Проблема динамики функционирования потенциалуправляемых ионных каналов плазматической мембраны дендритов
Дендриты обеспечивают интеграцию, анализ и передачу многочисленных и разнородных синаптических сигналов к телу нервной клетки и начальному сегменту аксона. Согласно общепринятым представлениям, именно здесь в случае достижения порога распространяющегося возбуждения инициируется генерация потенциал...
Saved in:
| Published in: | Нейрофизиология |
|---|---|
| Date: | 2013 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України
2013
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/148236 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Проблема динамики функционирования потенциалуправляемых ионных каналов плазматической мембраны дендритов / И.С. Магура, Н.А. Богданова, Е.В. Долгая // Нейрофизиология. — 2013. — Т. 45, № 5. — С. 494-498. — Бібліогр.: 25 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859893510159728640 |
|---|---|
| author | Магура, И.С. Богданова, Н.А. Долгая, Е.В. |
| author_facet | Магура, И.С. Богданова, Н.А. Долгая, Е.В. |
| citation_txt | Проблема динамики функционирования потенциалуправляемых ионных каналов плазматической мембраны дендритов / И.С. Магура, Н.А. Богданова, Е.В. Долгая // Нейрофизиология. — 2013. — Т. 45, № 5. — С. 494-498. — Бібліогр.: 25 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Нейрофизиология |
| description | Дендриты обеспечивают интеграцию, анализ и передачу многочисленных и разнородных
синаптических сигналов к телу нервной клетки и начальному сегменту аксона. Согласно
общепринятым представлениям, именно здесь в случае достижения порога распространяющегося возбуждения инициируется генерация потенциалов действия (ПД). Проблема
динамики функционирования исключительно разнообразных по своим свойствам потенциалуправляемых ионных каналов неразрывно связана с интегративной функцией дендритов. Эти каналы вовлекаются в трансформацию и трансляцию информации в другие
домены нейрона. Биофизические свойства дендритных ионных каналов и плотность их
распределения часто существенно отличаются от аналогичных показателей в других компартментах нейронов. Более того, экспрессия ионных каналов и их свойства в разных разветвлениях дендритного дерева одного и того же нейрона могут значительно различаться.
Такие феномены, как обратное распространение ПД по дендритам и возможность возникновения в отдельных ветвях дендритного дерева локальных ПД, существенно вовлечены
в обеспечение феномена синаптической пластичности; эти процессы могут приводить
как к амплификации синаптических потенциалов, так и к их подавлению. В дендритах
осуществляется также локальный синтез определенных белков, который в значительной
степени регулируется активностью синаптических входов и постсинаптической активностью. В настоящее время интенсивно обсуждается возможность того, что дендриты отдельного нейрона могут выполнять интегративные функции, ранее считавшиеся исключительно функциями сложных нейронных сетей.
Дендрити забезпечують інтеграцію, аналіз і передачу багаточисленних і різнорідних синаптичних сигналів до тіла
нервової клітини та початкового сегмента аксона. Згідно із
загальноприйнятими уявленнями, саме тут у разі досягнення порога розповсюджуваного збудження ініціюється виникнення потенціалів дії (ПД). Проблема динаміки функціонування виключно різноманітних за своїми властивостями
потенціалкерованих іонних каналів нерозривно пов’язана з
інтегративною функцією дендритів. Ці канали залучаються в трансформацію і трансляцію інформації в інші домени
нейрона. Біофізичні властивості дендритних іонних каналів і щільність їх розподілу часто істотно відрізняються від
аналогічних показників в інших компартментах нейронів.
