Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Потенциалзависимый механизм внутриклеточного защелачивания и внеклеточного закисления в астроцитах гиппокампа крысы

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Потенциалзависимый механизм внутриклеточного защелачивания и внеклеточного закисления в астроцитах гиппокампа крысы"

РЇБ ид -1 АКК №95

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ ІНСТИТУТ ФІЗІОЛОГІЇ ім. О. О. БОГОМОЛЬЦЯ

На правах рукопису

• ГРИЩЕНКО ІРИНА ІВАНІВНА

ПОТЕНЦ1АЛЗАЛЕЖНИЙ МЕХАНІЗМ ВНУТРІШНЬОКЛІТИННОГО ЗАЛУЖУВАННЯ ТА ПОЗАКЛІТИННОГО ЗАКИСЛЕННЯ В АСТРОЦИТАХ ППОКАМПА ЩУРА

03.00.13 — фізіологія людини і тварин

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобугтя наукового ступеня кандидата (нелогічних наук

Київ — 1994

Роботу виконано в 'науково-дослідній лабораторії нейрохірургії факультету нейрохірургії Медичного Центру Університету м. Нью-Йорка (СІЛА)

Науковий керівник: професор, доктор Мітчелл Чеслер

Офіційні опоненти:

член-кор. НАН України доктор біол. наук О. А. Кришталь; академік НАН України доктор біол. наук В. К. Лішко

Провідна організація:

Інститут фізіології Київського Національного Університету ім. Т. Г. Шевченка

Захист відбудеться .і . 199.ліГр. о на засіданні

спеціалізованої ради Д-01.13.01 при Інституті фізіології ім. О. О. Богомольця НАН України за адресою:

252024, Київ, вул. Богомольця, 4.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту фізіології ім.

О. О. Богомольця НАН України.

Автореферат розісланий " ^Є(С(Х£р^ 199^р.

/ Вчений секретар спеціалізованої ради

^доктор біологічних наук 3. О. Сорокіна-Маріна

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність і ступінь дослідасеності теми, Відомо, що активність нерпових клітин в ЦНС супроводжується істотними змінами рНо. В різних областях нервової системи існують два типи зрушень рІ І0, зв’язані з гальмівними ГАМК-ергічнимн та зі збуджуючими глутаматергімними постсинаптичшши ефектами. Дані зрушення, що являють собою швидкі лужні переходи рНо, індукуються запуском нейронної активності. ГАМК-запежні позаклітинні варіації рН0 є наслідком виходу іонів НСОз через ГАМКл-кероваиі іонні канали. Рівень таких зрушень зумовлюється швидкісно оборотної реакції гідратації СОг, котра каталізується КА. В результаті цієї реакції продукуються іони Н+ та НСОз (Kaila ct аі., 1990). Залежне від глутаматних рецепторів позаклітинне залужування обумовлюється сумарним входом іонів Н+ в нейрони через трансмембранні шляхи, які донині достатньо не вив-- єні (Chen, Chesler, 1992), і обмежується (буферується) реакцією гідратації СОг, котру каталізує КА.

Кислотні зрушення рН0> котрі так само залежать від рівня нейронної активності, можуть мати різну • рироду. Метаболічна продукція СОг або молочної кислоти здатна викликати закислення позаклітинного простору, яке повільно зменшується (Kraig, 1983; Spuler, li/87; Walz, 1989; Ransom, 1992). Посилення метаболічної активності нешолавно було продемонстровано Voipio & Каііа (1993), котрі в своїх експериментах використовувалимодифікований СОг-селективний. мікроелектрод. Аналогічні результати- отримали Chesler & Chen (1993), використовуючи одночасно карбонат- та pH-селективні мікроелектроди. Згадані автори в своїх дослідженнях на зрізах гіпокампа щура виявили повільно зростаюче підвищення тиску СО2, що призводило до закислення міжклітинного простору. Після вимикання стимуляції відбувався спад тиску СОг. Швидкі позаклітинні кислотні зр;, діення рН0

Скорочення, які використовуються в текстіфНо — pH позаклітинного простору; -рНі — pH внутрішньоклітинного вмісту астроцитів; [К ]о — концентрація іонів К у позаклітинному просторі; ЦНС — центральна нервова система; КА — карбоангідраза, HEPES — Г^-2-гідроксиетилшперазин-Н’-2-етаіюлсульфонатна кислота; ГАМК — у-аміномасляна кислота; НМДА — Н-метил-Д-аспартат; ДІДС —4,4’-диізотіоціаностілбен-2,2’-дисульфонатна кислота; ДНДС — 4,4’-

динітростілбен-2,2’-дисульфонатна кислота; ДЗСА — декстранзв’язугачий сульфоамід; ЕІПА — етилізопропіл амілорид; ГФБ — гліальннй фібриляріїиіі білок.

в ЦНС ссавців, як вважають (Сагііпі, Ransom, 1986; Chester, Kraig, 1987, 1989; Sykova, Svoboda, 1990; Boyarsky et al., 1993), обумовлені траспортними механізмами гліальцих клітин.

Останнім часом особлива увага звертається на те, що гліальні клітини відіграють кардинальну роль в регуляції і підтриманні нормального кислотно-лужного гомеостазу в ЦНС. Як відомо, кількість гліальних клітин в ЦНС приблизно в 10 разів перевищує кількість нейронів; гліальні клітини складають майже половину об’єму мозку (Pope, 1978). До того ж мембрани гліальних клітин мають унікальні електрофіз'злогічні властивості. Характерним для них є висока провідність для іонів К+, готра істотно перевищує 5 разів і більше) провідність для іонів Na+ (Orcand et al., 1966). Огже, мембранний потенціал гліальних клітин має високу чутливість до змін концентрації позаклітинного К* і тому швидке підвищення концентрації іонів К+ в міжклітинному просторі внаслідок викиду К+ із нейронів призводить до значної деполяризації мембран гліальних клітин (Kuffler, Nicholls, 1966).

