Шановні колеги, вітаю Вас! Науковий семінар «Актуальні проблеми сучасної біохімії» Інституту біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України продовжує свою діяльність. 5-го червня (вівторок) о 10-30 в Актовій залі Інституту будемо слухати доповідь к.б.н. Думанської Ганни Валентинівни (Інститут фізіології ім. О. О. Богомольця НАНУ, відділ фізіології нейронних мереж) «Синаптична передача між гангліозними клітинами сітківки та нейронами superficial superior colliculus в кокультурі в контролі та при гіпоксії». До цього листа традиційно додаємо файл із авторськими тезами доповіді. Запрошую Вас та Ваших колег до участі у роботі нашого семінару.

З повагою – С.О.Костерін.

 

Доповідач: к.б.н. Думанська Ганна Валентинівна

Інститут фізіології ім. О. О. Богомольця НАНУ, відділ фізіології нейронних мереж

Синаптична передача між гангліозними клітинами сітківки та нейронами superficial superior colliculus в кокультурі в контролі та при гіпоксії

Проекції гангліозних клітин сітківки (ГКС) в верхні шари superficial superior colliculus (SSC, субкортикальний зоровий центр) відображають перший рівень передачі та обробки аферентних зорових сигналів. Ураження зорової системи в наслідок травм, токсичних отруєнь, дистрофічних та запальних процесів, порушень обміну речовин та судинної системи часто супроводжуються короткочасною чи тривалою гіпоксією. Ключові моменти гіпоксичних ушкоджень саме проекцій сітківки в SSC досліджені досить детально на рівні структурних порушень та судинних реакцій за допомогою методів магнітно-резонансної томографії. Разом з тим ефекти та механізми гіпоксичного впливу на нейропередачу в даних синапсах дотепер досліджені не були. Саме тому визначення характеристик нейропередачі в синапсах між ГКС та нейронами SSC в контролі та при гіпоксії є важливим для розуміння процесів первинного переключення зорової інформації, проблематики гіпоксичних ушкоджень даної ланки зорової системи та створення необхідної теоретичної основи для пошуку нових фармакологічних та терапевтичних підходів в корекції гіпоксія індукованих патологічних станів зорового аналізатора.

У попередніх дослідженнях даної нейропередачі на парасагітальних переживаючих зрізах superior colliculus була відсутня можливість ідентифікації конкретного пресинаптичного входу та контролю виникнення в ньому потенціалу дії. У зв’язку з цим виникло питання розробки більш адекватного в даному аспекті об’єкту.

 Ми розробили метод кокультивування дисоційованих клітин сітківки та нейронів SSC. В отриманій кокультурі морфологічні та електрофізіологічні відмінності популяцій клітин та візуалізація проекцій аксонів ГКС на нейрони SSC надають можливість реєструвати синаптичні події на окремих ідентифікованих парах нейронів. Фармакологічно ізольовані АМПА-, НМДА- та ГАМКА-опосередковані викликані постсинаптичні струми реєстрували в нейронах SSC у відповідь на генерацію потенціалу дії в пресинаптичних ГКС. Дослідження змін ефективності даної синаптичної передачі опосередкованої дефіцитом кисню проводили використовуючи локальну аплікацію гіпоксичного розчину на пару нейронів.

Нами було встановлено, що гіпоксія індукує довготривалу потенціацію (ДТП) НМДА-опосередкованої передачі та довготривалу депресію (ДТД) ГАМКА-опосередкованої нейропередачі. Аплікація гіпоксичного розчину на АМПА-опосередковану передачу призводить лише до тимчасового її пригнічення. Описана різноспрямованість довготривалих ефектів збуджувальної та гальмівної синаптичної передачі між ГКС та нейронами SSC опосередкованих дефіцитом кисню імовірно є взаємозалежною. Це припущення підтверджується тим, що фізіологічна роль ГАМК-ергічних проекцій сітківки до superior colliculus полягає в гетеросинаптичному контролі інтенсивності збудження і синаптичної пластичності глутаматергічної нейропередачі, зокрема в регулюванні НМДА-опосередкованої активності. Тож індукована гіпоксією ДТД ГАМК-ергічної передачі посилює патологічну дію ДТП НМДА-опосередкованої нейропередачі в синапсах між ГКС та нейронами SSC та імовірно є додатковим механізмом пошкоджуючої дії гіпоксії на передачу зорової інформації від сітківки до центральної нервової системи.