Введение к работе
Актуальность исследования. Исследование молекулярных механизмов организаїв и целенаправленного поведения является одним из вахнейгих дис^алріШ^Йіі й современное физиологии, а также смежных дисциплин - биохимии инеїїробиологии. В настоящее время, благодаря успехам молекулярное биологии и генетики и развитию тончайвих биохимических методой, стало возможным изучение участия генетического аппарата нервных клеток в процессах формирования и организации определенных форм поведения животных и человека.
Вплоть до нлстоядего времени существует мнение, что генетически!! аппарат нервных клеток участвует в формировании генетически детерминированных видов поведения только посредством образования в раннем онтогенезе устойчив ансамблей нейронов и мехнейрональных взаімоотно-е-ниий. В последующем хе процесс организации поведенческого акта происходит за счет активации сложившихся мехнейроналытх связей без распространения нервного возСухденил к геному нейронов (Г-мольгаузен, 1968; Споррн, 1974).
Принципиально инур точку зрения высказал П.К. Анохин (1968, 1974, 1975), предположив, что интегрятивная функция нейрона в организации целенаправленного поведения осуществляется внутри клетки с обязательным участием ее генетического аппарата. Это по суяестлу означает переход изучения центральных механизмов формирования поведенческих актов на новый молекулярный уровень исследования.
В соответствии с теориеИ функциональных систем, поведенческиїї акт рассматривается как динамическая смена стадий афферентного синтеза, принятия решения, акцептора результатов действия и эфферентного синте-эа при постоянной оценке достигнутого результата с помосагс обратной аф[ереі(тачісі (Анохин 1968). В соответсташ с отими представлениями, на стадии афферентного синтеза доминируюсее мотивационноо возбуждение, взаимодействуя с обстановочно!! афферентациен, извлекает из памяти генетический и индивидуально приобретении!! опыт. Другими словами, любому поведенческому акту предшествует избирательная активация процессов памяти и получение индивидуумом определенной информации' о характере и параметрах будудих результатов, удовлетворяющих доминирующую потребность, а так хе о путях их достижения. Нсгно думать, что именно отот процесс связан с реализацией генетической информации нервных клеток. Доминирупзде мотивационное возбуждение может, по-видимому, вызывать такие изменения в нейронах, которые приводят к активации определенных участков ДНК, ответственных за синтез специфических полі-пептидов.
В последние годы, благодаря использованию техники рекомбинантных ДНК, появились первые работы по изучению участия генсмл нейронов в оргашізации генетически детерминироваїшого поведения у морского мол-ласка аплизии. Показана, что экспрессия трех родственных генов в определенных нейронах нервной системы аплизии приводит к синтезу нескольких нейропептидов, вцделеіше каждого из которых вызывает соответс-твуюдуп часть сложного стереотипического поведения откладки яиц (Сел-лер с соавт., 1993; Иеллер, Кирк, 1986). Таким образом, проблема молекулярных механизмов организации целенаправленного поведения оказалась тесно связаной с широко развиваемом в настояцее время направлением изучения действия эндогенных нейропептидов. Это открывает широкие перспективы для определения генетических механизмов организации поведенческих актов и последующего направленного воздействия на данные механизмы, как с целью коррекции поведенческих нарушений вызванных заболеваниями, так и для изменения некоторых видов поведения езльско-
хозяйственных хивотных. Особую актуальность приобретает перспектива изучения молекуллрно-генетических механизмов пищевого поведения. В клиниках эндокринологии и психиатрии вызывает серьезные трудности лечение таких распространенных в настоящее время заболеваний как ахорексия и алиментарное охирение (Уипкем с соавт., 1971; Кирби с соавт., 1978; Блуидел с соавт., 1982; Мозес с соавт., 1984). А усиление пицесого поведения сельско-хозяйственных хивотных с увеличением их веса является проблемой над которой работают многие лаборатории мира (Вейнгартен с соавт., 19Ь5; Скотт с соавт., 1936; Луйтен с соавт., 1«W).
Проведение выполненных в настоящей работе исследований предусмотрено несколькими целевыми мехдисциплипарными научными программами ("Ней-ропептид", "Физиологически активные пептиды", программы ГКНТ СССР по физико-хіїмической биологии и биотехнологии).
Цель и задачи исследования. Основной целью работы явилось исследование нейрохимических процессов реализации доминирующего мотивационного воэбухдения в генетически детерминированное пищевое поведение, а так хе механизмов взаимодействия обороните!!^ной и пищевой мотиваций при их доминировании.
Основные задачи исследования: '
-
И.іучить с помощью ингибиторного анализа " поведения и нейрональной активности, тестов возмохность распространения доминирующего лицевого мотивационного воэбухдения до генетического аппарата нервных клеток.
-
Поведенческими, олектрофиэиологическими и биохимическими методам;; определить природу пептидного фактора, образующегося при активации генетического аппарата нервных клеток докипирущкм пищевым мотпеационным воэОухденнем.
3. Изучить участие эндогенного гастриноподобного фактора, обра
зующегося на стадии афферентного синтеза в центральных механиз
мах организации функциональной системы пищевого поведения на отдель
ных пнримидных нейронах сенсомоторной коры мозга кроликов.
4. изучить особенности организации лицевого поведения прі
изменении уровня гастриноподобного фактора в мозге введением
аятигаетриновых иммуноглобулинов и синтетических фрагментов
гастрина.
5. Исследовать участие процесса активации генетического аппарата
нервных клеток и образования гастриноподобного фактора при
взаимодействии лицевой и оборонительной мотиваций.
6. Оценить возмохность влияния на нейрохимические механизмы
смены доминирования лищєбой мотивации' на оборонительную
гипоталамических нейрогормонов вазопрессина и окситоцика.
Основные результаты и их новизна В работе впервые установлено, что:
дсминируидее пищевое мотивационное возбухдение распространяется до генетического аппарата нервных клеток головного мозга.
в результате активацій генетического аппарата нервных клеток доминирующим лицевым мотивационнкм возбухдением происходит образование и выделение з перинейрональное пространство различных отделов головного мозга пептидного фактора, иммунологически схо-хего с гастрином. Наличие данного фактора способствует организации нервных элементов в функциональную систему пищевого поведения.
Доминирование у голодного хивотного оборонительной мотивации вызывает в большинстве нейронов тормохение образования
гаетриноподобкого фактора, что н приводит к лодавлешго лицевого поведения.
гипоталамическне нейрогормоки иазопросскн и окснтоцнм оказывают влияние на процесс взаимоотношения доминирования шетвон и оборонительной мотивации. Изменение уровня пазопресс.ша в мозге тормозит, а окситоцина - облегчает процесс угнетения обрпэоьанил гострнноподобного фактора и смену доминирования пищевой мотивации на оборонительную.
выделение в перинейронадьное пространство мозга голодного кролики гастрипоподобного ({актора при достнхении отаг.ного результата пищевого поведения - нахсхдении пиан, («тивнгуот оборонительные реакции.
Значение работа. Результаты проведенной работы вносят определенный вклад в понпмалио мохаївізмов нейрохимической организация ниг.евого поведения. Полученные данные могут слухлть оснопо.'І для дальїіеі'іднх исследований молекулярних механизмов поведения и намечпх/г ряд конкретных путей изучения роли нейропептндов.
Результаты работы могут быть использованы для изученил этнологии и патогенеза а так хв разработки методов лечения ряда нервно-психических заболевали!! в основе которых лехат нарушения пгаевого поведения (нервная анорексия, синдром Прадер-Вилдн, некоторые формы охпрения и т.д.).
Продемонстрированная в работе возмохность направленного воздействия на механизмы реализации .тдовоЯ мотивации мохет кпити широкое применение в хивотноводстве и птицеводстве с целы» увеличения массы тела сельско—хозяйственных хивотных.
Теоретический материал и методические приема, представленные в диссертации, тили применение а учебном процессе т кафедре нормальной физиологии t Московского медицинского института им. И.Н. Сеченова МЗ СССР и на ка;еді« физиологии и биохимии сельско-хозяйственных ічкагних Седьско-хозлйстпенной академии км. К.Л.Тимирязева. Материалы инноднен-НО.І работы окспцнировались на Іі'уіХ СССР. Научные данные, представленные в работе удостоены премии Ленинского комсомола за 19^л> г. Апробация работы. Материалы работы докладывались на 6 Веесоьгнсм семн-на;»> "Развитие теории функциональных систем" Системные механизмы мотиваций, г. Суздаль, 19в2 г.; на 6 Всесоюзном симпозиуме "Химия белков и пептидов", г. Рига, 193.5 г.; на советско-американском симпозиуме "Оме— ции и поведение", г.Москва, 19В4 г.; на симпозиуме "Нейроны в псведе-ния". г.Москва, 1УЗ-', г.; на Всесоюзном симпозіум.» "Система мозговых и внемозговых поптидоб" г.Ленинград, 1985 г.; на Всесоюзной конкуренции "Современные проблемы физиологии нервно;! и гагаечноя систем", г.Тбилиси, '965 г..; па заседании Московского физиологического общество., г.Москва, 1935, 1936 гг.; на Всесоюзної! конференции "Современные проблемы нейробиологии". г.Тбилиси, 1966 г.; на 7 Бсиссклюм семинаре "Развитие теории функциональных систем" "Системные механизмы подкреп-ления". Г.Дагомыс, 1986 г; на итоговой сессии Института нор'-альнон физиологии им.П.К. Анохина АМН СССР, г.НоскБа, 1937 г.; на иехдународ-ном симпозиуме, посвященном 90-летию П.К. Анохина "Интегративная деятельность нейрона. Молекулярные основы" г. Ялта, 1938 r.j на расширенном заседании отдела функциональной нейрохимии и биотехнологии НИИ нормальной физиологии им. П.К. Анохина АИН СССР, Москва, 1988 г.; на расспиреннои заседании лаборатории экспериментальной патологии л терапии ВИД, Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии АН СССР, Москва, 1968 г.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из чведешш, обзора литературы, методики исследований, четырех глав, сбсувдемия, выводов и