Введение к работе
Актуальность ПРОТЛеУН
Следовая деполяризация (СД), следующая за спайковой частью потенциала дейс.вия (ПД), играет важную роль в деятельности нервной системы. С ней связаны следовые изменения возбудимости (Graham, 1934: Lorente cle No, 1947) нервный волокон. Следовая деполяризация участвует в регуляции пейсмекерной (Аракелов, 1974) и вызванной ритмической активности (.Lorente de No, 1947; Голиков. I960) возбудимых обоазований. Следовым потенциалам пои-надлежит важная роль в процессах пространственного вэаимодея- -ствия и интеграции в центральной нервной системе (Adelmn, Paltl, 1972: Русинов, 1967). Следоэоп деполяризации отводится существенное место в объяснении циркуляции и реверберации импульсов в нейрональнда сетях,' она привлекается также для объяснения механизма кратковременной памяти (Hebb, 1949: Соколов, 1981).
В литературе высказано несколько альтернативных гипотез от-тасителшо природы СД. Одни авторы связывают ее возникновение с активацией Na- и С1-каналов (Shanes, 1953; Ulbrlht. 1065). Другие исследователи объясняют ее аккумуляцией К* з примембранном пространстве CFrankenliasuser, Kotfekln. 1956; Grlngard, Straub, 1958; Каталишв, 1974) или в межклеточной жидкости (Meves, 1981; Eergaan, 1973). Третья группа исследователей (Brunet ei. ah, 1990; Jiroimek, Brunet, 1990) предполагает, что СД шжет отра-:ить ответ Шваниовския хлеток на электрическую активность аксона. Имеется такяе гипотеза, согласно которой СД является результатом емкостного тока интернодальной мембраны (Barrett, Barrett, 1982; Blight, Soioeya, 1985).
Несмотря на большое количество выдвинутых гипотез, единой точки зрения относительно механизма СД до сих пор не существует, ни одна из высказанных гипотез не окватывает всей совокупности экспериментальный данных и не в состоянии объяснить выявленных противоречия. В связи с этим представлялось актуальным дальнейшее изучение ионнс-мембранных механизмов генерации СД мизлинизи-роваиных нервных волокон.
Цель и задачи исследования Цель работы заключалась в исследовании механизма следовой деполяризации миелинизированных нервных волокон при фармакологической модификации натриевых и калиевых каналов. Для достижения этой цели были поставлены следующие задач»;:
-
Для проверки "калиевой" гипотезы происхождения СД изучить влияние факторов, приводящий к" увеличению и уменьшению ait-кумуляции К+ в примембранном пространстве перехвата Ранвьс.
-
Изучить влияние активирования натриевого тока на СД мкз-линизированных нервнык волоко.:.
-
Исследовать влияние других фаісторов, изменявших возбудимость нервных волокон (одно- и двухвалентные иона, СОг), на нормальную и фармакологически-модифицированную СД.
Научная новизна
В работе проведен фармакологический анализ СД, следующей за распространяющимся ПД, в интактном миелинизированном нервном волокне лягушки. Полученные результаты не подтвердили "калиевую" гипотезу происхождения СД.
Показано, что воздействия, способствукиаие аккумуляции К* в примембранном пространстве: уменьшение концентрации К"1" в омывающем растворе, блокирование NaVK^-Hacoca уаоаином или заменой Na+ в наружном растворе на Li"*" - не приводят к увеличению Cfi. Напротив, блокирование К*-каналов, уменьшающее выход К* из цитоплазмы, существенно увеличивает амплитуду и длительность СД. Установлено, что бл'окатор К^-каналов тетраэтиламмонии СТЭА) значительно усиливает эффекты "активатора" Na^-KaHanoB вератридина. На основании полученных данных впервые выдвинута гипотеза о том, что следовая деполяризация в интекткык миелинизированнкх нервных волокнах обусловлена следовым Na+-T0KOM через медленно инактивируюдаеся Na^-каналы.
С учетом выдвинутой гипотезы проведен анализ механизма действия С02 на следовую деполяризацию в условиях модификации Na4-и К+-каналов.
Положения, выносимые на зашиту 1. Воздействия, способствующие "накоплению К+ в примембранном пространстве перехвата Ранвьэ, не вызывают существенных из-
менениа СД.
-
Блокирование К*-каналов миелиниэированных нервных волокон вызывает увеличение амплитуды и длительности СД, что связанно с повышением соотношения РЫа/Ря за счет уменьшения Рк.
-
Блокирование К*-ісанаіов с помощью ТЭА на фоке действия "активатора" Na+-itanaj;oB вєратридина - значительно увеличивает его влияние на СД. .
-
Следовая деполяризация в интоктныи миелиниэмрованныя нервных волокнах обусловлена неполной инактивацией Ка^-кяналов к моменту окончания спайка.
Научно-практическая значимость
Проведенные исследования позволяют углубить существующие представления об ионно-мэмбранных механизмах генерации возбуждения в нервной системе, природе следовых потенциалов. Выдвинута новая гипотеза относительно механизма СД, которая хорошо объясняет имеющиеся экспериментальные данные.
Результаты исследования могут найти применение в теоретической и экспериментальной нейрофизиологии, исследованиях по моделированию процессов возбуждения в нервной системе, неярофарма-кологии.
Полученные результаты могут быть использованы в учебном процессе - в преподавании раздела "Ионно-мембранныэ механизмы генерации ПД" курса физиологии человека и животных.
Реализация сгаульдшав исследования По материалам диссертации опубликовано 5 работ, результаты полотна на ежегодных bhvtdhbvsobckmx коніеоеншшх Ульяновского пединституте» С1991-1994), научно-практической конференции Ульяновского сельскохозяйственного института (1S93), конференции молодых ученых Казанского пединститута С1903). Результаты настоящая работы включены в лекционный курс и спецкурс "Биологические мембраны" по Физиологии человека для студентов Ульяновского педагогического института.
Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, обзора литературы, списания методики экспериментов, результатов исследования и их об-