Роль энергетических субстратов в кальциевой активности астроцитов гиппокампа крыс раннего постнатального онтогенеза

Цель исследования — изучить функциональную активность астроглии в срезах гиппокампа крыс разного постнатального развития при моделировании метаболических изменений мозга.

Материалы и методы. Исследования проводили на переживающих срезах гиппокампа крыс линии Wistar трех возрастных групп: 5–10 дней, 10–20 дней и более 20 дней постнатального развития животного с использованием метода функционального кальциевого имиджинга.

Результаты. Установлено, что на ранних стадиях развития для нормальной кальциевой активности астроглии необходимо наличие специфических энергетических субстратов. Изменение метаболического состояния мозга при понижении температурного уровня не оказывает значительного влияния на кальциевую активность астроцитов во всех исследуемых периодах постнатального развития.

Заключение. Исследование кальциевой динамики астроцитов в разные периоды постнатального развития может служить методом оценки функциональной активности глиальных систем при моделировании метаболических нарушений мозга.

1. Parri H.R., Crunelli V. The role of Ca2+ in the generation of spontaneous astrocytic Ca2+ oscillations. Neuroscience 2003; 120(4): 979–992, http://dx.doi.org/10.1016/S0306-4522(03)00379-8.
2. Brown A.M., Ransom B.R. Astrocyte glycogen and brain energy metabolism. Glia 2007; 55(12): 1263–1271, http://dx.doi.org/10.1002/glia.20557.
3. Nett W.J., Oloff S.H., McCarthy K.D. Hippocampal astrocytes in situ exhibit calcium oscillations that occur independent of neuronal activity. J Neurophysiology 2002; 87(1): 528–537.
4. Newman L.A., Korol D.L., Gold P.E. Lactate produced by glycogenolysis in astrocytes regulates memory processing. PLoS One 2011; 6(12): e28427, http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0028427.
5. Gladden L.B. Lactate metabolism: a new paradigm for the third millennium. J Physiol 2004; 558(Pt 1): 5–30, http://dx.doi.org/10.1113/jphysiol.2003.058701.
6. Schurr A. Hippocampal slices and their electrophysiogy in the study of brain energy metabolism. In: Electrophysiology — from plants to heart. Edited by Saeed Oraii. InTech; 2012, p. 51–82, http://dx.doi.org/10.5772/27992.
7. Cotter D.G., d’Avignon D.A., Wentz A.E., Weber M.L., Crawford P.A. Obligate role for ketone body oxidation in neonatal metabolic homeostasis. J Biol Chem 2011; 286(9): 6902–6910, http://dx.doi.org/10.1074/jbc.M110.192369.
8. Ivanov A., Mukhtarov M., Bregestovski P., Zilberter Y. Lactate effectively covers energy demands during neuronal network activity in neonatal hippocampal slices. Front Neuroenergetics 2011; 3: 2, http://dx.doi.org/10.3389/fnene.2011.00002.
9. Morken T.S., Brekke E., Håberg A., Widerøe M., Brubakk A.M., Sonnewald U. Neuron-astrocyte interactions, pyruvate carboxylation and the pentose phosphate pathway in the neonatal rat brain. Neurochem Res 2014; 39(3): 556–569, http://dx.doi.org/10.1007/s11064-013-1014-3.
10. Barker A.J., Ullian E.M. New roles for astrocytes in developing synaptic circuits. Commun Integr Biol 2008; 1(2): 207–211, http://dx.doi.org/10.4161/cib.1.2.7284.

Lebedeva A.V., Dembitskaya Y.V., Pimashkin A.S., Zhuravleva Z.D., Shishkova E.A., Semyanov A.V. The Role of Energy Substrates in Astrocyte Calcium Activity of Rat Hippocampus in Early Postnatal Ontogenesis. Sovremennye tehnologii v medicine 2015; 7(3): 14, https://doi.org/10.17691/stm2015.7.3.02