350 руб
Журнал «Нейрокомпьютеры: разработка, применение» №8 за 2014 г.
Статья в номере:
Мембранотропные эффекты этанола: изменения потенциалов и ионных токов нейронов моллюсков
Ключевые слова: этанол Planorbarius corneus потенциал покоя потенциал действия импульсная активность ионные токи
Авторы:
В. И. Орлов - ст. науч. сотрудник, НИИ нейрокибернетики, Южный федеральный университет (г. Ростов-на-Дону). E-mail: orlov@rostel.ru А. И. Вислобоков - д.биол.н., зав. отделом нейрофармакологии, ст. науч. сотрудник, Институт фармакологии им. А.В. Вальдмана, ПСПбГМУ им. И.П. Павлова (Санкт-Петербург). E-mail: vislobokov@yandex.ru Е. А. Маруткина - магистрант 1-го года специализированной магистерской программы «Био- и нейроинформатика», Академия биологии и биотехнологии, Южный федеральный университет (г. Ростов-на-Дону). E-mail: r-dance@mail.ru А. Г. Сухов - д.биол.н., зав. отделом, НИИ нейрокибернетики им. А.Б. Когана, Южный федеральный университет (г. Ростов-на-Дону). E-mail: w701@krinc.ru
Аннотация:
В микроэлектродных исследованиях и в методике фиксации потенциала показано, что этанол в концентрациях 1, 10, 100, 250, 500, 1000 и 2000 мМ при внеклеточном применении изменял электрическую активность идентифицируемых нейронов педальных ганглиев моллюска Planorbarius corneus, и трансмембранные натриевые, калиевые и кальциевые ионные токи. Этанол в концентрациях 1, 10 и 100 мМ не изменял ПП или гиперполяризовал нейроны, не изменяя ионные токи. В концентрациях 250, 500, 1000 и 2000 мМ (1,12-9% растворы) этанол деполяризовал нейроны, и на этом фоне возрастала частота и длительность ПД, снижалась их амплитуда и суммарные ионные токи (dV/dt). Наблюдалось ускорение инактивации кальциевых токов. Изменения были полностью обратимы, при отмывании возникала гиперполяризация клеток, обусловленная, вероятно, активацией электрогенного переноса ионов натрия. Предположено, что при действии этанола изменения состояния нейронов вызваны не только изменениями ПП, но и прямым влиянием на ионные каналы. Сделаны выводы об относительной безопасности для биологических объектов этанола в концентрации 100 мМ при использовании для растворения фармакологических средств.
Страницы: 29-37
Список источников

 

  1. Вислобоков А.И., Игнатов Ю.Д., Галенко-Ярошевский П.А., Шабанов П.Д.Мембранотропное действие фармакологических средств. Санкт-Петербург-Краснодар: Просвещение-Юг. 2010.
  2. Орлов В.И., Сердюк Т.С., Анисимова В.А., Сухов А.Г. Нейрохимические механизмы регуляции ритмогенеза мозга в норме и патологии // XXII Съезд физиолог. общ-ва им. И.П. Павлова: тезисы докладов. Волгоград: ВолгГМУ. 2013.
  3. Орлов В.И., Ласков В.Н., Карпенко Л.Д. Способ препаровки центральной нервной системы виноградной улитки // А.с. № 1561962. 1990.
  4. Орлов В.И., Вислобоков А.И., Шурыгин А.Я., Карпенко Л.Д. Об изменениях биопотенциалов и ионных токов под влиянием препарата бализ-2 // Вестник СПбГУ. 1992. Вып. 4. № 24. С. 49-51.
  5. Орлов В.И., Сердюк Т.С., Сухов А.Г. Внутриклеточные и внеклеточные исследования роли пейсмекерных потенциалов в организации осциляторной активности // XVI Междунар. конф. по нейрокибернетике. 2012.
  6. Камкин А.Г., Киселева И.С. Физиология и молекулярная биология мембран клеток: учеб. пособие. М.: Академия. 2008.
  7. Сторожок С.А., Панченко Л.Ф., Филиппович Ю.Д., Глушков В.С.Изменения физико-химических свойств биологических мембран при развитии толерантности к этанолу // Вопр. мед. хим. 2001. № 2. С. 7-13.
  8. Вислобоков А.И., Борисова В.А.,  Прошева В.И., Шабанов П.Д. Фармакология ионных каналов. Сер. Цитофармакология. Т. 1. СПб.: Информ-Навигатор. 2012.