Більш того, експресія іонних каналів та їх властивості у різних розгалуженнях дендритного дерева одного й того ж самого нейрона можуть значно розрізнятись. Такі феномени,
як зворотне розповсюдження ПД по дендритах і можливість
виникнення в окремих гілках дендритного дерева локальних ПД, істотно залучені в забезпечення феномену синаптичної пластичності; ці процеси можуть призводити як до
ампліфікації синаптичних потенціалів, так і до їх пригнічення. У дендритах здійснюється також локальний синтез
певних білків, який в значній мірі регулюється активністю
синаптичних входів і постсинаптичною активністю. Зараз
інтенсивно обговорюється вірогідність того, що дендрити
окремого нейрона можуть виконувати низку інтегративних
функцій; раніше вважалося, що вони є виключно функціями
складних нейронних мереж
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:54:11Z |
| format | Article |
| fulltext |
NEUROPHYSIOLOGY / НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ.—2013.—T. 45, № 5494
КОНЦЕПЦИИ И ДИСКУССИИ
УДК 612.816.7.04.3:612
И. С. МАГУРА1, Н. А. БОГДАНОВА1, Е. В. ДОЛГАЯ1
ПРОБЛЕМА ДИНАМИКИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПОТЕНЦИАЛ-
УПРАВЛЯЕМЫХ ИОННЫХ КАНАЛОВ ПЛАЗМАТИЧЕСКОЙ
МЕМБРАНЫ ДЕНДРИТОВ
Поступила 03.02.13
Дендриты обеспечивают интеграцию, анализ и передачу многочисленных и разнородных
синаптических сигналов к телу нервной клетки и начальному сегменту аксона. Согласно
общепринятым представлениям, именно здесь в случае достижения порога распростра-
няющегося возбуждения инициируется генерация потенциалов действия (ПД). Проблема
динамики функционирования исключительно разнообразных по своим свойствам потен-
циалуправляемых ионных каналов неразрывно связана с интегративной функцией ден-
дритов. Эти каналы вовлекаются в трансформацию и трансляцию информации в другие
домены нейрона. Биофизические свойства дендритных ионных каналов и плотность их
распределения часто существенно отличаются от аналогичных показателей в других ком-
партментах нейронов. Более того, экспрессия ионных каналов и их свойства в разных раз-
ветвлениях дендритного дерева одного и того же нейрона могут значительно различаться.
Такие феномены, как обратное распространение ПД по дендритам и возможность возник-
новения в отдельных ветвях дендритного дерева локальных ПД, существенно вовлечены
в обеспечение феномена синаптической пластичности; эти процессы могут приводить
как к амплификации синаптических потенциалов, так и к их подавлению. В дендритах
осуществляется также локальный синтез определенных белков, который в значительной
степени регулируется активностью синаптических входов и постсинаптической активно-
стью. В настоящее время интенсивно обсуждается возможность того, что дендриты от-
дельного нейрона могут выполнять интегративные функции, ранее считавшиеся исклю-
чительно функциями сложных нейронных сетей.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: дендриты, ионные каналы, синапсы, локальный синтез
белков, интегративная функция нейронов.
1Институт физиологии им. А. А. Богомольца НАН Украины, Киев
(Украина).
Эл. почта: magura@biph.kiev.ua (И. С. Магура).
Академіку Ігорю Сильвестровичу Магурі, видат-
ному вченому, що працює в Інституті фізіології
ім. О. О. Богомольця Національної Академії Украї-
ни, виповнилося 85 років. Його друзі, колеги та вся
наукова спільнота сердечно вітають ювіляра з днем
народження та бажають йому подальших наукових
досягнень, плодотворних ідей та творчої активнос-
ті, непереможної енергії, міцного здоров’я та щастя.
Редакція журналу “Neurophysiology” приєднуєть-
ся до вітань і бажає всього найкращого члену на-
шої Редакційної Ради і нашому постійному автору.
NEUROPHYSIOLOGY / НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ.—2013.—T. 45, № 5 495
ПРОБЛЕМА ДИНАМИКИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПОТЕНЦИАЛ УПРАВЛЯЕМЫХ ИОННЫХ КАНАЛОВ
ИНТЕГРАТИВНАЯ ФУНКЦИЯ НЕЙРОНОВ
И ПРОБЛЕМЫ ПЛАСТИЧНОСТИ ИОННЫХ
КАНАЛОВ
Интеграция фактически является основной функ-
цией нервной системы. Этот процесс обеспечивает
оценку и сопоставление различных потоков инфор-
мации, поступающей в нервную систему, и форми-
рование соответствующих решений [1]. Элемен-
тарные события интегративной деятельности мозга
реализуются в отдельных нейронах. Эти элементы
ЦНС рассматриваются как клетки, достигшие вер-
шины специализации. Соотношение площади кле-
точной поверхности и объема цитоплазмы нейро-
нов мозга млекопитающих приблизительно в 10000
раз превышает такой показатель у большинства
иных эукариотических клеток [2].
