Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Анализ постсинаптического механизма гетеросинаптического облегчения нейронов церебральных ганглиев моллюска

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Анализ постсинаптического механизма гетеросинаптического облегчения нейронов церебральных ганглиев моллюска"

ОРДЕНА ЛЕНИНА АКАДЕМИЯ НАУК УССР

Ордена Трудового Красного Знамени Институт физиологии им. А. А. Богомольца

На правах рукописи АНТОНОВ Игорь Николаевич

УДК 612.822.612.014.42:616—003.725

АНАЛИЗ ПОСТСИНАПТИЧЕСКОГО МЕХАНИЗМА ГЕТЕРОСИНАПТИЧЕСКОГО ОБЛЕГЧЕНИЯ НЕЙРОНОВ ЦЕРЕБРАЛЬНЫХ ГАНГЛИЕВ МОЛЛЮСКА

03.00.13 — физиология человека и животных

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Киев— 1992

Работа выполнена в ордена Трудового Красного Знамен! Институте Физиологи; им. А. .1 Богомольца АН УССР

Научный руководитель:

доктор биологических кал:, профессор

Е М. Сторож

Официальные оппонента

доктор биологических наук, профессор

доктор биологических каук

Г. К Чайчеш«: II И.-/Консшеикс

Ведущая организация: Институт выспей нервной деятельности

на заседании специализированного совета Д-016.15.01 при Институте физиологии им. А А. Богомольца АН УССР по адресу: 252024, Киев, ул. Богомольца, 4.

С диссертацией могкно ознакомиться в библиотеке Института физиологии им. А. А. Богомольца АН УССР.

и нейрофизиологии АН СССР. Защита состоится"/^"___1992 г. в 14 часов

Автореферат

Ученый секретарь специализированного совета доктор биологических наук

3. А. Сорокина-Шрина

сг~1л здошяззлзгл Г/IÔÏH

/ГГ.'УЛГЪСОЗТЪ PtSOg.'^fH. ГЗТОрОСгЕгОГЯПеСГССЭ облэгчзппэ (ГСО), г.пзг'г-гз г'пзгопаоо па сллизш (Kandel, Teuo,

l'Zj), яв-тясз лз нг"Зэхзо :г.:торссш.я ;.'эдзлзй для

:*п й-тгзгггпюзхя сг::-птк':ос::о:1 пзр-згта 20 грз-я s:??e5otk:i ус-,*'3T2.ts гЛгзггоз. c3zofj>a;:o ргсопгрпгйзгся кк: рззугьтгл r-my^í rccöyr^cr^ro по53'гпг?лглг2огзаго псгенщзла (Гг;~и>, с:-;:тгэцпзй гглтзпта ^.гкгХктакоге огаакя-

!г;л::ого ггот! пз^гл - год зггзвдок прздвзрптгль-

"D..Ï еягг-пгцтс "ртгсгэ г/^зйзкзпсго enrcnrrracKoro згода того гз

;ror"::t'::o:npyzr;-ro зхс.:^, сют'^гзг с зздзгзвя-rt с з?07с:плз, ,-оЛггзуа па прекшгазтеоо-

Т7Т> сзгзорзого лэйропз, гэтзвгруэт адгкалагхрз:-

лгсзую с;:стс?7, uro, з езол отарздь, енособетвуе* зскрымээ ::зл:эз!Г2 :ä23Z03, уазгйч&нва прододЕлгалькости нервных иьлуль-еоз, в:сс."51эпнэ кгзцил в тормянадь, повеззнео выхода игдоатора из 23Р13СТ53 csîiscpïïcro пэйрока и узэгзггзяаэ смлдитуди нонссн-всагксосгэго ШЛ! ¡sicrrcSposa /Raskins, 1931; Kandel, Sclrcar-ts, 1582/. ГЬмзпотшз ^стаитэяьзоета псстсянапгичэсхих рецепторов в ¡•хулhâkik nsiîposas itsa иотспэйрсгга из обваругэно /Кзндел, 1С20/ ^гпэтпскя прпзято считать, что прзекяаяияеский мзханизм погзсетвэ логгаго^з для гозкшшогеппя ГСО /Kandel st al., 1С 23/.

Й5влгг;02пяпя пглсгичэсипс прообразозхшй » командных пейро-

ÎÎSÎ ПрСЗОДКЛКСЬ Щ1!1 ЗППДЯИ&ЦПИ ИЛИ ИНЬ6!СЦ1ЗД С1!НаП"

т:г-:оски ажпишк ?.зп:сгв и воезств, вяякдас на вторичные псе- -рэдиюга /йкшонга, Ззрбатко, 1985; Шкззаров и др., • 1989; Чгкоркс, 1SS3/.. 3 гажк. йскусствекных условиях обкаругзна епо-есбкосгг» гаиондвш гяйронэз к втазиюесшм шдИикацжш своей активное?.!, однако содтверулеага этим при естественной

рзЗотк. Кагл раС-эгк есзголzz и ы;гсг»ги:..:

постеиналтпчосгагс isjcanraia образованна КО на аых коузязшык :;е£?сшзз: lassxa» Plcnorbic ccrnsus.

Гхаг^ъ'э за-чага.

1. Исслодсвать возобраасвг-:;:;; PCO к- . кзглвдл^; нейронах цэробргшшго гашиш лзолгровздкой Jp3 ояеэка.

