Модуляция электрической активности и ионных токов изолированных нейронов орексином А


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Изучены изменения внутриклеточных потенциалов покоя (ПП) и действия (ПД) идентифицированных нейронов педальных и висцерального ганглиев ЦНС моллюска Planorbarius corneus, зарегистрированные с помощью внутриклеточных микроэлектродов, и ионных токов изолированных нейронов при фиксации потенциала под влиянием орексина А в концентрациях 1, 10, 100 и 1000 мкг/мл. Показано, что этот нейропептид модулирует электрическую активность нейронов: незначительно изменяет ПП, параметры ПД и частоту импульсной активности (ИА), что в целом можно оценивать как активирующее действие. В концентрации 1000 мкг/мл на фоне деполяризации наблюдали увеличение частоты ИА вплоть до подавления генерации ПД. В концентрации 1 мкг/мл орексин А увеличивал амплитуду медленного выходящего калиевого тока на 3-5 %, а в концентрациях 100 и более мкг/мл дозозависимо подавлял входящие ионные токи вплоть до 40 % при концентрации 1000 мкг/мл. При этом подавление натриевых токов было более сильным, чем кальциевых. Эффекты орексина А в высоких концентрациях можно считать неспецифическими и даже токсичными.

Об авторах

Петр Дмитриевич Шабанов

ФГБУ «Научно-исследовательский институт экспериментальной медицины» СЗО РАМН

Email: pdshabanov@mail.ru
д. м. н., профессор, заведующий отделом нейрофармакологии им. С. В. Аничкова

Анатолий Иванович Вислобоков

ФГБУ «Научно-исследовательский институт экспериментальной медицины» СЗО РАМН

Email: vislobokov@yandex.ru
д. б. н., старший научный сотрудник отдела нейрофармакологии им. С. В. Аничкова

