Д. Ф. Августинович Изменение серотонергической активности мозга в процессе развития тревожной депрессии, индуцированной социальными конфронтациями (диск)
| Вид материала | Документы |
- Литвиненко Софья Владимировна, Институт научной информации и мониторинга рао e-mail:, 501.83kb.
- Киев Гоголь «петербургский», 179.43kb.
- Реализация комплексной программы гимназии осуществляется по нескольким направлениям:, 92.38kb.
- Изменение ферментативной активности нативного и иммобилизованного солода под влиянием, 360.17kb.
- Становление младших школьников как субъектов учебной деятельности в процессе конструктивных, 104.18kb.
- Классические законы г. Менделя, 24318.4kb.
- Методические аспекты использования приемов развития познавательного интереса и творческой, 454.77kb.
- Д. И. Дубровский Широкий комплекс вопросов об отношении психики к деятельное головного, 361.54kb.
- Библиотека центра «Академия Успеха», 2852.54kb.
- Статья отнесена к разделу, 65.12kb.
Возможные механизмы интеграции дивергентных нейромодуляторных систем мозга
Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Москва
Синаптическая передача в мозге осуществляется в основном двумя системами: глютамат (ВПСП) и ГАМКергической (ТПСП). Нейромодуляторы мозга осуществляют другой тип передачи. Они выделяются в межклеточное пространство и взаимодействуют одновременно с большой популяцией клеток. Предлагается гипотеза дивергентной модуляторной интеграции: дивергентные модуляторы через индуцирующие длительную модификацию рецепторы формируют устойчивые функциональные состояния. Эти состояния является основой психофизиологических состояний и консолидируются с помощью вторичного внутриядерного сигнала. Как экспериментальные модели модуляторной интеграции использованы галоперидоловая (ГЛП) каталепсия, пентилентетразоловый (ПТЗ) киндлинг и их взаимодействие с обучением. Дивергентный сигнал имитируется внутрибрюшинной инъекцией. ГЛП (2,5 мг/ кг) каталепсия у крыс консолидируется и воспроизводится в течение 2-х недель как анксиогенная доминанта. Воспроизведение каталепсии запускается ситуационным сигналом. ГЛП индуцирует длительную потенциацию К+-инициируемого выделения эндогенных НА и ДА из срезов коры мозга и экспрессию c-Fos генов в нейронах коры и подкорковых структур. Экспрессия реализуется дивергентно, но со структурной специфичностью. Обучение модифицирует ГЛП каталепсию в ее специфическую ситуационную разновидность. Доминантное состояние страха модифицируется в его рефлекторную разновидность. Конвульсивная доза ПТЗ (50 мг/кг) и киндлинг (ПТЗ 20 мг/кг) вызывает длительную (48 ч) депрессию плотности бензодиазепиновых (БДЗ) рецепторов коры мозжечка. Реакция нормализуется через 7 суток. Через 6 месяцев после нормализации реакции плотность БДЗ рецепторов уменьшена в 2 раза. Напоминание (ПТЗ 30 мг/кг) воспроизводит судороги и сформированную киндлингом плотность рецепторов. После обучения конвульсивная доза ПТЗ (50 мг/кг) вызывает амнезию. Субконвульсивная доза ПТЗ (30 мг/кг) воспроизводит рефлекс. Это связано с анксиогенным эффектом ПТЗ, так как другой анксиоген, ГАЛ (0,25 мг/кг) , также воспроизводит рефлекс. Напоминание дивергентно формируемого эмоционального состояния облегчает воспроизведение рефлекса.
