З використанням теоретичних методів та експериментальних підходів вивчено вплив геометричної організації синапсів і постсинаптичних структур на процеси збудження нейронів, динаміку внутрішньоклітинного кальцію й синаптичну ефективність. Показано, що генерація стохастичних потенціалів дії визначається структурними стохастичними конформаційними переходами потенціал-залежних каналів. Варіабельність латентності потенціалів дії залежить від просторової щільності натрієвих каналів і швидкості допорогової деполяризації. Кластеризація каналів або зменшення їх числа збільшує цю варіабельність. Латеральна електродифузія каналів може бути одним з механізмів, що призводить до кластеризації іонних каналів. Відзначено, що кластери каналів разом з геометрією синаптичної щілини впливають так само на синаптичну ефективність. Хоча більші синапси мають високу ймовірність вивільнення нейромедіатора, вони зазнають більших втрат синаптичного струму всередині щілини. Доведено, що збільшення ймовірності вивільнення нейромедіатора може відбутися або у результаті збільшення везикул у пресинаптичному депо, або у результаті посилення позитивного електричного зворотного зв'язку між пресинаптичною й постсинаптичною клітинами.

  Скачати повний текст

Вивчено механізми зміни постсинаптичного сигналу за умов високочастотної активності пресинаптичних СА нейронів. Виявлено, що у разі зміни зразка електричної активності пресинаптичного СА3 нейрона від одиночних спайків до коротких високочастотних пачок відбувається істотне збільшення постсинаптичного сигналу, що реєструється у постсинаптичному СА1 нейроні. Установлено, що короткі пачки стимуляції колатералей Шаффера, що моделюють природну активність нейронів СА3, призводять до збільшення імовірності викиду медіатора. За цього відбувається активація N-метил-D-аспартат (НМДА) рецепторів, що лежать поза постсинаптичної щільності активного синапсу. Ці НМДА рецептори містять NR2B і NR2D суб'одиниці та мають більш повільну кінетику дезактивації. Виявлено, що високочастотна електрична активність пресинаптичних СА3 нейронів викликає довготривале збільшення внеску екстрасинаптичних рецепторів у синаптичну передачу. Показано, що активація екстрасинаптичних НМДА рецепторів залежить від ефективності переносників глутамата GLT-1 типу. Виявлено, що НМДА рецептори, що знаходяться в постсинаптичній щільності, ізольовані від зовнішнього впливу нейромедіатора за допомогою систем глутаматного транспорту також GLT-1 типу.

  Скачати повний текст