Підвищегчя концентрації позаклітинного І<+, викликане нейронпою активністю, і деполяризація мембран гліальних клітин (Orcand et aU 1966; Ransom, Golgring, 1973) дають підстави дг~ побудови цілого ряду гіпотез щодо нейронно-гліальної взаємодії Зміни мембранного потенціалу гліальних клітин мо; :уть правити за «сигнали» в системі нейронно-гліальної взаємодії. Проте досі невідомо, яким насправді є взаємозв’язок внутрішньоклітинної функції глії і обумовленої нейронною активністю деполяризації мембрани (Orcand et al., 1966; Baylor, Nicholls, 1969). Результати експериментів in vivo (Chesler, Kraig, 1987,1989), а також in vitro (Boyarsky et al., 1983) довели, що в ьііальних клітинах спостерігається швидке внутрішньоклітинне залужування, викликане деполяризацією мембрани. В зв’язку з цим важливо з’ясувати, який саме механізм зумовлює ці внутрішньоклітинні лужні зрушення; трансмембранний (сумарна секреція ;ислотних елементів через плазматичну мембрану) чи зміни безпосередньо в цитоплазмі гліальних клітин?

На глі; іьнііх клітинах п’явки було показано (Boron, Boulpaer, 1983; Ditmer, Schlue, 1989; Deitmer, Szatkowski, 1990), що лужний зсув pHi, викликаний деполяризацією, генеруєтеся електрогенним мембранним котранспортом од: ого іона Na+ і двох іонів НСО’з. Одержана також докази на користь існування електрогенного №+/НСОз-залсжного котранспорту в гліальних клітинах хребетних (Astion, Orkand, 1988; Kettenmann, Schlue, 1988; Newman, Astion, 19S1). Проте донині не ясно, яку роль відіграє цей Na^/НСОз-зіпежний котранспорт у лужному зсуяі

з

рНі, котрий зумовлюється деполяризацією мембрани, в астроцитах ссавців. Так, наприклад, в культурі астроцитів ссавців було показано (Boyarsky et al., 1993), що лужний зсув рНі, викликаний деполяризацією мембрани, виявлявся в клітинах, котрі знаходилися в середовищі, із якого іони бікарбонату були повністю вилучені. Ллє результати інших досліджень, проведених також на культурі астроцитів ссавців, свідчать про ге, що такий лужний зсув є виключно бікарбонатзалежиим (Waltz, 1991; Brookes, Turner, 1993). В експериментах in vivo було продемонстровано iChesler, Kraig, 1987), що часовий перебіг викликаного стимуляцією кори головного мозку кислотного зсуву pH в позаклітинному просторі і часовий перебіг обумовленого деполяризацією, мембрани залужування астроцитів кори досить близькі. Цей факт може бути лише непрямим доказом трансмембранної природи даного явища. Ефекти іонів Ва2+, виявлені після їх додавання у позаклітинне середовище під час стимуляції кори головного мозку щура, дали підстави вважати, що пусковим .механізмом для внутрішньоклітинного залужування глії є саме деполяризація щіальної мембрани (Chesler, Kraig, 1989).

На препаратах нормальної тканини гіпокампа щ; ра взаємозв’язок між кислотним зсувом в позаклітинному просторі та секрецією кислотних елементів глією важко дослідити, через те ЩО L зміні рНо може брати участь низка різних механізмів (Chesler, 1990; Chesler, Kaila,

1992). До того ж в даній структурі мозку компактність гліальних клітин і (або) рівень експресії транспортера можуть бути недостатніми для забезпечення значного кислотного зсуву. Але відомо (Nadler et al, 1978; Murabe et al, 1981; Kimelberg et al, 1987; MacVicar et al, 1989; Burnart et al, 1990; Bowman et al, 1992), що попередні ін’єкції каїнової кислоти в гіпокамп щура дозволяють одержати препарат, в котрому нейрони області САЗ заміщені щільно розташованими проліферуїочими реактивними гліальшши клітинами (гліолізований гіпокамп). Використання саме такого препарату дало нам можливість вивчити в нервовій тканині ссавців в умовах in vitro взаємозв’язок кислотного зрушення pH у внутрішньоклітинному просторі і калійзалежного лужного зсуву pH в цитоплазмі астроцитів. Слід зазначити, що раніше, згідно з даклми літератури, такий взаємозв’язок не вивчали. Провести аналогічні дослідження в умовах культури тканин не уявляється можливим.

Мета і завдання дослідження. Мета даної роботи полягала в тому, щоб з’ясувати такі питання: чи беруть участь астроцити гіпокампа щура в регуляції pH міжклітинного простору і одночасно з цим регуляції pH

їх цитоплазми; яка іонна природа механізму трансмембранних змін pH і чи активується цей механізм деполяризацією плазматичної мембрани глії.

Відповідно меті були поставлені такі завдання.

1. Відпрацювати методику, ткористаиня якої давало б можливість стабільно одержувати експериментальну модель — зрізи області САЗ гліолізовапого гіпокампа щура.

2. Вивчити природу взаємозв’язку швидких значних лужних зсувів pH в цитоплазмі астроцитів і їх зміщення мембранного потенціалу, що виникаю! і> у відповідь на швидке збільшення рівня [К+]0 в області САЗ зрізу іліолізованого гіпокампа.

3. Вивчити природу швидких кислотних зрушень pH у міжклітинному просторі, котрі з’являються в тих самих експеї- .ментальних умовах.

4. З’ясувати, яку роль відіграє №+/НСОз-залежний котранспорт

мембран реактивних астроцитів у зрушеннях рНі та рН0. .

5. З'ясуй0'!!, які саме кислотно-лужні одиниці траспортуютьы, використовуючи інгібітори КА.

• 6. Вивчити мембранні механізми аналогічних швидких кислотних зсувів рНо, які обумовлюються збільшенням (К+]о, в області САЗ нормального гіпокампа щура.

Наукова новизна роботи. Вперше на препаратах in vitro показано, що в астроцитах мозку ссавців існує натрііі-бікарбонатзалежний механізм секреції кислогьпх елементів, котрий активується деполяризацією мембран. Активний транспорт іонів карбонату всередину гліальних клітин призводить до значного швидкого кислотного зрушення pH в міжклітинному просторі, так званої секреції кислотних елементів. Цей механізм частково зумопює швидкий внутрішньоклітинний лужний зсув pH у цитоплазмі астроцитів. Вперше , на ocvf іві даних, отриманих в експериментах з використанням інгібіторів позаклітинної КА, висловлено припущення про те, що гліальний мембранний котранспортер переносить іони карбонату і іони натрію всередину г’стрсцита з таким стехіометричним співвідношенням: один іон натрію і один іон карбонату

Вперше на препаратах in vitro показано, що деполяризація > астроцитів ссаїш'-'. активує також додатковий натрійнезг ежний механізм, котрий, ймовірно, зумовлює лужний зсув в цитоплазмі астроцита, але не бере участі в секреції кислотних елементів через плазматичну мембрану. В області САЗ зрізу нормального гіпокампа щура продемонстровано наявність в мембранах нормальних астроцитів такого

самого натрій-бікарбонатзалежного транспортера, активація якого в умовах швидкого підвищення рівня [К*]0 також призводить до кислотного зсуву pH в міжклітинному просторі, але меншого, ніж в гліолізованому препараті.

