Введение к работе
Актуальность проблемы. Исследование принципов и механизмов функционирования нервной системы является одной из важнейших проблем современной физиологии. Способность к генерации нервной клеткой распространяющегося нервного импульса определяется особым молекулярным устройством поверхностной- мембраны, позволяющим воспринимать изменения проходящего через нее электрического поля, иэменлть практически мгновенно свою ионную проводимость и создавать за счет этого трансмембранный ионный ток, используя п качестве двиауцей силы постоянно существующие мевду вне-и внутриклеточной средой ионные градиенты. Этот комплекс процессов, объединяемых общим названием "механизмы электрической возбудимости", является наиболее отличительной чертой нервной клетки. В связи с этим весьма актуально изучение принципоз функционирования и механизмов, лежащих в основе электрической возбудимости биологических мембран. Большие возможности в изучении механизмов деятельности нейронов открываются при регистрации их трансмембранных токов. Изучение зависимости изменений ионных токов от потенциала и различных фармакологических веществ, используемых в качестве инструментов для модификации ионных каналов, открывает пути к познанию тонкой молекулярной организации механизмов электрогенеза яипых клеток.
В последние годы такие большое значение приобрели вопросы, связанные с экстремальными состояниями организма и, в частности, с адаптацией к высотной гипоксии, высотной болезнью в горах, с проблемами, лечения и профилактики широко распространенных заболеваний мозга и сердечно-сосудистой системы, обусловленных недостатком кислорода в тканях. Одним из основных направлений з разработке проблемы адаптации к гипоксии является изучение іізханизмов действия известных антигипоксичееких средств и поиски новых, более эффективных. В этой связи большое значение имеет изучение механизмов действия таких веществ на функциональное состояние клеток (в тоы числе на нейроны) в условиях норло-ксии (т.е. без влияния гипоксии). Однако, если данных о механизмах действия антигипоксантов на организменном, тканевом, биохимическом уровнях довольно много, то исследований влияния веществ, обладающих антигипокеическими свойствами, на нейро-
нальную мембрану очень мало. Именно этому вопросу и посвящена данная работа.
Цели и задачи исследования. Цельп настоящей работы явилось изучение и сравнение механизмов действия нескольких веществ (ИЭМ-1370, ИЭМ-1365, таурина и амтизола), обладающих антигипоксическими свойствами, на электроуправляемые ионные каналы нейронов моллюсков в условиях нормального содержания кислорода.
Были поставлены следующие задачи:
-
Получение количественных данных по влиянии ИЭМ-1370, ИЭМ-1265, таурика и амтизола в различных концентрациях на натриевый, кальциевый, калиевый быстрый и калиевый задержанный трансмембранные токи.
-
Получение зависимостей "доза-эффект", вольт-амперных характеристик мембраны и кривых стационарной инактивации каналов при действии этих соединений.
-
Анализ специфики влияния кадцого из изучаемых препаратов и сравнение их мембранных эффектов.
Научная новизна. В работе по методу внутриклеточного диализа и фиксации мембранного потенциала в условиях нормоксии на изолированных нейронах впервые изучены мембранные механизмы действия некоторых веществ, обладающих антигипоксическими свойствами.
Впервые показано:
мембраностабилизирующее действие для всех изученных веществ ;
избирательное подавление синтетическим производным фенамина ИЭМ-1370 входящих ионных токов и сдвиг вольт-вмперных и инактивационных характеристик для входящих токов по оси потенциалов;
неизбирательное действие и длительное последействие (прочное связывание с мембраной) другого производного фенамина - ИЭМ-1365;
увеличение натриевого тока при действии небольших концентраций и блокирование его при высоких концентрациях таурина,
а также обратимое устранение им процесса инактивации восстанавливающегося натриевого тока;
- устранение нкактиваціш задяржаизьи калиевмх тоїгов и замедление инактивации кальциерцх токов (в некоторых случая:: ее устранение) под влиянием емттаола.
Нзучш-д-рактиче-ск an зі;а"ит.юс?.ь. Полученные зксг.оркмйн-тальныч даннусз расширяют представлєшія о функционировании аяех-троупрззляемых ионных каналов ;:г,и действии на них фярмкслогк-ческих вещеете и могут иметь пна«екие для общей фктлоиогш!' г.оэ-буднмых адембраіі, нейрофаршкологии'и фармакологии ичивші« Данные о спач.'фиеских особенностях влияния изученных: препаратов .к зависимости зф|)ектоз от t/олекулпрного строения ьецеств могут быть использованы в теоретически у практической фармакологической химии при целенаправлек'-оч сшлета новій лекарственных веществ, яоррся'.г!»руюцї[х фуклл'оимькоэ состояния меток нерв-;юй системы и carso'-: „:а з целом. 3 связи г тем, что аитизол я гпурин начина»? п^ыеннтъея в клинике, полученные результаты ммепт практическую ценность для г.онтелная всесторонних механизмов дейсэяя этих препьратовцрилагслользоваяяи.ВещестЕО, избирательно действующе на ионные каналы (йсй-1370, тзурин, аитизэл), могут бить испольэоэани как фармакологические инструменты в эксперименте для изучения молекулярной организации ионных каналов.
Дй23И2Э15У1г. Основное содержание диссертации изложено з II печатных работах.
Апробация работе. Материалы диссертация били доложены и обоуздены на: П Всесоюзной конференции "Простее иорвные системи (Казань, 1933); Л ВсесоазноЯ конференции по иейронаукаы (Киев, 1988); Всесоюзном симктууз "Оданочнш ионные каналы в биологических мембранах" (Кера-Дзг, 1989); IX Всесоюзной конференции. "Ароблега нейрокибернетики" (Ростов, 1989); Ленинградской :м»ференцил молодых учете; и специалистов (Л., 1988); на заседании Всесоюзного- оа;ества физиологов, биехчкигсев и фармакологов им.й.М.Сеченова (1937); заседании Ленинградского, общества естествэиегштателей (IS87); научных заседаниях отдела физиологии адаптации ШИ физиологии им.А.А.Ухтомского; совместном заседании каф.биофизики и каф.физиологии человека и яивотных.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из. введения, обзора литературы (гл.1), описания методики исследования (гл.И), изложения полученных результатов (гл.Ы), их обсуждения, выводов, списка литературы и приложения. Работа излокена на 162 страница», иллюстрирована 53 рисунками, в при-докекшг 18 таблиц. Список литературы включает 163 работы, в том числе .- 82 на иностранном языке.