The object of research, development or design (in Russian) : нейроны головного мозга

The object of research, development or design (in Kazakh) : ми нейрондары

Aim of work (in Russian) : Целью проекта является выяснение роли ионов Са2+ в регуляции периодической синхронной активности нейронов гиппокампа при гипервозбуждении, ишемии и эпилепсии.

Aim of work (in Kazakh) : Жобаның мақсаты гиперқозу, ишемия және эпилепсия кезінде гиппокамп нейрондарының периодты синхронды белсенділігін реттеудегі Ca2+ иондарының рөлін анықтау болып табылады.

Методы исследования (на русском) : Для анализа изменений мембpанного потенциала и активноcти ионныx каналов в pаботе применялся электpофизиологичеcкий метод («пэтч-кламп») в конфигуpации «whole cell».Для pегиcтpации токов иcпользовали уcилитель Axopatch 200B (Molecular Devices, CША), АЦП Digidata 1440A и пpогpаммное обеcпечение pClamp10.2 (Molecular Devices, CША). Изменения потенциала мембpаны pегиcтpиpовали в pежиме фикcации тока. Данные электpофизиологии анализиpовали c помощью пpогpаммного обеcпечения Clampfit 10.2. Уpовень [Ca2+] і оценивали c помощью двуxволнового зонда Fura-2 (Molecular Probes, CША), в cоответcтвии c извеcтной методикой. Полученные двуxканальные (пpи возбуждении Fura-2 на 340 и 380 нм) вpеменные cеpии изобpажений обpабатывали в пpогpамме ImageJ c плагином «Time series analyzer».Для поcтpоения гpафиков и cтатиcтичеcкой обpаботки иcпользовали пpогpамму Origin 9.1. Pезультаты пpедcтавлены в виде cpеднего cигнала N клеток в поле зpения ± cтандаpтное отклонение (N ± SD), в виде типичного Cа2+ ответа большинcтва клеток или в виде ответа индивидуального нейpона. Данные cpавнивали cтатиcтичеcки c иcпользованием однофактоpного диcпеpcионного анализа ANOVA и теcта значимыx pазличий Cтьюдента–Ньюмана–Кейлcа, или иcпользовали паpный кpитеpий Cтьюдента, cчитая доcтовеpными pазличия пpи p≤0,05. Вcе данные получены как минимум c тpеx pазличныx покpовныx cтекол и двуx–тpеx незавиcимыx выделений клеток.

Методы исследования (на казахском) : Мембраналық потенциалдың және иондық каналдардың белсенділігінің өзгеруін талдау үшін «whole cell» конфигурациясындағы электрофизиологиялық әдіс («пэтч-кламп») қолданылды. Токтарды тіркеу үшін біз Axopatch 200B күшейткішін (Molecular Devices, АҚШ), Digidata 1440A аналогты-сандық түрлендіргіші және pClamp10.2 (Molecular Devices, АҚШ) бағдарламалық құралын қолданылды. Мембрана потенциалындағы өзгерістер токты бекіту режимінде тіркелді. Электрофизиологиялық деректер Clampfit 10.2 бағдарламалық құралы арқылы талданды. [Ca2+] деңгейі белгілі әдіске сәйкес қостолқынды ұзындықты Fura-2 (Molecular Probes, АҚШ) зондының көмегімен бағаланды. Алынған қос каналды (Fura-2, 340 және 380 нм қозуымен) кескіндердің уақыттық тізбегі ImageJ бағдарламасында « Time series analyzer» плагинімен өңделді. Графиктерді құру және статистикалық өңдеу үшін біз Origin 9.1 бағдарламасын қолдандық. Нәтижелер көру өрісіндегі N жасушаларының орташа сигналы ± стандартты ауытқу (N ± SD), көптеген жасушалардың типтік Ca2+ реакциясы ретінде немесе жеке нейронның жауабы ретінде ұсынылған. Деректер ANOVA дисперсиясының бір жақты талдауы мен маңызды айырмашылықтардың Студент-Ньюман-Келс сынағы арқылы статистикалық түрде салыстырылды немесе p≤0,05 мәніндегі айырмашылықтарды негізді деп есептей отырып, жұптастырылған Cтьюдент сынағы пайдаланылды. Барлық деректер кем дегенде үш түрлі жабынды шыныдан және екі-үш тәуелсіз жасуша бөліндесінен алынды.

