Механизмы нейропротекторного действия уабаина при эксайтотоксическом стрессе в нейронах неокортекса крыс тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Большаков Артем Евгеньевич

• Большаков Артем Евгеньевич
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Большаков Артем Евгеньевич

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования

Цель исследования

Задачи исследования

Основные положения, выносимые на защиту

Научная новизна

Теоретическая и практическая значимость

Структура и объём диссертации

Личный вклад

Публикации

Апробация работы

Список статей, опубликованных по теме диссертации

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ

1.1. Строение синапсов и рецепторов глутамата

1.2. Механизм неквантового высвобождения нейромедиатора

1.3. Апоптоз и некроз - два механизма гибели клеток

1.3.1. Апоптоз

1.3.2. Роль белка Вс1-2 в поддержании жизнеспособности нервных клеток

1.3.3. Некроз

1.4. Роль Са2+-сигнала в патогенезе нейронов

1.5. Системы поддержания Са2+-гомеостаза

1.5.1. Са2+-АТФаза плазматической мембраны

1.5.2. Ка+/Са2+-обменник

1.6. Сердечные гликозиды и №+/К+ - АТФаза

1.6.1. Эндогенный уабаин

1.6.2. Новые функции Ка+/К+-АТФазы и сердечные гликозиды

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1. Приготовление первичной культуры

2.2. Витальный экспресс-тест по опредлению нейродегенерации методом конфокальной микроскопии

2.3. Мониторинг свободного внутриклеточного кальция

2.3.1. Флуорометрический метод с использованием хелатора Fluo-3 АМ

2.3.2. Рациометрический метод с использованием хелатора Fura-2 АМ

2.4. Иммуно-цитохимический метод для идентификации Вс1-2

2.5. Регистрация электрической активности нейронов

2.6. Оборудование и обработка данных

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ

3.1. Исследование соотношения нейронов, находящихся в различных состояниях, при действии агонистов рецепторов глутамата

3.2. Исследование эффектов субнаномолярных концентраций уабаина при нейротоксическом воздействии агонистов рецепторов глутамата

3.3. Исследование действия уабаина на экспрессию белка Вс1-2 при эксайтотоксическом воздействии агонистов рецепторов глутамата

3.4. Выявление пороговой концентрации нейропротекторного действия уабаина и его влияние на интактную культуру нейронов

3.5. Неквантовое высвобождение глутамата в нейронах культуры коры головного мозга

3.6. Эффекты КМБА и КА на сВПСТ в нейронах

3.7. Влияние агонистов рецепторов глутамата и уабаина на концентрацию внутриклеточного свободного кальция

3.8. Связывание внутриклеточного Са2+ нивелирует эффект повышения частоты сВПСТ

3.9. Влияние 1 нМ уабаина на сВПСТ при действии ММОА и КА

3.10. Исследование вольт-амперной характеристики каналов КМОАЕ и АМРАЕКАЕ

3.11. Исследование влияния блокады №+/Са2+-обменника на эффект уабаина в отношении сВПСТ

Глава 4. ОБСУЖДЕНИЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Механизмы нейропротекторного действия уабаина при эксайтотоксическом стрессе в нейронах неокортекса крыс»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Нервная ткань является наиболее уязвимой для различных воздействий и обладает чрезвычайно слабым потенциалом регенерации по сравнению с другими типами тканей. Зачастую дегенеративные процессы связаны с нарушением функционирования нейронов и глии. В 1969 году Олни обнаружил, что накопление возбуждающего нейромедиатора ЦНС позвоночных глутамата в межклеточном пространстве сопровождается цитотоксическим действием на нейроны, вызывая их гибель (Olney, 1969). Явление гибели нейронов от перевозбуждения называется эксайтоксическим действием глутамата, которое в той или иной степени вовлечено в патогенез многих нейродегенеративных заболеваний (Kaufmann, Biaggoni, 2005). Согласно современным представлениям эксайтотоксичность развивается в результате избыточной активации глутаматных рецепторов при доминирующей роли в этом процессе рецепторов NMDA-типа (Дамулин, 2004; Левин и др. 2004). Эксайтоточксические реакции входят в ишемический каскад, усиливают многие неврологические заболевания, такие как нарушение слуха, болезнь Альцгеймера, инсульт, паркинсоническая деменция (болезнь Гуам) и многие другие. При нейродегенративных заболеваниях развиваются когнитивные и двигательные нарушения, которые вызывают полноую деградацию личности человека, его способности к труду и социальной интеграции. Чтобы подчеркнуть актуальность поиска факторов регуляции нейродегенерации и её возможную социальную значимость, стоит упомянуть, что на сегодняшний день эти болезни поражают десятки миллионов людей в мире. Например, только от болезни Альцгеймера страдают около 20 млн. человек (Fillit, Hill, 2005).

Для лечения подобных заболеваний используются препараты различного спектра действия. Например, донепезил, ривастигмин, галантамин - химические блокаторы ацетилхолинэстеразы стимулируют деятельность дефектных нейронов (Левин, 2006). Однако терапия большинством применяемых препаратов

сопровождается значительными побочными эффектами в виде: брадикардии, обмороков, нарушений ориентации, слуховых и зрительных галлюцинаций, нарушения вкусовых восприятий. Как с точки зрения потребностей практической медицины, так и фундаментальной науки, становится очевидной необходимость изучения механизмов нормального и патологического функционирования нейронов, их синаптической передачи и поиска нейропротекторных агентов. Многообещающим кажется путь исследования эндогенных регуляторов, способных увеличить выживаемость нейронов в условиях патологических воздействий и эксайтотоксичности.

Вещества, способные модулировать нейродегенеративные процессы представляют собой обширную группу - от пептидов до стероидов. В этом плане перспективными представляются кардиотонические стероиды (КТС), которые являются ингибиторами ферментативной активности Ка+/К+-АТФазы, но в предельно низких концентрациях используются в кардиологии в качестве лекарственных препаратов. Один из КТС - сердечный гликозид карденолид уабаин.

На сегодняшний день выявляют два основных типа действия уабаина. Наиболее известной является его способность ингибировать ферментативную активность Ка+/К+-АТФазы в концентрациях (> 1 мкМ), зависящих от типа структурной изоформы формирующих молекулы №+/К+-АТФазы а-субъединиц. Этот тип действия вызывает цитотоксический эффект, так как №+/К+-АТФаза обеспечивает функционирование всех клеток. Но в последнее время выявляют сигнальную функцию №+/К+-АТФазы, когда уабаин в нано- и субнаномолярных концентрациях связывается с молекулой №+/К+-АТФазы, как с рецептором, и, не затрагивая ферментативную активность, приводит к активации тех или иных внутриклеточных сигнальных каскадов (Кривой, 2014; Aperia et al., 2016). Высказываются предположения о возможном участии КТС в гуморальной (подобно гормонам) регуляции функций организма (Bagrov et al., 1989; Blaunstein, 2017), которые усиливаются фактом обнаружения уабаина в цереброспинальной жидкости (Schoner, Scheiner-Bobis, 2007).

Действие субнаномолярных концентраций уабаина на нейроны слабо изучено. Хотя в экспериментах in vivo на мышах показано, что инъекции низких доз уабаина в мозг защищают нейроны от эксайтотоксического апоптоза и сопровождаются усиленной экспрессией антиапоптотического белка Bcl-2 (Golden, Martin, 2006). До сих пор нет информации относительно эффективных концентраций и механизме подобного действия уабаина. Изложенные выше факты позволили сформулировать цели и задачи диссертационной работы.

Цель исследования - изучить механизмы действия уабаина в широком диапазоне концентраций в нормальных условиях и эксайтотоксическом стрессе, вызванном агонистами ионотропных рецепторов глутамата в первичной культуре нейронов коры крыс.

Задачи исследования:

1. Исследовать влияние уабаина в субнаномолярных концентрациях (от 0,01 нМ до 1 нМ) в условиях цитотоксического действия NMDA и КА на нейроны коры крыс;

2. Исследовать механизм собственного цитотоксического действия уабаина на нейроны коры в широком диапазоне концентраций (от 0,1 нМ до 0,1 мМ);

3. Оценить возможное тоническое действие эндогенного глутамата в нормальных условиях на электрогенез нейронов и исследовать действие субнаномолярных концентраций уабаина на интегральные токи, вызываемые NMDA и КА, и спонтанную синаптическую активность нейронов;

4. Исследовать роль внутриклеточного Са2+ в запуске эксайтотоксичности, а также значение №+/Са2+-обменника плазматической мембраны в реализации эффектов субнаномолярных концентрации уабаина.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Уабаин в субнаномолярных концентрациях способен защищать нейроны от апоптоза, предотвращая развитие Са2+-дисрегуляции нейронов, за счет повышения эффективности выведения кальция из цитозоля посредством №+/Са2+-обменника плазматической мембраны.

2. Нейропротекторное действие субнаномолярных концентраций уабаина сопровождается стабилизацией спонтанного освобождения возбуждающего нейромедиатора в присутствии насыщающих концентраций агонистов рецепторов глутамата.

Научная новизна заключается в том, что проведен комплексный анализ воздействия сердечного гликозида уабаина на кортикальные нейроны. На первичной культуре нейронов коры большого мозга крысы в долговременном эксперименте впервые показано, что дигиталисоподобный агент способен оказывать нейропротекторный, а не токсичный эффект, обеспечивая полную выживаемость нейронов в условиях эксайтотоксического стресса. Определен диапазон нейропротекторных (от 0,01 нМ до 1 нМ) и нейротоксических (> 10 нМ) концентраций уабаина. Впервые продемонстрирована способность уабаина в нейропротекторных концентрациях понижать частоту спонтанных возбуждающих постсинаптических токов при воздействии агонистов глутаматных рецепторов - ММОА и КА до уровня, обнаруженного в их отсутствие. При этом, как обнаружено, сам он не оказывает никакого действия на проводимость и кинетику активации ионотропных рецепторов глутамата. Впервые показано, что сердечный гликозид уабаин способен регулировать концентрацию внутриклеточного свободного Са2+ кортикальных нейронов при активации

рецепторов глутамата ММОА и КА типов. Установлено, что действие сверхмалых концентраций уабаина, выражающееся в защитном влиянии на нейроны коры головного мозга при эксайтотоксическом воздействии, обусловлено усилением выведения внутриклеточного Са2+ наружу Ка+/Са2+-обменником плазматической мембраны и при его блокаде полностью исчезает.

Теоретическая и практическая значимость. Теоретическое значение работы состоит в расширении существующих фундаментальных представлений о механизмах действия сердечных гликозидов на нервную ткань в модели влияния уабаина на нейроны коры крысы в первичной культуре. Так, она вносит существенный вклад в понимание двойственности действия данного класса веществ: имеется в виду их цитотоксическое действие в микромолярных и нейропротекторное в субнаномолярных концентрациях. Работа имеет большое теоретическое значение для понимания роли сигнальной функции Ка+/К+-АТФазы в ЦНС, обеспечиваемой передачей сигнала и активации внутриклеточных сигнальных каскадов внеклеточным уабаином посредством взаимодействия молекул №+/К+-АТФазы с другими интегральными белками в функциональных кластерах плазматической мембраны (Xie, Askari, 2002; Li, Xie, 2009; Кривой, 2014).

Знание механизмов действия уабаина на кортикальные нейроны имеет несомненную практическую значимость. Результаты данного исследования выявляют новое функциональное устройство регуляции устойчивости нейронов к токсическим воздействиям, которое в перспективе можетт внести серьезные коррективы в разработку стратегии терапии при нейродегенеративных заболеваниях, черепно-мозговых травмах и нейрохирургических операциях. Данные израильских врачей показывают, что использование субнаномолярных концентраций уабаина позволяет добиться существенного прогресса при лечении последствий черепно-мозговых травм (Moran Dvela-Levitt et al., 2014). Результаты работы могут быть использованы в курсах лекций для студентов биологических и медицинских факультетов университетов, медицинских институтов.

Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 256 страницах машинописного текста, включая перевод, и состоит из глав: введение, обзор литературных данных, объект и методы исследования, результаты исследования, обсуждения, заключение, выводы, список литературы, включающий 345 источник (из них 312 иностранных). Работа иллюстрирована 32 рисунками.

Личный вклад. Автор участвовал во всех экспериментах, представленных в данной работе, проводил статистическую обработку полученных результатов, участвовал в написании тезисов и статей.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ, в том числе 4 статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК для размещения материалов кандидатских диссертаций (из них 1 статья в зарубежном журнале), и 8 тезисов докладов.