Теоретична і практична цінність роботи. Репрезентовані дані щодо функціонування натрій-бікарбонатзалежного котранспортера є важливими для розуміння функціональних зв’язків в системі передачі сигналу від нейрону до глії і в зворотному напрямі, коли глія, завдяки тонкій регуляції рНо, генерує сигнал оборотного зв’язку для стабілізації нейронної збудливості. Так, паприклзд, відома висока чутливість НМДА-рецепторів і потенціалзалсжних кальцієвих каналів навіть до невеликих змін рН0. Мембранні транспортні механізми гліальних клітин можуть відігравати певну роль, з одного боку, в стабілізації нейронної активності (за допомогою регуляції рН0), а з другого, — в регуляції метаболізму самих гліальних клітин (за допомогою регуляції pH,). Показано, що препарат, котрий ми використовували в своїх дослідженнях, — апікальна модель, на якій можна вивчати значення астроцитів ссавців для підтримання гомеостазу міжклітинного простору м~зку, тому що в області СЛЗ зрізу гліолізованого гіпокампа практично всі нейрони деградовані і, отже, саме транспортні механізми мембран астроцитів відіграють основну роль в підтриманні гомеостазу іоній і пН0, В зв’язку з цим слід відзначити, що реактивні астроцити цього препарату за своїми властивостями більш близькі до нормальних, ніж астроцити в культурі (Ransom, Sontheimer, 1992). Результати, отримані нами на препараті гліолізованого гіпокампа, свідчать про те, що у ссавців гліальні клітини відіграють суттєву роль при таких патологіях, як гіпоксія, ішемія, інсульт або «повзуча» депресія, коли спостерігається сильне зниження pH мозку (Kraig et al., 1983, 1985; Mutch, Hansen, 1984; Somjen, 1984; Siesjo et al., 1985). Процес швидкої і значної секреції кислотних елементів із гліальних клітин, може бути важливим компонетом нейроннопротСкторної дії при гіпоксії (Giffard et al, 1990; Tombaugh, Sapolsky, 1990).

Апробація роботи. Результати роботи доповідалися на 23-му щорічному з’їзді Товариства з иейронаук (Вашінгтон, СПІД листопад,

1993).

Публікації. З теми дисертації опубліковано 1 тези і 2 статті.

Особистий внесок пошукувана. Експериментальна частина дослідження в повному обсязі виконана пошукувачем під керівництвом доктора Мітчелла Чеслера. ■

Структура 1 обсяг дисерт..ції. Дисертаційна робота складається із вступу, огляду літератури, експериментальної частини, котра містить в собі опис методів та результатів дослідження, обговорення, висновків та списку літератури, який включає в себе 220 джерел. Матеріал ілюстровано 21 рисунком. Обсяг дисертації — 133 друковані сторінки.

ЗМІСТ РОБОТИ Оо'ект та методи дослідження.

1.<дготовка препарату гліолізованого гіпокампа. Проліферація гліальних клітин і деградація нейронів в області САЗ гіпокампа хцурів лінії Long Evans викликалися in vivo. В умовах анестезії і стерильності тварині вприг бували 1 мкл розчину каїнової кислоти (4.0 мМ) в обласгь САЗ гіпокампа, використовуючи, широко відому методику (Paxinos, Watson, 1986; MacVicar et al, 1989; Bumard et "l„ 1990; Bowman et al, 1992). ,

Виготовлення зрізів гіїт чампа. Через 10-28 днів після вищезгаданої операції тварину в умовах анестезії декапітували. Мозок швидко виймали, переносили у розчин Рінгера при О °С і за допомогою вібратома виютовляли зрізи гіпокампа завтовшки 300-400 мкм.

Виготовлення іонселективних мікроелектродів для

позаклітинного вимірювання. Двоствольні pH-, кх.ій- та натрійселгктивні мікроелектроди дня позаклітинного вимірювання з діаметром кінчика 3-5 мкм виготовляли із тонкос лшііх скляних боросилікатних трубочок (AM Systems 6170). Стовпчик pH-селективного (Fluka 95291), калійселективног; (Fiuka 60398), або натрійселективного коктейлів (Fluka 71178) вводили в кінчики мікроелектродів шляхом всмоктування. Крутизна характеристики іонселекті.ліих електродів становила 57-59 мВ на декаду зміни активності іонів. Абсолютні величини рНо, [К+)0 і [Na+]0 в тканині розраховували відносно їх значень у ф!зіологічному розчині. Референтні стволи заповнюва и розчином NaCl (150 мМ).

Виготовлення pH-селективного мікроелектроду для

внутрішньоклітинного вимірювання. Двоствольні внутрішньоклітинні pH-селективні мікроелектроди з діаметром кінчика менше 1 мкм також виготовляли із скляних боросилікатних трубочок (AM Systems 6170).

Селективний ствол заповнювали під мікроскопом шляхом проштовхування розігрітого коктейлю (Fliika 95291). Крутизна характеристики становила 56 мВ на декаду зміни активності Н+. Референтний стаол заповнювали розчином калі;;метанолсульфокаіу (2.0 М). Опір референтного ствола становив 15-30 МОм.

Мікропіпетки для іонофорезу іоніо К+ з діаметром кінчика 5-10 мкм заповнювали розчином, в склад якого входили КО (1.0 М) и HEPES-NaCl (5 мМ); pH розчину дорівнював pH тканини.

Розташування к.кроелектродів в зрізі гіпокампа для вимірювання рН0. Орієнтуючись на область СА1 і fascia dentata, які правили за референтні структури, pH- і калійсєлективні мікроелектроди закріплювали на подвійному мікроманіпуляторі, а потім вводили в зону зрізу гліолізованого гіпокампа, котра відповідала stratum radiatum області САЗ. інтактного гіпокампа. Відстань між кінчиками електродів становила 10-20 мкм. Мікропіпетку для іонофорезу К+ закріплювали на іншому мікроманіпуляторі і вводили на відстані 50-І00 мкм від першої електродної пари (Рис. 1).

Рис 1. Схема розташування позаклітинних мікроелектродів. Рівень позаклітинного К та' рН вимірювали з використанням двох двоствольних . іонселективнк'с мікроелектродів. Позаклітинне зміщення нульового рівну потенціалу (У0) віднімалось від іонних сигналів. .

