Изменения концентрации внутриклеточного кальция и митохондриального потенциала в клетках первичной культуры коры головного мозга крысы при острой механической травме

Актуальность. Моделирование in vitro травматического повреждения мозга помогает выяснить патологические механизмы, ответственные за гибель клеток или их последующую дисфункцию в деталях, труднодостижимых in vivo. Цель. Определить изменения внутриклеточной концентрации свободного Са2+ ([Ca2+]i) и митохондриального потенциала (m) в первичной нейроглиальной культуре непосредственно в момент нанесения механической травмы. Методы и материалы. Методом флуоресцентной микроскопии отслеживали изменения [Ca2+]i) и m в первичной нейроглиальной культуре из коры головного мозга 1-2-дневных крыс. Возраст культуры в момент измерений 11-14 дней. Результаты. Обнаружено, что нейротравма вызывает скачок [Ca2+]i и совпадающее с ним по времени резкое падение m. Эти изменения затрагивали клетки, расположенные не далее 100мкм от границы травмы. Блокирование ионотропных глутаматных рецепторов NMDA-типа с помощью МК-801 снижало в 8,5 раз долю нейронов, имевших высокий подъем [Ca2+]i. Выводы. Поступления Са2+ в клетки при механическом повреждении первичной нейроглиальной культуры происходит преимущественно по NMDA-каналам и отчасти, вероятно, по АТФ-активируемым каналам.

Сhanges in intracellular calcium concentration and mitochondrial potential in primary cultures of rat brain cells in acute mechanical injury

Background. In vitro modeling of traumatic brain injury helps clarifying pathological mechanisms responsible for cell death or their subsequent dysfunction in detail, which is difficult to accomplish in vivo. Aim. To determine changes in intracellular free Ca2+ concentration ([Ca2+]i) and mitochondrial potential (m) in a primary neuroglial culture during infliction of a mechanical injury (scratch). Methods and materials. Changes in [Ca2+]i and m in the primary neuroglial culture from the cerebral cortex of 1-2 day old rats were monitored using a fluorescence microscopy technique. Measurements were performed in 11-14-day old cultures. Results. Neurotrauma resulted in a sharp increase in [Ca2+]i and a synchronous profound drop of m. These changes affected cells located not farther than 100 µm from the boundary of the injury. Inhibition of NMDA-type ionotropic glutamate receptors with MK-801 reduced by approximately 8.5 times the proportion of neurons, which indicated a high [Ca2+]i rise. Conclusion. Са2+ influx into cells during mechanical injury of the primary neuroglial culture occurs predominantly through NMDA-channels and perhaps partially through ATP-activated channels.