Анотація до роботи:

Кравченко М.О. «Кальцієва регуляція гальмівної синаптичної передачі між нейронами культури гіпокампу». - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.02 - біофізика – Інститут фізіології ім. О.О.Богомольця НАН України, Київ, 2006

Дисертація присвячена дослідженню впливу кальцієвих депо ендоплазматичного ретикулуму на короткочасну пластичність гальмівної синаптичної передачі між культивованими нейронами гіпокампу щура. Використання методик електричної позаклітинної стимуляції нервового волокна та поодинокого синаптичного закінчення в комбінації з фіксацією мембранного потенціалу, а також швидкою локальною суперфузією дало змогу дослідити характеристики постсинаптичних струмів і пластичність при парній стимуляції. На прикладі розгляду популяції культивованих нейронів гіпокампу новонароджених щурів було продемонстровано наявність двох груп клітин, для яких характерні різні види пластичності при парній стимуляції – депресія та полегшення. Показано, що спустошення ретикулярних кальцієвих депо пригнічує не тільки амплітуду ГАМК-ергічних постсинаптичних струмів, а й регулює силу короткочасної синаптичної пластичності, але в той самий час не змінює якісно її характеру й не впливає на кінетичні характеристики гальмівних струмів. Вивчено залежності параметрів ГАМК-ергічних струмів при парній стимуляції поодинокої пресинаптичної терміналі від амплітуди стимулюючої напруги та зовнішньоклітинної концентрації іонів кальцію. Було зроблено висновок про те, що як пре-, так і постсинаптичні кальцієві депо ендоплазматичного ретикулуму можуть відігравати суттєву роль у регуляції викликаних гальмівних постсинаптичних струмів.

1. За допомогою методів позаклітинної електричної стимуляції та фіксації потенціалу на мембрані культивованих нейронів гіпокампу було досліджено короткочасну пластичність гальмівної синаптичної передачі. Показано, що у регуляції гальмівної синаптичної передачі між культивованими нейронами гіпокампу приймають участь не тільки ті кальцієві депо ендоплазматичного ретикулуму, що зосереджені безпосередньо у пресинаптичному закінченні, а й такі, що розташовані в постсинаптичних клітинах.

2. За характером короткочасної синаптичної пластичності при парній стимуляції ГАМК-ергічні зв’язки між культивованими нейронами можна розділити на дві групи, одна з яких демонструє депресію, а друга – полегшення. При цьому параметри викликаних гальмівних постсинаптичних струмів у цих групах не відрізняються.

3. Показано, що пластичність залежить від агоніст-активованого спустошення ріанодин-чутливих кальцієвих депо. Вичерпання запасів депонованого кальцію збільшує ступінь депресії при парній стимуляції у відповідній групі клітин. В той самий час кофеїн-індуковане спустошення депо, пригнічуючи постсинаптичні струми, не змінює пластичності синаптичної передачі, залежної від використання, в жодній з груп клітин.

4. На поодиноких синаптичних терміналях за нормальних умов спостерігається тільки депресія при парній стимуляції. Зовнішньоклітинна концентрація іонів кальцію істотно впливає на характер короткочасної пластичності синаптичних зв’язків між культивованими нейронами гіпокампу: її підвищення здатне збільшувати ступінь депресії при парній стимуляції поодинокої терміналі, а зниження – інвертувати депресію у полегшення. При цьому зміна величини деполяризації поодинокої синаптичної терміналі якісно не впливає на форму короткочасної пластичності за використаних зовнішньоклітинних концентрацій кальцію.

5. Спустошення ретикулярних кальцієвих депо при стимуляції як поодинокої терміналі, так і багатьох закінчень одного аксона за допомогою кофеїну пригнічує постсинаптичні струми, проте ефективність синаптичного зв’язку залишається на тому самому рівні. Постсинаптичні струми, викликані стимуляцію поодинокої терміналі, пригнічуються у меншій мірі в порівнянні з такими, що виникають при активації багатьох синаптичних закінчень одночасно.

Публікації автора:

Статті

1. Kravchenko, M.O., Moskalyuk, A.O., Kolodin, Yu.O., Veselovsky, N.S., Fedulova, S.A. Activation of ryanodine receptors influences the pair-pulsed depression in cultured rat hippocampal neurons // Фізіологічний журнал.- 2004.-Т.50, №4.- С. 50-56.

2. Kravchenko, M.O., Moskalyuk, A.O., Fedulova, S.A., Veselovsky, N.S. Calcium-dependent changes of paired-pulse modulation at single GABAergic synapses // Neuroscience Letters.- 2006.- Vol.395,№2.– P.133-137

3. Кравченко Н.А, Москалюк А.А, Федулова С.А., Веселовский Н.С. Влияние внеклеточной концентрации кальция и силы стимуляции на кратковременную пластичность в одиночных тормозных синапсах в культуре нейронов гиппокампа // Нейрофизиология/Neurophysiology.– 2006.- Т.38, №2. – С. 96-102

Тези доповідей

1. Kravchenko, M., Moskalyuk, A., Fedulova, S., Veselovsky, N. Modulation of GABA-mediated currents by CICR // Proc. of Second Kiev Symposium “Smooth Muscle Physiology and Biophysics”.- Kiev (Ukraine).-Neirofiziologiya/Neurophysiology.-2003.- Vol.35, №3/4.- P. 356.

2. Kravchenko, M., Moskalyuk, A., Kolodin, Yu., Fedulova, S., Veselovsky, M. Influence of caffeine on inhibitory synaptic transmission in cultured hippocampal neurons // Proc. of Conference for Young Scientists "Perspective directions of scientific investigations".- Kiev (Ukraine).- Neirofiziologiya/Neurophysiology.- 2004.- Vol.36, №1.- P. 81-82.

3. Kravchenko, M., Moskalyuk, A., Kolodin, Yu., Fedulova, S., Veselovsky, N. Influence of ryanodine-receptor agonists on short-term depression in cultured rat hippocampal neurons // Proc. of First (Inaugural) Ukrainian Congress for Cell Biology.- Lviv (Ukraine).- 2004.- P. 312.

4. Kravchenko, M., Moskalyuk, A., Kolodin, Yu., Veselovsky, N., Fedulova, S. Agonists of Endoplasmic Reticular Ryanodine-Receptors Inhibit Synaptic Transmission in Cultured Rat Hippocampal Neurons // Proc. of International Workshop in Cell Physiology "Transport Mechanisms Across Cell Membranes: Channels and Pumps".- St.Petersburg (Russia).- 2004.- P.39.

5. Кравченко М.О., Москалюк А.О., Федулова С.А., Веселовський М.С. Регуляція короткочасної синаптичної пластичності за рахунок спустошення кальцієвих депо ендоплазматичного ретикулуму // Матеріали ІІ науково-практичної конференції молодих вчених та спеціалістів “Актуальні проблеми фармакології та токсикології”.- Київ. - К.: Архетип, 2005. – С. 31-32.