2. Определять характер связей-пзркфор-лчссгагх нерсоз с кзс-

ЕОйровазс! 5i ядеягкфздгроЕать с;шаа^лчэскуа передачу п ьздуглтор, EisbK-a'cnsifi ГСО.

3. Еызвгоъ- споцифпчшгть ГСО по охкзсзнхо и црк сглазь раэдоаяигвхяи в вавкскмости ог ос сочетания (ассотщаишпьй кла воЕжоциатшгйй мзхашви).

4. Опредэгать знажндо постсизапгичесгах кзхсякзггэв в $ор~ ьшрозанш£ ГСО.

Шучкач новизна

Ш ооноваюш проБэдзкшх зксперамзкгов ввсрвкг шжаааш, что шханази ГСО гокапэтется в кэдуаккортж коглийных койрошх ЛЦ-1 и Щ-1. Вьфаязнкосгь обгогчзюзя вавкокт нэ от гагевеивлоси? еинаптической реакции кязта-s на ковдшрюаируш^е раадрзгзклз, а ог зффзкткзкости связи палзшальвого нерва е «жругаззгш имггкд-нке нейроны друпаи нэйрон&чи иззоцеребруш к обусловлена вэйро-сещзгтортш ДЕф^Узнии дейегшги сорозшипа на яоо2сш:алг;к2о;'.г.-и н-холкворевдепгоры кошвдва изйрокоз. Неспоц"ф:коско& :.'.o;;yxiip7;.2-цее действие серояошша на ьовосн231ш1чесш:е н-шаиксршчоако ответы пассировалось действием бхоказоров фосфодкзсгеразы к активаторов адовилатщклазы. Это позволяет еагиючкть что, кзкгве-ния чувствительности посгсивэптич&ских рецепторов кокаидньк нейронов связано с активацией аденплатцжлгзкой системы, вызванной

сэротокинок. Действие друррпк шноаминов (дофамина и норадрейалн-' ка)способно временно блокировать1 iCO, вызванное серотоншом. Прекрап^ййе' дФЙсяйгш- катежмаш8о$ приводит к восстановления я псследуйй^йу й&шржйззодьноиу облегчению, г-сгорое? я«? й&етель-ноС'ХИ моав'? йр!"Жйй№ кеЯбйяое ГССь Это поэво/яет сделать вывод о том, что' (^оиЖ способствуем райййти» PCO з командных нейронах,. а ббусзШШнсе йфеделенным вбздёйЬИбием выделение дофа-шна аМ ябрйдрййалина является механизмом, управля/згйм интенсивностью и Продолжительностыа ГСО в естественных условиях деятельности нервной окстеш моялюй&Му а тггёШй и МЛеКОПИТаВ-щяз:.

Практическая деййсхш» щЗоТеС Анализ развития ГСО и влияние Яа синап-тическую пэредазу ибйЬамнйЬВ при ГСО расширяв ¿ представление теоретййййфй физиологии о механизмах обучения н памяти на клеточном уроЁз'е в" ДНО животных.

Апробадия работы. Основные положения диссертации доложены:

1. За XVII городской конференции молодых ученых и специалистов "Актуэльные проблемы современной физиологии", Киев, 1384 г.

2. На XXVIII Вз eco из ком совещании по проблемам зысзей нервной деятельности, Ленинград, 1989 г.

3. На У всесоюзной конференции "Физиология и биохимия медиатор-ных процессов", КЬсква, 1990 г.

4. На всесоюзном симпозиуме по фармакологии "Серотонин мозга, нервно-психические нарушения и их лекарственная корреляция", Донецк, 1980 г.

Б. На всесоюзном скшюзиуь» "Нейрофизиологические механизмы обучения", Киев, 1991 г. б. На семинарах сектора "Опщвй флзколсгки нервной системы" института Аизиодогии им. А. А. Богомольца АН УССР, Жкев, 1980 - 199Í гг.

Структура п объем работы. Диссертация состоит I® введения, четырех глав, выводов и списка литературы. Работа издо-тэна на 113 страницах машинописного текста, иллюстрирована 26 рисуз-кат и 1 таблицей. В работе цитировано 219 источников.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Эксперименты проводились ка изолированной ЦЮ пресноводного моллюска Р1апогЫз согпеиз (рис 1, в). Гюсзк пересечения нервов препарат фиксировали на сте;данкой конической палочке в экспериментальной камере объемом 0. б ы.. ИспольЕовали раствор Нигера следувцаго состава (в иМ/л): Ь'а+ - 50, К+ - 2, Са++ - 5, тряс -НС1 (рЯ ?. 4) - 5. Скорость протока раствора Рипгера одрез камеру составляла 0.5 - 1.0 мя/мин.

