Відділ нейрохімії
Завідувач – Ніна Германівна Гіммельрейх,
канд. біол. наук, ст. наукю співр.
Тел.:+ (380-44) 234-32-54
Поточний науковий проект:
Механізми регуляції та шляхи модуляції пресинаптичних процесів: вивільнення та активного трансмембранного транспорту нейромедіаторів як ключових етапів процесу нейротрансмісії
Основна мета дослідження - з'ясування механізмів регуляції та шляхів вивільнення збуджуючого та гальмівного медіаторів (глутамату та гама-аміномасляної кислоти) з нервових терміналей, механізмів активного транспорту нейромедіаторів через плазматичну мембрану нервових клітин, а також з’ясування умов, за якими напрямок трансмембранного транспорту глутамату і гама-аміномасляної кислоти змінюються з прямого, в середину клітини, на реверсний, з клітини назовні. В дослідженнях увага фокусується на питаннях: ролі структурної організації плазматичної мембрани в функціонуванні систем активного транспорту нейромедіаторів через плазмалему, в процесі екзоцитозу в цілому та в етапі злиття синаптичних везикул з плазмалемою; ролі пресинаптичних рецепторів в модуляції процесу
нейротрансмісії, як фактору забезпечення пластичності синаптичних процесів; пошуку нових природних нейроактивних сполук. Основними експериментальними моделями є: нервові терміналі нейронів різних відділів головного мозку щурів; розроблена у відділі нейрохімії модельна система
для вивчення процесу злиття синаптичних везикул та пресинаптичної мембрани; бішарові ліпідні мембрани.
Вплив перинатальної гіпоксії, як індуктору розвитку стану судомної готовності головного мозку, на функціональну активність пресинаптичних транспортерів та метаботропних рецепторів гама-аміномасляної кислоти .
Мета дослідження полягає в з’ясуванні механізмів, за якими гіпоксія в перинатальному періоді може спричинювати розвиток стану судомної готовності головного мозку. У фокусі уваги такі питання: функціональна активність пресинаптичних мембранних транспортерів гама-аміномасляної кислоти у різних відділах головного мозку (кора, гіппокамп, таламус); ефективність роботи транспортерів за використанням різних енергетичних субстратів; модуляторний ефект пресинаптичних рецепторів.
Проект P-322 в рамках Науково-технічного центру України
Партнер – Агенція по захисту навколишнього середовища США.
Вплив металів, що забруднюють навколишнє середовище при діяльності рудовидобувних підприємств, на глутаматергічну та ГАМКергічну передачу в мозку.
Мета цього дослідження – оцінити ризики для здоров’я людей як наслідок діяльності рудовидобувних підприємств і забруднення навколишнього середовища токсичними металами. Основна увага зосереджена на вивченні впливу кадмію, марганцю та свинцю на процеси глутаматергічної та ГАМКергічної передачі. З’ясування цих питань є необхідним з точки зору винайдення нових методів попередження нейродегенеративних захворювань.
Проект „Нейрон” в рамках Національної космічної програми України Дослідження синаптичної передачі в мозку тварин за умов модельованої гравітації.
Перебування астронавтів в умовах мікро- та гіпергравітації супроводжується порушенням розумових та когнітивних можливостей. Найбільш вірогідною причиною таких порушень є негативні зміни в перебігу процесу нейротрансмісії. Тож, основною метою цієї роботи є з’ясування характеру впливу умов зміненої гравітації на перебіг процесів вивільнення нейромедіаторів з нервових терміналей та процес
термінації нейропередачі, зумовлений активним зворотнім поглинанням молекул нейромедіаторів з позаклітинного середовища.
Вибрані публікації співробітників відділу (2001-2008) 1. L.G.Storchak, M.V.Linetska, N.H.Himmelreich. Okadaic acid and cyclosporin A modulate [3H]GABA release from rat brain synaptosomes. Neurochemшіstry Int. 35, 445-451, 2001 2. М.V. Linetska, L.G. Storchak, N.H. Himmelreich. Does extracellular calcium determine what pool of GABA is the target for ?-latrotoxin? Neurochemistry Int. 40, 387-395, 2002.
3. Н.Г. Гіммельрейх. a-Латротоксин як інструмент дослідження нейросекреції. Укр.біохім.журн. 74, 26-35, 2002.
4. О.Я. Шатурський, Т.М.Волкова , Н.Г. Гіммельрейх, Є.В.Грішин. Іон провідні властивості білкових пор, утворених латроінсектотоксином із отрути павука каракурта в бішарових ліпідних мембранах. Укр.біохім.журн. 74, 92, 2002.
5. Борисова Т.А., Крысанова Н.В., Гиммельрейх Н.Г. Изменение накопления L-[14C]-глутамата нервными окончаниями мозжечка и больших полушарий головного мозга крыс в условиях моделированной гипергравитации. Космическая наука и технология, 8, 101-106, 2002.
6. M.V.Linetska, L.G.Storchak, N.H.Himmelreich.?Phenylarsine oxide inhibits alpha-latrotoxin-stimulated [3H]GABA release from rat brain synaptosomes. Neurochemistry Int. 42, 583-590, 2003.
7. Borisova T., Krisanova N., Himmelreich N. Na+-dependent glutamate efflux from rat brain synaptosomes under extremal condition, Journal of Gravitational Physiology, 10, 43-44, 2003.
8. T.A.Borisova, N.V Krisanova, N.H. Himmelreich. Exposure of animals to artificial gravity conditions leads to the alteration of the glutamate release from rat cerebral hemispheres nerve terminals, Advances in Space Research, 33, 1362-1367, 2004.
