Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Биологические науки
Биофизика

Диссертационная работа:

Болотина Виктория Марковна. Исследование механизмов блокирования натриевых каналов мембраны нервного волокна биологически активными веществами : ил РГБ ОД 61:85-3/451

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

стр.

ВВЕДЕНИЕ . .. . . ....... 5

Обозначения 10

Глава I. ШСШЗИЧЕСКЙЕ СВОЙСТВА НАТРИЕВЫХ КАНАЛОВ И МЕХАНИЗМ

ИХ БЛОКИРОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ . . II
I, Краткие сведения о структуре и функционировании потен-

. циал-зависимых натриевых каналов .... II

2. Современные представления о механизмах блокирования нат
риевых каналов биологически активными веществами ... 15
3, Невыясненные и спорные вопросы о механизмах блокирова
ния натриевых каналов ..... 42

ПОСТ.АНОВКА ЗАДАЧИ... 51

Глава.2. МЕТОДИКА. ИССЛЕДОВАНИИ ... 52

I. Препаровка и укладка одиночного нервного волокна ... 52
2. Принцип работы схемы для фиксации потенциала на мембране.54

3. Регистрация сигналов... 56

4. Ошибки метода 56

5. Стандартные экспериментальные приемы 57

6. Растворы 62

7. Характеристика изучаемых веществ 63

Глава 3. МЕХАНИЗМЫ ШОКИРОВАНИЯ НАТРИЕВЫХ КАНАЛОВ ЭТМ03ИН0М . 67
I. Действие этмозина на покоющуюся мембрану. Начальный

.. тонический блок 67

2. Влияние стимуляции мембраны на развитие блока. Вторич-

. ный тонический блок 67

3. Обратимый стимулоиндуцированный блок 74

4. Отсутствие медленной инактивации натриевых каналов . . 84
5. Анализ механизмов взаимодействия этмозина с натриевыми

каналами . . 84

Глава.4. МЕХАНИЗМЫ БЛОКИРОВАНИЯ НАТРИЕВЫХ КАНАЛОВ ЭТАЩЗИНОМ . 93

I Действие этацизина на покоящуюся мембрану 93

2. Влияние стимуляции мембраны на развитие блока.: Вторич-

. ный тонический блок - 93

3. Обратимый стимулоиндуцированный блок; Эффект гиперполя-

ризующих препульсов 99

4. Отсутствие медленной инактивации натриевых каналов . . 108
5. Анализ механизмов взаимодействия этацизина с натрие
выми каналами ПО

Глава 5; СШІУЛОИНдТВДРОВАНШЙ ШОК НАТРИЕВЫХ КАНАЛОВ АМИНА-

ЗИНОМ И ХЛОРАЦИШНОМ 118

I. Блокирование натриевых каналов аминазином 118

2. Взаимодействие хлорацизина с инактивированными нат
риевыми каналами 125

Глава 6. ОСОБЕННОСТИ ШОКИРОВАНИЕ НАТРИЕВЫХ КАНАЛОВ . .

ФЕНОБАРБИТАЛОМ 129

I. Действие фенобарбитала на покоющуюся мембрану. На
чальный тонический блок ....... 129

2. Обратимый стимулоиндуцированный блок 132

3. Медленная инактивация натриевых каналов в присутствии

фенобарбитала 132

4. Вольт-амперная характеристика мембраны и кривая ста
ционарной натриевой проводимости в присутствии фено
барбитала 135

5. Действие фенобарбитала на модифицированные батрахо-

. токсином натриевые каналы 138

6. Анализ механизмов взаимодействия фенобарбитала с на
триевыми каналами 141

Глава 7. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭШОЗИНА, ЭТАВДЗИНА, АМИНАЗИНА И ФЕНОБАРБИТАЛА С ЕЕН30КАИН0М ПРИ ШОКИРОВАНИИ НАТРИЕВЫХ

КАНАЛОВ ............. 143

I. Эффекты бензокаина ....... 143

2. Тонический блок натриевых каналов 149

3. Стационарная натриевая инактивация . . 154

4. Обратимый стимулоиндуцированный блок натриевых кана
лов 154

5. Медленная инактивация натриевых каналов 155

6. Анализ характера взаимодействия веществ при блокирова
нии натриевых каналов . 164