О.П.Балезина, Н.В.Сурова, В.И.Лаптева
ИЗМЕНЕНИЕ РЕЖИМА КВАНТОВОЙ СЕКРЕЦИИ АЦЕТИЛХОЛИНА В МОТОРНОМ СИНАПСЕ ПОД ДЕЙСТВИЕМ КОФЕИНА И РИАНОДИНА
Кафедра физиологии человека и животных, МГУ, Москва
В последние годы предпринимаются попытки понять роль внутриклеточных Са-запасающих и высвобождающих цистерн в формировании и секреции квантов медиатора. В нервной терминали Са2+ поступает из Са-депо в аксоплазму по особым Са-каналам, т.н. рианодиновым рецепторам. Кофеин (К) и рианодин (Р), связываясь с рианодиновыми рецепторами, облегчают поступление Са2+ в аксоплазму, приводя к повышению его уровня в терминалях. Целью работы было изучить, как меняется характер спонтанной квантовой секреции ацетилхолина в нервно-мышечных синапсах мыши при действии на них К и Р. У изолированного препарата диафрагмальной и шейной мышцы мыши регистрировали миниатюрные потенциалы концевой пластинки (МПКП) с последующим анализом их амплитудно-временных параметров на фоне присутствия в омывающей среде К (1-5 мМ) или Р (0,1-1,0 мкМ). При действии К и Р наблюдается качественно сходный эффект - время и дозо-зависимый прирост частоты МПКП, который становится в 2-5 раз более выраженным, но весьма краткосрочным (5-10мин) в растворе без Са2+ с 1 мМ ЭГТА. По-видимому, в этих условиях происходит быстрое истощение Са-депо нервных терминалей. На фоне К и Р впервые выявлен достоверный - в 10 и более раз - прирост частоты генерации высокоамплитудных, т.н. гигантских МПКП (ГМПКП), величина которых в 2-10 раз превышает среднюю амплитуду МПКП и сопоставима с многоквантовыми вызванными ПКП. ГМПКП являются отражением спонтанной секреции особо крупных одиночных порций (квантов) ацетилхолина; они чрезвычайно редки у интактных синапсов в покое и не учащаются при поступлении Са2+ из наружной среды. Однако под действием К и Р, облегчающих поступление Са2+ из Са-депо в аксоплазму терминалей, удалось обнаружить время- и дозо-зависимый прирост частоты генерации ГМПКП, что сопровождается инициацией мышечных ПД и сокращениями мышечного волокна в отсутствие вызванной активности синапса и поступления Са2+ в терминаль из наружной среды. Таким образом, внутриклеточный депонированный Са2+ способен специфически регулировать активность синапса.
Л.В.Бердышева
ВЛИЯНИЕ КАРБАХОЛА НА СОКРАТИТЕЛЬНУЮ РЕАКЦИЮ СЕМЯВЫНОСЯЩЕГО ПРОТОКА КРЫСЫ НА ФЕНИЛЭФРИН
Институт биологии развития им. Н.К.Кольцова РАН, Москва
Основным медиатором сокращения гладких мышц семявыносящих протоков млекопитающих является норадреналин,осуществляющий реакцию через взаимодействие с альфа1-адренорецепторами. Вместе с тем показано присутствие холинергических нейронов и выделение ацетилхолина при электрической стимуляции этих органов, что ведет к сократительной реакции через активацию М-холинорецепторов. В настоящей работе на изолированных семявыносящих протоках крыс исследовалось влияние агониста М-холинергической медиаторной системы карбахола на альфа1-адренергическую реакцию, вызванную фенилэфрином. Карбахол вызывает тоническую реакцию, пороговая концентрация составляет около 5 мкМ. Он оказывает стимулирующее действие на сократительную реакцию фенилэфрина, как в подпороговых дозах (начиная с 0.5 мкМ), так и в концентрациях, дающих тонический ответ; эффект холиномиметика дозозависим. Атропин в концентрации 0.07 мкМ блокирует стимулирующий эффект карбахола на реакцию, вызванную фенилэфрином. Для изучения действия холиномиметика на кинетические параметры альфа1-адренергической реакции, получали кумулятивные кривые доза-ответ на фенилэфрин до и на фоне 2-х минутного действия карбахола. Расчеты показали, что действие мускаринового агониста в концентрации 7.5 мкМ приводит к увеличению чувствительности и максимального ответа на фенилэфрин (ЕС50 достоверно снижается в среднем на 30%), коэффициент Хилла уменьшается с 1.0 в контроле до 0.68 - в опыте.
Полученные данные свидетельствуют о возможности модулирующего действия медиатора холинергической нервной системы на адренергическую сократительную реакцию. Обсуждаются возможные механизмы этой модуляции.
Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант N 99-04-49141).
