Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Изучение процессов долговременной памяти при каинатной модели эпилептогенеза

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Изучение процессов долговременной памяти при каинатной модели эпилептогенеза"

На правах рукописи

КУЛЕССКАЯ Наталья Алексеевна

ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ДОЛГОВРЕМЕННОЙ ПАМЯТИ ПРИ КАИНАТНОЙ МОДЕЛИ ЭПИЛЕПТОГЕНЕЗА

03.00.13 - физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Пущино - 2004

Работа выполнена в Институте теоретической и экспериментальной биофизики РАН, г. Пущино

Научный руководитель: доктор биологических наук

Архипов Владимир Иванович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

Семенова Татьяна Павловна

кандидат медицинских наук Подольский Игорь Яковлевич

Ведущая организация: кафедра высшей нервной деятельности

Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Защита диссертации состоится «Д^?» сУ^х С_2004 г. в /3

на заседании диссертационного совета Д 002.093.01 в Институте теоретической и экспериментальной биофизики РАН по адресу: 142290, Московская обл., г. Пущино, ул. Институтская, 3, ИТЭБ РАН.

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной библиотеке НЦБИ РАН по адресу: 142290, Московская обл., г. Пущино, ул. Институтская, 3, ИТЭБ РАН.

Автореферат разослан

2004

г.

Ученый секретарь Диссертационного совета, кандидат физико-математических наук

Н.Ф. Ланина

Общая характеристика работы.

Актуальность темы.

Эпилепсия представляет собой хроническое заболевание головного мозга, проявляющееся внезапными повторяющимися нарушениями двигательных, сенсорных, вегетативных и психических функций, чаще всего с частичной или полной утратой сознания. Одной из наиболее распространенных форм эпилепсии среди взрослого населения является височная эпилепсия, первичный очаг возбудимости которой локализован преимущественно в структурах лимбической системы [Fisher R.S., 1989]. Височная эпилепсия нередко характеризуется злокачественным течением с полиморфными припадками, устойчивыми к действию антиконвульсантов, и быстро прогрессирующими нарушениями интеллектуально-мнестических функций [Калинин В.В., 2004]. Нарушения памяти, касаются, в основном декларативной формы долговременной памяти, которая, в отличие от недекларативной, требует осознания поступающей информации и в большей степени зависит от функционирования гиппокампальной системы. Существенные нарушения когнитивных функций обычно выявляются на поздних этапах эпилепсии, когда имеют место значительные и необратимые морфо-функциональные дефекты структур мозга. Однако, принимая во внимание интегративный характер процессов памяти и внимания, можно предположить, что их нарушения могут быть выявлены и в более ранние сроки эпилептогенеза.

Исследование механизмов судорожной активности, способных изменить протекание информационных процессов в мозге, в последние годы получили развитие благодаря созданию новых экспериментальных моделей эпилепсии. Одной из наиболее распространенных моделей височной формы эпилепсии является введение каиновой кислоты - агониста каинатного типа глутаматных рецепторов, наибольшей чувствительностью к которому обладает гиппокамп [Ben-Ari Y., 1985]. Действие каиновой кислоты не ограничивается несколькими часами после введения, а имеет четко выраженный отсроченный компонент, проявляющийся в постепенном снижении порога судорожной активности и развитии эпилептического статуса. Такая особенность каинатной модели эпилепсии дает возможность исследовать изменения памяти в процессе развивающейся патологии при отсутствии значительных органических повреждений мозга.

Изучение когнитивных функций на ранних этапах развитая височной эпилепсии несомненно дополнит знания как о природе и механизмах нейродегенеративных заболеваний, так и о физиологических основах памяти. Кроме того, выявление механизмов

развития нарушений памяти на ранних этапах заболевания может дать прогностическую ценность, обеспечивая дополнительные возможности его эффективного лечения.

Цель и задачи исследования.

Целью диссертационной работы является изучение характера и механизмов нарушений процессов долговременной памяти, вызванных судорожной активностью при каинатной модели эпилепсии, а также исследование возможности их предотвращения. Конкретные задачи исследования:

1. С использованием каинатной модели височной эпилепсии описать динамику развития когнитивных нарушений у крыс. Подобрать наиболее адекватный поведенческий тест для регистрации отсроченных когнитивных нарушений, вызванных судорожной активностью.

2. Охарактеризовать роль гиппокампа в механизмах нарушений памяти при каинатной модели эпилептогенеза.

3. Исследовать возможность использования противосудорожных и нестероидных противовоспалительных препаратов для предотвращения когнитивных нарушений в ходе эпилептогенеза.

4. Изучить липидный состав гиппокампа и неокортекса при действии каиновой кислоты. Научная новизна.

В ходе работы описаны прогрессирующие нарушения долговременной памяти, вызванные каиновой кислотой. Впервые показано, что экспериментальное угашение навыка является адекватным и наиболее чувствительным тестом, позволяющим выявить нарушения памяти на раннем этапе эпилептогенеза, предшествующем возникновению спонтанных судорог.

Показано, что причиной нарушений памяти при каинатной модели эпилептогенеза является дисфункция гиппокампа. Выявлены особенности комплексного характера нарушения воспроизведения навыка, сопровождающегося дефектами процессов консолидации у животных при действии каиновой кислоты, что является одним из элементов гиппокампального синдрома.

Впервые сделан анализ липидного состава гомогената неокортекса и гиппокампа крыс при действии вальпроата натрия в каинатной модели эпилептогенеза.

Впервые подобраны условия применения противосудорожного препарата вальпроата натрия и нестероидного противовоспалительного средства индометацина для

предотвращения дефектов когнитивных функций на ранних этапах экспериментального

эпилептогенеза.

Практическое значение.

Исследование памяти позволяет говорить о возможной прогностической ценности контроля когнитивных функций для выявления эпилепсии на ранних стадиях её развития, что дает возможность эффективного предотвращения и коррекции патологии. Результаты работы делают вклад в разработку терапевтических стратегий, направленных на защиту когнитивных функций при различных патологиях мозга. Полученные данные могут быть полезны для понимания клеточно-молекулярных механизмов процессов нейродегенерации.

Апробация работы.

Результаты работы были представлены на заседании секции «Клеточная инженерия» ученого совета ИТЭБ РАН (Пущино, 2004), на конференции «От современной фундаментальной биологии к новым наукоемким технологиям» (Пущино, 2002), на XIX съезде физиологического общества им. Павлова (Екатеринбург, 2004), а также в материалах других конференций.

Публикации. По материалам работы опубликовано 5 статей, в том числе 4 в рецензируемых журналах, 6 тезисов докладов.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из разделов «Введение», «Обзор литературы», «Материалы и методы исследования», «Результаты и обсуждение»,

«Заключение», «Выводы», «Список цитируемой литературы». Работа изложена на_

страницах машинописного текста, содержит _ рисунков,^_таблиц и списка литературы из _ссылок.

Материалы и методы исследования. Исследования были проведены на 250 самцах крыс линии Вистар весом 180-200 г (2-х месячного возраста). Животных содержали в нормальных условиях со специальным режимом питания в периоды проведения поведенческих экспериментов: кормление раз в сутки во время эксперимента и сразу после его окончания.

Обучение крыс пищедобывательному навыку проводили в специальной камере (60 х 80 х 60 см), имеющей стартовую площадку и несколько целевых полок, расположенных на разной высоте, на которых находилось подкрепление (смоченные хлебные шарики). Перед началом обучения в течение 5 дней животные привыкали к экспериментальной обстановке.

Навык вырабатывали 5 дней, в каждый из которых животные совершали по 10 пробежек. За это время крысы обучались пробежкам к целевой полке, затрачивая на каждую менее 10 сек.

Эпилептогенное воздействие осуществляли не менее чем через 2 часа после последней сессии тренировочного обучения пищедобывательному навыку. В качестве эпилептогенного воздействия применяли введение каиновой кислоты (Sigma, США) :

• внутрибрюшинно (8 мг/кг или 10 мг/кг);

• локально в гшшокамп (билатеральное введение в дорсальную область в объеме 0,5 мкл в каждый гиппокамп в концентрации 0,5 мкг/мкл в течение 5 минут через предварительно вживленные стальные канюли с координатами АР=-3, L=3, H=3) бодрствующим животным или под нембуталовым наркозом (30 мг/кг).

Силу вызванных лимбических судорог у крыс оценивали по следующим критериям [Racine R.J., 1972; Ben-Ari Y., 1985; Lothman E.W., 1981]:

1 балл - прекращение текущей деятельности, подергивание лицевой мускулатуры;

2 балла - ритмичные кивки головой;

3 балла - отряхивание (wet dog), ритмичное подергивание передних конечностей;

4 балла - сильное отряхивание с потерей равновесия, вставание на задние лапы;

5 баллов - вставание на задние лапы с подергиванием передних конечностей, падение на бок.

Проверку функции памяти проводили с использованием трех тестов: воспроизведение навыка, экспериментальное угашение ранее выученного навыка и обучение аналогичному навыку. Тест воспроизведения навыка включал 10 попыток: животных запускали в экспериментальную камеру и регистрировали время выполнения каждой из 10 пробежек к целевой полке. Для экспериментального угашения навыка животных запускали в камеру при отсутствии пищевого подкрепления. Регистрировали число совершенных неподкрепляемых реакций и их длительность. Критерием угашенности навыка было принято совершение трех пробежек подряд с латентным периодом более 150 сек. После 3-х дней угашения навыка в последующие 3 дня у крыс проводили повторное обучение навыку с пищевым подкреплением на противоположной полке в той же экспериментальной камере.

Для оценки возможности предотвращения вызванных нарушений памяти противосудорожный препарат вальпроат натрия (RBI, США; 300 мг/кг, i.p.) вводили раз в сутки в течение 4-х дней после инъекции каиновой кислоты (8 мг/кг, i.p.). Нестероидный противовоспалительный агент индометацин (Sigma, США; 4 мг/кг, i.p.) вводили на протяжении 9 дней раз в сутки, первое введение через 4 часа после инъекции каиновой кислоты (8 мг/кг, i.p.).

Липидный состав гомогената гшшокампа и неокортекса крыс определяли через одну неделю после введения каиновой кислоты (8 мг/кг, ip.) и после совместного действия каиновой кислоты и вальпроата натрия. Контрольным животным вводили изотонический раствор хлористого натрия в те же сроки, что и в опытных группах. Экстракцию липидов проводили по Фолчу [Folch I., et al, 1957]. Липиды разделяли методом тонкослойной хроматографии. Для нейтральных липидов использовали систему гексан/диэтиловый эфир/ледяная уксусная кислота (73:25:2, V/V). Фосфолипиды разгоняли в системе метилацетат/н-пропанол/ хлороформ/метанол/0,25% КС1 (25:25:25:10:9, V/V). Количество нейтральных липидов определяли по методу Марша [Marsh J.B., Weinstein D.B, 1966]. Липидный фосфор определяли по методу Герлаха-Дойтике [Gerlach J., Deuticke В., 1963].

