Материалы медицинских конференций

Главная / Материалы медицинских конференций / 2003 / Материалы Международных чтений, посвященных 100-летию со дня рождения члена-коррес-пондента АН СССР, академика АН АрмССР Э.А.Асратяна.

Перекись водорода - модулятор процесса секреции нейротрансмиттера. Периферический синапс

Перекись водорода - агент, принадлежащий к группе активных форм кислорода, соединений образующихся в процессе нормального функционирования клетки. Наибольший вклад в образование активных форм кислорода (АФК) вносит дыхательная цепь митохондрий и процессы неполного одно-трехэлектронного восстановления молекулы кислорода. В настоящее время появляется большое количество данных о том, что АФК, в частности перекись водорода, способна влиять на процессы синаптической передачи возбуждения в центральной нервной системе. В данной работе исследовались эффекты H₂O₂ на функционирование периферического нервно-мышечного синапса. На первом этапе работы эксперименты проводили на препарате седалищный нерв - портняжная мышца лягушек Rana Ridibunda. Регистрация токов концевой пластинки (ТКП) и миниатюрных токов концевой пластинки (МТКП) велась при помощи метода двухэлектродной фиксации мембранного потенциала мышечного волокна с использованием микроэлектродной техники. Полученные нами данные говорят о том, что H₂O₂ обратимо, в низких концентрациях (3 мкмоль/л) увеличивает, а в высоких (30 мкмоль/л и более) снижает амплитуду ТКП и частоту МТКП. Эти эффекты H₂O₂ не связаны с влияниями на кинетику и проводимость каналов постсинаптических холинорецепторов, так как изменений амплитудно-временных параметров одноквантовых сигналов, их потенциалзависимости и мембранного потенциала мышечных волокон обнаружено не было. Можно считать, что H₂O₂ оказывает пресинаптическое действие, влияя на механизмы вызванной и спонтанной секреции медиатора из нервного окончания. H₂O₂ удлиняет передний и задний фронты ТКП. Можно думать, что H₂O₂ эти изменения связаны с увеличением асинхронности секреции медиатора под действием H₂O₂. На фоне действия H₂O₂ при высокочастотном раздражении (60 имп/с) происходит усиление секреции медиатора. Эти данные свидетельствуют о том, что H₂O₂ способна модулировать проведение ритмической серии импульсов в нервно-мышечном синапсе.

Далее для дальнейшего исследования влияния этого агента на синаптические процессы, нами был использован метод микроэлектродного фокального внеклеточного отведения вызванных ответов нервного окончания и токов концевой пластинки нервно-мышечного синапса кожно-грудинной мышцы Rana Ridibunda. Эксперименты проводились с использованием раствора Рингера с пониженной внеклеточной концентрацией ионов Са2+ (0.3-0.35 ммоль/л) и повышенной концентрацией ионов Mg2+ (2.0 ммоль/л). Было показано, что H₂O₂ в концентрации 300 мкмоль/л оказывает обратимый негативный эффект на процесс секреции медиатора, не изменяя при этом параметры вызванного ответа нервного окончания. Так перфузия нервно-мышечного препарата раствором перекиси водорода в течение 20 минут приводила к снижению квантового состава до 54±3% (n=5; p< 0.05) относительно контроля. Так же было показано, что данный агент влияет на асинхронность высвобождения медиатора, увеличивая время синаптической задержки. Это объясняло ранее обнаруженные нами эффекты высоких концентраций перекиси по удлинению переднего и заднего фронта ТКП.

 Эффекты перекиси водорода и других активных форм кислорода в центральной нервной системе, в настоящее время все чаще объясняются оксидативной модификацией макромолекул мембранного бислоя, что ведет к накоплению липидных радикалов, пероксилов, гидропероксидов и алкоксилов и изменению функциональных характеристик мембраны клетки, а также к окислению сульфгидрильных белковых групп с нарушением их третичной структуры белка. Не исключена вероятность влияния перекиси водорода на систему вторичных посредников. Так же не исключена возможность  того, что и сам агент может выступать как вторичный посредник. Возможно, обнаруженное нами влияние H₂O₂ на секрецию медиатора может быть связано с окислением белковых сульфгидрильных групп ионных каналов и белков экзоцитоза нервного окончания и/или с оксидативной модификацией липидных комплексов плазматической мембраны и мембраны синаптической везикулы, ведущей к нарушению процессов секреции нейротрансмиттера

Механизмы влияния H₂O₂  на процессы секреции медиатора в синапсе пока еще не понятны и требуют серьезных, всесторонних исследований.

 

Работа поддержана РФФИ (гранты №№  02-04-49944, 03-04-96015).