Опиты прозе лились без фиксации к б условия:: фиксации избранного потенциала (Ь£П) на идентифицированных модуляторных командных нейронах (ЛЦ-1 и Щ-1) пищевого поведения к ка кейрссек-ретеркьк нейронах мззоцэребруиа, не ранее чем через час после приготовления препарата. При отведения нейронной активности использовали двузкакальные стеклянные ьаафозлектроды, сопротивлением каждого канала 10 - 20 КОм. Микрозлострод заполняли 2.5 М рагтъпрои кл и вводили в исследуемую ¡слетку иод визуальным контре-®« микроскопа ИВС-2. Один какал шкрозлектрода ксаильво-вага дли регистрации Ш, а другой для поляризации мекбрквы иди фиксации Еот«нциага на шмзране нейрона. Б опытах, прсводиыьк бег С-икоаши Ш, через ьюстовув схему и второй канал микроэдега'род« испускал;-, гиг.ераоаиркзущий ток (.1- 2 нА) с цэзьв снижения фоновой шашноегк и лучшего выявления вызванных реакций во время отведения. При это« прокслодлао ешгэнк» Ш1 исследуемой кльтка до -80 мБ, который в норме составлял приблизительно -55 мЕ Ре-

- Б -

s La'C---_______.... s», в

Рис. 1. Схема проа-дэпия эксперимента с форьофопаккзм гетеросй-нат'ччеекого облегчения (ГСО), вызвавиого рзвдрахвнием

паллиаиьнсго нерва (нерва 1).

А - рост амплитуды НТСП, вызываемого раздражением нерва 11 (обозя&чеяо тощими), при раздражении керБа 1 (обозначено стрелкой); пунктирной линией обозначая иеходньй уровень мембранного ютеяцязла (Ыф. Прямоугольный толчок з парада каэдоЯ оощ.'ллограиш позволяет суди?.» о изменении /¡порля с-опросиидация шмЗракы (Rm). В - графики аэивцбета Rm, Mil и ВПСП, поело раздражения чороа 1. В -¿Ьюк-схоча эдекгрячоскоА чаегя ycThBOS'm. а -егек.тязкая палочка для фглслцди кго^чкрованпой ЩЮ моллвека: I - гр-реСрзльшк. II - плюральные, III - париетальные ганглии. 1,П - гггиж^'-ллята; 5,13 - яот&чучирн.уЪ; 7,12 ка-руянэ ггОязльш?; О, 11 - шутрев!® ^Оиняьат нерри i wnoii- к контрлатепчлАПУо). смяоши кружки о5оака'ч?нм командные нг;й!чл1ч J,1I-г и тэ:ш.ми - яойроебкр^тор-

ные нейроны. Стрбдкаки ейозквчеио каг.ралленле грстекч раствора Рщгерх Bl, Е2, ГЗ - Of ст:;;.;у.-йтора д >л

аклюацич нзртоз и иояс^ср«йа вок:птв «ипдодевдздгяс кч кляку. У1, У2, . УЗ - ycamv.v! для р^кетре'^:» 7.'П, траж^кОрптгюго тока и {»¡ксации 1£1 .»«гона. ito - ¿ход Фсржропитс,^ Ляп<са<рг4 по?вр?у:лла. !ь - лих^л ir.j-

глуррздцц iß нейрона. Iл - гыхох per:'.cspeu:a vok-л й.:*ро-ка. 1Т:»Ш1ДМ еопрс.гизн'ший в Юм..

акции после усидекш регистрировали р «фала ооадаргрзфз C1-J33 на фотопленку при прксзэвдк ФОР-2, бумажную ленту cai4>-

пизца Н 3021-3 и потенциометра КСЛ-4.

Цри вьфебогке ГСО в качестве тестирующего раздрахэнвз tga^ всего использовали ньрзы, непосредственно входящие в церебральные ганггли, а в качестве ксздщионируюоргс раадраяэния - яаллн-адьныо нервы. Бзрзы засасывались в полиэтиленовые канюьи, в которые с прпткрозслозйюго конца были введены серебрянные хлорированные электроды, Активация нервов производилась прямоугольным импульсом тока дгительностьв 1 - 2 не, силой 2 - 6 ккА. С цель» выявления более интенсивного ГСС на юэндиронирувцай раздрата-тель подавалась- серия импульсов с частотой 3 - 5 гц, длительностью до 6'с. В качестве индифферентного электрода использовали стандартный зяекгрод ЭВЖ10, гадолненнай насыщен. _ым раствором KCl и понесенным в отток раствора Ркнгерз из экспериментальной камеры.

Измерение Ш производилось при помощ универсального вольтметра Ш-27А. Все усилители были собрана на бэае интегральных 1Д1крссхем К-140 УД8 А и Е

"' Апшшкаця биологически активных веществ производилась при помозу. шжродозаторов К-2000 или ионофоретическя чс-рез отдельный микрогвектрод. Для ионофорева использовали изолируете устройство к стимулятор ЭСУ-2. Ток ионофереза составлял 50 - 100 нА, длительность» 50 - 300 т.

llpr; выяэуказакзыл условиях эксперимента стабильность регистрации составляла более 8 часов. Опыгы проводились в чеченки года при температуре 18 - 24°С.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. йормирозанке ГСО и его неспецифтазский характер. При исследовании нейронов кевсцерейру^а было зарегистрировано ГСО только у гигантских (до 1БО нкм) модуляторных командных нейронов ЛЦ-1 и Щ-1. Использование различных церебральных нервов в качестве тестирующего и шдацганируздзго входов редко приводило к развитию ГСП. Наиболее эффективное облегченкэ ответа командных вейройсв на раздразнив церебральных нервов получали при использовании в качестве кондиционирующего раздраяейия левого или правого пзллиальных нервов (рис. 1»а).

Тестирутауэе раздраженна одного из церебральных нервов вызывало ЕПСП исходи о небольшой ашшггуды без вотевщшлов действия. После регистрами с интервалом в 30 с нескольких стабильных ответов на раздраженно тестируемого входа производилось кондидпо-ниру?.«?*» р?.здра-;эние палякального нерва Спустя 30 с поело аоти-вации паллиального порза ■ наблюдалось увеличение амплитуды тестируемого ответа ¡слетки, который достигал максимума и генерировал импульсные разряды через 1-2 кип после отмены кондицко-нирущэго раздражения.

Облегчение ВПСП з первые 2-3 кош протекало на фове умеренного роста (на 7 - 10 %) сопротивления мембраны (рис. 1,6). Одновременно наблюдалась кратковременная деполяризация мембраны на 10 мЕ Но даже после возвр&цэния сопротивления мембраны и уровня щ к исходрш значениям, облегчглцеа действие ковдмшши-рухлдего стимула сохранялось ещэ продолжительное время (10 - 40 мин). Это свидетельствует об отшегтольшй независимости облегчения от чисто мекбрачных процессов.

Оказалось, - что облегчение ишло вестоци$«ческчД хаг-'-ктер. Око ргззцвалось без ссчатапкя тсетлрукггул'о >:

раздраманмй во ¡л-юги/г скпаптическш: входаг церебральных зерьои (ипои- и контрлатеральнкх).

2. Связь церебральных нервов с ксслодуегд-М5 нейронами мезоцеребрума.

Е ответ кэ слабое раздраяеяие церебральных нервсз у нейронов ЛЦ-1 м ПЦ-1 возникали дзуъкошюнектныо ВШИ Скрытый период начальной фазк тестируемого впсп составлял 28 мс и был довольно устойчив. Оя ке изменялся и при ритмическом раздражении церебральных нервов с частотой 5 гц. Эти факты свидетельствуют о непосредственном шносинаятическо! входе исследуемых тестирушдх входов к нейронам ЛЦ-1 и ПЦ-1. Бдокаторы н-ходинергической пара-дачи - <3-губскурарин и бенаогексоиий в концентрациях 10 и 100 мкк соответственно, почти полностью устраняли впсч, вызванные раздражением церебральных нервов. Исследуемые впсп практически не изменялись ври аппликации блокаторов адреяорецепторов феито-ламина и обзидана, а также блокатора м-хол^корецепторов - атропина в концентратах 100 мхМ. Таким образом было выявлено, что облегчаемая раздражением паллиального нерва синаптическая передача имеет н-холинергическую природу.

Синаптическая связь церебральных нервов с другими нейронами мезоцеребруыа, окружающими описываемый командный нейрон, была слабо выражена. Раздражение церебральных нервов вызывало ^ этих и^йросекреторных нейронах ВПСП, реке импульсный разряд и довольно часто вообще не проявлялось.

3. Связь паллиадьных нервов с исследуемыми нейронами мезоцеребрума.

Хотя из литературы известно /Наукхпз еЬ а1., 1989/, что РСХ) тем интенсивнее, чем больший синаптический эффект вызывал в данном

- э -

кейроке коадз!спгляп>яо»>Ш стимул, выявилось, что рсздрагз®;е пал-лиальиого sop'sa в половина случаев восбгк не вызыйздс еинапти-чзекого <№?е?а у нейронов ЯД-1 я Щ-1. В тех случаях когда активация хг&шшьлзга керна приводила к возникнованяв ответа, рошадм кмэла кед медленно параетнюидах ВШП ео скрытым нериодо* 50 - 60 из. D отличие от ответов на ритмические раздражения церебральных нервсв, доакщта fu раздралвкяе падлиального нерва ей следовали частоте повторных раздракэкий. Таким образом, вход к командному нейрону со стороны паллиального кервэ б ЕС 7. случаев, по синаптяческим реакциям, зообизэ не обнаруживался. В тех случаях, когда указанные реакции проявлялись, оке имели полискрапти-ческкй характер" и умеренную выраженность. При отоы, как при наличии отпета, так и при его отсутствии, 1"СО проявлялось приблизительно з 70 % случаев.

Раздражение шшиальаого нерва, как правило, пригодило к Бэзнйгаовешю моносипалтических а антидромных ответов у яру.'их нейрееекреторща; нейронов мезецеребруыа. При ритжческом раздражении паллиального нерва нередко возникали повторив разряды этих нейронов, хорошо слецущие частоте раздражения (5 гц), чего никогда не наблюдалось з нейронах ЛЦ-i и ТЩ -1. Результаты атих исследований позволили сделать зчключенле о тесных связях кейро-секреторных клеток шзоизребруиа с- падяиашшмн кернами.

4. Роль иейрогуморального фактора, внз:--за.":1:огс ГСО п ого

Амплитуда тестируемого ВПСГТ газрастает с увеличением силы активации копдищюнирую^го раздрааштота. При зтоу еокротругез скрытый период проявления ГСО (от 1,5 до 0,5 -зш), ппегепо-по увеличивается иптсиеивность (на 200 - '/00 %) и продолсггс-льнс-сть облегчения »от S до 40 мин).

С увеличением скорости протока раствора Рикгера ь ванночке с препаратом от 1 до 10 мх/мшг, наблюдалось снхжекие прсдолжи-тедьноста облегчаюцэго воздейзтзяя валлкального нерва на исследуемые ответы клетки б 2 раза. Бри Бакрытоь: протоке раствора Рингера продолжительность облегчения увеличилась в 1. Б раза.