  9. AlekseevS.I., AlekseevA.S., ZiskinM.C.EffectsofalcoholsonA-typeK+currentsinLymnaeaneurons // J. Pharmacol. Exp. Ther. 1997. V. 281. № 1. P. 84-92.
  10. Botta P., Simoes de Souza F.M., Sangrey T., De Schutter E., Valenzuela C.F. Alcohol excites cerebellar golgi cells by inhibiting the Na+/K+ATPase // Neuropsychopharmacol. 2010. V. 35. P. 1984-1996.
  11. Camacho-Nasi P., Treistman S.N.Ethanol effects on voltage-dependent membrane conductances: comparative sensitivity of channel populations in Aplysianeurons // Cell. Mol. Neurobiol. 1986. V. 6(3). P. 263-279.
  12. Camacho-Nasi P., Treistman S.N.Ethanol-induced reduction of neuronal calcium currents in Aplysia: an examination of possible mechanisms // Cell. Mol. Neurobiol. 1987. V. 7(2). P. 191-207.
  13. Camerino D.C., Tricarico D., Desaphy J.F. Ion channel pharmacology // Neurotherapeutics. 2007. V. 4(2). P. 184-198.
  14. Covarrubias M., Rubin E. Ethanol selectively blocks a noninactivating K+ current expressed in Xenopus oocytes // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1993. V. 90. P. 6957-6960.
  15. Dopico A.M. Ethanol sensitivity of BKCa channels from arterial smooth muscle does not require the presence of the β1-subunit // Am J. Physiol. Cell. Physiol. 2003. V. 284. 1468-1480.
  16. Dopico A.M., Lovinger D.M. Acute alcohol action and desensitization of ligand-gated ion channels // Pharmacol. Rev. 2009. V. 6.№ 1. P. 98-114.
  17. Harris R.A., Trudell J.R., Mihic S.J. Ethanol-s molecular targets // Sci. Signal. 2008. V. 1(28). re7. [DOI: 10.1126/scisignal.128re7].
  18. Horishita T., Harris R. A. Adron H.R. N-alcohols inhibit voltage-gated Na+ channels expressed in Xenopus oocytes // J. Pharmacol. Exp. Ther. 2008. V. 326. № 1. P. 270-277.
  19. Howard R.J., Slesinger P.A., Davies D.L., Das J., Trudell J.R., Harris R.A. Alcohol-binding sites in distinct brain proteins: the quest for atomic level resolution // Alcohol. Clin. Exp. Res. 2011. V. 35(9). P. 1561-1573.
  20. http://ru.wikipedia.org? этанол
  21. Lefebvre T., Gonzalez B.J., Vaudry D. et.al. Paradoxial effect of on potassium channel cuttents and cell survival in cerebellar granule neurons // J. Neurochemistry. 2009. V. 110. P. 976-989.
  22.  Liu J., Vaithianathan T., Manivannan K., Parrill A., Dopico A.M.Ethanol modulates BKCachannels by acting as an adjuvant of calcium // Mol. Pharmacol. 2008. Vol. 74. № 3. P. 628-640.
  23. Mah S.J., Fleck M.W., Lindsley T.A. Ethanol alters calcium signaling in axonal growth cones // Neuroscience. 2011. V. 189. P. 384-396.
  24. Narahashi T.Neuroreceptors and ion channels as the basis for drug action: past, present, and future // J. Pharmacol. Exp. Ther. 2000. V. 294(1). P. 1-26.
  25. Ragsdale D.S., McPhee J.C., Scheuer T., Catterall W.A. Common molecular determinants of local anesthetic, antiarrhythmic, and anticonvulsant block of voltage-gated Na+channels // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1996. V. 93. P. 9270-9275.
  26. Shahidullah M., Harris T., Germann M.W., Covarrubias M. Molecular features of an alcohol binding site in a neuronal potassium channel // Biochemistry. 2003. V. 42(38). P. 11243-11252.
  27. Shiraishi M. Harris R.A. Effects of alcohols and anesthetics on recombinant voltage-gated Na+ channels // J. Pharmacol. Exp. Ther. 2004. V. 309. № 3. P. 987-994.
  28. Weight F.F., Peoples R.W., Wright J.M., Lovinger D.M., White G. Ethanol action on excitatory amino acid activated ion channels // Alcohol. Alcohol. Suppl. 1993. V. 2. P. 353-358.