Розташування мікроелектродів в зрізі гіпокампа для вимірювання рНі. У подвійному маніпуляторі (ИагаБІтіге МО-4) закріплювали

двоствольний внутрішньоклітинний рН-селективний мікроелектрод і мікропіпетку для іонофорезу таким чином, щоб відстань між їхніми кінчиками дорівнювала 10 мкм, а потім мікроелектроди сумісно вводили . в зону гліозису області САЗ (Рис. 2).

Клітини глії ідентифікували за такими ознаками: реєстрація стабільного негативного (від -70 мВ до -90 мВ) мембранного потенціалу,

Рис. 2. Схема розташування внутрішньоклітинних мікроелектродів. Двоствольний pH-селективний мікроелектрод з діаметром кінчика менше 1 мкм закріплювали в подвійному мікроманіпуляторі таким чином, щоб кінчик мікроелектрода знаходився на відстані 10 мкм від кінчика мікропіпетки для іонофорезу.

відсутность спонтанної активності і стабільний рівень pHj. Після цього шляхом іонофорезу К+ через позаклітинний електрод, використовуючи позитивні імпульси струму (0.5-10 мкА), викликали деполяризацію мембрани астроцита. .

Реєстрація та вимірювання. Потенціали іонного та референтного ста о л, її реєстрували за допомогою зі^окоімпедансного підсилювача. Щоб визначити рівень рН0 і [K+J, сигнал референтного ствола постійно Еіднімався від сигналів іонселективних стволів. Іонні і референтні сигнали т. сля фільтрації з верхніми межами 5 і 200 Гц відповідно подавали на самописець. Іонофоретичні струми подавали через контур моста підсилювача (Axoprobe 1 А, А-on Instruments). Дані аналізували безпосередньо с самописця, потім сканіювали і за до омогою комерційного графічного програмного забезпечення виготовляли рисунки. Вимірювання здійснювали в камері для зрізів субімерсійного типу з термостатично керованим нагрівачем. Всі вимірювання здійснювали при температурі 31-32 °С.

Гістологічний контроль. Після закінчення експерименту зрізи фіксували в 10%-вому розчині формаліпа для подальшого гістологічного контролю, тобто підтвердження наявності значної за розміром зони проліферації гліальних клітин в області САЗ гіпокампа. Застосовували забарвлення крезил-віолетом або імуногістохіиічну реакцію на наявність ГФБ з використанням моноклональних антитіл (Воеіігіг^ег Маппііеіт ВіосИетіса, N0. 814369, титр 1:2000), а також за допомогою пероксидазно-антипероксидазної методики.

РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

Результати гістологічного контролю довели, що, в області САЗ зрізу гліолізованого гіпокампа щура переважну більшість клітинних елементів складали гліальні астроцитарні клітини, оскільки практично всі нейрони деградували. Отже, очевидно, що саме транспортні механізми мембран астроцитів мають практично цілком обумовлювати зміни рН0. Завдяки дії цих механізмів амплітуда кислотних зрушень рН0, які викликаються [К+]0-залежкою деполяризацією мембран, значно збільшується у порівнянні з тою, яка спостерігає! [.ся в інтактному гіпокампі, що є ідеальною умовою для вивчення цих зрушень на даному препараті.

Кислотні зрушення рН0. Іонофорез ІС+ в область САЗ зрізу гліолізованого гіпокампа призводив до досить значного кислотного зрушення позаклітинного рЬІ0, причому швидкість зростання цього зрушення була дуже близькою до швидкості підвищення рівня [КЧо (Рис.

3). .

Рис. 3. Записи рН0 та [К+]0 під час іонофорезу К+. Підтримуваний іонофоретичний струн (показано під записами, 6 мкА) викликає підвищення рівня [К ]о, якиіі швидко наростає до плато і супроводжується трохи повільнішим позаклітинним закисленням.

'Після вимикання іонофоретичного імпульсу відбувався повільний спад обох компонентів. Результати контрольних експериментів показали, що іонофорез К+ в модельну безклітинну структуру (зріз агарози з. ідентичною іонною композицією) ніколи не викликав зрушення рНо.

Порівняння кислотних 'зрушень рНо в області САЗ зрізів нормального і гліолізованого гіпокампа. При використанні однакових за величиною іонофоретичних імпульсів, котрі викликали ідентичне збільшення рівня [КЧо, ми порівнювали амплітуди кислотних зрушень рНо в області САЗ зрізів нормального та гліолізованого гіпокампа щура. Із Рис. 4 видно, що кислотні зсуви в зрізі гліолізованого гіпокампа порівняно з кислотними зсувами в зрізі нормального гіпокампа наростають швидше і їх амплітуда більше в 2-3 рази. Така сама відмінність спостерігалася при широкому варіюванні концентрації К+.

кт.

мМ

ГЛЮЛІЗОВЛНИЙ ЗРІЗ НОРМАЛЬИИГ 1РІЗ

І ІЇҐПу ІЇЬІ

:■ Рис. 4. Кислотні зрушення рН в області САЗ . зрізів гліолізованого та нормального гіпокампа. При використанні К+ в ідентичних концентраціях кислотні зрушення рН в гліолізованому зрізі в кількп разів більші, ніж в нормальному.

Лужні зрушення рНі в цитоплазмі астроцитів. В 56 астроцитах, котрі знаходилися в середовищі, яке містило в собі бікарбонатний буфер (35 мМ), середній стаціонарний рівень рНї становив 7.03 ± 0.02 при середньому трансмембранному потенціалі -82 ± 0.9 мВ. Іонофорез К+ викликав деполяризацію мембрани астроцита, яка корел.овала з внутрішньоклітинним лужним зсувом. Із Рис. 5 видно, що, чим більшою була деполяризація, яка індукувалася К+, тим більшим був лужний зсув рііі.; - ' - - ■ ■ ■' ■ ' * ■ • V

І А

Рис. 5. Внутрішньоклітинні лужні зрушення рНі, викликані іонофорезом К . Коли ми використовували іонофоретичні струми, сила яких зростала (1, 2, З мкА), деполяризація мембрани та лужні зміщення рНі збільшувались. Після вимикання струму рівень рНі наближався до свого первинного рівня, але ного відновлення не було ПОВНИМ.

