Reviews on Clinical Pharmacology and Drug TherapyReviews on Clinical Pharmacology and Drug TherapyОбзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии1683-41002542-1875Eco-Vector138910.17816/RCF13339-47ArticlesСтатьиResearch ArticleChanges in intracellular potentials and ionic currents of the mollusk and activity of Cl--channels under exposure to some inhibitory amino acids and new litium-containing compounds of themИзменения внутриклеточных потенциалов и ионных токов нейронов моллюсков и активности Cl--каналов под влиянием некоторых тормозных аминокислот и новых литийсодержащих соединений на их основеShabanovPetr DmitrievichШабановПетр Дмитриевич

Dr. Med. Sci. (Pharmacology), Professor

д. м. н., профессор

pdshabanov@mail.ruVislobokovAnatoliy IvanovichВислобоковАнатолий Иванович

Dr. Biol. Sci. (Physiology), Head, Dept. of Cytopharmacology

vislobokov@yandex.ruShilovGeorgiy NolianovichШиловГеоргий Нолианович

PhD (Neurology), Researcher

к. м. н., научный сотрудник

george_shilau@mail.ruBulayP MБулайП М

Assistant Professor, Deptartment of Biophysics

ассистент кафедры биофизики

LugovskiiA PЛуговскийА П

Assistant Professor, Deptartment of Biophysics

ассистент кафедры биофизики

Institute of Experimental MedicineФГБНУ «Институт экспериментальной медицины»First St. Petersburg State Medical UniversityГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени акад. И. П. Павлова» МЗ РФBelorussian State Medical Academy of Advanced StudiesГУО «Белорусская медицинская академия последипломного образования» МЗ Республики БеларусьBelorussian State UniversityБелорусский государственный университет, НИИ ПФП им. А. Н. Севченко при БГУ15092015133VOL 13, NO3 (2015)ТОМ 13, №3 (2015)394727022016Copyright ©; 2015, Shabanov P.D., Vislobokov A.I., Shilov G.N., Bulay P.M., Lugovskii A.P.Copyright ©; 2015, Шабанов П.Д., Вислобоков А.И., Шилов Г.Н., Булай П.М., Луговский А.П.2015Shabanov P.D., Vislobokov A.I., Shilov G.N., Bulay P.M., Lugovskii A.P.Шабанов П.Д., Вислобоков А.И., Шилов Г.Н., Булай П.М., Луговский А.П.http://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journals.eco-vector.com/RCF/article/view/1389

The Changes of membrane rest potential (RP), action potential (AP), impulse activity (IA) as well as sodium, calcium and potassium ionic currents in neurons of isolated central nervous system of the Planorbarius corneus mollusk (pedal ganglia) under the extracellular action of inhibitory amino acids GABA, glycine and β-alanine and their litium-containing derivatives (LCD) in 0.1, 1 and 5 mM concentrations have been studied using a microelectrode technique. They induced the same dose-dependent and irreversible depolarization of neurons on 2-10 mV accompanied by increase of AP frequency, prolongation of their duration and decrease of summmerized ionic currents (dV/dt). According to degree of depolarization, the drugs were placed in the following range in decreasing activity: compound 3 > compound 2 > compound 1. In identified pedal ganglion neurons (PPed1), compound 3 in contrast to other compounds induced hyperpolarization by 2-10 mV and blocked impulse activity. The amplitude of sodium and calcium channels was decreased by 7-15 %, in the same degree after application of all compounds exposed in concentration of 5 mM. Efflux potassium ionic currents were increased in dose-dependent manner and irreversibly about by 3-7 % assessed on amplitude indexes without changes in kinetic parameters after application of LCD. Therefore, the decrease of ionic current amplitudes was due to both depolarization of neurons and direct action of LCD on ionic channels. Thus, LCD possess membranotropic activity and can modulate functional state of neurons. In the study of chloride channels in cells culture of rat glioma C6 in vitro by patch-clamp method, GABA, glycine, β-alanine and their LCD 10 µM/l activated chloride channels, shifting equiliblium membrane potential of glioma cells from -90… -70 mV to -55... -60 mV. All compounds (transmitters and LCD) were placed in the following range: glycine > GABA > β-alanine and compound 1 > compound 3 > compound 2 according to descending activity. Therefore, the most active compounds activating Cl--channels were glycine and compound 1 (LCD). Glycine was shown to be coagonist GABA receptors and its litium salt possessed significant membranotropic activity.

