Взаимовлияние ГАМК- и глицинергических процессов при регуляции возбудимости нейрона

Амахин, Дмитрий Валерьевич

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Взаимовлияние ГАМК- и глицинергических процессов при регуляции возбудимости нейрона
ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Взаимовлияние ГАМК- и глицинергических процессов при регуляции возбудимости нейрона"

АМАХИН Дмитрий Валерьевич

ВЗАИМОВЛИЯНИЕ ГАМК- И ГЛИЦИНЕРГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ РЕГУЛЯЦИИ ВОЗБУДИМОСТИ НЕЙРОНА

03.03.01 - Физиология

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Санкт-Петербург 2011

1 4 ДПР 2011

4843865

Работа выполнена в лаборатории эволюции межнейронного взаимодействия Учреждения Российской академии наук Института эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ: член-корреспондент РАН, доктор медицинских наук, профессор Николай Петрович ВЕСЕЛКИН

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ: доктор биологических наук, профессор Александр Алексеевич АЛЕКСАНДРОВ

доктор биологических наук, профессор Денис Борисович ТИХОНОВ

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ: Учреждение Российской академии наук Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН

Защита диссертации состоится «12» апреля 2011 года врЦ часов на заседании Диссертационного совета Д 002.127.01 при Учреждении Российской академии наук Институте эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН по адресу: 194223, г. Санкт-Петербург, пр. Тореза, 44 С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Учреждения Российской академии наук Института эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова

Автореферат разослан «// » /л&Р>7С\ 2011 г. Ученый секретарь диссертационного совета,

Кандидат биологических наук М.Н. Маслова

ОБЩАЯЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Долгое время считалось, что каждый отдельный нейрон центральной нервной системы (ЦНС) высвобождает только один тип нейромедиатора из всех своих синаптических окончаний. Данная идея была названа Экклсом «принципом Дейла». С конца 70-х годов появились многочисленные работы, показывающие, что несколько нейропептидных медиаторов могут присутствовать в качестве нейромодуляторов в одном нейроне совместно со всеми видами быстрых нейромедиаторов. Затем была выявлена ко-локализация классических нейромедиаторов.

На сегодняшний день продемонстрировано, что в различных отделах ЦНС позвоночных многие классические нейромедиаторы могут быть совместно локализованы в одном нейроне. Например, была продемонстрирована совместная локализация ацетилхолина и ГАМК (Jia et al., 2003), ГАМК и серотонина (Barreiro-Iglesias, Cornide-Petronio et al., 2009), ГАМК и АТФ (Jo and Schlichter, 1999), глутамата и ацетилхолина (Li et al., 2004; Nishimaru et al., 2005), дофамина и ГАМК (Barreiro-Iglesias, Villar-Cervino et al., 2009), дофамина и серотонина (Zhou et al., 2005), глутамата и дофамина (Hnasko et al., 2010), глутамата и ГАМК (Seal and Edwards, 2006; Somogyi, 2006), а также ГАМК и глицина (Todd et al., 1996). Таким образом, согласно существующей на данный момент модели, одиночный нейрон представляет собой гибкую систему с вариабельным набором нейромедиаторов, высвобождаемых в разных сочетаниях. При этом продемонстрирована возможность как высвобождения разных сигнальных веществ в разных синапсах одного нейрона, так и совместного высвобождения нескольких сигнальных веществ в одном синапсе (Виноградова, 2000). Дальнейшие исследования этой особенности нервных клеток показали, что при совместном высвобождении нескольких сигнальных веществ, процессы, запускаемые ими, могут влиять друг на.

друга.

ГАМК и глицин - основные тормозные нейромедиаторы центральной нервной системы позвоночных. Оба этих вещества являются аминокислотами. Ионотропные рецепторы, активируемые данными нейромедиаторами, принадлежат к суперсемейству лиганд-управляемых ионных каналов и имеют сходное строение (Jentsch et al., 2002). Но при этом, особенности процесса торможения, вызываемого действием глицина и ГАМК, могут существенно отличаться. На нейронах млекопитающих продемонстрировано, что ГАМК и глицин могут совместно накапливаться в одной синаптической везикуле и совместно высвобождаться в синаптическую щель (Jonas et al., 1998; O'Brien and Berger, 1999). Результаты, демонстрирующие возможность совместного высвобождения глицина и ГАМК в спинном мозге лягушки, были получены в лаборатории эволюции межнейронного взаимодействия с применением как иммуноцитохимических, так и электрофизиологических методов. Так, например, результаты иммуноцитохимических исследований показывают, что в значительном проценте тормозных синапсов (70%) на мотонейронах спинного мозга лягушки возможно совместное высвобождение глицина и ГАМК (Аданина et al., 2010). Также сотрудниками этой лаборатории продемонстрировано наличие трех типов миниатюрных тормозных потенциалов, вызываемых спонтанным высвобождением глицина, ГАМК и совместным высвобождением глицина и ГАМК из одной синаптической везикулы в синапсе на мотонейроне спинного мозга лягушки (Полина et al., 2006). Таким образом, можно заключить, что в нейронах спинного мозга лягушки существуют физиологические условия для осуществления взаимодействий процессов, вызываемых одновременной активацией рецепторов глицина и ГАМК.

В настоящий момент имеется информация о взаимодействии ответов, опосредованных активацией глициновых и ГАМКд-рецеиторов. Это взаимодействие проявляется в особенностях ответов нейронов на одновременное действие нейромедиаторов. Продемонстрировано, что в

нейронах млекопитающих ГАМК-глициновое взаимодействие носит сложный нелинейный характер и характеризуется окклюзией ответов и их перекрестной десенситизацией (Li et al., 2003; Li and Xu, 2002; Russier et al., 2002). Охарактеризованы некоторые молекулярные механизмы, участвующие в осуществлении данного взаимодействия (Li et al., 2003). Но в целом, особенности регуляции возбудимости нейрона посредством одновременной активации рецепторов глицина и ГАМК изучены недостаточно.

Основным объектом, на котором проводятся исследования взаимодействия ГАМК- и глицин-опосредованных процессов являются нейроны различных отделов ЦНС млекопитающих. Имеющиеся сведения о ГАМК-глициновом взаимодействии у низших позвоночных немногочисленны и противоречивы. Полученные предварительные результаты позволяют заключить, что особенности ГАМК-глицинового взаимодействия у низших позвоночных существенно отличаются от таковых у млекопитающих. Исследование этих особенностей позволяет пролить свет на эволюционное развитие механизмов тонкой регуляции возбудимости нейронов. Амфибии, как эволюционное звено, практически не исследованы в ракурсе этой проблемы и поэтому представляют собой интересный объект. В представленной работе объектом исследования являются свежевыделенные переживающие нейроны поясничного отдела спинного мозга лягушки (Rana temporaria, Rana ridibunda). Целью работы является выяснение возможных механизмов взаимодействия ГАМК- и глицин-опосредованных ответов мотонейронов спинного мозга лягушки.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие экспериментальные задачи:

•Исследовать свойства ответов, вызываемых действием глицина и ГАМК на нейроны спинного мозга лягушки.

•Исследовать взаимовлияние ГАМК- и глицин-опосредованных ответов при различных физиологических условиях

• Проверить возможность реализации известных из опубликованных исследований механизмов ГАМК-глицинового взаимодействия

Научная новизна работы

•Впервые описано взаимодействие ГАМК- и глицинергических процессов в нейронах спинного мозга амфибий. Выявлены основные факторы и механизмы, влияющие на его протекание.

•Впервые показано, что в нейронах спинного мозга амфибий ГАМК в физиологических концентрациях может с относительно высокой эффективностью активировать рецепторы глицина, что играет важную роль при совместном действии этих нейромедиаторов.

Научно-практическое значение работы. Данное исследование посвящено малоизученным особенностям процесса торможения активности нейрона. Результаты проведенного исследования представляют интерес для общей нейрофизиологии, нейробиологии, физиологии и биофизики нервной клетки. Они вносят существенный вклад в понимание механизмов торможения и его регуляции в нервной системе позвоночных. В работе впервые проведено прямое сопоставление результатов, полученных методом пэтч-кламп и методом внутриклеточного отведения, и даны объяснения полученным различиям результатов, что представляет методический интерес и позволяет выявить новые особенности применения электрофизиологических методов. Результаты настоящей работы могут быть полезны для понимания эволюционного развития тормозной рецепции у позвоночных. Полученные результаты могут быть использованы при разработке рациональных подходов лечения расстройств нервной системы, связанных с нарушением тормозных процессов.

Апробация работы. Результаты данной работы были представлены и

обсуждены на следующих конференциях: Одиннадцатая и Двенадцатая

Всероссийской медико-биологической конференции молодых

исследователей «Фундаментальная наука и клиническая медицина»,

проходившие в Санкт-Петербурге, 2008 г. и 2009 г., соответственно; XXI

съезд российского физиологического общества им. И.П.Павлова, проходивший в Калуге, 2010 г.; Корейско-Российский научно-технологический форум, проходивший в Москве, 2010 г. Также результаты были представлены и обсуждены на коллоквиумах и семинарах лаборатории эволюции межнейронного взаимодействия ИЭФБ им. И.М.Сеченова РАН

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ, из них 3 статьи в рецензируемых журналах и 5 публикаций в сборниках тезисов.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования, результатов, обсуждения, выводов и списка литературы, включающего 269 источников. Работа изложена на 170 страницах машинописного текста, содержит 44 рисунка, 5 таблиц.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Объектом настоящего исследования являются нейроны спинного мозга лягушки. Большая часть исследований проводилось методом пэтч-кламп на изолированных нейронах в режиме фиксации напряжения. Часть данных была получена с помощью метода внутриклеточного отведения от нейронов изолированного спинного мозга. В дальнейшем, при описании результатов исследования, по умолчанию будет подразумеваться, что использовался метод пэтч-кламп. Если использовался метод внутриклеточного отведения, то на это будет сделано указание в тексте.

Регистрация методом пэтч-кламп. Эксперименты выполнялись на изолированных нейронах спинного мозга озерных (Rana ridibunda) и травяных (Rana temporaria) лягушек. Различий между результатами, полученными на нейронах лягушек разного вида, выявлено не было, так что экспериментальные данные были объединены. Для исследования отбирались взрослые особи обоего пола с типичными для своего вида окраской и размерами. В опытах было использовано более 100 животных. Производилось выделение нейронов поясничного утолщения спинного мозга

по ранее описанной методике с помощью сочетания ферментативной обработки срезов спинного мозга и их механической диссоциации (Adachi et al., 1990; Akaike et al., 1985; Akaike et al., 1989; ffrench-Mullen et al., 1988).

Изолированные нейроны оседали на дно экспериментальной камеры, перфузируемой раствором №1 (Таблица 1). В результате диссоциации в камере оказывалось множество нейронов разнообразной формы и размеров. Для опытов использовались клетки с размером сомы 5-50 мкм с максимально сохраненными отростками и неповрежденными клеточными мембранами. После выбора клетки к ней с помощью наноманипулятора DTI Nanotechnology NM3D подводилась микропипетка, заполненная каким либо пипеточным раствором (растворы 2-4 из таблицы 1), и производилось касание поверхности нейрона. Пипетка изготавливалась на пуллере Sutter Instrument Р-87 из трубочек боросиликатного стекла (Sutter Instrument, наружный диаметр 1,5 мм, внутренний диаметр 0,86 мм). Внутренний диаметр кончика изготовленной пипетки составлял около 2 мкм. За счет адгезионных свойств стекла и клеточной мембраны формировался плотный контакт. Создание отрицательного давления в пипетке приводило к прорыву участка мембраны, расположенного под кончиком (происходил переход в конфигурацию «целая клетка»). Мембранный потенциал фиксировался на значении -100 мВ. Данное значение способствовало наиболее длительному поддержанию хорошего функционального состояния нейрона. Дальнейшая регистрация проводилась, если сопротивление системы микропипетка-нейрон составляло более 90 МОм, и клетка не проявляла признаков ухудшения функционального состояния. Нейрон, образовавший плотный контакт с микропипеткой, изображен на рис. 2. Для регистрации ионных токов, проходящих через мембрану нейрона, использовался усилитель А-М Systems Model 2400. Запись тока через мембрану осуществлялась на жесткий диск персонального компьютера с помощью аналогово-цифрового преобразователя National Instruments USB-6211 (16 бит, 250 кГц) и

компьютерной программы Strathclyde Electrophysiology Software Whole Cell Analysis Program V4.1 (WinWCP).

