Шкриль В. М. Ріанодин рецептор опосередкована кальцієва сигналізація в м’язових і нервових клітинах

English version

Дисертація на здобуття ступеня доктора наук

Державний реєстраційний номер

0524U000145

Здобувач

Спеціальність

  • 03.00.02 - Біофізика

18-06-2024

Спеціалізована вчена рада

Д 26.198.01

Інститут фізіології імені О. О. Богомольця Національної академії наук України

Анотація

У дисертаційній роботі представлені результати комплексного дослідження клітинних та молекулярних механізмів, які беруть участь у регуляції внутрішньоклітинної кальцієвої сигналізації у м’язових і нервових клітинах шляхом вивчення ролі ріанодинових рецепторів. Ці рецептори відповідають за вивільнення кальцію з сарко/ендоплазматичного ретикулуму в цитозоль. Було детально розглянуті біофізичні властивості кальцієвих сигналів м’язової і нервової клітин, як на рівні окремих органел: сарко/ендоплазматичного ретикулуму та мітохондрії, так і мікроклітинних доменів та центрів вивільнення кальцію, шляхом регуляції окислювально-відновлювального стану клітини, мітохондріального NADH сигналу або за участі трансмембранних Ca2+ каналів L-типу та активності ріанодинових рецепторів за рахунок кальцій-індукованого вивільнення кальцію. Вперше було досліджено спалахи Ca2+ в місцях їх вивільнення при відкритті 20-30 ріанодинових рецепторів та показало одно модальний розподіл амплітуд таких подій. Отримані результати в міоцитах передсердь міокарда свідчать про те, що кальцієві альтернації при постійній частоті стимуляції залежать від рефрактерної кінетики механізму вивільнення Са2+ з депо і є ключовим механізмом, що лежить в основі серцевих альтернацій. Показано, що осмотичний стрес і дистрофія скелетного м’язу викликають аномальні кальцієві сигнали, які можуть бути пригнічені інгібіторами NAD(P)H-оксидази та поглиначами активних форм кисню. Встановлено, що для активації ріанодинових рецепторів та вивільнення Ca2+ з ендоплазматичного депо в пірамідальних нейронах гіпокампу необхідна тривала електрична стимуляція клітини. Отримані дані, щодо змін внутрішньоклітинної концентрації кальцію в м’язових і нервових клітинах, вказують на складний процес ріанодин рецептор опосередкованої регуляції кальцієвого сигналу і слугують важливим вкладом у розуміння кальцієвої сигналізації в цих клітинах.

Публікації

SHKRYL, V. M. 2022. The spatio-temporal properties of calcium transients in hippocampal pyramidal neurons in vitro. Front Cell Neurosci, 16, 1054950.

SHKRYL, V. M. 2020. Error correction due to background subtraction in ratiometric calcium measurements with CCD camera. Heliyon, 6, e04180.

FIGUEROA, L., SHKRYL, V. M., BLATTER, L. A. & RÍOS, E. 2013. Using two dyes with the same fluorophore to monitor cellular calcium concentration in an extended range. PLoS One, 8, e55778.

SHKRYL, V. M. & BLATTER, L. A. 2013. Ca(2+) release events in cardiac myocytes up close: insights from fast confocal imaging. PLoS One, 8, e61525.

SHKRYL, V. M., BLATTER, L. A. & RÍOS, E. 2012. Properties of Ca2+ sparks revealed by four-dimensional confocal imaging of cardiac muscle. J Gen Physiol, 139, 189-207.

SHKRYL, V. M., MAXWELL, J. T., DOMEIER, T. L. & BLATTER, L. A. 2012. Refractoriness of sarcoplasmic reticulum Ca2+ release determines Ca2+ alternans in atrial myocytes. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 302, H2310-20.

SHKRYL, V. M., MAXWELL, J. T. & BLATTER, L. A. 2012. A novel method for spatially complex diffraction-limited photoactivation and photobleaching in living cells. J Physiol, 590, 1093-100.

FIGUEROA, L., SHKRYL, V. M., ZHOU, J., MANNO, C., MOMOTAKE, A., BRUM, G., BLATTER, L. A., ELLIS-DAVIES, G. C. & RÍOS, E. 2012. Synthetic localized calcium transients directly probe signalling mechanisms in skeletal muscle. J Physiol, 590, 1389-411.

SHKRYL, V. M., MARTINS, A. S., ULLRICH, N. D., NOWYCKY, M. C., NIGGLI, E. & SHIROKOVA, N. 2009. Reciprocal amplification of ROS and Ca(2+) signals in stressed mdx dystrophic skeletal muscle fibers. Pflugers Arch, 458, 915-28.

MARTINS, A. S. *, SHKRYL, V. M. *, NOWYCKY, M. C. & SHIROKOVA, N. 2008. Reactive oxygen species contribute to Ca2+ signals produced by osmotic stress in mouse skeletal muscle fibres. J Physiol, 586, 197-210. (*перший автор)

SHKRYL, V. M. & SHIROKOVA, N. 2006. Transfer and tunneling of Ca2+ from sarcoplasmic reticulum to mitochondria in skeletal muscle. J Biol Chem, 281, 1547-54.

ISAEVA, E. V.*, SHKRYL, V. M.* & SHIROKOVA, N. 2005. Mitochondrial redox state and Ca2+ sparks in permeabilized mammalian skeletal muscle. J Physiol, 565, 855-72. (* перший автор)

SHKRYL, V. M. 2017. Intracellular Calcium Fluxes in Excitable Cells. Neurophysiology, 49, 384-392.

SHKRYL, V.M. 2017. Основні принципи конфокальної мікроскопії кальцієвих сигналів. Біофізичний вісник, 2(38), 20-34. doi: 10.26565/2075-3810-2017-38-03.

SHKRYL V.M., BLATTER L.A. 2020. Ca signaling during excitation-contraction coupling in cardiac myocytes. In: «Neurophysiological Essays of Platon Kostyuk and his Students» (Eds. Krishtal O.A., Lukyanetz E.A.). Akademperiodyka, Kyiv, p. 237-243.

ROZUMNA, N. M., SHKRYL, V. M., GANZHA, V. V. & LUKYANETZ, E. A. 2021. Effects of Modeling of Hypercalcemia and β-Amyloid on Cultured Hippocampal Neurons of Rats. Neurophysiology (Ukraine), 52, 348-357.

SHKRYL, V. M., GANZHA, V. V. & LUKYANETZ, E. A. 2021. Effect of memantine on calcium signaling in hippocampal neurons cultured with β-amyloid. Fiziologichnyi Zhurnal, 67, 1-8.

SHKRYL, V. M., TURYTSKA, T. G., YAVORSKY, V. A., LYASHENKO, V. P., LUKASHOV, S. M. & LUKYANETZ, E. A. 2021. Effect of caffeine and coffee diets on calcium signalling in rat hippocampal neurons. Fiziologichnyi Zhurnal, 67, 37-43.

Файли

Схожі дисертації