9. Linetska M.V., Storchak L.G. Tarasenko A.S., Himmelreich N. H. Involvement of membrane GABA transporter in ?-latrotoxin-stimulated [3H]GABA release. Neurochemistry Int., 44, 303-312, 2004.
10. О. Трикаш, В.П. Гуменюк, В.І. Чернишов. Злиття ізольованих синаптичних везикул як модель останнього етапу регульованого екзоцитозу. Нейрофизиология, т. 36, 272-281, 2004.
11. A.S. Tarasenko, O.G. Kostrzhevska, L.G. Storchak, M.V. Linetska, T.A. Borisova and N.H. Himmelreich . Phenylarsine oxide is able to dissipate synaptic vesicle acidic pool. Neurochemistry Int. 46, 541-550, 2005.
12. Борисова Т.А., Позднякова Н.Г., Крысанова Н.В., Гиммельрейх Н.Г. ГАМК и глутамат: экзоцитоз и Nа+-зависимое освобождение из нервных окончаний головного мозга в экстремальных условиях. Космічна наука і технологія 11, 98-102, 2005.
13. Малишева М.К., Гіммельрейх Н.Г., Колчиньська Л.І.,., Цивкін В.М., Прудников І.М, Кастрикіна Т.Ф., Сторчак Л.Г., Костржевська О.Г., Тарасенко А.С., Лінецька М.В. Дослідження впливу оксиду азоту на процес нейросекреції. Фундаментальні орієнтири науки, Київ, Академперіодика , с.130-147, 2005.
14. Т.A.Borisova, N.H. Himmelreich. Centrifuge-induced hypergravity: [3H]GABA and L-[14C]glutamate uptake, exocytosis and efflux mediated by high-affinity, sodium-dependent transporters, Advances in Space Research 36, 1340-1345, 2005.
15. Borisova Tatiana, Krisanova Natalia, Himmelreich Nina. Comparison of the еffects of DL-threo-?-benzyloxyaspartate on the glutamate release from synaptosomes before and after exposure of rats to artificial gravity. J. Grav. Physiol. 12, 23-24, 2005.
16. T.A. Borisova, N.V. Krisanova, N. H.Himmelreich: Artificial gravity loading increases the effects of the glutamate transporter inhibitors on the glutamate release and uptake in rat brain nerve terminals. Microgravity sci. technol., XVIII-3/4, 230-233, 2006
17. Borisova Tatiana & Krisanova Natalia Ground-based hypergravity simulated modeling changed the effects of the glutamate transporter inhibitor on the carrier-mediated glutamate release in low [Na +] media from rat brain nerve terminals. Journal of Gravitational Physiology, 2006, 13, 137-138.
18. Tarasenko A.S., Linetska M..V., Storchak L.G., Himmelreich N.H. Improvement of metabolic competence of isolated nerve terminals by extracellular pyruvate. Ukr. Biochim.zhurn. №5. 51-62, 2006.
19. Tarasenko A.S., Linetska M..V., Storchak L.G., Himmelreich N.H. Effectiveness of extracellular lactate/pyruvate for sustaining the synaptic vesicle proton gradient generation and vesicular accumulation of ?-aminobutyric acid . J Neurochem. 99, 787–796, 2006.
20. Trikash I., Kolchinska L. Fusion of synaptic vesicles and plasma membrane in the presense of synaptosomal soluble proteins. Neurochemistry Int. 49, 270-275, 2006.
21. Shatursky O.Ya., Volkova T.M., Romanenko O.V., Himmelreich N.H., Grishin E.V. Vitamin B1 thiazole derivative reduces transmembrane current through ionic channels formed by toxins from black widow spider venom and sea anemone in planar phospholipids membranes. Biochim. Biophys. Acta, 1768, 207-217, 2007.
22. Shatursky O.Ya., Volkova T.M., Himmelreich N.H., Grishin E.V. The geometry of the ionic channel lumen formed by a-latroinsectotoxin from black widow spider venom in the bilayer lipid membranes. Biochim. Biophys. Acta 1768, 2757-2763, 2007.
23. Vassilevski A.A., Kozlov S.A., Zhmak M.N., Kudelina I.A., Dubovski P.V., Shatursky O.Ya. , Arseniev A.S., Grishin E.V. Synthetic analogues of antimicrobial peptides from the venom of the central Asian spider Lachesana tarabaevi. Russian J. Bioorg. Chem., 33, 376-382, 2007
24. Borisova Tatiana & Kasatkina Ludmila. Glutamate transporters of blood platelets as potential peripheral markers to analyze changes of glutamate transport activity in brain under altered gravity conditions. J.Gravit. Physiol. 14, 81-82, 2007.
25. Tarasenko A.S., Storchak L.G. and Himmelreich N.H. ?-Latrotoxin affects mitochondrial potential and synaptic vesicle proton gradient of nerve terminals. Neurochemistry Int., 52, 392-400, 2008.
26. Trikash, I.O., Volynets, G.P., Remenyak, O.V., Gorchev,V.F., Docking, fusion of synaptic vesicles in cell-free model system of exocytosis. Neurochemistry Int., doi:10.1016/j.neuint.2008.09.010
Співробітники відділу нейрохімії:
Борисова Т.О., к. біол. наук, старший науковий співробітник
Пархоменко М.Т., к. біол. наук, провідний науковий співробітник
Позднякова Н.Г., к. біол. наук, науковий співробітник
Тарасенко А.С., к. біол. наук, старший науковий співробітник
Трикаш І.О., к. біол. наук, старший науковий співробітник
Сторчак Л.Г., к. біол. наук, старший науковий співробітник
Шатурський О.В., к. біол. наук, старший науковий співробітник
Яценко Л.М., к. біол. наук, науковий співробітник