В деяких випадках після вимикання іонофоретичного імпульсу 'рівень

рНі не повертався до свого первинного значення, але виходив на деякий

новий більш лужний стаціонарний рівень. При цьому г?мбранний

потенціал повністю відновлювався. '

2+

, Бшшіі Іоиіи Ба на кислотні зрушення рН0 га лужні зрушення рКі в цитоплазмі астроцитів. Іони Ва2+, блокуючи калієву провідність, інгібували калійіндуковаиу деполяризацію мембрани астроцитів. Це призводило до повного усунення як кислотних зрушень рНо, так і лужних зрушень рНі у відповідь на збільшення [Кіо (Рис. 6, А, Б). Короткочасна суперфузія іонами Ва2+ викликала деполяризаційне зміщення трансмембранного потенціалу, котре супроводжувалося повільними змінами стаціонарних рівнеїї рНо та рНі (тобто відбувалося зниження першого та підвищення другого) (Рис. 6. А, Б). Отже, і кислотні зрушення в позаклітинному середовищі, і лужні зсуви всередині клітини обумовлюються не підвищенням [К+]о,, а саме збільшенням деполяризації мембрани астроцита, індукованої відповідним рівнем підвищення [КІс '

Натрінзалежне кислотне зрушення рНо в зрізах гліолізованого гіпокампа. Як видно із Рис. 7, А, коли замість розчина Рінгера використовували безнатрієвий розчин, в котрому №+ замінювали на М-метилглюкомін та холін, кислотне зрушення в позаклітинному просторі блокувалося повністю.

Рис. 'ї. А - кислотне зрушення рН0, викликане підвищенням рівня К+, 2+ * оборотньо усувається Ва в концентрації 1 мМ. Б, - ужне зрушення рКі та

деполяризація мембрани, викликані підвищенням рівня К , оборотньо усуваються

2+ 2+ •

Ва в концентрації 2 мМ. В - вплив Ва на рНі. Короткочасне прикладання

Ва2+ а концентрації 2 мМ викликає деполяризацію мембрани на 40 мВ та

стаціонарне залужування внутрішньоклітинного вмісту на 0.3 одиниці рН. Після

відмивання препарату рівень мембранного потенціалу та-рНі відновлювалися.

Д Контроль о N3* Відмиванії* с і-,, +

Т { Ь Ьо««троль 0 N3* Відмишші

“Іу^ /ь =[ у V

- Рис. 7. А - вплив безнатрієвого розчину на калійзалежні кислої .і зрушення рН0. Кислотні зрушення рНо у відсутності Ыа+ повністю і оборотньо інгібувалися. Б - вплив безнатрієвого розчину на калійзалежні лужні зруїг ння pH;. В умовах • 20-хвилинної експозиції препарату в безнатрієвому розчині спостерігали інгіб) вашш лужного зрушення рНі на 63%. Через 6 хв після відмивання амплітуда повністю не відновлювалась.

Цей ефе :т був оборотнім. Стаціонарний рівень рН0 практично не змінювався.

Натрійзалежне лужне зрушення рНі в цитоплазмі астроцитів. В

умовах 20-хвилі"шої експозиції препарату в безнатрієвому с'оедовшці відбувалося оборотне часткове блокування викликаного деполяризацією лужного зсуву рНі в астроцитах (Рис. 7, Б).

В середньому інгібування становило 40 ± 9% (п = 7). В

безнатрієвому середовищі ми ніколи не спостерігали повного г блокування викликаних деполяризацією мембрани лужних зрушень рНі .в астроцитах.

Згідно з нашими вимірюваннями з використанням Na+-селективного електрода в умовах, коли Na+ вимивали протягом 2 хв із експериментальної камери, порівнянне виснаження позаклітинного К+ відбувалося на протязі 20 лв. Отже, відсутність повного інгібування лужних зсувів рНі у безнатрієвому середовищі не можна пояснити тим ' фактом, що вилучення Na+ із розчину було неповним.

Бікарбонатзалезкне кислотне зрушення р1І0 в зрізах гліолізонаїшго гіпокампа. Коли ми замі.ловали стандартний бікарбонатний розчин на насичений киснем розчин з HEPES-буфером, відбувалося оборотне достатньо сильне інгібування (на 75 ± 5 %, п = 8) викликаного деполяризацією мембрани кислотного зсуву рН0 (Рис. 8, А).

А

ЛрНс

0.16

нсо.

HEPES

Рис. 8. А - вплив розчину, котрий містив в собі НЕРЕБ-буфер, на калійзалежні кислотні зрушення рНо. НЕРЕБ яикликяє оборотне ч, іеишення амплітуди кислотного зрушення рН0. Б - препарат спочатку інкубували в розчині з НЕРЕЗ-буфером, а потім переносили в розчин з НСОз на 12 хв. Лужний зсув 1(рН^ в розчині з НСОз був більше на 61%. ,

- -1/"

Навіть при тривалій (до 30 хв) суперфузії розчином, котрий містив в собі НЕРЕЗ-буфер, ми ніколи не спостерігали повного інгібування кислотного зсуву, викликаного деполяризацією. Очевидно, це пов’язано з тим фактом, що в умовах використання даного препарату повністю вилучити іони бікарбонату із розчину неможливо.

Відомо (Сііеяіег, Сіїеп, 1993; Уоіріо, Каііа, 1993), що в тканині зрізу відбувається метаболічне утворення СОг. Отже, можна, припустити, що навіть у разі використання розчину з НЕРЕБ-буфером у позаклітинному просторі, очевидно, присутня залишкова концентрація бікарбонату (декілька мМ). 1

Бікарбоиатзалежні лужні зрушення рН; в цитоплазмі астроцитів.

Перехід від НЕРЕ5-буфера до НСОз-буферного розчину завжди супроводжувався незначною (2-4 мВ) гіперполяризацією мембрани, а зворотний перехід (від НСОз-буфера до НЕРЕЗ-буферного розчину) — її деполяризацією (також на 2-4 мВ) ’(Рис. 8, Б). Викликані деполяризацією лужні зсуви рНі в розчині з НЕРЕБ-буфером були або меншими, або ідентичними, хоча ніколи не перевищували рівня зсувів рНі у НСОз-буферному середовищі. Відомо (ТЬогпаз, 1984), що у розчині з НЕРЕБ внутрішньоклітинна буферна ємкість завжди зменшується. Однак наші дані свідчать про зменшення (причому це спостерігалося завжди) сумарної секреції кислотних еквівалентів в НЕРЕБ-буферному розчині. ,

