Робота - переможець конкурсу

Глутамат є основним збуджуючим нейромедіатором у центральній нервовій системі (ЦНС) ссавців, і бере участь у процесах розпізнавання, пам'яті, навчання тощо. Тривале підвищення концентрації глутамату в синаптичній щілині призводить до надмірної стимуляції глутаматних рецепторів, що зумовлює розвиток нейротоксичності, загибель нейронів і лежить в основі етіології багатьох нейрологічних захворювань. Видалення глутамату з синаптичної щілини забезпечують високоафінні Na+-залежні глутаматні транспортери ЕААТ1-5. Активація глутаматних рецепторів суттєво впливає на динаміку вивільнення інших нейромедіаторів, що модулює процес нейропередачі загалом. Малодослідженою є роль глутамату як регуляторної молекули у периферичних тканинах, хоча відомо, що глутаматні транспортери та рецептори експресуються у багатьох типах клітин. Тому метою наукової роботи було з’ясування регуляторних механізмів, які пов’язані з роботою глутаматних транспортерів та пресинаптичних глутаматних рецепторів та лежать в основі модуляції секреторного процесу (екзоцитозу). В ході проведених досліджень деталізовані механізми модуляції функціонування високоафінних глутаматних транспортерів, які забезпечують високу лабільність транспортного процесу в залежності від ліпідного оточення білкових молекул, потенціалу плазматичної мембрани, протонного електрохімічного градієнта синаптичних везикул. Показано, що активація пресинаптичних глутаматних рецепторів викликає двостадійне вивільнення ГАМК з нервових закінчень кори головного мозку: перший етап являє собою синхронний екзоцитоз, стимульований надходженням Са2+, а другий є пролонгованим асинхронним вивільненням ГАМК після підвищення концентрації Na+, що забезпечується активацією іонних каналів, спряжених з глутаматними рецепторами. Холестерол є потужним ендогенним модулятором активності мембранних білків, зокрема транспортерів нейромедіаторів. В роботі показано, що зниження вмісту мембранного холестеролу пригнічує вивільнення глутамату шляхом екзоцитозу з нервових закінчень та послаблює акумуляцію глутамату в тромбоцитах. Однак за певних станів (інсульт, гіпоксія черепно-мозкова травма) зниження вмісту мембранного холестеролу в нервових закінченнях головного мозку може мати нейропротекторний ефект, і може лежати в основі позитивного впливу статинів (препаратів, що ефективно знижують рівень холестеролу, зокрема і в мозку) за цих умов. Порівняльний аналіз процесу активного транспорту глутамату в тромбоцитах та ізольованих нервових закінченнях головного мозку свідчить про схожість процесу високоафінного Na+-залежного накопичення глутамату в тромбоцитах та ізольованих нервових закінченнях головного мозку, проте у механізмах вивільнення глутамату встановлена суттєві відмінності. Встановлено, що екзоцитоз є єдиним шляхом вивільнення глутамату з тромбоцитів.