Список литературы

  1. Вислобоков А. И., Игнатов Ю. Д., Галенко-Ярошевский П. А., Шабанов П. Д. Мембранотропное действие фармакологических средств. - СПб.; Краснодар: Просвещение-Юг, 2010. - 528 с.
  2. Вислобоков А. И., Игнатов Ю. Д., Середенин С. Б. Изменения электрической активности нейронов под влиянием афобазола // Эксперим. и клин. фармакол. - 2012. - Т. 75, № 6. - С. 3-7.
  3. Камкин А. Г., Киселева И. С. Физиология и молекулярная биология мембран клеток: уч. пособие. - М.: ИЦ Академия, 2008. - 592 с.
  4. Лысенко А. В., Арутюнян А. В., Козина Л. С. Пептидная регуляция адаптации организма к стрессорным воздействиям. - СПб.: ВМедА, 2005. - 207 с.
  5. Фармакология ионных каналов / Вислобоков А. И., Борисова В. А., Прошева В. И., Шабанов П. Д. - Серия: Цитофармакология. Т. 1 - СПб.: Информ-Навигатор, 2012. - 528 с.
  6. Arrigoni E., Mochizuki T., Scammell T. E. Activation of the basal forebrain by the orexin/hypocretin neurons // Acta Physiol. (Oxf). - 2010. - Vol. 198, N 3. - P. 223-235.
  7. Ashcroft F. M. Ion channels and disease. - San Diego: Acad. Press, 2000. - 481 p.
  8. Brisbare-Roch C. et al. Promotion of sleep by targeting the orexin system in rats, dogs and humans // Nat. Med. - 2007. - Vol. 13, N 2. - P. 150-155.
  9. Camerino D. C., Tricarico D., Desaphy J. F. Ion channel pharmacology // Neurotherapeutics. - 2007. - Vol. 4, N 2. - P. 184-198.
  10. Dhuria S. V., Hanson L. R., Frey W. H. Intranasal drug targeting of hypocretin-1 (orexin-A) to the central nervous system // J. Pharm. Sci. - 2009. - Vol. 98, N 7. - P. 2501-2515.
  11. Dugovic C. et al. Blockade of orexin-1 receptors attenuates orexin-2 receptor antagonism-induced sleep promotion in the rat // J. Pharmacol. Exp. Ther. - 2009. - Vol. 330. - P. 142-151.
  12. Fadel J., Frederick-Duus D. Orexin/hypocretin modulation of the basal forebrain cholinergic system: insights from in vivo microdialysis studies // Pharmacol. Biochem. Behav. - 2008. - Vol. 90, N 2. - P. 156-162.
  13. Heinonen M. V. et al. Functions of orexins in peripheral tissues // Acta Physiol. - 2008. - Vol. 192, N 4. - P. 471-485.
  14. Hoang Q. V., Bajic D., Yanagisawa M. et al. Effects of orexin (hypocretin) on GIRK channels // J. Neurophysiol. - 2003. - Vol. 90, N 2. - P. 693-702.
  15. International Union of Basic and Clinical Pharmacology. LXXXVI. Orexin Receptor Function, Nomenclature and Pharmacology // Pharmacol. Rev. - 2012. - Vol. 64, N 3. - P. 389-420.
  16. Ivanov A., Aston-Jones G. Hypocretin/orexin depolarizes and decreases potassium conductance in locus coeruleus neurons // Neuroreport. - 2000. - Vol. 11. - P. 1755-1758.
  17. Karnani M. M., Venner A., Jensen L. T., Fugger L., Burdakov D. Direct and indirect control of orexin/hypocretin neurons by glycine receptors // J. Physiol. - 2011. - Vol. 589, Pt. 3. - P. 639-651.
  18. Kohlmeier K. A., Watanabe S., Tyler C. J., Burlet S., Leonard C. S. Dual orexin actions on dorsal raphe and laterodorsal tegmentum neurons: noisy cation current activation and selective enhancement of Ca 2+ transients mediated by L-type calcium channels // J. Neurophysiol. - 2008. - Vol. 100, N 4. - P. 2265-2281.
  19. Kukkonen J. P. Physiology of the orexinergic/hypocretinergic system: a revisit in 2012 // Amer. J. Physiol. Cell. Physiol. - 2013. - Vol. 304, N 1. - P. 2-32.
  20. Larsson K. P., Peltonen H. M., Bart G. et al. Orexin-A-induced Ca2+ entry: evidence for involvement of trpc channels and protein kinase C regulation // J. Biol. Chem. - 2005. - Vol. 280, N 3. - P. 1771-1781.
  21. Lund P. E., Shariatmadari R., Uustare A. et al. The orexin OX1 receptor activates a novel Ca2+ influx pathway necessary for coupling to phospholipase C // J. Biol. Chem. - 2000. - Vol. 275, N 40. - P. 30 806-30 812.
  22. Malherbe P., Borroni E., Pinard E., Wettstein J. G., Knoflach F. Biochemical and electrophysiological characterization of almorexant, a dual orexin 1 receptor (OX1) /orexin 2 receptor (OX2) antagonist: comparison with selective OX1 and OX2 antagonists // Mol. Pharmacol. - 2009. - Vol. 76. - P. 618-631.
  23. Martin G., Fabre V., Siggins G. R., de Lecea L. Interaction of the hypocretins with neurotransmitters in the nucleus accumbens // Regul. Pept. - 2002. - Vol. 104, N 1-3. - P. 111-117.
  24. Mieda M., Sakurai T. Integrative physiology of orexins and orexin receptors // CNS Neurol Disord Drug Targets. - 2009. - Vol. 8, N 4. - P. 281-295.
  25. Murai Y., Akaike T. Orexins cause depolarization via nonselective cationic and K+ channels in isolated locus coeruleus neurons // Neurosci. Res. - 2005. - Vol. 51, N 1. - P. 55-65.
  26. Narahashi T. Neuroreceptors and ion channels as the basis for drug action: past, present, and future // J. Pharmacol. Exp. Ther. - 2000. - Vol. 294, N 1. - P. 1-26.
  27. Ohno K., Sakurai T. Orexin neuronal circuitry: Role in the regulation of sleep and wakefulness // Front. Neuroendocrinol. - 2008. - Vol. 29, N 1. - P. 70-87.
  28. 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. - Vol. 93. - P. 9270-9275.
  29. Rodgers R. J. et al. Orexins and appetite regulation // Neuropeptides. - 2002. - Vol. 36, N 5. - P. 303-325.
  30. Sakurai T. Reverse pharmacology of orexin: from an orphan GPCR to integrative physiology // Regulatory peptides. - 2005. - Vol. 126. - P. 3-10.
  31. Sakurai T., Amemiya A., Ishii M. et al. Orexins and orexin receptors: a family of hypothalamic neuropeptides and G protein-coupled receptors that regulate feeding behavior // Cell. - 1998. - Vol. 92, N 4. - P. 573-585.
  32. Scammell T. E., Winrow C. J. Orexin receptors: pharmacology and therapeutic opportunities // Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. - 2011. - Vol. 51. - P. 243-266.
  33. Selbach O., Doreulee N., Bohla C. et al. Orexins/hypocretins cause sharp wave- and theta-related synaptic plasticity in the hippocampus via glutamatergic, gabaergic, noradrenergic, and cholinergic signaling // Neuroscience. - 2004. - Vol. 127. - P. 519-528.
  34. Squecco R., Garella R., Luciani G., Francini F., Baccari M. C. Muscular effects of orexin A on the mouse duodenum: mechanical and electrophysiological studies - J. Physiol. - 2011. - Vol. 589, Pt. 21. - P. 5231-5246.
  35. Takahashi K., Lin J. S., Sakai K. Neuronal activity of orexin and non-orexin waking-active neurons during wake-sleep states in the mouse // Neuroscience. - 2008. - Vol. 153. - P. 860-870.
  36. Takatoshi M., Elda A. et al. Orexin receptor 2 expression in the posterior hypothalamus rescues sleepiness in narcoleptic mice // PNAS. - 2011. - Vol. 108, N 11. - P. 4471-4476.
  37. Tsujino N., Sakurai T. Orexin/hypocretin: a neuropeptide at the interface of sleep, energy homeostasis, and reward system // Pharm. Rev. - 2009. - Vol. 61, N 2. - P. 162-176.
  38. Volkoff H. Sleep and orexins in nonmammalian vertebrates // Vitam. Horm. - 2012. - Vol. 89. - P. 315-339.
  39. Wu M., Zaborszky L., Hajszan T., van den Pol A. N., Alreja M. Hypocretin/orexin innervation and excitation of identified septohippocampal cholinergic neurons // J. Neurosci. - 2004. - Vol. 24, N 14. - P. 3527-3536.
  40. Yang B., Ferguson A. V. Orexin-A depolarizes dissociated rat area postrema neurons through activation of a nonselective cationic conductance // J. of neuroscience: the official journal of the Society for Neuroscience. - 2002. - Vol. 22, N 15. - P. 6303-6308.
  41. Yang B., Ferguson A. V. Orexin-A depolarizes nucleus tractus solitarius neurons through effects on nonselective cationic and K+ conductances // J. Neurophysiol. - 2003. - Vol. 89, N 4. - P. 2167-2175.
  42. Zhang L., Kolaj M., Renaud L. P. Ca 2+-dependent and Na+-dependent K+ conductances contribute to a slow AHP in thalamic paraventricular nucleus neurons: a novel target for orexin receptors // J. Neurophysiol. - 2010. - Vol. 104, N 4. - P. 2052-2062.

© Шабанов П.Д., Вислобоков А.И., 2013

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».