Глава 8. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 169

I. Модель взаимодействия блокаторов с натриевым каналом . 169 2. Обратимый стимулоиндуцированный блок натриевых

каналов 171

3. Вторичный тонический блок натриевых каналов 181

4. Начальный тонический блок натриевых каналов ...... 184

5. Блокирование натриевых каналов и фармакологические

эффекты препаратов ...... 185

ВЫВОДЫ 188

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 191

Введение к работе:

Актуальность работы» Натриевые каналы электровозбудимых мембран играют ключевую роль в генерации потенциала действия в нервных и мышечных тканях, поэтому изучение структуры и функции этих каналов является одной из центральных проблем биофизики и физиологии клетки. Современные представления о функциональной организации ионных каналов строятся преимущественно на основании исследований механизмов взаимодействия с ними различных веществ. Фармакологическим воздействием можно нарушить нормальное функционирование каналов. Эти нарушения проявляются в изменении ионного тока, текущего через мембрану и регистрируемого в опыте. Выяснение того, какой структурный элемент, какая функция канала нарушается при воздействии разных веществ на мембрану, каков механизм этого воздействия и как он зависит от химических и фармакологических особенностей вещества, вносит существенный вклад не только в понимание устройства ионных каналов, но и в разрешение проблемы целенаправленного синтеза новых веществ, обладающих определенным действием на возбудимые мембраны.

За последнее время в этом направлении достигнут существенный прогресс, тем не менее многие спорные вопросы данной проблемы все еще далеки от своего разрешения.

К началу нашей работы было известно, что взаимодействие блокаторов с натриевыми каналами может сильно зависеть от состояния канала, т.е. от того покоится он, открыт или инактивирован. Было установлено, что существует два основных типа блокирования натриевых каналов местными анестетиками и подобными соединениями: стойкое тоническое блокирование, развивающееся в покоющейся

мембране и обратное стимулоиндуцированное блокирование, вызванное стимуляцией мембраны. Последнее возникает в результате взаи~ модействия блокаторов с открытыми CS^lcba^iz , 1973; Courtweu, 1974, 1975) или инактивированными (Ходоров и др. 1973, 1974; HUBe , 1977) натриевыми каналами. Основные закономерности сти-мулоиндуцированного блока натриевых каналов изучены за последние годы достаточно подробно. До сих пор, однако, не выяснено, почему одни вещества блокируют только открытые, а другие взаимодействуют преимущественно с инактивированными каналами; Тонический блок натриевых каналов исследован очень мало; нет ясности ни в общих закономерностях развития, ни в механизмах его возникновения. Существуют противоречия в оценке взаимоотношения тонического и стимулоиндуцированного блока натриевых каналов.

Между исследователями также нет единства взглядов по поводу одного из центральных вопросов проблемы * о количестве и локализации участков связывания (рецепторов) в натриевом канале для местных анестетиков и родственных им соединений.

К началу нашей работы было не ясно, насколько закономерности блоктрования натриевых каналов местными анестетиками характерны и для действия на мембрану других веществ, как сходных с местными анестетиками, так и отличающихся от них по химической структуре и фармакологическому действию.

Цель работы: изучение механизмов блокирования натриевых каналов соединениями фенотиазинового ряда (этмозином, этацизи-ном, аминазином, хлорацизином) и фенобарбиталом для получения новой информации о функциональной организации натриевых каналов мембраны нервного волокна.-

Основные задачи работы:

  1. Изучить механизмы взаимодействия указанных веществ с натриевыми каналами в покоющеися мембране и во время ее стимуляции.

  2. Сопоставить химическую структуру и липидорастворимость блокаторов с механизмом их действия на натриевые каналы.

  3. Исследовать характер взаимодействия указанных веществ с бензокаином при блокировании натриевых каналов для проверки гипотезы о едином для всех блокаторов и всех типов блока рецепторе в канале.

Основные положения, выносимые на защиту:

I. Тонический и обратимый стимулоиндуцированный блок натриевых каналов характерны для соединений фенотиазинового ряда и фенобарбитала,

2;; Существуют два вида стойкого блокирования натриевых каналов: начальный тонический блок, развивающийся в покоющеися мембране, и вторичный тонический блок, развивающийся во время стимуляции мембраны.

  1. Во время стимуляции мембраны аминазин, хлорацизин и фенобарбитал взаимодействуют с инактивированными натриевыми каналами, а этмозин и этацизин блокируют только открытые каналы.

