Морфофункциональная характеристика механизмов никотиновой холинергической регуляции нейрон-глиальных взаимодействий и метаболической активности в симпатическом ганглии 03. 00. 25 гистология, цитология, клеточная биология



жүктеу 430.27 Kb.
бет1/4
Дата30.06.2016
өлшемі430.27 Kb.
  1   2   3   4

На правах рукописи


Гореликов Петр Леонидович

МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

МЕХАНИЗМОВ НИКОТИНОВОЙ ХОЛИНЕРГИЧЕСКОЙ

РЕГУЛЯЦИИ НЕЙРОН-ГЛИАЛЬНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ И МЕТАБОЛИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ

В СИМПАТИЧЕСКОМ ГАНГЛИИ

03.00.25 - гистология, цитология, клеточная биология



Автореферат

диссертации на соискание ученой степени


доктора биологических наук

Москва - 2008

Работа выполнена в ГУ Научно-исследовательском институте морфологии человека РАМН


Научный консультант:

доктор биологических наук, профессор Савельев Сергей Вячеславович


Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Яцковский Александр Никодимович


доктор медицинских наук Худоерков Рудольф Михайлович
доктор медицинских наук, профессор Ягубов Аркадий Сергеевич

Ведущее учреждение:

ГОУ ВПО «Российский государственный медицинский университет»



Защита диссертации состоится « » ___________ 2008 года в ____ часов на заседании диссертационного совета (Д 001.004.01) ГУ НИИ морфологии человека РАМН по адресу: 117418 Москва, ул. Цюрупы, д.3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУ НИИ морфологии

человека РАМН

Автореферат разослан « » ______________ 2008 года


Ученый секретарь

диссертационного совета Л.П.Михайлова

доктор медицинских наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы


Фундаментальной проблемой нейробиологии является выяснение механизмов, обеспечивающих функционирование тканевых элементов нервной системы. Во многом ее решение зависит от знания синаптических процессов – важнейшего звена, обеспечивающего интегративную деятель-ность нервной системы. В ряду нейротрансмиттерных систем особую роль играют никотиновые холинергические синапсы паравертебральных симпа-тических ганглиев, образованные преганглионарными волокнами. Никоти-новые холинорецепторы в указанных синапсах представляют ключевое функциональное звено, через которое осуществляется передача информации в ганглиях и происходит активизация автономной нервной системы (Ноздрачев А.Д., Фатеев М.М., 2002; De Biassi M. et al., 2000; De Biassi M., 2002).

Важным интегративно-координационным центром автономной регуля-ции является краниальный шейный ганглий, через никотиновые холино-рецепторы которого осуществляется контроль общего сосудистого тонуса и гемодинамических показателей, обеспечивается деятельность эпифиза и регуляция многих других жизненно важных висцеральных функций (Ноздрачев А.Д., Пушкарев Ю.П., 1980; Skok V., 2002; Wang N. et al., 2004; Asamoto K., 2005).

Правомерно в связи с этим предполагать, что столь значимая функциональная роль никотиновых холинорецепторов в информационном обеспечении краниального шейного, равно как и других экстрамуральных симпатических ганглиев, должна определенным образом проявиться и в участии этих рецепторов в молекулярно-клеточных механизмах непосред-ственно организующих деятельность самих симпатических ганглиев. Такая постановка вопроса представляет вполне понятный теоретический и прак-тический интерес, как с точки зрения выяснения общих принципов орга-низации работы периферических ганглиев, так и в плане изучения последствий модуляции активности периферических никотиновых холино-рецепторов, как объекта воздействия наркотических субстанций и лекарст-венных препаратов.

Объективной основой для проведения исследования в обозначенном направлении служит значительное число экспериментальных данных пос-ледних лет, полученных в отношении других отделов нервной системы, которые показывают, что роль синаптических процессов не ограничивается обеспечением только лишь информационной связи между нейронами. Напро-тив, эти данные позволяют рассматривать соответствующие синапсы в ка-честве биохимически самоорганизующихся систем, которые располагают собственными механизмами контроля за всеми этапами белкового синтеза в постсинаптических нейронах (Tiedge H., 2005; Hirokawa N., 2006; Pfeiffer B., Huber K., 2006) и непосредственно участвуют в таком специфическом клеточном механизме, как нейрон-глиальное взаимодействие (Fellin T., Carmignoto G., 2004; Hertz L., 2004; Magistretti P., 2006). Вместе с тем нейротрофическая роль синаптического сигнала через никотиновые холинорецепторы в регуляторных механизмах симпатических ганглиев не изучена.

