Registration Number
0826U004982, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
28-09-2026
popup.evolution
o
Чому дисертація має статус "Запланована"?
Title
Neuroactive environmental pollutants: membrane-associated mechanisms of action and ways to overcome neurotoxicity
Author
Mykola Driuk,
popup.head Tatiana O. Borisova
popup.opponent Nana V. Voitenko
popup.opponent Alexander G. Nikonenko
popup.review Volodymyr O. Chernyshenko
popup.review Mykola I. Kanyuk
popup.rada
Palladin Institute of Biochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine
Description
Дрюк М.М. Нейроактивні забруднювачі навколишнього середовища: мембрано-асоційовані механізми дії та шляхи подолання нейротоксичності. Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 091 «Біологія». – Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ, 2026.
Дисертаційна робота присвячена встановленню молекулярних механізмів гострої нейротоксичної дії іонів ртуті (Hg2+) у пресинаптичних нервових закінченнях головного мозку щурів, дослідженню особливостей комбінованої дії Hg2+ та вуглецевих частинок диму, а також оцінці перспективності різних наноматеріалів як потенційних адсорбентів/детоксикантів цього іону металу в біологічних системах.
Актуальність роботи зумовлена широким поширенням нейродегенеративних і неврологічних захворювань, розвиток яких пов'язують, зокрема, із забрудненням довкілля важкими металами та твердими частинками повітря. Особливу небезпеку становить ртуть, яка здатна накопичуватися в організмі та порушувати функціонування центральної нервової системи. Незважаючи на значний обсяг досліджень, молекулярні механізми нейротоксичної дії Hg2+, особливо за умов комбінованого впливу з вуглецевими частинками диму, залишаються недостатньо вивченими. Перспективним напрямом є також пошук біосумісних наноматеріалів, здатних зв'язувати іони ртуті та зменшувати їх токсичний вплив на організм.
У ході виконання роботи встановлено, що Hg2+ порушує функціонування глутаматергічної нейропередачі в нервових терміналях головного мозку щурів. Показано, що починаючи з концентрації 10 мкМ Hg2+ знижує початкову швидкість транспорту та накопичення L-[14C]глутамату синаптосомами, що супроводжується ексайтотоксичним підвищенням його позаклітинного рівня. Встановлено, що це підвищення є наслідком пригнічення функціональної активності транспортерів глутамату, а не порушення цілісності плазматичної мембрани та посилення тонічного вивільнення нейромедіатора.
Вперше проведено порівняльне дослідження біосумісності та Hg2+-адсорбувальних властивостей різних типів наноматеріалів у біологічній системі нервових терміналей. Встановлено, що лише вуглецеві точки, синтезовані з лимонної кислоти та сечовини, а також з зерен кави, є біосумісними та здатні послаблювати Hg2+-індуковане ексайтотоксичне підвищення позасинаптосомального рівня L-[14C]глутамату. Натомість вуглецеві точки, синтезовані з β-аланіну, а також наноалмази не виявили здатності адсорбувати Hg2+ у досліджуваній біологічній системі. Розроблений методичний підхід може бути застосований для моніторингу здатності різних частинок/сполук мати ознаки адсорбування Hg2+ в біологічних системах.
Встановлено, що мезопористі кремнеземні наночастинки, функціоналізовані SH-, SO3H- та NH2-групами, не проявляють ознак гострої нейротоксичності та характеризуються високою біосумісністю, однак не знижують нейротоксичної дії Hg2+, що свідчить про відсутність їх адсорбувальної активності щодо цього металу. Отримані результати свідчать про перспективність використання таких наночастинок як носіїв біологічно активних речовин і лікарських засобів, які здатні усунути токсичну дію ртуті.
Вперше показано, що тверді вуглецеві частинки диму з деревини підвищують нестимульоване вивільнення L-[14C]глутамату із синаптосом, а їх комбінована дія з Hg2+ викликає нейротоксичний ефект щодо накопичення та вивільнення L-[14C]глутамату і [3H]ГАМК. Встановлено, що як Hg2+, так і вуглецеві частинки диму з деревини окремо викликають деполяризацію плазматичної мембрани нервових терміналей, тоді як їх комбінований вплив не перевищує ефекту кожного чинника окремо. Аналогічний характер взаємодії виявлено і при дослідженні ацидифікації синаптичних везикул.
Ключові слова: нейротоксичність, ртуть (Hg2+), важкі метали, тверді вуглецеві частинки диму, вуглецеві точки, мезопористі наночастинки діоксиду кремнію, наноматеріали, глутамат, синаптосоми, пресинаптичні нервові закінчення, нервова система, агрегометрія, тваринні моделі, біосумісність.
Registration Date
2026-09-01
popup.nrat_date
2026-09-01 / 2026-09-01