Апробация работы. Результаты исследования представлены на 5 Всероссийских и 5 зарубежных конференциях:

Антонов С.М., Кривой И.И., Большаков А.Е., Абушик П.А., Сибаров Д.А. Антиапоптотическое действие уабаина и регуляция внутриклеточного кальция // Научные труды III Съезда физиологов СНГ, Физиология и здоровье человека (Украина, Ялта, 1-6 октября, 2011), с.50

Сибаров Д.А., Большаков А.Е., Абушик П.А., Антонов С.М. Пресинаптическая кальциевая регуляция частоты спонтанных синаптических токов при действии NMDA или каината // Научные труды III Съезда физиологов СНГ, Физиология и здоровье человека (Украина, Ялта, 1-6 октября, 2011), с.59. Абушик П.А., Большаков А.Е., Сибаров Д.А., Антонов С.М. Особенности внутриклеточного кальциевого сигнала при избирательной активации различных типов рецепторов глутамата в нейронах коры in vitro. // Научные труды III Съезда физиологов СНГ, Физиология и здоровье человека (Украина, Ялта, 1-6 октября, 2011), с.47.

Большаков А.Е., Сибаров Д.А., Абушик П.А., Кривой И.И., Антонов С.М. Вызываемый NMDA внутриклеточный кальциевый ответ модулируется наномолярными концентрациями уабаина // Тезисы докладов и лекций XIV международного совещания и VII школы по эволюционной физиологии, посвященные памяти академика Л.А. Орбели (Санкт-Петербург, 2011), с.36. Сибаров Д.А., Абушик П.А., Большаков А.Е., Кривой И.И., Антонов С.М. Сигнальная функция №+/К+-АТФазы обеспечивает нейропротекцию

при гиперактивации рецепторов глутамата // Сборник тезисов 8-го международного междисциплинарного конгресса "Нейронаука для медицины и психологии"; (Украина, Судак, 2-12 июня 2012), с.30.

Sibarov D.A., Bolshakov A.E., Abushik P.A., Krivoi I.I., Antonov S.M. Regulation of intracellular Ca2+ signal by ouabain under NMDA-induced excitotoxic stress // Society for Neuroscience annual meeting. Neuroscience 2011 (Washington, USA, Nov 12-16,

2011), Poster. 466.13/CC21.

Sibarov D.A., Abushik P.A., Bolshakov A.E., Krivoi I.I., Antonov S.M. Upregulation of intracellular Ca2+ clearance determines ouabain neuroprotection in NMDA-induced excitotoxic stress // 8th FENS Forum of Neuroscience (Barcelona, Spain, July 14-18,

2012), Abstract Number: 2501.

Abushik P., Bolshakov A.E., Sibarov D.A., Antonov S.M. Intracellular calcium responses and different types of glutamate receptors in rat cortical primary culture // 8th FENS Forum of Neuroscience (Barcelona, Spain, July, 2012), Abstract Number: 2104. Sibarov D.A., Abushik P.A., Bolshakov A.E., Krivoi I.I., Antonov S.M. Subnanomolar doses of ouabain prevent excitotoxic insult induced apoptosis in neurons via acceleration of calcium extrusion // Society for Neuroscience annual meeting (New Orleans, USA, October 13-17, 2012) Poster 61.15/N18.

Sibarov D. A., Abushik P. A., Bolshakov A. E., Krivoi I. I., Antonov S. M. Cardiotonic steroids in subnanomolar doses rescue neurons in excitotoxic stress // FENS Featured Regional Forum (Prague, Czech Republic, September 11-14, 2013) Abstract PII-C-020.

Список статей, опубликованных по теме диссертации:

Большаков, А.Е., Сибаров Д.А., Абушик П.А., Кривой И.И., Антонов С.М. Дозо-зависимый характер антиапоптотического и токсического действия уабаина в первичной культуре нейронов коры крысы // Биологические мембраны, 2012, 29 (6): 422-428.

Абушик П.А., Большаков А.Е., Сибаров Д.А., Антонов С.М. Гетерогенность механизмов кальциевого ответа на каинат и типы нейронов в первичной культуре коры мозга крыс // Биологические мембраны, 2011, 28 (1):25-34. Sibarov D.A., Bolshakov A.E., Abushik P.A., Krivoi I.I., Antonov S.M. Na+,K+-ATPase functionally interacts with the plasma membrane Na+,Ca2+-exchanger to prevent Ca2+ overload and neuronal apoptosis in excitotoxic stress // J Pharmacol Exp Ther, 2012, 343(3): 596-607. doi: 10.1124/jpet. 112.198341.

Сибаров Д.А., Абушик П.А., Большаков А.Е., Карелина Т.В., Кривой И.И., Антонов С.М. Эпилептиформные постсинаптические токи в первичной культуре нейронов коры головного мозга крысы: кальциевые механизмы регуляции // Биологические мембраны, 2014, 31 (1): 33-43.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ 1.1. Строение синапсов и рецепторов глутамата

Первые сообщения о способе взаимодействия нервных клеток через специфические контакты или синапсы появились в 1893 году. Открытие синапсов связывают с именем испанского учёного Рамона-и-Кахаля, который, используя методику импрегнации нейронов серебром, предложенную итальянским учёным Гольджи, обнаружил, что подавляющее большинство нейронов имеют два функционально разных отростка: дендрит и аксон (Ramon y Cajal, 1952). Он впервые обосновал морфологическую самостоятельность нейронов и глиальных клеток. Через полвека после открытий Рамона-и-Кахаля физиологи поняли, что в основе поляризации лежит передача информации через химические синапсы, а ключевым компонентом такой передачи является существование в мембране нейрона синаптических рецепторов.

При изучении влияния различных веществ на электрическую активность нейронов изолированного спинного мозга Куртис и Ваткинс сформировали гипотезу о медиаторной роли дикарбоновых аминокислот (Curtis, Johnston, 1974). Наиболее сильный эффект в их экспериментах оказывали L-аспарагиновая, L-глутаминовая и L-цистеиновая аминокислоты. Дальнейшие эксперименты показали, что основным возбуждающим медиатором в синапсах ЦНС позвоночных является глутамат, и для него выполняются все основные требования, необходимые для признания вещества нейромедиатором. Определяющим феноменологическим признаком медиаторной роли глутамата послужило открытие для него специфических рецепторов. Глутаматергический синапс, как и другие химические синапсы, представляет собой сложное структурное образование, состоящее из пресинаптической (чаще всего концевое разветвление аксона) и постсинаптической мембран (чаще всего участок мембраны тела или дендрита другого нейрона), и синаптической щели (Рис. 1).

Астроцит

Глутаматный транспортер

1|||Н111111111М111М1МШШ| Пресинаптическая • ^■ • ■ ■ ■ ■ ■ I■■■■■■■■ ■■ ■■■ 1 ■■■■■■■■ мембрана

Глутамат

>Синаптическая щель

постсинаптическии авторецептор Ш1||||||||Ц|||1В1111 Постсинаптическая «шош.шош.ш мембрана

Ма+

\'а . Са

Рис.1. Схематическое изображение структуры и функциональных особенностей глутаматэргичеких синапсов.

Важным элементом синапса являются глиальные клетки, которые осуществляют локальный гомеостаз в синаптической щели, для выполнения его главной функции - передачи синаптического сигнала. Еще до того, как выясняли многие существенные особенности процесса высвобождения медиатора, было установлено, что пресинаптические окончания могут проявлять спонтанную секреторную активность. Постоянно выделяемые небольшие порции медиатора вызывают в постсинаптическом нейроне так называемые спонтанные, миниатюрные постсинаптические потенциалы. Изучая работу нервно-мышечного

синапса лягушки, английские ученые Фетт и Катц в 1950 году обнаружили, что без всякого действия на нерв в мышце в области постсинаптической мембраны сами по себе через случайные промежутки времени возникают небольшие колебания потенциала, амплитудой примерно в 0,5 мВ (Бай, Ка17, 1950). Открытие выделения медиатора не связанного с приходом нервного импульса помогло установить квантовый характер его высвобождения, то есть, в химическом синапсе медиатор выделяется и в покое, но изредка и небольшими порциями. Дискретность выражается в том, что медиатор выходит из окончания не диффузно, в виде отдельных молекул, а в форме многомолекулярных порций (или квантов), в каждой из которых содержатся несколько тысяч молекул (Рис. 1). Принцип работы химического синапса состоит в том, что потенциал действия (ПД) вызывает нейросекреторный процесс - синхронное выделение медиатора из большого числа везикул. Синхронизация достигается деполяризацией нервной терминали и открыванием электровозбудимых Са2+-каналов, через которые Са2+ входит в пресинаптическое окончание и приводит к слиянию пузырьков с местами высвобождения в пресинаптической мембране. В результате этого медиатор синхронно секретируется из синаптических пузырьков в синаптическую щель и вызывает генерацию постсинаптического тока.

Просвет синаптической щели в химических синапсах составляет в среднем 20 нм. Здесь медиатор связывается с белками-рецепторами, которые встроены в постсинаптическую мембрану. Эти рецепторы представляют собой лиганд-управляемые ионные каналы. После взаимодействия с молекулами медиатора рецепторы активируются и их каналы открываются, что сопровождается возникновением ионного тока и изменением мембранного потенциала постсинаптического нейрона. В результате, если мембранный потенциал сдвигается в сторону порога генерации ПД (происходит деполяризация), то говорят о возбуждающем действии медиатора. И наоборот, если мембранный потенциал становится более отрицательным (происходит гиперполяризация), говорят о тормозном действии медиатора.

Глутамат (Glu) является заменимой аминокислотой,

которая не проникает через гематоэнцефалический барьер, то

есть не поступает в мозг через кровь. Молекула глутаминовой

кислоты имеет достаточно простую структуру (Рис. 2).

Её синтез осуществляется в мозге, главным образом, „ , ,,

Рис.2. Схема строения

внутринейронно, хотя малая доля общего пула находится и в молеклы глутаминовш

кислоты.

астроцитах. Glu может быть синтезирован из альфа-кетоглутарата путем прямого восстановительного аминирования или трансаминирования из глутамина ферментом глутаминазой, а также из орнитина ферментом орнитинаминотрансферазой. Авторадиографические исследования показывают широкое распространение глутаматергических синапсов в большинстве отделов ЦНС, и, в частности, в коре больших полушарий, обонятельных луковицах, гиппокампе, черной субстанции, мозжечке, стриатуме, среднем мозге, гипоталамусе и спинном мозге.

Переносчики глутамата, которые являются интегральными белками плазматической мембраны, осуществляют транспорт - захват из синаптической щели, то есть его перенос внутрь глиальных клеток и нейронов, поддерживая тем самым низкую концентрацию этого медиатора в синаптической щели (Болдырев, 1985; Петров и др., 1997). Захват Glu против химического градиента (в цитозоле глиальных клеток и нейронов его концентрация может достигать 10 мМ) происходит благодаря энергии трансмембранных ионных градиентов. Поскольку самый большой электрохимический градиент между внеклеточной и внутриклеточной средой поддерживается для Na+ и K+ (примерно 140 мМ Na+ во внеклеточной среде и около 10 мМ внутри клеток; и наоборот 130 мМ К+ внутри клеток и порядка 3 мМ снаружи) молекулы Glu котранспортируются в клетку с ионами Na+, что сопровождается выходом ионов К+. Это доказывается тем, что замена ионов Na+ на ионы Li+ в наружной среде блокирует транспорт Glu (Антонов, 1989). Попав в цитозоль нейронов, глутамат закачивается в синаптические везикулы с помощью протонзависимых везикулярных

транспортеров (Рис. 1). Путь Glu из астроцитов в нейроны сопровождается метаболическими превращениями - астроцитах фермент глутаминсинтаза превращает его в глутамин. Важно то, что билипидные мембраны проницаемы для глутамина, и он не способен активировать рецепторы глутамата (GluR). Глутамин, попав во внеклеточное пространство, захватывается нейронами. Фермент глутаминаза, находящийся в митохондриях нейронов, превращает глутамин в глутамат, и он снова может закачиваться в везикулу, возвращаясь в медиаторный пул (Петров, 1997).

Множество физиологических тестов подтвердили идею о том, что глутамат, впервые открытый как возбуждающий медиатор в нервно-мышечном контакте саранчи (Wang et al., 1994) и гигантском синапсе кальмара (Kawai et al., 1957), высвобождается в качестве медиатора возбуждающих синапсах центральной нервной системы млекопитающих (Fonnum, 1984). Ионотропные глутаматные рецепторы могут быть сгруппированы в три крупных класса: NMDA (N-метил-Б-аспартат - избирательный агонист), AMPA (агонист - а-амино-3-гидрокси-5-изоксазолпропионовая кислота) и каинатные рецепторы. Ионотропные рецепторы глутамата очень разнообразны, как по составу входящих в них субъединиц, так и по свойствам формируемых ими ионных каналов. Субъединичный состав рецепторов определяет фармакологические и физиологические свойства ионных каналов.