Полученные результаты сравнивали, используя критерий Манна-Уитни и t-критерий Стьюдента; за достоверные принимали различия при р<0,05. Для проверки гипотезы о корреляционной зависимости величин вычисляли коэффициент корреляции Пирсона (г) и статистическую значимость корреляции (р).

Результаты работы и обсуждение.

1. Изучение диамики и характера нарушений памяти, вызванных каиновой кислотой. 1.1 Влияние субконвульсивной дозы каиновой кислоты (8 мг/кг, up.).

Внутрибрюшинное введение каиновой кислоты в дозе 8 мг/кг крысам через 30-40 мин вызывало судорожную активность интенсивностью 1-2 балла. Судороги продолжались в течение 2-х - 3-х часов, затем прекращались и впоследствии не проявлялись в течение всего экспериментального периода (до 1 месяца). Показана строгая зависимость поведенческих проявлений судорожной активности от локализации судорожной активности в структурах мозга (гшшокамп —* негиппокампальные лимбические структуры —» нелимбические структуры) при увеличении дозы каиновой кислоты [Lothman E.W., Collins R.C., 1981]. На основании этого, можно предположить, что доза каиновой кислоты 8 мг/кг вызвала судорожную активность, локализованную в гиппокампе.

Для выявления динамики нарушений памяти воспроизведение ранее выученного пищедолывательного навыка у животных проверяли в разные сроки после введения субконвульсивной дозы каиновой кислоты: через один день, одну неделю и один месяц (рис.1).

150 *

8 и 120 - -о— 1

<8 1 90 " 60 ■ 9 IV.

« Л т

8. » 30 - Ч1Д

КК 1 3 5 7 9 1 3 5 7 9 3 5 7 9

1 дань 1неделя 1 месяц

Рисунок 1.

Воспроизведениенавыка через 1 день (п=4), 1неделю (п=9) и 1месяц (п=7)после однократноговведения каиновой кислоты в дозе 8 мг/кг., ир.

1-группаживотных свведениемкаиновойкислоты;

2-группа контрольныхживотных.

По горизонтали - номерапробежекпривыполнениикаждоготестанавоспроизведение. Стрелка -моментввеоениякаиновой кислоты. *-р«0,05 @-тест).

Через 1 сутки после применения нейротоксина животные опытной группы воспроизвели навык на уровне контрольных животных. Через неделю после однократного введения каиновой кислоты значительных изменений в тесте воспроизведения навыка выявлено не было, но у некоторых крыс наблюдалась тенденция к завышению времени совершения первой пробежки. Самое значительное нарушение воспроизведения навыка было обнаружено при тестировании животных через один месяц после введения каиновой кислоты. У этой группы животных время совершения пробежки оказалось достоверно больше по сравнению с контролем, а для восстановления нормального воспроизведения навыка потребовалось три дня тренировок.

Действие каиновой кислоты не ограничивается несколькими часами после введения, а имеет четко выраженный отсроченный компонент. После однократных конвульсий, вызванных введением каиновой кислоты, наступает нормализация поведения - "молчащий" период, который по истечении нескольких недель, иногда месяцев, прерывается возникновением спонтанных судорог и развитием эпилептического статуса. Под влиянием каиновой кислоты в пшпокампе и непосредственно связанных с ним структурах может происходить ряд морфологических изменений: гибель пирамидных нейронов, глиоз, появление аберрантных связей (спрутинг мшистых волокон) [Ben-Ari 2001], что несомненно влияет на протекание информационных процессов. Нарушение

сохранения/воспроизведения навыка, выявленное в нашем исследовании через месяц после применения каиновой кислоты, по всей видимости, можно объяснить развивающимися морфологическими и пластическими перестройками в гиппокампе и других лимбических структурах, подверженных влиянию судорожной активности.

Экспериментальное угашение навыка проводили после проверки его воспроизведения у животных, уверенно выполнявших навык (т.е. у групп животных, тестированных через 1 день и 1 неделю, но не через месяц после применения каиновой кислоты). Угашение навыка представляет собой постепенное прекращение его выполнения при удалении подкрепления и является особой ингибиторной формой обучения, требующей замены сформированного навыка, адаптации к новой экспериментальной ситуации [Berman, Dudai, 2001; Vmogradova 2001]. Достоверное отличие от контроля в скорости угашения навыка проявили крысы через неделю после применения каиновой кислоты (рис. 2). У животных опытной группы было увеличено количество персеверативных реакций, они совершили большее число пробежек до прекращения выполнения навыка по сравнению с контрольной группой (табл. 1).

160

' ^ 1 2 дняопыта _1 день после КК _1 неделя после КК_

Рисунок 2.

Экспериментальноеугашениенавыка через 1день (п=4) и 1 неделю (п=9) после однократного «ведения каиновой кислоты (КК), (8мг/кг, ¡р.). 1-группаживотных свведениемкаиновойкислоты. 2 - группа контрольных животных.

Показатель Контроль (11=12) Опьгг(п=9)

Число персевераций

Количество пробежек да прекращены выполнения реакции в 1-ый день 10,1 ±2,7

Количество пробежек до прекращения выполнения реакции во 2-ой день 4,3 ±3,7 8,1 ± 4,8

Таблица 1.

Показатели экспериментального угашения навыка после однократного введения каиновой кислоты в дозе 8 мгЛа,1р.

*-р < 0,01 (1-тест)

Персеверация (лат. persevero, perseveratum - упорно держаться, продолжаться) - упорное возобновление какого-либо действия или состояния, связанное с затруднением переключения внимания. В данном случае персеверация проявилась в настойчивом многократном повторении пробежек к пустой полке мененее чем за 10 сек. Затруднение угашения навыка и усиленную персеверацию многие авторы связывают с ослаблением тормозных функций гиппокампа [Wishaw I.Q., Tomie J.A., 1997; Vinogradova O.S., 2001].

После проверки воспроизведения пшцедобывателъного навыка и его последующего угашения, крыс повторно обучали в той же экспериментальной камере аналогичному навыку с подкреплением на противоположной полке. Полученные результаты не выявили значимых различий в способностях усвоения нового навыка между экспериментальными и контрольными животными ни в один из сроков тестирования (1 день, неделя после введения каиновой кислоты). На Рис. 3 показана динамика повторного обучения через неделю после применения каиновой кислоты.

Рисунок 3. Повторное обучение пищедобывательномунавыкучерез неделю после однократного введения каиновой кислотыв дозе 8 мг/кг,1р,

1-группаживотнъж свведением каиновой кислоты (п=8). 2 -группа контрольныжживотныж (п=7).

Таким образом, системное введение каиновой кислоты в субконвульсивной дозе 8 мг/кг приводит к отсроченным нарушениям воспроизведения пищедобывательного навыка через один месяц после воздействия. Наиболее ранние нарушения памяти были выявлены в тесте экспериментального утешения навыка через одну неделю после применения нейротоксина, тогда как при проведении теста повторного обучения навыку не было выявлено нарушений ни в один из сроков.

1.2 Влияние конвульсивной дозы каиновой кислоты (10мг/кг, ip.).

Каиновая кислота, введенная системно в дозе 10 мг/кг, вызывала судороги силой 3-4 балла с латентным периодом возникновения 20-40 минут. Конвульсии продолжались 2-3 часа. Из 13 опытных крыс 2 погибли в течение двух последующих дней. У выживших животных после нормализации поведения, продолжавшегося 7-10 дней, наблюдалось постепенное усиление судорожной активности. Нарушение воспроизведения навыка было выявлено уже через сутки после введения каиновой кислоты: от небольшого ухудшения воспроизведения навыка в течение 1- 2-х дней до полной амнезии. Животные с признаками ретроградной амнезии демонстрировали усиленное ориентировочно-исследовательское поведение, и это позволило выработать у них новую реакцию - пробежку к противоположной полке той же камеры. Однако, первоначальный навык постепенно восстанавливался у всех крыс в течение 2-10 дней (Рис. 4).

Рисунок 4.

Восстановление способностиживотных воспроизводитьнавыкпосле однократного введениякаиновойкислоты в дозе 10 мг/кг, ф

том, что, по карйней мере в некоторых амнезии является нарушение процессов воспроизведения навыка, а не механизмов консолидации следа памяти или хранения.

Следует отметить факт отсутствия корреляции между силой проявлений судорожной реакции и продолжительностью нарушения воспроизведения навыка (таблица 2). Кроме

Восстановление навыка свидетельствует о случаях, причиной возникновения ретроградной

того, навык у животных восстанавливался несмотря на усиление судорожной активности. Это подтверждает независимость процессов развития нарушений памяти и эпилептогенеза.

животного

сила судорог продолжительность Таблица 2.

(баллы) нарушения памяти (дни)

Соотношение силы судорог и

продолжительностинарушения

воспроизведениянавыка.

1

2 3

5

6

4 3 3 2

3

4 4 4 3 3 3

1 2 3 О 2 10 2 0

8

9

10 11 12 13

9 б

8

I (коэффициент корреляции) = 0,053 р> 0,1

4

7

3

4

гибель гибель

1.3 Влияние каиновой кислоты при интрагиппокампальном введении.

Для подтверждения предположения о том, что в основе наблюдаемых нами нарушений памяти после системного введения субконвульсивной дозы каиновой кислоты, лежит нарушение функционирования именно гиппокампа, а не других структур, была подобрана доза каиновой кислоты, локальное введение которой в дорсальный гиппокамд могло бы вызвать паттерн судорожных проявлений и нарушений памяти сходный с системным введением. Однократное билатеральное введение каиновой кислоты в дорсальный гиппокамп (по 0,25 ммг в каждую сторону под нембуталовым наркозом) вызывало у крыс судорожную активность силой 2-3 балла продолжительностью не более 4-х часов. В дальнейшем, в течение всего периода проведения эксперимента (3 недели), проявлений судорожной активности у животных не отмечалось.

Тест воспроизведения навыка проводили через неделю после применения каиновой кислоты. Полученные результаты выявили значительные различия в динамике воспроизведения навыка у экспериментальных и контрольных животных. Это нарушение носило своеобразный характер: в течение нескольких дней (от 2-х до 7) было увеличено время совершения первой пробежки, тогда как на выполнение последующих пробежек затрачивалось не более 10 секунд. Животные при выполнении первой пробежки вели себя так, словно попали в незнакомую обстановку, затрачивая на достижение целевой полки значительно большее количество времени по сравнению с контрольной группой (Рис. 5).

Наблюдаемый своеобразный характер дефектов памяти после интрагиппокампального введения каиновой кислоты может свидетельствовать не только о нарушении механизмов воспроизведения информации, но и консолидации следа памяти, так как у опытных животных наблюдаются затруднения в закреплении навыка (от одного дня эксперимента к другому).

Рисунок 5.

Воспроизведениенавыка через неделю после однократного интрагиппокампального введения каиновой кислоты(0,25мкгХ2). А. 1-группа опытных крыс с нарушенным воспроизведением навыка (число животных в каждый из дней теста как на диаграмме Б); 2 - группа контрольных животных (п=8). По горизонтали: дни проведения теста. Б.Диаграммараспределения животных в группе с нарушенным воспроизведением навыка.

При сравнении результатов системного введения каиновой кислоты (8 мг/кг, 1^., Рис. 1) с интрагшшокампальным (Рис. 5) можно видеть, что через неделю после внутрибрюшинного введения нейротоксина хотя достоверных изменений воспроизведения навыка не отмечено, наблюдалась тенденция к увеличению времени первой пробежки.

Тест экспериментального у гашения навыка проводили только на 7 животных, у которых нарушение воспроизведения длилось не более 2-х дней. Интрагиппокампальное применение каиновой кислоты, так же как и системное, вызвало нарушение угашения навыка (Рис. 6). Замедление динамики угашения сопровождалось почти двукратным увеличением количества персевераций (Табл. 3), выразившихся в быстром (менее 10 сек)

повторении пробежек, утративших свою актуальность при неподкреплении. Опытным животным по сравнению с контролем потребовалось совершить гораздо большее количество пробежек (Табл. 3). Подобные изменения наблюдались и при внутрибрюшинном введении каиновой кислоты (Рис. 2).

Рисунок б.

Эксперименталъноеугтиеные навыка после билатерального интрагиппокампалъного введения каиновой кислоты (0,25мкгХ2). 1-группаживотных с введением каиновой кислоты (п=7). 2 - группа контрольных животных (п '12).

Показатель Контроль(п=12) Опыт (п=7)

Число персевераций 2,610,8 4 9*1,1-

Количество пробежек до прекращения выполнения реакции в 1-ый д ень 10,1 ±2,7 (4,7 ±5,3* ^ гШиШЛШШ

Количество пробежек до прекращения выполнения реакции во 2-ой день 4,3 ± 3,7 5,6 ±3,5

Таблица 3.

Показателиэксперименталъного

угашениянавыкапосле

билатерального

иптрагиппокампалъного введения каиновой кислоты (0,25мкгХ2). *.р < 0,01 (t-mecm).

Выработка нового пищедобывателъного навыка не различалась у животных контрольной и опытной групп независимо от степени выявленных в других тестах нарушений.

Сходство паттернов нарушения памяти, развивающихся после однократного внутрибрюшинного и однократного интрагиппокампального введения каиновой кислоты, позволяет сделать вывод, что в основе отставленных во времени изменений процессов памяти, вызванных введением субконвульсивной дозы каиновой кислоты, лежит непосредственное влияние этого вещества на гиппокамп.

На отдельной группе животных (п=5) проверили влияние нембуталового наркоза на эффекты каиновой кислоты. Как показали полученные результаты, применение нембуталового наркоза при процедуре интрагиппокампального введения каиновой кислоты, не оказало заметного влияния на судорожную активность и нарушения памяти, вызванные применением каиновой кислоты.

2. Изучение возможности компенсации отставленных нарушений памяти, вызванных введением каиновой кислоты.

2.1 Влияние противосудорожного агента вальпроата натрия на нарушения памяти, вызванные каиновой кислотой.

В исследовании участвовало три группы животных. Группе 1 после последней сессии тренировочного обучения ввели внугрибрюшинно субконвульсивную дозу каиновой кислоты (8 мг/кг) (подробности см. раздел 1.1). Крысам Группы 2 после применения каиновой кислоты в течение 4-х последующих дней внутрибрюшинно вводили антиконвульсант вальпроат натрия (300 мг/кг/сут). Контрольным животным (Группа 3) после обучения была сделана внутрибрюшинная инъекция изотонического раствора хлорида натрия.

Поведенческие тесты проводили через 1 неделю после воздействия каиновой кислотой, т.е. в период возникновения первых, отмеченных нарушений памяти. Не влияя на процессы воспроизведения навыка, вальпроат натрия полностью предотвратил поведенческие нарушения, вызванные каиновой кислотой и выявленные в тесте экспериментального угашения навыка (рис. 7). Животным Группы 2, как и контрольным, понадобилось значительно меньшее количество пробежек до угашения навыка по сравнению с животными Группы 1 (введение каиновой кислоты) (табл. 4). Применение вальпроата натрия способствовало снижению количества персеверативных реакций. При этом воспроизведение навыка и повторное обучение крыс после совместного применения каиновой кислоты и вальпроата натрия не отличались от контрольного уровня.

Рисунок 7.

Экспериментальное угашение пищедобывателъного навыка через неделю после введения каиновой кислоты (Ямг/кг, 1р.) и совместного применения каиновой кислоты и антиконвулъсанта вальпроата натрия(300мг/кг/сут, Ьр.). 1-Группа животных с введением каиновой кислоты (п=9);

2- Группа животных с введением каиновой кислоты и вальпроата натрия (п=6);

3- Контрольная группа (п=12).

Таблица 4.

Показатели

экспериментального

угашениянавыка через

неделюпослевведения

каиновойкислоты

(Ямг/кг, 1р.) и

совместного

применениякаиновой

*-р<0,01 (по отношению кгруппе свведением каиновойкислоты и вальпроата^-тест). #-р<0,01(\по отношениюкконтрольнойгруппе, t-mecm).

Противосудорожные препараты эффективны в предотвращении судорожных конвульсий, тогда как их влияние на процессы памяти весьма противоречивы. Имеются как клинические, так и экспериментальные данные, свидетельствующие об их негативном влиянии на когнитивные функции [Pandhi P., Balakrishnan S., 1999; Ronen G.M. et al, 2000]. В нашем исследовании хроническое применение противосудорожного агента вальпроата натрия предотвратило нарушение когнитивных функций у крыс на раннем этапе экспериментального височного эпилептогенеза.

1.2 Влияние нестероидного противовоспалительного препарата индометацина на нарушения памяти, вызванные каиновой кислотой.

В исследовании участвовало три группы животных. Группе 1 ввели внутрибрюшинно субконвульсивную дозу каиновой кислоты (8 мг/кг) (подробности см. 1.1). Крысам Группы 2 после применения каиновой кислоты в течение 9-ти последующих дней внутрибрюшинно вводили нестероидный противовоспалительный препарат индометацин (4 мг/кг/сут). Первая инъекция ицдометацина была сделана через 4 часа после применения каиновой кислоты. Контрольным животным (Группа 3) после обучения былы сделаны внутрибрюшинные инъекции изотонического раствора хлорида натрия в том же режиме, что для . Поведенческие тесты начинали через 2 недели после введения каиновой кислоты.

Индометацин не оказал существенного влияния на воспроизведение навыка, но нормализовал процессы памяти, нарушенные каинатом и выявленные в тесте экспериментального угашения. Показатели угашения в Группе 2 не отличались от

Кайловая кислота (о=9) Каиновая кислота +вальпроат (в=6) Контроль (п=11)

Число персевераций 2,7 ±1,4 2,б±0,8

Число пробежек до прекращения выполнения реакции в 1-ыйденъ 34,7 + ¡¿Ч 9,7 ±1,4 б,б±3

Число пробежек до прекращения выполнения реакции во 2-ой день 5,6 ±3,5 3,8 ±4,1 1,9±2,2

кислоты и вальпроатанатрия (300мг/кг/сут, ip.).

контрольных значений (рис.8, табл. 5). также не отличалось от контроля.

Повторное обучение у животных опытных групп

Рисунок 8.

Эксперменталъноеугшиение навыка после введения каиновой кислоты (8мг/кг, ip.) и совместного применения каиновой кислоты и нестероидного

противовоспалительного препарата индометацина (4мг/кг/сут, 1р.).

1-Группа животных с введением каиновой кислоты (п =9);

2- Группа животных с введением каиновойкислоты и индометацина(п=7); 3- Контрольная группа (п=12).

Таблица 5. Показатели экспериментального угашения навыкачерез неделю совместного применения каиновой кислоты (8мг/кг, ip.) и нестероидного противовоспалительное опрепарата индометацина (4мг/кг/сут, ip.).

*.р< 0,005(по отношению к группе с введением каиновой кислоты и индометацина, t-mecm) #-р< 0,01 (по отношению к контрольной группе, t-mecm)

Применение нестероидных противовоспалительных средств рассматривается как перспективное направление нейропротектирующей терапии при дегенеративных заболеваниях мозга. Основной механизм действия этих препаратов связан с ингибированием синтеза простагландинов через подавление активности циклооксигеназ [leather LA et al, 2002; Bazan N.G. et al, 2002]. Показано, что простагландины участвуют как в процессах нормального функционирования мозга, связанных с обучением и памятью, так и в патологических процессах, кроме того, отмечается их возможная и про- и

Показатель Каиновая кислота (и-9) Каиновая кислота + иидометации (п=7) Контроль (»=«)

Число персевераций 4,9 ± 1,1** 2,3 ±1,1 2,6±0,8

Число пробежек до прекращения выполнения реакции в 1-ый день 11,2±3 10,1 ±2,7

Число пробежек выиолненых до прекращения выполнения реакции в во 2-ой день 5,6 ±3,5 4,1 ± 2,3 4,3 ±3,7

анитиконвульсантная активность [Bazan N.G., 2003]. Результаты нашей работы свидетельствуют, что применение неселекгивного нестероидного противовоспалительного препарата индометацина способно в значительной мере предотвратить нарушения памяти на раннем этапе каинатного эпилептогенеза.

3. Изучение липидного состава мозга при действии каиновой кислоты.

Нервная ткань характеризуется наиболее высоким содержанием липидов по сравнению с другими тканями (=50 % от сухой массы). Липиды рассматриваются не только как структурные компоненты, влияющие на физические свойства мембран, но и в качестве резервуаров липидных мессенджеров в нейронах, глии, эндотелиальных клетках сосудов мозга. Показано, что содержание и состав липидов мозга влияет на функциональную активность мозга [Yehuda S., 1987]. Действие агониста возбуждающих рецепторов приводит к активации фосфолипаз и высвобождению свободных жирных кислот, липидных мессенджеров, а также активации сигнальных циклов, таких как инозитольный и сфингомиелиновый, что в результате оказывает влияние на пластические свойства мозга и связанные с ними процессы обучения и памяти [Farooqui A.A. et al, 2001; Bazan NG, 2003]. В связи с этим представляет интерес изучение модификации липидного состава мозга при каинатном эпилептогенезе и установление взаимосвязи этих изменений с последующими когнитивными нарушениями.

Определение содержания нейтральных липидов (холестерина и свободных жирных кислот) и фосфолипидов в гомогенате гиппокампа и неокортекса головного мозга крыс было проведено через неделю после однократного введения субконвульсивной дозы каиновой кислоты (8 мг/кг, i.p.) в период возникновения первых отсроченных нарушений памяти. Был проанализирован липидный состав структур мозга при совместном применении каиновой кислоты и валъпроата натрия. Таблицы 6 и 7 демонстрируют обобщенные данные о содержании нейтральных липидов и фосфолипидов в неокортексе и гшшокампе у контрольных и опытных крыс. Несмотря на отсутствие достоверных изменений в содержании фосфолипидов гомогената неокортекса, во всех фракциях, кроме фосфатидилхолина, наблюдается тенденция к снижению их содержания после действия каиновой кислоты и восстановлению под влиянием антиконвульсанта вальпроата натрия. В гомогенате гиппокампа тенденция к восстановлению количества фосфолипидов до контрольных значений после вальпроата натрия наблюдается лишь у сфингомиелина и фосфатидилинозитола.

Таблица 6.

Содержание нейтральных липидов и фосфолипидов (мкг липида/мг белка) в гомогенате неокортекса головного мозга крыс через неделю после применения каиновой кислоты (8мг/кг, 1р.) и совместного введения каиновой кислоты и вальпроата натрия(300 мг/кг/сут, 1$.).

Таблица 7.

Содержание нейтральных липидов и фосфолипидов (мкг липида/мг белка) в гомогенате гиппокампа головного мозга крыс через неделю после применения каиновой кислоты кислоты (8мг/кг, 1р.) и совместного введения каиновой кислоты и вальпроата натрия(300 мг/кг/сут, 1р.). *-р < 0,01 (по отношению к контрольной группе, Т-теан). # -р < 0,01 (по отношению к контрольной группе, критерий Манна-Уитни.).

В таблице 7 представлены данные, показывающие достоверное снижение суммарных фосфолипидов в гомогенате гиппокампа крыс через неделю после введения каиновой кислоты и последующим хроническим применением вальпроата натрия. Известно, что судорожная активность запускает целый каскад липидных реакций, одним из начальных звеньев которого является активация фосфолипаз, приводящая к понижению содержания фосфолипидов и накоплению свободных жирных кислот [Рагссдш А.А. & а1, 2001]. Однако, наблюдаемое нами снижение суммарного количества фосфолипидов в гиппокампе при совместном применении каиновой кислоты и вальпроата натрия не сопровождается заметным повышением содержания свободных жирных кислот. Причиной этого может быть активации синтеза эйкозаноидов из высвобождающихся жирных кислот. Содержание холестерина существенно не отличалось у контрольных и экспериментальных животных в гомогенате гиппокампа и неокортекса.

Фракции липидов в ГШШОКАМПЕ Контроль Каинова! кислота Каиновая кислота и вальпроат

сфингомиелии 20,6 ±6,9 27,8 ±8 22,9 ±9,4

фосфатидилхолин 137,9 ±0,3 135,3 ±11,8 123,8 ±11,2

фосфатвдилсерии 52,7 ±1 52 ±3,2 46,1 ±3,2

фосфатидилинознтол 18,3 ±1,4 22,1 ± 1,5 19 ± 1

фосфатидилэтаколамин 138,7 ±9,2 132,7 ±4,2 124 ±1,3

хардноляшш и 14,1 ±3,8 12,7 ±1,6 12 ±0,1

фосфатидная кислота

сумма фосфолипидов 405,8*38,7 438,3 ±22,3 321,6±9.4»#

холестерин жирные кислоты 97,6 ±10 58,6 ±13 104,9 ±7,3 40,7 ±9 100 ±7,9 42 ±3

Таким образом, определение липидного состава коры и гиппокампа у крыс через неделю после введения каиновой кислоты, в период возникновения первых нарушений памяти не выявило значительных отклонений от контрольных данньк. Уменьшение содержания суммарного количества фосфолшщцов при неизменности уровня свободных жирных кислот при совместном применении вальпроата натрия и каиновой кислоты может участвовать в механизмах предотвращения когнитивных дисфункций на раннем этапе эпилептогенеза. Наблюдающиеся небольшие отклонения содержания отдельных фосфолипидов в коре и гиппокампе в отставленные сроки после эпилептогенного воздействия разнонаправлены, что, по всей видимости, свидетельствует о функциональных особенностях реагирования этих структур на нейрональную гиперактивацию при каинатной модели эпилептогенеза.

Заключение.

Базисным результатом данного исследования стало описание характера и динамики развития нарушений памяти, вызванных лимбическими судорогами. Применение каинатной модели височного эпилептогенеза дало возможность детально изучить последовательное изменение процессов памяти у крыс. Дефекты памяти в данной экспериментальной модели опосредованы дисфункцией гшшокампальной системы, и развитием, так называемого «гиппокампального синдрома» [Виноградова О.С., 1975]. Наиболее ранние нарушения возникают в «молчащий период» (промежуток времени между окончанием первоначальных судорог и развитием спонтанных рекуррентных судорог), когда нет заметных изменений в поведении животных. Эти нарушения были выявлены в тесте экспериментального угашения навыка, требующего не просто формирования нового следа памяти, а замены уже существующего при сохранении прежнего комплекса обстановочных стимулов. Возникновение данной дисфункции явяляется одним из наиболее характерных проявлений «гиппокампального синдрома». Дальнейшее развитие патологии привело к нарушению процессов воспроизведения навыка, которые, по всей вероятности, также зависимы от гишюкампальной системы, осуществляющей отбор адекватной информации.

Выявление характера и динамики дефектов когнитивных функций при экспериментальном эпилептогенезе позволило эффективно компенсировать эти дисфункции. Хроническое применение на начальных этапах эпилептогенеза противосудорожного агента вальпроата натрия, стимулирующего тормозную систему мозга, предотвратило ухудшения памяти у животных, выявленные при экспериментальном угашении навыка. Нестероидный

противовоспалительный препарат индометацин также уменьшил эти нарушения памяти, что указывает на возможность компенсировать когнитивные дисфункции с помощью неспецифической для эпилепсии терапии, так как детальные механизмы их возникновения остаются неизвестными.

Каиновая кислота, являсь аналогом глутамата и обладая ярко выраженным отставленным по времени действием на структуры мозга, представляет собой эффективный инструмент изучения механизмов развития эпилептогенеза и связанных с ним клеточно-молекулярных изменений, способных влиять на протекание информационных процессов в мозге. Введение каиновой кислоты вызывает целый ряд нейрохимических событий, в том числе связанных с активацией фосфолипаз, гидролизующих фосфолипиды клеточных мембран и запускающих тем самым различные сигнальные каскады [Farooqui A.A. et al, 2001]. Проделанный нами анализ содержания фосфолипидов, холестерина и жирных кислот не обнаружил значительных изменений липидного состава коры и гшшокампа крыс через неделю после применения каиновой кислоты, тогда как нарушения функций памяти уже были выявлены.

Выводы.

1. Каиновая кислота приводит к возникновению прогрессирующего эпилептогенеза, сопровождающегося последовательным рядом нарушений памяти у крыс.

2. Экспериментальное угашение навыка является наиболее чувствительным тестом, в котором выявляются нарушения когнитивных функций при каинатной модели эпилептогенеза.

3. Сходство паттернов нарушений памяти при локальном и системном введении каиновой кислоты свидетельствует о том, что в основе наблюдаемых нарушений памяти лежит дисфункция гишюкампа. При этом существует определенная автономность механизмов эпилептогенеза и возникновения когнитивных нарушений, несмотря на то, что и те и другие развиваются в височных структурах мозга.

4. Применение противосудорожного препарата вальпроата натрия и нестероидного противовоспалительного препарата индометацина способно предотвратить развитие когнититивных нарушений на ранних стадиях каинатного эпилептогенеза.

5. Ранние нарушения памяти, вызванные применением субконвульсивной дозы каиновой кислоты, не сопровождаются значительными изменениями липидного состава коры и гишгокампа мозга крыс.

6. Исследование когнитивных функций является эффективным методом выявления развивающейся патологии на ранних этапах экспериментального эпилептогенеза с очагом возбудимости в височной области.

Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (гранты № 04-04-48587 и региональный № 04-04-97277).

Список публикаций по теме диссертации:

1. Архипов В.И., Шевченко (Кулесская) НА Экспериментальное угашение навыка как тест когнитивных нарушений, вызванных каиновой кислотой. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 2002, т. 133, №6, стр.640-642.

2. Шевченко (Кулесская) Н. А, Архипов В.И. Динамика развития нарушений процессов памяти у крыс после однократного введения нейротоксина (каиновой кислоты). Труды конференции «Горизонты биофизики: от теории к практике», Пущино, 2003, стр. 75-79.

3. Архипов В.И., Кулагина Т.П., Шевченко (Кулесская) НА Влияние экспериментального эпилептогенеза на процессы памяти: роль липидов в механизмах когнитивных нарушений. Журнал высшей нервной деятельности, 2004, т. 54, №2, стр. 202-209.

4. Архипов В.И., Шевченко (Кулесская) НА. Изучение воспроизведения долговременной памяти при действии каиновой кислоты. Российский физиологический журнал, 2004, т.90, №7, стр. 849-856.

5. Кулагина Т.П., Шевченко (Кулесская) НА., Архипов В.И. Влияние судорожной активности на липиды гомогената, нейрональных и глиальных ядер коры головного мозга крыс. Биохимия, 2004, т.69, №10, стр. 1404-1409.

6. Шевченко (Кулесская) Н.А. Вальпроат натрия предотвращает когнитивные нарушения, вызванные каиновой кислотой. Тезисы 6-ой Путинской школы-конференции молодых ученых «Биология - наука XXI века», 2002, стр. 162.

7. Шевченко (Кулесская) Н.А. Участие липидов гиппокампа в протектирующих эффектах вальпроата натрия при каинатной модели эпилепсии. Тезисы 7-ой Пущинской школы-конференции молодых ученых «Биология - наука XXI века», 2003, стр. 49.

8. Шевченко (Кулесская) НА., Архипов В.И. Нарушение процессов памяти как прогностический фактор развивающейся патологии мозга. Материалы международных чтений им. Э.А. Асратяна «Фундаментальные и клинические основы интегративной деятельности мозга», Москва, 2003, стр. 241-242.

9. Arkhipov V.I., Shevchenko (Kulesskaya) NA Investigation of hippocampal function with use ofkainic acid. Proceedings ofthe 8-th conference « Stress and Behavior», Ст.-Петербург. Психоформакология и биологическая наркология, 2004, № 2-3, стр. 754.

10. Шевченко (Кулесская) Н.А. Влияние судорожной активности, вызванной каиновой кислотой, на процессы памяти. Тезисы 8-ой Пущинской школы-конференции молодых ученых «Биология - наука XXI века», 2004, стр. 134.

11. Шевченко (Кулесская) НА., Архипов В.И. О влияние нестероидных противовоспалительных средств на процессы памяти. Тезисы докладов XIX съезда Российского физиологического общества им. ИЛ.Павлова, Екатеринбург. Российский физиолгический журнал, 2004, т. 90, №8, стр 124.

Принято к исполнению 11/11/2004 Исполнено 11/11/2004

Заказ № 444 Тираж: 80 экз.

ООО «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 Москва, Балаклавский пр-т, 20-2-93 (095) 747-64-70 (095)318-40-68 www.autorcferat.ru

23898

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Кулесская, Наталья Алексеевна

ВВЕДЕНИЕ.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1. Виды памяти и их функционально-анатомические основы.

2. Экспериментальные модели эпилепсии и нарушения памяти у животных, вызванные судорожной активностью мозга.

3. Роль липидов и липидных мессенджеров в нормальном и патологическом функционировании мозга.

Постановка цели и задач исследования.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Животные и их содержание. Контроль веса.

2. Поведенческие тесты изучения процессов памяти.

2.1 Выработка пищедобывательного навыка в экспериментальной камере

2.2 Воспроизведения навыка

2.3 Экспериментальное угашениия ранее выученного навыка

2.4 Обучение аналогичному навыку

3. Эпилептогенное воздействие.

3.1 Внутрибрюшинное введение каиновой кислоты

3.2 Внутримозговые инъекции каиновой кислоты

3.3 Определение силы вызванных судорожных событий

4. Фармакологические воздействия.

4.1 Применение противосудорожного препарата вальпроата натрия

4.2 Применение нестероидного противовоспалительного препарата индометацина

5. Определение липидного состава.

5.1 Экстракция липидов

5.2 Хроматографическое разделение липидов

5.3 Определение количества нейтральных липидов

5.4 Определение липидного фосфора

5.5 Определение белка и перерасчет содержания липидов на содержание белка

6. Статистическая обработка результатов.

РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИКИ И ХАРАКТЕРА НАРУШЕНИЙ ПАМЯТИ, ВЫЗВАННЫХ КАИНОВОЙ КИСЛОТОЙ.

1. Влияние субконвульсивной дозы (8 мг/кг) каиновой кислоты при системном введении

1.1 Оценка тяжести вызванных судорог.

1.2 Воспроизведению выработанного навыка в разные сроки после введения каиновой кислоты.

1.3 Экспериментальное угашение навыка в разные сроки после введения каиновой кислоты.

1.4 Повторное обучение пищедобывательному навыку.

2. Влияние конвульсивной дозы (10 мг/кг) каиновой кислоты при системном введении

2.1 Оценка тяжести вызванных судорог.

2.2 Воспроизведение выработанного навыка.

2.3 Повторное обучение пищедобывательному навыку.

3. Эффекты каиновой кислоты при интрагиппокампальном введении

3.1 Оценка тяжести вызванных судорог.

3.2 Воспроизведение выработанного навыка.

3.3 Экспериментальное угашение навыка.

3.4 Повторное обучение пищедобывательному навыку.

4. Сравнение паттерна когнитивных нарушений при разных способах и дозах введения каиновой кислоты.

ИЗУЧЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ КОМПЕНСАЦИИ ОТСТАВЛЕННЫХ НАРУШЕНИЙ ПАМЯТИ, ВЫЗВАННЫХ КАИНОВОЙ КИСЛОТОЙ

1. Влияние противосудорожного агента вальпроата натрия на вызванные нарушения памяти

1.1 Воспроизведению выработанного навыка после совместного применения каиновой кислоты и вальпроата натрия.

1.2 Экспериментальное угашение навыка после совместного применения каиновой кислоты и вальпроата натрия.

1.3 Повторное обучение пищедобывательному навыку.

3. Влияние нестероидного противовоспалительного препарата индометацина f на вызванные нарушения памяти

2.1 Воспроизведению выработанного навыка после совместного применения каиновой кислоты и индометацина.

2.2 Угашение навыка после совместного применения каиновой кислоты и индометацина.

2.3 Повторная обучение пищедобывательному навыку.

3. Влияние нембуталового наркоза на вызванные нарушения памяти

3.1 Оценка тяжести вызванных судорог.

3.1 Воспроизведение выработанного навыка после интрагиппокампального введения каиновой кислоты на фоне нембуталового наркоза и без него.

3.2 Экспериментальное угашение навыка после и нтрагиппокампального введения каиновой кислоты на фоне v нембуталового наркоза и без него.

ИЗУЧЕНИЕ ЛИПИДНОГО СОСТАВА МОЗГА ПРИ ДЕЙСТВИИ КАИНОВОЙ КИСЛОТЫ

1. Содержание нейтральных липидов и фосфолипидов в гомогенате неокортекса и гиппокампа головного мозга контрольных крыс.

2. Содержание нейтральных липидов и фосфолипидов в гомогенате неокортекса и гиппокампа головного мозга крыс после применения каиновой кислоты.

3. Обсуждение результатов изучения липидного состава мозга при действии каиновой кислоты.

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНОЕ ОБСУЖДЕНИЕ.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Изучение процессов долговременной памяти при каинатной модели эпилептогенеза"

Эпилепсия представляет собой хроническое заболевание головного мозга, характеризующееся повторными непровоцируемыми приступами нарушений двигательных, чувствительных, вегетативных, мыслительных или психических функций, возникающих вследствие чрезмерной активности нейронов. Эпилепсия является одним из наиболее распространенных нервно-психических заболеваний, поражающим, по различным данным, 0.3-1.2% общей популяции. Среди прочих форм, которых насчитывают более сорока, особое место занимает эпилепсия с локализацией очага в височной доле больших полушарий, наиболее часто встречающаяся среди взрослого населения [Fisher R.S., 1989]. Височная эпилепсия с патологическим очагом возбуждения, расположенным в височной коре и лимбических структурах мозга, нередко характеризуется злокачественным течением с полиморфными припадками, устойчивыми к действию антиконвульсантов, быстро прогрессирующими нарушениями интеллектуально-мнестических функций и развитием эпилептических психозов [Калинин В.В., 2004]. Развивающиеся психические нарушения существенно затрудняют социальную адаптацию больных и снижают качество их жизни. Существенные нарушения когнитивных функций обычно выявляются на поздних этапах эпилепсии, когда имеют место значительные и необратимые морфо-функциональные дефекты структур мозга. Однако, принимая во внимание интегративный характер процессов памяти и внимания, можно предположить, что их нарушения могут быть выявлены и в более ранние сроки эпилептогенеза.

Согласно общепринятой классификации существуют две формы памяти: долговременная и кратковременная. Кроме того, в рамках долговременной памяти различают две системы: эксплицитная (декларативная) - память на факты, события и понятия, а также имплицитная (недекларативная) - память, обеспечивающая реализацию навыков, привычных действий. Эти системы памяти у человека определяют способности мозга запоминать и воспроизводить информацию, в основном, двумя различными способами: через осознание (т.е. с привлечением внимания) и без него [Squire L., 1992, Архипов, 1998]. Наиболее частым последствием височной эпилепсии у людей является нарушение декларативной памяти. При этом наибольшему воздействию подвергается память на события (эпизодическая), а также сложная языковая деятельность, требующая запоминания организованной вербальной информации и воспроизведения связных текстов.

Среди возможных причин нарушения памяти при эпилепсии называют влияние хронически применяемых противосудорожных препаратов [Pandhi Р., Balakrishnan S., 1999; Vaquerizo J. et al, 1995], нарушения в эмоциональной сфере, клеточную гибель в височных структурах мозга [Gayoso M.J. et al, 1994], гиперсинхронную активность интернейронов из-за нарушений электротонических связей [Carlen P.L. et al, 2000]. Такое разнообразие предполагаемых причин свидетельствует о недостаточной изученности проблемы, один из главных вопросов - непосредственные физиологические и клеточно-молекулярные механизмы нарушений памяти при эпилепсии - остается неразрешенным. Проблема выяснения причин нарушений когнитивных процессов при эпилепсии, поиски путей их компенсации - одна из важных и актуальных задач нейробиологии. Кроме того, тесты не всегда выявляют ухудшение памяти у эпилептиков [Giovagnoli A.R. and Avanzini G., 1997], и поэтому причины нестабильности результатов являются предметом дальнейших экспериментальных исследований на животных.

В основе когнитивных нарушений в моделях височной эпилепсии могут лежать структурные и функциональные изменения в лимбических структурах мозга. Дисфункция этих областей мозга представляет особый интерес для изучения механизмов памяти ввиду их несомненно важной, но все еще не совсем понятной роли в когнитивной деятельности. Исследователи рассматривают медиальные части височных долей, включающих гиппокампальную формацию, энторинальную и парагиппокампальную кору и структуры таламуса, расположенные по срединной линии, в качестве мозгового субстрата декларативной памяти. Предполагается, что гиппокамп является ключевым звеном на начальных этапах обработки информации, которая осуществляется с привлечением функции внимания [Giovagnoli A.R. and Avanzini G., 1999; Jokeit H. Et al, 2001; Архипов В.И., 1998, 2004]. Кроме того, гиппокамп является наиболее уязвимой системой при использовании некоторых эпилептогенных воздействий, а также патогенным очагом активности при височной форме эпилепсии у людей.

В настоящее время в лабораторных условиях разработан целый ряд экспериментальных моделей эпилептогенеза, позволяющих изучать эпилептический процесс, его механизмы и последствия на самых разнообразных уровнях организации. Безусловно, эти модели не могут в полной мере отразить все характерны свойства заболеваний, являющихся их прототипами, а также не могут учесть всего разнообразия их происхождения, и тем не менее, проведение подобных экспериментальных работ имеет бесспорное значение при изучении механизмов эпилептогенеза и разработки новых терапевтических стратегий [White H.S., 2002]. Введение каиновой кислоты является одной из распространенных моделей височной эпилепсии. Каиновая кислота является аналогом глутамата, мощным возбуждающим агентом, наибольшей чувствительностью к которому обладает гиппокамп. Действие каиновой кислоты не ограничивается несколькими часами после введения, а имеет также отсроченный компонент [Ben -Ari, 1985; Архипов В.И. и др., 2001], что позволяет изучать постепенное нарастание патологии функционирования мозга с привлечением поведенческих, физиологических, биохимических и молекулярных методов исследования. Выявлены некоторые ключевые шаги в каскаде, ведущем от временных эпизодов судорожной активности к долговременным, устойчивым модификациям организации нейрональных цепей, следствием которых может быть изменение когнитивных свойств. Эти шаги включают активацию генов раннего реагирования, активацию генов ростового фактора, изменение синаптической нейротрансмиссии, глиальная гипертрофия, изменения цитоскелетных белков [Веп-Ari Y., 2001; Farooqui А.А. et al, 2001]. Действие агониста возбуждающих рецепторов приводит к активации фосфолипаз и высвобождению свободных жирных кислот, липидных мессенджеров, а также активации сигнальных циклов, таких как фосфоинозитольный и сфингомиелиновый, и в результате оказывает влияние на механизмы синаптической пластичности мозга, что имеет непосредственное отношение и к нормальному и к патологическому функционированию мозга [Farooqui A. et al., 2001; Bazan N., 2003]. Кроме того ряд воспалительных медиаторов (простагландины, фактор активации тромбоцитов), чье повышенное содержание в ткани мозга коррелирует с развитием нейродегенерации, также обладают липидной природой и тесно взаимосвязаны с общим липидным метаболизмом. В связи с этим, представляет интерес изучение модификации липидного состава мозга при эпилептогенезе и установление возможной взаимосвязи этих изменений с последующими когнитивными нарушениями.

Таким образом, всестороннее описание возникающих при эпилептогенезе нарушений функций памяти, изучение их физиологических и клеточно-молекулярных механизмов, а также поиск способов их предотвращения может внести значительный вклад как в понимание природы и механизмов нейродегенеративных заболеваний, так и в исследования физиологических основ памяти. Кроме того, выявление механизмов развития нарушений памяти на ранних этапах заболевания может дать прогностическую ценность, обеспечивая дополнительные возможности его эффективного лечения.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Кулесская, Наталья Алексеевна

выводы.

1. Каиновая кислота приводит к возникновению прогрессирующего эпилептогенеза, сопровождающегося последовательным рядом нарушений памяти у крыс.

2. Экспериментальное угашение навыка является наиболее чувствительным тестом, в котором выявляются нарушения когнитивных функций при каинатной модели эпилептогенеза.

3. Сходство паттернов нарушений памяти при локальном и системном введении каиновой кислоты свидетельствует о том, что в основе наблюдаемых нарушений памяти лежит дисфункция гиппокампа. При этом существует определенная автономность механизмов эпилептогенеза и возникновения когнитивных нарушений, несмотря на то, что и те и другие развиваются в височных структурах мозга.

4. Применение противосудорожного препарата вальпроата натрия и нестероидного противовоспалительного препарата индометацина способно предотвратить развитие когнититивных нарушений на ранних стадиях каинатного эпилептогенеза.

5. Ранние нарушения памяти, вызванные применением субконвульсивной дозы каиновой кислоты, не сопровождаются значительными изменениями липидного состава коры и гиппокампа мозга крыс.

6. Исследование когнитивных функций является эффективным методом выявления развивающейся патологии на ранних этапах экспериментального эпилептогенеза с очагом возбудимости в височной области.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Кулесская, Наталья Алексеевна, Пущино

1. Алесенко А.В. Функциональная роль сфингозина в индукции пролиферациии гибели клеток. Биохимия, 1998, 63 (1): 75-82.

2. Архипов В.И. Воспроизведение следов долговременной памяти, зависимой от внимания. Журн. Высш. Нервн. Деят., 1998, 48 (5): 836-845.

3. Архипов В.И. Дискуссионные вопросы в современных исследованиях механизмов памяти. Журн. высш. нерв, деят., 2004, 54 (1): 5-10.

4. Архипов В.И., Кулагина Т.П. Изучение процессов памяти при экспериментальной эпилепсии. В сб. От современной фундаментальной биологии к новым наукоемким технологиям. Труды конференции. Пущино, 2001, с. 39.

5. Архипов В.И., Сочивко Д.Г. Нарушения процессов памяти после неполного фармакологического киндлинга. Бюлл. эксперим. биол. мед., 1999; 28(7): 32.

6. Архипов В.И., Сочивко Д.Г., Годухин О.В. Механизмы нарушения памяти в экспериментальных моделях эпилептогенеза. Успехи соврем, биол., 2001; 121(2): 211222.

7. Бехтерева Н. П. В кн. Физиологические методы в клинической практике. Л., 1966: с.293.

8. Брагин А.Г., Виноградова О.С. Явление хронической потенциации в кортикальном афферентном входе пирамид поля САЗ гиппокампа. Физиологические механизмы памяти; Пущино-на-Оке, 1973: 8-24.

9. Виноградова О.С. «Гиппокамп и память». М., Наука., 1975; 333с.

10. Виноградова О.С. Ориентировочный рефлекс и его нейрофизиологические механизмы. М., Изд-во АПН РСФСР, 1961; 208 с.

11. Герасимова И.А., Флеров М.А., Вайдо А.И., Ширяева Н.В. Фосфолипидный состав синаптосом коры головного мозга крыс, различающихся по порогу возбудимости нервной ткани. Нейрохимия, 2001; 18 (4): 273-278.

12. Гусельников В. И. Электрофизиология головного мозга. М., 1976; 423 стр.

13. Дуринян Р.А., Гланц B.JL, Рабин А.Г. Нейрофизиологические механизмы действия барбитуратов на проекционные системы мозга. ЖВНД, 1971; 21(6): 1256-1259.

14. Захаров В.В., Яхно Н.Н. Нарушения памяти. Изд. ГЭОТАР-медицина, 2003; 160 с.

15. Калинин В.В. Изменение личности и мнестико-интеллектуальный дефект у больных эпилепсией. Журн. Неврол. Психиатр., 2004; 104: 64-73.

16. Крушинский JI.B. Поведение животных в норме и патологии. М., Изд-во МГУ, 1960; 264 с.

17. Котляр Б.И., Зубова О.Б., Тимофеева Н.О. Электрофизиологические корреляты поведенческих реакций. Биологические науки, 1996; 11: 38.

18. Мартиросян М.А., Овсепян JI.M., Саркисян JI.B. и др. Качественные и количественные изменения спектра фосфолипидов головного мозга крыс при коразоловых судорогах. Бюл. эксперим. биологии и медицины, 1991; 111(1): 7-9.

19. Прохорова М.И., Тупикова З.Н. Большой практикум по углеводному и липидному обмену. Л. Изд. ЛГУ, 1965; 181-188.

20. Семенова Т.П. Универсальная камера для обучения крыс. Информационный лист. Пущино, 1978.

21. Сытинский И.А., Туровский B.C. Каиновая кислота средство исследования головного мозга. Успехи соврем, биол., 1982; 93 (2): 253-269.

22. Таранова Н.П. Липиды центральной нервной системы при повреждающихвоздействиях.1. Л., Наука, 1988, 158 с.

23. Туманова С.Ю. Липиды центральной нервной системы и структура клеточных мембран.

24. В кн. Нейрохимия. Ред. И.П. Ашмарин, П.В. Стукалов М. Изд-во института Биомедицинской химии РАМН, 1996: 96-144.

25. Шандра А.А., Годлевский Л.С., Мазарати A.M. Киндлинг как модель формирования нарушений поведения. Успехи физиол. наук, 1990; 21(4): 50-68.

26. Харкевич Д.А. Фармакология. М., Изд., ГэотарМед, 2001.

27. Яхно Н.Н., Захаров В.В. Нарушение памяти в неврологической практике. Невролог, журн., 1997, 4: 4-9

28. Alessenko A.V. The role of sphyngomyelin cycle metabolites in transduction of signals of cell proliferation, differentiation and death. Membr.Cell Biol., 2000; 13(2): 303-320.

29. Alessio A., Damasceno B.P., Camargo C.H., Kobayashi E., Guerreiro C.A., Cendes F.

30. Differences in memory performance and other clinical characteristics in patients with mesial temporal lobe epilepsy with and without hippocampal atrophy. Epilepsy Behav, 2004; 5(1): 22-7.

31. Arai Т., Jones C.R., Rapoport S.I., Weiss S.R. Evidence for membrane remodeling in ipsilateral thalamus and amygdala following left amygdala-kindled seizures in awake rats. Brain Res, 1996; 743 (1-2): 131-40.

32. Arkhipov V.I. Delayed impairment of response extinction after single seizures induced by picrotoxin. Behav Brain Res. 2002; 128: 109-111.

33. Baik E.J., Kim E.J., Lee S.H., Moon C. Cyclooxygenase-2 selective inhibitors aggravate kainic acid induced seizure and neuronal cell death in the hippocampus. Brain Res, 1999; 843(1-2): 118-29.

34. Balsinde J., Winstead M.V., Dennis E.A. Phospholipase A2 regulation of arachidonic acid mobilization. FEBS Letters, 2002; 531: 2-6.

35. Bazan N.G., Birkle D.L., Tang W., Reddy T.S. The accumulation of free arachidonic acid, diacylglycerols, prostaglandins, and lipoxygenase reaction products in the brain during experimental epilepsy. Adv. Neurology, 1986; 44: 879-902.

36. Bazan N.G., Colangelo V., Lukiw W.J. Prostaglandins and other lipid mediators in Alzheimer's disease. Prostaglandins Other Lipid Mediat, 2002; 68-69: 197-210.

37. Bazan N.G. The neuromessenger platelet-activating factor in plasticity andneurodegenerati о n.

38. Prog Brain Res, 1998;118:281-91.

39. Bazan N.G. Synaptic lipid signaling: significance of polyunsaturated fatty acids and platelet-activating factor. J. Lipid Res., 2003; 44(12): 2221-33.

40. Becker A., Tiedge A., Grecksch G. Diazepam—its effects on the development of pentylenetetrazol kindling, related learning impairments, and neuronal cell loss. Pharmacol. Res., 1997; 35(1): 27-32.

41. Ben-Ari Y. Limbic seizure and brain damage produced by kainic acid: mechanisms and relevance to human temporal lobe epilepsy. Neuroscience, 1985; 14(2): 375-402.

42. Ben-Ari Y. Cell death and synaptic reorganizations produced by seizure. Epilepsia, 2001; 42(3): 5-7.

43. Bennett M.R., Hacker P,M.S. Perception and memory in neuroscience: a conceptual analysis. Prog. Neurobiol., 2001; 65: 499-543.

44. Berman D.E., Dudai Y. Memory extinction, learning anew, and learning the new: dissociations in the molecular machinery of learning in cortex. Science, 2001; 291: 24172419.

45. Bertram E.H. and Lothman E.W. Morphometric effects of intermittent kindled seizures and limbic status epilepticus in the dentate gyrus of the rat. Brain Res., 1993; 603(1): 25-31.

46. Birkle D.L. Regional and temporal variations in the accumulation of unesterified fatty acids and diacylglycerols in the rat brain during kainic acid induced limbic seizures. Brain Res. 1993; 613(1): 115-122.

47. Blake R.V., Wroe S.J., Breen E.K., McCarthy R.A. Accelerating forgetting in patients with epilepsy. Evidence for an impairment in memory consolidation. Brain, 2000; 123: 472-483.

48. Bolanos A.R., Sarkisian M., Yang Y., Hori A., Helmers S.L., Mikati M., Tandon P., Stafstrom C.E., Holmes G.L. Comparison of valproate and phenobarbital treatment after status epilepticus in rats.Neurology, 1998; 51 (1): 41-48.

49. Bosetti F., Weerasinghe G.R., Rosenberger T.A., Rapoport S. Valproic acid down-regulates the conversion of arachodonic acid to eicosanoids via cyclooxygenase-1 and -2 in rat brain. J.Neurochem, 2003, 85(3): 690-6.

50. Bough K.J., Eagles D.A. Comparison of the anticonvulsant efficacies and neurotoxic effects of valproic acid, pbenytoin, and the ketogenic diet. Epilepsia 2001; 42(10) :1345-53.

51. Bowie D. and Mayer M.L. Inward rectification of both AMPA and kainate subtype glutamate receptors generated by polyamine-mediated ion channel block. Neuron, 1995; 15(2): 453-62.

52. Brown T.S., Kauft'mannn P.G., Marco L.A. The hippocampus and respons perseveration in the cat. Brain Res., 1969; 12 (1): 86-98.

53. Brown-Croyts L.M., Caton P.W., Radecki D.T., McPherson S.L. Phenobarbital pre-treatment prevents kainic acid-induced impairments in acquisition learning. Life Sci, 2000; 67(6): 643-50.

54. Cabanyes J. Neuropsychology of Korsakoff s syndrome. Neurologia, 2004; 19(4): 183-92.

55. Cahil L., Babinsky R., Markowitsch H.J., McGaugh J.L. The amygdala and emotion memory

56. Nature, 1995, 377: 295-296.

57. Cain D.P. Kindling by repeated intraperitoneal or intracerebral injection of picrotoxin transfers to electrical kindling. Exp Neurol, 1987; 97(2): 243-54.

58. Carlen P.L., Skinner F., Zhang L., Naus C., Kushnir M., Perez Velazquez J.L. The role of gap junctions in seizures. Brain Res. Rev., 2000; 32: 235-241.

59. Chang M.C.J., Contreras M.A., Rosenberger T.A. et al. Chronic valproate treatment decreases the in vivo turnover of arachidonic acid in brain phospholipids: a possible common effect of mood stabilizers. J. Neurochem, 2001; 77 (3): 796-803.

60. Chen С., Bazan N.G. Platelet-activating factor inhibits ionotropic GABA receptor activity in cultured hippocampal neurons. Neuroreport, 1999; 10(18): 3831-5.

61. Chen C., Magee J., Bazan N. Cyclooxygenase-2 regulates prostaglandin E2 signaling in hippocampal long-term synaptic plasticity. J. Neurophysiol, 2002; 87: 2851-2857.

62. Chiang L.W., Grenier J.M., Ettwiller L., Jenkins L.P., Ficenec D., Martin J., Jin F., DiStefano P.S., Wood A. An orchestrated gene expression component of neuronal programmed cell death revealed by cDNA array analysis. PNAS, 2001; 98 (5): 2814-2819.

63. Ciceri P., Zhang Y., Shaffer A.F., Leahy K.M., Woerner M.B., Smith W.G., Seibert K. Isakson P.C. Pharmacology of celecoxib in rat brain after kainate administration. J. Pharmacol. Exp. Ther., 2002; 302: 846 852.

64. Cohen N., Squire L. Preserved learning and retention of pattern analysing skill in amnesia dissatiation of knowing how and knowing that. Science, 1980; 210: 207-209.

65. Coleman J.R. and Lindsley D.B. Hippocampal electrical correlates of free behavior and bihavior induced by stimulation of two hypothalamic-hippocampal systems in the cat. Exp. Neurol, 1975,49: 506-28.

66. Contractor A., Swanson G., Heinemann S.F. Kainate receptors are involved in short- and long-term plasticity at mossy fiber synapses in the hippocampus. Neuron, 2001; 29(1): 20916.

67. Crespel A., Coubes Ph., Rousset M.-C., Brana C., Rougier A., Rondouin G., Bockaert J., Baldy-Moulinier M., Lerner-Natoli M. Inflammatory reactions in human medial temporal lobe epilepsy with hippocampal sclerosis. Brain Res., 2002; 952: 159-169.

68. DeHoz L., Martin S.J., Morris R.G.M. Fogetting, reminding, and remembering: the retrival of lost spatial memory. PLoS Biol., 2004; 2(8): e225.

69. Deweer В., Pillon В., Pochon J.B., Dubois B. Is the HM story only a "remote memory"? Some facts about hippocampus and memory in humans. Beh Brain Res 2001; 127: 209-224.

70. De Wilde M.C., Farcas E., Gerrits M., Kiliaan A.J., Luiten P.G.M. The effect of n-3 polyunsaturated fatty acid-rich diets on cognitive and cerebrovascular peremeters in chronic cerebral hypoperfusion. Brain Res, 2002; 947: 166-173.

71. Eichenbaum H., Dudchenko P., Wood E., Shapiro M., Tanila H. The hippocampus, memory, and place cells: is it spatial memory or a memory space? Neuron, 1999; 23: 209226.

72. Farooqui A.A., Horrocks L.A., Farooqui T. Glycerophospholipids in brain: their metabolism, incorporation into membranes, functions, and invovement in neurological disoders. Chemistry and Physics of Lipids, 2000; 106: 1-29.

73. Farooqui A.A., Ong W.Y., Lu X-R., Halliwell В., Horrocks L.A. Neurochemical consequences of kainat-indused toxicity in brain: involvement of arachidonic acid and prevention of toxicity by phospholipase A2 inhibitors. Brain Res. Rev., 2001; 38: 61-78.

74. Fernandez G., Effern A., Grunwald Т., Pezer N., Lehnertz K., Dumpelmann M., Van Roost D., Elger C.E. Real-time tracking of memory formation in the human rhinal cortex and hippocampus. Science, 1999; 285: 1582- 1585.

75. Fisher R.S. Animal models of the epilepsies. Brain Res Rev, 1989; 14(3): 245-78.

76. Fletcher P.C., Dolan R.J., Frith C.D. The functional anatomy of memory. Experientia, 1995; 51(12): 1197-207.

77. Folch I., Less M., Sloane-Stanley J.H. A simple method for the isolation and purification of the total lipids from animal tissues. J. Biol. Chem., 1957; 226: 497-509.

78. Frerking M. and Nicoll R.A. Synaptic kainite receptors. Cur. Opinion in Neurobiol., 2000; 10: 342-351.

79. Furtinger S., Bettler В., and Sperk G. Altered expression of GABAB receptors in the hippocampus after kainic-acid-induced seizures in rats. Brain Res Mol Brain Res, 2003; 113(1-2): 107-15.

80. Gagne J., Giguere C., Tocco G., Ohayon M., Thompson R.F., Baudry M., Massicotte G.

81. Effect of phosophatidylserine on the binding properties of glutamate receptors in brain sections from adult and neonatal rats. Brain Res, 1996; 740: 337-345.

82. Garcia-Cairasco N., Doretto M.C., Ramalho M.J., Antunes-Rodrigues J., Nonaka K.O.

83. Audiogenic and audiogenic-like seizures: locus of induction and seizure severity determine postictal prolactin patterns. Pharmacol Biochem Behav, 1996; 53(3): 503-10.

84. Gayoso M.J., Primo C., al-Majdalawi A., Fernandez J.M., Garrosa M., Iniguez C. Brain lesions and water-maze learning deficits after systemic administration of kainic acid to adult rats. Brain Res., 1994; 653(1-2): 92-100.

85. Genkova-Parazova M.G., Lazarova-Bakarova M.B. Piracetam and fipexide prevent PTZ-kindling-provoked amnesia in rats. Europ. Neuropharmacol., 1996; 6(4): 285-290.

86. Gerlach J., Deuticke B, Eine einfache metode zur microbestimmung den fhosphate in der papir chromatographic. Biochem. Zeitsch, 1963; 337: 477-482.

87. Giovagnoli A.R. and Avanzini G. Learning and memory impairment in patients with temporal lobe epilepsy: relation to the presence, type, and location of brain lesion. Epilepsia, 1999; 40(7): 904-11.

88. Greiner R.S., Moriguchi Т., Hutton A., Slotnick B.M., Salem Jr.N. Rats with low levels of brain docosahexaenoic acid show impaired performance in olfactory-based and spatial learning tasks. Lipids, 1999; 34: S239-43.

89. Goddard G.V. Development of epileptic seizures through brain stimulation at low intensity. Nature, 1967; 214(92): 1020-1.

90. Goddard G.V., Mclntyre D.C., and Leech C.K. A permanent change in brain function resulting from daily electrical stimulation. Exp Neurol, 1969; 25(3): 295-330.

91. Gordon К., Bawden H., Camfield P., Mann S., Orlik P. Valproic acid treatment of learning disorder and severely epileptiform EEG without clinical seizures. J Child Neurol, 1996; 11(1) :41-3.

92. Guerrero A.L., Dorado-Martinez C., Rodriguez A., Pedroza-Rios K., Borgonio-Perez G., Rivas-Arancibia S. Effects of vitamin E on ozone-induced memory deficits and lipid peroxidation in rats. Neuroreport, 1999; 10(8): 1689-92.

93. Hannesson D.K., Corcoran M.E. The mnemonic effects of kindling. Neurosci Biobehav Rev., 2000; 24(7): 725-751.

94. Hebb D.O. The organization of behavior. NY, Wilney, 1949.

95. Helmstaedter C. Effects of chronic epilepsy on declarative memory systems. Prog Brain Res 2002; 135:439-53.

96. Hering H., Lin Ch.-Ch., Sheng M. Lipid rafts in the maintenance of synapses, dendritic spines, and surface AMP A receptor stability. J Neurosci, 2003; 161(2): 621-30.

97. Holscher C. Prostaglandins play a role in memory consolidation in the chick. Eur J Pharmacol, 1995; 294(1): 253-259.

98. Hori A., Tandon P., Holmes G.L., Stafstrom C.E. Ketogenic diet: effects on expression of kindled seizures and behavior in adult rats. Epilepsia, 1997; 38(7): 750-8.

99. Hort J., Broek G., Mares P., Langmeier M., and Котбгек V. Cognitive functions after pilocarpine-induced status epilepticus: changes during silent period precede appearance of spontaneous recurrent seizures. Epilepsia, 1999; 40(9): 1177-83.

100. Huwiler A., Kolter Т., Pfeilschifter J., Sandhoff K. Physiology and pathophysiology of sphingolipid metabolism and signaling. Biochim. Biophys. Acta, 2000, 1485: 63-99.

101. Jain N.K., Patil C.S., Kulkarni S.K., and Singh A. Modulatory role of cyclooxygenase inhibitors in aging- and scopolamine or lipopolysaccharide-induced cognitive dysfunction in mice. Behav Brain Res, 2002; 133(2): 369-76.

102. Jokeit H., Okujava M., Woermann F.G. Memory fMRI lateralizes temporal lobe epilepsy. Neurology, 2001; 57(10): 1786-93.1.o M. The cerebellum, a gateway to modern neuroscience. Brain Res Bull, 1999; 50(5-6): 331.

103. Kaminska В., Filipkowski R.K., Biedermann I.W., Konopka D., Nowicka D., Hetman M., Dabrowski M., Gorecki D.C., Lukasiuk K., Szklarczyk A. Kainat-evoked modulationof gene expression in rat brain. Acta Biochimica Polonica, 1997; 44(4): 781-790.

104. Kato K., Katoh-Semba R., Takeuchi 1.К., Ito H., Kamei K. Responses of heat shock protein hsp 27, aB-crystallin and hsp70 in rat brain after kainic acid indused seizure activity. J. of Neurochemistry, 1999; 73: 229-236.

105. Kondo F., Kondo Y., Gomez-Vargas M., Ogawa N. Indometacin inhibits delayed DHA fragmentation of hippokampal CA1 pyramidal neurons after transient forebrain ischemia in gerbils. Brain Res, 1998; 79: 352-356.

