Введение к работе
Актуальность исследования
Согласно современным представлениям, тип кольчатые черви или аннелиды, по эволюционному положению находятся у истоков филогенетической линии первичноротых, таких как членистоногие и моллюски, и возможно хордовых, развитие которых привело к возникновению наиболее высокоорганизованных представителей животного мира Кроме того, кольчатые черви наиболее древняя филогенетическая группа, у которой впервые появляется мускулатура, по строению близко напоминающая поперечнополосатую мускулатуру высших животных, в том числе позвоночных (Давид О Ф , 1990) В этой связи, исследования, направленные на изучение базовых механизмов генерации потенциала покоя и систем их физиологической регуляции на примере дождевого червя, представляют особый интерес, поскольку позволяют создать более полную филогенетическую картину становления основополагающих механизмов электрогенеза в мембране возбудимых клеток животных
Известно, что величина МПП соматических мышечных клеток дождевого червя определяется трансмембранным электрохимическим градиентом основных потенциалобразующих ионов и, прежде всего, ионов К, а также вкладом электрогенного компонента Na, К-насоса в интегральную величину МПП (Волков Е М, Нуруллин Л Ф , Никольский Е Е, 1999) Вклад электрогенных ионных насосов в величину МПП мышечных клеток дождевых червей является чрезвычайно большим и создается работой уабаинчувствительного Na, К-насоса Помимо этого, в формировании величины МПП мышечных клеток принимает постоянное участие вторичноактивный Na, К, СІ котранспорт, изменяющий внутриклеточное содержание ионов С1 Этот транспорт является как уабаин, так и фуросемидчувствительным и осуществляется только при условии наличия в среде всех переносимых им ионов, то есть ионов Na, К, СІ Мембрана соматических мышечных клеток дождевого червя обладает чувствительностью к КХ и ГАМК Предполагается, что АХ является основным деполяризующим медиатором, а ГАМК основным гиперполяризующим медиатором в нервно-мышечной системе дождевого червя (Волков Е М. Нуруллин Л Ф , Никольский Е Е , 2001)
Однако механизмы гиперполяризующего влияния ГАМК на соматическую мускулатуру дождевого червя, на работу электрогенных ионнотранспортных систем, в том числе и на активность фуросемидчувствительного С1-транспорта, а также роль активного транспорта С1 мышечных клеток дождевого червя в регуляции осмотического гомеостаза остаются неизвестными
Цели и задачи исследования
Целью данной работы явилось изучение механизмов влияния гаммааминомасляной кислоты на мембранный потенциал покоя и ионотранспортные системы соматической мускулатуры дождевого червя, д также уточнение физиологической роли активного транспорта С1~ В соответствии с этой целью были поставлены следующие конкретные задачи.
-
Установить тип ГАМК-рецепторов соматической мускулатуры дождевого червя
-
Исследовать внутриклеточные механизмы реализации влияния ГАМК-и адренергических препаратов
-
Определить влияние ГАМКергических и адренергических препаратов на активность хлорного котранспорта
-
Изучить зависимость котранспорта О от активности Na,K—насоса в мышечных клетках дождевого червя
-
Исследовать роль активного транспорта С1 мышечных клеток дождевого червя в регуляции осмотического гомеостаза
Положения, выносимые на защиту
1 ГАМК увеличивает МПП соматической мускулатуры дождевого червя
за счет активации работы амперогенных ионных насосов при участии структур, сходных с А- и В-рецепторами позвоночных, с преобладанием последних
-
В соматических мышечных клетках дождевого червя, наряду с Na,K-насосом, существует активный С1 транспорт, являющийся одним из физиологических механизмов внутриклеточного поддержания осмотического гомеостаза
-
ГАМК, баклофен, адреналин, норадреналин вызывают гиперполяризацию мышечной мембраны дождевого червя только в условиях работы Na,K-Hacoca и активного симпорта С1
Научная новизна
В настоящем исследовании впервые показано, что постсинаптическая мембрана соматических мышечных клеток дождевого червя содержит гамкергические структуры, аналогичные рецепторам А- и В-типа, с преобладанием последних Подтверждено, что в соматических мышечных клетках дождевого червя, наряду с Na,K-HacocoM, существует трансмембранный электрогенный фуросемидчуствительный С1 транспорт, работа которого создает потенциал, увеличивающий величину МПП Интенсивность работы данной системы напрямую не зависит от активности Na,K-ATOa3bi, что указывает на ее функциональную и, возможно, морфологическую самостоятельность. Впервые установлено,
что хлорный транспорт является одним из физиологических механизмов внутриклеточного поддержания осмотического гомеостаза Также показано, что внутриклеточные механизмы реализации влияния адреналина и норадреналина на ионные насосы и МПП практически идентичны действию ГАМК, за исключением собственного адренергического входа
Научно-практическая ценность
Наши исследования показывают, что мышечный препарат дождевого червя является удобной моделью для изучения базовых механизмов работы ГАМК-рецепторов, а также базовых механизмов электрогенеза в скелетных мышцах высших животных
Также полученные данные позволяют дополнить картину эволюционного становления основных механизмов работы ГАМК-рецепторов Известно, что ГАМК принимает участие в регуляции многих функций организма Установление факта контролирования гамкергической иннервацией МПП мышечных клеток дождевого червя позволит ближе подойти к решению проблемы патогенеза заболеваний, связанных с нарушением функционирования ГАМКергических систем.
Апробация работы
Основные результаты диссертационной работы доложены на итоговой конференции медико-биологического факультета РГМУ (Москва, 2003), 8-ой Международной Путинской конференции молодых ученых «Биология - наука 21-го века» (Пущино, 2004), 78-ой всероссийской студенческой научной конференции, посвященной 190-летию КГМУ (Казань, 2004), конференции «Рецепция и внутриклеточная сигнализация» (Пущино, 2005), всероссийской конференции молодых исследователей (Санкт-Петербург, 2005), 10-ой Путинской школе-конференции молодых ученых (Пущино, 2006) и 8-ой региональной конференции международного общества нейробиологии беспозвоночных (Казань, 2006)
Структура и объем диссертации