Клонирование позволило определить аминокислотные последовательности рецепторных субъединиц, формирующих ионный канал, их топологию в мембране. Канал всех GluR формируется четырьмя субъединицами. AMPA-рецепторы (AMPAR) могут быть сформированы разными сочетаниями 4 видов субъединиц, каинатные рецепторы (KAR) - 5, а NMDAR - 6. Всего количество клонированных на настоящий момент субъединиц - 17. Для большинства субъединиц возможен альтернативный сплайсинг - редактирование, приводящее к изменению аминокислотной последовательности. Это увеличивает число возможных подтипов GluR и тем самым расширяет набор

функциональных отличий, которыми они могут обладать (McBain, Mayer, 1994).

NMDA-рецепторы, формирующие каналы, проницаемые для Na+, K+ и Ca2+, могут быть мишенью для действия ряда важных модулирующих факторов. Так, ионы магния блокируют ток через каналы NMDA рецепторов. Магниевый блок предотвращается деполяризацией (Johnson, Ascher, 1990). Активность NMDAR сильно зависит от наличия внеклеточного глицина, который, действуя аллостерически, способствует открыванию каналов глутаматом (Johnson, Ascher, 1987). Значительный вход ионов Ca2+ через каналы NMDA-рецепторов и накопление в нейронах является причиной нейротоксичности, наблюдающейся при различных патологиях нервной системы, включая аноксию, гипогликемию и судороги. В этих условиях уровень глутамата остается высоким в течение продолжительного периода, постоянно активируя NMDA-рецепторы и позволяя внутриклеточной концентрации кальция достигать цитотоксического уровня. Антагонисты NMDAR могут предотвращать такую гибель (Choi, Koh, Peters, 1988).

Каналы АМРА-рецепторов обладают быстрой кинетикой, так как их десенситизация происходит за миллисекунды, в то время как каналы NMDA рецепторов показывают более медленную кинетику. Рецепторы КА быстро десенситизируются и медленно восстанвливаются после десенситизации, что может делать более сложным их частотный ответ (Traynelis et al., 2010).

В ЦНС глутамат используется в качестве медиатора в большинстве отделов мозга, что подтверждается данными авторадиографического исследования распределения NMDA и AMPA рецепторов. Оба типа рецепторов широко представлены в коре больших полушарий и многих подкорковых отделах мозга. В то же время имеются значительные различия в относительной доле того или иного типа рецепторов в разных отделах мозга. Например, в мозжечке клетки Пуркинье экспрессируют относительно большее число AMPA, чем NMDA-рецепторов (Hartley, Dubinsky, 1993).

1.2. Механизм неквантового высвобождения нейромедиатора

Общепринято, что передача возбуждения с двигательных нервов на скелетные мышцы происходит через высвобождение относительно стабильных порций химического вещества - квантов нейромедиатора. У позвоночных, от нескольких десятков (в синапсах теплокровных животных) до несколько сотен (в синапсах холоднокровных животных) квантов ацетилхолина (АХ) оказываются высвобождены после стимуляции моторных нервных окончаний (Slater, 2008). В 1977 году было приведено прямое электрофизиологическое измерение неквантового освобождения (НКВ) АХ (Рис. 3) (Katz, Miledi, 1977; Vyskocil, Illes,

Рис. 3. Эффект тубокурарина (ТК) на потенциал мембраны концевой пластинки лягушки (слева, получено Ктацом и Миледи, 1977 году; калибровка времени 30 с, калибровка амлитуды 84 нА) и мыши (справа, получено Уу$кос11 Г., Ше$ Р., 1977) с ингибироваонной АХЭ. ТК был причиной исчезновения миниатюрных потенциалов концевой пластинки (мТКП) и гиперполяризации концевой пластинки. Меньшний Н-эффект в концевой пластинке лягушки, по-видимому, связан не с только пониженным входным сопротивлением мембраны мышечного волокна, но и также меньшим квантовым высвобождением по сравнению с мышью или крысой.

Высвобожденный АХ может накапливаться в синаптической щели в количествах достаточных, чтобы вызвать значимую постсинаптическую деполяризацию мембраны. В самом деле, после ингибирования ацетилхолинэстеразы (АХЭ) небольшая и медленно растущая деполяризация мышечных волокон была зарегистрирована в синаптической зоне, которая устраняется путем апликации тубокурарина (ТК) или а-бунгаротоксина (aBGT) - известных блокаторов постсинаптических никотиновых рецепторов. Гиперполяризация, которая развивается после аппликации ТК или aBGT

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Большаков Артем Евгеньевич, 2022 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абушик П.А., Большаков А.Е., Сибаров Д.А., Антонов С.М. Гетерогенность механизмов кальциевого ответа на каинат и типы нейронов в первичной культуре коры мозга крыс // Биологические мембраны, 2011, 28 (1):25-34.

2. Антонов С.М. Механизмы удаления глутамата как факторы, ограничивающие его постсинаптическое действие. 1989. Физиология и биохимия глутаматергических синапсов. под ред. Мандельштам Ю. Е., Л., Наука, 110-121.

3. Антонов С.М. Переносчики нейромедиаторов: рецепторная, транспортная и канальная функция. 2001. Журн. эвол. биохим. физиол., 37, 248-252.

4. Болдырев А.А. Биологические мембраны и транспорт ионов. 1985. М. МГУ.

5. Большаков А.Е., Сибаров Д. А., Абушик П. А., Кривой И.И., Антонов С.М. Дозо-зависимый характер антиапоптотического и токсического действия уабаина в первичной культуре нейронов коры крысы // Биологические мембраны, 2012, 29 (6): 422-428.

6. Гайнутдинова Т.Х., Андрианов В.В., Силантьева Д.И. Альманах современной науки и образования, Тамбов: Грамота, 2008. № 5 (12). C. 3537. ISSN 1993-5552.

7. Дамулин И.В. Некоторые аспекты дифференциальной диагностики и терапии деменций. — М., 2004.

8. Детлаф Т.А. Объекты биологии развития. 1975. М. «Наука».

9. Евстратова и др. Российский физиолоигический журнал им. И.М.Сеченова, 94, 380-393, 2008

10.Завалишин И.А., Захарова М.Н. Оксидантный стресс — общий механизм повреждения при заболеваниях центральной нервной системы. 1996. Ж. Неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. № 2. C: 111-114

11. Зефиров А.Л. Ионные каналы нервного окончания. Успехи физиологических наук, 2002. Т. 33. № 4. С. 3-33.

12.Кабак Я.М. Практикум по эндокринологии. Основные методики экспериментально-эндокринологических исследований. 1968. М. МГУ. 2-е изд. 27 с.

13. Коршунов А.М., Преображенская И.С. Программированная смерть клеток. Апоптоз (Обзор). 1998. Неврологический журнал №1.

14.Костюк П.Г. Кальций и клеточная возбудимость. М.: Наука, 1986. 255 с.

15. Куприянов В.В. Проблемы морфологической адаптации нервных структур. В кн.: Исследования обратимости острых и хронических изменений внутренних органов. 1962. Сб. тр. Ин-та им. А.В. Вишневского. М.:158-187.

16.Кривой И.И., Драбкина Т.М. От разнообразия молекулярных форм к функциональной специализации, Tempus, 2011, с. 6-47

17. Лаврентьев Б.И. Морфология антагонистической иннервации в автономной нервной системе и методы ее исследования. 1939. В кн.: Морфология автономной нервной системы. М. Л.: 13-83.

18. Левин О.С. Основные лекарственные средства, применяемые в неврологии. М. Медпресс-информ, 2006.

19. Левин О.С., Юнищенко Н.А., Амосова Н.А. и др. Болезнь Галлервордена — Шпатца с поздним началом // Неврол. журнал. 2004, N 2. С. 36 - 46.

20.Магазаник Л.Г., Антонов С.М., Гмиро В.Е. Механизмы активации и блокирования постсинаптической мембраны чувствительной к глутамату. 1984. Биол. мембраны, 1, 130-140.

21. Майоров В.Н. Морфология реактивных состояний вегетативного межнейронного синапса. Л.: Наука, 1969

22.Миронова Е.В. Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук. Механизмы токсичекого действия глутамата в нейронах коры головного мозга.

23.Ноздрачев А.Д., Баженов Ю.И., Баранникова И.А. и др. 2001. Начала физиологии. Санкт-Петербург.

24.Петров В.И., Пиотровский Л.Б., Григорьев И.А. Возбуждающие

аминокислоты. 1997. Волгоград.

25. Самойлов. В.О. Из кн. Медицинская биофизика. Спецлит, 2005.

26. Сахаров П.П. Лабораторные мыши и крысы.1933. М. Медгиз.

27.Сибаров Д.А., Абушик П.А., Большаков А.Е., Карелина Т.В., Кривой И.И., Антонов С.М. Эпилептиформные постсинаптические токи в первичной культуре нейронов коры головного мозга крысы: кальциевые механизмы регуляции // Биологические мембраны, 2014, 31 (1): 33-43.

28. Сотников О.С. Материалы к изучению реактивных изменений периферических мякотных нервных волокон. Автореф. канд. дисс. Л., 1966.

29. Сотников О.С. О структуроном комплексе реактивных изменений элементов мякотного нервного волокна. Матер. конф. студ. и аспир. морф. каф. ленингр. ВУЗов и НИИ, Л.: 56-58, 1965.

30. Сотников О.С. Функциональная морфология живого мякотного нервного волокна. Л. Наука. 156 с., 1976.

31. Смирнов Л.И. Основы морфологии нервной системы в нормальном и патологическом состояниях. Киев, 1935.

32. Суханов С.А. О четкообразном состоянии протоплазматических отростков нервных клеток мозговой коры. Дисс. М., 1899.

33.Ходоров Б.И. Нарушение нейронального кальциевого гомеостаза при гиперстимуляции глутаматных рецепторов. Патогенез. 2003. №1. С. 2033.

34.Abe-Dohmae S., Harada N., Yamada K.R. Tanaka R. Bcl-2 gene is highly expressed during neurogenesis in the central nervous system. Biochem. Biophys. Res. Commun., 191, pp. 915-921, 1993.

35.Abramowitz J., Dai C., Hirschi K.K. et al. Ouabain- and marinobufagenin-induced proliferation of human umbilical vein smooth muscle cells and a rat vascular smooth muscle cell line, A7r5. Circulation; 108: 3048-53, 2003.

36.Abushik P.A., Sibarov D.A., Eaton M.J., Skatchkov S.N., Antonov S.M. Kainate induced calcium overload of cortical neurons in vitro: dependence on expression of AMPA GluA2-subunit and down-regulation by subnanomolar ouabain. Cell Calcium, 2013, 54: 95-104

37.Acher P., Nowak L. The role of divalent cations in the N-methyl-D-aspartate responses of mouse central neurones in culture. // J Physiol. 1988 May; 399:24766.

38.Adams J.M., Cory S. The Bcl-2 protein family: arbiters of cell survival. Science, 1998. 281:1322-1326

39.Aizman O., Uhlen P., Lal M., Brismar H., Aperia A. Ouabain a steroid hormone that signals with slow calcium oscillations. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2001, 98. pp. 13420-13424

40.Ames W.A., Adult epiglottitis: an under-recognized, life-threatening condition. Br J Anaesth. 2000 Nov; 85(5): 795-7.

41.Anderson R.G.W. Caveolae: where incoming and outgoing messengers meet. 1993, Proc. Natl.Acad. Sci. USA., 90, 10909-10913.

42.Annunziato L., G. Pignataro, and Di Renzo G. F. Pharmacology of brain Na+/Ca2+ exchanger: from molecular biology to therapeutic perspectives. Pharmacological Reviews, 2004. vol. 56, no. 4, pp. 633-654.

43.Antonov S.M., Magazanik L.G. Intense non-quantal release of glutamate in an insect neuromuscular junction. Neurosci. Lett. , 1988; 93, 204- 208.

44.Aperia A. Na_-K_-ATPase, a new class of plasma membrane receptors. J Physiol Cell Physiol 310: C491-C495, 2016

45.Aperia A. New roles for an old enzyme: Na+/K+-ATPase emerges as an interesting drug target. 2007, J. Intern Med 261:44-52

46.Arends M.J., Wyllie A.H. Apoptosis. Mechanism and role in patology. Intern.Rev.Exp.Pathol, 1991. V. 32. - P: 223-254.

47.Arystarkhova E. at al. The gamma subunit modulates Na(+) and K(+) affinity of the renal Na+/K+-ATPase. J Biol Chem. 1999 Nov 19; 274(47):33183-5.

48.Ascher et al. Patch-clampers clean the brain. Nature, 1989, Jul 27; 340(6231):267.

