РОЛЬ ПРЕСИНАПТЧЕСКОГО СА2+ В ГЕНЕРАЦИИ АСИНХРОННОГО ВЫБРОСА НЕЙРОМЕДИАТОРА В ПЕРИСОМАТИЧЕСКИХ ССК+ ИНТЕРНЕЙРОНАХ ГИППОКАМПА Текст научной статьи по специальности «Биотехнологии в медицине»

РОЛЬ ПРЕСИНАПТЧЕСКОГО СА2+ В ГЕНЕРАЦИИ АСИНХРОННОГО ВЫБРОСА НЕЙРОМЕДИАТОРА В ПЕРИСОМАТИЧЕСКИХ ССК+ ИНТЕРНЕЙРОНАХ ГИППОКАМПА

DOI

Вазетдинова А. А.12, Валиуллина-Рахматуллина Ф. Ф.12, РозовА. В.12

1 Казанский Федеральный Университет, Институт фундаментальной медицины и биологии, Казань, Россия;

2 ФГБУ Федеральный центр мозга и нейротехнологий, Институт фундаментальной неврологии, Москва, Россия

e-mail: alina-vazetdinov@mail.ru

Ключевые слова: асинхронный выброс нейромедиатора, перисомати-ческий Са2+.

Наряду с синхронным высвобождением нейромедиатора встречается также асинхронное, с более длительной задержкой после генерации потенциала действия. Хотя молекулярный механизм, участвующий в генерации асинхронного выброса нейромедиатора, хорошо изучен, источник Ca2+, обеспечивающий длительное слияние везикул, остается неясным.

Высвобождение нейромедиаторов из пресинаптической активной зоны является фундаментальным процессом, необходимым для синаптической передачи. Нарушение синаптической передачи лежит в основе различных нервно-психических заболеваний, таких как шизофрения и депрессия. Высвобождение нейромедиатора, вызванное потенциалом действия (ПД), обусловлено повышением уровня пресинаптического кальция. Чувствительные к кальцию белки, называемые синаптотагминами, связываются с кальцием и способствуют слиянию пузырьков. Существует два режима вызванного высвобождения: быстрое синхронное высвобождение, которое происходит в фазе с пресинаптическим ПД, и медленное асинхронное высвобождение, которое происходит после генерации ПД. Длительное асинхронное высвобождение нейромедиато-ра наблюдается только в определенных субпопуляциях нейронов, из которых наиболее изученными являются ГАМКергические холе-

цистокинин-положительные (ССК+) интернейроны СА1 области гиппокампа, обеспечивающие перисоматическое ингибирование постсинаптических пирамидных клеток. Предполагают, что синхронный и асинхронный выброс нейромедиатора имеет одинаковый механизм, так как оба процесса являются Са2+ зависимыми. Однако, есть и различие, которое заключается в замедленном выведении Ca2+ из клетки в случае асинхронного выброса нейромедиатора, и в настоящее время не существует единого мнения в отношении механизмов, ведущих к этому процессу. Основной целью данного исследования являлось изучение возможных пресинапти-ческих источников Ca2+, играющих роль в генерации асинхронного выброса нейромедиатора.

Все эксперименты проводились на переживающих срезах гиппокампа мышей (P14-21) обоих полов с использованием одновременных парных записей от связанных нейронов. Нами было показано, что рецепторы NMDA каналов, проницаемых для кальция, пресинаптические ваниллоидных рецепторы (TRPV-1) или высвобождение Ca2+ из внутренних депо, рианоди-новые рецепторы не влияют на параметры асинхронного выброса нейромедиатора. Далее мы решили оценить вклад Са2+-АТФазы плазматических мембран, а так же №+/Са2+-обменника плазматической мембраны и их возможную роль в инициации асинхронного выброса нейромедиатора, так как контроль над базальной концентрацией кальция ведут кальций-транспортирующие белки плазматической мембраны. Также полученные результаты свидетельствуют о том, что асинхронный выброс нейромедиато-ра, возможно, может быть следствием временного прерывания или замедленного вывода пресинаптического Ca2+. В ходе исследования было показано, что Са2+-АТФаза не принимает участия в регуляции базового уровня кальция в тормозном синапсе, тем самым, не может вносить существенный вклад в инициацию асинхронного выброса нейромедиатора. Возможно, это происходит вследствие отсутствия или же функциональной инактивации данного насоса кальция, что естественно приводит к замедлению вывода Са2+. Тем не менее, блокада обратного входа Са2+ через №+/Са2+-обменник существенно снижала длительность и интеграл асинхронного выброса нейромедиатора. Следовательно, асинхронный выброс нейромедиатора в ССК+ интернейронах запускается Са2+, задержанного в терминалях после пачки ПД, а необходимая для выброса нейромедиатора концентрация под-

держивается за счёт замедленного вывода Ca2+ и за счёт реверсивного входа Ca2+ через Na+ZCa^-обменник.

Работа выполнена за счет гранта Российского научного фонда (проект № 122-15-00293) и программы стратегического академического лидерства Казанского федерального университета (Приоритет-2030).

THE ROLE OF PRESYNAPTIC CA2+ IN THE GENERATION OF ASYNCHRONOUS NEUROMEDIATOR RELEASE IN PERISOMATIC CCK+ INTERNEURONS OF THE HIPPOCAMPUS

Vazetdinova A. A.12, Valiullina-Rakhmatullina F. F.12, Rozov A.V.12

1 Kazan Federal University, Institute of Fundamental Medicine and Biology, Kazan, Russia;

2 FSBI Federal Center for Brain and Neurotechnologies, Institute of Fundamental Neurology, Moscow, Russia

Key words: asynchronous neurotransmitter release, perisomatic Ca2+.

Along with synchronous release, asynchronous neurotransmitter release with a longer delay after generation action potential also occurs. Although the molecular mechanism involved in the generation of asynchronous neurotransmitter release is well understood, the source of Ca2+ makes a provision for long-term vesicle fusion remains unclear.