Obtained results and novelty (in Russian) : 1. Найдены ионные каналы, способные формировать периодические импульсы медленной деполяризации. Мы показали, что периодические импульсы медленной деполяризации формируются несколькими потенциал-зависимыми и глутаматными каналами. Установлено участие и роль потенциал-зависимых кальциевых каналов L- и T- типа, АМРА и NMDA рецепторов. 1.2. С использованием внутриклеточного кальциевого буфера ВАРТА установлена зависимость амплитуды медленной деполяризации (кластера ПДС), длительности кластера ПДС и амплитуды ПД различных типов нейронов от концентрации ионов Са2+ в цитоплазме. Понижение амплитуды Са2+ импульсов во время эпилептиформной активности при накоплении внутриклеточного Са2+ буфера (ВАРТА) оказывает разные эффекты на разные типы нейронов. В ГАМКергическом нейроне происходит понижение амплитуды кластера без изменения длительности пачки ПД, а в глутаматергическом нейроне уменьшается длительность кластера без изменения амплитуды. Деполяризационный импульс кластера в первом случае не зависит от концентрации Са2+, а во втором - обусловлен Са2+-зависимым процессом (открытием Са2+-зависимого деполяризующего канала). Таким образом, в работе впервые показаны различные механизмы действия внутриклеточного быстрого Са2+ буфера в глутаматергических и ГАМКергических нейронах, что является важным шагом в понимании Са2+-зависимых механизмов регуляции эпилептической активности мозга.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : 1. Баяу деполяризацияның мерзімді импульстерін туғыза алатын иондық каналдар табылды. Біз баяу деполяризацияның мерзімді импульстері бірнеше потенциал-тәуелді және глутаматтық каналдар арқылы пайда болатынын көрсеттік. Потенцал-тәуелді L- және Т-типті кальций каналдарының, AMPA және NMDA рецепторларының қатысуы мен рөлі белгіленді. 1.2. BAPTA жасушаішілік кальций буферінің көмегімен баяу деполяризация амплитудасының (ПДС кластері), ПДС кластерінің ұзақтығы мен әртүрлі типті нейрондардың ӘП амплитудасының цитоплазмадағы Са2+ иондарының концентрациясына тәуелділігі анықталды. Жасуша ішілік Са2+ буферінің (ВАРТА) жинақталуына байланысты эпилептикалық белсенділік кезінде Са2+ импульстарының амплитудасының төмендеуі нейрондардың әр түріне әртүрлі әсер етеді. ГАМКергикалық нейронында кластердің амплитудасы ӘП жинақталу ұзақтығын өзгертпестен төмендейді, ал глутаматергиялық нейронда кластердің ұзақтығы амплитудасын өзгертпестен төмендейді. Кластердің деполяризация импульсі бірінші жағдайда Са2+ концентрациясына тәуелді емес, ал екінші жағдайда (Са2+-тәуелді деполяризациялық арнаның ашылуының арқасында) Са2+-тәуелді процесс әсерінен болады. Осылайша, жұмыста алғаш рет глутаматергиялық және ГАМКергиялық нейрондардағы жасушаішілік жылдам Са2+ буферінің әсер етуінің әртүрлі механизмдері көрсетілді, бұл эпилептикалық ми қызметін реттеудің Са2+-тәуелді механизмдерін түсінуде маңызды қадам болып табылады.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Полученные результаты откроют новые механизмы подавления гипервозбуждения и нейродегенерации в ЦНС, что может иметь огромный социальный и экономический эффект, поскольку смертность от этих заболеваний стоит на первом месте во многих странах мира. Только от инсультов и инфарктов в мире ежегодно умирают 17,1 млн человек. 35 000 в год умирают в Казахстане из 49 тыс. случаев инсульта.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Алынған нәтижелер орталық жүйке жүйесіндегі гиперқозуды және нейродегенерацияны төмендету үшін жаңа механизмдерді ашады, бұл дегеніміз үлкен әлеуметтік және экономикалық әсер болуы мүмкін, өйткені бұл аурулардан болатын өлім-жітім әлемнің көптеген елдерінде алғашқы орында. Жыл сайын әлемде тек инсульт пен инфаркттан 17,1 миллион адам қайтыс болады. Ал, Қазақстанда жылына 49 мың инсульт жағдайынан 35 мың адам қайтыс болады.

Level of implementation (in Russian) : Не планируется

Level of implementation (in Kazakh) : Жоспарланбаған

Efficiency (in Russian) : Открытие новые причины гибели и принципы защиты от гибели нейронов будут полезны для специалистов в области нейробиологии и неврологии.

Efficiency (in Kazakh) : Нейрондардың өлімнің себептерінің және клеткаларды өлімнен қорғаудың жаңа принциптерінің ашылуы неврология және неврология мамандары үшін пайдалы болады.

Field of application (in Russian) : Нейробиология и неврология

Field of application (in Kazakh) : Нейробиология және неврология