49.Aydemir-Koksoy A., Abramowitz J., Allen J.C. Ouabain-induced signaling and vascular smooth muscle cell proliferation. J. Biol. Chem. 2001; 276:46605-11. 25

50.Bagrov A.Ya., Federova O.V., Maslova M.N., Roukayatkina N.I., Stolba P., Zhabko E.P. Antiarrhythmic effect of antibodies to digoxin in acute myocardial ischemia in rats. European Journal of Pharmacology, 162 (1989) 195-196

51.Bailey C.H., Gimtetto M., Huang Y.Y., Hawkins R.D., Kandel E.R. Is heterosynaptic modulation essential for stabilizing Hebbian plasticity and memory? // Nature Rev. Neurosci. 2000. V. 1, N 1. P: 11-20

52.Bailey C.H., Kandel E.R. Structural changes accompanying memory storage // Annu. Rev. Physiol. 1993. V. 55. R. 397-426

53.Baker P.F., Blaustein M.P., Keynes R.D., Manil J., Shaw T.I., Steinhardt R.A. The ouabain-sensitive fluxes of sodium and potassium in squid giant axons. J Physiol., 1969. Feb; 200(2):459-96.

54.Bano D., Nicotera P. Ca2+ signals and neuronal death in brain ischemia. Stroke, 2007. vol. 38, no. 2, pp. 674-676.

55.Bano D. Cleavage of the plasma membrane Na+/Ca2+ exchanger in excitotoxicity. Cell, 2005 Jan 28; 120(2): 275-85.

56.Barwe S.P., Anilkumar G., Moon S.Y., Zheng Y., Whitelegge J.P., Rajasekaran S.A., Rajasekaran A.K. Novel role for Na+/K+-ATPase in phosphatidylinositol 3-kinase signaling and suppression of cell motility. Mol. Biol. Cell, 2005. Mar; 16(3): 1082-94.

57.Beaulieu C., Colonnier M. A laminar analysis of the number of round-asymmetrical and flat-symmetrical synapses on spines, dendritic trunks, and cell bodies in area 17 of the cat / J. Comp. Neurol. 1985. V. 231, N 2. P: 180-189

58.Bellomo et al. Calcium-mediated mechanisms in chemically induced cell death. Annu Rev Pharmacol Toxicol. 1992; 32:449-70.

59.Berberian G., Asteggiano C., Pham C. ATP stimulation of Na+/Ca2+ exchanger in bovine brain membrane vesicles is similar to that of the heart and independent of ionic strength of assay or preparation. Ann N Y Acad Sci., 2002 Nov;976:418.

60.Berna-Erro A., Braun A., Kraft R. et al. STIM2 regulates capacitive Ca2+ entry in neurons and plays a key role in hypoxic neuronal cell death. Science Signaling, vol. 2, no. 93, 2009

61.Bernardi P. Mitochondrial transport of cations: channels, exchangers and permeability transition. Physiol. Rev., 1999. 79, 1127-1155.

62.Berridge M.J. Neuronal Calcium Signaling. Neuron, 1998. V. 21. P. 13-26.

63.Blackwell K. T., Alkon D. L. Blackwell K.T. Ryanodine Receptor Modulation of in Vitro Associative Learning in Hermissenda Crassicornis. Brain Res., 1999. V. 822. № 1. P. 114-125.

64.Blanco G., Mercer R.W. Isozymes of the Na+/K+-ATPase: heterogeneity in structure, diversity in function. Am. J. Physiol., 1998. 275: F633-F655.

65.Blaustein M.P. Physiological effects of endogenous ouabain: control of intracellular Ca2+ stores and cell responsiveness. Am. J. Physiol., 1993 264 (33): C1367-C1387.

66.Blaustein M.P. The Pump, the Exchanger and the Holy Spirit: Origins and 40 Year Evolution of Ideas About the Ouabain-Na+ Pump Endocrine System. Articles in PresS. Am J Physiol Cell Physiol (Jan 1, 2018).

67.Blaustein M.P., Dipolo R., Reeves J.P. Sodium-Calcium Exchange. Ann. NY Acad. Sci., 1991; 639, pp. 254-274.

68.Blaustein M.P., Lederer W.J. Sodium/calcium exchange: its physiological implications. Physiological Reviews, vol. 79, no. 3, pp. 763-854, 1999.

69.Blaustein M.P., Santiago E.M. Effects of internal and external cations and of ATP on sodium-calcium and calcium-calcium exchange in squid axons. Biophys. J. 1977 Oct; 20(1): 79-111.

70.Bosanac I., Michikawa T., Mikoshiba K., Ikura M. Structural insights into the regulatory mechanism of IP3 receptor. Biochim. Biophys. Acta. 2004; 89-102.

71.Breder J., Sabelhaus C.F, Opitz T., Reymann K.G., and Schroder U.H. Inhibition of different pathways influencing Na+ homeostasis protects organotypic hippocampal slice cultures from hypoxic/hypoglycemic injury. Neuropharmacology, 2000. 39:1779-1787.

72.Bredeston L.M., Rega A.F. Pre-steady-state phosphorylation and dephosphorylation of detergent-purified plasma-membrane Ca2+-ATPase. Biochem J. 2002 Jan 15; 361(Pt 2): 355-61.

73.Brookes P.S., Yoon Y., Robotham J.L., Anders M.W., Sheu S.- S. Calcium, ATP and ROS: a mitochondrial love-hate triangle. American Journal of Physiology, 2004, vol. 287, no. 4, pp. C817-C833.

74.Brustovetsky T. KB-R7943, an inhibitor of the reverse Na+/Ca2+ exchanger, blocks N-methyl-D-aspartate receptor and inhibits mitochondrial complex I. Br J Pharmacol. 2011 Jan; 162(1): 255-70.

75.Burnashev N., Khodorova A., Jonas P., Helm P.J., Wisden W., Monyer, H., Seeburg P.H., Sakmann B. Calcium-permeable AMPA-kainate receptors in fusiform cerebellar glial cells. Science, 1992, 256, 1566-1570.

76.Cai T., Wang H., Chen Y., Liu L., Gunning W.T., Quintas L.E., Xie Z.J. Regulation of caveolin-1 membrane traffic by the Na/K-ATPase. The Journal of Cell Biology, 2008; 182(6): 1153-69.

77.Cajal S.R. Histology of the Nervous System of Man and Vertebrate (Oxford Univ. Press, 1995; first published 1899) (trans. Swanson N. & Swanson L. W.)).

78.Carafoli E. The Ca2+ pump of the plasma membrane. J. Biol. Chem., 1992, 267, 2115-2118.

79.Carafoli E. Calcium signaling: a tale for all seasons. Proc Natl Acad Sci USA. 2002 Feb. 5; 99(3): 1115-22.

80.Carriedo S. G., Yin H. Z., Sensi S. L., Weiss J. H. Rapid Ca2+ entry through Ca2+-permeable AMPA/kainate channels triggers marked intracellular Ca2+ rises and consequent oxygen radical production. Journal of Neuroscience, 1998, vol. 18, no. 19, pp. 7727-7738.

81.Carroll R.C., Lissin D. V., von Zastrow M., Nicoll R.A., Malenka R.C. Rapid redistribution of glutamate receptors contributes to long-term depression in hippocampal cultures // Nature Neurosci. 1999. V. 2, N 5. R: 454-460.

82.Castaldo P., Cataldi M., Magi S., Lariccia V., Arcangeli S., Amoroso S. Role of the mitochondrial sodium/calcium exchanger in neuronal physiology and in the pathogenesis of neurological diseases. Progress in Neurobiology, 2009, vol. 87, no. 1, pp. 58-79.

83.Catterall W.A. Interactions of presynaptic Ca2+ channels and snare proteins in neurotransmitter release. Ann NY Acad Sci, 1999, 868: 144-159vys.

84.Chiesi M., Zurini M., Carafoli E. ATP synthesis catalyzed by the purified erythrocyte Ca-ATPase in the absence of calcium gradients. Biochemistry, 1984, 23, 2595-2600.

85.Choi D.W., Koh J.Y., Peters S. Pharmacology of glutamate neurotoxicity in cortical cell culture: attenuation by NMDA antagonists. J. Neurosci., 1988; 8: 185196.

86.Cory S., Huang D.C., Adams J.M. The Bcl-2 family: roles in cell survival and oncogenesis. Oncogene, 2003; 22:8590-8607.

87.Curtis D. R., Johnston G.R. Amino acid transmitters in the mammalian central nervous system. Ergebn. Physiol., 1974; 69, 97-188.

88.Daly S.E., Lane L.K., Blostein R. Structure/function analysis of the amino-terminal region of the 1 and 2 subunits of Na+/K+-ATPase. J. Biol. Chem. 1996; 271:9 - 18.

89.de Carvalho Aguiar P., Sweadner K.J., Penniston J.T. et al. Mutations in the

Na+/K+-ATPase a3 gene ATP1A3 are associated with rapid-onset dystonia parkinsonism. Neuron, 2004; 43: 169-75.

90.De Koninck P., Schulman H. Sensitivity of CaM kinase II to the frequency of Ca2+ oscillations. Science, 1998; 279: 227-30.

91.Deller T., Korte M., Chabanis S., Drakew A., Schwegler H., Stefani G.G., Zuniga A., Schwarz K., Bonhoeffer T., Zeller R., Frotscher M., Mundel P. Synaptopodin-deficient mice lack a spine apparatus and show deficits in synaptic plasticity. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A, 2003. V. 100, N 18. P: 10494-10499.

92.Deshpande L. S., Limbrick D. D. Jr., Sombati S., DeLorenzo R. J. Activation of a novel injury-induced calciumpermeable channel that plays a key role in causing extended neuronal depolarization and initiating neuronal death in excitotoxic neuronal injury. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics, vol. 322, no. 2, pp. 443-452, 2007.

93.Dichter M.A. Rat cortical neurons in cell culture: culture methods, cell morphology, electrophysiology, and synapse formation. Brain Research. 1978. V. 149. № 2. P. 279 - 293.

94.Dipolo R., Beauge L. "Sodium/calcium exchanger: Influence of metabolic regulation on ion carrier interactions". Physiological Reviews, 2006; 86 (1): 155203.

95.DiPolo R. ATP levels modify the activation of the Na pump by external cations in squid axons. Nature, 1978; Feb 23; 271(5647): 777-8;

96.DiPolo R. Ca pump driven by ATP in squid axons. Nature, 1978; Jul 27; 274(5669): 390-2.

97.DiPolo R., Beauge L. Sodium/calcium exchanger: influence of metabolic regulation on ion carrier interactions. Physiol. Rev. 2006; Jan;86(1):155-203.

98.Dobretsov M., Stimers J.R. Neuronal function and alpha3 isoform of the Na+/K+-ATPase. Front Biosci., 2005 Sep 1;10:2373-96.

99.Dolmetsch R.E., Xu K., Lewis R.S. Calcium oscillations increase

the efficiency and specificity of gene expression. Nature, 1998; 392: 933-6.

100. Donovan M., Cotter T.G. Control of mitochondrial integrity by Bcl-2 family members and caspaseindependent cell death. Biochim Biophys Acta. 2004; 1644:133-147.

101. Doris P.A., Bagrov A.Y. Endogenous sodium pump inhibitors and blood pressure regulation: an update on recent progress. Proc. Soc.Exp. Biol. Med., 1998; 218: 156-167.

102. Droin N.M., Green D.R. Role of Bcl-2 family members in immunity and disease. Biochim Biophys Acta., 2004; 1644:179-188.

103. Dunham E.T., Glynn I.M. Adenosinetriphosphatase activity and the active movements of alkali metal ions. J. Physiol. 1961 Apr; 156: 274-93.

104. Engert F., Bonhoeffer T. Dendritic spine changes associated with hippocampal long-term synaptic plasticity. Nature, 1999; May 6; 399(6731): 66-70.

105. Enyedi A., Minami J., Caride A.J., Penniston J.T. Characteristics of the Ca2+ pump and Ca2+-ATPase in the plasma membrane of rat myometrium. Biochem. J., 1988; 252, 215-220.

106. Erecinska M., Silver I.A. ATP and brain function. J. Cereb Blood Flow Metab., 1989; Feb; 9(1): 2-19.

107. Fatt P., Katz B. Some observations on biological noise. Nature, 1950; 166, 567-598.

108. Ferreira H.G., Lew V.L. Proceedings: Ca transport and Ca pump reversal in human red blood cells. J. Physiol, 1975; 252, 86P-87P.

109. Fillit H., Hill J. Economics of dementia and pharmacoeconomics of dementia therapy. Am J. Geriatr. Pharmacother., 2005 Mar; 3(1): 39-49.

110. Fonnum F. Glutamate: a neurotransmitter in mammalian brain. J. Neurochem., 1984; 42: 1-11.

111. Formigli L. et al. Apoptosis shifts to necrosis via intermediate types of cell

death by a mechanism depending on c-myc and bcl-2 expression. Cell Tissue Res. , 2004; May; 316(2):197-209.