Для нейронов характерно достаточно четкое раз-
деление на дискретные функциональные домены –
дендриты и шипики, тело нервной клетки, аксон-
ный холмик, аксон и пресинаптические разветвле-
ния и терминали последнего. Дендриты могут быть
крайне неоднородными; в частности, например, у
пирамидных нейронов различают апикальные и ба-
зальные дендриты с весьма различными морфоме-
трическими характеристиками. Более того, инди-
видуальные сегменты дендритов могут отличаться
собственной специфической молекулярной компо-
зицией [3].
Для каждого домена нейрона характерно нали-
чие в его плазматической мембране определенных
мембранных белков – рецепторов, ионных каналов,
транспортеров, молекул адгезии. Механизмы такой
поляризации и специализации обеспечивают барье-
ры для диффузии мембранных белков, стабилиза-
цию белковых комплексов в мембране и адресную
доставку белков, опосредованную аппаратом Голь-
джи [2–4].
Нейроны конвертируют большое количество сти-
мулов от рецепторов и электрических сигналов в
кратковременные и длительные внутриклеточные
ответы [3]. В ряде случаев осуществляется обра-
тимая дислокация сигнальных белков из цитозоля
в плазматическую мембрану в ответ на активацию
рецепторов и действие электрических стимулов [3].
Липидный бислой мембраны представляет собой
не только среду для функционирования ионных ка-
налов; он активно участвует в преобразовании сиг-
налов [3]. В плазматической мембране возбудимых
и невозбудимых клеток существуют липидные ми-
кродомены. Это динамические структуры, получив-
шие название рафтов («плотов»). Они состоят из
сфинголипидов и холестерола и являются местом
локализации многих сигнальных молекул, в частно-
сти калиевых каналов. Рафты резистентны к солю-
билизации детергентами при низких температурах.
Они вовлечены в функционирование многих ассо-
циированных с мембраной сигнальных путей [4].
Важная роль потенциалзависимых ионных ка-
налов в формировании электрических сигналов в
мозгу хорошо известна. Нейронная сигнализация,
осуществляемая этими каналами, находится под
постоянными контролирующими воздействиями
[5–8]. Функционируя в составе нервных сетей, ней-
роны как интегральные единицы могут жить мно-
го десятилетий, в то время как продолжительность
жизни ионных каналов и рецепторов исчисляется
минутами, часами, днями, неделями. Существуют
ряд механизмов, которые управляют количеством
и распределением этих молекулярных структур. На
протяжении всей жизни организма нервные клет-
ки сохраняют свои характерные функциональные
особенности в значительной мере благодаря меха-
низмам адаптации [5–7]. Механизмы адаптации, на-
пример к гипоксии и гипотермии, имеют некоторые
общие компоненты [9].
В нервных клетках существуют определенные
сенсоры, контролирующие их электрическую актив-
ность и обеспечивающие регуляцию синтеза, встра-
ивания и деградации ионных каналов. Это обу-
словливает стабилизацию характера нейронной ак-
тивности [5, 6].
Интегративная активность нейронов в значи-
тельной степени связана с механизмами их элек-
трической возбудимости, которая обеспечивается
потенциалуправляемыми натриевыми, калиевыми
и кальциевыми каналами различных типов. Элек-
трофизиологические и молекулярно-биологические
исследования последних лет способствовали иден-
тификации большого количества типов каналов.
Особым разнообразием и полифункциональностью
отличаются калиевые каналы. Они представляют
собой макромолекулярные комплексы, которые спо-
собны интегрировать ряд клеточных сигналов, ре-
гулирующих их активность [10, 11].
Порообразующие субъединицы потенциал-
управляемых ионных каналов кодируются значи-
тельным количеством генов. Как, в частности, ста-
ло известно, в определенных нейронах имеются
52 гена, кодирующих структуру потенциалуправля-
емых ионных каналов – четырех типов натриевых,
36 типов калиевых, восьми типов кальциевых и че-
NEUROPHYSIOLOGY / НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ.—2013.—T. 45, № 5496
И. С. МАГУРА, Н. А. БОГДАНОВА, Е. В. ДОЛГАЯ
тырех типов ионных каналов, которые активируют-
ся гиперполяризацией (HCN-каналов). HCN-каналы
обладают весьма необычными биофизическими
свойствами; они проницаемы для ионов натрия и
калия и активируются при потенциалах, более от-
рицательных, чем –50 мВ [12]. Кроме того, необхо-
димо учитывать, что существуют сплайс-варианты
ионных каналов. Альтернативный сплайсинг реали-
зуется почти у всех многоклеточных организмов, и
этот феномен обеспечивает продуцирование одним
геном различных полипептидов [13]. Ионные кана-
лы связаны со вспомогательными субъединицами,
которые способны существенно влиять на свойства
таких каналов [14]. Все это приводит к впечатля-
ющему разнообразию потенциалуправляемых ион-
ных каналов. Реально существующие многочислен-
ные комбинации ионных каналов в значительной
степени обусловливают исключительное разно-
образие типов нейронов ЦНС млекопитающих.