В микроэлектродных исследованиях и в методике фиксации потенциала показано, что новые соединения, производные тормозных аминокислот ГАМК, глицина и β-аланина, содержащие в составе молекул литий (литийсодержащие соединения - ЛСС), в концентрациях 0,1, 1 и 5 мМ при внеклеточном применении изменяли потенциал покоя (ПП) и электрическую активность идентифицируемых нейронов педальных ганглиев моллюска Planorbarius corneus и трансмембранные натриевые, кальциевые и калиевые ионные токи. В большинстве нейронов они вызывали сходную дозозависимую и обратимую деполяризацию нейронов на 2-10 мВ, сопровождающуюся увеличением частоты потенциала действия (ПД), увеличением их длительности и снижением суммарных ионных токов (dV/dt). По повышению степени развивающейся деполяризации и снижению амплитуд ПД ЛСС можно расположить в ряд по убыванию активности соединение 3 > соединение 2 > соединение 1. Соединение 3 на идентифицированном нейроне ППед1, в отличие от других соединений, вызывало гиперполяризацию на 2-10 мВ и прекращение импульсной активности. Амплитуда натриевых и кальциевых ионных токов снижалась примерно в одинаковой степени от всех ЛСС, при их концентрации 5 мМ снижение было на 7-15 %. Выходящие калиевые ионные токи под влиянием ЛСС слабо дозозависимо и обратимо примерно в одинаковой степени увеличивались по амплитуде на 3-7 % без изменения их кинетики. Таким образом, снижение амплитуд ионных токов обусловлено как деполяризацией нейронов, так и прямым действием ЛСС на ионные каналы. Следовательно, новые литийсодержащие соединения обладают выраженной мембранотропной активностью и способны модулировать функциональное состояние клеток. При исследовании активности хлорных каналов методом «пэтч-кламп» в режиме «от целой клетки» на культуре клеток глиомы крысы линии C6 in vitro показано, что ГАМК, глицин и β-аланин и их литиевые производные (ЛСС) в концентрациях 10 мкмоль/л изменяли активность хлорных каналов, то есть сдвигали равновесный мембранный потенциал клеток глиомы от диапазона -90 до -70 мВ к диапазону -55... -60 мВ. По выраженности изменения степени трансмембранного потенциала тормозные аминокислоты можно расположить в ряд по убыванию активности: глицин > ГАМК > β-аланин, а исследуемые соединения в ряд: соединение 1 > соединение 3 > соединение 2. Таким образом, самым эффективным соединением, активирующим Cl--канал, оказался глицин и его литиевая соль - соединение 1. Сделан вывод, что глицин может являться коагонистом ГАМК-рецепторов, а его литиевая соль проявлять выраженную мембранотропную активность.

Planorbarius corneuslitiuminhibitory anino acidsPlanorbarius corneusrest potentialaction potentialimpulse activityionic currentsglioma C6equiliblium membrane potentialchloride ponentialCl--channelлитийтормозные аминокислотыпотенциал покояпотенциал действияимпульсная активностьионные токиглиома С6равновесный мембранный потенциалхлорный потенциалCl--каналБукинич А. А., Шабанов П. Д. Функциональное значение димерных (гетеромерных) рецепторов в ЦНС позвоночных. Обз. по клин. фармакол. и лек. терапии. 2015; 13 (1): 25-31.Вислобоков А. И., Игнатов Ю. Д., Галенко-Ярошевский П. А., Шабанов П. Д. Мембранотропное действие фармакологических средств. СПб.-Краснодар: Просвещение-Юг, 2010. - 528 с.Вислобоков А. И., Борисова В. А., Прошева В. И., Шабанов П. Д. Фармакология ионных каналов. Серия: Цитофармакология (Т. 1), СПб.: Информ-Навигатор, 2012. - 528 с.Камкин А. Г., Киселева И. С. Физиология и молекулярная биология мембран клеток: учеб. пособие. М.: ИЦ Академия, 2008. - 592 с.Катцунг Б. Г. Базисная и клиническая фармакология. М.: Бином, 2000; 406-28.Сергеев П. В., Шимановский Н. Л. Рецепторы физиологически активных веществ. М.: Медицина,1987; 213-29.Шилов Г. Н., Бубель О. Н., Пушкарчук А. Л. Перспективы обоснования назначения глицина в комплексной противосудорожной терапии на основе некоторых новых представлений о структуре ГАМК-бензодиаепиновых рецепторов. Человек и лекарство. Тез. докл. ХI Рос. нац. конгр. М., 2004; 61.Яхно Н. Н., Штульман Д. Р. Болезни нервной системы. М., 2003; 208-44.Brody T. M. et al. Human pharmacology, molecular to clinical. 3rd ed. New York: Mosby Year Book Inc., 1998; 1001.Camerino D. C., Tricarico D., Desaphy J. F. Ion channel pharmacology. Neurotherapeutics. 2007; 4 (2): 184-98.Goodman & Gilman’s. The pharmacological basis of therapeutics. 9th ed. New York: McGraw Hill. 2004; 461-86.Narahashi T. Neuroreceptors and ion channels as the basis for drug action: past, present, and future. J. Pharmacol. Exp. Ther. 2000; 294 (1): 1-26.Shilov G. N. Cyclic GABA conformer and Glycine as natural endogen agonists of GABA-benzodiazepine-receptor complex. 31st Int. Epilepsy Congr. Istanbul, Turkey, 2015.Smith C. U. M. Elements of molecular neurobiology. 2nd ed. London: J. Wiley, 1996. - 552 p.