112. Friere M.M., Carvalho Alves P.C., Barrabin H., Scofano H.M. Pseudosubstrate hydrolysis by the erythrocyte plasma membrane Ca(2+)-ATPase: kinetic evidence for a modified E1 conformation in dimethylsulfoxide. Biochim. Biophys. Acta, 1997; 1323, 291-298.

113. Fujimoto T. Calcium pump of the plasma membrane is localized in caveolae. J. Cell. Biol, 1993; 120, 1147-1157.

114. Fullerton D.S., Yoshioka K., Rohrer D.C., From A.H., Ahmed K. Acrystallographic conformational energy and biological study of Actodigin (AY-22,241) and its genin. Mol. Pharmacol, 1980; 17:43-51.

115. Gao J., Duan B., Wang D.G. et al. Coupling between NMDA receptor and acid-sensing ion channel contributes to ischemic neuronal death. Neuron, 2005; vol. 48, no. 4, pp. 635-646.

116. Garrahan P.J., Rega A.F. Activation of partial reactions of the Ca2+-ATPase from human red cells by Mg2+ and ATP. Biochim. Biophys. Acta, 1978; 513, 59-65.

117. Garrahan P.J. The E2 in equilibrium E1 transition of the Ca2+-ATPase from plasma membranes studied by phosphorylation. J. Biol. Chem., 1990; Mar 5; 265(7): 3789-92.

118. Glynn I.M. Evidence for the ordered release of rubidium ions occluded within the Na+/K+-ATPase of mammalian kidney. J Physiol., 1985; Nov; 368: 453-69.

119. Gobbi P.P. Castaldo A. Minelli et al. Mitochondrial localization of Na+/Ca2+ exchangers NCX1-3 in neurons and astrocytes of adult rat brain in situ. Pharmacological Research, 2007; vol. 56, no. 6, pp. 556-565.

120. Golden W.C., Martin L.J. Low-dose ouabain protects against excitotoxic apoptosis and up-regulates nuclear Bcl-2 in vivo. Neuroscience, 2006; 137(1):133-44.

121. Gooz M., Toth M., Vakkuri O., Gooz P., Smolka A.J., de Chatel R., Szalay K.S. Endogenous ouabain-like factor (OLF) secretion is modulated by nicotinic mechanisms in rat adrenocortical cells.. Life Sci., 2004; 74: 2111-28.

122. Green D.R., Reed J.C. Mitochondria and apoptosis. Science, 1998; 281:1309-1312.

123. Grynkiewicz G., Poenie M., Tsien R.Y. A new generation of Ca2+ indicators with greatly improved fluorescence properties. J. Biol. Chem., 1985; V. 25. N. 260(6), P: 3440-3450.

124. Guerini D. The Ca2+ pumps and the Na+/Ca2+ exchangers. Biometals., 1998; Dec; 11(4): 319-30.

125. Guerini D., Carafoli E., Genazzani A. Calcium controls the transcription of its own transporters and channels in developing neurons. Biochem. Biophys. Res. Commun., 1999; Dec 29; 266(3): 624-32.

126. Haiping Cai, Liang Wu, Weikai Qu, Deepak Malhotra, Zijian Xie, Joseph I. Shapiro, Jiang Liu. Regulation of apical NHE3 trafficking by ouabain-induced activation of the basolateral Na+/K+-ATPase receptor complex. Am J Physiol Cell Physiol. 2008 Feb; 294(2): C555-63

127. Haldane J.B S. The Origin of Life Bernal J.D. ed. The Origin of Life. L., 1967. P. 249.

128. Hammes A., Oberdorf Maas S., Rother T., Nething K., Gollnick F., Linz K.W., Meyer R., Hu K., Han H., Gaudron P., Ertl G., Hoffmann S., Ganten U., Vetter R., Schuh K., Benk witz C., Zimmer H.G., Neyses L. Overexpression of the sarcolemmal calcium pump in the myocardium of transgenic rats. Circ. Res., 1998; 83, 877-888.

129. Han E.B., Stevens C.F. Development regulates a switch between postand presynaptic strengthening in response to activity deprivation. Proc Natl Acad Sci U S A, 2009; Jun 30; 106(26): 10817-22.

130. Hansen O. Heterogeneity of Na+/K+-ATPase from rectal gland of Squalus acanthias is not due to alpha isoform diversity. Pflugers Arch, 1999; 437:517-522.

131. Hao L., Rigaud J.L., Inesi G. Ca2+/H+ countertransport and electrogenicity in proteoliposomes containing erythrocyte plasma membrane Ca2+-ATPase and exogenous lipids. J. Biol. Chem., 1994; 269, 14268-14275.

132. Harris K.M., Kater S.B. Dendritic spines: cellular specializations imparting both stability and flexibility to synaptic function / Annu. Rev. Neurosci., 1994; V. 17. P: 341-371.

133. Hartley Z., Dubinsky J.M. Changes in intracellular pH associated with glutamate excitotoxicity. J. Neurosci., 1993; 13, 4690-4699.

134. Haruo Ogawaa, Shinoda T, Cornelius F, Toyoshima C. Crystal structure of the sodium-potassium pump (Na+/K+-ATPase) with bound potassium and ouabain / PNAS August 18, 2009 vol. 16.

135. Hatanaka Y., Suwkl K., Kawasaki Y. et al. A role of peroxides in Ca2+ ionophore-induced apoptosis in cultured rat cortical neurons. Biochem. biophys. Res. Commun., 1996; V. 227, N 2. P: 513-518.

136. Hayashi T. Effects of sodium glutamate on the nervous system. Keio J. Med. 1954; 3: 192-193.

137. Hering H., Sheng M. Dendritic spines: structure, dynamics and regulation / Nat Rev Neurosci., 2001; V. 2, N 12. - P: 880-888.

138. Herscher C.J., Rega A.F., Adamo H.P. Pre-steady-state kinetic study of the effects of K+ on the partial reactions of the catalytic cycle of the plasma membrane Ca2+-ATPase. Biochem. J., 1996; 315, 673-677.

139. Herscher C.J., Rega A.F., Garrahan P.J. The dephosphorylation reaction of the Ca2+-ATPase from plasma membranes. J. Biol. Chem., 1994; 269, 1040010406.

140. Hilgemann et al., Steady-state and dynamic properties of cardiac sodium-calcium exchange. J Gen Physiol., 1992; Dec; 100(6).

141. Hilgenberg L.G. Su H., Gu H., O'Dowd D.K., Smith M.A. Alpha3 Na+/K+-ATPase is a neuronal receptor for agrin. Cell, 2006; Apr 21; 125(2): 359-69.

142. Hofmann L. Lacinov'a, Klugbauer N. Voltagedependent calcium channels: from structure to function. Reviews of Physiology, Biochemistry and Pharmacology, 1999; vol. 139, no. 6, pp. 33-87.

143. Hu Q., Deshpande S., Irani K., Ziegelstein R.C. Ca2+i oscillation frequency regulates agonist-stimulated NF-kappaB transcriptional activity. J. Biol. Chem., 1999; 274: 33995-8.

144. Irwin R.P., Lin S.Z., Long R.T., Paul S.M. N-methyl-d-aspartate induces a rapid reversible and calciumdependent intracellular acidosis in cultured fetal rat hippocampal neurons. J. Neurosci., 1994; 14, 1352-1357.

145. Isaev N.K., Zorov D.B., Stelmashook E.V., Uzbekov R.E., Kozhemyakin M.B., Victorov I.V. Neurotoxic glutamate treatment of cultured cerebellar granule cells induces Ca2+-dependent collapse of mitochondrial membrane potential and ultrastructural alterations of mitochondria. FEBS Lett., 1996; 392, 143-147.

146. Iwamoto T. Na+/Ca2+ exchange inhibitors: a new class of calcium regulators. Cardiovasc Hematol Disord Drug Targets, 2007 Sep; 7(3): 188-98.

147. Iwamoto T., Kita S. YM-244769, a novel Na+/Ca2+ exchange inhibitor that preferentially inhibits NCX3, efficiently protects against hypoxia/ reoxygenation-induced SHSY5Y neuronal cell damage. Molecular Pharmacology,

2006; vol. 70, no. 6, pp. 2075-2083.

148. Iwamoto T., Watano T., Shigekawa M. A novel isothiourea derivative selectively inhibits the reverse mode of Na+/Ca2+ exchange in cells expressing NCX1. J. Biol. Chem. 1996; 271:22391-22397.

149. Iwamoto T. A novel isothiourea derivative selectively inhibits the reverse mode of Na+/Ca2+ exchange in cells expressing NCX1. J Biol Chem. 1996 Sep 13; 271(37): 22391-7.

150. Jeffs G.J., Meloni B.P., Bakker A.J., Knuckey N.W. The role of the Na+/Ca2+ exchanger (NCX) in neurons following ischaemia. Journal of Clinical Neuroscience, 2007; vol. 14, no. 6, pp. 507-514.

151. Jensen R.E., Dunn C.D., Youngman M.J., Sesaki H. Mitochondrial building blocks. Trends Cell Biol., 2004; May, 14(5): 215-8.

152. Jeon D., Chu K., Jung K.H. et al. Na+/Ca2+ exchanger 2 is neuroprotective by exporting Ca2+ during a transient focal cerebral ischemia in the mouse. Cell Calcium, 2008; vol. 43, no. 5, pp. 482-491.

153. Johnson J.W., Ascher P. Glycine potentiates the NMDA response in cultured mouse brain neurons. Nature, 1987; 325: 529-531.

154. Johnson J.W., Ascher P. Voltage-dependent block by intracellular Mg2+ of N-methyl-D-aspartate-activated channels. Biophys. J., 1990; 57: 1085-90.

155. M.V., Westbrook G.L. The impact of receptor desensitization on fast synaptic transmission. Trends Neurosci. 1996. V. 19, N 3. P: 96-101.

156. Juhaszova M., Blaustein M.P. Na+ pump low and high ouabain affinity alpha subunit isoforms are differently distributed in cells. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1997; 94:1800-1805.

157. Karnovsky M.J., Kleinfeld A.M., Hoover R.L., Klausner R.D. The concept of lipid domains in membranes. The Journal of cell biology, 1982; Jul; 94 (1): 1-6.

158. Kasas S., Hofmann F., Celio M.R., Carafoli E. Scanning Microsc., 1992; 14, 276-281.

159. Katz B., Miledi R. Transmitter leakage from motor nerve endings. Proc. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci., 1977; 196: 59-72.

160. Kaufmann H., Biaggoni I. Teaching Course Movement Disorders. Athens, 2005.

161. Kawai N. et al. Blockade of synaptic transmission in the squid giant synapse by a spider toxin (JSTX). Brain Res., 1983. 278: 346-349.

162. Kessler F., Bennardini F., Bachs O., Serratosa J., James P., Caride A.J., Gazzotti P., Penniston J.T., Carafoli E. Partial purification and characterization of the Ca2+-pumping ATPase of the liver plasma membrane. J. Biol. Chem., 1990; 265,16012-16019.

163. Khodorov B. Glutamate-induced deregulation of calcium homeostasis and mitochondrial dysfunction in mammalian central neurons / Progr. Biophys. Molec. Biol. 2004. V. 86. №. 2. P. 279 - 351.

164. Khodorov B., Pinelis V., Vergun O., Storozhevykh T., Vinskaya N. Mitochondrial deenergization underlies neuronal calcium overload following a prolonged glutamate challenge. FEBS Lett., 1996. 397, 230-234.

165. Khundmiri S.J., Metzler M.A., Ameen M., Amin V., Rane M.J., Delamere N.A. Ouabain induces cell proliferation through calcium dependent phosphorylation of Akt (protein kinase B) in opossum kidney proximal tubule cells. Am J. Physiol. Cell Physiol. 2006; 291: C1247-57. 26.

166. Kimura J., Watano T., Kawahara M., Sakai E., Yatabe J. Directionindependent block of bi-directional Na+/Ca2+ exchange current by KB-R7943 in guinea-pig cardiac myocytes. Br. J. Pharmacol., 1999; 128:969-974.

167. Kip S.N., Gray N.W., Burette A., Canbay A., Weinberg R.J., Strehler E.E. Changes in the expression of plasma membrane calcium extrusion systems during the maturation of hippocampal neurons. Hippocampus, 2006; 16(1): 20-34.

168. Kluck R.M., Bossy-Wetzel E., Green D.R., Newmeyer D.D. The release of cytochrome c from mitochondria: a primary site for Bcl-2 regulation

of apoptosis. Science, 1997; Feb 21; 275(5303):1132-6.

169. Kobayashi S. Choose Delicately and Reuse Adequately: The Newly Revealed Process of Autophagy. Biological & pharmaceutical bulletin, 2015. 38 (8): 1098-103.

