Участь кальційтранспортних систем плазматичної мембрани в кальцієвому обміні в нейронах мозочка карася

Abstract

Вивчали роль натрій-кальцієвого обмінника (NCX) та Ca²⁺-АТФази плазматичної мембрани (РМСА) як важливих внутрішньоклітинних систем регуляції кальцієвого обміну в нейронах мозочка толерантного до гіпоксії виду риб – карася Carassius gibelio. В експериментах використовували відповідні блокатори цих транспортних систем – іони літію та лантану. Внутрішньоклітинну концентрацію Ca²⁺ ([Ca²⁺]і) вимірювали за допомогою кальційчутливого барвника Fura-2AM та мікрофлуоресцентного методу. Як було встановлено, нейрони мозочка карася мають ефективну систему очищення цитоплазми від надлишкового Ca²⁺, котре забезпечується як NCX, так і РМСА, присутніми в плазматичній мембрані. В умовах блокування роботи РМСА за допомогою лантану базальний рівень Ca²⁺ у клітині збільшувався в середньому на 31.4 % відносно контролю незалежно від тривалості тест-деполяризації. При виключенні роботи NCX за допомогою заміни іонів натрію в зовнішньому розчині іонами літію рівень Ca²⁺ у клітині збільшувався на 36.6 % відносно контролю (також незалежно від тривалості деполяризації). Отримані дані вказують на те, що функціонування РМСА та NCX у нейронах мозочка карася істотно впливає на внутрішньоклітинний кальцієвий обмін, забезпечуючи підтримання адекватного базального рівня Ca²⁺ у цих нейронах.

We studied the role of Na⁺/Ca²⁺ exchanger (NCX) and Ca²⁺-ATPase of the plasma membrane (РМСА), known to be the most important intracellular systems controlling calcium exchange in cerebellar neurons of a fish species tolerant to hypoxia, Carassius gibelio. In our experiments, we used the corresponding blockers of these transport systems, ions of lithium and lanthanum. The intracellular Ca²⁺ concentration ([Ca²⁺] і ) was measured using a calcium-sensitive dye, Fura-2AM, and a microfluorescence technique. We found that neurons of the Carassius cerebellum possess an effective system of cleaning of the cytoplasm from excessive Ca²⁺, which is provided by both NCX and РМСА functioning in the plasma membrane. Under conditions of the blockade of functioning of РМСА using lanthanum, the basal Ca²⁺ level in the cells increased, on average, by 31.4% with respect to the control, independently of the duration of test depolarizations. After switching off of the NCX functioning by the replacement of sodium ions in the extracellular solution by lithium ions, the Ca²⁺ level in the cell increased by 36.6% with respect to the control (also independently of the duration of depolarization). The obtained data indicate that the functioning of РМСА and NCX in Carassius cerebellar neurons significantly influences the intracellular calcium exchange providing the maintenance of an adequate basal Ca²⁺ level in these neurons.