Эти исследования позволили предаокиоть, что ГСО форшрует-ся в результате дЕф^гзкого нейрогушральяого дейсгвия сипапк?-чески активного вещества, внделяюкдагося после кондиционирующего раздражения падкяальпого нерва Об этом свидетельствуют и результаты экспериментов с отбором перфуза"" во-время развития ГСО к повторного подведения пэрфуза*. а к препарату nocas того, как амплитуда ЕПСП, вызванного тестирующим раздражением, возвршгд-лась к исходному уровни. Ч?рез 30 - 12и с после возвращения пер-фуьата в ванночку развивалось скнаптяческсе облегчение, которое нередко сопровождалось импульсными разрядами к протекало такие-, как и облегчение, вызванное раздраженней паллналького нерва

При идентификации шдулдао^-а, которьй участвует в образовать ГСО было выявлено, что аппликация серотонина (Í.0 ыЬ0 имитирует действие кэвдициошфущзй скинулащда паушального нерва Чтобы убедиться в с8роз.-онкнергичбекой природе облегчения, был использован один ка блокаторов ееротошша - лизергамид. КодЕэде-яие к препарату черве перфузкруемый раствор лкзергашда в концентрации 0.1 нЫ почти полностью устраняло облегчающее действие на сизаптическую передачу, вьвывасиое как раздражением паллиаль-вого нерва, так и аппликацией серотонина. Результаты этих опытов свидетельствуют с том, чгс модулятором вьзывак.'Цйы ГСО тестируемой моноскназтйчеекой передачи является серотонин, который выделяется после кондицконкрущего раздражения паллиального нерва.

Проокгкда ееротоника прхгодчдо, как нравало, к увеличению ацгтидходнзозого ответа (АХ-отват), вызванного кратковременной шшлкк-яцчей ацетплхоикна. В ходе дальнейших экспериментов б? то показано, что АХ-отвег, тага» как я В71СП б-окир/е?ся <1-тубокура-ряноы к не чузстаот»д?ч к атропину. Сгчгвда «окно предположить, что оба типа ответов являются к-тединергическют, а регистрируемое облегчение ткет псетешаптичееиоэ происхождение и связано с опосредованным влиянием серотонина на ходки рецепторы постсинал-тической клетки.

5. Влияние юноамкнов на ГСО. Сузерфувия корадргн&янта или до$а»чина, в концентращ.лх 40 - 50 ¡•А- подобно саротснкяу, приводила к узе.пгеекив' АХ-ответа до ш-яульсшк разрядив. В то гл г^гмл ВПСП, возникавшие в ответ ка выделение апетилхолзшз холинергичсзким оксн'-чниом, претерпевали изменения противоположного характера- они постепенно ум> тьпалкеь по амплитуде к, ври одновременной деполяризации ьггмбрааи примерно на 10 мВ и увс„~ич.;яш сопрзтиалекзга мембраны до 10 гота и волне ггьв нивелировались.

В снецкзльной серии опытов было проверено зоглэйс'-гаг кзте-холгшнов на исследуемую скнантическую передачу вс. врекя развития ГСО (рис. 2). Сударфуеиа дофамина (или нерэдрзнат шв> угнетала ГСО, вплоть до полеого его устранения. ХЬуя надо отае-■хи-гь. что браау ¿е после раздражения паллпэльясго керва существовал период кратковременного облзгчеккя еиналукчс-скай гте-редачк. По-видкмо!.у,-зто С5идете,ль"тву8т о то и, что места фшгаяания ка-техола'жнов н серотонида различны. Прекращен! 7 суперфузик глте-ходамнаов позволяло ссиарухптъ кеождавкы;* следовой о0л<?гчайщ2* аффект отыывашзя дойн:« векеств. Несмотря на тс, что нккаю«. !-'о-вых раздражений пазлиального нерва более не наносили, разута-

лось иродсшещэеся более 20 мк.н облег ч'-зкие синалгйчесхой передачи. Дажзльноеть его почти з ява раза прсьнпша продолгкгель-нсстъ облегченна б контроле.

Рис. g. Евкяя"э суяэрфузкн норадренгшша (Kl) ка гехерссинапти-чееето облегчение (PCO).

Гра&ски иамзкешю ВГВЯ при ГСО и суперйузии КА. Стрелками обозкачзны ьемты равдрагвняй яашшалыюго нерва (яерла 1), т~>чкачгл - ашшвдд^ ВГЮП яри раздражении церебрального нерва (перга ig), горизонтальной чертой вре-кя суперф/з;и Ш. 1 - контрольное ГСО; 2,3 - ГСО Ожжи-руекое Ж; 4 - следо.'ое облегчение пиелв отмывания 1и\; За, t л - ©сцаалогрзиш кзиенеьия BÜCH (представленных на графиках 3,4 - огыэчеиных крестика:.«),.- Вертикальными шгрияга« отмечено раздра^иио нерва i, пунктирной линией - всхойякй ууоыпь Ш. Калибровка: 10 мВ, 1 с.

- la -

Анализ постсинапткческогр иеханизма ГСО. Для вшсненкя в какой мере ГСО может быть обусловлено внутриклеточные процессах« постсикаптической клетки, в частности изме- е-ниями ее циклазн'й систеш, проводились исследования с фиксацией МП нейрона.