Чи мають капійзалежні кислотні зрушення рН0, виявлені зрізах гліолізованого гіпокампа метаболічну природу? Раніше було показано (Огкіалсі еі аі, 1973), що внаслідок підвищення [К*]о метаболізм в гліальних клітинах прискорюється. Але ні збільшення продукції СОг або

кислотних зрушень (викликаних не збільшенням [КЧо, як таким, а деполяризацією мембрани, індукованою цим збільшенням). Про це свідчать такі факти: дані зрушення не були чутливі ні до підвищення. рівня глюкози (до ЗО мМ) (Рис. 9, А), ні до вилучення глюкози із середовища (Б), ні до прикладання інгібіторів транспорту молочної

Рис. 9. Факти, що свідчать проти метаболічної природи калійзалежних кислотних зрушень рН0. А. - збільшення концентрації глюкози (від 10 до ЗО мМ) не впливало на кислотні зрушення рН0. В - в умовах 35-хвилинної експозиції препарату в розчині без глюкози кислотні зрушення рНо не усувалися. В - інгібітор транспорту молочної кислоти ЦГЦ не блокував кислотних зрушень рНо. Г - в умовах 22-хвилиниої експозиції препарату в безкальцієвому середовищі кислотні зрушення рН0 не усувалися.

молочної кислоти, ні вхід Са2+ не можуть призвести до швидких

' ГЛЮКОЗА

10 мМ

ГЛЮКОЗА

ГЛЮКОЗА' 10 мМ

ВІДСУТНІСТЬ —

глюкози

кислоти а-ціано-3-гідроксиціннамата ІДГЦ (5-8 мМ) (В) або DL-p-гідроксифеніллактата (8 мМ), ні до прикладання блокатора кальцієвих каналів Cd2+ (100 мкМ), ні до номінального усунення Са2+ із розчину (Г).

Чи є механізм калШзапежіїюс кнслотннх зрушень рНо і лужних зрушень pHj «класичним» механізмом секреції кнслотннх елементів? Найбільш широко описані механізми секреції кислотних елементів в мембрані гліальних клітин такі: 1) нагрійзалежний СГ/НСОз обмін, який блокується ДЩС (Russel, Boron, 1976; Thomas, 1977; Schlue, 1992);

|, j

2) Na /Н обмін, котрий інгібується амілоридом та його аналогами (Thomas, 1984; Ransom et al, 1992). Виявлені нами кислотні зрушення pHо, котрі викликалися деполяризацією, не можна віднести до жодного із цих транспортних механізмів. Вони не блокувалися ні у разі прикладання ДЩС (500 мкМ) (Рис. 10, А), ні у разі тривалої (до 75 хв) суперфузії безхлорним розчином (Б), ні у разі прикладання амілорнда ' (2 мМ) або його аналога ЕІПА (100 мкМ) (В), або ж менш специфічного , інгібітора хармаліна (2 мМ).

2ЇС

Рис. 10. Факти, що свідчать проти «класичного* механізму секреції кислотшіх елементів. А - катііі залежні кислотні зрушення рНо не блокувалися в концентрації 500 мкМ. Б - в умовах тривалої (до 60 хв) експозиції .препарату в безхлорному розчині калійзалежні кислотні зрушення рНо не есувалися. В - інгібітор амілоридчутливого натрій-водневого обміну ЕІПА не блокував калійзалежних кислотних зрушень рН0.

Із Ряс. 11, А вддно, що тривала суперфузія безхлорним розчином також зовсім не впливала на викликані деполяризацією лужні зсуви в цитоплазмі астроцитів. До того ж лужні зсуви були нечутливі ні до ДЩС, ні до його аналога ДНДС (2 мМ) (Рис. 11, Б).

• Не на користь «класичного» механізму секреції кислотшіх елементів свідчить і той факт, що в реактивних астроцитах внутрішньоклітинний лужний зсув зумовлюється калійіндукованою деполяризацією їх

мембран, тоді як Na+/H+ обмін або натрійзалежний СГ/НСОз обмін звичайно активують закислення внутрішньоклітинного середовища (Roos, Boron, 1981; Thomas, 1984).

Рис. 11. А - залежний від деполяризації лужний зсув рНі не є чутливим до усунення хлору із розчину: він виникав після 20- хвилинного перебування препарату в безхлорному розчині. Б - вплив ДНДС на залежний від деполяризації мембрани лужний зсув рНі. Рівень лужного зсуву рНі після прикладання ДНДС (2. мМ) протягом ЗО хв не змінювався

Вплив інгібіторів КА на кислотні зрушення в зрізах гліолізопаиого гіпокампа. Як відомо, СО2 — бікарбонатна рівновага є головним фізйко-хімічним буфером в міжклітинному просторі. Гідратація СОг з формуванням бікарбонату відбувається порівняно повільно. КА каталізує оборотну гідратацію СОг і бере участь в регуляції позаклітинних змін рН0 (Chesler, Kaila, 1992). Присутність КА у позаклітинному просторі тканини -різу гіпокампа щура була показана раніше (Chen, Chesler, 1992). Як відомо (Chen, Chesler, 1992; Kaila et al, 1992), інгібування позаклітинної КА має певний вплив на ряд механізмів зміни рН„, в тому числі і на кислотні зрушення рН0, викликані виходом СОг або входом НСОз. Ці зрушення повинні зменшуватися, оскільки вони зумовлюються швидкою гідратацією СОг. Навпаки, кислотні зрушення, пов’язані з сумарним протонним балансом, повинні збільшуватись, тому що ці зсуви рН0 пригнічуються реакцією гідратації СОг. Як видно із рис. 11, А, погано проникаючий інгібітор КА бензоламід (1-10 мкМ), як і інгібітор позаклітинної КА ДЗСА (Рис. 12, Б), викликає значне підсилення індукованих деполяризацією мембрани кислотних зрушень рНо. В середньому збільшеній кислотних зрушень рНо, викликаних бензоламідом, становило 182 ± 27% (п=б), викликаних ДЗСА - 125 ± 45% (п = 10).

А Контроль 1їсні»ілачід Б

Контроль ЛЗСЛ Пі.ічіінаїїііи

Ві.ічшілшіи

ІҐМ ^ /V уч

Рис. 12. Вплив інгібіт. рів КА на калійзалежні кислотні зрушення. А -бензоламід (1 - 10 мкМ) - погано дифундуючий інгібітор КА, викликає оборотне збільшення кислотних зрушень. Б - декстранзв’язуючий сульфоамід (ДЗСА) — інгібітор КА, вприскували під тиском локально у позаклітинний простір. Оскільки ДЗСА був розчинений у відносно лужному середовищі, він викликав перехідне залужування (показано стрілкою). Після покернення р.-.ті рІ1„ до иервинної величини калііізалежний кислотний зсув pH у порівнянні з контролем збульшувався. З віддаленням дифузії інгібітора від місця його вприскування цей ефект зникав зовсім.

