Введение к работе
[ктуальность исследования: Одной из актуальных проблем современной
іейрофизиологии является изучение особенностей функционирования синапса
. условиях, близких к физиологическим. В таких условиях проявляются
іризнаки кратковременного изменения функциональных свойств
гостсинаптической мембраны в виде снижения (десенситизация) или
ювышения (постсинаптическая потенциация) чувствительности
юстсинаптических рецепторов к медиатору [Гиниатуллин и др.,1986;
«lagazanik & Giniatullin, 1989; Scuka & Mozrzymas, 1992]. Физиологическая роль
[вления десенситизации остается до конца не выясненной, хотя в синапсе с
інгибированной ацетилхолинэстеразой показана способность
(есенситизированных холинорецепторов высокоаффинно связывать свободный щетилхолин [Magazanik et al., 1990]. Признаки функдионалъной іедостаточности ацетилхолинэстеразы могут проявляться и при активной щетилхолинэстеразе, если квантовый выброс близок к физиологическому Giniatullin et al., 1990]. Однако, исследования функциональной роли іесенситизировашшх рецепторов при высоком квантовом составе и активной щетилхолинэстеразе к настоящему моменту проведены не были..
Другая форма кратковременного изменения чувствительности юстсинаптической мембраны - постсинаптическая потенциация - проявляется в звеличений амплитуды [Katz & Thesleff, 1957] и длительности [Feltz & [rautmann, 1980] синаптических ответов. Высказывалось предположение о :пособности десенситизированных холинорецепторов служить основой для )азвития постсинаптической потенциации [Glavinovic, 1988], но жспериментально эта гипотеза не была проверена.
До настоящего времени существовало представление о том, что скорость іосстановления чувствительности постсинапгической мембраны не зависит от лубины десенситизации [Vyskocil, 1975]. Это согласуется и с классической моделью десенситизации [Katz, Thesleff, 1957]. Однако на. клетках реохромоцитомы крысы [Boyd, 1987] были получены данные о развитии потери
2 чувствительности за счет процесса, отличного от десенситизации - деактиваш холинорецепторов. Аналогичные данные для нервно-мышечного синапса литературе отсутствуют.
Таким образом, многие аспекты функциональной роли десенситизащ как формы кратковременного снижения чувствительности постсинаптическс мембраны, ее связь с постсинаптической потенциацией и возможность развиті долговременных агонист-индуцированных изменений функциональных свойс постсинаптической мембраны, во многом остаются малоизученными. Изучеш механизмов кратковременного и долговременного изменения свойс: постсинаптической мембраны находится в рамках традиционного научної направления Казанской физиологической школы - изучения регуляции саморегуляции синаптической функции.
Цели и задачи исследования: Целью настоящего исследования было изучеш процессов кратковременного и долговременного изменения СВОЙС' постсинаптической мембраны нервно-мышечного синапса, вызванного АХ его аналогами. В соответствии с этой целью были сформулированы следуюид задачи:
-
Выяснить влияние десенситизированных холинорецепторов на параметр синаптических токов при высоком, приближенном к физиологическом уровне квантового выброса медиатора.
-
Изучить концентрационную и температурную зависимое' постсинаптической потенциации, вызванной экзогенным агонистом.
-
Исследовать роль десенситизированных холинорецепторов в развита постсинаптической потенциации.
-
Выявить эффективность действия ингибиторов ацетилхолинэстеразы присутствии десенситизированных холинорецепторов.
-
Выяснить возможность развития необратимой агонист-индуцированнс деактивации холинорецепторов.
Толожения, выносимые на защиту:
. Десенситизированные холинорецепторы являются дополнительным путем элиминации свободного медиатора при физиологическом уровне квантовой секреции и нативной АХЭ.
. Агонист - индуцированное снижение чувствительности постсинаптической мембраны к действию медиатора является комплексным процессом, включающим десенситизапию и деактивацию холинорецепторов.
Іаучная новизна: Новизна настоящего исследования заключается в том, что ыяснен один из новых аспектов физиологического значения десенситизации, роявляющийся в способности десенситизированных холинорецепторов граничивать избыточную длительность синаптического ответа при шзиологическом уровне квантовой секреции и нативной АХЭ. Впервые становлено, что десенситизированные холинорецепторы снижают в этих словиях вероятность повторной активации рецепторов постсинаптической іембраньї медиатором. Впервые получены экспериментальные доказательства ого, что десенситизированные рецепторы не могут служить основой для іазвития постсинаптической потенциации. Установлено, что увеличение числа іесенситизированньїх холинорецепторов на постсинаптической мембране с юмощью кратковременной аппликации ацетилхолина или действия промотора іесенситизации проадифена не вызывает соответствующего усиления юстсинаптической потенциации. Показана неоднородность процесса потери [увствительности постсинаптической мембраны к медиатору - впервые становлена возможность развития долговременного снижения [увствительности холинорецепторов постсинаптической мембраны деактивации) к медиатору в результате интенсивной активации юстсинаптической мембраны в нервно-мышечном соединении.
Іаучно-практическая ценность: Полученные результаты позволяют іриблизиться к пониманию процессов, происходящих на постсинаптической
4
мембране в нервно-мышечном синапсе в физиологических условиях,
частности, эти данные свидетельствуют о том, что функциональная рол
десенситизированных холинорецепторов состоит в синхронизаци
синаптических ответов и возможности проведения высокочастотных команд
мышце. При использовании ингибиторов ацетилхолинэстеразы как инструмент
исследования функции синапса, необходимо учитывать выраженност
десенситизации, так как даже небольшое количество десенситизированны
холинорецепторов резко снижает эффекты ингибировани
ацетилхолинэстеразы. Разделение механизмов потери чувствительности н обратимый процесс - десенситизацию и необратимый - деактивацию, открывае новые перспективы для воздействия на состояние чувствительност постсинаптической мембраны к медиатору и объясняет механизм! долговременной адаптации синапса к действию повышенных концентраті: агониста.
Апробация работы Основные результаты доложены на Всероссийскої конференции "Растущий организм, адаптация к возрастающей физическо: нагрузке" (Казань ,1994), на Международной Школе молодых ученых пі нейрохимии (Санкт-Петербург, 1995), на 9 Международном симпозиуме т холинергическим механизмам (Майнц, Германия, 1995), на Конференциі молодых ученых по холинергическим и пуринергическим механизмам (Казань 1996), на заседаниях кафедры нормальной физиологии КГМУ (1996) і заседаниях Татарского отделения Всероссийского Физиологического обществ им. И.П. Павлова (Казань, 1996).
Структура и объем диссертации Диссертация объемом 130 страниц состой из введения, обзора литературы, описания методики исследования, результата исследования и их обсуждения, заключения, выводов и списка цитируемо! литературы. Список цитируемой литературы включает 217 источников, из ни; 151 иностранных авторов. Диссертация содержит 21 рисунок и 4 таблицы.»*
