Метаболические затраты и эффективность кодирования и передачи информации в "быстрых" нейронах ЦНС

Номер гранта:18-04-01175
Область научного знания:биология и медицинские науки
Тип конкурса: (а)(а) конкурс проектов фундаментальных научных исследований
Год выполнения:2018г.
Руководитель: Браже АлексейРудольфович
Статус заявки:поддержана

Аннотация к заявке:

Обработка и передача информации нервными клетками – энергетически затратный процесс, поэтому работа мозга критически зависит от адекватного обеспечения его энергией в виде глюкозы и кислорода. Нарушение функционального сопряжения нейрональной активности и локального кровотока приводит к декомпенсации энергозатрат нейронов, потере ими нормальных ионных градиентов на плазматической мембране из-за остановки активного мембранного транспорта, прежде всего Na/K-насоса, и, в итоге, к потере возбудимости. Большинство нейронов мозга, в среднем, генерируют потенциалы действия (ПД) с частотой 4–10 ПД/с. Более редкие нейроны, способные к генерации ПД с высокой частотой (сотни и тысячи ПД/с) нуждаются в наибольшей продукции АТФ на поддержание потенциала покоя, обработку синаптических входов, равно как и на сами ПД. Таким образом, именно “быстрые” нейроны наиболее чувствительны к нарушению синтеза АТФ, например при ишемии. При этом, именно “быстрые” интернейроны коры и гиппокампа необходимы для координации активности локальных нейрональных ансамблей и лежат в основе гамма-ритма мозга, сопровождающего высшие когнитивные функции. Анализ пространственно-детализированных моделей нейронов различных типов с максимально подробным учетом мембранных механизмов, позволит нам провести реалистичную оценку энергозатрат “быстрых” нейронов на поддержание градиентов Na+, K+ и Ca2+, а также степени их энергоэффективности, которая может быть выражена в особенностях топологии синаптических входов нейрона, его морфологии, состава и количества ионных каналов и рецепторов в плазматической мембране.
Аннотации к заявке и отчету приведены в авторской редакции. по состоянию на 15.11.2018.
Помог ли вам материал?
0    0