О.В.Бойко
ВОЗРАСТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ СТИМУЛЯТОРНОЙ РЕАКЦИИ НА НЕЙРОТРАНСМИТТЕРЫ АМНИОНА КУРИНОГО ЭМБРИОНА.
Институт биологии развития им. Н.К.Кольцова РАН, Москва.
Для амниона куриного процессы дифференцировки сменяются процессами дегенерации в пределах двух недель. Соответственно проявление холинергических и моноаминергических реакций отличается выраженными возрастными изменениями. На 7-9 сут. инкубации эмбриона пороговые концентрации для 5-ОТ составляют не менее 5-10 мкМ при латентном периоде до 2-х минут. Для прекращения сократительной активности требуется длительное отмывание (0,5-1 час) после каждого воздействия. Реакции на 5-ОТ, как правило, лишены тонического компонента, может иметь место пачечная активность. На 13-15 сут. инкубации реакция на 5-ОТ сопровождается резким повышением тонуса, не требует длительной отмывки. Минимальная действующая концентрация составляет 0,3 мкМ. Т.е. по мере эмбрионального развития процессы реализации серотонинергических эффектов становятся более лабильными: повышается чувствительность, увеличивается диапазон действующих концентраций, реакция быстрее развивается и быстрее прекращается. Особенно явно возрастные изменения проявляются при сравнении с реакцией на АХ. Эффективность действия 5-ОТ на 7-9 сут. развития много меньше, чем АХ в той же концентрации, тогда как на 14-15 сут. величина ЕС50 приближается к таковой для АХ, а величина максимальной реакции нередко превышает Рmax реакции на АХ.
Параметры стимуляторной a-адренергической сократительной реакции амниона на НА также зависят от возраста эмбриона. ЕС50 и величина Рmax инотропной реакции амниона 13-15-суточных эмбрионов достоверно выше, чем амниона 9-10-суточных. Для хронотропной реакции возрастные соотношения были обратными. Эффективность (Е) стимуляторного действия НА (Е=Рм/2ЕС50) с возрастом увеличивается.
Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант N 99-04-49141).
О.Н.Бондаренко, Н.А.Бондаренко, М.Г.Пшенникова, И.Ю.Малышев, Е.Б.Манухина
NO МОДУЛИРУЕТ ДОФАМИНОЗАВИСИМОЕ поведение крыс
НИИ общей патологии и патофизиологии РАМН, Москва
Крысы различных линий характеризуются разной устойчивостью к стрессорным воздействиям. Повышенный уровень продукции оксида азота (NO) в организме крыс линии August препятствует возникновению язвенных поражений слизистой оболочки желудка и нарушений поведения, вызванных иммобилизационным стрессом. Крысы линии Wistar имеют более низкий по сравнению с крысами August уровень продукции NO в организме и более подвержены действию иммобилизационного стресса как в отношении язвенной патологии, так и по поведенческим показателям. Для воспроизведения стрессорного выброса катехоламинов использовали модельную гиперфункцию дофаминергической (DA) системы, индуцируемую посредством введения L-DOPA. Введение ингибитора NO-синтазы Nщ нитро-L-аргинина (L-NNA) усиливало нарушения поведения крыс, вызванные L-DOPA. Этот эффект в большей степени был выражен у крыс линии August. Введение экзогенного донора NO - динитрозильных комплексов железа (ДНКЖ) - ограничивало нарушения поведения, вызванные L-DOPA, у крыс обеих линий. Защитное действие ДНКЖ в условиях гиперфункции DA системы сходно с эффектом D2 блокатора сульпирида. Таким образом, NO обладает центральным антистрессорным действием, которое, по-видимому, опосредованно ограничением выброса катехоламинов.
Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 97-04-48823).