Цель исследования – установить морфофункциональные закономер-ности метаболического ответа краниального шейного симпатического ганглия и входящих в его состав нейронов и сателлитных глиоцитов на экспериментально вызванные изменения в численности свободно функцио-нирующих никотиновых холинергических рецепторов.
Задачи:


  1. Установить закономерности в изменениях содержания рРНК в симпа-тических нейронах и окружающих нейроны сателлитных глиоцитах при применении разных доз ганглиоблокатора, вызывающих блокирование относительно небольшого, значительного числа никотиновых холино-рецепторов и полное блокирование никотиновых холинорецепторов, а также в ходе последующего восстановления численности функциони-рующих никотиновых холинорецепторов после применения разных моделей блокады.

  2. Провести сравнительный анализ модуляций в содержании рРНК в симпа-тических нейронах и окружающих сателлитных глиоцитах при разной чис-ленности блокированных никотиновых холинорецепторов.

  3. Определить изоферментный состав и спектр ферментативной системы лактатдегидрогеназы (ЛДГ) на уровне интактного симпатического ганглия и на клеточном уровне - в симпатических нейронах и сателлитных глио-цитах.

  4. Выявить закономерности в изменениях активности ферментативной сис-темы ЛДГ при частичном и полном блокировании никотиновых холино-рецепторов в симпатическом ганглии, а также в симпатических нейронах и сателлитных глиоцитах.

  5. Определить основные закономерности в изменениях содержания аденилат-ных макроэргов (АТФ, АДФ, АМФ) в симпатическом ганглии, связанные с частичным и полным блокированием никотиновых холинорецепторов, а также динамику этих показателей в процессе последующего восстановле-ния после прекращения действия блокады.

  6. Провести комплексный анализ полученных динамических изменений метаболических показателей при экспериментально вызванных флук-туациях численности свободно функционирующих никотиновых холинер-гических рецепторов. Определить роль никотиновых холинергических ре-цепторов в регуляции метаболического статуса симпатического ганглия и межклеточном взаимодействии между симпатическими нейронами и са-теллитными глиоцитами и вероятный механизм, лежащий в основе этой регуляции.

Научная новизна

Установлены раннее неизвестные принципы морфофункциональной организации симпатического ганглия, которые базируются на том, что синаптические сигналы, поступающие через никотиновые холинорецепторы симпатических нейронов, управляют метаболическими процессами и моби-лизуют специфические клеточные механизмы в симпатическом ганглии, выс-тупая в качестве системообразующего фактора, обеспечивающего его актив-ную деятельность.

Впервые показано, что в симпатическом ганглии нейроны и окружа-ющие нейроны сателлитные глиоциты при определенных условиях образуют единую функционально - метаболическую систему. Выявлены ранее неиз-вестные условия и характер взаимодействия между этими типами клеток, которые заключаются в том, что нейроны и сателлитные глиоциты в симпа-тическом ганглии вступают в метаболическое взаимодействие только при наличии синаптического сигнала, поступающего через никотиновые холино-рецепторы симпатических нейронов. При этом метаболическая активность и энергетические механизмы сателлитных глиоцитов регулируются функцио-нальным состоянием нейронов, которые через ионотропные никотиновые хо-линорецепторы осуществляют интеграцию своего собственного метаболизма с метаболизмом окружающих сателлитных глиоцитов.



В эксперименте впервые показано, что в симпатическом ганглии соз-даются условия для энергетического взаимодействия между симпатическими нейронами и сателлитными глиоцитами и существует высокая вероятность реализации в краниальном шейном ганглии механизма энергетического гомеостаза на основе клеточной интеграции, описываемого гипотезой ANLSH (astrocyte-neuron lactate shuttle hypothesis) для головного мозга, которая пред-полагает существование между глиоцитами (астроцитами) и нейронами лак-татного челночного механизма.