106. Kopelman M.D. Disorders of memory. Brain, 2002; 125: 2152-2190.

107. Majak К. and Pitkanen A. Do seizures cause irreversible cognitive damage? Evidence from animal studies. Epilepsy Behav, 2004; 5(Suppl 1): S35-44.

108. Majkowski J., Dlawichowska E., and Sobieszek A. Carbamazepine effects on afterdischarge, memory retrieval, and conditioned avoidance response latency in hippocampally kindled cats. Epilepsia, 1994; 35(1): 209-15.

109. Manzoli F.A., Muchmore J.H., Bonora B, Capitani S., Bartoli S. Biochim. Biophys. Acta, 1974; 340, 1-15.

110. Marsh J.B., Weinstein D.B. Simple charring method for determination of lipids. Lipid Res., 1966; 7: 574-576.

111. Matsuoka Y., Okazaki M., Kitamura Y., Takata K., Tooyama I., Kimura H., Taniguchi

112. T. Kainic acid-induced inducible cyclooxygenase and c-Jun phosphorylation in the rat hippocampal formation. Brain Res., 1999; 836: 213-217.

113. Mauk M.D., Medina J.F., Nores W.L., Ohyama T. Cerebellar function: coordination, learning or timing? Curr. Biol., 2000; 10: R522-R525.

114. McGaugh J.L. Memory a century of consolidation. Science, 2000; 287(14): 248-251.

115. McGaugh J.L., Cahil L., Roozendaal B. Involvement of the amigdala in memory storage: interaction with over brain systems. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1996, 93: 13508-13514

116. McNamara J.O. Emerging insights into the genesis of epilepsy. Nature, 1999; 399: A15-A22.

117. Mikulecka A., Krsek P., Mares P. Nonconvulsive kainic acid-induced seizures elicit age-dependent impairment of memory for the elevated plus-maze. Epilepsy Behav, 2000; 1(6): 418-426.

118. Milner В., Squir L.R., Kandel E.R. Cognitive neuroscience and the study of memory. Neuron, 1998; 20: 445-468.

119. Moore P.M. and Baker G.A. Validation of the Wechsler Memory Scale-Revised in a sample of people with intractable temporal lobe epilepsy. Epilepsia, 1996; 37(12): 1215-20.

120. Mori K., Togashi H., Ueno K.I., Matsumoto M., Yoshioka M. Aminoguanidine prevented the impairment of learning behavior and hippocampal long-term potentiation following transient cerebral ischemia. Behav. Brain Res., 2001; 120(2): 159-168.

121. Mott D.D., Lewis D.V. Facilitation of the induction of long-term potentiation by GABAB receptors. Science, 1991; 252: 1718-1720.

122. Murakami M., Kudo I. Recent advances in molecular biology and physiology of the prostaglandin E2-biosynthetic pathway. Progress in Lipid Research, 2004; 43: 3-35.

123. Myhrer T. Neurotransmitter systems involved in learning and memory in the rat: a metaanalysis based on studies of four behavioral tasks. Brain Res. Rev., 2003; 41: 268-287.

124. Nadel L., Moscovitch M. The hippocampal complex and long-term memory revisited. Trends in Cognitive Sci., 2001; 5(6): 228-230.

125. O'Keefe J., Dostrovsky J. Hippocampus and the spatial map. Preliminary evidence from unit activity in the freely-moving rats. Brain Res., 1971; 5 (6): 228-230.

126. Olney J.W., Rhee V., Ho O.L. Kainic acid: a powerful neurotoxic analogue of glutamate. Brain Res., 1974; 77(3): 507.

127. Owens M.J., Nemeroff C.B. Pharmacology of valproate. Psycyopharmacology Bulletin, 2003; 37(2): 17-24.

128. Pandhi P., Balakrishnan S. Cognitive dysfunction induced by phenytoin and valproate in rats: effect of nitric oxide. Indian J Physiol Pharmacol 1999; 43(3): 378-82.

129. Pettegrew J.W., Klunk W.E., Kanal E., Panchalingam K., McClure R.J. Changes in brain membrane phospholipid and high-energy phosphate metabolism precede dementia. Neurobiol Aging, 1995; 16(6): 973-5.

130. Pettegrew J.W., Panchalingam K., Hamilton R.L., McClure R.J. Brain membrane phospholipid alterations in Alzheimer's disease. Neurochem Res, 2001; 26(7): 771-82.

131. Poldrack R.A., Clark J., Pare-Blagoev E.J., Shohamy D., Creso Moyano J., Myers C., Gluck M.A. Interactive memory systems in the human brain. Nature, 2001; 414: 546-550.

132. Racine R.J. Modification of seizure activity by electrical stimulation. I. After-discharge threshold. Electroencephalogr Clin Neurophysiol, 1972; 32(3): 269-79.

133. Racine R.J. Modification of seizure activity by electrical stimulation. II. Motor seizure. Electroencephalogr Clin Neurophysiol, 1972; 32(3): 281-94.

134. Raff M. Cell suicide for beginners. Nature, 1998; 396 (6707): 119-22.

135. Rao S.K., Andrade C., Reddy K., Madappa K.N., Thyagarajan S., and Chandra S.

136. Memory protective effect of indomethacin against electroconvulsive shock-induced retrograde amnesia in rats. Biol Psychiatry, 2002; 51(9): 770-3.

137. Reid I.C., Stewart C.A. Seizures, memory and synaptic plasticity. Seizure, 1997; 6(5): 351359.

138. Ridley R.M. The psychology of perserverative and stereotyped behaviour. Prog. Neurobiol. 1994, 44(2):221-231.

139. Rocha L., Ondarza-Rovira R. Characterization of benzodiazepine receptor binding following kainic acid administration: an autoradiography study in rats. Neurosci Lett., 1999; 262(3): 211-4.

140. Rodriquez-Moreno A., Herreras O, Lerma J. Kainat receptors presynaptically downregulate GABAergic inhibition in the rat hippocampus. Neuron, 1997; 19: 893-901.

141. Ronen G.M., Richards J.E., Cunningham C., Secord M., Rosenbloom D. Can sodium valproate improve learning in children with epileptiform bursts but without clinical seizures? Dev Med Child Neurol, 2000; 42(11): 751-5.

142. Roozendaal В., de Quervaine D. J.-F., Ferry В., Setlow В., McGaugh J.L. Basolateral amigdala nucleus accumbens interactions in mediating glucocorticoid enhancement of memory consolidation. J. Neurosci., 2001; 21(7): 2518-2525.

143. Sara S.J. Retrieval and reconsolidation: toward a neurobiology of remembering. Learning and Memory, 2000; 7: 73-84.

144. Sarkisian M.R., Tandon P., Liu Z., Yang Y., Hori A., Holmes G.L., and Stafstrom C.E.

145. Squ«gij^L.R., Zola-Morgan S. Structure and function of declarative and nondeclarative memory systems. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1996, 93: 13515-13522.

146. Stafstrom C.E. Animal models of the ketogenic diets: what have we learned, wat can we learn? Epilepsy Res, 1999; 37: 241-259.

147. Stewart C., Jeffery K., Reid I. LTP-like synaptic efficacy changes following electroconvulsive stimulation. Neuroreport, 1994; 5 (9): 1041-1044.

148. Stores G., Williams P.L., Styles E., Zaiwalla Z. Psychological effects of sodium valproate and carbamazepine in epilepsy. Arch Dis Child, 1992; 67(11): 1330-7.

149. Teather L.A., Packard M.G., Bazan N.G. Post-Training cyclooxygenase-2 (COX-2) inhibition impairs memory consolidation. Learn Mem, 2002; 9(1): 41-7.

150. Tu В., Bazan N.G. Hippocampal kindling epileptogenesis upregulates neuronal cyclooxygenase-2 expression in neocortex. Exp Neurol, 2003; 179(2): 167-75.

151. Vajragupta O., Monthakantirat O., Wongkrajang Y., Watanabe H., Peungvicha P.

152. Chroman amide 12P inhibition of lipid peroxidation and protection against learning andmemory impairment.1.fe Sci, 2000; 67(14): 1725-34.

153. Vaquerizo J., Gomez M. H., Gonzalez I. E., Cardesa J.J. Reversible neuropsychological deterioration associated with valproate. Rev Neurol, 1995; 23(119): 148-50.

154. Vartianen N., Huang Ch.-Y., Salminen A., Goldsteins G., Chan P.H., Koistinaho J.

155. Piroxicam and NS-398 rescue neurons from hypoxia/reoxigenation damage by a mechanim independent of cyclo-oxygenase inhibition. J. Neurochem., 2001; 76: 480-489.

156. Vianna M.R., Igaz L.M., Coitinho A.S., Medina J.H., and Izquierdo I. Memory extinction requires gene expression in rat hippocampus. Neurobiol Learn Mem, 2003; 79(3): 199-203.

157. Vinogradova O.S. Hippocampus as comporator: role of the two input and two output systems of the hippocampus in selection and registration of information. Hippocampus, 2001; 45: 523583.

158. Vitiello F., Zanetta J.-P. Thin-layer chromatography of phospholipids. J. Chromot., 1978; 166: 637-640.

159. Wainwright P.E., Xing H.-C., Ward G.R., Huang Y.-S., Bobik E., Auestad N., Montalto M.

160. Water maze performance is unaffected in artificially reared rats fed diets supplemented with arachidonic acid and docosahexaenoic acid. Journal of Nutrition, 1999; 129: 1079-1089.

161. White N.M. Mnemonic functions of the basal ganglia. Curr. Opin. Neurobiol., 1997; 7: 164169.

162. White S.H. Animal models of epileptogenesis. Neurology, 2002; 59: S7-S14.

163. Whishaw I.Q., Tomie J.A. Perseveration on place reversals in spatial swimming pool tasks: further evidence for place learning in hippocampal rats. Hippocampus. 1997; 7(4): 361-370.

164. Wittenberg G.M., Tsien J.Z. An emerging molecular and cellular framework for memory processing by the hippocampus.TINS, 2002; 25, 10: 501-505.

165. Yehuda S. Nutrients, brain biochemistry, and behaviour: a possible role for the neuronal membrane. Int J Neurosci, 1987; 35(1-2): 21-36.

166. Yin H., Bardgett M.E., Csernansky J.G. Kainic acid lesions disrupt fear-mediated memory processing. Neurobiol. Learn. Mem., 2002; 77(3): 389-401.

167. Youdim K.A., Martin A., Joseph J.A. Essential fatty acids and the brain: possible health implication. Int. J. Devi Neuroscience, 2000; 18: 383-399.

168. Zhao Q., Stafstrom C.E., Fu D.D., Hu Y., Holmes G.L. Detrimental effects of the ketogenic diet on cognitive function in rats. Pediatric Research, 2004; 55: 498-506.

169. Zhang X., Boulton A. A., and Yu P.H. Expression of heat shock protein-70 and limbic seizure-induced neuronal death in the rat brain. Eur J Neurosci, 1996; 8(7): 1432-40.1. БЛАГОДАРНОСТИ