А.Ю.Буданцев
Диссоциированное обучение и холинергические системы мозга
Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Центр аналитической микроскопии, Пущино
Согласно общепринятому представлению, диссоциированное обучение (ДО) животных ("dissociated learning") представляет способ обучения, когда у одних и тех же животных на фоне разных внешних воздействий (“диссоциирующих агентов”) вырабатывается несколько навыков, каждый из которых проявляется при том воздействии, на фоне которого происходит обучение. В случае, когда таким воздействием служат фармакологические или физиологически-активные соединения, ДО называется "drug-induced state-depended learning, SDL". Многолетние фармаколого-физиологические исследования, проведенные в Институте теоретической и экспериментальной биофизики РАН, привели к формулировке “холинергической гипотезы” возникновения ДО. Проверка этой гипотезы при помощи количественно-гистохимического метода выявления активности ацетилхолинэстеразы в структурах мозга при введении физостигмина в дозах, вызывающих ДО, дали неоднозначный материал для развития “холинергической гипотезы” возникновения ДО. Обсуждаются проблемы, порожденные проведенным гистохимическим исследованием ДО.
Э.А. Бухараева, Д.В. Самигуллин, Р.Х. Гайнулов, Е.Е. Никольский
РОЛЬ АДЕНИЛАТЦИКЛАЗЫ В МОДУЛЯЦИИ ВРЕМЕННОГО ХОДА ВЫЗВАННОЙ СЕКРЕЦИИ КВАНТОВ МЕДИАТОРА В СИНАПСАХ ЛЯГУШКИ
Казанский институт биохимии и биофизики КНЦ РАН, Казань
Норадреналин, активируя бета-1-адренорецепторы на двигательных нервных окончаниях лягушки, оказывает синхронизирующее действие на процесс вызванной секреции квантов медиатора, что проявляется в уменьшении дисперсии истинных синаптических задержек одноквантовых токов концевой пластинки (ТКП)[Bukharaeva E. et al, 1999]. Поскольку активация бета-адренорецепторов связана с уровнем активности аденилатциклазного комплекса и содержанием цАМФ в клетке, было изучено влияние на временной ход вызванной секреции агентов, изменяющих уровень цАМФ. Дибутирильный цАМФ; форсколин, активирующий аденилатциклазу; ингибиторы фосфодиэстеразы теофиллин и изобутилметилксантин вызывали уменьшение дисперсии синаптических задержек одноквантовых ТКП [Бухараева Э. и др, 2000] т.е. повышение содержания цАМФ в нервном окончании приводило к возрастанию степени синхронности секреции квантов медиатора. Известно, что после активации аденилатциклазы и последующего повышения цАМФ в клетке активируется цАМФ-зависимая протеинкиназа А, вызывающая фосфорилирование синаптических белков, участвующих в процессе экзоцитоза везикул [Majewski H & Barrington M. 1995]. Можно предположить, что антагонист цАМФ, блокирующий протеинкиназу А изомер аденозинмонофосфотиоата RpCAMP обладает противоположным по сравнению с активацией аденилатциклазы эффектом на времен- ной ход вызванной секреции квантов. В экспериментах на нервно-мышечном препарате лягушки установлено, что RpCAMP увеличивал дисперсию истинных синаптических задержек одноквантовых ТКП и устранял эффекты дибутирильного цАМФ и норадреналина, приводя к уменьшению синхронности освобождения квантов медиатора.
Таким образом, активация аденилатциклазы, вызывающая возрастание уровня цАМФ в клетке и последующая активация протеинкиназы А являются факторами определяющими временной ход вызванной секреции квантов медиатора в нервно-мышечном синапсе. (Грант РФФИ 99-04-48286)
Е.А. Вульфиус, О.Н. Дерюгина, И.В. Крастс, А.А.Гриневич
Модулирование цинком никотиновых рецепторов в нейронах Lymnaea stagnalis
Институт биофизики клетки РАН, Пущино
Исследование влияния Zn2+ на характеристики ответов нейронов на нейротрансмиттеры интересно с точки зрения роли эндогенного Zn2+, содержащегося в пресинаптических окончаниях и выделяющегося вместе с медиаторами в пресинаптическую щель (Fredericson, 1989), как нейромодулятора синаптической передачи. Мы изучали действие Zn2+, добавленного в омывающий раствор изолированных нейронов прудовика, на параметры ответа клеток на ацетилхолин (АХ). Для работы были выбраны идентифицированные нейроны, содержащие гомогенную популяцию рецепторов, сходных с никотиновыми по фармакологической чувствительности (Zeimal a.Vulfius, 1968), но управляющих хлорной проводимостью (Казаченко, 1979). Опыты проведены в режиме фиксации мембранного потециала и внутриклеточной перфузии. В диапазоне концентраций 50 мкМ - 2 мМ Zn2+ снижал пиковый ток, вызванный АХ, и изменял кинетику ответа. Степень блокирования зависела от концентрации Zn2+, длительности предобработки нейрона Zn2+ и уменьшалась при повышении концентрации АХ. Меньшие концентрации Zn2+ (вплоть до 10 мкМ) были неэффективны. Потенциирующего действия Zn2+, которое отмечено для рецепторов глицина (Laube et al., 1995; Doi et al., 1998; Lynch et al., 1998), мы не обнаружили. Полученные результаты указывают на сходство в структуре никотиновых нейрональных рецепторов прудовика как с 7-никотиновыми катионпроводящими рецепторами позвоночных (Palma et al., 1998), так и с ГАМКА и ГАМКС анионпроводящими рецепторами мозга и сетчатки (Draguhn et al., 1990; Calvo et al., 1994; Gingrich et al., 1998) по наличию участка связывания Zn2+ с высоким сродством и отрицательному модулирующему влиянию Zn2.
