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.
РАЗВИТИЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ЗНАЧЕНИЕ НЕЙРОНОВ, ЭКСПРЕССИРУЮЩИХ ОДИНОЧНЫЕ ФЕРМЕНТЫ СИНТЕЗА ДОФАМИНА В АРКУАТНОМ ЯДРЕ У КРЫС
аЛаборатория гормональных регуляций Института биологии развития РАН, Москва
бЛаборатория нейрогистологии Института нормальной физиологии РАМН, Москва
вЛаборатория нейробиологии межклеточных сигналов, Университета им. П. и М. Кюри, Париж
Развитие и функциональное значение нейронов аркуатного ядра (АЯ), экспрессирующих тирозингидроксилазу (ТГ) и/или декарбоксилазу ароматических L-аминокислот (ДАА), изучали у плодов, новорожденных и взрослых крыс с помощью иммуноцитохимии (моно- и двойное иммуномечение, ТГ и ДАА), конфокальной микроскопии, компьютерного анализа изображений, высокоэффективной жидкостной хроматографии с электрохимической детекцией и радиоиммунологического анализа. Моноэнзиматические ТГ-нейроны впервые обнаружены на 18-й эмбриональный день (Э18) в вентролатеральной части АЯ. Нейроны, экспрессирующие только ДАА или оба фермента синтеза дофамина (ДА) появляются впервые на Э20 в дорзомедиальной части ядра. На Э21 ДАергические (биэнзиматические) нейроны составляли <1% от всех нейронов, экспрессирующих ТГ и/или ДАА. Тем не менее, в АЯ ex vivo и в первичной культуре нейронов этой области выявлено относительно высокое содержание ДА и L-диоксифенилаланина (L-ДОФА), а также их спонтанное и стимулированное выделение. Более того, уровень ДА в АЯ у плодов был достаточным для обеспечения ингибирующего контроля секреции пролактина гипофизом. В процессе развития доля ДАергических нейронов возрастает, и у взрослых крыс достигает 38%. Между моноэнзиматическими ТГ- и ДАА-нейронами уже на Е21 обнаружены специализированные контакты, вероятно, способствующие транспорту L-ДОФА из первых нейронов во вторые. Показано также, что аксоны моноэнзиматических ДАА-нейронов проэцируются в срединное возвышение, обеспечивая возможность секреции ДА в гипофизарную портальную циркуляцию.
Таким образом, вероятно, ДА в АЯ синтезируется не только ДА-ергическими нейронами, но и совместно нейронами, экспрессирующими только ТГ или ДАА.
М.Г.Узбеков, С.Н.Шихов, А.С.Штемберг, А.С.Базян, Г.М.Черняков
ОБМЕН МОНОАМИНОВ В ГОЛОВНОМ МОЗГЕ КРЫС С РАЗНЫМИ ТИПАМИ ПОВЕДЕНИЯ ПРИ ДЕЙСТВИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ СВЕРХНИЗКОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ (ЭМПСИ)
Московский НИИ психиатрии МЗ РФ, Москва
Биологические эффекты (ЭМПСИ) в организме животных изучены недостаточно. Целью работы было изучение влияния ЭМПСИ на обмен моноаминов (МА) в головном мозге крыс с разными типами ВНД.
Взрослых крыс-самцов линии Вистар делили на 3 группы: Г1 и Г3, соответственно, вырабатывавшие и не вырабатывавшие рефлекс" эмоционального резонанса" (П.В.Симонов, 1976), и Г2 - промежуточная группа. Характеристики ЭМП: частота 970 МГц, модулированная квазистохастическим сигналом в диапазоне 20-20000 Гц, с плотность потока энергии - 15 мкВт/см2 на уровне полувысоты тела животного; средняя удельная поглощенная энергия не превышала 4,5 мДж/кг, время облучения - 30 мин. Содержание дофамина (ДА), норадреналина (НА), адреналина (А), серотонина (5-НТ) и 5-оксииндолуксусной кислоты (5-ОИУК) в двигательной коре мозга крыс определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Контролем служили необлученные крысы соответствующих групп.