170. Koch R.A., Barish M.E. Perturbation of intracellular calcium and hydrogen ion regulation in cultured mouse ippocampal neurons by reduction of the sodium ion concentration gradient. J. Neurosci., 199414, 2585-2593.

171. Korsmeyer S.J. BCL-2 gene family and the regulation of programmed cell death Cancer Res., 59 (1999), pp. 1693s-1700s.

172. Kosk Kosicka D. Inesi G. Cooperative calcium binding and calmodulin regulation in the calcium-dependent adenosine triphosphatase purified from the erythrocyte membrane. FEBS Lett, 1985; Sep 9; 189(1): 67-71.

173. Kraev et al. Molecular cloning of a third member of the potassium-dependent sodium-calcium exchanger gene family, NCKX3. J. Biol. Chem., 2001; Jun 22; 276(25): 23161-72.

174. Krivoi I.I. Functional Interactions of Na,KATPase with Molecular Environment. Biophysics, 2014, Vol. 59, No. 5, pp. 708-717.

175. Kroemer G., Zamzami N., Susin S.A. Mitochondrial control of apoptosis. Immunol. Today, 1997; 18, 44-51.

176. Krucker T., Siggins G.R., Halpain S. Dynamic actin filaments are required for stable long-term potentiation (LTP) in area CA1 of the hippocampus. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2000; V. 97, N 12. P: 6856-6861.

177. Kubitscheck U., Pratsch L., Passow H., Peters R. Calcium pump kinetics determined in single erythrocyte ghosts by microphotolysis and confocal imaging. Biophys. J., 1995; 69, 30-41.

178. Kulikov A., Eva A., Kirch U. et al. Ouabain activates signaling pathways associated with cell death in human neuroblastoma. Biochim. Biophys. Acta., 2007. V. 1768. P. 1691-1702.

179. Lamprecht R., LeDoux J. Structural plasticity and memory. Nat. Rev. Neurosci. 2004. V. 5, N 1. P: 45-54.

180. Lauger P. Kinetic basis of voltage dependence of the Na,K-pump. Soc. Gen. Physiol. Ser., 1991; 46: 303-15.

181. Li J., Zelenin S., Aperia A., Aizman O. Low doses of ouabain protect from serum deprivation-triggered apoptosis and stimulate kidney proliferation via activation of NF-kappaB. J. Am. Soc. Nephrol., 2006; 17: 1848-57.

182. Li L., Kimura J. Effect of KB-R7943 on oscillatory Na+/Ca2+ exchange current in guinea pig ventricular myocytes. Ann N.Y. Acad Sci. 2002 Nov; 976: 539-42.

183. Li S.Y. et al. Calcium signal-initiated early activation of NF-kappaB in neurons is a neuroprotective event in response to kainic acid-induced excitotoxicity. Biochemistry (Mosc), 2010.

184. Li Z., Xie Z. The Na/K-ATPase/Src complex and cardiotonic steroidactivated protein kinase cascades. Pflugers Arch., 2009; 457:635-644.

185. Lichtstein D., Rosen H. Endogenous digitalis-like Na+/K+-ATPase inhibitors, and brain function. Neurochem., 2001. Res. 26: 971-978.

186. Lingrel J.B. The physiological significance of the cardiotonic steroid/ouabain-binding site of the Na,K-ATPase. Annu Rev Physiol., 2010; 72: 395-412.

187. Lipton P. Ischemic cell death in brain neurons. Physiol Rev. 1999 Oct; 79(4):1431-568.

188. Li-Smerin Y., Johnson J. W. Kinetics of the block by intracellular Mg2+ of the NMDA-activated channel in cultured rat neurons. Journal of Physiology, 1996. V. 491. № 1. P. 121 - 135.

189. Liu L., Abramowitz J., Askari A., Allen J.C. Role of caveolae in ouabain-induced proliferation of cultured vascular smooth muscle cells of the synthetic phenotype. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol., 2004; 287: H2173-82.

190. Liu S., L. Lau, J. Wei et al., Expression of Ca2+-permeable AMPA receptor channels primes cell death in transient forebrain ischemia. Neuron, 2004; vol. 43, no. 1, pp. 43-55.

191. Llinas R., Sugimori M., Silver R.B. Microdomains of high calcium concentration in a presynaptic terminal. Science, 1992; 256: 677-679.

192. Lomo T. The discovery of long-term potentiation. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci., 2003; V. 358, N 1432. P: 617-620.

193. Lucas D.R., Newhouse J.P. The Toxic Effect of Sodium L-Glutamate on the Inner Layers of the Retina. A.M.A. Archives of ophthalmology, 1957; 58. № 2.C.193-201.

194. Luscher C., Xia H., Beattie E.G., Carroll R.C., von Zastrow M., Malenka R.C., Nicoll R.A. Role of AMPA receptor cycling in synaptic transmission and plasticity. Neuron, 1999; V. 24, N 3. P: 649-658.

195. MacDermott A.B. et al. NMDA-receptor activation increases cytoplasmic calcium concentration in cultured spinal cord neurones. Nature, 1986; Jun 26-Jul 2; 321 (6073): 888.

196. Man H.Y., Lin J.W., Ju W.H., Ahmadian G., Liu L., Becker L.E., Sheng M., Wang Y.T. Regulation of AMPA receptor-mediated synaptic transmission by clathrin-dependent receptor internalization. Neuron, 2000; V. 25, N 3. - P: 649662.

197. Marrs G.S., Green S.H., Dailey M.E. Rapid formation and remodeling of postsynaptic densities in developing dendrites. Nat. Neurosci., 2001; V. 4, N 10. P: 1006-1013.

198. Martin D.L., DeLuca H.F. Influence of sodium on calcium transport by the rat small intestine. Am. J. Physiol., 1969; Jun; 216 (6): 1351-9.

199. Martinou J.C. et. al. Overexpression of BCL-2 in transgenic mice protects neurons from naturally occurring cell death and experimental ischemia. Neuron, 1994; Oct 13 (4):1017-30.

200. Martonosi A. N. ed. The Enzymes of Biological Membranes. Membrane Transport. New York, Plenum, 1985; Vol 3, pp 35-114.

201. Matsuda T., Arakawa N., Takuma K. et al. SEA0400, a novel and selective inhibitor of the Na+/Ca2+ exchanger attenuates reperfusion injury in the in vitro and in vivo cerebral ischemic models. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics, 2001; vol. 298, no. 1, pp. 249-256.

202. Mattson M.P., LaFerla F.M., Chan S.L., Leissring M.A., Shepel P.N., Geiger J. D. Calcium signaling in the ER: its role in neuronal plasticity and neurodegenerative disorders. Trends in Neurosciences, 2000; vol. 23, no. 5, pp. 222-229.

203. Matus A. Actin-based plasticity in dendritic spines. Science, 2000; V. 290, N 5492. P: 754-758.

204. McBain C.J., Mayer M.L. N-methyl-Daspartic acid receptor structure and function. Physiol. Rev., 1994; 74, 723-760.

205. McConkey D.J., Hartzell P., Amador-Pérez J.F., Orrenius S., Jondal M. Calcium-dependent killing of immature thymocytes by stimulation via the CD3/T cell receptor complex. J. Immunol., 1989 Sep 15; 143 (6):1801-6.

206. Meldrum, B. S. Glutamate as a neurotransmitter in the brain: Review of physiology and pathology. The Journal of nutrition, 2000; 130, 1007S-1015S.

207. Mijatovic T., Van Quaquebeke E., Delest B., Debeir O., Darro F., Kiss R. Cardiotonic steroids on the road to anti-cancer therapy. Biochim.Biophys. Acta., 2007; 1776: 32-57.

208. Mikoshiba K., Hattori M. IP3 receptor-operated calcium entry. Sci. STKE,

2000; 51: PE1.

209. Miller S.L, Urey H.C. Organic compound synthesis on the primitive earth. Science, New York, N.Y., 1959; 130 (3370): 245-51.

210. Miyakawa-Naito A., Uhle'n P., Lal M. et al. Cell signaling microdomain with Na,K-ATPase and inositol 1,4,5-trisphosphate receptor generates calcium oscillations. J. Biol. Chem., 2003; 278: 50355-61.

211. Moran Dvela-Levitt1 et al. Ouabain improves functional recovery following traumatic brain injury. Journal of Neurotrauma, 2014; Volume: 31, Issue 23.

212. Morris RG. Synaptic plasticity and learning: selective impairment of learning rats and blockade of long-term potentiation in vivo by the N-methyl-D-aspartate receptor antagonist AP5. Journal of Neuroscience, 1989; Sep; 9(9): 304057.

213. Mundel P., Gilbert P., Kriz W. Podocytes in glomerulus of rat kidney express a characteristic 44 KD protein. J. Histochem. Cytochem., 1991; V. 39, N 8. P: 1047-56.

214. Mundel P., Heid H.W., Mundel T.M., Kruger M., Reiser J., Kriz W. Synaptopodin: an actin-associated protein in telencephalic dendrites and renal podocytes. J. Cell. Biol., 1997; V. 139, N 1. P: 193-204.

215. Munzer et al. Tissue- and isoform-specific kinetic behavior of the Na,K-ATPase. J Biol Chem., 1994; Jun 17; 269 (24): 16668-76.

216. Nakanishi C., Toi M. Nuclear factor-kappaB inhibitors as sensitizers to anticancer drugs. Nat. Rev. Cancer, 2005; 5: 297- 309.

217. Nakanishi N., S. Tu, Y. Shin et al., Neuroprotection by the NR3A subunit of the NMDA receptor. Journal of Neuroscience, 2009; vol. 29, no. 16, p.5260-5265.

218. Narayanan K. L., Irmady K., Subramaniam S., Unsicker K., von Bohlen O. und Halbach. Evidence that TRPC1 is involved in hippocampal glutamate-induced cell death. Neuroscience Letters, 2008; vol. 446, no. 2-3, pp. 117-122.

219. Nicholls D. G., Ward M. W. Mitochondrial membrane potential and neuronal glutamate excitotoxicity: mortality and millivolts. Trends in Neurosciences, 2000; vol. 23, no. 4, pp. 166-174.

220. Nicholls D.G. Mitochondrial dysfunction and glutamate excitotoxicity studied in primary neuronal cultures. Curr. Mol. Med., 2004; V. 4. P. 149-177.

221. Nicholls D.G., Budd S.L. Mitochondrial and neuronal survival. Physiol. Rev., 2000; V. 80. P. 315-360. 4.

222. Nieminen A.L., Petrie T.G., Lemasters J.J., Selman W.R., Cyclosporin A delays mitochondrial depolarization induced by N-methyl-d-aspartate in cortical neurons: evidence of the mitochondrial permeability transition. Neuroscience, 1996; 75, 993-997.

223. Niggli et al. The Ca2+-pump of sickle cell plasma membranes. Purification and reconstitution ofthe ATPase enzyme. Cell Calcium., 1982; May; 3(2): 131-51.

224. Niggli V., Penniston J.T., Carafoli E. Purification of the (Ca2+-Mg2+)-ATPase from human erythrocyte membranes using a calmodulin affinity column. J. Biol. Chem., 1979, 254, 9955-9958.

225. Niggli V., Sigel E., Carafoli E. The purified Ca2+ pump of human erythrocyte membranes catalyzes an electroneutral Ca2+-H+ exchange in reconstituted liposomal systems. J. Biol. Chem., 1982; 257, 2350-2356.

226. Nilius B., Voets T., Peters J. TRP channels in disease. Science's STKE, 2005. vol. 2005, no. 295, article re8.

227. Ogawa H., Shinoda T., Cornelius F., Toyoshima C. Crystal structure of the sodium-potassium pump (Na+,K+-ATPase) with bound potassium and ouabain. Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 2009;106 (33): 13742-7.

228. Oliver F.J., Menissier-de Murcia J., de Murcia G. Poly(ADP-ribose) polymerase in the cellular response to DNA damage apoptosis and disease. Am. J. Hum. Genet., 1999; V. 64, N 5. P: 1282-1288.

229. Or eJ.W. Brain lesions, obesity, and other disturbances in mice treated

with monosodium glutamate. Science, 1969;165: 719-721,

230. Olney J.W. Excitatory transmitter neurotoxicity. Neurobiol. Aging., 1994; 15(2): 259-60.

231. Or E., Goldshleger E.D., Tal D.M., Karlish S.J. Solubilization of a complex of tryptic fragments of Na,K-ATPase containing occluded Rb ions and bound ouabain. Biochemistry, 1996; 35:6853-6864.

232. Patterson R.L., Boehning D., Snyder S.H. Inositol 1,4,5-trisphosphate receptors as signal integrators. Annu. Rev. Biochem. 2004; 73: 437-65.