В ходе работы проводились аппликации различных веществ на нейроны. Все апплицируемые вещества разводились в растворе №1 (см. таблицу 1) до необходимых концентраций. Аппликация реактивов осуществлялась по описанному ранее методу концентрационного скачка (Vorobjev et al., 1996). Данный метод обеспечивает очень быструю смену апплнцируемого раствора и низкий расход реактивов.

Таблица 1. Растворы, используемые в экспериментах на изолированных нейронах

Номера растворов и концентрации веществ (мМ)

Наружный Пипеточные

№ 1 № 2 № 3 № 4

NaCl 160 - - -

KCl 4 18 18 18

СаС12 2.5 - - -

MgC12 2 -

KF - 155 157 157

HEPES 10 10 10 10

Глюкоза 30 - - -

ЭГТА - 10 10 10

АТФ* - 4 - -

Щелочная фосфатаза** - - - 0.1

pH 7.4 7.2 7.2 7.2

Доводка pH NaOH КОН КОН КОН

* - использовался двунатриевая соль (Fluka)

** - использовалась щелочная фосфатаза типа VII-S из слизистой оболочки кишечника быка (Sigma) Сокращения:

АТФ - Аденозин-трифосфат, ЭГТА - этиленгликоль тетрауксусная кислота, HEPES - [4-(2-Hydroxyethyl)piperazine-l-ethanesulonic acid]

Регистрация методом внутриклеточного отведения. Опыты проводили на препарате сегмента изолированного спинного мозга лягушки Rana ridibunda. Для исследования отбирались взрослые особи обоего пола с типичными для своего вида окраской и размерами. В опытах было использовано более 50 животных. Из выделенного спинного мозга вырезали IX и X сегменты (в виде фронтальных срезов толщиной около 2 мм). Один из них закрепляли на дно перфузируемой камеры ростральным срезом вверх. Для перфузии использовали раствор следующего состава (мМоль/л): 100 NaCl, 2 КС1, 0.5 MgCl2, 5.5 глюкозы, 1.5 СаС12, 9 NaHC03, 2 ТРИС, рН 7.4 -7.6. Раствор непрерывно аэрировался карбогеном (98% 02 и 2% С02) и имел температуру 16-18°С. Потенциалы отводились от мотонейронов IX или X сегментов с помощью стеклянных микроэлектродов, заполненных ЗМ раствором КС1, с диаметром кончика 1-1.5 мкм и сопротивлением 10-20 МОм. Микроэлектрод вводился вертикально в ростро-каудальном направлении. Для исследования отбирались мотонейроны, у которых ПД превышал 80 мВ по амплитуде, а значение потенциала покоя находилось в пределах от -80 мВ до -60 мВ. Для регистрации и записи изменений мембранного потенциала мотонейрона использовался разработанный в лаборатории эволюции межнейронного взаимодействия ИЭФБ РАН микроэлектродный усилитель с автоматической стабилизацией нулевой линии (Рябов Б.Т.). Сигналы с его выхода с помощью аналого-цифрового преобразователя L-card L780M (14 бит, 400 кГц) и компьютерной программы L-Graph записывались па жесткий диск персонального компьютера.

Агонисты и антагонисты апплицировались путем переключения перфузирующего раствора на раствор, содержащий нужный агент в определенной концентрации. Для устранения конвульсивных эффектов в

ряде опытов добавляли блокатор НМДА рецепторов БЬ-2-амшю-5-фосфоновалериановую кислоту (АР-5).

Обработка экспериментальных данных осуществлялась с помощью компьютерной программы Clampfit 8.2 из пакета PClamp 8.2 Axon Instruments. Для статистического анализа и графических построений использовались компьютерные программы Systat SigmaPlot 11 и Microsoft Excel 2007.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

1. Свойства изолированных нейронов спинного мозга лягушки

Нейроны, ферментативно изолированные из спинного мозга лягушки, четко разделяются по внешнему виду и электрофизиологическим свойствам на два типа - крупные мультиполярные, имеющие сопротивление мембраны 100-200 МОм и мелкие линзовидные (реже мультиполярные) с сопротивлением свыше 300 МОм (некоторые клетки имели сопротивление в несколько ГОм). Диапазоны значений сопротивлений крупных и мелких клеток практически не перекрываются. В результате сопоставления структурных особенностей изолированных клеток с особенностями нейронов, тип которых известен (Dityatev et al., 2001), можно утверждать, что в перфузируемой камере четко идентифицируются моторные и вставочные нейроны. При этом, несмотря на различия в сопротивлении мембраны и виде ответа на ступенчатые изменения мембранного потенциала, особенности взаимовлияния ГАМК- и глицинергических процессов, изучаемые в данной работе, одинаковы в моторных и вставочных нейронах спинного мозга лягушки. Это свидетельствует о том, что мотонейроны и интернейроны спинного мозга лягушки имеют одинаковые наборы рецепторов тормозных аминокислот и общие молекулярные механизмы взаимовлияния ГАМК- и глицинергических процессов.

2. Свойства ответов нейронов спинного мозга лягушки на

аппликации глицина и ГАМК

Методом пэтч-кламп продемонстрировано, что все мотонейроны спинного мозга отвечают на аппликацию глицина и 99% отвечают на аппликацию ГАМК. Примеры токов, вызванных аппликацией данных нейромедиаторов в насыщающих концентрациях приведены на рис 1.

глицин, 5 мМ ГАМК, 5 мМ

Рис. 1. Примеры ответов, вызванных аппликацией 5 мМ глицина и 5 мМ ГАМК

Характерной особенностью ГАМК-опосредованных токов является постепенное убывание их амплитуды со временем. Изменение амплитуды происходит до стабильного уровня, который остается неизменным все дальнейшее время эксперимента. Установление стабильных характеристик ответа на аппликацию 5 мМ ГАМК происходит в течение 5-10 минут в отсутствии внутриклеточного АТФ и в течение 15-20 минут при использовании пипеточного раствора, содержащего 4 мМ АТФ. Помимо амплитуды, также изменяются и временные характеристики ответа. Скорость данного изменения характеристик ответа зависит от наличия внутриклеточного АТФ и существенно ускоряется при добавлении во внутрипипеточный раствор щелочной фосфатазы - фермента, осуществляющего неселективное дефосфорилирование (см. рис. 2). Таким

образом, можно заключить, что наблюдаемые изменения опосредованы постепенным дефосфорилированием внутриклеточных доменов ГАМКд-рецепторов. В литературе это явление носит название ран-даун (run-down) (Chen et al., 1990; Shirasaki et al, 1992). Глицин-опосредованные токи также в некоторой мере подвержены АТФ-зависимому изменению характеристик, но при этом их амплитуда остается неизменной, а увеличивается скорость десенситизации. Изменения характеристик ГАМК- и глицин-опосредованных ответов происходят до устойчивого, стабильного уровня, остающегося неизменным все время регистрации. Примеры изменения характеристик ГАМК- и глицин-опосредованных токов приведены на рис. 3 и рис. 4.

'/"нач

1.2 п

1.0

0.8

0.6 -

0.4

0.2

6 •

* * •

Ill и

16 мин

• 4 мМ АТФ

а 100 мг/мл щелочной фосфатазы

Рис. 2. Изменение во времени амплитуды ответов на аппликацию 5 мМ ГАМК в присутствии 4 мМ АТФ (п = 9) и 100 мг/мл щелочной фосфатазы (п=4). Амплитуды токов нормированы на величину первого ответа.

С мин 3 мим

Начальный ответ

Рис. 3. Ответы на аппликацию ГАМК, зарегистрированные без АТФ во внутрипипеточном растворе спустя различные промежутки времени с момента установления контакта нейрона с микропипеткой.

глицин, 5 мМ

ГАМК, 5 мМ

исходные ответы установившиеся ответы

6с

Рис. 4. Усредненные ответы на аппликацию 5 мМ глицина (п = 4) и 5 мМ ГАМК (п = 7) в первую минуту и спустя 20 минут после образования контакта мотонейрона с микропипеткой.

Помимо амплитудных и временных характеристик ответа, в ходе ран-дауна снижалась чувствительность нейронов к ГАМК. Причем происходила не полная потеря чувствительности, а снижение до стабильного уровня, остававшегося постоянным в течение всего времени регистрации: концентрация половинного эффекта ГАМК растет с 0.5 мМ до 1.2 мМ. Чувствительность нейронов лягушки к глицину не изменяется со временем (концентрация половинного эффекта составляет около 30 мкМ). Зависимости амплитуды ответов от концентраций сигнальных веществ, иллюстрирующие данный эффект, приведены на рис. 5.

1/1тах

Рис. 5. Зависимости амплитуды токов от используемых концентраций нейромедиаторов. Для глицина п = 11. Для ГАМК-опосредованных ответов приведены две зависимости: полученная в первую минуту эксперимента (п = 8) и полученная по истечении 15 минут от начала эксперимента (п=6). Ответы нормированы на амплитуды токов насыщения.

Зачастую, ответы на аппликации глицина и ГАМК имели в своих спадах длительный недесенситизирующийся компонент. На рис. 6 приведен пример подобного ответа. Этот компонент мог присутствовать в спаде как глицин-опосредованных ответов, так и ГАМК-опосредованных, хотя в большей мере он характерен для последних. Как правило, он пропадал спустя некоторое время с начала эксперимента, причем вероятность его исчезновения зависела от внутриклеточного АТФ. Длительный недесенситизируемый компонент ответов не опосредован активацией ГАМКв-рецепторов, поскольку не блокируется их антагонистом факлофеном. Можно предположить, что наличие длительного компонента в спаде ответа, обусловлено активацией других подтипов глициновых и ГАМКд- рецепторов (предположительно, внесинаптических), имеющих отличный от основного типа субъединичный состав и кинетику десенситизации. И внесинаптические глициновые и внесинаптические ГАМКд-рецепторы, обуславливающие длительный компонент спада, со временном снижают свою проводимость в отсутствии АТФ.

Юс

Рис. 6. Пример ответа, спад которого имеет ярко-выраженный

длительный недесенситизирующийся компонент, существующий все время

аппликации агониста (отмечен стрелкой)

Агонист

3. Взаимодействие ГАМК- и глицин-опосредованиых ответов нейронов спинного мозга лягушки

С помощью метода пэтч-кламп в конфигурации «целая клетка» и метода внутриклеточного отведения мембранного потенциала исследовались особенности суммации ответов на аппликацию глицина и ГАМК. Обоими применямыми экспериментальными методами было продемонстрировано, что ответ на совместную аппликацию глицина и ГАМК в подавляющем большинстве случаев меньше арифметической суммы индивидуальных ответов. Эффект проиллюстрирован на рис. 7, где приведены ответы на аппликацию насыщающих концентраций, при которых эффект наиболее нагляден.

Амплитуда ответа на совместную аппликацию глицина (5мМ) и ГАМК (5 мМ), зарегистрированного методом пэтч-кламп, падает со временем с момента образования контакта мотонейрона с микропипеткой до уровня, незначительно превышающего амплитуду глицин-опосредованного ответа, то есть наблюдается постепенное увеличение степени окклюзии, пока она не станет полной. Установившееся совпадение совместного и глицинового ответа остается неизменным все последующее время регистрации. Скорость падения амплитуды, также как у ГАМК-опосредованного ответа, выше в отсутствии внутриклеточного АТФ. Целью дальнейших экспериментов было выяснение возможных механизмов принимающих участие в осуществлении описанных эффектов.

