Введение к работе
Актуальность проблемы. Несмотря па то, что физиология етпсй н зимней спячки животных привлекает внимание ис-ледователей в течение более ста лет (Бахметьев, 986; Калабухов, 1985; Карманова, 1984—1998; Прос-ср, 1977; Слоним, 1979; Шмидт, 1948, 1955; імидт —Ниельсен, 1986; Хочачка, Дж. Сомеро, 1988; artholomew, 1986; Heller, 1986; Swan, 1974) функциональ-ае осіїовьі не всех физиологических систем различных уровней зучено достаточно полно. В первую очередь это касается исследования) механизмов высшей нервной деятельности ВНД) у представителей летне- и зимнеспящнх позвоночных, аботыв таком аспекте единичны (Нуритдинов, 1992; Нурят-!ШОв, Ивазов, 1992; Сафаров, Нуритдинов, 1999). По-авлягощее большинство существующих работ выполнен в хтивный период жизнедеятельности зігмоспящих, вне периода ІЯЧКН. Между тем известно, что во время эстивации и гибер-1ции у животных метаболизм и температура мозга резко сни-ается (Карманова, 1984; Иваницкий, Колаева и соавт., 1986; рамарова, Колаева и соавт., 1986; Dores, 1982; Heller et. al., )86; Swan, 1974), электрическая активность иеокортекса по-авлена (Штарк, 1970; Walker et. al, 1981), в то же время стшшюсть ряда подкорковых структур находится в состоя-ги повышенного функционирования (Kilduff, 1986; Satinoff, 370). С этой точки зрения изучение возможности сохранения )емеиных связей и процессов памяти в период торпидностн >едставляется весьма интересным и перспективным. Инте-:сен также вопрос исследования возможностей и ресурсов, )торыми обладает мозг Торпидаторов по сравнению с моз->м неторпидаторов.
В настоящее время имеются данные, которые указы-ІЮТ на то, что ряд пептидов, как-то: энкефалины, эндор-ІПШ, дерморфины, тиролиберин и другие являются регуля-фами и индукторами М'кюгих физиологических процессов :мнеспящих животных (Карамян, Соллертинская, Нуритди. їв, 1990; Колаева, 1979; Крамарова, 1988; Нуритдинов, 172; Нуритдинов, Рафиев, 1994; Нуритдинов, Соллертинская, 190, 1991; Becman et. al., 1981; Dawe, Spurrier, 1969; Mar-llies et. al., 1979 и другие). Они считают, что гибернация ляется опиоидозависимым состоянием, и, что нейропепти-
\
ды могут быть специфически включены в механизма: ее регуляции. По мнению П. Олтгена и соавторов (Oeltger et. al., 1982) и других нсґіропептидьі являются «триггерами: гибернации. Однако, несмотря на все эти исследования ролі опиоидных и неотюидных нейропептидов в регуляции ВНД-наиболее тонкого индикатора функционального состояни: организма летне- и зимнеспящнх животных, известно нем ного. В эволюционном плане такие работы недостаточно не следованы.
Исходя из вышеизложенного в работе поставлены следую щие задачи.
Цель и задачи исследования В работе были поставлены следующие конкретные задачи
-
Исследовать особенности .ВИД у представителя репти лий—желтопузика в различных физиологических состояниях в активный период жизнедеятельности, на фоне эстиваци; и гипобиоза, после естественного пробуждения и у контроль ной группы животных.
-
Исследовать особенности ВИД у представителя грызу нов—желтого суслика — в различных функциональных сое тояниях: в активный период жизнедеятельности, на фон летней и зимней спячки, после естественного пробуждени из гибернации и у контрольной группы животных.
3. Исследовать роль нейропептида Бмб в ре
гуляцин врожденных и приобретенных форм нервной де*
тельности и состояний эстивации у желтопузиков.
4. Исследовать роль опиоидного нейропетида ДА
в регуляции процессов ВНД и гибернации у желтог
суслика.
Научная новизна: Полученные результаты позволили ус тановить ряд новых закономерностей об эколс гических и эволюционных особенностях ВНД позвоноч ных, способных впадать в летнюю и зимнюю спячкз
олучены новые данные, свидетельствующие о том, го на низших этапах эволюции (рептилии) впадение в сос-эяние эстивацни и гппобиоза и изменения процессов ВНД аступают «с ходу». . В процесс нарушения ВНД включаются ба нервных процесса: возбудительный и тормозной. Развитию роцессов эстивацни и гибернации у грызунов (желтый суслик) эедшествует длительный продромальный период. В начале арушаются эволюционно более молодые формы нервной дея-злыюсти (дифференцировочное торможение), затем эволю-ионно более древние (угасательпое тор-можепие).
Получены новые данные об изменении процессов НД у рептилий и грызунов в период эстивацни.
Анализ полученных данных позволяет высказать новое оложение о том, что в период летней и зимней спячки, ра-ее накопленный объем биологически полезной информации эхраняется. Восстановление условных рефлексов после ее-гственного пробуждения из зимней спячки происходит у редварителыю обученных животных значительно быстрее, 2м у необученных. Получены новые данные о роли нейро-ептида Бмб в регуляции процессов ВНД и эстивацни у реп-ллий. Впервые показано, что системное введение пейро-епгида ДМ, выделенного из кожи пойкилотермного жнвот-ого—лягушки вызывает глубокую пойкнлотермню у гомой-гермного зимнеспящего — желтого суслика. После введе-ия нейропептида у него значительно падает температура ела, наблюдается угнетение вегетативных показателей и ратковременное погружение в сноподобное состояние.
Теоретическое и практическое значение работы.
Работа относится к числу фундаментальных исследований.
На основе сравнительно-физиологического анализа про ессов ВНД у летне- и зимоспящих позвоночных формулированы новые теоретические положения, имею ше значение для понимания особеностен ВНД и еханизмов адаптивных форм поведения у этой категории енвотньш .'Установленныеособенности ВНД летпеспящнх и имнеспящих позвоночных в экологически адекватных услови-х, приближённых к естественным, раскрывают новые сто-опы механизма природной адаптации и могут быть спользованы для оценки функциональных возможностей ор-анизміа в условиях низких и высоких температур окружаю-хей среды.
Полученные данные имеют важное теоретическое значе-
кие для понимания эволюционных особенностей ВНД в pas личных функциональных состояниях у разных представит* лей летне- и зимоспящих позвоночных. Они существенно ВС|С полняют пробелы, имеющиеся в области исследования функ ций мозга в процессе летней и зимней спячки.
Результаты исследований по нейропептидному анализ высших нервных функций у различных представителей тор пидаторов углубляют наши знания о механизмах, лежащи в основе приспосбительного поведения. Они СВИДЄТЄЛ! ствуют о том, что в механизмах эстивации и гибернации oi но из важных мест принадлежит опоидной нейропептидно системе, Бмб и ДМ же, возможно, являются важнейшим индукторами этих состояний.
Основные положения, выносимые на защиту.
-
Особенности изменения ВНД у рептилий и млекош тающих в период вхождения в эстивацию и гибернацш несколько іразличньї. Характер изменения ВНД зависит о уровня морфо-фуикциональной организации мозга и от эколс гической специализации изучаемых видов животных.
-
Динамика изменений ВНД при вхождении в состояни эстивации у рептилий и грызунов различна. У рептилий из менения процессов ВНД развивается сразу «с места». У гры зунов нарушению ВНД предшествует длительный продро мальный период.
-
На этапе рептилий нарушения процессов ВНД боле глубокие, а состояния эстивации и гипобиоза более пролои гированы по сравнению с грызунами.
-
На этапе млекопитающих сохранение ранее вырабс тайной полезной информации, восстановление процессо ВНД после естественного пробуждения животных из состой ния гибернации происходит значительно быстрее, по сраг нению с рептилями.
-
В механизмах формирования состояния эстивации рептилий и зимней спячки у млекопитающих важная рол принадлежит нейропептидной системе. Нейропсптиды бомбе зин и дерморфип возможно являются специфическими III дукторами эстивации и гибернации.
-
Подкожное введение нейропептидов Бмб и ДМ прел ставителям рептилий и млекопитающих вызывает у них вы раженные поведенческие изменения и нарушения процессо высшей нервной деятельности.
Апробация работы.
Материалы диссертации были доложены на республиканской научно-теоретической конференции молодых ученых и специалистов Таджикистана (1981—1997), на ежегодных научно-теоретических конференция;: Таджикского государственного национального университета (1980—1999), па международной конференции по экологической физиологии (Андижан, 1997), на международной научной конференции по экологии и охране окружающей среды (Самарканд, 1997), на международной научной конференции «Морфологические и физиологические основы адаптации организма (Душанбе, 1997).
Публикации: По теме диссертации опубликовано 10 ра бот. Теоретические основы экспериментов составляют основу следующих работ: 1) Вопросы теории адаптивного поведения, гипобиоза и зимней спячки в филогенезе позвоночных, (обзорная информация).— Изд-во «Сино».— 1997.— 19 с. 2) Дерморфин и поведение.—Душанбе, Изд-во «Сино».— 1997.— 187 с.
Внедрение. Результаты экспериментальных работ внедрены в учебный процесс при чтении общего курса физиологии человека и животных, спецкурсов:фнзиология высшей нервной деятельности, физиология центральной нервной системы па кафедрах физиологии человека и жппотпых Таджикского и Самаркандского государственных университетов.
Структура и объем работы. Работа изложена на 150 страницах машинописного текста и состоит из введения, глав обсуждения результатов, выводов и указателя литературы. Диссертация иллюстрирована 20 рисунками, 1 таблицей. Указатель литературы насчитывает 265 источников, из них 131 зарубежная.