233. Paul F. Lurquin. The origins of life and the universe. Columbia University Press., 2003; P. 96.

234. Paula S., Tabet M.R., Ball W.J. Interactions between cardiac glycosides and sodium/potassium-ATPase: Three-dimensional structure-activity relationship models for ligand binding to the E2-Pi form of the enzyme versus activity inhibition. Biochemistry, 2005; 44:498-510.

235. Pedersen S.F., Owsianik G., Nilius B. TRP channels: an overview. Cell Calcium, 2005. vol. 38, no. 3-4, pp. 233-252.

236. Pellegrini-Giampietro D.E., Gorter J.A., L. Bennett M.V., Zukin R.S.U. The GluR2 (GluR-B) hypothesis: Ca2+-permeable AMPA receptors in neurological disorders. Trends in Neurosciences, 1997; vol. 20, no. 10, pp. 464-470.

237. Penniston J.T., Enyedi A., Verma A.K., Adamo H.P., Filoteo A.G. Plasma membrane Ca2+ pumps. Ann. N. Y. Acad. Sci., 1997; 834, 56-64.

238. Pert C.B., Snyder S.H. Opiate receptor: demonstration in nervous tissue. Science, 1973; 179:1011-1014.

239. Peters A., Jones E.G. Cerebellar Cortex. Volume 1: Cellular Components of the Cerebral Cortex. By eds. N.Y.: Plenum Press, 1984.

240. Petralia R.S., Wang Y.X., Hua F. et al. Organization of NMDA receptors at extrasynaptic locations. Neuroscience, 2010. vol. 167, no. 1, pp. 68-87.

241. Philipson K.D., Nicoll D.A. Molecular and kinetic aspects of sodium-calcium exchange. Int. Rev. Cytol., 1993; 137C: 199-227.

242. Philpott K.L., Me Carthy M.J., Backer D., Gatchalian C., Rubin L.L. Morphological and biochemical changes in neurons: apoptosis versus mitosis. Eur. J. Neurosci., 1996. V. 8, N. 9. P: 1906-1915.

243. Pignataro G., Simon R. P., Xiong Z.-G. Prolonged activation of ASIC1a and the time window for neuroprotection in cerebral ischaemia. Brain, 2007. vol. 130, no. 1, pp. 151-158.

244. Pinheiro P.S., Mulle C. Presynaptic glutamate receptors: physiological functions and mechanisms of action. Nat. Rev. Neurosci., 2008; Jun; 9 (6): 423-36.

245. Poewe W. Teaching Course Movement Disorders. Athens, 2005.

246. Popi S., Nektarios T. The biochemistry of neuronal necrosis: rogue biology. Nature Reviews Neuroscience, 2003; 4, 672-684.

247. Pressley T.A. Ionic regulation of Na/K -ATPase expression. Semin. Nephrol., 1992; 12: 67-71.

248. Qin Z H., Wang K., Chase T. N. Stimulation of N-methyl-D-aspartate receptors induces apoptosis in rat brain. Brain Res., 1996; V. 725, N. 2. P: 166-176.

249. Quinn N. Teaching Course Movement Disorders. Copenhagen, 2000

250. Ramon y Cajal S. Stucture and connections of neurons. 1952. Bull. Los Angel. Neuro Soc., 17, 5-46.

251. Reuter H., Seitz N. The dependence of calcium efflux from cardiac muscle on temperature and external ion composition. J. Physiol., 1968; Mar; 195(2):451-70.

252. Ringer S.J. A further contribution regarding the influence of different constituents of the blood on the contraction of the heart. Physiol., 1883; 4, 29-43.

253. Rivas, E., Lew, V., & De Robertis, E. (1972). [3H] ouabain binding to a hydrophobic protein from electroplax membranes. Biochimica et Biophysica

Acta (BBA) - Biomembranes, 290, 419-423.

254. Robinson J.W. Differential effects of harmaline and ouabain on intestinal sodium, phenylalanine and beta-methyl-glucoside transport. Naunyn Schmiedebergs Arch. Pharmacol., 1976; Dec; 295(3): 231-6.

255. Rodacker V., Toustrup-Jensen M., Vilsen B. Mutations Phe785- Leu and Thr618 Met in Na+, K+-ATPase, associated with familial rapid-onset dystonia parkinsonism, interfere with Na+ interaction by distinct mechanisms. J. Biol. Chem., 2006; 281: 18539-48.

256. Roger C. Thomas The plasma membrane calcium ATPase (PMCA) of neurones is electroneutral and exchanges 2 H+ for each Ca2+ or Ba2+ ion extruded. J. Physiol., 2009; pp 315-327.

257. Rothenberg K.G., Ying Y., Kolhouse J.F., Kamen B.A., Anderson R.G.W. The glycophospholipid-linked folate receptor internalizes folate without entering the clathrin-coated pit endocytic pathway. J. Cell. Biol., 1990; 110, 637-649.

258. Ruiz A.C. Matute, and Alberdi E. Endoplasmic reticulum Ca2+ release through ryanodine and IP3 receptors contributes Stroke Research and Treatment 9 to neuronal excitotoxicity. Cell Calcium, 2009; vol. 46, no. 4, pp. 273-281.

259. Saghian et al. Low concentrations of ouabain stimulate Na/Ca exchange in neurons. Cell Mol. Neurobiol., 1996; Aug; 16(4): 489-98.

260. Sanchez-Armass S., Blaustein M.P. Role of sodium-calcium exchange in regulation of intracellular calcium in nerve terminals. Am. J. Physiol., 1987; Jun; 252, C595-603.

261. Schatzman H.J. ATP-dependent Ca2+-extrusion from human red cells. Experientia 22: 1966 Jun 15;22(6):364-5.

262. Schatzmann H.J. Cardiac glycosides as inhibitors of active potassium and sodium transport by erythrocyte membrane. Helv. physiol. acta, 1953; 11(4), 346-54.

263. Scheiner-Bobis G., Schoner W. A fresh facet for ouabain action. Nat. Med., 2001; Dec; 7(12): 1288-9.

264. Schinder A.F., Olson E.C., Spitzer N.C., Montal M., Mitochondrial dysfunction is a primary event in glutamate neurotoxicity. J. eurosci., 1996; 16, 6125-6133.

265. Schoner W. Endogenous cardiac glycosides, a new class of steroid hormones. Eur. J. Biochem., 2002; 269: 2440-2448.

266. Schoner W., Scheiner-Bobis G. Endogenous and exogenous cardiac glycosides and their mechanisms of action. Am. J. Cardiovasc. Drugs. , 2007. 7 (3): 173-189.

267. Schroder U.H., Breder J., Sabelhaus C. F., Reymann K.G. The novel Na+/Ca2+ exchange inhibitor KB-R7943 protects CA1 neurons in rat hippocampal slices against hypoxic/hypoglycemic injury. Neuropharmacology, 1999; vol. 38, no. 2, pp. 319-321.

268. Segal M. Dendritic spines and long-term plasticity. Nat. Rev. Neurosci., 2005; V. 6, N 4. - P: 277-284.

269. Segal M., Andersen P. Dendritic spines shaped by synaptic activity. Curr. Opin. Neurobiol., 2000; V. 10, N 5. P: 582-586.

270. Serulle Y., Sugimori M., Llinas R.R. Imaging synaptosomal calcium concentration microdomains and vesicle fusion by using total internal reflection fluorescent microscopy. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2007; 104: 1697-1702.

271. Sezgin E., Simon S.J., Davis, Eggeling C. Membrane Nanoclusters. Cell, 2015; Apr 23;161(3): 433-4.

272. Shacka J.J., Roth K.A. Regulation of neuronal cell death and neurodegeneration by members of the Bcl-2 family: therapeutic implications. Curr. Drug Targets CNS Neurol. Disord., 2005; Feb 4 (1): 25-39.

273. Shanbaky N.M., Pressley T.A. Mammalian alpha 1-subunit of Na+-K+-ATPase does not need its amino terminus to maintain cell viability. Am J. Physiol

1994; 267: C590-7.

274. Sheng M. Molecular organization of the postsynaptic specialization. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2001; V. 98, N 13. P: 7058-7061.

275. Sheng M., Kim M.J. Postsynaptic signaling and plasticity mechanisms. Science, 2002; V. 298, N 5594. P: 776-780.

276. Shigeri Y., Seal R.P., Shimamoto K. Molecular pharmacology of glutamate transporters, EAATs and VGLUTs. Brain Research Reviews, 2004; 45 (3): 250

277. Shull G.E., Greeb J. Molecular cloning of two isoforms of the plasma membrane Ca2+-transporting ATPase from rat brain. Structural and functional domains exhibit similarity to Na+, K+- and other cation transport ATPases. J. Biol. Chem., 1988; 263, 8646-8657.

278. Sibarov D.A., Bolshakov A.E., Abushik P.A., Krivoi I.I., Antonov S.M. Na+,K+-ATPase functionally interacts with the plasma membrane Na+,Ca2+-exchanger to prevent Ca2+ overload and neuronal apoptosis in excitotoxic stress // J Pharmacol Exp Ther, 2012, 343(3): 596-607.

279. Siegel G.J., Koval G.J., Albers R.W. Sodium-potassium-activated adenosine triphosphatase. IV. Characterization of the phosphoprotein formed from orthophosphate in the presence of ouabain. J. Biol. Chem., 1969; Jun 25; 244(12): 3264-9.

280. Siegel G.J., Josephson L. Ouabain reaction with microsomal (sodium-plus-potassium)-activated adenosinetriphosphatase. Characteristics of substrate and ion dependencies. Eur. J. Biochem., 1972; Feb 15; 25(2): 323-35.

281. Simon R., Xiong Z. Acidotoxicity in brain ischaemia. Biochemical Society Transactions, 2006; vol. 34, no. 6, pp. 1356-1361.

282. Singer S.J., Nicolson G.L. The fluid mosaic model of the structure of cell membranes. Science (New York, N.Y.), 1972; Vol. 175. № 4023. P. 720-731.

283. Skou J.C. The influence of some cations on an adenosine triphosphatase from peripherical nerves. Biochem. Biophys. Acta., 1957; 23: 394-401.

284. Slater C.R. Structural factors influencing the efficacy of neuromuscular transmission. Ann. NY Acad. Sci., 2008 1132: 1-12.

285. Smallwood J.I., Waisman D.M., Lafreniere D., Rasmussen H. Evidence that the erythrocyte calcium pump catalyzes a Ca2+:nH+ exchange. J. Biol. Chem., 1983; Sep. 25; 258(18): 11092-7.

286. Smart E.J., Foster D.C., Ying Y.S., Kamen B.A., Anderon R.G.W. Protein kinase C activators inhibit receptor-mediated potocytosis by preventing internalization of caveolae. J. Cell Biol., 1994; 124, 307-313.

287. Smyth J.T., Hwang S.Y., Tomita T. et al. Activation and regulation of store-operated calcium entry. Journal of Cellular and Molecular Medicine, 2010; vol. 14, no. 10, pp. 2337-2349.

288. Song H., Lee M.Y., Kinsey S.P., Weber D.J., Blaustein M.P. An N-terminal sequence targets and tethers Na+ pump alpha2 subunits to specialized plasma membrane microdomains. J. Biol. Chem., 2006.281: 12929-12940.

289. Sperandio S.; de Belle I.; Bredesen D.E. An alternative, nonapoptotic form of programmed cell death. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2000; 97(26): 14376-81.

290. Stephen F. Traynelis et al. Glutamate Receptor Ion Channels: Structure, Regulation, and Function. Pharmacol Rev 62:405-496, 2010.

291. Stier A., Sackmann E. Spin labels as enzyme substrates. Heterogeneous lipid distribution in liver microsomal membranes. Biochimica et biophysica acta, 1973.

292. Sunderland W.J., Son Y.J., Miner J.H., Sanes J.R., Carlson SS. The presynaptic calcium channel is part of a transmembrane complex linking a synaptic laminin (alpha4beta2gamma1) with non-erythroid spectrin. J. Neurosci, 2000; 20:1009-1019.

293. Surin A.M., Storozhevykh T.P., Vinskaya N.P., Pinelis V.G., Duchen M.R., Khodorov B.I. Does mitochondrial ATP synthase reversal play a crucial role in glutamate-induced deterioration of Ca2+ homeostasis incultured mature neurons? Biol. Membran, 2003.

294. Susin S.A. Molecular characterization of mitochondrial apoptosis-inducing factor. Nature, 1999; Feb 4; 397(6718): 441-6.

295. Szatkowski M., Barbour B., Attwell D. Non-vesicular release of glutamate from glial cells by reversed electrogenic glutamate uptake. Nature, 1990; Nov 29; 348(6300): 443-6.

296. Taddei M.L., Giannoni E., Fiaschi T., Chiarugi P. Anoikis: an emerging hallmark in health and diseases. The Journal of pathology, 2012; Vol. 226, no. 2. P. 380-393.