Предполагают, что их количество может достигать
1000 [15]. В значительной мере тип нервной клет-
ки определяется характеристиками дендритов [16].
Для каждого типа нейронов характерен опреде-
ленный тип механизмов генерации потенциалов
действия (ПД). Он в значительной мере обуслов-
лен имеющейся разновидностью ионных каналов и
плотностью их распределения в различных компарт-
ментах нейрона [17]. Специфичность информации,
передаваемой нейроном, может кодироваться па-
раметрами ПД, их частотой, продолжительностью
разрядов, наличием или отсутствием организации
ПД в пачки. В случае необходимости тип генериру-
емых нейроном ПД может изменяться в результате
модификации свойств воротных механизмов функ-
ционирующих каналов [17].
РАЗНООБРАЗИЕ И ДИНАМИКА
СИГНАЛЬНОЙ ФУНКЦИИ ДЕНДРИТОВ
Коммуникация между нейронами в мозгу осу-
ществляется в основном через синапсы, локали-
зованные на дендритах. Количество дендритных
синапсов у отдельного нейрона может достигать
десятков тысяч (например, у нейронов Пуркинье).
У многих нейронов млекопитающих площадь плаз-
матической мембраны дендритов составляет более
90 % общей поверхности плазматической мембра-
ны этих клеток. Основной функцией дендритов яв-
ляются анализ синаптических сигналов и их пере-
дача к телу нервной клетки и начальному сегменту
аксона. Согласно существующим представлениям,
именно здесь (в триггерной зоне) в случае дости-
жения порога инициируется возникновение рас-
пространяющихся ПД.
Используя новую технику для визуализации ден-
дритов нейронов в живых срезах мозга, Стюарт и
Сакман в 1994 г. [18] осуществили двойное отве-
дение ПД от сомы и дендрита пирамидных нейро-
нов 5-го слоя неокортекса и показали, что местом
первичного возникновения ПД действительно явля-
ется аксосоматический регион, но в последующем
происходит обратное распространение этих ПД в
дендриты (backpropagating action potetials). Приме-
нение новой техники при изучении деятельности
дендритов позволило установить возможность не
только обратного распространения ПД, но и пер-
вичного возникновения локальных ПД в отдель-
ных ветвях дендритного дерева. Это значительно
расширило представления об особенностях элек-
трической возбудимости дендритов. Экспрессия в
дендритах ионных каналов может динамично мо-
дифицировать их ответы на синаптическую актив-
ность и приводить как к амплификации синаптиче-
ских потенциалов, так и к их подавлению [19–22].
Синаптическая пластичность изменяет экспрессию
и функцию дендритных ионных каналов, суще-
ственно влияя на поляризацию мембраны [21, 22].
В дендритах осуществляется также локальный
синтез белков. Кодирующая ионные каналы мРНК
может переноситься в дендриты и локально транс-
лироваться. Этот процесс опосредует возникнове-
ние длительных депрессии (LTD) и потенциации
(LTP) синаптического действия, а также обеспечи-
вает длительную пластичность дендритной возбу-
димости [23].
В мембране дендритов сосредоточены разно-
образные типы потенциалуправляемых ионных ка-
налов, которые вовлекаются в трансформацию и
трансляцию информации в другие домены нейро-
на. Биофизические свойства дендритных ионных
каналов и плотность их распределения часто зна-
чительно отличаются от этих показателей в дру-
гих компартментах нейронов [21, 22]. Более того,
экспрессия ионных каналов и их свойства могут
различаться в разных разветвлениях дендритов. В
частности, HCN-каналы экспрессируются в апи-
кальных, но не базальных дендритах кортикальных
пирамидных нейронов [21, 22]. Плотность же боль-
шинства потенциалуправляемых каналов у многих
центральных нейронов либо равномерна, либо бо-
лее низка в дистальных дендритах.