С целью исследования взаимовлияния процессов, запускаемых активацией глициновых и ГАМКа-рецепторов, проводились последовательные аппликации данных нейромедиаторов через равные промежутки времени. В контрольной серии проводилось три аппликации ГАМК в насыщающей концентрации. При этом наблюдалось постепенное снижение амплитуды ГАМК-опосредованных токов, зависящее от внутриклеточного АТФ (проиллюстрировано на рис. 8). Но если апплицировать нейромедиаторы в порядке ГАМК-глицин-ГАМК, то

Глицин, 5 мМ

ГАМК, 5 мМ

ГАМ К ♦ Глицин

5 нА

■ Регистрируемый ответ Арифметическая сумма

5с

10 мМ ГАМК 5 мМ Гли 10 мМ ГАМК + 5 мМ Гли

|6мВ

1 мин

Рис. 7. А. Усредненные ответы на аппликацию 5 мМ глицина (п = 4), 5 мМ ГАМК (п = 7) и совместную аппликацию обоих нейромедиаторов (п = 6) в первую минуту после образования контакта мотонейрона с микропипеткой. Б. Примеры ответов на аппликацию глицина, ГАМК и смеси глицина и ГАМК в указанных концентрациях, зарегистрированных методом внутриклеточного отведения. Серым цветом обозначен гипотетический ответ, полученный арифметическим суммированием индивидуальных ответов.

происходит резкое изменение характеристик ГАМК-опосредованнного ответа (рис. 8 и рис. 9). То есть, даже однократная активация глициновых рецепторов приводит к ускорению ран-дауна ГАМК-опосредованных ответов. Таким образом, можно заключить, что существовует эффективный механизм блокирования ГАМКа-рецепторов при активации глициновых рецепторов, функционирующий через фосфорилирование внутриклеточных доменов последнего. Аналогичного действия ГАМК на глицин-опосредованные ответы не наблюдалось.

ГАМК, 5 мМ

ГАМК. 5 мМ

ГАМК, 5 мМ

Глицин, 5 мМ

5нА

5 с

ГАМК, 5 ММ

Юс

Рис. 8. Три аппликации, произведенные последовательно с интервалом 1,5 минуты. А. Контрольная серия из трех последовательных аппликаций ГАМК. Наблюдается постепенное снижение амплитуды ответа. Б. Аппликация глицина, приводит к резкому падению амплитуды ГАМК-опосредованного ответа.

1/'нач1.1 1

1.0

0.9 -

р < 0,05

0.8 -

о.б л--,----,--

Контроль После действия глицина

Рис. 9. Сопоставление ответов на аппликацию ГАМК до и после действия глицина (последние ответы в сериях, изображенных на рис. 21). Величина токов нормирована на амплитуду начального ГАМК-опосредованного ответа, зарегистрированного перед аппликацией глицина.

Другим фактором, способным оказать влияние на особенности суммации индивидуальных ответов, является селективность рецепторов к своим нейромедиаторам. Из опубликованных данных известно, что ГАМК в больших не физиологических концентрациях способен активировать рецепторы глицина. В ходе выполнения работы методом пэтч-кламп были получены свидетельства, что у лягушки данная неселективная активация может проходить в нормальных условиях при физиологических концентрациях агониста. Во-первых, в ответе на аппликацию ГАМК в насыщающей концентрации присутствует значительный компонент, устойчивый к блокированию антагонистом ГАМКа-рецепторов габазином,

что проиллюстрировано на рис. 10. При этом данный компонент может быть заблокирован антагонистом глициновых рецепторов - стрихнином. Во-вторых, как уже упоминалось выше, ран-даун ГАМК-опосредованных токов, происходит до определенного уровня, при котором амплитуда установившегося ответа примерно в 2 раза ниже амплитуды исходного ответа. Данная установившаяся амплитуда стабильна все дальнейшее время эксперимента. Установившийся ответ по своей амплитуде совпадает с ответом на аппликацию ГАМК, зарегистрированным в присутствии габазина (проиллюстрировано на рис. 10) и может быть заблокирован антагонистом глициновых рецепторов стрихнином. Таким образом, можно заключить, что установившаяся после протекания ран-дауна чувствительность нейронов к ГАМК опосредована неселективной активацией глициновых рецепторов, при этом концентрации половинного эффекта ГАМК при его действии на глициновые рецепторы превышает концентрацию половинного эффекта глицина на свои рецепторы всего в 41 раз (1.2 мМ для ГАМК и 30 мкМ для глицина).

Третьим фактором, оказывающим влияние на суммацию эффектов глицина и ГАМК являются модуляция ответов нейрона посредством постсинаптических ГАМКб-рецепторов. Методом пэтч-кламп продемонстрировано, что, несмотря на то, что агонист ГАМКб-рецепторов баклофен не дает самостоятельный ответ при аппликации его на клетку, он способен обратимо снижать амплитуду глицин-опосредованных токов. Есть все основания считать, что данный эффект имеет место при совместной активации глициновых и ГАМКб рецепторов, которое происходит при совместном высвобождении глицина и ГАМК. Эффект антагониста ГАМКб-рецепторов факлофена на ГАМК-опосредованные ответы статистически недостоверен.

0,8

Б 0.6 - *...............................

о.4 ШИН ШшШИИ!

0.2 • ;

0,0------------->----------- --.--^-

Габазин, 5 мкМ ГАМ К, 20 мин

Рис. 10. Действие 81195531 (габазина) на токи, опосредованные аппликацией 5 мМ ГАМК. А. В первую минуту эксперимента габазин в концентрации 5 мкМ блокирует ГАМК-опосредованный ответ на 30-40%. Слева приведены исходный ответ и ответ, полученный после добавления габазина. Ответ, приведенный справа, зарегистрирован спустя 20 минут без применения габазина и по своей амплитуде соответствует ответу, полученному в первую минуту после блокады габазином.

Б. Сопоставление амплитуд ГАМК-ответа, полученного в первую минуту регистрации в присутствии габазина и ответа, зарегистрированного спустя 20 минут в отсутствии габазина. Амплитуды нормированы на величину начального ГАМК-опосредованного ответа, п = 4. Различия значений амплитуд статистически недостоверны (парный критерий Стьюдента).

Одним из основных инструментов регуляции эффективности тормозной синаптической передачи посредством глицина и ГАМК является фосфорилирование внутриклеточных доменов глициновых и ГАМКа-рецепторов (Chen et al., 1990; Gentet and Clements, 2002; Moss and Smart, 1996). Как уже упоминалось выше, в нейронах спинного мозга лягушки степень фосфорилирования этих доменов в значительной степени определяет как характеристики ответов на аппликацию глицина и ГАМК, так и особенности взаимодействия ГАМК- и глицинергических процессов: по мере прохождения ран-дауна ГАМК-опосредованных ответов, степень окклюзии увеличивается.

Для выяснения наличия каких-либо связанных с фосфорилированием механизмов модуляции взаимодействия ГАМК- и глицинергических процессов производилось сопоставление характеристик ответов нейрона, зарегистрированных в отсутствии внутриклеточного АТФ и в присутствии 4 мМ АТФ во внутрипипеточном растворе. Сопоставление проводилось как на начальном этапе регистрации, когда рай-даун ГАМКА-рецепторов еще себя не проявил, так и на этапе, когда произошел полный ран-даун ГАМКА-рецепторов. Результаты наглядно представлены на рис. 11.

Поскольку временные характеристики ответов на аппликации глицина или ГАМК слабо зависят от внутриклеточного АТФ (отличия характеристик, полученных без и с АТФ во внутрипипеточном растворе не достоверны как на начальном этапе регистрации, так и спустя 20 минут), логично ожидать такого же поведения от ответов, опосредованных совместной аппликацией глицина и ГАМК. Но на практике в присутствии АТФ наблюдается достоверное увеличение полуширины ответов, на любом этапе эксперимента. Данная особенность взаимодействия ГАМК- и глицин-опосредованных ответов может свидетельствовать о существовании дополнительной возможности модуляции временного течения процесса торможения активности нейронов спинного мозга посредством какого-либо АТФ-зависимого механизма.

г <

Начальные ответы

Установившиеся ответы

ЗГ

4 нА

Зс

АТФ отсутствует 4 мМ АТФ

Рис. 11. Влияние внутриклеточного АТФ на амплитудные и временные характеристики ответов. Достоверные различия характеристик, связанные с фосфорилированием внутриклеточных доменов рецепторов, отмечены с помощью двухсторонних стрелок.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, из всего вышесказанного можно заключить, что на особенности взаимодействия ГАМК- и гицин-опосредованных ответов

влияют способность ГАМК неселективно активировать рецепторы глицина, способность глициновых рецепторов запускать механизм блокирования ГАМКд-рецепторов, способность ГАМКБ-рецепторов влиять на характеристики ГАМК- и глицин-опосредованных ответов. Благодаря процессу окислительного фосфорилирования осуществляется регуляция амплитудных характеристик глицин-опосредованного ответа, а также производится тонкая модуляция временного течения процесса, вызванного совместным действием глицина и ГАМК.

Результаты, описанные в предыдущих подразделах, суммированы на рис. 12.

Рис. 12. Общая схема взаимовлияния ГАМК- и глицинергических процессов в нейронах спинного мозга лягушки. На схеме отображена возможность. высвобождения ГАМК и глицина в синапсах как по отдельности, так и совместно (изображены три синоптических окончания). Черными линиями показаны ингибирующие влияния глициновых рецепторов на ГАМКл-рецепторы и влияния ГАМКБ-рецепторов на глициновые. Также на схеме розовой стрелкой показана возможность

неселективной активации глициновых рецепторов посредством ГАМК и возможность существования гипотетических химерных рецепторов, чувствительных к обогш нейромедиаторам - двухцветный рецептор, отмеченный символом «?».

ВЫВОДЫ

1) Взаимодействие ГАМК- и глицинергических процессов происходит одинаково в моторных и вставочных нейронах спинного мозга лягушки

2) На нейронах спинного мозга лягушки существует более одного подтипа глициновых и ГАМКд-рецепторов, активация которых приводит к возникновению ответов с различной кинетикой.

3) В нейронах спинного мозга лягушки существует эффективный механизм блокирования ГАМКд-рецепторов при активации глициновых рецепторов. Аналогичного механизма блокирования глициновых рецепторов при активации ГАМКд-рецепторов не обнаружено

4) ГАМК может в значительной мере неселективно активировать рецепторы глицина, что оказывает существенное влияние на взаимодействие ГАМК- и глицинергических процессов

5) ГАМКб рецепторы могут модулировать взаимодействие ГАМК- и глицин-опосредованных ответов нейронов спинного мозга лягушки

6) Существуют механизмы тонкой регуляции взаимодействия ГАМК- и глицин-опосредованных процессов, осуществляющихся за счет реакции окислительного фосфорилирования

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи:

Амахин Д.В., Веселкин Н.П., Характеристики и взаимодействия ГАМК-и глицииергических процессов в нейронах спинного мозга лягушки, Российский физиологический журнал имени И.М.Сеченова, 2009, 95(4): 313323

Калинина Н.И., Курчавый Г.Г., Амахин Д.В., Веселкин Н.П., Различия в активации тормозных рецепторов мотонейрона лягушки Rana ridibunda ГАМК и глицином и их взаимодействие, Российский физиологический журнал имени И.М.Сеченова, 2008, 94(9), 1005-1016

Полина Ю.А., Амахин Д.В., Кожанов В.М., Курчавый Г.Г., Веселкин Н.П., Три типа тормозных миниатюрных потенциалов в мотонейронах спинного мозга лягушки: возможность ко-медиации ГАМК и глицина, Российский физиологический журнал имени И.М.Сеченова, 2006, 92(1), 1826

Тезисы:

Amakhin D.V., Interactions between glycine- and GABA-mediated responses in spinal cord neurons, Korea-Russia Science & Technology Forum, Moscow, 2829, Oct., 2010

Амахин Д-В., Несимметричное взаимовлияние ГАМК- и глицииергических процессов в нейронах спинного мозга лягушки, тезисы XXI съезда физиологического общества им. И.П.Павлова, Калуга, 19-25 сентября 2010 г.