А.Е.Гайдуков, О.П.Балезина
МЕДИАТОР БЕСПОЗВОНОЧНЫХ АЛЛАТОСТАТИН 1 ВИДОИЗМЕНЯЕТ СПОНТАННУЮ АКТИВНОСТЬ МОТОРНЫХ СИНАПСОВ МЫШЦ
Кафедра физиологии человека и животных МГУ, Москва
Аллатостатины - новое, недавно описанное у беспозвоночных семейство нейропептидов. Они секретируются разными типами нейронов и оказывают множественные модуляторные воздействия на нервные, мышечные и другие клетки ракообразных, насекомых и моллюсков. Возможная биологическая активность аллатостаинов в отношении возбудимых клеток высших позвоночных животных до сих пор не исследована. В данной работе с помощью стандартной микроэлектродной техники изучены воздействия одного из аллатостатинов - аллатостатина 1 (А1) на параметры спонтанной активности холинергических нервно-мышечных синапсов у изолированного диафрагмального препарата мыши. С помощью стандартной микроэлектродной техники исследовали амплитудно-временные характеристики спонтанных миниатюрных потенциалов концевой пластинки (МПКП). В работе сопоставлены эффекты А1 в диапазоне концентраций от 10нМ до 1,0мкМ. Установлено, что аппликация А1 в низких концентрациях (1,0-5,0 нМ) не вызывает изменений частоты МПКП в течение 60 минут экспозиции нейропептида, тогда как повышение концентрации пептида до 1 мкМ сопровождается медленно развивающимся градуальным снижением частоты МПКП, которая урежается на 37,0 ± 3% от контроля к 50-60-ой минутам экспозиции пептида. Наряду с частотой А1 оказался способным время- и дозо-зависимым образом вызывать прирост амплитуды МПКП в среднем на 67,0 ± 15% (Р<0,05, n=16) и 108,0 ± 13% (P<0,05, n=11) при аппликации его в концентрациях соответственно 10нМ и 1,0мкМ. Анализ гистограмм амплитудных распределений МПКП показал, что их форма не меняется на фоне действия А1, но происходит параллельный сдвиг гистограмм в область более высокоамплитудных значений. Не обнаружено достоверных сдвигов средних значений времени нарастания и полуспада МПКП на фоне действия А1. Таким образом, А1 оказался способным эффективно снижать частоту и увеличивать амплитуду МПКП, что может быть следствием его двунаправленного специфического пресинаптического действия на моторные синапсы мыши.
Р. Гайнетдинов1,2, Фей Шу2, М. Карон2
ИНАКТИВАЦИЯ ГЕНА НОРАДРЕНАЛИНОВОГО ТРАНСПОРТЕРА У МЫШЕЙ ВЫЗЫВАЕТ СНИЖЕНИЕ ДОФАМИНЭРГИЧЕСКОЙ НЕЙРОПЕРЕДАЧИ В СТРИАТУМЕ
НИИ фармакологии РАМН1, Москва, Россия; Howard Hughes Institute, Duke University2, Durham, USA.