NEUROPHYSIOLOGY / НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ.—2013.—T. 45, № 5 497
ПРОБЛЕМА ДИНАМИКИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПОТЕНЦИАЛ УПРАВЛЯЕМЫХ ИОННЫХ КАНАЛОВ
Практически все ионные каналы могут фосфо-
рилироваться протеинкиназами, что приводит к из-
менению их функций. Могут изменяться их потен-
циалзависимость, постоянные времени активации
и инактивации, проводимость одиночного канала.
Фосфорилирование осуществляется в течение де-
сятков миллисекунд. Его эффект зависит от мно-
жества факторов и может быть прослежен на про-
тяжении длительного времени. Фосфорилирование
связано с присутствием соответствующих киназ,
фосфатаз и вторичных посредников. Натриевые
каналы распределены в дендритах относитель-
но равномерно; именно они обеспечивают обрат-
ное распространение ПД (backpropagating action
potentials). Однако их свойства в различных обла-
стях нейрона (аксоне, соме, дендритах) заметно ва-
рьируют, главным образом в связи с изменениями
уровня фосфорилирования и кинетики инактивации
[24]. В отличие от натриевых каналов, различные
типы кальциевых каналов в дендритах нейронов
зоны СА1 гиппокампа и пирамидных нейронов нео-
кортекса распределены чрезвычайно неравномерно
[24]. Многочисленные разновидности калиевых ка-
налов, несомненно, играют ключевую роль в воз-
будимости дендритов, однако их распределение и
функция пока мало изучены [11, 21, 22]. Тип же ка-
лиевых каналов определяет продолжительность и
амплитуду ПД, обратно распространяющихся по
дендриту. Фосфорилирование каналов Кv4.2, осу-
ществляемое протеинкиназой А (ПКА), обеспечи-
вает интернализацию этих каналов, зависящую от
их активности [22].
Экспрессия дендритных ионных каналов может
динамически регулироваться, в частности на осно-
ве изменений синаптической активности [22]. Су-
ществует мнение, что пластичность дендритных
ионных каналов кардинально влияет на все аспек-
ты функции нейрона. Наряду с синаптической пла-
стичностью этот феномен вовлечен в механизмы
обучения и памяти в разнообразных структурах
мозга. Активные свойства дендритов в значитель-
ной мере зависят не только от типа нейронов, но и
от вида животного [21, 22].
Сложные проявления взаимодействий потенци-
алуправляемых ионных каналов различных типов
и их пластичность были продемонстрированы при
изучении механизмов электрической возбудимости
соматической мембраны разнообразных типов уни-
полярных гигантских нейронов моллюсков. Они на-
ходились при физиологической температуре и в со-
ставе нервных сетей [25].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Со времен Рамон-и-Кахаля существовало мне-
ние, что дендриты выполняют важную роль в об-
работке и интеграции сигналов, поступающих к
нейронам. Однако только в начале 90-х годов усо-
вершенствование техники patch-clamp-регистрации
на срезах мозга и использование двухфотонной ми-
кроскопии, наряду с применением компьютерных
моделей, привели к новому пониманию роли ден-
дритов в интегративной функции нейронов. Комму-
никации между нейронами в мозгу осуществляют-
ся в основном через синапсы, сосредоточенные на
дендритах. Сигнальная функция дендритов чрезвы-
чайно сложна и динамична. Обнаружено множество
форм их возбудимости. Они позволяют дендритам
генерировать определенные ответы в зависимости
от характера поступающей информации. Сигналь-
ная функция дендритов характеризуется высшей
формой пластичности, а именно метапластично-
стью [21, 22]. Пластичность ионных каналов ден-
дритов влияет на все аспекты функции нейрона и
наряду с пластичностью синаптической передачи
играет важную роль в механизмах обучения и па-
мяти в различных структурах мозга. В настоящее
время интенсивно обсуждается возможность того,
что дендриты отдельного нейрона могут выполнять
ряд интегративных функций, ранее считавшихся
исключительно функциями сложных нейронных
сетей.