Амахин Д.В., Характеристики и взаимодействие ГАМК- и глицииергических процессов в нейронах спинного мозга лягушки, тезисы Двенадцатой Всероссийской медико-биологической конференции молодых исследователей «Фундаментальная наука и клиническая медицина», Санкт-Петербург, 18 апреля 2009

Амахин Д.В., Курчавый Г.Г., Калинина Н.И., Веселкин Н.П.,

Применение различных методов исследования действия ГАМК и глицина на мотонейроны спинного мозга лягушки, тезисы II съезда физиологов СНГ, Кишинев, 29-31 октября 2008

Амахин Д.В., Взаимодействие ГАМК- и глицинергических процессов в нейронах спинного мозга лягушки, тезисы Одиннадцатой Всероссийской медико-биологической конференции молодых исследователей «Фундаментальная наука и клиническая медицина», Санкт-Петербург, 19 апреля 2008

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант 08-0400098) и программы ОБН РАН

Лицензия ЛР № 020593 от 07.08.97

Подписано в печать 11.02.2011. Формат 60x84/16. Печать цифровая. Усл. печ. л. 1,0. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100. Заказ 7187Ь.

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в Цифровом типографском центре Издательства Политехнического университета. 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29. Тел.: (812) 550-40-14 Тел./факс: (812) 297-57-76

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Амахин, Дмитрий Валерьевич

1. ВВЕДЕНИЕ.

1.1. АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.2. НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ.

1.3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ.

1.4. АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ.

1.5. ПУБЛИКАЦИИ.

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

2.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.

2.2. СУБЪЕДИНИЧНЫЙ СОСТАВ ГЛИЦИНОВЫХ И ГАМКл-РЕЦЕПТОРОВ.

2.3. АГОНИСТЫ И АНТАГОНИСТЫ ГЛИЦИНОВЫХ И ГАМКл-РЕЦЕПТОРОВ.

2.4. МОДУЛЯЦИЯ ГЛИЦИНОВЫХ И ГАМКа РЕЦЕПТОРОВ.

2.5. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГЛИЦИНОВЫХ И ГАМКа-РЕЦЕПТОРОВ С ВНУТРИКЛЕТОЧНЫМИ СТРУКТУРНЫМИ, РЕГУЛЯТОРНЫМИ и СИГНАЛЬНЫМИ МОЛЕКУЛАМИ.

2.6. ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГАМК- И ГЛИЦИН-ОПОСРЕДОВАННЫХ ОТВЕТОВ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Взаимовлияние ГАМК- и глицинергических процессов при регуляции возбудимости нейрона"

1.1. АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Долгое время считалось, что каждый отдельный нейрон центральной нервной системы (ЦНС) высвобождает только один тип нейромедиатора из всех своих синаптических окончаний. Данная идея была названа Экклсом «принципом Дейла». С конца 70-х годов появились многочисленные работы, показывающие, что несколько нейропептидных медиаторов могут присутствовать в качестве нейромодуляторов в одном нейроне совместно со всеми видами быстрых нейромедиаторов. Затем была выявлена к:о-локализация классических нейромедиаторов.

На сегодняшний день продемонстрировано, что в различных отделах

ЦНС позвоночных многие классические нейромедиаторы могут быть совместно локализованы в одном нейроне. Например, была продемонстрирована совместная локализация ацетилхолина и ГАМК (Jia et al, 2003), ГАМК и серотонина (Barreiro-Iglesias, Cornide-Petronio et al., 2009),

ГАМК и АТФ (Jo and Schlichter, 1999), глутамата и ацетилхолина (Li et al.,

2004; Nishimaru et al., 2005), дофамина и ГАМК (Barreiro-Iglesias, Villar

Cervino et al., 2009), дофамина и серотонина (Zhou et al., 2005), глутамата и дофамина (Hnasko et al., 2010), глутамата и ГАМК (Seal and Edwards, 2006;

Somogyi, 2006), а также ГАМК и глицина (Todd et al., 1996). Таким образом, согласно существующей на сегодняшний день модели, одиночный нейрон представляет собой гибкую систему с вариабельным набором нейромедиаторов, высвобождаемых в разных сочетаниях. При этом продемонстрирована возможность как высвобождения разных сигнальных веществ в разных синапсах одного нейрона, так и совместного высвобождения нескольких сигнальных веществ в одном синапсе

Виноградова, 2000). Дальнейшие исследования этой особенности нервных клеток показали, что при совместном высвобождении нескольких сигнальных веществ, процессы, запускаемые ими, могут влиять друг на 4

Рис. 1. Электрон ограмма синоптической терминами, иммунореактивной к ГАМК и глицину (ГАМЮГли), на перикарионе мотонейрона (М). Маркирование проводилось частицами коллоидного золота диаметром 10 нм, для выявления глицин-иммунореактивности и диаметром золотых частиц 20нм для определения ГАМК-иммунореакт йен ост и.

Масштабный отрезок - 0.5 мкм.

Иллюстрация из работы Аданиной ВО. (Аданина и др., 2010)

Рис. 2. Три типа спонтанных миниатюрных тормозных потенциалов, обусловленных высвобождением глицина (А), ГАМК (Б) и совместным высвобождением глицина и ГАМК из одной синаптической везикулы (В) (Полина и др., 2006) активацией рецепторов глицина иГАМК.

В настоящий момент имеется информация о взаимодействии ответов, опосредованных активацией глициновых и ГАМКЛ-рецепторов. Это взаимодействие проявляется в особенностях ответов нейронов на одновременное действие нейромедиаторов. Продемонстрировано, что в нейронах млекопитающих ГАМК-глициновое взаимодействие носит сложный нелинейный характер и характеризуется окклюзией ответов и их перекрестной десенситизацией (Li et al., 2003; Li and Xu, 2002; Russier et al., 2002). Охарактеризованы некоторые молекулярные механизмы, участвующие в осуществлении данного взаимодействия (Li et al., 2003). Но в целом, особенности регуляции возбудимости нейрона посредством одновременной активации рецепторов глицина и ГАМК изучены недостаточно.

Основным объектом, на котором проводятся исследования взаимодействия ГАМК- и глицин-опосредованных процессов являются нейроны различных отделов ЦНС млекопитающих. Имеющиеся сведения о ГАМК-глициновом взаимодействии у низших позвоночных немногочисленны и противоречивы. Полученные предварительные результаты позволяют заключить, что особенности ГАМК-глицинового взаимодействия у низших позвоночных существенно отличаются от таковых у млекопитающих. Исследование этих особенностей позволяет пролить свет на эволюционное развитие механизмов тонкой регуляции возбудимости нейронов. Амфибии, как эволюционное звено, практически не исследованы в ракурсе этой проблемы и поэтому представляют собой интересный объект. В представленной работе объектом исследования являются свежевыделенные нейроны поясничного отдела спинного мозга лягушки (Rana temporaria, Rana ridibunda). Целью работы является выяснение возможных механизмов взаимодействия ГАМК- и глицин-опосредованных ответов мотонейронов спинного мозга лягушки.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие экспериментальные задачи:

•Исследовать свойства ответов, вызываемых действием глицина и ГАМК на нейроны спинного мозга лягушки.

•Исследовать взаимовлияние ГАМК- и глицин-опосредованных ответов при различных физиологических условиях

•Проверить возможность реализации известных из опубликованных исследований механизмов ГАМК-глицинового взаимодействия

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Амахин, Дмитрий Валерьевич

5.5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, из всего вышесказанного можно заключить, что на особенности взаимодействия ГАМК- и гицин-опосредованных ответов влияют способность ГАМК неселективно активировать рецепторы глицина, способность глициновых рецепторов запускать механизм блокирования ГАМКА-рецепторов, способность ГАМКБ-рецепторов влиять на характеристики ГАМК- и глицин-опосредованных ответов. Благодаря процессу окислительного фосфорилирования осуществляется регуляция амплитудных характеристик глицин-опосредованного ответа, а также производится тонкая модуляция временного течения процесса, вызванного совместным действием глицина и ГАМК.

Результаты, описанные в предыдущих подразделах, суммированы на рис. 44.

Рис. 44. Общая схема взаимовлияния ГАМК- и глицин ергических процессов в нейронах спинного мозга лягушки. На схеме отображена возможность высвобождения ГАМК и глицина в синапсах как по отдельности, так и совместно (изображены три синоптических окончания). Черными линиями показаны ингибирующие влияния глициновых рецепторов на ГАМКА-рецепторы и влияния ГАМКб-рецепторов на глициновые. Также на схеме розовой стрелкой показана возможность неселективной активации глициновых рецепторов посредством ГАМК и возможность сугцествования гипотетических химерных рецепторов, чувствительных к обоим нейромедиаторам - двухцветный рецептор, отмеченный символом «?».

В результате проведенного исследования можно сделать следующие выводы:

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Амахин, Дмитрий Валерьевич, Санкт-Петербург

1. Аданина В.О., Рио Ж.-П., Аданина А.С., Реперан Ж., Веселкин Н.П.

2. ГАМК- и глициниммунореактивные синапсы в спинном мозге лягушки Rana temporaria // Цитология. 2010. 52(7): 537-548.

3. Виноградова О.С. Нейронаука конца второго тысячелетия: смена парадигм // Журнал высшей нервной деятельности. 2000. 50(5): 743-770.

4. Полина Ю.А., Амахин Д.В., Кожанов В.М., Курчавый Г.Г., Веселкин Н.П. Три типа тормозных миниатюрных потенциалов в мотонейронах спинного мозга лягушки: возможность ко-медиации ГАМК и глицина // Рос, физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2006. 92(1): 18-26.

5. Семьянов А.В. ГАМК-эргическое торможение в ЦНС: типы ГАМК-рецепторов и механизмы тонического ГАМК-опосредованного тормозного действия // Нейрофизиология. 2002. 34(1): 82-92.

6. Цветков Е.А., Веселкин Н.П., Взаимодействие постсинаптических эффектов глицина и ГАМК на нейронах спинного мозга лягушки Rana Temporaria // Рос, физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2007. 93(7): 735-745

7. Цветков Е.А., Полина Ю.А., Малкиель А.И., Веселкин Н.П. Влияние баклофена на ионотропный ток, вызванный аппликацией глицина на нейроны спинного мозга лягушки Rana temporaria // Ж. эвол. Биох. и физиол. 2008. 44(3): 322-323.

8. Adachi S., Oka J., Fukuda H. Electrophysiological and pharmacological properties of single spinal neurons isolated from adult bullfrogs // Comp Biochem Physiol C. 1990. 95(2): 253-263.

9. Adesnik H., Nicoll R.A., England P.M. Photoinactivation of native AMPA receptors reveals their real-time trafficking // Neuron. 2005. 48(6): 977985.

10. Agopyan N., Tokutomi N., Akaike N. Protein kinase A-mediated phosphorylation reduces only the fast desensitizing glycine current in acutely dissociated ventromedial hypothalamic neurons // Neuroscience. 1993. 56(3): 605615.

11. Aguayo L.G., Espinoza F., Kunos G., Satin L.S. Effects of intracellular calcium on GABAA receptors in mouse cortical neurons // Pflugers Arch. 1998. 435(3): 382-387.

12. Akaike N., Hattori K., Inomata N., Oomura Y. gamma-Aminobutyric-acid- and pentobarbitone-gated chloride currents in internally perfused frog sensory neurones // J Physiol. 1985. 360: 367-386.

13. Akaike N., Inomata N., Yakushiji T. Differential effects of extra- and intracellular anions on GABA-activated currents in bullfrog sensory neurons // J Neurophvsiol. 1989. 62(6): 1388-1399.

14. Akaike N., Kaneda M. Glycine-gated chloride current in acutely isolated rat hypothalamic neurons // J Neurophvsiol. 1989. 62(6): 1400-1409.

15. Akopian A., Gabriel R., Witkovsky P. Calcium released from intracellular stores inhibits GABAA-mediated currents in ganglion cells of the turtle retina//J Neurophvsiol. 1998. 80(3): 1105-1115.

16. Albarran F.A., Roa J.P., Navarrete R., Castillo R., Nualart F., Aguayo L.G. Effect of protein kinase C activation on the glycine evoked Cl(-) current in spinal cord neurons // Brain Res. 2001. 902(1): 1-10.

17. Allan R.D., Dickenson H.W., Johnston G.A., Kazlauskas R., Mewett K.N. Structural analogues of ZAPA as GABAA agonists // Neurochem Int. 1997. 30(6): 583-591.

18. Alvarez F.J., Dewey D.E., Harrington D.A., Fyffe R.E. Cell-type specific organization of glycine receptor clusters in the mammalian spinal cord // J Comp Neurol. 1997. 379(1): 150-170.

19. Amico C., Marchetti C., Nobile M., Usai C. Pharmacological types of calcium channels and their modulation by baclofen in cerebellar granules // J Neurosci. 1995. 15(4): 2839-2848.

20. Anderson W.B., Graham B.A., Beveridge N.J., Tooney P.A., Brichta A.M., Callister R.J. Different forms of glycine- and GABA(A)-receptor mediated inhibitory synaptic transmission in mouse superficial and deep dorsal horn neurons //Mol Pain. 2009.5:65.

21. Attwell D., Barbour B., Szatkowski M. Nonvesicular release of neurotransmitter // Neuron. 1993. 11(3): 401-407.

22. Awatramani G.B., Turecek R., Trussell L.O. Staggered development of GABAergic and glycinergic transmission in the MNTB // J Neurophysiol. 2005. 93(2): 819-828.

23. Baer K., Waldvogel H.J., Faull R.L., Rees M.I. Localization of glycine receptors in the human forebrain, brainstem, and cervical spinal cord: an immunohistochemical review // Front Mol Neurosci. 2009. 2: 25.

24. Baev K.V., Rusin K.I., Safronov B.V. Primary receptor for inhibitory transmitters in lamprey spinal cord neurons // Neuroscience. 1992. 46(4): 931-941.

25. Balasubramanian S., Teissere J.A., Raju D.V., Hall R.A. Hetero-oligomerization between GABAA and GABAB receptors regulates GABAB receptor trafficking // J Biol Chem. 2004. 279(18): 18840-18850.

26. Barajas-Lopez C., Espinosa-Luna R., Zhu Y. Functional interactions between nicotinic and P2X channels in short-term cultures of guinea-pig submucosal neurons // J Physiol. 1998. 513 ( Pt 3): 671-683.

27. Barberis A., Petrini E.M., Cherubini E. Presynaptic source of quantal size variability at GABAergic synapses in rat hippocampal neurons in culture // Eur J Neurosci. 2004. 20(7): 1803-1810.

28. Barker J.L., McBurney R.N. GABA and glycine may share the same conductance channel on cultured mammalian neurones // Nature. 1979. 277(5693): 234-236.

29. Barnes E.M., Jr. Use-dependent regulation of GABAA receptors // Int Rev Neurobiol. 1996. 39: 53-76.

30. Barnes E.M., Jr. Intracellular trafficking of GABA(A) receptors // Life М- 2000. 66(12): 1063-1070.

31. Bausen M., Weltzien F., Betz H., O'Sullivan G.A. Regulation of postsynaptic gephyrin cluster size by protein phosphatase 1 // Mol Cell Neurosci. 2010.

32. Ben-Ari Y., Cherubini E., Corradetti R., Gaiarsa J.L. Giant synaptic potentials in immature rat CA3 hippocampal neurones // J Physiol. 1989. 416: 303325.

33. Ben-Ari Y., Gaiarsa J.L., Tyzio R., Khazipov R. GABA: a pioneer transmitter that excites immature neurons and generates primitive oscillations // Physiol Rev. 2007. 87(4): 1215-1284.

34. Bettler В., Kaupmann K., Mosbacher J., Gassmann M. Molecular structure and physiological functions of GABA(B) receptors // Physiol Rev. 2004. 84(3): 835-867.

35. Bianchi M.T., Macdonald R.L. Neurosteroids shift partial agonist activation of GABA(A) receptor channels from low- to high-efficacy gating patterns //J Neurosci. 2003. 23(34): 10934-10943.146

36. Bormann J., Hamill O.P., Sakmann B. Mechanism of anion permeation through channels gated by glycine and gamma-aminobutyric acid in mouse cultured spinal neurones //J Physiol. 1987. 385:243-286.

37. Boue-Grabot E., Barajas-Lopez C., Chakfe Y., Blais D., Belanger D., Emerit M.B., Seguela P. Intracellular cross talk and physical interaction between two classes of neurotransmitter-gated channels // J Neurosci. 2003. 23(4): 12461253.

38. Brejc K., van Dijk W.J., Klaassen R.V., Schuurmans M., van Der Oost J., Smit A.B., Sixma T.K. Crystal structure of an ACh-binding protein reveals the ligand-binding domain of nicotinic receptors // Nature. 2001. 411(6835): 269-276.

39. Browning M.D., Bureau M., Dudek E.M., Olsen R.W. Protein kinase C and cAMP-dependent protein kinase phosphorylate the beta subunit of the purified gamma-aminobutyric acid A receptor // Proc Natl Acad Sci USA. 1990. 87(4): 1315-1318.

40. Brunig I., Scotti E., Sidler C., Fritschy J.M. Intact sorting, targeting, and clustering of gamma-aminobutyric acid A receptor subtypes in hippocampal neurons in vitro // J Comp Neurol. 2002. 443(1): 43-55.

41. Busch C., Sakmann B. Synaptic transmission in hippocampal neurons: numerical reconstruction of quantal IPSCs // Cold Spring Harb Symp Quant Biol. 1990. 55: 69-80.

42. Calvo D.J., Miledi R. Activation of GABA rho 1 receptors by glycine and beta-alanine //Neuroreport. 1995. 6(8): 1118-1120.

43. Caraiscos V.B., Mihic S.J., MacDonald J.F., Orser B.A. Tyrosine kinases enhance the function of glycine receptors in rat hippocampal neurons and human alpha(l)beta glycine receptors // J Physiol. 2002. 539(Pt 2): 495-502.

44. Cascio M. Structure and function of the glycine receptor and related nicotinicoid receptors // J Biol Chem. 2004. 279(19): 19383-19386.

45. Cascio M. Modulating inhibitory ligand-gated ion channels // AAPS J. 2006. 8(2): E353-361.

46. Castel H., Louiset E., Anouar Y., Le Foil F., Cazin L., Vaudry H. Regulation of GABAA receptor by protein tyrosine kinases in frog pituitary melanotrophs // J Neuroendocrinol. 2000. 12(1): 41-52.

47. Charrier C., Ehrensperger M.V., Dahan M., Levi S., Triller A. Cytoskeleton regulation of glycine receptor number at synapses and diffusion in the plasma membrane // J Neurosci. 2006. 26(33): 8502-8511.

48. Chavas J., Marty A. Coexistence of excitatory and inhibitory GAB A synapses in the cerebellar interneuron network // J Neurosci. 2003. 23(6): 201920S 1.

49. Chen Q.X., Stelzer A., Kay A.R., Wong R.K. GABAA receptor function is regulated by phosphorylation in acutely dissociated guinea-pig hippocampal neurones // J Physiol. 1990. 420: 207-221.

50. Chen Q.X., Wong R.K. Suppression of GABAA receptor responses by NMDA application in hippocampal neurones acutely isolated from the adult guinea-pig // J Physiol. 1995. 482 ( Pt 2): 353-362.

51. Coyle J.E., Nikolov D.B. GABARAP: lessons for synaptogenesis // Neuroscientist. 2003. 9(3): 205-216.

52. Crook J., Hendrickson A., Robinson F.R. Co-localization of glycine and gaba immunoreactivity in interneurons in Macaca monkey cerebellar cortex // Neuroscience. 2006. 141(4): 1951-1959.

53. Curtis D.R., Johnston G.A. Amino acid transmitters in the mammalian central nervous system // Ergeb Physiol. 1974. 69(0): 97-188.

54. Dahan M., Levi S., Luccardini C., Rostaing P., Riveau B., Triller A. Diffusion dynamics of glycine receptors revealed by single-quantum dot tracking // Science. 2003. 302(5644): 442-445.

55. Danglot L., Rostaing P., Triller A., Bessis A. Morphologically identified glycinergic synapses in the hippocampus // Mol Cell Neurosci. 2004. 27(4): 394403.

56. Darlison M.G., Pahal I., Thode C. Consequences of the evolution of the GABA(A) receptor gene family // Cell Mol Neurobiol. 2005. 25(3-4): 607-624.

57. Davies P.A., Wang W., Hales T.G., Kirkness E.F. A novel class of ligand-gated ion channel is activated by Zn2+ // J Biol Chem. 2003. 278(2): 712717.

58. De Saint Jan D., David-Watine B., Korn H., Bregestovski P. Activation of human alphal and alpha2 homomeric glycine receptors by taurine and GABA // J Physiol. 2001. 535(Pt 3): 741-755.

59. Devor A., Fritschy J.M., Yarom Y. Spatial distribution and subunit composition of GABA(A) receptors in the inferior olivary nucleus // J Neurophysiol. 2001. 85(4): 1686-1696.

60. Diaz-Hernandez M., Sanchez-Nogueiro J., Miras-Portugal M.T. Role of CaCMKH in the cross talk between ionotropic nucleotide and nicotinic receptors in individual cholinergic terminals // J Mol Neurosci. 2006. 30(1-2): 177-180.

61. Dieudonne S. Glycinergic synaptic currents in Golgi cells of the rat cerebellum // Proc Natl Acad Sci USA. 1995. 92(5): 1441-1445.

62. Donato R., Nistri A. Relative contribution by GABA or glycine to Cl(-)-mediated synaptic transmission on rat hypoglossal motoneurons in vitro // J Neurophysiol. 2000. 84(6): 2715-2724.

63. Duan L., Yang J., Slaughter M.M. Caffeine inhibition of ionotropic glycine receptors // J Physiol. 2009. 587(Pt 16): 4063-4075.

64. Dugue G.P., Dumoulin A., Triller A., Dieudonne S. Target-dependent use of co-released inhibitory transmitters at central synapses // J Neurosci. 2005. 25(28): 6490-6498.

65. Dumba J.S., Irish P.S., Anderson N.L., Westrum L.E. Electron microscopic analysis of gamma-aminobutyric acid and glycine colocalization in rat trigeminal subnucleus caudalis // Brain Res. 1998. 806(1): 16-25.

66. Dumoulin A., Rostaing P., Bedet C., Levi S., Isambert M.F., Henry J.P., Triller A., Gasnier B. Presence of the vesicular inhibitory amino acid transporter in GABAergic and glycinergic synaptic terminal boutons // J Cell Sci. 1999. 112 ( Pt 6): 811-823.

67. Dumoulin A., Triller A., Dieudonne S. IPSC kinetics at identified GABAergic and mixed GABAergic and glycinergic synapses onto cerebellar Golgi cells // J Neurosci. 2001. 21(16): 6045-6057.

68. Dutar P., Nicoll R.A. A physiological role for GABAB receptors in the central nervous system // Nature. 1988.332(6160): 156-158.

69. Dutton G.R., Barry M., Simmons M.L., Philibert R.A. Astrocyte taurine //Ann NY Acad Sci. 1991. 633: 489-500.

70. Eilers J., Plant T.D., Marandi N., Konnerth A. GABA-mediated Ca2+ signalling in developing rat cerebellar Purkinje neurones // J Physiol. 2001. 536(Pt 2): 429-437.

71. Enz R., Brandstatter J.H., Hartveit E., Wassle H., Bormann J. Expression of GABA receptor rho 1 and rho 2 subunits in the retina and brain of the rat//Eur J Neurosci. 1995.7(7): 1495-1501.

72. Essrich C., Lorez M., Benson J.A., Fritschy J.M., Luscher B. Postsynaptic clustering of major GABAA receptor subtypes requires the gamma 2 subunit and gephvrin // Nat Neurosci. 1998. 1(7): 563-571.

73. Evanko D.S., Zhang Q., Zorec R., Haydon P.G. Defining pathways of loss and secretion of chemical messengers from astrocytes // Glia. 2004. 47(3): 233-240.

74. Feigenspan A., Bormann J. Facilitation of GABAergic signaling in the retina by receptors stimulating adenylate cyclase // Proc Natl Acad Sci USA. 1994. 91(23): 10893-10897.

75. Flint A.C., Liu X., Kriegstein A.R. Nonsynaptic glycine receptor activation during early neocortical development // Neuron. 1998. 20(1): 43-53.

