Зміни кальцієвoї сигналізації у нейронах дорзального рогу спинного мозку щурів при діабетичній нейропатії

методах дослідження нейропатій широко використовується формаліновий тест, як модель гострого болю з наступною фазою тонічної або інфламаторної болі (Hunskaar S., 1987). Больовий ефект формаліну має двофазний характер, різні фази якого мають різну анальгетичну чутливість. Вважається, що перша фаза відповідає за прямий вплив на ноцицептивні нейрони, тоді як друга, зумовлена запальними процесами та біллю, викликаною запаленням та знімається дією антизапальних фармакологічних речовин (Hunskaar S., 1987). Під час СТЗ-індукованого діабету, ми спостерігали як посилення больової реакції на гострий біль, так і послаблення больової реакції на тонічний «інфламаторний» біль, що свідчить про те, що індукція цукрового діабету диференційовано змінює механізми, які відповідають за різні типи болю. Дослідження змін температурної чутливості за умов діабету, виявили відсутність у діабетичних тварин температурної аллодоніїї та наявність температурної гіпоалгезії. Ці результати узгоджуються з даними Фокса і співавторів (1999) стосовно температурної гіпоалгезії. Таким чином, стрептозотоцинова модель захворювання цукровим діабетом у щурів супроводжується значними змінами больових реакцій, патофізиологічні причини яких не з'ясовані остаточно, однак останнім часом усе більше уваги надається порушенням Ca2+ гомеостазу, які не лише супроводжують, а й цілком імовірно, є однієї з причин, що призводять до розвитку діабетичних нейропатій. Підвищений рівень [Ca2+]i у клітинах після деполяризації може призводити до збільшення нейрональної збудливості та збільшення вивільнення нейротрансміттерів (Stanley E., 1997). Експерименти, проведені нами по вивченню зміни внеску різних типів потенціал-керованих Ca2+ каналів у генерацію, викликаних деполяризацією [Са2+]i транзиєнтів, показали достовірне збільшення внеску L- і N- типу кальцієвих каналів за умов експериментального діабету. Активація L-типу Ca2+ каналів в нейронах дорзального рогу може мати специфічне значення для опосередкування повільних, Ca2+ потоків, що сумуються та сприяють поступовому й тривалому підвищенню збудливості (Baranauskas G., 1998). Результати, одержані нами та іншими авторами, можуть свідчити як про зміну щільності L-, N- типів Ca2+ каналів, так і про зміни фармакологічних та структурних характеристик, формуючих їх субодиниць. Нами виявлені також значні зміни, які відбуваються у внутрішньоклітинних структурах нейронів дорзального рога спинного мозку. Зокрема, спостерігалось значне зменшення вивільнення Ca2+ мітохондріями під час діабету, що, імовірно, пов'язано із зменшенням накопичення Ca2+ мітохондріями. При дослідженні роботи внутрішньоклітинних Ca2+ депо ендоплазматичного ретикулума, нами були виявлені значні зміни функціонування як ріанодинового так і інозитолтрифосфат-чутливого депо Ca2+. Причиною зменшення вивільнення Ca2+ з ріанодинового депо ЕР може бути, як зменшення закачування кальцію в депо Ca2+ -АТФазою ЕР, так і безпосереднє зменшення експресії ріанодинового рецептора за умов діабету, як це було показано на діабетичних кардіоміоцитах (Teshima Y. 2000). При дослідженні роботи InsР3-чутливого депо ЕР, нами показано достовірне зменшення вивільнення кальцію, як через глутаматергічний, так і пуринергічний шляхи. При проведенні цих досліджень була встановлена наявність у нейронах дорзального рога спинного мозку метаботропних пуринорецепторів, які, імовірно, розташовані на дистальних дендритах (Kruglikov I. A, 2001). Також встановлено перерозподіл внеску різних типів пуринорецепторов у генерацію [Ca2+]i транзиєнтів під час діабету, скерований на збільшення внеску іонотропних рецепторів. Усі вищенаведені результати свідчать про те, що вивільнення Ca2+ з депо ЕР, при дії як кофеїну, так і АТФ чи глутамата зменшується за умов експериментального діабету. Можливо, що порушується кожен із зазначених механізмів, або зменшується загальна кількість Ca2+ в обох депо ЕР. Непрямим підтвердженням останнього припущення, є зменшення вивільнення Ca2+ з депо ЕР при аплікації іономіцину, який, у використаних концентраціях, вивільняє Ca2+ з усього ретикулуму (Albert P. 1986). Для подальшого вивчення цього питання, ми використовували метод дослідження кінетичних характеристик спаду, викликаних деполяризацією кальцієвих транзиентів. Шляхом послідовного виключення механізмів, які відповідають за виведення кальцію з цитоплазми (Рис. 8), ми виявили достовірні порушення функціонування Ca2+-АТФази ЕР, що також може призводити до зменшення вмісту Ca2+ в ЕР. Висловлені припущення підтверджуються тим, що за умов діабету, спостерігається безпосереднє зниження рівня експресії Ca2+-АТФази ЕР уже через 3 тижні після початку захворювання (Teshima Y. 2000). Таким чином, одержані результати свідчать про виражені зміни функціонування внутрішньоклітинних Ca2+-транспортних та Ca2+-модулюючих структур у сенсорних нейронах щурів із стрептозотоцин-індукованим діабетом уже на ранніх етапах захворювання. Схема, на якій проілюстровані характер змін Ca2+ сигналізації наведена на рисунку 8.