297. Tanaka E., Uchikado H., Niiyama S., Uematsu K., Higashi H. Extrusion of intracellular calcium ion after in vitro ischemia in the rat hippocampal CA1 region. Journal of Neurophysiology, 2002; vol. 88, no. 2, pp. 879-887.

298. Tanzi E. I fatti e le induzioni dell'odierna istologia del sistema nervosa. Riv. Sper. Freniatr. 1893. V. 19. P: 419-472

299. Thayer et al. NMDA-induced calcium loads recycle across the mitochondrial inner membrane of hippocampal neurons in culture. J Neurophysiol., 2002; Feb;87(2): 740-9.

300. Traynelis et al. Glutamate receptor ion channels: structure, regulation, and function. Pharmacol Rev., 2010; Sep; 62(3): 405-96.

301. Trevisi L., Visentin B., Cusinato F., Pighin I., Luciani S. Antiapoptotic effect of ouabain on human umbilical vein endothelial cells. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2004; 321: 716-21.

302. Tsoi M., Rhee K.H., Bungard D., Li X.F., Lee S.L., Auer R.N., Lytton J. Molecular cloning of a novel potassium-dependent sodium-calcium exchanger from rat brain. J. Biol. Chem., 1998; Feb 13; 273(7): 4155-62.

303. Tsujimoto Y. Apoptosis and necrosis: intracellular ATP level as a determinant for cell death modes. Cell, 1997; Death. Differ. V. 4, N 6. P: 429-434.

304. Usherwood P.N., Machili P. Chemical transmission at the insect excitatory

neuromuscular synapse. Nature, 1969; 210: 634-636.

305. Valente, R. C., capella, L. S., monteiro, R. Q., rumjanek, V. M., lopes, A. G., Capella, M. A. M. (2003). Mechanisms of ouabain toxicity. The FASEB Journal, 17(12), 1700-1702.

306. Venkatachalam K., Montell C. TRP channels. Annual Review of Biochemistry, 2007; vol. 76, no. 1, pp. 387-417.

307. Vergun O., Keelan J., Khodorov B.I., Duchen M.R. Glutamate-induced mitochondrial depolarisation and perturbation of calcium homeostasis in cultured rat hippocampal neurons. Journal of Physiology, 1999; vol. 519, no. 2, pp. 451-466.

308. Verkhratsky A. Glial calcium signaling in physiology and pathophysiology. Invited review. Faculty of Life Sciences, the University of Manchester, Acta Pharmacologica Sinica, 2006; 27 (7): 773-780.

309. Verkhratsky A. Physiology and Pathophysiology of the Calcium Store in the Endoplasmic Reticulum of Neurons. Physiol. Rev, 2005. V. 85. P. 201-279

310. Verkhratsky A., Toescu E.C. Endoplasmic reticulum Ca2+ homeostasis and neuronal death. Journal of Cellular and Molecular Medicine, 2003; vol. 7, no. 4, pp. 351-361.

311. Verma A.K., Filoteo A.G., Stanford D.R., Wieben E.D., Penniston J.T., Strehler E.E., Fischer R., Heim R., Vogel G., Mathews S., Strehler Page M. A., James P., Vorherr T., Krebs J., Carafoli E. Complete primary structure of a human plasma membrane Ca2+ pump. J. Biol. Chem., 1988; 263, 14152-14159.

312. Vysko6il F., Nikolsky E.E., Edwards C., An analysis of the mechanisms underlying the nonquantal release of acetylcholine at the mouse neuromuscular junction. Neuroscience, 1983; 429 J, 35.

313. Vyskocil F., Illes P. Electrophysiological examination of transmitter release in non-quantal form in the mouse diaphragm and the activity of membrane ATPase. Physiol. Bohemoslov. 1978; 27(5):449-55.

314. Vyskocil F., Illes P. Non-quantal release of transmitter at mouse neuromuscular junction and its dependence on the activity of Na+-K+ ATP-ase. Pflügers Arch, 1977; 370: 295-297.

315. Vyskocil F., Malomouzh A.I., Nikolsky E.E. Non-Quantal Acetylcholine Release at the neuromuscular junction. Physiol. Res., 2009 58: 763-784.

316. Wahl A.S., Buchthal B., Rode F. et al., Hypoxic/ischemic conditions induce expression of the putative pro-death gene Clca1 via activation of extrasynaptic N-methyl-d-aspartate receptors. Neuroscience, 2009; vol. 158, no. 1, pp. 344-352.

317. Waisman D.M., Gimble J.M., Goodman D.B.P., Rasmussen H. Studies of the Ca2+ transport mechanism of human erythrocyte inside-out plasma membrane vesicles. II. Stimulation of the Ca2+ pump by phosphate. J. Biol. Chem., 1981; 256, 415-419.

318. Wang G.J., Randall R.D., Thayer S.A. Glutamate-induced intracellular acidification of cultured hippocampal neurons demonstrates altered energy metabolism resulting from Ca2+ loads. J. Neurophysiol., 1994. 72, 2563-2569.

319. Wang H., Yu S.W., Koh D.W., Lew J., Coombs C., Bowers W., Federoff H.J., Poirier G.G., Dawson T.M., Dawson V.L. Apoptosis-inducing factor substitutes for caspase executioners in NMDA-triggered excitotoxic neuronal death. J. Neurosci., 2004; 24: 10963-10973.

320. Waters C.M. Mechanisms of neuronal cell death. An overview. Mol. Chem. Neuropathol., 1996. V. 28, N 1-3. P: 145-151.

321. Wenning G. Teaching Course Movement Disorders. Copenhagen, 2000.

322. White R.J., Reynolds I.J. Mitochondrial depolarization in glutamate-stimulated neurons: an early signal specific to excitotoxin exposure. J. Neurosci., 1996; 16, 5688-5697.

323. Winstanley C.A. The orbitofrontal cortex, impulsivity and addiction: probing orbitofrontal dysfunction at the neural, neurochemical, and molecular level. Ann. N.Y. Acad. Sci., 2007 Dec; 1121: 639-55.

324. Xie Z, Askari A. Na+/K+ -ATPase as a signal transducer. Eur. J. Biochem. 2002; 269: 2434-9.

325. Xie Z., Cai T. Na+-K+-ATPase-mediated signal transduction: from protein interaction to cellular function. Mol. Interv., 2003; 3: 157-68.

326. Xie Z., Kometiani P., Liu J., Li J., Shapiro J.I., Askari A. Intracellular reactive oxygen species mediate the linkage of Na+/K+-ATPase to hypertrophy and its marker genes in cardiac myocytes. J. Biol. Chem., 1999; 274: 19323-8.

327. Xie Z., Xie J. The Na/K-ATPase-mediated signal transduction as a target for new drug development. Front. Biosci., 2005; 10: 3100-9.

328. Xiong Z.G., Chu X.P., R. P. Simon Ca2+-permeable acid-sensing ion channels and ischemic brain injury. Journal of Membrane Biology, 2006; vol. 209, no. 1, pp. 59-68.

329. Xu J., Kurup P., Zhang Y. et al., Extrasynaptic NMDA receptors couple preferentially to excitotoxicity via calpainmediated cleavage of STEP. Journal of Neuroscience, 2009; vol. 29, no. 29, pp. 9330-9343.

330. Xu W., Wilson B.J., Huang L., Parkinson E.L., Hill B.J., Milanick M.A. Probing the extracellular release site of the plasma membrane calcium pump. Am. J. Physiol. Cell Physiol., 2000; 278, C965-C972.

331. Xu Y.H., Roufogalis B.D. Asymmetric effects of divalent cations and protons on active Ca2+ efflux and Ca2+-ATPase in intact red blood cells. J. Membr. Biol., 1988; 105, 155-164.

332. Xu-Friedman M.A., Regehr W.G. Presynaptic strontium dynamics and synaptic transmission. Biophys. J., 1999; V. 76. P. 2029 -2042.

333. Yamazaki M., Matsuo R., Fukazawa Y., Ozawa F., Inokuchi K. Regulated expression of an actin-associated protein, synaptopodin, during long-term potentiation. J. Neurochem., 2001; V. 79, N 1. P: 192-199.

334. Yang E., Korsmeyer S.J. Molecular thanatopsis: a discourse on the Bcl-2 family and cell death. Blood, 1996; 88, 386-401.

335. Yoda A. Association and dissociation rate constants of the complexes between various cardiac monoglycosides and Na, K-ATPase. Ann. N.Y. Acad. Sci., 1974; 242: 598-616.

336. Young A. B., et al. In Excitatory Amino Acids and Synaptic, 1995.

337. Yuan Z., Cai T., Tian J., Ivanov A.V., Giovannucci D.R., Xie Z. Na/K-ATPase tethers phospholipase C and IP3 receptor into a calcium-regulatory complex. Mol. Biol. Cell, 2005; 16: 4034-45.

338. Yuste R., Bonhoeffer T. Morphological changes in dendritic spines associated with long-term synaptic plasticity. Annu. Rev. Neurosci., 2001; V.24. P: 1071-89.

339. Zamzami N., Brenner C., Marzo I., Susin S.A., Kroemer G. Subcellular and submitochondrial mode of action of Bcl-2-like oncoproteins. Oncogene, 1998; 16:2265-82.

340. Zhang S., Malmersjo" S., Li J. et al. Distinct role of the N-terminal tail of the Na,K-ATPase catalytic subunit as a signal transducer. J. Biol. Chem., 2006; 281: 21954-62.

341. Zhang S.J., Steijaert M.N., Lau D. et al., Decoding NMDA receptor signaling: identification of genomic programs specifying neuronal survival and death. Neuron, 2007; vol. 53, no. 4, pp. 549-562.

342. Zhao D., Elimban V., Dhalla N.S. Characterization of the purified rat heart plasma membrane Ca2+/Mg2+ ATPase. Moll. Cell Biochem., 1991; 16, 151-160.

343. Zhong J., Russell S.L., Pritchett D.B., Molinoff P.B., Williams K. Expression of mRNAs encoding subunits of the N-methyl-D-aspartate receptor in cultured cortical neurons. Mol Pharmacol., 1994; May; 45(5): 846-53.

344. Zijian Xie. Molecular mechanisms of Na/K-ATOa3ti mediated signal transduction. Ann. N.Y. Acad., 2003; Sci986:497-503.

345. Zipfel G.J., Lee J.M., Choi D.W. Reducing calcium overload in the ischemic brain. New England Journal of Medicine, 1999; vol. 341, no. 20, pp. 1543-1544

SECHENOV INSTITUE OF EVOLUTIONARY PHYSIOLOGY AND BIOCHEMESTRY

RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES

under manuscript rights

Bolshakov Artem Evgenievich

МECHANISMS OF THE OUABAIN NEUROPROTECTIVE ACTION DURING EXCITOTOXIC STRESS OF RAT NEOCORTEX NEURONS

Scientific speciality 1.5.5. Physiology of human and animal

DISSERTATION

for an academic degree candidate of biological sciences

Translation from Russian

Scientific supervisor: Antonov Sergey Mikhailovich, doctor of Biological Sciences

Saint-Petersburg 2022

TABLE OF CONTENTS

INTRODUCTION...............................................................................138

Relevance of research.......................................................................................138

Purpose of research..............................................................................................140

Objectives of research..........................................................................................140

Main statements submitted for the defense..........................................................140

Scientific novelty.................................................................................................140

Theoretical and practical significance..................................................................141

Structure and volume of the dissertation...............................................142

Personal contribution....................................................................142

Publications.........................................................................................................142

Approbation.........................................................................................................142

List of articles published on the dissertation topic................................................144

Chapter 1. Literature review.....................................................................145

1.1. Structure of synapses and glutamate receptors.......................................145

1.2. Mechanism of non-quantum neurotransmitter release........................................150

1.3. Apoptosis and necrosis - two mechanisms of cell death................................152

1.3.1. Apoptosis.........................................................................................155

1.3.2. Role of Bcl-2 protein in maintaining the viability of nerve cells.....................156

1.3.3. Necrosis..........................................................................................157

1.4. Role of the Ca2+-signal in the pathogenesis of neurons..............................158

1.5. Systems for Ca2+-homeostasis maintaining...........................................164

1.5.1. Ca2+-ATPase of the plasma membrane......................................................167

1.5.2. Na+/Ca2+- exchanger.....................................................................170

1.6. Cardiac glycosides and Na+/K+-ATPase...................................................174

1.6.1. Endogenous ouabain....................................................................................176

1.6.2. Cardiac glycosides and new functions of Na+/K+-ATPase...........................177

Chapter 2. MATERIALS AND RESEARCH METHODS..............................181

2.1. Primary culture preparation.............................................................181

2.2. Vital express-test to determine neurodegeneration by confocal microscopy........183

2.3. Monitoring of free intracellular calcium...............................................183

2.3.1. Fluorometric method using the Fluo-3 AM chelator..........................183