76. Frosch M.P., Lipton S.A., Dichter M.A. Desensitization of GABA-activated currents and channels in cultured cortical neurons // J Neurosci. 1992. 12(8): 3042-3053.

77. Fryatt A.G., Vial C., Mulheran M., Gunthorpe M.J., Grubb B.D. Voltage-gated sodium channel expression in rat spiral ganglion neurons // Mol Cell Neurosci. 2009. 42(4): 399-407.

78. Fucile S., de Saint Jan D., David-Watine B., Kom H., Bregestovski P. Comparison of glycine and GABA actions on the zebrafish homomeric glycine receptor // J Physiol. 1999. 517 ( Pt 2): 369-383.

79. Fujiwara-Tsukamoto Y., Isomura Y., Nambu A., Takada M. Excitatory GABA input directly drives seizure-like rhythmic synchronization in mature hippocampal CA1 pyramidal cells // Neuroscience. 2003. 119(1): 265-275.

80. Gao B.X., Strieker C., Ziskind-Conhaim L. Transition from GABAergic to glycinergic synaptic transmission in newly formed spinal networks // J Neurophysiol. 2001. 86(1): 492-502.

81. Gentet L.J., Clements J.D. Binding site stoichiometry and the effects of phosphorylation on human alphal homomeric glycine receptors // J Physiol. 2002. 544(Pt 1): 97-106.

82. González-Forero D., Alvarez F.J. Differential postnatal maturation of GABAA, glycine receptor, and mixed synaptic currents in Renshaw cells and ventral spinal interneurons // J Neurosci. 2005. 25(8): 2010-2023.

83. Grassi F. Cl(-)-mediated interaction between GAB A and glycine currents in cultured rat hippocampal neurons // Brain Res. 1992. 594(1): 115-123.

84. Groe L., Heine M., Cognet L., Brickley K., Stephenson F.A., Lounis B., Choquet D. Differential activity-dependent regulation of the lateral mobilities of AMPA and NMDA receptors //Nat Neurosci. 2004. 7(7): 695-696.

85. Gulledge A.T., Stuart G.J. Excitatory actions of GABA in the cortex // Neuron. 2003. 37(2): 299-309.

86. Gyenes M., Farrant M., Farb D.H. "Run-down" of gamma-aminobutyric acidA receptor function during whole-cell recording: a possible role for phosphorylation // Mol Pharmacol. 1988. 34(6): 719-723.

87. Harata N., Wu J., Ishibashi H., Ono K., Akaike N. Run-down of the GABAA response under experimental ischaemia in acutely dissociated CAI pyramidal neurones of the rat // J Physiol. 1997. 500 ( Pt 3): 673-688.

88. Harvey R.J., Kim H.C., Darlison M.G. Molecular cloning reveals the existence of a fourth gamma subunit of the vertebrate brain GABAA receptor // FEBS Lett. 1993. 331(3): 211-216.

89. Hashimoto T., Kuriyama K. In vivo evidence that GABA(B) receptors are negatively coupled to adenylate cyclase in rat striatum // J Neurochem. 1997. 69(1): 365-370.

90. Hnasko T.S., ChuhmaN., Zhang H., Goh G.Y., Sulzer D., Palmiter R.D., Rayport S., Edwards R.H. Vesicular glutamate transport promotes dopamine storage and glutamate corelease in vivo // Neuron. 2010. 65(5): 643-656.152

91. Holland P.W., Garcia-Fernandez J., Williams N.A., Sidow A. Gene duplications and the origins of vertebrate development // Dev Suppl. 1994. 125133.

92. Hu H.Z., Li Z.W. Modulation by adenosine of GABA-activated current in rat dorsal root ganglion neurons // J Physiol. 1997. 501 ( Pt 1): 67-75.

93. Huang R.Q., Dillon G.H. Maintenance of recombinant type A gamma-aminobutyric acid receptor function: role of protein tyrosine phosphorylation and calcineurin // J Pharmacol Exp Ther. 1998. 286(1): 243-255.

94. Ito S., Cherubini E. Strychnine-sensitive glycine responses of neonatal rat hippocampal neurones // J Physiol. 1991. 440: 67-83.

95. Jacob T.C., Bogdanov Y.D., Magnus C., Saliba R.S., Kittler J.T., Haydon P.G., Moss S.J. Gephyrin regulates the cell surface dynamics of synaptic GABAA receptors // J Neurosci. 2005. 25(45): 10469-10478.

96. Jang I.S., Jeong H.J., Katsurabayashi S., Akaike N. Functional roles of presynaptic GABA(A) receptors on glycinergic nerve terminals in the rat spinal cord // J Physiol. 2002. 541(Pt 2): 423-434.

97. Jentsch T.J., Stein V., Weinreich F., Zdebik A.A. Molecular structure and physiological function of chloride channels // Physiol Rev. 2002. 82(2): 503568.

98. Jiang Z., Krnjevic K., Wang F., Ye J.H. Taurine activates strychnine-sensitive glycine receptors in neurons freshly isolated from nucleus accumbens of young rats // J Neurophysiol. 2004. 91(1): 248-257.

99. Jo Y.H., Schlichter R. Synaptic corelease of ATP and GABA in cultured spinal neurons // Nat Neurosci. 1999. 2(3): 241-245.

100. Johnson J.W., Ascher P. Glycine potentiates the NMDA response in cultured mouse brain neurons //Nature. 1987. 325(6104): 529-531.153

101. Jonas P., Bischofberger J., Sandkuhler J. Corelease of two fast neurotransmitters at a central synapse // Science. 1998. 281(5375): 419-424.

102. Jones M.V., Westbrook G.L. Desensitized states prolong GABAA channel responses to brief agonist pulses // Neuron. 1995. 15(1): 181-191.

103. Jones M.V., Westbrook G.L. The impact of receptor desensitization on fast synaptic transmission // Trends Neurosci. 1996. 19(3): 96-101.

104. Jones M.V., Westbrook G.L. Shaping of IPSCs by endogenous calcineurin activity // J Neurosci. 1997. 17(20): 7626-7633.

105. Kaneda M., Nakamura H., Akaike N. Mechanical and enzymatic isolation of mammalian CNS neurons // Neurosci Res. 1988. 5(4): 299-315.

106. Kawaguchi S., Hirano T. Suppression of inhibitory synaptic potentiation by presynaptic activity through postsynaptic GABA(B) receptors in a Purkinje neuron //Neuron. 2000. 27(2): 339-347.

107. Kawaguchi S.Y., Hirano T. Signaling cascade regulating long-term potentiation of GABA(A) receptor responsiveness in cerebellar Purkinje neurons // J Neurosci. 2002. 22(10): 3969-3976.

108. Kay A.R., Wong R.K. Isolation of neurons suitable for patch-clamping from adult mammalian central nervous systems // J Neurosci Methods. 1986. 16(3): 227-238.

109. Kellenberger S., Malherbe P., Sigel E. Function of the alpha 1 beta 2 gamma 2S gamma-aminobutyric acid type A receptor is modulated by protein kinase C via multiple phosphorylation sites // J Biol Chem. 1992. 267(36): 2566025663.

110. Khakh B.S., Zhou X., Sydes J., Galligan J.J., Lester H.A. State-dependent cross-inhibition between transmitter-gated cation channels // Nature. 2000. 406(6794): 405-410.

111. Kirsch J., Betz H. Glycine-receptor activation is required for receptor clustering in spinal neurons //Nature. 1998. 392(6677): 717-720.

112. Kneussel M. Dynamic regulation of GABA(A) receptors at synaptic sites // Brain Res Brain Res Rev. 2002. 39(1): 74-83.154

113. Kneussel M., Betz H. Clustering of inhibitory neurotransmitter receptors at developing postsynaptic sites: the membrane activation model // Trends Neurosci. 2000. 23(9): 429-435.

114. Krishek B.J., Xie X., Blackstone C., Huganir R.L., Moss S.J., Smart T.G. Regulation of GABAA receptor function by protein kinase C phosphorylation //Neuron. 1994. 12(5): 1081-1095.

115. Krishtal O.A., Osipchuk Yu V., Vrublevsky S.V. Properties of glycine-activated conductances in rat brain neurones // Neurosci Lett. 1988. 84(3): 271276.

116. Krogsgaard-Larsen P. gamma-Aminobutyric acid agonists, antagonists, and uptake inhibitors. Design and therapeutic aspects // J Med Chem. 1981. 24(12): 1377-1383.

117. Krogsgaard-Larsen P., Falch E. GABA agonists. Development and interactions with the GABA receptor complex // Mol Cell Biochem. 1981. 38 Spec No(Pt 1): 129-146.

118. Kulik A., Nishimaru H., Ballanyi K. Role of bicarbonate and chloride in GABA- and glycine-induced depolarization and Ca2+.i rise in fetal rat motoneurons in situ //J Neurosci. 2000. 20(21): 7905-7913.

119. Lahjouji F., Barbe A., Chazal G., Bras H. Evidence for colocalization of GABA and glycine in afferents to retrogradely labelled rat abducens motoneurones //Neurosci Lett. 1996. 206(2-3): 161-164.

120. Lasham A., Vreugdenhil E., Bateson A.N., Barnard E.A., Darlison M.G. Conserved organization of gamma-aminobutyric acidA receptor genes: cloning and analysis of the chicken beta 4-subunit gene // J Neurochem. 1991. 57(1): 352-355.

121. Lee E.A., Cho J.H., Choi I.S., Nakamura M., Park H.M., Lee J J., Lee M.G., Choi B.J., Jang I.S. Presynaptic glycine receptors facilitate spontaneous glutamate release onto hilar neurons in the rat hippocampus // J Neurochem. 2009. 109(1): 275-286.

122. Lee F.J., Xue S., Pei L., Vukusic B., Chery N., Wang Y., Wang Y.T., Niznik H.B., Yu X.M., Liu F. Dual regulation of NMDA receptor functions by direct protein-protein interactions with the dopamine D1 receptor // Cell. 2002. 111(2): 219-230.

123. Legendre P. The glycinergic inhibitory synapse // Cell Mol Life Sci. 2001. 58(5-6): 760-793.

124. Legendre P., Muller E., Badiu C.I., Meier J., Vannier C., Triller A. Desensitization of homomeric alphal glycine receptor increases with receptor density // Mol Pharmacol. 2002. 62(4): 817-827.

125. Leidenheimer N.J. Effect of PKG activation on recombinant GABAA receptors // Brain Res Mol Brain Res. 1996. 42(1): 131-134.

126. Leidenheimer N.J., McQuilkin S.J., Hahner L.D., Whiting P., Harris R.A. Activation of protein kinase C selectively inhibits the gamma-aminobutyric acidA receptor: role of desensitization // Mol Pharmacol. 1992. 41(6): 1116-1123.

127. Li M., Lester H.A. Ion channel diseases of the central nervous system // CNS Drug Rev. 2001. 7(2): 214-240.138.'Li P., Slaughter M. Glycine receptor subunit composition alters the action of GABA antagonists // Vis Neurosci. 2007. 24(4): 513-521.

128. Li P., Yang X.L. Strong synergism between GABA(A) and glycine receptors on isolated carp third-order neurons // Neuroreport. 1998. 9(12): 28752879.

129. Li W.C., Soffe S.R., Roberts A. Glutamate and acetylcholine corelease at developing synapses // Proc Natl Acad Sci USA. 2004. 101(43): 15488-15493.

130. Li Y., Wu L.J., Legendre P., Xu T.L. Asymmetric cross-inhibition between GABAA and glycine receptors in rat spinal dorsal horn neurons // J Biol Chem. 2003. 278(40): 38637-38645.

131. Li Y., Xu T.L. State-dependent cross-inhibition between anionic GABA(A) and glycine ionotropic receptors in rat hippocampal CA1 neurons // Neuroreport. 2002. 13(2): 223-226.

132. Lin Y.F., Browning M.D., Dudek E.M., Macdonald R.L. Protein kinase C enhances recombinant bovine alpha 1 beta 1 gamma 2L GABAA receptor whole-cell currents expressed in L929 fibroblasts // Neuron. 1994. 13(6): 14211431.