  2. Высокая липидорастворимость вещества и наличие в его молекуле терминального третичного азота не является ни необходимым, ни достаточным условием его взаимодействия с инактивированными натриевыми каналами.

  3. Тонический и обратимый стимулоиндуцированный блок являются следствием взаимодействия блокаторов с разными рецепторными участками в натриевом канале.

  4. Двухрецепторная модель, в рамках которой описаны меха-

~ 8 -

низмы взаимодействия с натриевыми каналами этмозина, этацизина, аминазина и фенобарбитала.

Научная новизна работы. Впервые методом фиксации потенциала на мембране нервного волокна исследованы механизмы блокирующего действия на натриевые каналы соединений фенотиазинового ряда, в том числе двух новых эффективных антиаритмиков / этмозин, эта-цизин/ , синтезированных в СССР. Выявлены и описаны два вида стойкого тонического блока натриевых каналов. Получены новые данные относительно возможной связи механизмов блокирования натриевых каналов с химической структурой и липидорастворимостью бло-каторов. В опытах по раздельному и совместному действию блока-торов на мембрану показано принципиальное различие тонического и сттіулоиндуцированного блока, что противоречит гипотезе о едином для всех типов блока рецепторе в канале. Предложена новая двухрецепторная модель взаимодействия блокаторов с натриевыми каналами.

Практическая ценность работы. Получены данные о механизмах действия этмозина и этацизина на электровозбудимые натриевые каналы, важные для понимания их антиаритмического действия на миокард. Новые данные о связи химической структуры и липидораствори-мости блокатора с рлеханизмом его действия на натриевые каналы могут быть использованы для целенаправленного синтеза новых лекарственных соединений, обладающих определенной биологической активностью. Данные по взаимодействию лечебных препаратов на уровне мембраны при совместном их применении представляют интерес для клиники. Найдены новые подходы для дальнейшего фармакологического анализа функциональной организации натриевых каналов.

Публикация результатов -работы; По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Всесоюзном'рабочем совещании "Механизмы ионного транспорта через клеточные мембраны. Фармакологический анализ" (г.Пущино, Московская обл., 1980); на X Международном Кардиологическом конгрессе ( Москва, 1980); на I Всесоюзном биофизическом съезде (Москва, 1982); на Международном симпозиуме "Структура и функции мембранных рецепторов и ионных каналов" (Смоленице, ЧССР, 1982); на II съезде фармацевтов Эстонской ССР (Таллин, 1981); на конференции "Фармакологические аспекты обезболивания" (Ленинград, 1983); на Всесоюзном рабочем совещании "Блокаторы ионных каналов в возбудимых мембранах. Связь структуры с антиаритмической и местноанестезирующей активностью" (г.Пущино, Московская обл., 1984); на кафедре биофизики Биологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова.

Подобные работы
Гашимов Рафи Мамедалиевич
Исследование влияния загрязняющих веществ на первичные процессы фотосинтеза методом замедленной флуоресценции
Куницын Валерий Георгиевич
Исследование структурных изменений эритроцитарных мембран при воздействии на них биологически активных веществ, сдвига pH среды и температуры
Рындина Наталья Ивановна
Исследование механизма инициации кальциноза трансплантатов клапанов сердца и разработка способов его предотвращения
Большаков Алексей Петрович
Исследование механизмов митохондриальной деполяризации и кальциевой дизрегуляции, индуцируемой возбуждающим медиатором глутаматом в нейронах мозга
Могилевская Екатерина Александровна
Теоретическое исследование механизмов функционирования и регуляции цикла Кребса митохондрии и Escherichia coli
Пшежецкий Дмитрий Валерьевич
Исследование механизмов влияния Na/K-АТФазы на регуляцию экспрессии генов и развитие клеточной смерти
Бершицкий Сергей Юрьевич
Исследование механизма генерации силы в мышце
Искусных Анна Юрьевна
Исследование механизмов окислительно-восстановительного гомеостаза на примере системы "активированные нейтрофилы-пероксидное окисление липидов-антиоксиданты"
Матусов Георгий Дмитриевич
Исследование механизма действия простагландинов на протоплазматическую мембрану растительной клетки
Кондратьев Максим Сергеевич
Исследование механизма организации спиральной структуры олигопептидов

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net