гккснруеьщй уровень MI составлял -60 мВ, Тестирующее разд-ражзние одного из лабиальных нервов вызывало генерацию нейроном яогбуидавдгго посгеннапткческсго тока (Е::СТ) амплитудой около 0,5 яА. йояофэретическая аппликация АХ приводивч к развитию в этом нейроне входящего АХ-тока до 1 нА.

Как правило, на препаратах приготовленных в летне - осенний период, кондициош'фущие воздействия (активация иалллального нерва иля прилолвние серотонина) вызывали увеличение амплитуды BQCT к АХ-тока на iCO - 300 7 (рис. 3). При атом потенциалы реверсии вызванных ответов, ьычеслекиыр с помощью экстраполяции, смещались в сторону деполяризации от -30 до -10 мВ. Однгчо, примерно в 30 Z случаев, наряду с увеличением ВПСТ наблюдалось уменьшение АХ-тока приблизительно на 50 Z относительно исходной вели> шы. Это явление чаще отмечалось в зимне-весенний период. При этом потенциал реверсии для АХ-тока как до, таи и после кондиционирующих воздействий не изменялся и составлял приблизительно -10 ыЕ Этот"факт указывает на неоднородность каяалъно-рецрп-торного комплекса несинаптической ме>лбраны исследуема клеток, которая, судя по опытам с измененный ионным составом раствора Рйнгера, зависит от проницаемости мембраны для Na+ и. К+.

Интересно было проанализировать члияние на ВПСТ и АХ"ток веществ, которыми воздействовали на циклазнук систему исследуемых клеткок. В тех случаях, когда раздраязйие паллиального нерьа или аппликация сер тонина вь®ьшали увеличение ВПСТ и уменьшение (или увеличение) АХ-тока, сходным образом влияли внутриклеточная

кльекцна цАЩ вкегжточиое при.ко.г,зшэ ке!.гбра1ю-проникакиэго аналога ц/ш® - дабутщми-ц/Ш (1 ыЫ) л актизатора адваижицшаа-зы NaT (5 мУ).

йгохгсе вжюние на шследуешг токи оказывали ингябигори фоефод1»отеразы - папаверял и кофеин. Прялоконие пааазерияз (1 мУ) в начап-яые 3-8 минут вызывало ушнмение амплитуды АХ-то-ка на 80 Z, не изменяя амгчштуды БПСТ. В дальиейшзм ачялитуда ЕПСТ сироела на БОО %, а амггокуда АХ-тока примерно на 200 %,

А

\Г

В 1 2 _v___

1иЛ 2с

Рис. 3. !£з,дулирувдге влияние раздражения пзялиалъного нерза' (-нерва 1) и апппл'^гэдки ееротонша (5-НТ) на ВПОТ. я АХ-ток газ'Ш ЛЦ-1.

А - увеакчзниг- ВИЗ! и ЛХ-тока ( обозначено точкой и лра-ксу:-олькиком соответственно). В - уноличепяе ВПСТ и уменьшение /ОС-тока (другой препарат). 1 - контроль; ,2 -ответы после раздражения нерза 1 пли действия 0-1ГГ (обозначено -трэугольнишм); 3 - воестаяовлояие реакций; 4 - волмс-аипернкэ харзюгерисм«« пост рое инне для ЕГ'СТ и ЛХ-тока. Свстлие кружки и треугольники - до ышлккаций 5-й, пшшо - после ашгдйкаций.

- IS -

Эосетяяовяесне хгиледуемьа ответов происходило спустя 33 - 40 икнут вооде дрилоамия папаверина. Фаза увеличения АХ-тока после щикойгаия папаверина проявлялась не всегда, и тогда уменьшен*, ля амплитуда АХ-то;ч.. (до 502 исходной) сохран. лась но протяжении 40 шзуг. Воздействие па зто? же нейрон другим ингибиторов фосфоди-эсгераз циклических яуклеогмдзь - иофзигом (2 мЬО такяе вшивало увеличение ВПСТ. При этом АХ-ток увеличивался на 20 - 30 %, Раз-.игдая в действиях яапзвержа и кофеина на А^.-ток scрс-ятяо связаны е тем, что кофеин, наряду с указанию! выше блокирующем дзйс-таяем на фоефодиэстеразы, является активатором высвобождения конов калышя кз внутриклеточнек депо /Костюм и др. ä 1987/. АХ-ток, амплитуда которого на фоне серотшкна снижалась, при до-волнительных воздействиях кофейной и особс-ипо имидазояом, увеличивался, а пра воздейегая: та авернном уменьшался по сравнение с исходной величиной.

Приложение активатора фосфодиэетеразы циклических ьуклеоги-дов ямидааажа и бдокатора цАШ-гаеистюй прстекнотгаэной активности - толбутакида,' в конце нтраияях Z Ш, во всех наследуемых случл .X зшьеало уменьиашю амплитуд» BJ5CT и АХ-тока на Р0-80 X.

Результаты этих исследован:® свидетельствуют о модулирушрм влкяиии ееротонина на активации аденилатциклаэаой слотами, приводящей к развитии посивнЕадтяческогс механизма FCC гомандккх нейронов.

СБСЩЕВКЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Выявленный постскианткчгскнй механизм разсити.1 ГСО моносинапти-чеекчх, н-зголинергических ответов командных нейронов изменяет более ранние преде, тавления об этой форче синалхичеекой пластичности /Kandel, -Taue, 1055/ и вносит дополнительнее обьяс- экия

пластических перестроек в ЦЕС позвоночных /Сторожук, 1988/. Проведенные исследования иод^верадают, что ГСО достигается ь результате ¡юслздователълых процессов происходящя иод влиянием серотснина /Bolardatti et al., 1979; 1S83; Gcrschanfeld et al., 1906; Klein, Kandel, 1978/. Однако облегчаете действие серото-Hiî'.ia rie, ориентировано на конкретике пресннаптичзские волокна, а опосредуется нейрогуюральк"ы диффузным воздействием на постси-наптические п-холкнорецепторы ксьнедньк нейронов. Кстати, теперь известно /î.'atteoli et al.., 1В89/, что многочисленные варикозные расширения ¡¿оноаминергических волокон коры вьщеляиг спастически актшжа вен^гства sa в скептические щели, а просто в межклеточное пространство, что создает, по-видимому, условия для нейрогу-иоральной ыодуляции обычай симаптичсской передачи.

О возадшшх механизмах изменения активности постсинаятичес-ких рецепторов под влиянием внешних факторов и соответствующие ЕнутриклеточйЫХ перестроек, в которых принимает участие коны кальция, циклические куклеотнды и каяьыодулин, свидетельствуют дашш зкепергакктов, полученные иа ве&цкятх виноградной улитки /Д-лтлов, 1883; Ковокенко, Иррбгяко, 1S35; Турпаев а др. , 1933/. Шлучекваз камг; хараетериетта ГСО подтверздает этк предположения и сдухаа? кеилоxgä модель» процессов, которые могут происходить в кор. млекспйта;®;»' пожду реально су<т,ес?лу»;:?к!,м холаяерги-и сег<угоншергичсскккй саазаткческиш входами.

Учхтяая данные о шэькшэста вдваякя ссрс.гоняча ка анклавную п&.-'оиу apeeiîKsnrsractfcix волокон /^elardetti et al., 1933; Kandel et al. , i9SS/, а тякмэ оежэваьаась на полученных гами ра-вультегах /CuopoïvK, Антонов, 1930; 1986; 5Й89/, ыокно ¡¡редао-ло.жь, что облегчаадво воздействие соротснина осуществляется и в ресуяьтатс его швдмхй на гдс!»:жш*аета: ;гуп сис5ге«у иоогсдозд-клоткл, а ко только прес^»ал25гшс:с»х элементов. Об. этом

свидетельствуют опыты по влиянию ряда исследуемых веществ на различные звенья зденндатцикйазной системы, //\ntonov е';, а1., 1991/.

Различия изменений ВГОТ и АХ-гока свидетельствуй^ о ? ^м, что нельзя хара'тер воздействия еияаптиче'-чи активных вешретв на сому клетки отождествлять с воздействием этих, же веществ на ту ж клетку при выделении их естественным сипаптическим путем. Кроме различий в локализации, возможно имеет значение зависимость активации сератоккном и связанной с : ;м адегилатцкклаэы от нескольких подвидов холинорецепторов, контролирующих разные ме-ханиг.лы ионной проводимости для одного медиатора /бШеи.^, 0111еЫе, 1983; К1со11 аЬ а1. , 1990/.

Разнонаправлешшй характер модулирующего влиянк.. ссротонина и дофамина (или норадреналина) на эфрзктивкость н-холинергичес-кой синоптической передачи, яероягно связан с различным их вкладом в активацию ионной проводимости коли;'''рецептизной мембраны /Е-егзсЬопГе!;! еЬ &1. , 1933; 1389/. ГЬ-видимому, имеип повше-нием чувствительности к ацетилхолину после кратковременной аппликации корадреналкпз объясняется следовое облегчение, кстороз с охр влетая после его отныне кия.

Исследование действия вор.". 'ренадииа к дофамина ва ГСО в условиях модельного эксперимента, по маламу мнению, вазхио как для понимания мехааязшв йункциоаирования червной системы мо.шлссьоз, так н для обьяенеяия отношений, складкващкхея между проекциям различной ергкчноетн в ДШ шекогоиЕющ;« /Оторокук, 138-3/.

Известно, что ка пейдаю ЦШ я, в частности, клетга керн головного шгга проецируются волокна рг-згай «ергич: эсти, в том числе волокна, вкделящке биогенный аиины. 5 о позволяет заключать, что в то время как ееротоаия, оказывая модулкрухи;ее влияние на холинергическую передачу, вызывает ГСО, дофамин, з в коре головного нозга преимущественно керадреналиа, временно блокирует

данный процесс облегчения. Таким образсы. фзкдайскй, изёбгшшз - дофашн и корадр..-,наш1 - играют существенную роль в безобразно и механизме управления ГСО: временно прекращая это облегчение; способствуя развитию следового облегчения и т. д, мгяаз&Ш»

управления сблегчзнйзм {%ее? первостепенное значена- £255 оеу-п^ствленкя и безусловных, и вьфЕботакяых в течэййй ной аизнк реакций животного и человека.

ВЫВОДЫ

1. Впервые обкаруз»но, что ГСО развивается в кзыавдньа' нейронах и не еазисит от сочетания тестирующего к кондицГюшфуйцего раздраштелей.

2. Идентифицирован медиатор тестируемой ьшоеикаятической связи церебральных нервов с клетками Щ-1 и Щ-1 - ацегилхолин. Установлено, что ШОП к АХ-ответ связаны с асилзацаей й-хаайно-рецоятороз поегсияаптического нейрона

3. Бо1сазан полисинагоичоский характер связи кондициониру»-щего входа па&вшяыюго нерва с нейрона1® ЛЦ-1 и Щ-1." Впервые нс-казано, что вьракэнность ГСО зависит не от интенсивности си-наитичеекой реакции клетки на кондиционирующее раздражение пал-лжадьного гэрва, а от зффекяизаости связи этого нерва с окружающими кс-маядный нейрон нейросекреторкьвд нейронам меаоцеребруш, выделяю®';.« ееротоняк.

4. Впервые выявлено, что в основе ГСО исследуемых ответов, после симуляции паялиадьного нерва, лежат опосредованное нейро-сещзеториое ¡пйствие серотонипа на яоетсинаптические н-холююре-цепторы, связанное с активацией аденилатциклазной система командных нейронов, которое имитируется действием а-даиваторов адашлатциклазн к блокаторов фосфодиэстерзвы.

Г. : -X"":..-:- г *: ГПСГГ л Л..'- с ->:- т сгг'^о-

: v'.vr;'"у":? с ч'-", грл'гсгэ ijori/rçi-n'jT::.:

г:г.:с;-? на со'7 ir,.тип owKT^e'twrmi с :::,:ра:;тл-

i'Oîî з-плиг.л мих' :гз т.с::~,:с7В пл т/ г.о прп п^вмшш гс-

нуток.

о. !i'::r;:oî'o, что порзл^пагя! п дс^зкяп, подсбпо cr>f.oro::TíH7 АХ-отлег, по в ^ozo вреш шчгн по.и;сс7Ш г;о;;"В1:г::ат лроззгсяго в-холх?:ергпрос1»го ВГШ.

7. Гпсрв::з покзэг'лю, что в то Ерггп, как серО-О'.г.'п, cy,-.x.»j-р.са :*o;i7:;"pyr::T:" гл5шхпз на ттаергоюскуи пор?;:гл,;,> визгам ГСО» п пералзвзаяяг, внз'.хшл ¿peísí юс б.~еглроп?.н::!_ об-

лзгчзтя. ITpc ïvijr.-r и i -й;"2тг ::п гигезгола'.етгав приводи" л госста-порлолпэ к пез.тедзпг^у ееггоярокйголько!.^ облегтпякз, »геороо по Л-'^гелнюст:; пр^вг^^ь гегсодпос ГСО. Та:с::>: сбросом '.'.опоа-

ci:pcccoü:i роль сЕосоЗрплпого !'эуп!«'.Ел;-к:п

го.

- 20 -

Chkook gceoekieî pa5oï bo ïoi.î.3 zxccqpiaçz:

1. CsoposyK B. II, Abïqkob il IL OocSohkocïh rcrepcsjsaKii-«ecraro 06s3TK0Rsa a raranieissc lœfiponsz UJpoûpcui&iicro raarcn Karyssoi porouoJi. - Ibflpa^aîioaorua, 1083. - 12, H 5, G. 4G3-EÛ7.

2. Cropo:-;y}: E IL, Aksohob îî. II Peu» ryopaasoro gssepa i: nocTcîîHsn7H*icc!i3il coHOSsissaïpsi s rerepca;sanïKïïï-2r.0i: ofer^cœ:::. - H3ïïpe!J:i3KOjïori;.i, 19S5. - 13, W 2.- C. 2S0-23J.

а. CTopoi^i; R H., Ahïo:i3d IL ïi Balsas» laœasxM ca roio-poc!iiianv;rcoci:co s n;rc::i'a:;:;:,: roûpocas r-csy^;::.- Lr> poizmiozoTiui, 1C33.- 21, H Z - C. 224-232.

4. Aiisoiîob »l IL Aiiai:;3 nocsen^as^ocKoro is.ssx3ia reïcpo-cnaaimreoc»;oro otorssiissi (rco).- 23-o cc&ocsjsa i» npoâ-isiîsu BHCC2Ê nopsroS sssîeauooïis Ji ; ïlayrca, 1233. - c. 11-12.

5. ¿HioïiOB E.E Sasscr-sosb îœussis cspoïOHU-ua (5-ht) ot lassait npososnuoera soœikcpoçdïîi'ii^a.ï Cc-potohhh veara, espbbo-iiokxik3cîœ3 espycaea a îs ¿stapfttoisn» Koppeaaipisî. 1930.- 0, S.

б. Akîoeïoe ÎLE Poab eïopotqecî naaposisi-joa s poryusiçai npoEo.gia.'oeïM xoiiaopeiresxonou ipxQpam, Csjiswsria s toscisa X'ô«îîaïcp;as npoipccoB. IL ; 1920. - C. 17.

7. AKXOH03 il H. Ssnaai© assHH^roauEunoa œstaîu na e-so-JSKaepnreocisjii? nape^a«/. EjSpoJitsuoiorK'iSGKs:^ taxesasiai oSyTic-sa, K.'; 1091.- 0.1.

8. Ar.tonov I.H., Storozhuk V.U , Gsipcnko 0. Sî. Analysis of hotsrosynaptic fac 11 ; "-.ati en in icteni.fit-d slant nouxer^ froa cerebral ganglicr. of tho pond snail Plsnorbls -cornous.- Ca;rp. bicchom. and physiology, 1991. - sac, H 2/3. - F. 222-£27.