АТФ-синтаза в нейронах мозга крысы

  • Елизавета Валентиновна Узлова Гродненский государственный медицинский университет, ул. М. Горького, 80, 230009, г. Гродно, Беларусь https://orcid.org/0000-0001-5916-4390
  • Сергей Михайлович Зиматкин Гродненский государственный медицинский университет, ул. М. Горького, 80, 230009, г. Гродно, Беларусь https://orcid.org/0000-0001-5728-2588
DOI: https://doi.org/10.33581/2521-1722-2021-3-17-27

Аннотация

Выявлены закономерности и особенности регионального распределения АТФ-синтазы в нейронах структур мозга крысы, проведена количественная оценка ее содержания на клеточном уровне. Исследование выполнено на материале от 5 беспородных белых крыс-самцов. Парафиновые срезы были подвергнуты окрашиванию по Нисслю для идентификации структур головного мозга и шейного отдела спинного мозга, а также иммуногистохимическому окрашиванию на АТФ-синтазу. Цитофотометрически изучены 102 структуры мозга крысы. Иммунореактивность АТФ-синтазы, отличающаяся высокой гетерогенностью, обнаружена во всех исследованных структурах, при этом для большинства из них характерно умеренное содержание АТФ-синтазы. Высокий уровень данного фермента выявлен в крупных нейронах и в нейронах структур филогенетически более старых отделов мозга. Установлено, что содержание АТФ-синтазы также зависит от слоя коры и положения нейронов в рефлекторной дуге, в спинном мозге определяется не только размером нейронов, но и слоем серого вещества

Биографии авторов

Елизавета Валентиновна Узлова, Гродненский государственный медицинский университет, ул. М. Горького, 80, 230009, г. Гродно, Беларусь

аспирантка кафедры гистологии, цитологии и эмбриологии педиатрического факультета. Научный руководитель – С. М. Зиматкин

Сергей Михайлович Зиматкин, Гродненский государственный медицинский университет, ул. М. Горького, 80, 230009, г. Гродно, Беларусь

доктор биологических наук, профессор; заведующий кафедрой гистологии, цитологии и эмбриологии педиатрического факультета

