Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
Глава I. ОБЗОР ЛИТЕРА1УШ 7
Механизмы транспорта кальция в плазматической мембране... 7
Са-зависимые структурные изменения в плазматической мембра
не при проведении возбуждения 15
Глава П. МАТЕБШГ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 28
Объект исследования 28
Методы исследования 30
Выделение и идентификация мембранных фракций 30
Метод дифференциального центрифугирования 30
Определение количества белка в мембранных фракциях 32
Идентификация мембранных фракций 32
Определение степени ориентированности и замкнутости
везикул 34
Методы определения кальция 35
Определение общего содержания кальция 36
Определение Са-связывающей и Са-аккумулирующей
способности мембранных фракций 37
Определение Са-связывающей способности липидов. 3^
Гистохимические методы определения кальция 38
Регистрация Са-связывающей способности тазматической
мембраны нервного волокна 41
Исследование комбинационного рассеяния в нерве 42
Статистическая обработка результатов 45
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ 46
Глава Ш. ПОГЛОЩЕНИЕ КАЛЬЦИЯ НЕРВНЫМИ СТВОЛАМИ В ПОКОЕ
И ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ВОЗБУЖДЕНИЯ: 46
Глава ІУ . РАСПРЕДЕЛЕНИЕ И СОСТОЯНИЕ КАЛЫЩ В КОМПАРТ-
МЕНТАХ НЕРВНЫХ СТВОЛОВ 55
Определение общего содержания кальция в нервных стволах.. 55 Распределение кальция в компартментах нервных стволов.... 56
Структура нервных стволов 60
Идентификация трех составляющих процесса обмена
кальция между нервным стволом и омывающим нерв раствором 72
Состояние кальция в нерве 77
Глава У .МЕХАНИЗМЫ ТРАНСПОРТА КАЛЬЦИЯ В НЕРВШХ СТВОЛАХ
ШМ ПРОВЕДЕНИИ РИТМИЧЕСКОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ 83
Механизмы транспорта Са + в экстраклеточной среде 83
Са-зависимые изменения на поверхности плазматических
мембран 93
Механизмы транспорта Са в плазматической мембране....,.106 Внутриклеточные механизмы связывания и аккумуляции
кальция в нерве ІГ6
Глава УІ. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 131
ВЫВОДИ 147
СПИСОК ЖТЕРАТУШ 149
Введение к работе
В настоящее время большое внимание уделяется выяснению роли ионизированного кальция в генерации и проведении возбуждения. Совокупность имеющихся в литературе данных указывает на многообразие функций Са в возбудимых мембранах при проведении потенциалов действия / Frankenhaeuser, Hodgkin, 1955; Frankenhaeuser,1957; Baker,et al,I97I; Baker,1972; Blaustein,I974 /.
Co времени Рингера известно, что изменения концентрации
экстраклеточного кальция модифицируют порог возбуждения нервов. а настоящее время установлено, что это связано с изменением вольт-амперных характеристик проницаемости мембраны и в первую очередь отражается на состоянии потенциалозависимых каналов /Aimers,1973j Hill et al, 1975; Mullins, Requena ,1981 /.
В 1957 году Ходжкин и Кейнс показали, что при проведении ритмического возбуждения происходит поступление Са+ в гигантский аксон кальмара /Hodkin, Keynes, 1957 /.
Эти результаты явились отправной точкой в изучении Са-транс-портирующих систем возбудимой мембраны. В последующих экспериментах были четко выявлены основные системы поступления Са + в клетку - потенциалозависимые Na-, К-, Са- каналы, обращенный Na -Са обмен и системы удаления Са^+ из клетки - на -Са обмен,rig ,Са-АТФ-аза /Blaustein,Goldman,1968; Baker,1972; Woodhull,I973; Blau_
stein, 1977/ .
Особое внимание уделяется выяснению механизмов регуляции содержания кальция внутри клетки.Установлено, что поддержание свободного кальция на постоянном, низком уровне, необходимом для нормальной жизнедеятельности клетки, возможно благодаря функционированию внутриклеточных Са-связывающих систем.такими системами являются
митохондрии, эндоплазматический ретикулум, плазматические мембраны, а также белки аксоплазми /Baker,1972; Baker,1976; Garafoli, 1976; Piskum, Leninqer,1980; Chan et al,I984 /.
Необходимо отметить, что практически все данные, характеризующие участие кальция в процессе возбуждения, были получены на гигантском аксоне кальмара / Eluckiger, Keynes, 1955; Hodgkin, Keynes,1957; Антонов, *963; Антонов, 1970; Baker,1976 /.
Транспорт кальция в тонких немиелиновых и миелиновых волокнах исследован гораздо меньше / Frankenhaeuser,I957; Keynes,Rit chie,i965; Eiiisman et al, 198()/ и фактически нет данных о транспорте иона в этих волокнах при проведении возбуждения при различных режимах функционирования. Между тем в естественных условиях проведение возбуждения осуществляется в нервных стволах, которые содержат множество тонких волокон, глиальные и соединительнотканные клетки, функционирование которых несомненно взаимосвязано.
Очевидно, что гигантские аксоны кальмара служат прекрасной моделью для изучения транспортных систем аксолеммы, однако опыты на этом обьекте не могут дать информацию о процессах, происходящих в экстраклеточных компартментах нерва при проведении возбуждения и о роли кальция в функционировании целых нервных стволов.
Перераспределение кальция между компартментами нервного ствола несомненно имеет место при проведении рядов импульсов - процесса с помощью которого осуществляется передача информации в многоклеточных организмах.
Наконец, большое значение имеет поддержание постоянного уровня внутриклеточного Са , так как известно, что даже небольшие отклонения этого параметра нарушают работу клетки/ lasaki et al,l962;/
В настоящее время практически нет работ, в которых была бы
оценена Са-связывающая и Са-аккумулирующая способность внутриклеточных образований - митохондрий, эндоплазматического ретикулума, внутренней поверхности плазматических мембран нервных волокон, а между тем именно эти компоненты регулируют внутриклеточный уровень кальция в нерве.
Исходя из вышеизложенного ,мы поставили в своей работе задачу: исследовать распределение и транспорт кальция в соматических немиелиновых и миелиновых нервных стволах и оценить работу систем регуляции уровня кальция в нервных волокнах при распространении ритмического возбуждения.