Норадреналиновый транспортер (НАТ) обеспечивает обратный захват внеклеточного норадреналина (НА) в пресинаптическую терминаль, осуществляя тем самым пространственный и временной контроль эффективности норадренергической нейропередачи. НАТ является важной эндогенной мишенью для действия многих антидепрессантов и психостимуляторов. Известно, что хроническое введение трициклических антидепрессантов, которые взаимодействуют с НАТ, приводит к повышению чувствительности рецепторов дофамина (ДА), однако механизм этого эффекта остается неизученным. Данное исследование было проведено на генетической модели мышей с инактивированным геном НАТ (Xu et al., 2000, Nature Neuroscience, in press). Нами показано, что у мутантных животных, лишенных НАТ, психостимулирующее действие кокаина значительно усилено. В нейрохимических исследованиях было обнаружено сниженное тканевое содержание ДА и его метаболитов, а также уменьшение скорости его биосинтеза в дорсальном и вентральном сриатуме мозга мутантных мышей. Методом внутримозгового микродиализа и высокоэффективной жидкостной хромотографии с электрохимической детекцией показано существенное снижение базального внеклеточного содержания ДА и его метаболитов. Полученные нами данные позволяют предположить, что молекулярно генетическая инактивация НАТ приводит к вторичному снижению дофаминэргической нейропередачи в базальных ганглиях мозга мышей. Развивающаяся в этих условиях суперчувствительность постсинаптических рецепторов ДА является, по-видимому, причиной повышенной чувствительности мутантных животных к эффектам психостимуляторов. Таким образом, на данной генетической модели продемонстрировано прямое функциональное взаимодействие норадренергических и дофаминергических систем на уровне базальных ганглиев мозга.
З.З. Гизатуллина, М.С. Ахматов, Г.Л. Сайфуллина , Б.А. Ташмухамедов
Регуляция адреналином энергетического метаболизма и уровня мембраносвязанного кальция в тимоцитах крыс in vitro
Институт физиологии и биофизики АН РУз, Узбекистан, Ташкент.
Известно, что введение адреналина приводит к увеличению скорости дыхания митохондрий (МХ) печени крыс во всех метаболических состояниях и увеличивает коэффициент дыхательного контроля, что является следствием увеличения проницаемости мембраны МХ для субстратов. После введения адреналина увеличивается ёмкость МХ для ионов Са2+, этот эффект рассматривается как увеличение их устойчивости к повреждающему действию Са2+.
Нами было исследовано состояние энергетического метаболизма и уровень мембраносвязанного Са2+ в плазмалемме и во внутриклеточных компартментах в адреналин-стимулированных тимоцитах крыс.
Адреналин в экспериментах in vitro в низких концентрациях 30 нМ увеличивает скорость окисления пирувата и глюкозы на 35%. Олигомицин-ингибированное и 2,4-ДНФ-стимулированное дыхание в условиях этого эксперимента практически сохранялись на уровне контрольных величин. Следует отметить, что в Са2+-содержащей среде скорость дыхания адреналин-стимулированных тимоцитов была на 50% выше, чем в контроле, а ингибирующий эффект олигомицина на дыхание ниже на 40%. Более высокие концентрации адреналина (100-500 нМ) ингибируют скорость дыхания тимоцитов.
С использованием хлортетрациклина (ХТЦ) как флуоресцентного Са2+ -чувствительного зонда нами было установлено, что у тимоцитов, инкубированных в Са2+ -содержащей среде в присутствии 30 нМ адреналина, количество мембраносвязанного Са2+ было в 2 раза выше, чем у тимоцитов, инкубированных в среде без Са2+ . В адреналин-стимулированных тимоцитах ингибиторы дыхания и окислительного фосфорилирования вызывали большее, чем в контроле, снижение интенсивности флуоресценции ХТЦ, что свидетельствует об увеличении Са2+-пула МХ. При использовании BHQ-ингибитора Са2+ -АТФ-азы эндоплазматического ретикулума (ЭПР) было обнаружено увеличение Са2+ -пула ЭПР. Эти данные свидетельствуют о том, что адреналин активирует кальмодулин-зависимую стадию накопления Са2+ в мембранах тимоцитов.
В.С.Демидова, А.Г.Глоба, А.А.Карелин