Анотація до роботи:

Бойко Н.Я. Модулюючий вплив зміни позаклітинної концентрації йонів калію на властивості потенціалкерованої калієвої провідності клітин феохромоцитоми щура РС-12. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.02 – біофізика – Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України, Київ, 2005.

У роботі за допомогою методу фіксації потенціалу були проведені дослідження модулюючого впливу зміни позаклітинної концентрації йонів калію на властивості потенціалкерованої калієвої провідності клітин феохромоцитоми щура РС-12. Зростання позаклітинної концентрації іонів калію, яке можливе в певному фізіологічному стані, спричиняє прискорення процесу повільної інактивації калієвої провідності клітин РС-12 і втрату чутливості швидкості інактивації до змін мембранного потенціалу.

Під час повторювання активації калієвої провідності з певним інтервалом часу в клітинах РС-12 спостерігається феномен кумулятивної інактивації. Така інактивація може значно змінювати сигнальні властивості клітини, а також має безпосереднє відношення до механізмів короткочасної пам’яті. Феномен кумулятивної інактивації чутливий до змін зовнішньоклітинної концентрації іонів калію.

Виявлена U-подібна залежність повільної інактивації від мембранного потенціалу. Цей різновид повільної інактивації за своїми механізмами суттєво відрізняється від механізмів добре вивчених С- і Р/С-типів інактивації і дещо змінюється при різних позаклітинних концентраціях іонів калію.

Продемонстровано, що зміни позаклітинної концентрації іонів калію впливали на ефективність дії блокатора калієвих каналів тетраетиламонію, що свідчить про динамічні властивості селективного фільтра калієвих каналів.

З використанням методу фіксації потенціалу було проведено дослідження впливу проникаючих іонів на механізми, що забезпечують інтегративну функцію нейронів. Вивчалися властивості воротних механізмів калієвих каналів клітин феохромоцитоми щура РС-12 в умовах збільшення зовнішньоклітинної концентрації іонів калію.

1. Зростання позаклітинної концентрації іонів калію (до 20 мМ), яке можливе в певному фізіологічному стані, може спричиняти прискорення процесу повільної інактивації калієвої провідності клітин РС-12 і втрату чутливості швидкості інактивації до змін мембранного потенціалу.

2. Продемонстровано, що під час повторювання активації калієвої провідності з певним інтервалом часу в клітинах РС-12 спостерігається феномен кумулятивної інактивації. Він полягає у наявності процесу інактивації на певних етапах переходу каналів від активованого стану до деактивованого. Феномен кумулятивної інактивації чутливий до змін зовнішньоклітинної концентрації іонів калію.

3. Виявлена U-подібна залежність повільної інактивації від мембранного потенціалу. Цей різновид повільної інактивації за своїми механізмами істотно відрізняється від механізмів добре вивчених Р/С типів інактивації. Прояви U-подібної інактивації дещо відрізняються при різних позаклітинних концентраціях іонів калію.

4. Виявлено відсутність змін селективності калієвих каналів у процесі розвитку повільної інактивації калієвої провідності клітин РС-12, що відрізняє її від класичної повільної інактивації.

5. З метою вивчення конформаційних змін у зовнішньому усті калієвих каналів при зміні позаклітинної концентрації іонів калію було застосовано зовнішньоклітинне блокування калієвої провідності іонами ТЕА. Зміни позаклітинної концентрації іонів калію впливали на ефективність дії ТЕА. Була встановлена різноспрямована дія зовнішньоклітинного калію при змінах в межах 5 – 20 мМ і при концентраціях, що перевищували 20 мМ.

6. При зміні позаклітинної концентрації іонів калію спостерігали алостеричний ефект на сенсор напруги калієвого каналу. Феноменологічно, ефект дає підставу до припущення відносно впливу на енергетичний бар’єр процесу сприйняття змін напруженості електричного поля мембрани.

Отримані результати дають підставу для ствердження, що зміни позаклітинної концентрації іонів калію, обумовлені електричною активністю нейрона, викликають модулюючий ефект на властивості потенціалкерованої калієвої провідності.

Публікації автора:

1. Бойко Н.Я., Кучер В.В., Погорела Н.Х., Магура І.С. Прояви пластичності потенціал-керованої калієвої провідності клітин РС-12 при змінах зовнішньоклітинної концентрації К⁺ // Фізіологічний журнал. – 2004. – Т. 50, № 4. – С. 57-61.

2. Магура И. С., Кучер В. В., Бойко Н. Я. Потенциалуправляемые калиевые каналы и механизмы регуляции их активности // Нейрофизиология/Neurophysiology. – 2004. – Т. 36, № 4. – С. 150-157.

3. Магура І.С., Погорєла Н.Х., Бойко Н.Я., Кучер В.В. K⁺ канали і їх роль у фізіологічних і патофізіологічних процесах // Клінічна та експериментальна патологія. – 2004. – Т. 3, № 2. – С. 190-191.

4. Магура И.С., Погорелая Н.Х., Бойко Н.Я., Кучер В.В., Рожманова О.М., Долгая Е.В. Регуляция механизмов электрической активности нервных клеток, опосредованная модуляцией калиевых каналов // Юбилейная конференция, посвященная 50-летию Института физиологии Национальной академии наук Беларуси. – Минск, 2003. – С. 95-96.

5. Бойко Н.Я., Кучер В.В. Модулюючі впливи проникаючих іонів на воротні механізми калієвих каналів нервових клітин // Нейрофизиология/Neurophysiology. – 2004. – Т. 36, №1. – С. 73.

6. Magura I.S., Boiko N.Y., Pogorelaya N.Ch. K⁺-dependent conformation changes in k⁺-channels of pc-12 cells // Abstract book of First (Inaugural) Ukrainian Congress for Cell Biology. – Lviv, 2004. – P. 300.

7. Magura I.S., Boiko N.Y., Kucher V.V., Pogorelaya N.Ch. K⁺-dependent changes in K⁺-channels slow inactivation // Матеріали 1 Української наукової конференції „Проблеми біологічної і медичної фізики”. – Харків, 2004. – С. 109.