Анотація до роботи:

Станіка Р.І. Дослідження впливу гіпоксії на внутрішньоклітинний обмін Са²⁺ у сенсорних нейронах щура. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.02-біофізика. Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України, Київ, 2005.

Дисертацію присвячено дослідженню впливу гіпоксії (парціальний тиск кисню рО₂=20-40 мм рт.ст) на концентрацію вільного внутрішньоклітинного кальцію [Ca²⁺]_вн у сенсорних нейронах щурів. Показано, що заміна контрольного зовнішньоклітинного розчину на гіпоксичний викликає достовірне збільшення концентрації кальцію всередині клітини у 1.7-2.4 рази, що більше виражено у клітинах малого діаметру. Цей ефект практично зникає при еквімолярній заміні кальцію у зовнішньому розчині на магній, що дозволяє зробити висновок про істотну роль іонних каналів у гіпоксичному ефекті. Виявлено, що основним шляхом збільшення внутрішньоклітинної концентрації кальцію у сенсорних нейронах є потенціал керовані Са²⁺ канали. Аплікація ніфедіпіну (специфічного блокатору потенціалкерованих Са²⁺ каналів) майже повністю попереджувала збільшення [Ca²⁺]_вн, викликане гіпоксією. Отримані результати також свідчать, що Ca²⁺-обмінна функція мітохондрій задіяна у виражені гіпоксичного ефекту. У досліджуваних клітинах в присутності мітохондріального протонофору СССР гіпоксія викликала збільшення [Ca²⁺]_вн, хоча достовірно менше, ніж у контролі. Внесок зворотної роботи Na⁺/Ca²⁺-обмінника у виявлений ефект є несуттєвим. При заміні Na⁺ на Li⁺ відзначається статистично вірогідне зменшення гіпоксичного ефекту. Він складав 60±10 % у центрі та 31±7 % на периферії клітин. Досліджено вплив гіпоксії на сенсорні нейрони хворих на діабет щурів. У порівнянні з контрольною групою тварин ефект був значно меншим при тих самих значеннях парціального тиску кисню. При подальшому зниженні рО₂ ефект зростав.

1. За допомогою флуоресцентного методу з використанням зонду Fura-2 було показано, що зменшення парціального тиску кисню у зовнішньоклітинному середовищі гостроізольованих сенсорних нейронів щурів до значень 2535 мм рт.ст. спричиняє збільшення внутрішньоклітинної концентрації вільних іонів кальцію у всіх типах клітин (на 80 % та 120 % у великих та малих нейронах відповідно).

2. Гіпоксичний ефект є більш вираженим у центрі нейронів у порівнянні з примембранним простором, що може бути пов’язано із просторовим розташуванням внутрішньоклітинних органел.

3. Підвищення внутрішньоклітинної концентрації кальцію при гіпоксичному впливі є зворотним процесом, якщо час дії гіпоксії не перевищує 3.54 хвилини.

4. Основним шляхом входу кальцію з позамембранного простору всередину нейронів є потенціал-керовані кальцієві канали L-типу. Пригнічення їх специфічним блокатором ніфедипіном майже повністю попереджує збільшення [Ca²⁺]_вн, викликане гіпоксією.

5. Під час гіпоксії відбувається робота Na⁺-Са²⁺-обмінника плазматичної мембрани у зворотному режимі, а також Na⁺-залежне витікання кальцію із мітохондрій через Na⁺-Ca²⁺ обмінник внаслідок можливої активації натрієвих каналів та збільшення внутрішньоклітинної концентрації іонів Na⁺.

6. Додатково витікання кальцію із мітохондрій відбувається за рахунок можливого зменшення значення потенціалу на їх внутрішній мембрані та, відповідно, неможливості підтримання високого градієнту іонів Са²⁺ між мітохондріями та цитозолем.

7. При гіпоксії відбувається інактивації Са²⁺-АТФаз плазматичної мембрани та ендоплазматичного ретикулуму, що веде до певного пригнічення накопичення ним кальцію.

8. Незначне збільшення [Ca²⁺]_вн можливе також завдяки Са²⁺-індукованому витіканню кальцію із ендоплазматичного ретикулуму, першопричиною якого є вхід кальцію із позаклітинного простору.

9. При хворобі на цукровий діабет та гіперглікемії, яка є однією з ознак захворювання, ефект гіпоксії на гостроізольовані сенсорні нейрони хворих тварин виявляється значно меншим у порівнянні з контролем, що може пояснюватися зменшенням потенціалу мітохондріальної мембрани та відповідним послаблення поглинання ним кальцію.

10. Основним чинником, що веде до загибелі клітини під час гіпоксичного впливу, може бути перевантаження мітохондрій кальцієм, внаслідок чого виникають дисфункції в роботі мітохондрій з подальшим їх руйнуванням.

Перелік опублікованих праць здобувача за темою дисертації.

1. Lukyanetz E.A., Stanika R.I., Koval L.M., Kostyuk P.O. 2003. Intracellular mechanisms of hypoxia-induced calcium increase in rat sensory neurons, Arch.Biochem.Biophys, 410(2), p.212-221.

2. Костюк П.Г., Станіка Р.І., Коваль Л.М., Лук’янець О.О. Внутрішньоклітинний кальцієвий гомеостаз сенсорних нейронів при гіпоксичних впливах. Фізіол. журн. Т.49, №3, 2003, С. 3-10.

3. Станіка Р.І., Костюк П.Г., Лук’янець О.О. Клітинні механізми змін концентрації кальцію в сенсорних нейронах щурів при гіпоксичному впливі. Нейрофізіологія. Т.36, №1, 2004, С. 88-89.

4. Лук’янець О.О., Станіка Р.І., Коваль Л.М., Яворська О.М., Костюк П.Г. Дослідження механізмів коливань внутрішньоклітинного кальцію у хром афінних клітинах щура. Клін. та експерим. патол. Т ІІІ, №2, Ч.2, 2004, С. 94-96.

Тези доповідей.

1. Stanika R.I., Kostyuk P.O., Lukyanetz E.A. Changes of intracellular calcium concentration in DRG neurons induced by hypoxia. Bogomoletz-Nencki Meeting,. Sulejow, 2001, P21.

2. Станіка Р.І., Костюк П.Г., Лук’янець О.О. 2002. Вивчення впливу гіпоксії на кальцієвий гомеостаз в сенсорних нейронах щурів. Фізіол. журн. Т.48, №2, 2002, С. 15-16.

Анотації