Авторы настоящей статьи – И. С. Магура, Н. А. Богда-
нова и Е. В. Долгая – подтверждают, что у них отсутствует
конфликт интересов.
І. С. Магура1, Н. О. Богданова1, О. В. Долга1
ПРОБЛЕМА ДИНАМІКИ ФУНКЦІОНУВАННЯ
ПОТЕНЦІАЛКЕРОВАНИХ ІОННИХ КАНАЛІВ
ПЛАЗМАТИЧНОЇ МЕМБРАНИ ДЕНДРИТІВ
1Інститут фізіології ім. О. О. Богомольця НАН України,
Київ (Україна).
Р е з ю м е
Дендрити забезпечують інтеграцію, аналіз і передачу ба-
гаточисленних і різнорідних синаптичних сигналів до тіла
нервової клітини та початкового сегмента аксона. Згідно із
загальноприйнятими уявленнями, саме тут у разі досягнен-
ня порога розповсюджуваного збудження ініціюється ви-
никнення потенціалів дії (ПД). Проблема динаміки функці-
NEUROPHYSIOLOGY / НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ.—2013.—T. 45, № 5498
И. С. МАГУРА, Н. А. БОГДАНОВА, Е. В. ДОЛГАЯ
онування виключно різноманітних за своїми властивостями
потенціалкерованих іонних каналів нерозривно пов’язана з
інтегративною функцією дендритів. Ці канали залучають-
ся в трансформацію і трансляцію інформації в інші домени
нейрона. Біофізичні властивості дендритних іонних кана-
лів і щільність їх розподілу часто істотно відрізняються від
аналогічних показників в інших компартментах нейронів.
Більш того, експресія іонних каналів та їх властивості у різ-
них розгалуженнях дендритного дерева одного й того ж са-
мого нейрона можуть значно розрізнятись. Такі феномени,
як зворотне розповсюдження ПД по дендритах і можливість
виникнення в окремих гілках дендритного дерева локаль-
них ПД, істотно залучені в забезпечення феномену синап-
тичної пластичності; ці процеси можуть призводити як до
ампліфікації синаптичних потенціалів, так і до їх пригні-
чення. У дендритах здійснюється також локальний синтез
певних білків, який в значній мірі регулюється активністю
синаптичних входів і постсинаптичною активністю. Зараз
інтенсивно обговорюється вірогідність того, що дендрити
окремого нейрона можуть виконувати низку інтегративних
функцій; раніше вважалося, що вони є виключно функціями
складних нейронних мереж.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. C. S. Sherrington, The Integrative Action of the Nervous
System, Yale Univ. Press, New Haven (1906).
2. A. C. Horton and M. D. Ehlers, “Neuronal polarity and
trafficking,” Neuron, 40, No. 2, 277-295 (2003).
3. M. Fivaz and T. Meyer, “Specific localization and timing
in neuronal signal transduction mediated by protein-lipid
interactions,” Neuron, 40, No. 2, 319-330 (2003).
4. J. R. Martens, K. O’Connell, and M. Tamkun, “Targeting of
ion channels to membrane microdomains: localization of Kv
channels to lipid rafts,” Trends Pharmacol. Sci., 25, No. 1,
16-21 (2004).
5. E. Marder and A. A. Prinz, “Current compensation in neuronal
homeostasis,” Neuron, 37, No. 1, 2-4 (2003).
6. W. Davis, “Homeostatic control of neural activity from
phenomenology to molecular design,” Annu. Rev. Neurosci.,
29, 307-323 (2006).
7. T. O’Leary, M. W. van Rossum, and D. J. Wyllie, “Homeostasis
of intrinsic excitability in hippocampal neurons: dynamics and
mechanism of response to chronic depolarization,” J. Physiol.,
588, No. 1, 157-170 (2010).
8. N. C. Spitzer, “New dimensions of neuronal plasticity,” Nat.
Neurosci., 2, No. 6, 489-491 (1999).
9. P. W. Hochachka, “Defense strategies againsts hypoxia and
hypothermia,” Science, 231, No. 4735, 234-241 (1986).
10. І. С. Магура, О. В. Долга, Н. О. Богданова, “Інтегративна
функція нервових клітин: роль калієвих каналів”, Фізіол.
журн., 54, № 5, 16-22 (2008).
