neuron 21, 9-12.
13 Bassant MH, Simon A, Poindessous-Jazat F, Csaba Z, Epelbaum J &Dournaud P (2005). J Neurosci25, 2032-2041.
14 Xing Wu,Liping Liao,Xiangming Liu,Fang Luo,Tianming Yang,andChenhong LiChannels (Austin). 2012 Nov 1; 6(6): 438-442.
15 Zinchenko V. P., Gaidin S. G., Teplov I. Y., Kosenkov A. M., Turovsky E.A., Tuleukhanov S.T.Identification, properties and function of GABAergic neurons comprising calcium-permeable, KA- or AMPA-receptors in hippocampal culture. 2018, FrontiersinSynapticNeuroscience.
16 Зинченко В.П., Гайдин С.Г., Теплов И.Ю., Косенков А.М. Торможение спонтанной синхронной активности нейронов гиппокампа возбуждением гамкергических нейронов// Биологические мембраны.-Москва, 2017.-Т.4.-№4.-с.261-274.
17 Dynnik V.V., Kononov A.V., Sergeev A.V., Tankanag A.,Zinchenko V.P. To break or to brake neuronalnetwork
accelerated by ammonium ions?// PLoS One.10 (7), e0134145.30. 2015
18 Turovskaya M.V., Turovsky E.A., Kononov A.V.,Zinchenko V.P. Short-term hypoxia induces a se-lective death of GABAergic neurons. Biochem. (Moscow)Suppl. Series A: Membr. Cell Biol. 2014. 8 (1), 125-135
19 Zinchenko V.P., Gaidin S., TeplovI.Yu. andoth. Visualization, Properties, and Functions of GABAergic Hippocampal Neurons Containing Calcium-Permeable Kainate and AMPA Receptors //Biochemistry (Moscow), Supplement Series A: Membrane and Cell Biology, 2020, Vol. 14, No. 1, pp. 44-53.
20 O. P. Hamill, A. Marty, E. Neher, B. Sakmann, and F. J. Sigworth. Improved Patch-Clamp Techniques for HighResolution Current Recording from Cells and Cell-Free Membrane Patches. // Pfluegers Arch (1981)391:85-100
21 Handbook of Biological Confocal Microscopy/ J.B. Pawley.— 3rd ed.— Berlin: Springer, 2006.— 985p—ISBN 0-387-25921-X.—DOI:10.1007/978-0-387-45524-2.
К.Э. Сейт^адыр1, В.П. Зинченко2, С.Т. Тулеуханов1
1Казахский национальный университет имени аль-Фараби, г.Алматы, Казахстан 2Институт биофизики клетки РАН, г.Пущино, РФ
ИССЛЕДОВАНИЕ РОЛИКАНАЛОВ, УПРАВЛЯЕМЫХ ЦИКЛИЧЕСКИМИ НУКЛЕОТИДАМИ (HCN) В РИТМОГЕНЕЗЕ ССА НЕЙРОНОВ В КУЛЬТУРЕ
Резюме: В данной статье приведены результаты работ по изучению роли гиперполяризацией-активируемых каналов, управляемых циклическими нуклеотидами (HCN) в ритмогенезе спонтанной синхронной активности (ССА) нейронов в культуре. Необходимость выявления механизма неврологических процессов при гипервозбуждении и способов решения задач по устранению нейропатологических процессов определяет актуальность данной тематики. Цель данной работы заключается в том, чтобы показать, что увеличение частоты ССА в нейрональной сети приводит к росту базального уровня [Са2+]1 (глобальному росту [Са2+]0 в отдельных нейронах и последующей их гибели, а ингибиторы HCN каналов уменьшают длительность импульса и спасают нейроны от гибели. Использованы методы конфокальной сканирующей
микроскопии и метод петч-клампа. Для обработки экспериментальных данных применены стандартные методы обработки данных. Показана ведущая роль HCN каналов в ритмогенезе спонтанной синхронной активности (ССА) и регуляции частоты и амплитуды потенциалов действия (ПД) при пачечной активности нейронов. Увеличивая скорость и уровень деполяризации, каналы обладают возбуждающим действием. Ингибиторы каналовуменьшают длительности Са2+ импульса и подавляют гипервозбуждение в нейрональной сети. Выявлен механизм кодирования электрических сигналов нейронов импульсами медленной деполяризации. Ключевые слова: HCN каналы,спонтанная синхронная активность, ритмогенез, гиппокамп, гипервозбуждение
K.A. Seitkadyr1, V.P. Zinchenko2, S.T. Tuleukhanov1
1Al-Farabi Kazakh National University, Almaty, Kazakhstan 2 Institute of cell Biophysics of the Russian Academy of Sciences,Pushchino, Russia
INVESTIGATION OF THE ROLE OF CHANNELS CONTROLLED BY CYCLIC NUCLEOTIDES (HCN) IN THE RHYTHMOGENESIS OF CCA NEURONS IN CULTURE
Resume: This article presents the results of studies on the role of hyperpolarization-activated channels controlled by cyclic nucleotides (HCN) in the rhythmogenesis of spontaneous synchronous activity (PAS) of neurons in culture. Necessity of identifying the mechanism of neurological processes in hyperexcitation and ways to solve problems to eliminate neuropathological processes determines the relevance of this topic. The purpose of this work is to show that increasing the frequency of CCA in the neuronal network leads to an increase in the basal level of [Ca2+]i (global growth of [Ca2+]i) in individual neurons and their subsequent death, and HCN channel inhibitors reduce the pulse duration and save neurons from death. Confocal scanning microscopy and the Petch-klamp method were used.
Standard data processing methods are used for processing experimental data. The leading role of HCN channels in the rhythmogenesis of spontaneous synchronous activity (PAS) and regulation of the frequency and amplitude of action potentials (PD) in pachytic activity of neurons is shown. Increasing the speed and level of depolarization, the channels have an exciting effect. Channel inhibitors reduce the duration of the Ca2 + pulse and suppress hyperexcitation in the neuronal network. The mechanism of encoding electrical signals of neurons by slow depolarization pulses is revealed.
Keywords: HCN channels, spontaneous synchronous activity, rhythmogenesis, hippocampus, hyperexcitation
