Введение к работе
Актуальность проблемы Изучение клеточных процессов, лежащих в основе поведения, ведет к лучшему пониманию механизмов поведения, а также помогает прс двинуть вперед решение фундаментальных проблем нейробиологии [Кэндел, 1980]
Поведенческая сенситизация является широко используемой простой формой обучения Она проявляется как усиление рефлекторной реакции животного в отвеї на тес -ирующий стимул в результате предшествующего предъявления другого более сильного или повреждающего раздражителя По продолжительности сенситизацию делят на кратковременную (до 30-60 мин) и долговременную (более 24 часов) [Кэндел, 1980, Ghi ardi et al, 1995], иногда выделяют промежуточную форму (от 90 минут до 24 часов) [Mcntarolo et al, 1986, Sutton et al, 2002, Sutton et al, 2004]
На морском моллюске аплизии показаны вероятные внутриклеточные механизмы, участвующие в кратковременной и долговременной сенситизации [Bailey et al, 1996, Robsrts, Glanzman, 2003] Однако, каскады реакций, обеспечивающие работу внутриклеточных механизмов сенситизации, изучены еще не лочностью Одни kccj едователи считают что в основе сенситизации лежат пресинаптические механизмы [Bai(ey et al, 1996], другие полагают, что - постсинаптические [Roberts, Glanzman, 2003, Glarzman, 2006] Механизмы кратковременной и долговременной сенситизации активируются серотонином При кратковременной сенситизации в постсинапсе серогонин вызывает каскад реакций, конечным звеном которых является встраивание дополнительных медиаторных АМРА рецепторов в постсинаптическую мембрану [Ezzsddme, Glanzman, 2003, Li et al, 2005, Glanzman, 2006] При долговременной сенсятизации в пресинаптическом окончании запускается каскад реакций, вызывающий активацию нескольких генов, включающих регуляторы транскрипции и, в конечном итог;, рост новых синаптических связей [Bailey et al 1996]
На брюхоногом моллюске Helix lucorum были исследованы оригинальная форма крат (овременной поведенческой сенситизации оборонительной реакции улитки в ответ на тактильную стимуляцию и ее клеточный аналог - потенциадия холиночувствительности соматической мембраны командных нейронов [Пивоваров и др , 1999, Абрамова и др 20051 На командных нейронах виноградной улитки была проведена идентификация внесинацтических рецепторов чувствительных к ацетилхолину [Пивоваров, Дроздова, 19921 Показано наличие холинорецепторов не только в несинаптических зонах мембраны
Г-
\
[Пивоваров, Дроздова, 1992], но и в их субсинаптических областях [Палихова и др , 2006] Потенциация холиночувствительности соматической мембраны командных нейронов оборонительного поведения на клеточном аналоге поведенческой сенситизации не является следствием изменения количества связывающих медиатор центров в холинорецепторах или соотношения никотиновых и мускариновых холинорецептрорв [Пивоваров, Дроздова, 20016] В механизме потенциации участвуют внутриклеточные ионы Са2+, и Na, К-насос [Пивоваров, Дроздова, 2001а, Пивоваров, Дроздова, 2002]
Введение нейротоксина, разрушающего серотонинергические терминали нейронов, существенно нарушает долговременную сенситизацию оборонительной реакции виноградной улитки [Балабан и др , 1986, Балабан и др , 1992, Гайнутдинов и др , 1999] Можно предположить, что в механизме потенциации холиночувствительности соматической мембраны командных нейронов участвует серотонин
Однако, остается открытым и требует дополнительных исследований вопрос о конечном звене механизма потенциации холиночувствительности соматической мембраны командных нейронов оборонительного поведения на клеточном аналоге поведенческой сенситизации
Цели и задачи исследования Целью работы являлось исследование механизма повышения холиночувствительности командных нейронов виноградной улитки на клеточном аналоге поведенческой сенситизации В связи с этим были поставлены следующие задачи
Выявление и исследование параметров сенситизации оборонительной реакции виноградной улитки
Изучение роли гуморального фактора в потенциации холиночувствительности сомы командных нейронов на клеточном аналоге поведенческой сенситизации
Исследование роли серотониновых рецепторов в поведенческой сенситизации и потенциации холиночувствительности сомы командных нейронов
Исследование роли синтеза белка в поведенческой сенситизации и потенциации холиночувствительности сомы командных нейронов
Изучение роли рециклирования холинорецепторов нейронов в потенциации холиночувствительности сомы командных нейронов
6 Выявление гетеросинаптической потенциации холинергических возбуждающих постсинаптических ответов командных нейронов виноградной улитки
Положения, выносимые на защиту.
В механизме кратковременной потенциации холиночувствительности внесинаптических зон мембраны обнаружено участие гуморального фактора метаботропных метиотепин-чувствительных серотониновых рецепторов и рециклирование холинорецепторов
Метиотепин-чувствительные серотониновые рецепторы командных нейронов участвуют в клеточном механизме поведенческой сенситизации
Синтез белка не включен в механизм потенциации холиночувствительности и механизм кратковременной поведенческой сенситизации виноградной улитки
Научная новизна. Впервые исследован клеточный механизм кратковременной потенциации холиночувствительности командных нейронов на клеточном аналоге поведенческой сенситизации оборонительной реакции виноградной улитки в ответ на тактильную стимуляцию Впервые показано участие гуморального фактора в потенциации холиночувствительности Обнаружено участие метиотепин-чувствительных серотониновых рецепторов в потенциации холиночувствительности и в механизме кратковременной поведенческой сенситизации виноградной улитки Обнаружено, что рециклирование холинорецепторов вовлечено в механизм кратковременной потенциации холиночувствительности Получены доказательства того, что синтез белка не включен в механизм потенциации холиночувствительности и механизм кратковременной поведенческой сенситизации виноградной улитки
Научно-практическая ценность работы Проведенное иссчедование имеет важное теоретическое значение Полученные данные существенно дополняют современные представления о постсинаптическом механизме кратковременной поведенческой сенситизации Эти сведения могут быть использованы при создании новых лекарственных средств влияющих на обучение
Апробация работы. Основные материалы диссертации были представлены на научной конференции «Фундаментальные и клинические аспекты интегративной деятельности мозга», посвященной 100-летию со дня рождения чл-корр АН СССР академика АН АрмССР Э А Асратяна (Мвсква, 2003), II East European Conference of the Internationa] Society for Invertebrate Neurobiology, Simpler Nervouus Systems (Калининград, 2003), XIX Съезде Физиологического общества им И П Павлова (Екатеринбург, 2004), Всероссийской конференции «Механизмы синаптической передачи» (Москва, 2004), I съезде физиологов СНГ (Сочи, Дагомыс, 2005), Международном симпозиуме, посвященном 80-летию организации Института физиологии им И П Павлова РАН (Санкт-Петербург, 2005), 5th Forum of European Neuroscience (Вена, Австрия, 2006), VIII East Conference of the International Society for Invertebrate Neurobiology, Simpler Nervous Systems (Казань, 2006), XX съезде физиологического общества имени И П Павлова (Москва 2007)
Публикации По материалам диссертации опубликовано 16 научных работ, из них 5 статей и 11 тезисы докладов
Структура и объем диссертации Диссертационная работа состоит из
