Временны́е и амплитудные характеристики потенциала действия идентифицированных нейронов Lymnaea stagnalis при действии пероксида водорода

  • Александр Викторович Сидоров Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

Аннотация

При помощи микроэлектродной техники проанализированы параметры спонтанных потенциалов действия идентифицированных дофаминсодержащих (R.Pe.D.1) и серотонинсодержащих (L.Pe.D.1) нейронов при действии пероксида водорода. Установлено, что нанесение H2O2 в концентрации 1 ммоль/л на поверхность препарата изолированной центральной нервной системы (ЦНС) не приводит к статистически достоверным изменениям временны́х и амплитудных характеристик спайка в обоих исследованных нейронах. Повышение действующей концентрации H2O2 (100 ммоль/л) вызывает увеличение длительности фаз де- и реполяризации потенциала действия, уменьшение амплитуды спайка, следовой гиперполяризации и порога для R.Pe.D.1. Для L.Pe.D.1 схожие по направленности изменения установлены лишь в отношении длительности фазы деполяризации, а также амплитуд спайка и порога. Предполагается, что отмеченные особенности электрических свойств мембраны являются следствием различной чувствительности Na+- и K+-проводимости к действию активных форм кислорода, что обусловливает функциональную специфичность идентифицированных нейронов ЦНС Lymnaea stagnalis и отличия в реакциях клеток разных нейронных сетей при нарушении редокс-равновесия в нервной ткани.

Биография автора

Александр Викторович Сидоров, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

доктор биологических наук, доцент; профессор кафедры физиологии человека и жи вотных биологического факультета

Литература

  1. Holmström K. M., Finkel T. Cellular mechanisms and physiological consequences of redox-dependent signaling. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2014. Vol. 6. P. 411– 421. DOI: 10.1038/nrm3801.
  2. Syková E., Nicholson C. Diffusion in brain extracellular space. Physiol. Rev. 2008. Vol. 88, issue 4. P. 1277–1340. DOI: 10.1152/physrev.00027.2007.
  3. Chen B. T., Avshalumov M. V., Rice M. E. H2O2 is a novel, endogenous modulator of synaptic dopamine release. J. Neurophysiol. 2001. Vol. 85, issue 6. P. 2468–2476. DOI: 10.1152/jn.2001.85.6.2468.
  4. Winlow W., Haydon P. G., Benjamin P. R. Multiple postsynaptic actions of the giant dopamine-containing neuron R.Pe.D.1 of Lymnaea stagnalis. J. Exp. Biol. 1981. Vol. 94. P. 137–148.
  5. Winlow W., Haydon P. G. A behavioral and neuronal analysis of the locomotory system of Lymnaea stagnalis. Comp. Biochem. Physiol. 1986. Vol. 83A. P. 13–21.
  6. Sidorov A. V. [Nerve centers functional activity in invertebrates]. Minsk : BSU, 2011 (in Russ.).
  7. Syed N. I., Bulloch A. G. M., Lukowiak K. In vitro reconstruction of the respiratory central pattern generator of the mollusk Lymnaea. Science. 1990. Vol. 250. P. 282–285.
  8. Tsyganov V. V. Coordination of the activity of monoaminergic pedal neurons in fresh water snails. Ross. Fiziol. Zh. im. I. M. Sechenova [Neurosci. Behav. Physiol.]. 2000. Vol. 86. P. 369–378 (in Russ.).
  9. Sidorov A. V. Effect of hydrogen peroxide on electrical activity of locomotory network neurons within mollusk Lymnaea stagnalis. News Biomed. Sci. 2009. No. 1/2. P. 25–30 (in Russ.).
  10. Soltanov V. V., Burko V. E. The software for processing of electrophysiological data. News Biomed. Sci. 2005. No. 1. P. 90 – 95 (in Russ.).
  11. Glantz S. A. Primer of Biostatistics. New York : McGraw-Hill, 1994.
  12. Hille B. Ionic channels of excitable membranes. Sunderland ; Massachusetts : Sinauer Associates, 1992.
  13. Kandel E. R. Cellular Basis of Behaviour. San Francisco : WH Freeman and Company, 1976.
  14. Shahrani M., Sidorov A. V. Comparative study of electrophysiological characteristics of identified dopamine-containing (R.Pe.D.1) and serotonin-containing (L.Pe.D.1) neurons within CNS of mollusc Lymnaea stagnalis. J. Belarus. State Univ. Biol. 2017. No. 3. P. 3–9 (in Russ.).
  15. Sakakibara M., Okuda F., Nomura K., et al. Potassium currents in isolated statocyst neurons and RPeD1 in the pond snail, Lymnaea stagnalis. J. Neurophysiol. 2005. Vol. 94, issue 6. P. 3884 –3892. DOI: 10.1152/jn.01163.2004. 16. Lu T. Z., Sun C. L. F., Dong N., et al. High sensitivity of spontaneous spike frequency to sodium leak current in a Lymnaea pacemaker neuron. Eur. J. Neurosci. 2016. Vol. 44, issue 12. P. 3011–3022. DOI: 10.1111/ejn.13426.
  16. Ueda A., Wu C.-F. Effects of Hyperkinetic, a beta subunit of Shaker voltage-dependent K+ channels, on the oxidation state of presynaptic nerve terminals. J. Neurogenet. 2008. Vol. 22, issue 2. P. 1–13. DOI: 10.1080/01677060701807954.
  17. Avshalumov M. V., Chen B. T., Koós T., et al. Endogenous hydrogen peroxide regulates the excitability of midbrain dopamine neurons via ATP-sensitive potassium channels. J. Neurosci. 2005. Vol. 25, issue 17. P. 4222– 4231. DOI: 10.1523/JNEUROSCI. 4701-04.2005.
  18. Bogeski I., Kappl R., Kummerow C., et al. Redox regulation of calcium ion channels: chemical and physiological aspects. Cell Calcium. 2011. Vol. 50, issue 5. P. 407– 423. DOI: 10.1016/j.ceca.2011.07.006.
  19. Dikkeboom R., Tijnagel J. M., Mulder E. C., et al. Hemocytes of the pond snail Lymnaea stagnalis generate reactive forms of oxygen. J. Invertebr. Pathol. 1987. Vol. 49. P. 321–331.
Опубликован
2018-05-03
Ключевые слова: потенциал покоя, спайк, активные формы кислорода, моллюск
Поддерживающие организации Работа выполнена в рамках государственных программ научных исследований «Конвергенция» (задание 3.3.03.4) и «Фундаментальные и прикладные науки – медицине» (задание 1.08).
Как цитировать
Сидоров, А. В. (2018). Временны́е и амплитудные характеристики потенциала действия идентифицированных нейронов Lymnaea stagnalis при действии пероксида водорода. Экспериментальная биология и биотехнология, 1, 31-37. Доступно по https://journals.bsu.by/index.php/biology/article/view/2484
Выпуск
№ 1 (2018): Журнал Белорусского государственного университета. Биология
Раздел
Физиология и клеточная биология

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).