133. Liu F., Wan Q., Pristupa Z.B., Yu X.M., Wang Y.T., Niznik H.B. Direct protein-protein coupling enables cross-talk between dopamine D5 and gamma-aminobutyric acid A receptors //Nature. 2000. 403(6767): 274-280.

134. Llano I., Leresche N., Marty A. Calcium entry increases the sensitivity of cerebellar Purkinje cells to applied GABA and decreases inhibitory synaptic currents //Neuron. 1991. 6(4): 565-574.

135. Lohse MJ. Molecular mechanisms of membrane receptor desensitization // Biochim Biophvs Acta. 1993. 1179(2): 171-188.

136. Lorenzo L.E., Russier M., Barbe A., Fritschy J.M., Bras H. Differential organization of gamma-aminobutyric acid type A and glycine receptors in the somatic and dendritic compartments of rat abducens motoneurons // J Comp Neurol. 2007. 504(2): 112-126.

137. Lu T., Rubio M.E., Trussell L.O. Glycinergic transmission shaped by the corelease of GABA in a mammalian auditory synapse // Neuron. 2008. 57(4): 524-535.

138. Luscher C.5 Jan L.Y., Stoffel M., Malenka R.C., Nicoll R.A. G proteincoupled inwardly rectifying K+ channels (GIRKs) mediate postsynaptic but notpresynaptic transmitter actions in hippocampal neurons I I Neuron. 1997. 19(3): 687-695.

139. Lynch J. W. Molecular structure and function of the glycine receptor chloride channel // Phvsiol Rev. 2004. 84(4): 1051-1095.

140. Maconochie D.J., Zempel J.M., Steinbach J.H. How quickly can GABAA receptors open?//Neuron. 1994. 12(1): 61-71.

141. Madsen S., Ottersen O.P., Storm-Mathisen J. Immunocytochemical visualization of taurine: neuronal localization in the rat cerebellum // Neurosci Lett. 1985. 60(3): 255-260.

142. Maksay G., Laube B., Betz H. Subunit-specific modulation of glycine receptors by neurosteroids // Neuropharmacology. 2001. 41(3): 369-376.

143. Martina M., Kilic G., Cherubini E. The effect of intracellular Ca2+ on GABA-activated currents in cerebellar granule cells in culture // J Membr Biol. 1994. 142(2): 209-216.

144. Martina M., Royer S., Pare D. Cell-type-specific GABA responses and chloride homeostasis in the cortex and amygdala // J Neurophysiol. 2001. 86(6): 2887-2895.

145. McDonald B.J., Amato A., Connolly C.N., Benke D., Moss S.J., Smart T.G. Adjacent phosphorylation sites on GABAA receptor beta subunits determine regulation by cAMP-dependent protein kinase // Nat Neurosci. 1998. 1(1): 23-28.

146. Meier J. The enigma of transmitter-selective receptor accumulation at developing inhibitory synapses // Cell Tissue Res. 2003. 311(3): 271-276.

147. Meier J., Vannier C., Serge A., Triller A., Choquet D. Fast and reversible trapping of surface glycine receptors by gephyrin // Nat Neurosci. 2001. 4(3): 253-260.

148. Menon-Johansson A.S., Berrow N., Dolphin A.C. G(o) transduces GABAB-receptor modulation of N-type calcium channels in cultured dorsal root ganglion neurons // Pflugers Arch. 1993. 425(3-4): 335-343.

149. Meyer G., Kirsch J., Betz H., Langosch D. Identification of a gephyrin binding motif on the glycine receptor beta subunit // Neuron. 1995. 15(3): 563-572.

150. Mintz I.M., Bean B.P. GABAB receptor inhibition of P-type Ca2+ channels in central neurons //Neuron. 1993. 10(5): 889-898.

151. Mitchell E.A., Gentet L.J., Dempster J., Belelli D. GABAA and glycine receptor-mediated transmission in rat lamina II neurones: relevance to the analgesic actions of neuroactive steroids // J Physiol. 2007. 583(Pt 3): 1021-1040.

152. Mitchell K.E., Iwamoto T., Tomich J., Freeman L.C. A synthetic peptide based on a glycine-gated chloride channel induces a novel chloride conductance in isolated epithelial cells // Biochim Biophys Acta. 2000. 1466(1-2): 47-60.

153. Mori M., Gahwiler B.H., Gerber U. Beta-alanine and taurine as endogenous agonists at glycine receptors in rat hippocampus in vitro // J Physiol. 2002. 539(Pt 1): 191-200.

154. Moss S J., Gorrie G.H., Amato A., Smart T.G. Modulation of GABAA receptors by tyrosine phosphorylation // Nature. 1995. 377(6547): 344-348.

155. Moss S.J., Smart T.G. Modulation of amino acid-gated ion channels by protein phosphorylation // Int Rev Neurobiol. 1996. 39: 1-52.

156. Moss S.J., Smart T.G., Blackstone C.D., Huganir R.L. Functional modulation of GABAA receptors by cAMP-dependent protein phosphorylation // Science. 1992. 257(5070): 661-665.

157. Mouginot D., Feltz P., Schlichter R. Modulation of GABA-gated chloride currents by intracellular Ca2+ in cultured porcine melanotrophs // J Physiol. 1991. 437: 109-132.

158. Mozrzymas J.W., Cherubini E. Changes in intracellular calcium concentration affect desensitization of GABAA receptors in acutely dissociated P2-P6 rat hippocampal neurons // J Neurophysiol. 1998. 79(3): 1321-1328.

159. Mukhtarov M., Ragozzino D., Bregestovski P. Dual Ca2+ modulation of glycinergic synaptic currents in rodent hypoglossal motoneurones // J Physiol. 2005. 569(Pt 3): 817-831.

160. Miiller E., Le-Corronc H., Legendre P. Extrasynaptic and postsynaptic receptors in glycinergic and GABAergic neurotransmission: a division of labor? // Front MolNeurosci. 2008. 1: 3.

161. Nishimaru H., Restrepo C.E., Ryge J., Yanagawa Y.s Kiehn O. Mammalian motor neurons corelease glutamate and acetylcholine at central synapses // Proc Natl Acad Sci USA. 2005. 102(14): 5245-5249.

162. Nishizaki T., Ikeuchi Y. Activation of endogenous protein kinase C enhances currents through alpha 1 and alpha 2 glycine receptor channels // Brain Res. 1995. 687(1-2): 214-216.

163. Nusser Z., Sieghart W., Somogyi P. Segregation of different GABAA receptors to synaptic and extrasynaptic membranes of cerebellar granule cells // J Neurosci. 1998. 18(5): 1693-1703.

164. O'Brien J. A., Berger A J. Cotransmission of GABA and glycine to brain stem motoneurons // J Neurophysiol. 1999. 82(3): 1638-1641.

165. Ornung G., Shupliakov O., Ottersen O.P., Storm-Mathisen J., Cullheim S. Immunohistochemical evidence for coexistence of glycine and GABA in nerve terminals on cat spinal motoneurones: an ultrastructural study // Neuroreport. 1994. 5(8): 889-892.

166. Orser B.A. Extrasynaptic GABAA receptors are critical targets for sedative-hypnotic drugs // J Clin Sleep Med. 2006. 2(2): S12-18.

167. Ortells M.O., Lunt G.G. Evolutionary history of the ligand-gated ionchannel superfamily of receptors // Trends Neurosci. 1995. 18(3): 121-127.

168. Ottersen O.P., Storm-Mathisen J., Somogyi P. Colocalization of glycine-like and GABA-like immunoreactivities in Golgi cell terminals in the rat cerebellum: a postembedding light and electron microscopic study // Brain Res. 1988. 450(1-2): 342-353.

169. Pan Z.H., Zhang D., Zhang X., Lipton S.A. Evidence for coassembly of mutant GAB AC rhol with GABAA gamma2S, glycine alphal and glycine alpha2 receptor subunits in vitro // Eur J Neurosci. 2000. 12(9): 3137-3145.

170. Parfitt K.D., Hoffer B.J., Bickford-Wimer P.C. Potentiation of gamma-aminobutyric acid-mediated inhibition by isoproterenol in the cerebellar cortex: receptor specificity // Neuropharmacology. 1990. 29(10): 909-916.

171. Payne J.A., Rivera C., Voipio J., Kaila K. Cation-chloride co-transporters in neuronal communication, development and trauma // Trends Neurosci. 2003. 26(4): 199-206.

172. Pfeiffer F., Graham D., Betz H. Purification by affinity chromatography of the glycine receptor of rat spinal cord // J Biol Chem. 1982. 257(16): 9389-9393.

173. Piper A.S., Docherty RJ. One-way cross-desensitization between P2X purinoceptors and vanilloid receptors in adult rat dorsal root ganglion neurones // J Physiol. 2000. 523 Pt 3: 685-696.

174. Planells-Cases R., Jentsch T.J. Chloride channelopathies // Biochim Biophys Acta. 2009. 1792(3): 173-189.

175. Poncer J.C., McKinney R.A., Gahwiler B.H., Thompson S.M. Either Nor P-type calcium channels mediate GABA release at distinct hippocampal inhibitory synapses //Neuron. 1997. 18(3): 463-472.

176. Porter N.M., Twyman R.E., Uhler M.D., Macdonald R.L. Cyclic AMP-dependent protein kinase decreases GABAA receptor current in mouse spinal neurons //Neuron. 1990. 5(6): 789-796.

177. Pourcho R.G., Goebel D.J., Jojich L., Hazlett J.C. Immunocytochemical evidence for the involvement of glycine in sensory centers of the rat brain // Neuroscience. 1992. 46(3): 643-656.

178. Pritchett D.B., Sontheimer H., Shivers B.D., Ymer S., Kettenmann H., Schofield P.R., Seeburg P.H. Importance of a novel GABAA receptor subunit for benzodiazepine pharmacology // Nature. 1989. 338(6216): 582-585.

179. Qian H., Ripps H. Response kinetics and pharmacological properties of heteromeric receptors formed by coassembly of GABA rho- and gamma 2-subunits // Proc Biol Sci. 1999. 266(1436): 2419-2425.

180. Rajendra S., Lynch J.W., Schofield P.R. The glycine receptor // Pharmacol Ther. 1997. 73(2): 121-146.

181. Rigo J.M., Legendre P. Frequency-dependent modulation of glycine receptor activation recorded from the zebrafish larvae hindbrain // Neuroscience. 2006. 140(2): 389-402.

182. Robello M., Amico C., Bucossi G., Cupello A., Rapallino M.V., Thellung S. Nitric oxide and GABAA receptor function in the rat cerebral cortex and cerebellar granule cells // Neuroscience. 1996. 74(1): 99-105.

183. Robello M., Amico C., Cupello A. Regulation of GABAA receptor in cerebellar granule cells in culture: differential involvement of kinase activities // Neuroscience. 1993. 53(1): 131-138.

184. Robertson B. Characteristics of GABA-activated chloride channels in mammalian dorsal root ganglion neurones // J Physiol. 1989. 411: 285-300.

185. Rousseau F., Aubrey K.R., Supplisson S. The glycine transporter GlyT2 controls the dynamics of synaptic vesicle refilling in inhibitory spinal cord neurons // J Neurosci. 2008. 28(39): 9755-9768.

186. Russier M., Kopysova I.L., Ankri N., Ferrand N., Debanne D. GABA and glycine co-release optimizes functional inhibition in rat brainstem motoneurons in vitro // J Physiol. 2002. 541(Pt 1): 123-137.

187. Saiyed T., Paarmann I., Schmitt B., Haeger S., Sola M., Schmalzing G., Weissenhorn W., Betz H. Molecular basis of gephyrin clustering at inhibitory synapses: role of G- and E-domain interactions // J Biol Chem. 2007. 282(8): 5625-5632.

188. Scanziani M. GABA spillover activates postsynaptic GABA(B) receptors to control rhythmic hippocampal activity // Neuron. 2000. 25(3): 673681.

189. Schaarschmidt G., Wegner F., Schwarz S.C., Schmidt H., Schwarz J. Characterization of voltage-gated potassium channels in human neural progenitor cells // PLoS One. 2009. 4(7): e6168.