Впервые определен изоферментный спектр ЛДГ для краниального шей-ного ганглия и изоферментный профиль ЛДГ для симпатических нейронов и сателлитных глиоцитов.

Научно-практическая значимость

Разработанная в работе функционально-информационная модель регу-ляции краниального шейного симпатического ганглия представляет теорети-ческий и практический интерес с позиций понимания специфических меха-низмов и общих принципов, лежащих в основе морфофункциональной орга-низации периферических ганглиев и в целом симпатического отдела нервной системы.

Показанное в работе нейротрофическое значение холинергического сигнала через никотиновые холинорецепторы указывает на необходимость учета и оценки последствий модуляций активности периферических никоти-новых холинорецепторов в краниальном шейном симпатическом ганглии, как объекта воздействия наркотических субстанций и лекарственных препаратов. Вместе с этим ключевая роль синаптических процессов с участием никоти-новых холинорецепторов в организации контроля метаболизма и клеточного взаимодействия в краниальном шейном симпатическом ганглии указывает на возможность адресного, направленного на периферические никотиновые холинорецепторы, фармакологического контроля и коррекции симпатических функций.

Описанные в работе динамика энергетических и метаболических пока-зателей и происходящие изменения в нейрон-глиальном взаимодействии рас-ширяют фактологическую базу для расшифровки молекулярно-клеточных ме-ханизмов патогенеза заболеваний, связанных с нарушением синаптической функции холинергической передачи через никотиновые рецепторы.

Выявленный эффект применяемого в работе ганглиолитика, относя-щегося к группе бис-катионных аммониевых соединений, на динамику мета-болических сдвигов в симпатическом ганглии и входящих в его состав ней-ронов и сателлитных глиоцитов восполняет существующий пробел в пред-ставлениях о молекулярно-клеточных механизмах действия этой группы неконкурентных холинолитиков в самом объекте блокады – краниальном шейном симпатическом ганглии.

Основные положения, выносимые на защиту

На основании анализа динамики метаболических процессов при модуляциях синаптического холинергического сигнала разработана функционально-информационная модель регуляции краниального шейного симпатического ганглия. Синаптический сигнал, поступающий через никоти-новые холинорецепторы в синапсах симпатических нейронов, является для симпатического ганглия системообразующим фактором, который трансформирует и направляет метаболизм и создает специфическую клеточную интеграцию в ганглии для выполнения этим органом адекватной функции.

В рамках представленной модели установлено следующее.



  • Синаптический сигнал, через никотиновые холинорецепторы симпатических нейронов:

- управляет метаболическим статусом симпатического ганглия, осуществляя регуляцию базового уровня энергетического гомеостаза и изменяя активность белок-синтезирующей системы нейронов и саттелитных глиоцитов.

- потенцирует формирование специфической межклеточной интег-ративной единицы, связывая симпатические нейроны и соседние сателлитные глиоциты в единую функционально - метаболическую систему.



  • В отсутствие холинергического синаптического сигнала в симпатическом ганглии оказываются задействованными механизмы, поддерживающие только его системы жизне-обеспечения, а симпатические нейроны и сателлитные глиоциты представляют собой метаболически обособленные друг от друга клеточные системы.

  • На клеточном уровне показано, что синаптический сигнал через никотиновые холинергические рецепторы:

- индуктивно воздействует на метаболическую активность сим-патических нейронов, вызывая в них повышение уровня активности белок–синтезирующей системы;

- модулирует в нейронах активность белок-синтезирующей системы;

- обеспечивает энергетический гомеостаз в нейронах, по крайней мере, на уровне регуляции активности ферментативной системы ЛДГ;

- обеспечивает синхронизацию процессов синтеза белка в нейронах и соседних сателлитных глиоцитах на уровне трансляции, и детерминирует анаэробную направленность изоферментного профиля ЛДГ в сателлитных глиоцитах.


Внедрение

Результаты исследования нейротрофического значения синаптической передачи через никотиновые холинорецепторы и ее роли в нейрон-глиальном взаимодействии в симпатическом ганглии используются при чтении лекций и проведении практических занятий на кафедрах гистологии и эмбриологии Российского государственного медицинского университета и анатомии и гистологии животных Московской академии ветеринарной медицины и биотехнологии.



  1   2   3   4


©dereksiz.org 2016
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет