Влияние блокатора М1 холинорецепторов на генерацию потенциалов действия в скелетной мышце.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ...............................................................................4
ВВЕДЕНИЕ........................................................................................................5
ГЛАВА.1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ....................................................................8
Структура нервно-мышечного синапса...........................................................8
1.2 Потенциалы концевой пластинки и потенциалы действия
мышечного волокна ......................................................................................10
1.3 Ауторегуляция нервно-мышечной передачи..........................................11
1.3.1 Никотиновые холинорецепторы...........................................................12
1.3.2. Мускариновые холинорецепторы........................................................14
1.4 Локализация МХР в скелетной мышце...................................................15
1.5. Функциональная роль МХР в НМС........................................................16
1.6 Факторы, регулирующие активность МХР.............................................18
1.7 Основные этапы мышечного сокращения..............................................19
1.7.1. Механизмы поддержание низкой концентрации Ca2+ в покое клетки...............................................................................................................20
1.7.2. Механизмы повышения концентрации внутриклеточного Ca2+ при сокращении мышечных клеток поперечнополосатого типа.........21
1.8. Способы обездвиживания нервно-мышечных сокращений при проведении электрофизиологических исследований........................................23
1.8.1. Методы обездвиживания скелетных мышц для регистрации ПКП........................................................................................................................23
1.8.2. Проведение электрофизиологических исследований с использованием реагента BHC, блокирующего миозин поперечнополосатых мышц......................................................................................................................24
1.9. Гомеостатический контроль нервно-мышечной передачи..................26

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ...........................28

2.1. Объект исследования ........................................................................28
2.2. Растворы и реагенты................................................................................30
2.3. Устройство электрофизиологической установки.................................30
2.4. Внутриклеточная регистрация МПКП...................................................31
2.5. Регистрация ПД мышечного волокна....................................................32
2.6. Методы статистического анализа...........................................................33

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.............34

3.1. Оценка вероятности генерации ПД мышечного волокна в синаптических и внесинаптических областях диафрагмальной мышцы мыши в контроле............................................................................................................34
3.2. Оценка влияния ПД мышечного волокна на параметры МПКП при разных режимах стимуляции нерва в контроле и при инактивации холинорецепторов М1 подтипа.........................................................................38
3.3. Оценка влияния блокатора мускариновых холинорецепторов М1 подтипа на вероятность генерации ПД в скелетной мышце при разных режимах стимуляции нерва.................................................................................41
3.4. Сравнение изменений вероятности генерации ПД в с динамикой синаптической депрессии ПКП в контроле и при инактивации холинорецепторов М1 подтипа...........................................................45
ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ................................47
ЗАКЛЮЧЕНИЕ..............................................................................................50
ВЫВОДЫ........................................................................................................51
НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ..................................52
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.....................................................55

Весь текст будет доступен после покупки

Ацетилхолин (АХ) – это один из основных нейромедиаторов и модуляторов нервной системы. АХ взаимодействует с никотиновыми (ионотропными) и мускариновыми (метаботропными) холинорецепторами (ХР), которые экспрессируются в различных тканях: от нервно-мышечных синапсов (НМС) и парасимпатической нервной системы до областей коры головного мозга, где участвуют в реализации когнитивных функций, таких, как обучение и память [1, 2, 4, 38]. Холинергические агенты, в том числе аллостерические модуляторы, активно используются в лечении разного рода патологий [7, 23, 28, 36].
В настоящее время известно, что в области нервно-мышечных контактов позвоночных присутствуют все пять обнаруженных на данный момент подтипов мускариновых ХР (МХР, М1–М5), а сигнальные пути, запускаемые активацией этих рецепторов, многочисленны и, зачастую, взаимосвязаны [4, 11, 37].
С активацией разных подтипов МХР в скелетных мышцах позвоночных связаны разнообразные сигнальные пути – некоторые приводят к изменению концентрации внутриклеточного Са2+ путём регуляции его освобождения из внутриклеточных депо либо модификации работы Са2+-каналов, прямо или косвенно модулируя процесс нейросекреции в области НМС.

Весь текст будет доступен после покупки

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Структура химического синапса

В нервной системе передача информация между нейронами осуществляется путём передачи электрического импульса и/или химических веществ (нейромедиаторов) через межклеточные синапсы. По типу реализации передачи информация синапсы делятся на химические, электрические и смешанные. Принципиальное строение синапса состоит из следующих составляющих: пресинаптическая мембрана, постсинаптическая мембрана, а также синаптической щели между ними [1].
Рисунок 1. Строение химического синапса [4].

В пресинаптической мембране химического синапса находится скопление везикул, которые содержат в себе порции сигнальных молекул — так называемые кванты нейромедиатора. Нейромедиаторами могут служит такие вещества, как АХ, адреналин, пурины, пептиды и т.п.
Нейромедиаторы, в зависимости от своей природы, могут осуществлять тормозное или возбуждающее действие. Размер квантов с нейромедиатором обладает относительным постоянством. В ответ на деполяризацию пресинаптической мембраны происходит повышение проницаемости для Ca2+ за счёт активации потенциал-зависимых Ca2+ каналов, и эти ионы перемещаются внутрь клетки. Это провоцирует экзоцитоз нейромедиатора в синаптическую щель.
Посредством диффузии нейромедиатор достигает специализированных рецепторов на постсинаптической мембране, что влечёт за собой генерирование местного постсинаптического потенциала. После своего действия медиатор отсоединяется от рецептора и выводится из синаптической щели путём различных механизмов (диффузия, обратный захват, ферментативное расщепление) [1, 2].
Существует два способа изменения концентрации ионов и изменения заряда на постсинаптической мембране:
• прямой, когда поступление ионов происходит по ионотропным рецепторам. В возбуждающих синапсах - ионы натрия, в тормозных - ионы хлора. Ионы в данном случае поступают в клетку через хемозависимые каналы.
• опосредованный, когда открытие ионных каналов происходит путём активации G-белков.
В нервно-мышечном синапсе пресинаптической мембраной служит терминаль аксона мотонейрона спинного мозга, а постсинаптической - мембрана мышечного волокна.
Химический синапс имеет некоторые свойства:
• одностороннее проведение возбуждения - это свойство связано с тем, что везикулы с нейромедиатором располагаются только на пресинаптической терминале, а рецепторы к медиаторам - на постсинаптической.
• высокая утомляемость - это вызывается уменьшением запаса медиатора в нервном окончании после стадии возбуждения, вследствие чего уменьшается количество субстрата для нового акта передачи химического сигнала.
• синаптическая задержка - это разность времени от момента начала возбуждения в пресинаптической мембране до момента возникновения возбуждения в постсинаптической мембране. Она включает в себя время, затрачиваемое на вход Ca2+ в мембрану, экзоцитоз, диффузию медиатора, связывание медиатора с рецептором и активацию рецептора.

Весь текст будет доступен после покупки

1. От нейрона к мозгу / Дж. Г. Николлс, А. Р. Мартин, Б. Дж. Валлас, П. А. Фукс. – 5. – Москва: URSS, 2019. – 676 с.
2. Bennett M. R. The early history of the synapse: from Plato to Sherrington / M.R. Bennett // Brain Research Bulletin. – 1999. – Vol. 50. – The early history of the synapse. – № 2. – P. 95-118.
3. Bravo-Sagua R, Parra V, Munoz-Cordova F, Sanchez-Aguilera P, Garrido V, Contreras-Ferrat A, Chiong M, Lavandero S. Sarcoplasmic reticulum and calcium signaling in muscle cells: Homeostasis and disease. Int Rev Cell Mol Biol. 2020;350:197-264.
4. Caulfield M. P. International Union of Pharmacology. XVII. Classification of muscarinic acetylcholine receptors / M. P. Caulfield, N. J. Birdsall // Pharmacological Reviews. – 1998. – Vol. 50. – № 2. – P. 279-290.
5. Cruz LJ, Gray WR, Olivera BM, Zeikus RD, Kerr L, Yoshikami D, Moczydlowski E. Conus geographus toxins that discriminate between neuronal and muscle sodium channels. J Biol Chem. 1985 Aug 5;260(16):9280-8.
6. Davis GW, Muller M. Homeostatic control of presynaptic neurotransmitter release. Annu Rev Physiol. 2015;77:251-70. doi: 10.1146/annurev-physiol-021014-071740. Epub 2014 Nov 5. PMID: 25386989.
7. Dencker Muscarinic Acetylcholine Receptor Subtypes as Potential Drug Targets for the Treatment of Schizophrenia, Drug Abuse, and Parkinson’s Disease / D. Dencker, M. Thomsen, G. Wortwein [et al.] // ACS Chemical Neuroscience. – 2012. – Vol. 3. – № 2. – P. 80-89.

Весь текст будет доступен после покупки