190. Schep L.J., Slaughter R.J., Becket G., Beasley D.M. Poisoning due to water hemlock // Clin Toxicol (Phila). 2009. 47(4): 270-278.

191. Schmieden V., Grenningloh G., Schofield P.R., Betz H. Functional expression in Xenopus oocytes of the strychnine binding 48 kd subunit of the glycine receptor // EMBO J. 1989. 8(3): 695-700.

192. Scholz K.P., Miller R.J. GABAB receptor-mediated inhibition of Ca2+ currents and synaptic transmission in cultured rat hippocampal neurones // J Physiol. 1991. 444: 669-686.

193. Schonrock B., Bormann J. Modulation of hippocampal glycine receptor channels by protein kinase C // Neuroreport. 1995. 6(2): 301-304.

194. Seal R.P., Edwards R.H. Functional implications of neurotransmitter co-release: glutamate and GABA share the load // Curr Qpin Pharmacol. 2006. 6(1): 114-119.

195. Searl T.J., Silinsky E.M. Cross-talk between apparently independent receptors // J Physiol. 1998. 513 ( Pt 3): 629-630.

196. Sebe J.Y., Eggers E.D., Berger A.J. Differential effects of ethanol on GABA(A) and glycine receptor-mediated synaptic currents in brain stem motoneurons // J Neurophysiol. 2003. 90(2): 870-875.

197. Shan Q., Haddrill J.L., Lynch J.W. A single beta subunit M2 domain residue controls the picrotoxin sensitivity of alphabeta heteromeric glycine receptor chloride channels // J Neurochem. 2001. 76(4): 1109-1120.

198. Sheng M., Pak D.T. Ligand-gated ion channel interactions with cytoskeletal and signaling proteins // Annu Rev Physiol. 2000. 62: 755-778.

199. Shirasaki T., Aibara K., Akaike N. Direct modulation of GABAA receptor by intracellular ATP in dissociated nucleus tractus solitarii neurones of rat //J Physiol. 1992. 449: 551-572.

200. Sigel E., Baur R. Activation of protein kinase C differentially modulates neuronal Na+, Ca2+, and gamma-aminobutyrate type A channels // Proc Natl Acad Sci USA. 1988. 85(16): 6192-6196.

201. Sigel E., Baur R., Malherbe P. Activation of protein kinase C results in down-modulation of different recombinant GABAA-channels // FEBS Lett. 1991. 291(1): 150-152.

202. Simonds W.F. G protein regulation of adenylate cyclase // Trends Pharmacol Sci. 1999. 20(2): 66-73.

203. Smart T.G. Regulation of excitatory and inhibitory neurotransmitter-gated ion channels by protein phosphorylation // Curr Opin Neurobiol. 1997. 7(3): 358-367.

204. Sokolova E., Nistri A., Giniatullin R. Negative cross talk between anionic GABAA and cationic P2X ionotropic receptors of rat dorsal root ganglion neurons //JNeurosci. 2001. 21(14): 4958-4968.

205. Somogyi J. Differences in ratios of GABA, glycine and glutamate immunoreactivities in nerve terminals on rat hindlimb motoneurons: a possible source of post-synaptic variability // Brain Res Bull. 2002. 59(2): 151-161.

206. Somogyi J. Functional significance of co-localization of GABA and Glu in nerve terminals: a hypothesis // Curr Top Med Chem. 2006. 6(10): 969-973.

207. Staley K.J., Mody I. Shunting of excitatory input to dentate gyrus granule cells by a depolarizing GABAA receptor-mediated postsynaptic conductance // J Neurophvsiol. 1992. 68(1): 197-212.

208. Stelzer A., Shi H. Impairment of GABAA receptor function by N-methyl-D-aspartate-mediated calcium influx in isolated CA1 pyramidal cells // Neuroscience. 1994. 62(3): 813-828.

209. Sutherland F.I., Bannatyne B.A., Kerr R., Riddell J.S., Maxwell DJ. Inhibitory amino acid transmitters associated with axons in presynaptic apposition to cutaneous primary afferent axons in the cat spinal cord // J Comp Neurol. 2002. 452(2): 154-162.

210. Taal W., Holstege J.C. GABA and glycine frequently colocalize in terminals on cat spinal motoneurons // Neuroreport. 1994. 5(17): 2225-2228.

211. Takagi T., Pribilla I., Kirsch J., Betz H. Coexpression of the receptor-associated protein gephyrin changes the ligand binding affinities of alpha 2 glycine receptors // FEBS Lett. 1992. 303(2-3): 178-180.

212. Taleb O., Betz H. Expression of the human glycine receptor alpha 1 subunit in Xenopus oocytes: apparent affinities of agonists increase at high receptor density // EMBO J. 1994. 13(6): 1318-1324.

213. Tapia J.C., Espinoza F., Aguayo L.G. Differential intracellular regulation of cortical GABA(A) and spinal glycine receptors in cultured neurons // Brain Res. 1997. 769(2): 203-210.

214. Tardin C., Cognet L., Bats C., Lounis B., Choquet D. Direct imaging of lateral movements of AMPA receptors inside synapses // KM BO J. 2003. 22(18): 4656-4665.

215. Thomas P., Mortensen M., Hosie A.M., Smart T.G. Dynamic mobility of functional GABAA receptors at inhibitory synapses // Nat Neurosci. 2005. 8(7): 889-897.

216. Ticku M.K., Mehta A.K. gamma-Aminobutyric acidA receptor desensitization in mice spinal cord cultured neurons: lack of involvement of protein kinases A and C // Mol Pharmacol. 1990. 38(5): 719-724.

217. Todd A .J., Watt C., Spike R.C., Sieghart W. Colocalization of GABA, glycine, and their receptors at synapses in the rat spinal cord // J Neurosci. 1996. 16(3): 974-982.

218. Toulme E., Blais D., Leger C., Landry M., Garret M., Seguela P., Boue-Grabot E. An intracellular motif of P2X(3) receptors is required for functional cross-talk with GABA(A) receptors in nociceptive DRG neurons // J Neurochem. 2007. 102(4): 1357-1368.

219. Tovar K.R., Westbrook G.L. Mobile NMDA receptors at hippocampal synapses //Neuron. 2002. 34(2): 255-264.

220. Triller A., Choquet D. Surface trafficking of receptors between synaptic and extrasynaptic membranes: and yet they do move! // Trends Neurosci. 2005. 28(3): 133-139.

221. Trombley P.Q., Hill B.J., Horning M.S. Interactions between GABA and glycine at inhibitory amino acid receptors on rat olfactory bulb neurons // J Neurophysiol. 1999. 82(6): 3417-3422.

222. Trombley P.Q., Shepherd G.M. Glycine exerts potent inhibitory actions on mammalian olfactory bulb neurons // J Neurophysiol. 1994. 71(2): 761-767.

223. Ueno S., Bracamontes J., Zorumski C., Weiss D.S., Steinbach J.H. Bicuculline and gabazine are allosteric inhibitors of channel opening of the GABAA receptor // JNeurosci 1997. 17(2): 625-634.

224. Uusisaari M., Knopfel T. GlyT2+ neurons in the lateral cerebellar nucleus // Cerebellum. 2010. 9(1): 42-55.

225. Vaello M.L., Ruiz-Gomez A., Lerma J., Mayor F., Jr. Modulation of inhibitory glycine receptors by phosphorylation by protein kinase C and cAMP-dependent protein kinase // J Biol Chem. 1994. 269(3): 2002-2008.

226. Veselkin N.P., Adanina V.O., Rio J.P., Reperant J. Colocalization of neurotransmitters in presynaptic boutons of inhibitory synapses in the lamprey spinal cord // Neurosci Behav Physiol. 2000. 30(5): 547-552.

227. Vorobjev V.S., Sharonova I.N., Haas H.L. A simple perfusion system for patch-clamp studies // J Neurosci Methods. 1996. 68(2): 303-307.

228. Wafford K.A., Ebert B. Gaboxadol~a new awakening in sleep // Curr Opin Pharmacol. 2006. 6(1): 30-36.

229. Wagner S., Castel M., Gainer H., Yarom Y. GABA in the mammalian suprachiasmatic nucleus and its role in diurnal rhythmicity // Nature. 1997. 387(6633): 598-603.

230. Waldvogel H.J., Baer K., Allen K.L., Rees M.I., Faull R.L. Glycine receptors in the striatum, globus pallidus, and substantia nigra of the human brain: an immunohistochemical study // J Comp Neurol. 2007. 502(6): 1012-1029.

231. Wang H., Bedford F.K., Brandon N.J., Moss S.J., Olsen R.W. GABA(A)-receptor-associated protein links GABA(A) receptors and the cvtoskeleton // Nature. 1999. 397(6714): 69-72.

232. Wang P., Slaughter M.M. Effects of GABA receptor antagonists on retinal glycine receptors and on homomeric glycine receptor alpha subunits // J Neurophysiol. 2005. 93(6): 3120-3126.

233. Wang R.A., Cheng G., Kolaj M., Randic M. Alpha-subunit of calcium/calmodulin-dependent protein kinase II enhances gamma-aminobutyric acid and inhibitory synaptic responses of rat neurons in vitro // J Neurophysiol. 1995. 73(5): 2099-2106.

234. Watson A.H., Bazzaz A.A. GABA and glycine-like immunoreactivity at axoaxonic synapses on la muscle afferent terminals in the spinal cord of the rat // J Comp Neurol. 2001. 433(3): 335-348.

235. Wentzel P.R., De Zeeuw C.I., Holstege J.C., Gerrits N.M.r

236. Colocalization of GABA and glycine in the rabbit oculomotor nucleus // Neurosci Lett. 1993. 164(1-2): 25-29.

237. White J.H., Wise A., Main M.J., Green A., Fraser N.J., Disney G.H., Barnes A.A., Emson P., Foord S.M., Marshall F.H. Heterodimerization is required for the formation of a functional GABA(B) receptor // Nature. 1998. 396(6712): 679-682.

238. Wilkins M.E., Hosie A.M., Smart T.G. Proton modulation of recombinant GABA(A) receptors: influence of GABA concentration and the beta subunit TM2-TM3 domain // J Physiol. 2005. 567(Pt 2): 365-377.

239. Xu W., Cormier R., Fu T., Covey D.F., Isenberg K.E., Zorumski C.F., Mennerick S. Slow death of postnatal hippocampal neurons by GABA(A) receptor overactivation //JNeurosci. 2000. 20(9): 3147-3156.

240. Yakel J.L. Calcineurin regulation of synaptic function: from ion channels to transmitter release and gene transcription // Trends Pharmacol Sci. 1997. 18(4): 124-134.

241. Ymer S., Draguhn A., Kohler M., Schofield P.R., Seeburg P.resequence and expression of a novel GABAA receptor alpha subunit // FEBS Lett. 1989.258(1): 119-122.

242. Yu S., Ho I.K. Effects of GABA antagonists, SR 95531 and bicuculline, on GABAA receptor-regulated chloride flux in rat cortical synaptoneurosomes // Neurochem Res. 1990. 15(9): 905-910.

243. Zaitsev A.V., Povysheva N.V., Lewis D.A., Krimer L.S. P/Q-type, bixti not N-type, calcium channels mediate GABA release from fast-spikins^ interneurons to pyramidal cells in rat prefrontal cortex // J Neurophvsiol. 200'7" 97(5): 3567-3573.

244. Zhou F.M., Liang Y., Salas R., Zhang L., De Biasi M., Dani Corelease of dopamine and serotonin from striatal dopamine terminals // Neuro-r-^ 2005. 46(1): 65-74.

245. Zou S., Li L., Pei L., Vukusic B., Van Tol H.H., Lee F J., Wan Q., Liu F. Protein-protein coupling/uncoupling enables dopamine D2 receptor regulation of AMPA receptor-mediated excitotoxicity // JNeurosci. 2005. 25(17): 4385-4395.

Информация о работе

Амахин, Дмитрий Валерьевич
кандидата биологических наук
Санкт-Петербург, 2011
ВАК 03.03.01

Диссертация

Взаимовлияние ГАМК- и глицинергических процессов при регуляции возбудимости нейрона - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы