Д. Ф. Августинович Изменение серотонергической активности мозга в процессе развития тревожной депрессии, индуцированной социальными конфронтациями (диск)
Повторный опыт социальных поражений в ежедневных межсамцовых конфронтациях у мышей (жертвы) линии C57BL/6J обуславливает развитие экспериментальной депрессии*, которая сопровождается повышенной “личностной” (trait) тревожностью. Исследовали показатели серотонергической активности мозга в процессе развития тревожной депрессии у жертв после 3 дней-тестов (Т3), после 10 (Т10) и 20 (Е20) межсамцовых конфронтаций. Начальная стадия развития патологии (Т3) сопровождалась изменениями уровня серотонина и его метаболита 5-гидроксииндолуксусной кислоты в таких структурах мозга жертв как средний мозг, миндалина, гипоталамус и стриатум. На стадии выраженной тревожности (Т10) в гипоталамусе жертв было установлено дальнейшее повышение серотонина, а в миндалине и прилежащем ядре мозга усиливался катаболизм медиатора. В этот период также снижена активность ключевого фермента синтеза серотонина - триптофангидроксилазы (ТПГ) в миндалине мозга жертв и повышена – в гипоталамусе. У жертв после 10 конфронтаций обнаружено уменьшение максимального числа мест связывания (Bmax) серотониновых 5-HT1A рецепторов во фронтальной коре и миндалине и тенденция к понижению этого показателя в гипоталамусе. Стадия глубокой депресcии (Т20) характеризовалась гипоактивностью серотонергической системы мозга, поскольку не было изменений в метаболизме медиатора ни в одной из исследованных структур мозга, а в гиппокампе обнаружено снижение ферментативной активности как ТПГ, так и фермента деградации серотонина моноаминоксидазы. Однако в гипоталамусе было дальнейшее повышение активности ТПГ. Таким образом, при развитии тревожной депрессии повышенная активность серотонергической системы мозга жертв на стадии Т3 постепенно снижается к стадии выраженной патологии (Т20). При этом в зависимости от структуры мозга меняется либо метаболизм серотонина, либо рецепторная компонента медиаторной системы, либо и то, и другое одновременно.
Работа поддержана грантами РФФИ (98-04-49794) и ИНТАС-РФФИ (IR-97-0798)
*Kudryavtseva N.N., Avgustinovich D.F. Aggressive Behavior, 1998, 24:271-286.
П.В.Авдонин, И.Б.Чеглаков
Модуляция рецепторуправляемых каналов тромбоцитов кальциевыми антагонистами
Институт биологии развития им. Н.К.Кольцова РАН, Москва
Входящий ток ионов кальция в тромбоциты осуществляется через рецепторуправляемые каналы с низкой селективностью, проницаемые также для одновалентных катионов (Na + , Li + , Cs + ) [Avdonin et al., Eur.J.Biochem. 1991, 198, 267-273]. Они открываются под действием таких индукторов как фактор активации тромбоцитов (ФАТ), тромбин, АДФ, тромбоксан А2 и др. Мы исследовали влияние кальциевых антагонистов верапамила и никардипина на транспорт ионов Са 2+ и Na + через данные каналы. Вход ионов Na + определяли с помощью флуоресцентного зонда SBFI и по изменению потенциала плазматической мембраны, который измеряли с помощью зонда diS-C3-(5). Концентрацию свободного кальция в цитоплазме тромбоцитов человека регистрировали по флуоресценции квина 2. Обнаружено, что в микромолярных концентрациях верапамил и никардипин подавляют индуцированный ФАТ и другими индукторами вход Са 2+ , но при этом усиливают вход Na + . Ионы кальция (0,1-1 мМ) подавляли входящий натриевый ток, и это ингибирование устранялось кальциевыми антагонистами. Помимо такого рода воздействия на вызванные гормонами (ФАТ и другими) токи Са 2+ и Na + , верапамил и никардипин сами активировали входящий ток Na + в тромбоциты, регистрируемый с зондом SBFI при подавлении активности Na + /K + -АТФазы уабаином и по деполяризации плазматической мембраны. Вызванная антагонистами деполяризация сохранялась при замещении ионов Na + на Li + во внеклеточной среде, но исчезала в изотонической среде с холином. Предположено, что кальциевые антагонисты модулируют рецепторуправляемые каналы, подавляя их проницаемость для Са 2+ и усиливая проницаемость для Na + .
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант №99-04-48787).
М. Алания 1,2 , К. Элекеш 1 (M. Alania, K. Elekes)
Метэнкефалин-иммунореактивные элементы развивающейся нервной системы прудовика
1 Балатонский лимнологический институт АН Венгрии
2 Институт биологии развития им. Н.К.Кольцова РАН, Москва
Данные сравнительной физиологии свидетельствуют о древности эндогенной опиоидной системы, наличие которой продемонстрировано у многих беспозвоночных животных, включая моллюсков. У модельного моллюска - большого прудовика Lymnaea stagnalis, эта система исследована особенно детально, однако слабо изученным остается ее онтогенез. Целью нашей работы было восполнить этот пробел, используя антитела к метионин-энкефалину, наличие которого в нервной системе моллюсков показано химическими методами (Leung et al., 1990, Brain Res., 531: 66). Первые МЭнк-ир (т.е. иммунореактивные к метионин-энкефалину) элементы, представленные волокнами в церебральной комиссуре, нами отмечены у зародышей стадии E24 (50% времени эмбрионального развития), т.е. до метаморфоза. Вскоре после завершения метаморфоза (стадия Е26, 75%) появляются биполярный (сенсорный?) МЭнк-ир нейрон у основания щупальца, а также группа из трех МЭнк-ир нейронов в области висцеральной петли. К моменту вылупления зародыша из яйцевых оболочек (Е29, 100%) эта группа увеличивается в числе. В этом возрасте МЭнк-ир элементы уже интенсивно окрашивают волокнистую область всего ганглиозного кольца. Рост числа МЭнк-ир нейронов и клеточных групп продолжается в ЦНС после вылупления (стадии Р1-Р4), формируя паттерн распределения, ветвления и проекций, характерный для взрослого моллюска. МЭнк-ир волокна обнаруживаются также в коннективах и периферических нервах.
Полученные результаты свидетельствуют о раннем формировании регуляторных функций эндогенной опиоидной системы в онтогенезе моллюска.
Работа выполнена в рамках Программы двустороннего сотрудничества Академий наук Венгрии и России (тема 41).
Ю.А.Андреева, А.И.Матюшин*, В.С.Кудрин
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭСТРАДИОЛА И КАРБИДИНА НА ОБМЕН МОНОАМИНОВ В ГИПОТАЛАМУСЕ МОЗГА САМОК КРЫС.
*НИИ фармакологии РАМН, Москва
Кафедра молекулярной фармакологии и радиобиологии, МБФ, РГМУ, Москва
В настоящее время установлено, что cтероидные гормоны, в частности эстрогены, оказывают влияние на нейромедиаторные процессы в головном мозге, в связи с чем активно обсуждается их возможная роль в развитии психических заболеваний. Показано, что эстрогены влияют на обмен катехоламинов. Кроме того, существуют эпидемиологические и клинические доказательства влияния эстрадиола на порог заболеваемости шизофренией и половые различия в клинических проявлениях этого заболевания. В связи с этим задачей данного исследования было изучение влияния эстрадиола и атипичного нейролептика карбидина на содержание катехоламинов в гипоталамусе мозга самок крыс, а также проведение сравнительного анализа действия этих препаратов на метаболизм моноаминов в гипоталамусе и поведенческие характеристики овариэктомированных крыс. Тестирование проводили через 60 мин. после инъекции препаратов (контрольной группе вводили 20% этанол) на третьи сутки после операции. Уровень НА, ДА, 5-ОТ и их метаболитов в структурах мозга исследовали методом ВЭЖХ с ЭД. Поведенческие характеристики крыс оценивали с помощью автоматизированного “открытого поля” РОДЭО-1. Полученные результаты показали, что овариэктомия вызывает увеличение уровня серотонина на 120% и угнетение показателей двигательной активности: исследовательской (норка) - на 48 %, локомоторной – на 45 %, не влияя на содержание НА, ДА, 5-ОТ и их метаболитов в гипоталамусе крыс. Введение эстрадиола в дозе 10 мг/кг, в/б, овариэктомированным крысам не влияет на показатели двигательной активности крыс, хотя и увеличивает внутриклеточный оборот ДА и оборот серотонина. Введение карбидина в дозе 25 мг/кг, в/б у овариэктомированных крыс увеличивало оборот ДА и серотонина, а также снижало исследовательскую активность крыс на 45% по сравнению с контролем. Сравнительный анализ эффектов эстрадиола и карбидина на нейрохимические показатели позволяет высказать предположение о наличии у эстрадиола нейролептикоподобных свойств.
Ю.Н. Андрианов, И.В. Рыжова, Т.В. Тобиас
РОЛЬ ОПИОИДНЫХ ПЕПТИДОВ В МОДУЛЯЦИИ СИНАПТИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ В РЕЦЕПТОРАХ ВЕСТИБУЛЯРНОГО АППАРАТА
Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН, Санкт-Петербург
Основным структурным элементом периферического звена акустико-латеральной системы позвоночных является волосковая клетка, синаптически контактирующая с афферентным нервным волокном. L-глутамат (ГЛУ) является наиболее вероятным нейропередатчиком в этой системе, а его эффекты реализуются посредством активации ионотропных (каинатных, НМДА и АМПА) и метаботропных глутаматных рецепторов.
Мы использовали нейрофармакологический подход для исследования роли опиоидных пептидов лей-энкефалина (Энк) и даларгина (Дал) в модуляции афферентной активности в нервных волокнах изолированного препарата вестибулярного аппарата лягушки. Показано, что Энк (0.005 – 100 нМ) и Дал (0.1 – 100 нМ) вызывают дозо-зависимое снижение частоты афферентной импульсации. Налоксон (10 нМ – 1 мкМ), специфический антагонист опиатных рецепторов, снижает тормозные эффекты Энк и Дал, что предполагает их специфическое действие. Энк и Дал оказывают подавляющий эффект на постсинаптические ответы ГЛУ, а также на ответы, вызванные аппликацией агонистов ГЛУ каината, НМДА и АМПА. Однако это влияние более выражено в случае активации каинатного и АМПА подтипов глутаматных рецепторов, а их влияние на НМДА подтип было статистически не достоверным.
Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что опиоидные пептиды могут оказывать специфическое модулирующее действие на синаптическую передачу в рецепторах вестибулярного аппарата. Причем их влияние реализуется на постсинаптическом уровне преимущественно через не-НМДА подтип глутаматных рецепторов.
Работа поддержана грантом РФФИ № 99-04-49635.
Э.А.Андяржанова, И.И.Афанасьев, B.C. Кудрин, К.С. Раевский
МИДАНТАН ПРЕДОТВРАЩАЕТ ПОВЫШЕНИЕ ВНЕКЛЕТОЧНОГО СОДЕРЖАНИЯ ДОФАМИНА, ВЫЗЫВАЕМОЕ ДЕЙСТВИЕМ АМФЕТАМИНА
НИИ фармакологии РАМН, Москва.
Мидантан, являющийся неконкурентным антагонистом NMDA подтипа глутаматных рецепторов, используется для лечения двигательных нарушений при болезни Паркинсона. Предполагается, что по механизму своего действия он близок к дизоцилпину (МК-801). Согласно современным представлениям, терапевтический эффект мидантана не связан непосредственно с его модулирующим влиянием на дофаминергическую нейропередачу, что согласуется с данными о том, что действие препарата сопровождается лишь незначительными изменениями во внеклеточном содержании дофамина (ДА). В наших исследованиях использовалась методика внутримозгового микродиализа дорзального стриатума свободноподвижных крыс линии Вистар с последующей детекцией ДА и его метаболитов диоксифенилуксусной (ДОФУК) и гомованилиновой (ГВК) кислот с помощью ВЭЖХ/ЭД. Был исследован эффект одновременного введения амфетамина (10 мг/кг) и мидантана (20 мг/кг) на внеклеточное содержание ДА и его метаболитов. Амфетамин вызывал резкое повышение внеклеточного содержания ДА ( до 950% по отношению к исходному уровню) и снижение уровня ДОФУК и ГВК (до 40 и 60 % от базального уровня, соответственно). Мидантан в дозе 20 мг/кг не вызывал значимых изменений в уровне ДА и его метаболитов. При одновременном введении амфетамина и мидантана концентрации ДА не изменялась на протяжении всего эксперимента. В отличие от этого, снижение содержания обоих метаболитов ДА не существенно отличалось от наблюдаемого в опытах с амфетамином.
Полученные результаты позволяют предположить существование в механизме действия мидантана компонентов, модулирующих дофаминергическую нейропередачу за счет влияния на дофаминовый транспортер или монаминоксидазую биотрансформацию нейротрансмиттера. Эти данные указывают на принципиальное сходство эффектов мидантана и МК-801 на нейрохимические показатели дофаминергической передачи.
ПРОБЛЕМА ОБЩНОСТИ МОЛЕКУЛЯРНЫХ МЕХАНИЗМОВ ПРИ ОБУЧЕНИИ И РАЗВИТИИ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
Институт нормальной физиологии им. П.К.Анохина РАМН, Москва
Исследования последних лет демонстрируют регулярно выявляемое сходство между молекулярными механизмами созревания нервных связей в развитии и их модификациями при обучении. В частности, наши эксперименты показали, что:
1) Обучение вызывает быструю активацию в нейронах генов ряда транскрипционных факторов (c-fos, c-jun, zif-268). Эти гены известны своим участием в регуляции процессов клеточного роста и дифференцировки в развивающейся нервной системе. В мозге взрослых животных эти гены реактивируются во время приобретения нового опыта.
2) Вслед за индукцией транскрипционных факторов в нервных клетках происходит экспрессия "поздних" эффекторных генов. Эта фаза наблюдается через 4-6 часов после обучения и включает в себя активность молекул клеточной адгезии, также известных своей ролью в эмбриональном развитии нервной системы. Эксперименты с направленной блокадой экспрессии N-CAM и Ng-CAM, как и блокада индуцируемых транскрипционных факторов, доказывают необходимость активации этих генов для долговременных модификаций поведения.
Приведенные данные составляют лишь незначительную часть свидетельств использования общих молекулярных каскадов при обучении и развитии нервной системы. Характер проблем, поднимаемых этими фактами, может быть передан двумя связанными вопросами: 1. Существует ли принципиальная демаркация между поздними стадиями развития нервной системы и началом опыт-зависимых модификаций нервных связей и если да, то какова ее основа? (онтогенетический вопрос); 2. Каково первоначальное происхождение молекулярных каскадов, общих для развития нервных связей и их опыт-зависимой модификации при обучении, и каким образом в эволюции происходило распространение этих молекулярных блоков из одного функционального домена в другой? (филогенетический вопрос). В докладе будут предложены элементы теории, дающей ответ на эти вопросы в контексте связи фило- и онтогенеза нервной системы.
А.А. Анучин, Р.Р. Халиуллина, А.Л. Зефиров
ВЛИЯНИЕ ЭНДОГЕННОГО ОКСИДА АЗОТА НА ФУНКЦИЮ НЕРВНО-МЫШЕЧНОГО СИНАПСА ЛЯГУШКИ
Казанский государственный медицинский университет, Казань
Оксид азота II (NO) является важным модулятором синаптических функций в различных отделах нервной системы. Ранее нами было показано, что экзогенный NO угнетает спонтанную и вызванную секрецию медиатора в нервно-мышечном синапсе лягушки, а также увеличивает амплитуду 3-ей фазы вызванного ответа нервного окончания, отражающей калиевые токи. Открытым оставался вопрос о наличии в области нервно-мышечного синапса лягушки путей синтеза эндогенного NO и выработке его в естественных условиях.
Эксперименты выполняли на нервно-мышечных препаратах кожно-грудинной мышцы лягушек Rana ridibunda с использованием раствора Рингера с низкой концентрацией ионов Са 2+ (0,2-0,4 ммоль/л). Для регистрации вызванных раздражением двигательного нерва ответов нервного окончания и токов концевой пластинки (ТКП) использовали внеклеточное отведение.
L-аргинин (субстрат для NO-синтазы) в концентрации 100 мкмоль/л оказывал угнетающее влияние на вызванную секрецию медиатора. Амплитуда ТКП снижалась до 53,2±4,54% относительно нормы. Это сопровождалось уменьшением квантового состава до 80,1±5,8%. L-аргинин также увеличивал амплитуду 3-ей фазы ответа нервного окончания до 112,7±3,5% (n=9, P