11. D. Johnston, D. A. Hoffman, and I. C. Magel, “Dendritic
potassium channels in hippocampal pyramidal neurons,”
J. Physiol., 525, No. 1, 75-81 (2000).
12. R. Narayanan and D. Johnston, “The ascent of channels with
memory,” Neuron, 60, No. 11, 735-738 (2008).
13. D. L. Black, “Protein diversity from alternative splicing: a
challenge for bioinformatics and post-genome biology,” Cell,
103, 367-370 (2000).
14. L. L. Isom, K. S. De Jongh, and W. A. Catterall, “Auxiliiary
subunits of voltage-gated ion channels,” Neuron, 12, No. 3,
1183-1194 (1994).
15. S. B. Nelson, K. Sugino, and Ch. M. Hempel, “The problem
of neuronal cell types: a physiological genomics approach,”
Trends Neurosci., 29, No. 6, 339-345 (2006).
16. И. Б . Кулагина, С. М. Корогод, “Перестройка
ауторитмической импульсной активности нейронов”,
Нейрофизиология/Neurophysiology, 43, № 6, 498-505 (2011).
17. P. Tiesinga, J. M. Fellous, and T. J. Sejnowski, “Regulation
of spike timing in visual cortical circuits,” Neuroscience, 9,
No. 1, 97-109 (2008).
18. G. J. Stuart and B. Sakmann, “Active propagation of somatic
action potentials into neocortical pyramidal cell dendrites,”
Nature, 367, No. 6458, 69-72 (1994).
19. M. Hausser, N. Spruston, and G. J. Stuart, “Diversity and
dynamics of dendritic signaling,” Science, 290, No. 5492, 739-
744 (2000).
20. J. C. Magee and D. Johnson, “Plasticity of dendritic function,”
Current Оpin. Neurobiol., 15, 334-342 (2005).
21. D. Johnston and R. Narayanan, “Active dendrites: colorful
wings of the mysterious butterflies,” Trends Neurosci., 31,
No. 6, 309-316 (2008).
22. M. M. Shah, R. S. Hammond, and D. A. Hoffman, “Dendritic
ion channel trafficking and plasticity,” Trends Neurosci., 33,
No. 6, 307-316 (2010).
23. C. R. Bramham and D. G. Wells, “Dendritic mRNA: transport,
translation and function,” Nat. Rev. Neurosci., 8, No. 10, 776-
786 (2007).
24. S. Gasparini and J. S. Magee, “Phosphorylation-dependent
differences in the activation properties of distal and proximal
dendritic Na+ cannels in rat CA1 hippocampal neurons,”
J. Physiol., 541, No. 3, 665-672 (2002).
25. I. S. Magura and I. Z. Zamekhovsky, “Repetitive firing in
molluscan giant neurons,” J. Exp. Biol., 59, No. 3, 767-780
(1973).
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-148236 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0028-2561 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T15:54:11Z |
| publishDate | 2013 |
| publisher | Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Магура, И.С. Богданова, Н.А. Долгая, Е.В. 2019-02-17T18:35:51Z 2019-02-17T18:35:51Z 2013 Проблема динамики функционирования потенциалуправляемых ионных каналов плазматической мембраны дендритов / И.С. Магура, Н.А. Богданова, Е.В. Долгая // Нейрофизиология. — 2013. — Т. 45, № 5. — С. 494-498. — Бібліогр.: 25 назв. — рос. 0028-2561 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/148236 612.816.7.04.3:612 Дендриты обеспечивают интеграцию, анализ и передачу многочисленных и разнородных синаптических сигналов к телу нервной клетки и начальному сегменту аксона. Согласно общепринятым представлениям, именно здесь в случае достижения порога распространяющегося возбуждения инициируется генерация потенциалов действия (ПД). Проблема динамики функционирования исключительно разнообразных по своим свойствам потенциалуправляемых ионных каналов неразрывно связана с интегративной функцией дендритов. Эти каналы вовлекаются в трансформацию и трансляцию информации в другие домены нейрона. Биофизические свойства дендритных ионных каналов и плотность их распределения часто существенно отличаются от аналогичных показателей в других компартментах нейронов. Более того, экспрессия ионных каналов и их свойства в разных разветвлениях дендритного дерева одного и того же нейрона могут значительно различаться. Такие феномены, как обратное распространение ПД по дендритам и возможность возникновения в отдельных ветвях дендритного дерева локальных ПД, существенно вовлечены в обеспечение феномена синаптической пластичности; эти процессы могут приводить как к амплификации синаптических потенциалов, так и к их подавлению. В дендритах осуществляется также локальный синтез определенных белков, который в значительной степени регулируется активностью синаптических входов и постсинаптической активностью. В настоящее время интенсивно обсуждается возможность того, что дендриты отдельного нейрона могут выполнять интегративные функции, ранее считавшиеся исключительно функциями сложных нейронных сетей. Дендрити забезпечують інтеграцію, аналіз і передачу багаточисленних і різнорідних синаптичних сигналів до тіла нервової клітини та початкового сегмента аксона. Згідно із загальноприйнятими уявленнями, саме тут у разі досягнення порога розповсюджуваного збудження ініціюється виникнення потенціалів дії (ПД). Проблема динаміки функціонування виключно різноманітних за своїми властивостями потенціалкерованих іонних каналів нерозривно пов’язана з інтегративною функцією дендритів. Ці канали залучаються в трансформацію і трансляцію інформації в інші домени нейрона. Біофізичні властивості дендритних іонних каналів і щільність їх розподілу часто істотно відрізняються від аналогічних показників в інших компартментах нейронів. Більш того, експресія іонних каналів та їх властивості у різних розгалуженнях дендритного дерева одного й того ж самого нейрона можуть значно розрізнятись. Такі феномени, як зворотне розповсюдження ПД по дендритах і можливість виникнення в окремих гілках дендритного дерева локальних ПД, істотно залучені в забезпечення феномену синаптичної пластичності; ці процеси можуть призводити як до ампліфікації синаптичних потенціалів, так і до їх пригнічення. У дендритах здійснюється також локальний синтез певних білків, який в значній мірі регулюється активністю синаптичних входів і постсинаптичною активністю. Зараз інтенсивно обговорюється вірогідність того, що дендрити окремого нейрона можуть виконувати низку інтегративних функцій; раніше вважалося, що вони є виключно функціями складних нейронних мереж ru Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України Нейрофизиология Концепции и дискуссии Проблема динамики функционирования потенциалуправляемых ионных каналов плазматической мембраны дендритов Проблема динаміки функціонування потенціалкерованих іонних каналів плазматичної мембрани дендритів Article published earlier |
| spellingShingle | Проблема динамики функционирования потенциалуправляемых ионных каналов плазматической мембраны дендритов Магура, И.С. Богданова, Н.А. Долгая, Е.В. Концепции и дискуссии |
| title | Проблема динамики функционирования потенциалуправляемых ионных каналов плазматической мембраны дендритов |
| title_alt | Проблема динаміки функціонування потенціалкерованих іонних каналів плазматичної мембрани дендритів |
| title_full | Проблема динамики функционирования потенциалуправляемых ионных каналов плазматической мембраны дендритов |
| title_fullStr | Проблема динамики функционирования потенциалуправляемых ионных каналов плазматической мембраны дендритов |
| title_full_unstemmed | Проблема динамики функционирования потенциалуправляемых ионных каналов плазматической мембраны дендритов |
| title_short | Проблема динамики функционирования потенциалуправляемых ионных каналов плазматической мембраны дендритов |
| title_sort | проблема динамики функционирования потенциалуправляемых ионных каналов плазматической мембраны дендритов |
| topic | Концепции и дискуссии |
| topic_facet | Концепции и дискуссии |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/148236 |
| work_keys_str_mv | AT magurais problemadinamikifunkcionirovaniâpotencialupravlâemyhionnyhkanalovplazmatičeskoimembranydendritov AT bogdanovana problemadinamikifunkcionirovaniâpotencialupravlâemyhionnyhkanalovplazmatičeskoimembranydendritov AT dolgaâev problemadinamikifunkcionirovaniâpotencialupravlâemyhionnyhkanalovplazmatičeskoimembranydendritov AT magurais problemadinamíkifunkcíonuvannâpotencíalkerovanihíonnihkanalívplazmatičnoímembranidendritív AT bogdanovana problemadinamíkifunkcíonuvannâpotencíalkerovanihíonnihkanalívplazmatičnoímembranidendritív AT dolgaâev problemadinamíkifunkcíonuvannâpotencíalkerovanihíonnihkanalívplazmatičnoímembranidendritív |