Tag Archives: екзоцитоз
Відділ нейрохімії з 1925 року до наших днів
Н. Крисанова, Н. Позднякова*
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, відділ нейрохімії, Київ;
*e-mail: nataly.pozdniakova@gmail.com
Отримано: 11 червня 2025; Виправлено: 14 серпня 2025;
Затверджено: 30 жовтня 2025; Доступно онлайн: 02 грудня 2025
Описано діяльність відділу нейрохімії з 1925 року до сьогодні. Основними науковими напрямками досліджень відділу біохімії нервової системи до 1982 року були: вивчення хімічної топографії нервової системи; вивчення субклітинної та суборганоїдної локалізації нейроспецифічних протеїнів; дослідження впливу психотропних речовин на метаболізм азоту, вуглеводів та протеїнів у структурах нервової системи; вивчення мембранної організації та механізмів функціонування ензимних систем активного транспорту натрію, калію та кальцію в нервових клітинах. З 1982 року дослідження відділу зосереджені переважно на таких напрямках: біогенез мембранних та секреторних протеїнів; дослідження нейроспецифічних протеїнів; дослідження плазматичних мембран, що безпосередньо беруть участь у генерації та передачі нервових сигналів. З 2010 року дослідження відділу нейрохімії спрямовані на вирішення наступних актуальних проблем: з’ясування ролі структурної організації мембрани та ліпід-протеїнових взаємодій у регулюванні процесу передачі нервових сигналів; з’ясування ролі пресинаптичних рецепторів у регулюванні ключових етапів процесу нейротрансмісії та визначення шляхів модулювання системи рецепції нейромедіаторів; пошук та ідентифікація природних мембранотропних та нейроактивних сполук; аналіз молекулярних механізмів дії мембранотропних та нейроактивних препаратів; космічна біологія, а саме розробка методу визначення токсичності планетарного пилу; нанотехнології, а саме синтез та аналіз нейроактивного ефекту наночастинок; екологічна нейротоксикологія, а саме вивчення нейротоксичної дії забруднювачів навколишнього середовища та розробка шляхів подолання їх шкідливого впливу.
Перинатальна гіпоксія та таламус: підвищення ефективності інгібування вивільнення ГАМК з нервових терміналей протиепілептичним препаратом леветирацетамом
М. В. Дударенко*, Н. Г. Позднякова
Відділ нейрохімії, Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
*e-mail: marina.dudarenko@gmail.com
Отримано: 28 січня 2022; Виправлено: 25 березня 2022;
Затверджено: 20 вересня 2022; Доступно онлайн: 19 грудня 2022
Леветирацетам (LV, 2S-(2-oxo-1-pyrolidiny1) butanamide)) — протиепілептичний препарат, точні механізми якого досі залишаються неясними. Щури лінії Wistar були піддані впливу гіпоксії та судом на 10–12 день постнатального розвитку (pd). Вивільнення [3H]ГАМК аналізували в ізольованих із таламуса нервових терміналях (синаптосомах) в процесі постнатального розвитку у віці pd 17–19 і pd 24–26 (дитяча стадія), pd 38–40 (пубертатний період) і pd 66–73 (молоді щури, які досягли статевої зрілості) в контролі та після перинатальної гіпоксії. Позаклітинний рівень [3H]ГАМК у препараті синаптосом таламусу підвищувався під час розвитку у віці pd 38–40 та pd 66–73 у порівнянні з pd 17–19. LV не впливав на позаклітинний рівень [3H]ГАМК в контролі та після перинатальної гіпоксії у всіх досліджуваних вікових групах. Вивільнення [3H]ГАМК шляхом екзоцитозу в контролі збільшувалося у віці pd 24–26 у порівнянні з pd 17–19. Після перинатальної гіпоксії вивільнення [3H]ГАМК шляхом екзоцитозу з синаптосом також збільшувалося під час розвитку. LV посилював вивільнення [3H]ГАМК шляхом екзоцитозу з синаптосом таламусу у віці pd 66-73 лише після гіпоксії та за умов блокування транспортерів ГАМК NO-711. LV реалізує свою протиепілептичну дію на пресинаптичній ділянці через збільшення вивільнення [3H]ГАМК шляхом екзоцитозу з синаптосом таламусу щурів після перинатальної гіпоксії у віці pd 66–73. Після перинатальної гіпоксії LV виявляв більш значний вплив на синаптосоми таламусу, ніж у контролі. Дія LV залежить від віку і препарат був інертним на дитячій стадії, що може бути корисним для стратегії застосування LV у терапії дитячої епілепсії.
Етапи екзоцитозу в безклітинній системі за умов вилучення холестеролу із плазматичних мембран синаптосом та синаптичних везикул
В. П. Гуменюк, І. О. Трикаш
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: trikash@biochem.kiev.ua
В безклітинній системі досліджували вплив холестеролу на процес екзоцитозу. Для зміни вмісту мембранного холестеролу використовували метил-β-циклодекстрин. Показано, що вилучення холестеролу з мембран залежить від концентрації метил-β-циклодекстрину, часу інкубації та температури середовища. Роль холестеролу вивчали на етапах докінгу синаптичних везикул та їхнього Са2+-стимульованого злиття, які є складовими процесу мультивезикулярного (складного) екзоцитозу. Методом лазерно-кореляційної спектроскопії встановлено, що за вилучення холестеролу із синаптичних везикул процес їх агрегації або докінгу залишається незмінним. Виявлено, що кінетика Са2+-стимульованого злиття синаптичних везикул між собою залежить від вмісту холестеролу. Зниження вмісту холестеролу у плазматичних мембранах синаптосом на 8% призводить до інгібування Са2+-залежного злиття їх із синаптичними везикулами. Але у разі видалення 25% холестеролу із плазматичних мембран рівень злиття із синаптичними везикулами не різниться від контролю, можливо, за рахунок зміни фізичних властивостей ліпідного бішару та/або порушення функції мембранозв’язаних протеїнів. Передінкубація синаптосом із метил-β-циклодекстрином зменшувала стимульоване вивільнення глутамату на 32%. Одержані дані свідчать про те, що концентрація холестеролу у плазмалемі та синаптичних везикулах є важливим фактором ефективності синаптичної передачі в нервових закінченнях.
Активація пресинаптичних іонотропних глутаматних рецепторів стимулює вивільнення ГАМК із нервових терміналей гіпокампа і кори головного мозку щурів
О. О. Крупко, А. С. Тарасенко, Н. Г. Гіммельрейх
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
е-mail: olya_krupko@mail.ru
Одним із механізмів тонкої регуляції нейросекреторного процесу в нервових терміналях є активація пресинаптичних рецепторів. Метою дослідження було визначити: як активація пресинаптичних глутаматних рецепторів впливає на секрецію гальмівного нейротрансмітера ГАМК, які типи іонотропних рецепторів залучені до модуляції цього процесу та за яким механізмом реалізується такий вплив. Показано, що специфічні агоністи глутаматних рецепторів, каїнат та НМДА, так само як і глутамат, стимулюють вивільнення [3H]ГАМК із нервових терміналей кори та гіпокампа мозку щурів, що свідчить про залучення обох типів рецепторів у модуляцію секреції ГАМК. Встановлено, що відповідь терміналей на активацію каїнатних та НМДА-рецепторів опосередкована стимуляцією процесу екзоцитозу, а не вивільнення нейротрансмітера із цитозольного пулу, на що вказує неспроможність NO-711 (специфічного блокатора транспортерів ГАМК) блокувати цей процес. Таким чином, активація пресинаптичних іонотропних глутаматних рецепторів модулює силу синаптичної відповіді за рахунок зміни вірогідності вивільнення нейромедіатора із нервових терміналей.