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.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 65565 от 04.05.2016 г.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах