Acta NaturaeActa NaturaeActa Naturae2075-8251Acta Naturae Ltd1034610.32607/20758251-2018-10-2-71-78Research ArticlesЭкспериментальные статьиResearch ArticleSoluble Guanylate Cyclase As the Key Enzyme in the Modulating Effect of NO on Metabotropic Glutamate ReceptorsРастворимая гуанилатциклаза как ключевой фермент в модулирующем влиянии NO на метаботропные глутаматные рецепторыRyzhovaI. V.РыжоваИ. В.
Russian Federation
ireneryzhova@mail.ruNozdrachevA. D.НоздрачевА. Д.
Russian Federation
ireneryzhova@mail.ruTobiasT. V.ТобиасТ. В.
Russian Federation
ireneryzhova@mail.ruVershininaE. A.ВершининаЕ. А.
Russian Federation
ireneryzhova@mail.ruPavlov Institute of Physiology, Russian Academy of SciencesИнститут физиологии им. И.П. Павлова РАН15062018102VOL 10, NO2 (2018)ТОМ 10, №2 (2018)717817012020Copyright ©; 2018, Ryzhova I.V., Nozdrachev A.D., Tobias T.V., Vershinina E.A.Copyright ©; 2018, Рыжова И.В., Ноздрачев А.Д., Тобиас Т.В., Вершинина Е.А.2018Ryzhova I.V., Nozdrachev A.D., Tobias T.V., Vershinina E.A.Рыжова И.В., Ноздрачев А.Д., Тобиас Т.В., Вершинина Е.А.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/10346

The synaptic plasticity of the afferent synapse of the vestibular apparatus is defined by the dynamic interaction of ionotropic and metabotropic glutamate receptors and the modulators of synaptic transmission. It was shown that nitric oxide modulates iGluR responses. In this paper, the effect of NO on the function of the afferent synapse mGluR was investigated. Inhibitor of nitric oxide synthase lowered the level of background activity but increased the amplitude of the responses of groups I and II mGluR agonist ACPD. Donor NO SNAP increased the level of background activity. Short-term perfusion of the synaptic region with low concentrations of SNAP led to a decrease in the amplitude of the answers of mGluR agonists ACPD and DHPG. The inhibitory effect of the NO donor was eliminated under blockade of soluble guanylate cyclase with a specific inhibitor ODQ. A prolonged application of NO did not cause a statistically significant change in the amplitude of the ACPD response. However, SNAP at concentrations of 10 and 100 μM increased the amplitude of the mGluR agonist responses 30 and 15 minutes, respectively, after termination of the NO donor exposure. The obtained data show the multidirectional effect of NO on the function of mGluR and testify to the existence of a complex modulating mechanism of the afferent flow from vestibular organs to the central nervous system.

Синаптическая пластичность афферентного синапса вестибулярного аппарата определяется динамичным взаимодействием ионотропных и метаботропных глутаматных рецепторов и модуляторов синаптической передачи. Показано, что оксид азота модулирует ответы iGluR. В настоящей работе исследовано влияние NO на функцию mGluR афферентного синапса. Ингибитор синтазы оксида азота понижал уровень фоновой активности, но увеличивал амплитуду ответа агониста mGluR групп I и II - ACPD. Донор NO SNAP увеличивал уровень фоновой активности. Кратковременная перфузия синаптической области низкими концентрациями SNAP приводила к уменьшению амплитуды ответов агонистов mGluR ACPD и DHPG. Ингибирующее влияние донора NO устранялось в условиях блокады растворимой гуанилатциклазы специфическим ингибитором ODQ. Длительная аппликация NO не вызывала статистически значимого изменения амплитуды ответа ACPD. Однако SNAP в концентрациях 10 и 100 мкМ увеличивал амплитуду ответов агониста mGluR через 30 и 15 мин соответственно после окончания воздействия донора NO. Полученные данные показывают разнонаправленное влияние NO на функцию mGluR и свидетельствуют о существовании сложного механизма, регулирующего афферентный поток от вестибулярных органов в центральную нервную систему.

nitric oxidemetabotropic glutamate receptorsvestibular apparatussoluble guanylate cyclasesynaptic plasticityвестибулярный аппаратгуанилатциклазаметаботропные глутаматные рецепторыоксид азотасинаптическая пластичностьThis study was supported by the Russian Foundation for Basic Research (grant No. 14-04-00409).Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант № 14-04-00409).[1] Flores A., Leyn-Olea M., Vega R., Soto E. // Neurosci. Lett. 1996, V.205, P.131-134[2] Lysakowski A., Singer M. // J. Comp. Neurol. 2000, V.427, P.508-521[3] Takumida M., Anniko M. // In vivo. 2004, V.18, P.345-350[4] Takumida M., Anniko M. // ORL J. Otorhinolaryngol. Relat. Spec. 1998, V.60, P.67-72[5] Popa R., Anniko M., Takumida M. // Acta Otolaryngol. 2000, V.120, Pta, P.350-358[6] Takumida M., Anniko M. // Eur. Arch. Otorhinolaryngol. 1998, V.255, №4, Ptb, P.184-188[7] Park J.S., Jeong H.S. // Jpn. J. Pharmacol. 2000, V.84, P.425-430[8] Smith P.F., Zheng Y., Paterson S., Darlington C.L. // Acta Otolaryngol. 2001, V.545, SSuppl, P.57-60[9] Hong S.H., Park S.K., Cho Y.S., Lee H.S., Kim K.R., Kim M.G., Chung W.H. // Hear. Res. 2006, V.211, P.46-53[10] Takumida M., Anniko M., Moncada S., Bolanos J.P. // J. Neurochem. 2006, V.97, P.1676-1689[11] Lv P., Rodriguez-Contreras A., Kim H.J., Zhu J., Wei D., Choong-Ryoul S., Eastwood E., Mu K., Levic S., Song H., Petrov Y. // J. Neurophysiol. 2010, V.103, P.2494-2505[12] Flores A., Vega R., Soto E. // Neurosci. 2001, V.103, P.457-464[13] Andrianov Yu.N., Ryzhova I.V., Tobias T.V. // Sens. Sys. V.25, №4, P.297-304[14] Andrianov Yu.N., Ryzhova I.V., Tobias T.V. // Sens. Sys. V.26, №3, P.204-213[15] Garthwaite J., Boulton C. // Annu. Rev. Physiol. 1995, V.57, P.683-706[16] Rand M., Li C. // Annu. Rev. Physiol. 1995, V.57, P.659-682[17] Schuman E.M., Madison D.V. // Annu. Rev. Neurosci. 1994, V.17, P.153-183[18] Almanza A., Navarrete F., Vega R., Soto E. // J. Neurophysiol. 2007, V.97, P.1188-1195[19] Behrend O., Schwark C., Kunihiro T., Strupp M. // NeuroReport. 1997, V.8, P.2687-2690[20] Chen J.W.Y., Eatock R.A. // J. Neurophysiol. 2000, V.84, P.139-151[21] Ryzhova I.V., Nozdrachev A.D., Tobias T.V., Orlov I.V., Chikhman V.N., Solnushkin S.D. // Doklady Biological Sciences. 2016, V.469, P.1-3[22] Takumida M., Anniko M. // Acta Otolaryngol. 2001, V.121, P.342-345[23] Guth P.S., Holt J.C., Perin P., Athas G., Garcia M., Puri A., Zucca G., Botta L., Valli P. // Hear. Res. 1998, V.125, Pta, P.154-162[24] Andrianov G.N., Puyal J., Raymond J., Venteo S., Dememes D., Ryzhova I.V. // Hear. Res. 2005, V.204, P.200-209[25] Puyal J., Grassi S., Dieni C., Frondali A., Demêmes D., Raymond J., Petorossi V.E. // J. Physiol. 2003, V.553, P.427-443[26] Anwyl R. // Brain Res. Rev. 1999, V.29, P.83-120[27] Bellone C., Lüscher C., Mameli M. // Cell. Mol. Life Sci. 2008, V.65, P.2913-2923[28] Pettorossi V.E., Dieni C.V., Scarduzio M., Grassi S. // Neurosci. 2011, V.187, P.1-14[29] Nakanishi S. // Neuron. 1994, V.13, P.1031-1037[30] Pin J.P., Duvoisin R. // Neuropharmacol. 1995, V.34, P.1-26[31] Conn P.J., Pin J.P. // Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 1997, V.37, P.205-237[32] Roberts M. // Neuropharm. 1995, V.34, P.813-819[33] Kew J.N., Kemp J.A. // Psychopharmacol. 2005, V.179, P.4-29[34] Niswender C.M., Conn P.J. // Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 2010, V.50, P.295-322[35] Fill M., Copello J.A. // Physiol. Rev. 2002, V.82, P.893-922[36] Kakizawa S. // Front. Endocrinol. 2013, V.4, P.1-6[37] Schlossmann J., Ammendola A., Ashman K., Zong H., Huber A., Neubauer G., Wang G.X., Allescher H.D., Korth M., Wilm M. // Nature 2000, V.404, P.197-201[38] Kleinlogel S., Oestereicher T.A., Ehrenberger K., Felix D. // NeuroReport. 1999, V.10, P.1879-1882[39] Peng B.G., Li Q.X., Ren T.Y., Ahmad S., Chen S.P., Chen P., Lin X. // Neurosci. 2004, V.123, P.221-230[40] Hendricson A.W., Guth P.S. // Hear. Res. 2002, V.172, P.99-109[41] Rossi M.L., Prigioni I., Gioglio L., Rubbini G., Russo G., Martini M., Farinelli F., Rispoli G., Fesce R. // Eur. J. Neurosci. 2006, V.23, P.1775-1783[42] Guth P.S., Perin P., Norris C.H., Valli P. // Progr. Neurobiol. 1998, V.54, Ptb, P.193-247[43] Vega R., Ortega A., Almanza A., Soto E. // Neurosci. Let. 2006, V.393, P.65-69[44] Martínes-Ruiz A., Cadenas S., Lamas S. // Free Radical Biol. Med. 2011, V.51, P.17-29[45] Garthwaite J., Southam E., Boulton C., Nielsen E., Schmidt K., Mayer B. // Mol. Pharmacology. 1995, V.48, P.184-188[46] Ruth P., Wang G.X., Boekhofft I., May B., Pfeir A., Pennert R., Korth M., Breer H., Hofmann F. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1993, V.90, P.2623-2627[47] Ahern G., Klyachko V., Jackson M.B. // Trends Neurosci. 2002, V.25, №10, P.510-517[48] Stoyanovsky D., Murphy T., Anno P.R., Kim Y.M., Salama G. // Cell Calcium. 1997, V.21, №1, P.19-29[49] Nakamura T., Lipton S.A. // Neurochem. Res. 2016, V.41, №3, P.510-514