У контрольных крыс Г1 содержание А и 5-ОИУК было достоверно выше, чем у крыс ГЗ, а содержание ДА и 5-ОИУК выше, чем у крыс Г2. ЭМПСИ вызывало у крыс Г1 повышение уровня ДА, 5-НТ и А, соответственно, в 7,3, 2,5 и 2 раза по сравнению с контролем. У крыс Г2 отмечалось достоверное снижение содержания 5-ОИУК в 1,5 раза, тогда как у крыс ГЗ ЭМПСИ не вызывало изменений содержания МА. Как показала косвенная оценка состояния ферментных систем (по отношению продукт реакции/предшественник), сдвиги содержания МА могли быть вызваны изменениями активности их синтеза и дезаминирования. Под действием ЭМПСИ у крыс Г1 происходила активация серотонинергической и торможение норадренергической систем, тогда как у крыс ГЗ эти взаимоотношения носили обратный характер. Нейрохимические сдвиги под действием ЭМПСИ сопровождались изменениями поведения животных.
А.Н.Хаткевич*, П.В.Авдонин
Механизмы увеличения сосудистой сократимости в ответ на пептидные гормоны и норадреналин при действии циклоспорина А
*Кардиологический научный центр, Москва
Институт биологии развития им. Н.К.Кольцова РАН, Москва
Повышение сократительной активности кровеносных сосудов является одной из причин развития гипертонии, инфаркта миокарда и ряда других заболеваний. В основе этого явления, наряду с прочими факторами, лежит увеличение экспрессии в гладкомышечных клетках (ГМК) сосудов рецепторов гормонов-вазоконстрикторов - ангиотензина II (ATII), вазопрессина (BП), эндотелина 1 и других [1]. Механизмы активации экспрессии рецепторов данной группы гормонов не известны. Нам удалось показать, что в культивируемых ГМК человека [2] можно искусственным путем вызывать увеличение экспрессии рецепторов АТII под действием лиганда цитоплазматических белков циклофилинов – циклического ундекапептида циклоспорина А (CsA). Установлено, что действие CsA на ГМК по механизму отличается от действия этого вещества на Т-лимфоциты и не опосредованно ингибированием кальцийнейрина. Начаты исследования по выявлению конкретных этапов биохимического пути, ведущего к активации синтеза рецепторов. Согласно полученным данным, в этом процессе участвуют тирозиновые протеинкиназы семейства src и МАП-киназы. Обнаруженные на культуре клеток закономерности проверяются на изолированных колечках брыжеечной артерии для определения их физиологической значимости. Нами показано, что CsA в 2-2,5 раза увеличивает силу сокращения в ответ на низкие (0,1-0,3 мкМ) концентрации норадреналина и не изменяет реакцию на насыщающие (10 мкМ) концентрации этого гормона. Результаты работы могут способствовать более глубокому пониманию процессов, лежащих в основе изменений сосудистой сократимости в нормальных условиях и при патологии.
Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант №99-04-48787).
1.V.Regitz-Zagrosek, M.Neuss, J.Holzmeister, C.Warnecke, E.Fleck. Molecular biology of angiotensin receptors and their role in human cardiovascular disease. J. Mol.Med. 1996, 74, 233-251.
2.P.V.Avdonin, F.Cottet-Maire, G.V.Afanasjeva, S.A.Loktionova, P.Lhote, U.T.Ruegg Cyclosporine A up-regulates angiotensin II receptors and calcium responses in human vascular smooth muscle cells. Kidney Int. 1999, 55, 2407-2414.