Механізм, котрий обумовлює одночасно і кислотні зрушення рН0 і лужні зрушення pHi u астроцитах гіпокампа щура. В реактивних астроцитах властивості калійінлукопаного кислотного зрушення оптимально узгоджені з активацією елекгрогенного Ыа+/НСОз-залежного котранспорту, котрий переносить всередину клітині' один іон Na+ разом з двома або більше іонами бікарбонату. На користь цього свідчать такі факти: 1) кислотні зрушення оборотньо усувалися в безнатрієвому середовищі, 2) оборотньо зменшувалися у номінально ", безбікарбонатному розчині, 3) були нечутливі до тривалої інкубації в безхлорному розчині. До того ж кислотні зрушення не блокувалися ДЩС, котра може інгібувати такий механізм (Boron, Boulpaep, 1989), але ж відомо, що не всі Ма+/НСО~з-залежні котранспортери чутливі до стілбенових (Aickin, 1988; Kettenmann, Schlue, 1988; Korbmacher et al., 1988). Калійіндуковане закислення позаклітинного простору блокувалося Ва2*. Крім того ж Ва2+ сам по собі викликав кислотний зсув від первинного рівня рНо. Ці результати говорять про те, що секреція .кислотних елементів обумовлювалась деполяризацією, очевидно, завдяки дії електрогенного Nа+/1 ІСОз-залежного котранспортера. Невелика гіперполяризація мембрани астроцита, виявлена при заміні розчину з

і

НЕРЕБ-буфером на розчин з НСОз-буфером, також свідчить про наявність вхідного електрогенного котранспорту. Істотне збільшення кислотних зсувів при інгібуванні позаклітинної КА однозначно говорить про те, що вони обумовлені або виходом іонів Н+ чи інших кислот, або ж входом ОН' чи інших небікарбонатьих основ.

Як узгоджуються ці можливості з виявленими нами бікарбонатзалежними кислотними зрушеннями? Найбільш прийнятним поясненням нам уявляється таке. Очевидно, саме іони СОз (а не НСОз) є одиницями, які транспортуються. Збільшення концентрації іонів Н+ у міжклітинному просторі, викликане дією такого механізму, обмежується в основному залежною від КА дегідратацією іонів НСОз і тому мусить підсилюватись інгібіторами КА. В даному контексті вхід СОз’ або СОз-аніонних кон’югатів • може призводити до кислотного зсуву в позаклітинному, просторі, і цей ефект підсилюється інгібуванням КА.

В гліолізованих зрізах гіпокампа характеристики викликаних деполяризацією лужних зсувів рНі добре узгоджуються з характеристиками супутних кислотних зрушень рН0. І позаклітинні, і внутрішньоклітинні зміни pH імітувалися барійіндукованою деполяризацією. До того ж обидві калійіндуковані відповіді блокувалися Ва2+. Така подібність характеристик рНі та рН0 свідчить про те, що ці зрушення pH зумовлені деполяризацією мембрани. Трансмембранна симетрія вказаних властивостей відбиває той факт, що позаклітинний кислотний і внутрішньоклітинний лужний зсуви є складовими одного і того ж самого механізму секреції кислотних елементів. Як ми вже відмічали, позаклітинні кислотні зсуви можна пояснити наявністю вхідного Ыа+/НСОз-залежного когранспортера. Іонна, залежність внутрішньоклітинного залужуг-'ння підтверджує подібність цих трансмембранних зрушень pH. Викликаний деполяризацією мембрани лужний зсув рНі, як і кислотний зсув рНо, котрий його супроводжує, активуються іонами НСОз (СгісІПсІїепко, Оієбієг, 1994а).

,і і Підсумовуючи дані, отримані за допомогою поза- та внутрішньоклітинних вимірювань, можна зробити висновок, що реактивні астроцити мають Ыа+/НСОз-залежкий механізм секреції кислотних елементів, котрий активується деполяризацією мембрани. Описані нами характеристики цього механізму дозволяють зробити висновок, що ним є №+/НСОз-залежний котранспортер. Одиницями, які транспортуються, є, очевидно, аніони СОз (або СОз-аніонні кон’югати) та катіони Ыа+.

Результати проведеного нами дослідження вказують на існування додаткового натрійнезалежного механізму, котрий бере участь у

викликаному деполяризацією мембрани залужуванні цитоплазми реактивних астроцитів. Оскільки цей механізм не пов’язаний з викидом кислотних елементів через плазматичну мембрану, він може забезпечувати в гліальних клітинах деякий рівень незалежності в модуляції внутрішньоклітинного рНі відносно позаклітинного рН0.

Калійзалежні кислотні зрушення рІІ0 в зрізах ні .імального гіпокампа. Калійзалежні кислотні зрушення рН0 в області СЛЗ зрізу нормального гіпокампа мали таку саму фармакологічну та іонну чутливість, як і калійзалежні кислотні зсуви рН0 в області СЛЗ зрізу гліолізованого гіпокампа, хоча і менші за амплітудою в 2-3 рази. Такі зсуви оборотньо інгібувалися іонимії 13а у разі їх зовнішнього прикладання, оборотньо усувалися в безнатрієвому середовищі та оборотньо підсилювалися під впливом погано проникаючого інгібітора КА бензоламіда. Все це дозволяє припустити, що в мембранах нормальних астроцитів, як і п умовах нашої моделі, існує такий самий Ма+/НС0з-залежниїї механізм секреції кислотних елементів, котрий активується деполяризацією мембрани. .