Литература

  1. Capaldi RA, Aggeler R. Mechanism of the F1 Fo-type ATP synthase, a biological rotary motor. Trends in Biochemical Sciences. 2002;27(3):154–160. DOI: 10.1016/S0968-0004(01)02051-5.
  2. Paumard P, Vaillier J, Coulary B, Schaeffer J, Soubannier V, Mueller DM, et al. The ATP synthase is involved in generating mitochondrial cristae morphology. The EMBO Journal. 2002;21(3):221–230. DOI: 10.1093/emboj/21.3.221.
  3. Campanella M, Casswell E, Chong S, Farah Z, Wieckowski MR, Abramov AY, et al. Regulation of mitochondrial structure and function by the F1 Fo-ATPase inhibitor protein, IF1. Cell Metabolism. 2008;8(1):13–25. DOI: 10.1016/j.cmet.2008.06.001.
  4. García JJ, Ogilvie I, Robinson BH, Capaldi RA. Structure, functioning, and assembly of the ATP synthase in cells from patients with the T8993G mitochondrial DNA mutation. Comparison with the enzyme in Rho(0) cells completely lacking mtDNA. Journal of Biological Chemistry. 2000;275(15):11075–11081. DOI: 10.1074/jbc.275.15.11075.
  5. Reed T, Perluigi M, Sultana R, Pierce WM, Klein JB, Turner DM, et al. Redox proteomic identification of 4-hydroxy-2-nonenalmodified brain proteins in amnestic mild cognitive impairment: insight into the role of lipid peroxidation in the progression and pathogenesis of Alzheimer’s disease. Neurobiology of Disease. 2008;30(1):107–120. DOI: 10.1016/j.nbd.2007.12.007.
  6. Kucharczyk R, Zick M, Bietenhader M, Rak M, Couplan E, Blondel M, et al. Mitochondrial ATP synthase disorders: molecular mechanisms and the quest for curative therapeutic approaches. Biochimica et Biophysica Acta – Molecular Cell Research. 2009;1793(1):186–199. DOI: 10.1016/j.bbamcr.2008.06.012.
  7. Terni B, Boada J, Portero-Otin M, Pamplona R, Ferrer I. Mitochondrial ATP synthase in the entorhinal cortex is a target of oxidative stress as stages I/II of Alzheimer’s disease pathology. Brain Pathology. 2010;20(1):222–233. DOI: 10.1111/j.1750- 3639.2009.00266.x.
  8. Filosto M, Scarpelli M, Cotelli MS, Vielmi V, Todeschini A, Gregorelli V, et al. The role of mitochondria in neurodegenerative diseases. Journal of Neurology. 2011;258(10):1763–1774. DOI: 10.1007/s00415-011-6104-z.
  9. Federico A, Cardaioli E, Da Pozzo P, Formichi P, Gallus GN, Radi E. Mitochondria, oxidative stress and neurodegeneration. Journal of the Neurological Sciences. 2012;322(1–2):254–262. DOI: 10.1016/j.jns.2012.05.030.
  10. Dautant A, Meier T, Hahn A, Tribouillard-Tanvier D, di Rago J-P, Kucharczyk R. ATP synthase diseases of mitochondrial genetic origin. Frontiers in Physiology. 2018;9:329. DOI: 10.3389/fphys.2018.00329.
  11. Magistretti PJ, Pellerin L. Cellular mechanisms of brain energy metabolism. Relevance to functional brain imaging and to neurodegenerative disorders. Annals of the New York Academy of Sciences. 1996;777(1):380–387. DOI: 10.1111/j.1749-6632.1996. tb34449.x.
  12. Uzlova EV, Zimatkin SM. Distribution of ATP synthase in rat brain structures. Vestnik Smolenskoi gosudarstvennoi meditsinskoi akademii. 2020;19(3):11–16. Russian. DOI: 10.37903/vsgma.2020.3.2.
  13. Korzhevskii DE, Gilerovich EG, Kirik OV, Grigor’ev IP, Sukhorukova EG, Alekseeva OS, et al. Immunogistokhimicheskoe issledovanie golovnogo mozga [Immunohistochemical study of the brain]. Korzhevskii DE, editor. Saint Petersburg: SpetsLit; 2016. 143 p. Russian.
  14. Paxinos G, Watson C. The rat brain in stereotaxic coordinates. 6th edition. Amsterdam: Academic Press; 2007. [448 p.].
  15. Yamaguchi K, Ueda K. Rhythmic discharge of mitral cells in the carp olfactory bulb. Brain Research. 1984;322(2):378–381. DOI: 10.1016/0006-8993(84)90138-0.
  16. Bayer SA, Yackel JW, Puri PS. Neurons in the rat dentate gyrus granular layer substantially increase during juvenile and adult life. Science. 1982;216(4548):890–892. DOI: 10.1126/science.7079742.
  17. Mameli O, Caria MA, Biagi F, Zedda M, Farina V. Neurons within the trigeminal mesencephalic nucleus encode for the kinematic parameters of the whisker pad macrovibrissae. Physiological Reports. 2017;5(10):e13206. DOI: 10.14814/phy2.13206.
  18. Baker R, Llinás R. Electrotonic coupling between neurones in the rat mesencephalic nucleus. The Journal of Physiology. 1971; 212(1):45–63. DOI: 10.1113/jphysiol.1971.sp009309.
  19. Carricondo F, Romero-Gómez B. The cochlear spiral ganglion neurons: the auditory portion of the VIII nerve. The Anatomical Record. 2019;302(3):463–471. DOI: 10.1002/ar.23815.
Опубликован
2021-10-11
Ключевые слова: АТФ-синтаза, нейроны, иммуногистохимия, мозг, крыса
Как цитировать
Узлова, Е. В., & Зиматкин, С. М. (2021). АТФ-синтаза в нейронах мозга крысы. Экспериментальная биология и биотехнология, 3, 17-27. https://doi.org/10.33581/2521-1722-2021-3-17-27
Выпуск
№ 3 (2021): Журнал Белорусского государственного университета. Биология
Раздел
Физиология и клеточная биология

Copyright (c) 2021 Журнал Белорусского государственного университета. Биология

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

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).