В. В. Цыганов
КОНСЕРВАТИВНОЕ ЗВЕНО В ЦЕНТРАЛЬНОМ МЕХАНИЗМЕ УПРАВЛЕНИЯ ЛОКОМОЦИЕЙ МОЛЛЮСКОВ
Институт биологии развития им. Н.К.Кольцова РАН, Москва
Некоторые эрготные антагонисты дофаминовых рецепторов оказывают сходное замедляющее и диссоциирующее действие на локомоторные ритмы таких разных моллюсков, как Clione (Pteropoda), Aplysia (Tectibranchia) и Anodonta (Pelecypoda). Это позволило предположить, что центральные генераторы их локомоции могут содержать гомологичный элемент, то есть быть дериватами общей анцестральной нейронной сети (Sakharov et al., Comp. Biochem. Physiol. 1989, 92C: 343-347; 93C: 161-166). Нами впервые проведены эксперименты в этом направлении не только на поведенческом, но и на нейрональном уровне. Объектом служили взрослые особи прудовика Lymnaea stagnalis (Pulmonata) - пресноводной улитки, у которой ритмическая мышечная локомоция генерируется при повышенных нагрузках. Cтабильную генерацию реального или фиктивного локомоторного ритма вызывали метаболическим предшественником серотонина 5-гидрокситриптофаном (80-100 мкг/г при инъекции, 0,2-0,4 мМ при иммерсии редуцированных препаратов), эрготамин тартрат применяли в концентрации 13 мкг/г (инъекция) и 0,01 мМ (иммерсия). Под влиянием эрготамина длительность цикла увеличивалась: с 14,9+0,59 до 23,6+1,43 с у интактного животного, с 14,3+0,37 до 22,51+0,23 с в полуинтактном препарате и с 12,43+0,72 до 25,22+0,81 с в изолированном мозге (везде р<0,01). Ритм замедлялся вследствие удлинения и распада той фазы цикла, на которой колумеллярная мышца подтягивает раковину к голове. Результаты регистрации активности педальных нейронов и колумеллярного нерва указывают на то, что распад фазы обусловлен появлением мощного тормозного синаптического притока к нейронам, вовлеченным в локомоторный ритм. По-видимому, эрготный антагонист дофамина растормаживает источник этого притока. Если так, то консервативный эргот-чувствительный элемент сети может находиться не внутри, а вне локомоторного генератора. Гранты РФФИ 99-04-48411 и IR-97-0798.
А.Н. Чепкова, Н.А. Капай
МЕТАБОЛИЧЕСКИЙ ФРАГМЕНТ ВАЗОПРЕССИНА ВП(4-9) ОБЛЕГЧАЕТ ПРОЯВЛЕНИЯ СИНАПТИЧЕСКОЙ ПЛАСТИЧНОСТИ В ГИППОКАМПЕ
НИИ мозга РАМН, Москва
Гипоталамический гормон вазопрессин (Вп) играет важную роль в регуляции таких сложных функций мозга как обучение и память. Поведенческие исследования показали, что положительная модуляция когнитивных процессов обусловлена С-терминальной частью молекулы и реализуется с участием лимбических структур мозга, в частности, гиппокампа. В связи с этим интересно было оценить, как влияет метаболический фрагмент Вп (4-9), более активный в отношении мнестических функций, чем исходная молекула, на функциональную пластичность синаптических систем гиппокампа, которая проявляется в развитии длительной потенциации (ДП) синаптических ответов после ритмической стимуляции входа и служит, предположительно, нейрофизиологической основой процессов обучения и памяти.
В экспериментах на срезах гиппокампа крыс регистрировали фокальный потенциал, отражающий суммарный ответ пирамидных нейронов поля СА1 на стимуляцию коллатералей Шаффера, и сравнивали вероятность развития ДП этого ответа после короткой высокочастотной стимуляции синаптического входа (30 импульсов при частоте 100 Гц) в контроле и после 15-минутной перфузии срезов средой, содержащей 0.001-5 мкМ Вп(4-9) (Sigma). В контрольных препаратах такой режим тетанизации вызывал только кратковременную потенциацию ответов, сохраняющуюся не более 30 мин. Не оказывая существенного действия на величину ответов в условиях предварительной инкубации, Вп(4-9) дозозависимо облегчал развитие ДП.
Предполагается, что облегчение пластических процессов в синаптических системах гиппокампа может лежать в основе положительной модуляции обучения и памяти, осуществляемой Вп и его фрагментами.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант 98-04-48311).
С.А.Чепурнов, Н.Е.Чепурнова, Р.К.Бердиев, * E.L.J.M. van Luijtelaar, A.M.L. Coenen
ГАЛАНИН В ВОСХОДЯЩИХ ХОЛИНЕРГИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ МОЗГА
МГУ им.М.В.Ломоносова, Москва
* University of Nijmegen, NICI, The Netherlands
Центральный галанин (ГАЛ) “сосуществует” в нейронах, в основном, с ацетилхолином (АЦХ) и данные многих лабораторий (T.Hokfelt, Barthfai, J.Craweley, M.A.Miller) позволили предположить, что ГАЛ вовлечен в патогенез болезни Альцгеймера. Вся иммуно-гистонейрохимическая карта Гал-ергических путей головного и спинного мозга описана, однако в коре по новым результатам экспрессии гена (GAL mRNA-expressing) в нейронах переднего мозга только < 20% АЦХ-реактивных клеток содержат ГАЛ. В состоянии покоя одновременная секреция АЦХ и ГАЛ распространена не так широко для “гиппокампальных центров памяти” (Millrt et al., 1998), как предполагалось ранее. Роль ГАЛ путей в эпилоптогенезе практически не исследована. На нее указывают фундаментальные исследования [торможение высвобождения АЦХ в гиппокампе, глутамата и аспартата в септуме, открытие К+ каналов и блокирование Т-типа Ca2+ каналов галанином] и экспериментальные данные о торможении эпилепсии у животных галанином ( А.А.Шандра, A. Mazarati, К.Л. Сервецкий, С.А.Чепурнов и соавт). На модели фебрильных конвульсий - гипетермически вызываемых судорог у новорожденных крысят в возрасте от 5 до 13 дней, нами выявлено противосудорожное действие ГАЛ. При внутрибрюшинном введении ГАЛ эффективен, но в определенный возрастной период (7-11 дней) развития. ГАЛ в 2-3 раза увеличивает латентность наступления первых вздрагиваний (minimal seizures) и развития клонико-тонической стадии (major, generalized seizures) приступа. Можно предполагать, что эффект не зависит от эндогенного центрального ГАЛ, поскольку он обнаруживается с первого дня рождения, и далее его уровень постоянно растет до 28 дня. На взрослых крысах противосудорожное действие ГАЛ эффективно на модели коразоловых судорог. Достоверное торможение SWD ( в ЭЭГ лобной коры, гиппокампа и миндалины) получены как при внутрижелудочковом введении ГАЛ, так и при его интраназальном введении. На модели генетически обусловленных абсансов крыс линии WAG/Rij нами показано уменьшение амплитуды и укорочение длительности SWD в ЭЭГ активности неокортекса после внутрижелудочкового введения ГАЛ. Роль галаниновых рецепторов подтверждается в этих опытах снятием тормозного эффекта предварительным введением галантина (М15) - антагониста галаниновых рецепторов.
С.Ю.Черанов, Р.Д. Мухамедзянов, А.Л. Зефиров
Анализ амплитудно-временных характеристик вызванных и миниатюрных потенциалов концевой пластинки в отдельной активной зоне
Казанский государственный медицинский университет, Казань
Известно, что квантовая секреция медиатора осуществляется путем экзоцитоза везикул, содержащих порции (кванты) медиатора в пресинаптических образования - активных зонах (АЗ). Однако недавно было предположено (Cherki-Vakil et al., 1995; Koenig, Ikeda, 1999), что вызванное освобождение происходит в АЗ, а спонтанное связано с популяцией везикул, расположенных вне АЗ. Поэтому в нашем исследовании мы попытались ответить на вопрос, происходит ли квантовая секреция между АЗ. Эксперименты проводили на нервно-мышечных препаратах кожно-грудинной мышцы лягушек Rana ridibunda. Вызванные и миниатюрные токи концевой пластинки (ТКП/МТКП) регистрировали одновременно при редкой стимуляции (0,5Гц) с помощью трех внеклеточных микроэлектродов (Зефиров и др., 1990). Построение графических картин, отражающих расположение точек освобождения в участке нервного окончания, производили на основе обработки 3000-5500 сигналов. Для обработки данных использовался пакет программ Origin и Excel-97.
Было обнаружено, что как при последовательной, так и при одновременной регистрации, точки освобождения квантов медиатора, ответственных за генерацию ТКП и МТКП, совпадали и образовали группировки, отражающие секрецию в области АЗ (Зефиров и др., 1990; Zefirov et al., 1995), а вероятность квантовой секреции между АЗ была минимальной. Анализ амплитудно-временных характеристик ПКП и МПКП в отдельных АЗ показал, что время нарастания и период полуспада ПКП имеют меньшую зависимость от амплитуды, чем МПКП. Возможные пресинаптические причины обнаруженной неоднородности процессов спонтанной и вызванной секреции обсуждаются.
И.А. Чистопольский
КООПЕРАЦИЯ СЕРОТОНИНОВЫХ НЕЙРОНОВ В ЦНС УЛИТКИ
Институт биологии развития им. Н.К.Кольцова РАН, Москва
У большого прудовика Lymnaea stagnalis активация локомоторного поведения обеспечивается усилением работы скопления серотониновых нейронов (ПедА-кластер) педальных ганглиев (ПедГ). Наличие у ПедА рецепторов, посредством которых они деполяризуются собственным трансмиттером, позволяет предполагать участие положительной обратной связи в механизме возбуждения серотонинового кластера как целого (Е.А. Каботянский и др., Биол. мембр. 1991, 8: 1158; Т.Л. Дьяконова, в этом сборнике). Для демонстрации такого механизма мы изолировали из А-кластера сому серотониновой клетки вместе с проксимальным отростком и использовали ее в качестве монитора на содержание серотонина в среде. Мы нашли, что изолированная клетка возбуждалась при приближении к некоторым участкам поверхности ЦНС. Максимальное учащение спайков отмечалось в медиальной зоне ПедГ, где расположен ПедА-кластер. Изолированная клетка отвечала также возбуждением при приближении к тем местам, где расположены серотониновые нейроны церебрального (нейрон С1) и висцерального ганглиев. В некоторых случаях изолированная ПедА клетка была настолько чувствительной, что реагировала учащением разряда в 1,5-2 раза на сближение с другим одиночным изолированным ПедА нейроном. Сравнение с действием на изолированную клетку экзогенного серотонина позволяет заключить, что у поверхности ганглия в области серотониновых нейронов имеет место эффективная, не менее 10-7 М, концентрация серотонина.
Наши результаты указывают на кооперацию серотонинергических нейронов посредством соматической секреции и дистантного действия трансмиттера в кортикальной зоне ЦНС моллюска
Гранты РФФИ 99-04-48411 и IR-97-0798.
Н.И. Шаронова, В.С. Воробьев
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПЕНТОБАРБИТАЛА С AMPA РЕЦЕПТОРАМИ В ИЗОЛИРОВАННЫХ КЛЕТКАХ ПУРКИНЬЕ МОЗЖЕЧКА В ПРИСУТСТВИИ И В ОТСУТСТВИЕ АГОНИСТА
Научно-исследовательский институт мозга РАМН, Москва
На изолированных клетках Пуркинье мозжечка крысы с помощью методов фиксации потенциала и быстрой аппликации веществ исследовали взаимодействие пентобарбитала с глутаматными рецепторами АМРА типа. При активации АМРА рецепторов каинатом совместная аппликация 100 мкМ каината и 100 мкМ пентобарбитала приводила к уменьшению тока примерно на 50 %. Блок развивался с постоянной времени около 80 мс, а деблокада рецепторов происходила с постоянной времени ок. 0,3 с и требовала присутствия агониста. Аппликация пентобарбитала в отсутствие агониста также приводила к блокаде ответа, однако величина этого блока была меньше, чем при коаппликации агониста и блокатора, а выход из блока был более медленным. После аппликации 100 мкМ пентобарбитала в течение 1 с величина блока составляла ок. 30%, а выход из блока происходил с постоянной времени 0,7 с. Величина блока АМРА рецепторов в отсутствие активации рецептора возрастала при увеличении длительности аппликации блокатора и уменьшалась при увеличении интервала между окончанием аппликации блокатора и началом активации рецептора.
Полученные данные свидетельствуют о том, что АМРА рецепторы имеют по крайней мере два места связывания пентобарбитала, одного из которых блокатор достигает только при активации рецептора, а с другим способен взаимодействовать в отсутствие агониста.
Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант 00-04-482276).
И.М. Шейман, Н.Д.Крещенко, *М.Ройтер, *М.Густафссон
РОЛЬ СЕРОТОНИНА В МОРФОГЕНЕЗЕ ПЛАНАРИЙ DUGESIA TIGRINA
Институт биофизики клетки РАН, Пущино, Россия,
*Або Академия, Турку, Финляндия
В хвостовой области D. tigrina бесполой расы постоянно происходит морфогенетическая подготовка к делению. Изучали роль 5-НТ в этом процессе, а также в последующем восстановлении новой особи. Для первой задачи, планарий содержали в течение суток в растворе 5-НТ (10-5 М), после чего их рассаживали по одной и наблюдали за их делением. В последующие два дня подопытные планарии делились с заметно меньшей активностью, чем контрольные группы животных. Планарии, лишенные ганглия, не делятся. Функция восстанавливается только после регенерации ганглия (через 5 дней). Подопытные планарии, у которых удаляли ганглий после содержания в 5-НТ деление происходило также с задержкой по сравнению с контрольными обезглавленными животными. Метаболически близкое к 5-НТ вещество - мелатонин - вызывал эффект, сходный с описанным , т.е. торможение деления планарий. Таким образом, 5-НТ оказывал тормозящее действие на морфогенетический процесс, и оно осуществлялось при наличии ганглия.
С помощью антител к 5-НТ исследовали иммуноцитохимически регенерацию ганглия и восстановление серотонинэргических элементов в отделившихся хвостовых зооидах. Сравнивали картину на отделившихся и отсеченных хвостовых отрезках. Различий между ними не было обнаружено. В обоих случаях начало регенерации определяется прорастанием 5-НТ - активных волокон из остаточных нервных стволов в направлении бластемы. 5-НТ клетки обнаруживаются в продольных стволах и поперечных комиссурах. Начиная с 3-го дня наряду с 5-НТ-иммунореактивными волокнами среди недифференцированных клеток бластемы появляются 5-НТ-реактивные клетки. В дальнейшем их число нарастает.
Видимо, 5-НТ нервных стволов выполняет определенную роль в направлении морфогенетического процесса, также как и примененный извне.
Ю.Б.Шмуклер
ЭВОЛЮЦИЯ ТРАНСМИТТЕРНЫХ СИСТЕМ
Институт биологии развития им.Н.К.Кольцова РАН, Москва
Характерной особенностью раннего эмбрионального развития является одновременное присутствие и активность нескольких трансмиттерных систем (Бузников, 1967, 1989), приобретающих в ходе онтогенеза специализированную функцию синаптической передачи. Постулируется, что в этом процессе отражается формирование трансмиттерных механизмов в ходе эволюции, т.е. более близкими к первичным являются эмбриональные функции этих систем. Предполагается, что трансмиттеры, относящиеся к алифатическим аминокислотам (глицин, глутамат и аспартат), и их рецепторы возникли как компоненты механизма первичного хемотаксиса (Boyd, 1979; Trams, 1981). Функциональное значение этого механизма состоит в обеспечении достаточных количеств субстратов для синтезов в клетке, с чем и может быть связана множественность трансмиттеров и их рецепторов и, соответственно, химических сигналов, приводящих к хемотаксису. Альтернативная гипотеза восходит к идее Коштоянца (1951, 1963) и основывается на чувствительности белковых молекул (предшественников рецепторов) к некоторыми видоизмененными аминокислотами (проспективными трансмиттерами - адреналину, серотонину и т.д.). Предполагается, что первичная функция этих веществ была связана с внутриклеточным контролем синтетических процессов. В соответствии с этой гипотезой существование и внутриклеточных трансмиттерных рецепторов и рецепторов, локализованных на внешней мембране, к сигнальным веществам аминокислотной природы - это модификации двух важных компонентов первичной клеточной синтетической системы, обеспечивающей потоки субстратов из внешней среды и контроль их внутриклеточного уровня.
На основании существования внутриклеточных трансмиттеров и их рецепторов на самых ранних стадиях эмбриогенеза, а также высокой степени сходства структуры м-холино, адрено- и серотонинорецепторов (Fryxell, 1989) предполагается монофилетическое происхождение рецепторов к видоизмененным аминокислотам на внутриклеточном уровне и последующая миграция во внешнюю мембрану клетки, где рецепторы приобретают функции в межклеточной коммуникации или в ауторегуляции процессов делений (Shmukler, 1993; Shmukler et al., 1999).
О.П.Юрченко, Т.М.Турпаев
ВОЗМОЖНАЯ РОЛЬ G-БЕЛКОВ В ПРОЦЕССЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НЕЙРОТРАНСМИТТЕРОВ
Институт биологии развития им. Н.К.Кольцова РАН, Москва
При исследовании клеточных механизмов взаимодействия различных нейротрансмиттерных систем в миокарде и нейронах нами было показано участие в этом процессе цАМФ. Такой вывод был сделан на основе экспериментов, в которых теофиллин - ингибитор фосфодиэстеразы имитирует тормозящее действие адреналина на холинергическую реакцию в миокарде лягушки и модулирующее действие серотонина на ответ на ацетилхолин (АХ) нейронов виноградной улитки, по-видимому, за счет повышения уровня цАМФ в клетке (Юрченко, Турпаев, 1983; Yurchenko, S.-Rozsa, 1984). Повысить внутриклеточное содержание цАМФ можно также, воздействуя на активность аденилатциклазы (АЦ). Известно, что ГТФ увеличивает нейрогормональную активацию АЦ, и это влияние опосредованно Gs-белком. Кроме того, показано, что модификация Gs-белка холерным токсином ингибирует гидролиз ГТФ до ГДФ, после чего Gs-белок переходит в необратимо активированное состояние, и это проявляется в стабильном увеличении активности АЦ (Gilman, 1987). В связи с этим, в данной работе мы исследовали влияние ГТФ и холерного токсина на чувствительность полоски желудочка сердца лягушки и идентифицированных нейронов виноградной улитки к АХ.
ГТФ на сердце лягушки в концентрации 50-100 мкМ вызывает положительный инотропный эффект и уменьшение отрицательного инотропного эффекта АХ. Величина кажущейся константы диссоциации комплекса АХ с холинорецептором (КАХ) при этом увеличивается в 1,8 раза. Холерный токсин сам по себе не оказывает влияния на сокращения миокарда, но уменьшает его чувствительность к АХ, при этом КАХ возрастает в 2 раза. В ганглиях виноградной улитки ГТФ в концентрации 100 мкМ вызывает деполяризацию клеток и имитирует как усиливающее, так и тормозящее действие серотонина на АХ-ответ, которое наблюдается на разных идентифицированных нейронах.
Следовательно, вещества, повышающие внутриклеточный уровень цАМФ опосредованно через G-белки, способны таким же образом модифицировать ответы на АХ, как и адреналин в миокарде, и серотонин на нейронах.
А.В.Яковлев, Г.Ф. Ситдикова, А.Л.Зефиров
Роль циклического АМФ в эффектах оксида азота на функцию нервно-мышечного синапса
Казанский Государственный Университет, Казань
Казанский государственный медицинский университет, Казань
В опытах на нервно-мышечных препаратах кожно-грудинной мышцы лягушки при низких внеклеточных концентрациях ионов Ca2+ (0,2-0,4 ммоль/л) с использованием внеклеточного, микроэлектродного отведения вызванных ответов нервного окончания и синаптических сигналов исследовали роль цАМФ в эффектах экзогенного и эндогенного оксида азота (II) на функцию синапса.
Донор экзогенного оксида азота - нитропруссид натрия в концентрации 100 мкмоль/л увеличивал амплитуду третьей фазы вызванного ответа нервного окончания, отражающей выходящий калиевый ток, снижал амплитуду и квантовый состав потенциалов концевой пластинки (ПКП), не влияя на амплитудно-временные параметры миниатюрных ПКП. Аналогичным эффектом обладал L-аргинин (100 мкмоль/л), который является субстратом для фермента NO - синтазы и увеличивает образование эндогенного NO. Увеличение внутриклеточной концентрации цАМФ путем добавление в раствор Рингера 8-Вr-цАМФ в концентрации 100 мкмоль/л не изменяло параметры вызванного ответа нервного окончания, но через 30 мин вызывало увеличение амплитуды ПКП до 192.6±13.2% (n=8 p<0.05) и квантового состава ПКП до 149±3.36% (n=7 p<0.05) относительно нормы. На амплитудно-временные характеристики миниатюрных ПКП 8-Вr-цАМФ не влиял. На фоне действия 8-Br-цАМФ как нитропруссид натрия, так и L-аргинин достоверно не изменяли амплитуду и квантовый состав ПКП, а также параметры вызванного ответа нервного окончания.
Отсутствие эффекта экзогенного и эндогенного оксида азота в условиях высокой внутриклеточной концентрации цАМФ свидетельствует о том, что действие NO на пресинаптические функции в нервно-мышечном синапсе лягушки осуществляется через аденилатциклазную систему.