Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ ИССТП-ПОВАНИЯ. Открытое в 1985 году (Sladeczek et al., 1985) и последующая идентификация различных подтипов (Harvey et al., 1991; Eaton et al., 1993; Jane et al., 1994, 1995; Kemp et al., 1994; Bond & Lodge, 1995; Bushell et al., 1995; Roberts, 1995; Salt & Eaton, 1995a, 1995b; Salt &. Turner, 1996; Thompson et al., 1995; Thoreson et al., 1995; Vignes et al., 1995) метаботропных глутаматных рецепторов (мГлуР), повлекли за собой интенсивные исследовашія их структуры, фармакологии и роли в центральной нервной системе позвоночных животных. Оказалось, что активация мГлуР приводит к запуску определенных ферментативных систем, осуществляющих ряд метаболических реакций, посредством которых происходит регуляция различных клеточных событий, включая модуляцию синаптической передачи. Исследования последних лет показали, что метаботропные глутаматные рецепторы играют важную роль в развитии таких форм синаптической пластичности, как долговременная потенциаціш и депрессия. Активация мГлуР необходима для индукции и поддержания длительных изменений синаптической передачи в мозге млекопитающих (Collingridge et al., 1983; Kauer et al., 1988; Masu et al., 1991; Bashix et al., 1993; Bortolotto & Collingridge, 1993, 1995; Linden, 1994; Collins, 1994; ffirano et al., 1994; Shigemoto et al., 1994 и т. д.).
Исследования, касающиеся роли метаботропньк глутаматных рецепторов в центральной нервной системе низших позвоночных, немногочисленны. Недавно Krieger с соавторами сообщили о присутствии этих рецепторов в стшальных нейронах миноги и их участии в регуляции двигательной активности (Krieger et al., 1994; 1995).
Предположение относительно вовлечения мГлуР в модуляторные процессы в спинном мозге лягушки впервые было высказано в работах. (Nakamura et al., 1993; Курчавьш и др., 1995), где исследовалось влияние глутамата на возбуждающие постсинаггпгческие потенциалы (ВПСП), вызванные в мотонейронах в ответ на раздражение латеральных столбов, ретикулярной формации (РФ) и дорсального корешка (ДК). Впоследствии было показано, что активация мГлуР также увеличивает амплитуду ВПСП в мотонейронах лягушки (Gotani et al., 1995).
Учитывая все вышесказанное, в настоящее время представляется весьма актуальным исследование роли метаботропньк глутаматньїх рецепторов в процессах синаптической пластичности в спинном мозге лягушки.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Целью настоящего исследования явилось изучение роли метаботрогшых глутаматных рецепторов в модуляции синаптической передачи в мотонейронах спинного мозга лягушки.
1. Провести детальное исследование влияния агонистов и антагонистов мГлуР
посттетаніїческие изменения моно- и полисннаптических ВПСП, вызванных в поясиичн
мотонейронах спинного мозга лягушки в ответ на раздражение РФ и ДК.
2. Применяя специфические блокаторы различных групп, попьггат
идентифицировать подтип(ы) мГлуР, участвующих в модуляции постгетаничесі
потенциации (ПТП) и депрессии (ПТД) снналтической передачи в мотонейронах.
-
Провести анализ изменений спонтанных и миниатюрных постсинаптичесі потенциалов, а также облегчения ответов на парные стимулы на фоне блокады мГлуІ целью выявления локализации этих рецепторов на пре- и/или постсинаптичесі элементах мембраны.
-
Исследовать влияние антагонистов NMDA и ГАМК рецепторов на ПТП и Г РФ и ДК ВПСП на фоне блокады мГлуР с целью выяснения участия возбуждающи тормозных ионотропных рецепторов в исследуемых процессах.
-
Четко показано вовлечение метаботропных глутаматных рецепторов в модуляї синаптичсской передачи в ретюсулоспинальньсх и дорсальнокорешковьгх синапсах мотонейронах спинного мозга лягушки.
-
Впервые зарегистрированы длительные изменения возбуждающей синаптичес передачи в ответ на тетаническое раздражение ретикулярной формации и дорсалы корешка в мотонейронах лягушки на фоне блокады метаботропных глутамат рецепторов.
3. Идентифицированы подтипы метаботропных глутаматньк рецепте
участвующие в модуляции длительности посттетанических изменений скнаптичес
передачи в мотонейронах и сделана попытка установить уровни их локализаци
пределах синапса.
4. Установлена роль NMDA рецепторов, участвующих в развитии длителі
пластических изменений в мотонейронах на фоне блокады метаботропных глутамат
рецепторов.
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ. Резуль проведенного исследования представляют интерес для общей нейрофизиолс нейробиологии и физиологии нервной клетки. Они расширяют имеющиеся представл о функциональных принципах организации межнейронных синаптических связ< центральной нервной системе позвоночных, имеют существенное значение для выяси механизмов таких физиологических феноменов как долговременная потенциащ
депрессия, лежащих, как известно, в основе процессов памяти, обучения, функционирования некоторых сенсорных систем, в частности, в ношщепции.
Полученные данные важны для понимания общих механизмов функционирования достаточно недавно идентифицированной фракции метаботропных рецепторов, участвующих во многих физиологических и биохимических процессах не только в нервной системе, но и в гуморальной регуляции организма.
АПРОБДІІИЯ РАБОТЫ. Материалы диссертации были доложены и обсуждены на V съезде армянского физиологического общества (Ереван, 1994г), на конференции молодых физиологов и биохимиков России "Биохимические и биофизические механизмы физиологических функций" (Санкт-Петербург, 1995г, 19-21 сентября), на симпозиуме "Presynaptic mechanisms of neurotransmission" (San Diego, USA, 1995, 9-11 November), на I (XT) международном совещашш по эволюционной физиологии (Санкт-Петербург, 199бг, 22-26 апреля).
ПУК ДИК А ПИИ: Основные результаты диссертации отражены в семи публикациях.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов и списка литературы. Изложена на 137 страницах машинописного текста, иллюстрирована 40 рисунками и 5 таблицами. Библиография включает 163 наименования.