Значення секреції кислотних елементів глісю для стабілізації нейронної активнос.;. Наші дані свідчать про те, що в глії ссавців існує потенційна можливість для функціонування механізму секреції кислотних елементів, котрий активується деполяризацією мембрани. Оскільки гліальні мембрани можуть значно деполяризуватися під час фізіологічного підсилення нейронної активності (Kelly et al. 1974), цей механізм може істотно визначаті величину і напрям індукованих нейронною активністю зрушень рН0 (Chesler, 1990). В деяких областях нервової системи ефект секреції кислотних елементів ГЛІЄ.О може маскуватися позаклітинними лужними зрушеннями внаслідок синаптичної активації нейронів. Шпіщкість зростання і спаду цих варіацій дорівнює швидкості збільшення і зниження концентрації зовнішніх іонів К+ (Kraig et аЦ 1983; Chesler, Chan, 1988). Підсилення лужних зрушень, виявлене в цих умовах, в разі прикладання Ва2+ може зумовлюватись селективним інгібуванням секреції кислотних елементів глією (Chesler, Kraig, 1989; Sykova et аЦ 1992). В інших областях нервової системи, навпаки, секреція кислотних елементів глією може бути домінуючим фактором у позаклітинному зсуві pH. Так, наприклад, в препараті спинного мозку стимуляція дорсальних корінців призводила до швидких кислотних зрушень рНо, котрі підсилювалися інгібіторами КА (Sykova, 1989; Sykova, Svoboda, 1990). Цей ефект є дуже подібним до ефекту підсилення кислотних зрушень в гліолізованих зрізах.

Функціональну роль секреції кислоти можна розглянути в контексті

иейрошіої збудливості, котра може значно підвищуватися в умовах невеликого лужного зсуву рН0 (Krishtal, Pidoplichko, 1980; Iijima et al, 1986; Krishtal et al, 1987; Tang et al., 1990; Tranelis, Cull-Candy, 1990; Barnes, Bui, 1991). Відомо (Kraig et al, 1983; Chesler, Chan, 1988; Chan, Chcsler, 1990; 1992a, 1992b, 1992c; Kaila'et al., 1992), що в ЦНС залужування міжклітинного простору є типовим наслідком процесів синаптнчіюї передачі. Вельми переконливим уявляється той факт, що секреція кислотних елементів близько розташованими гліальними мембранами, котра супроводжує згаданий процес, може бути компонентом механізма обмеження вказаних лужних переходів і, отже, брати участь в стабілізації нейронної збудливості (Chesler, 1990; Deitmer, 1992; Ransom, 1992; Sykova et al, 1992).

ВИСНОВКИ

1. Вперше на зрізах мозку ссавців (препарати області САЗ гліолізованого гіпокампа шура) показано, що в мембранах реактивних астроцитів існує активований деполяризацією мембрани Ыа+/НСОз-залежний механізм так званої секреції кислотних елементів.

2. Даний котранспорт переносить всередину гліальної клітини разом з іонами натрію іони карбонату (але не бікарбонату), що було продемонстровано за допомогою ' інгібіторів позаклітинної карбоангідрази.

3. Активний транспорт іонів карбонату всередину астроцита призводить до швидкого кислотного зрушення в міжклітинному просторі («секреції кислотних елементів») і одночасно з цим зумовлює викликане деполяризацією мембрани швидке залужування цитоплазми реативного астроцита.

4. Показано, що в астроцитах області САЗ нормального гіпокампа існує такий самий тип Ка+/НСОз-залежного котранспорту, котрий обумовлює менше за амплітудою потенціалзалежне кислотне зрушення pH в міжклітинному просторі.

5. Висловлюється припущення про те, Щ( деполяризація мембран астроцитів гіпокампа ссавців активує додатковий натрійнезалежний мехенізм, котрий робить певний внесок саме у внутрішньоклітинне залужування астроцитів, а не в «секрецію кислотних елементів» через плазматичну мембрану.

СПИСОК РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ З ТЕМИ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Crichtchenko I. I., Chesler М. Depolarization-evoked alkalinization and extracellular acid secretion by astrocytes of gliotic hippocampal slices // Abstracts of the 23rd annual Society for Neuroscience Meeting (Washington, D. C, USA, November 7-12).-Washington, 1993.-Part l.-No. 285.14, P. 687.

2. Grichtchenko I. I., Chesler M. Depolarization-induced acid secretion in gliotic hippocampal slices // Neuroscience.-1994.-62, No. 4.-P. 10571070.

3. Grichtchenko I. I., Chesler M. Depolarization-induced alkalinization of . astrocytes in gliotic hippocampal slices // Neuroscience.- 1994.-62, No.

4.-P. 1071-1078.

Grichtchenko Irina I. Depolarization-evoked alkalinization and extracellular acid secretion by astrocytes of gliotic hippocampal slices.

Dissertation on candidate degree (Ph. D.) in Biological Sciences,

03.00.13 - physiology of human and animals, Bogomoletz Institute of Physiology, National Academy of Sciences of Ukraine, Kiev, 1995.

A depolarization-induced rise in astrocyte pHi may reflect the rapid secretion of acid into the extracellular space during neuronal activity. To further evaluate this process, we studied K+-induces shifts of pHj and pH0 in СЛЗ region of rat hippocampal slices made gliotic by kainate. K+ was iontophoresed while recording either pH, from astrocytes or pH0 from extracellular space. The data are consistent with inward, electrogenic, Na+/HC03-dependent transport. Results from using inhibitors of extracellular carbonic anhydrase showed that the inward transported species are likely to be СОз, and Na+. These results futher indicate that rapid acid secretion and cytosolic alkalinization of astrocytes arise from the same process.

Грищенко Ирина Ивановна «Потенциглзависимый механизм внутриклеточного защелачивання и внеклеточного закисления в астроцитах гиппокампа крысы».

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.13. - физиология человека и животных, Ин-т физиологии им. А. А. Богомольца НАН Украины, г. Киев, 1995.

Изучались сдвиги кислотно-щелочного равновесия межклеточного пространства (изменение наружного рН0) и цитоплазмы (изменение pHi) глиальных клеток гиппокампа крысы при повышении [К+]0. Работа выполнена на глиолизированных срезах, полученных в результате инъекции каиновой кислоты в область САЗ гиппокампа крысы. Показано наличие глиального На+/НСОз-зависимого кислотнотранспортного механизма, который в ответ на деполяризацию мембраны астроцита (при повышении К"1) активируется и вызывает кислотный сдвиг в межклеточном пространстве (рНо) и одновременно с этим .щелочной сдвиг в цитоплазме астроцита (pHi). На основании изучения , кинетики этого котранспорта в условиях ингибирования внеклеточной карбоангидразы в данной работе показано, что ионы карбоната переносятся внутрь астроцита вместе с ионами натрия. Представленные в работе данные показывают возможность того, что данный Na+/HC03-зависимый глиальный «механизм секреции кислотных элементов» может принимать активное участие в стабилизации кислотно-щелочного равновесия ЦНС млекопитающих.

Кшочош слова: pH, астроцит, Ыа+/НСОз котранспорт, гшокамп щура. - - - -

Тир. JO экз. 1994'г.Укропецмонтавшроекг