Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И УЛЬТРАСТРУКТУРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ПЛАСТИЧНОСТИ ВОЗБУДИМЫХ ТКАНЕЙ

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И УЛЬТРАСТРУКТУРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ПЛАСТИЧНОСТИ ВОЗБУДИМЫХ ТКАНЕЙ"



\

MWœiïiKïTBOскльского ХОШИСША СССР ; у-.-орф^-сш^

. н* Hpaj»y Kfftoytffl;

T.A.АЛАШиЛА£В: чР'^'Й";

ФЖЖИОПНЁСШ И ^¿.ТРАСаРУШШв ; ИШНШМЫ ПЛАСТИЧНОСТИ »адодишх ТКАНЕЙ/'

03.00.13 "-' физиология чвломк« п хивотиых

А В Т О Р К Ф К Р AT Диссертации ьасоиснвиявучвиай втетошг » доктор« биологических мук

• у ■ УЛ ■ 4 L

Одесса - li»?6

министерство сельского хсшасш ссср одввсий сельскохозяйственный институт

Н* ашвлкс »укошмд

т.а.ддхшохаев

«И8И010ГИЧБСКИЕ И УДЬТРАСТРУКТУИЛИ 11еханюш1 пластичности ВОЭБУДШЫХ тканей

03.00.13 - $т««ологм чиоми я кямгшх

АВТОРЕФЕРАТ Дшсоврташм »» ooMCKUut учйво! отапви докюра баодогячвокях шлук

Одесса - 1976

• -и," 1 • . 1 " ! í" i."

¡Awf ■ . . -í.a^-

Работа выполнена в научно-иоследовательскои институте Физических проблем /директор - В.ПЛаврищов/ к л Централь-нон орцена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте Курортологии и физиотерапии 113 СССР /директор - доктор медицинских, наук,; профессор и.Е.Данилов/.

" Научные консультанты: .-.'!.

Доктор иедицннскхх наук, профессор Р.А.Дуривяи Доктор биологических наук О.А.Крылов

Официальные оппоненты:

Доктор биологических'наук, профессор К.Г.Сухоютн Доктор медицинских наук, профессор В. Р.Файмдьберг-Бланк Доктор исдицивских ваук 0.11.Поздняков

:/ Ведупее предприятие - йедико-бяологячеокнИ факультет II Московского ордена Ленина иедицявского нвотитута км. Н.И.Парогова

• Автореферат разослан "-5 » /У^ДхуСа. 1976 р.

Защита диссертации состоятся я && 1976 г.

на заседания Учёного советаОдесекого сельскохозяйственного института /г. Одесса, ул.Свердлова ЭЭ/.

С диссертацией иожно ознакомиться в библиотеке ««сгитута /270039, Одесса, ул.Свердлова ЭЭ/.

Учёный секретарь Совета доцент

А.П.Трофаяюк

Основные экспериментальные н теоретические положения о пластичности нервной системы были разработаны в выдающихся трудах Ч.С.Шерингтона, И.П.Павлова, А.А.Ухтоиского, А.К.Северцева, К.Леоли, Р.Магнуса, Б.И.Лаврентьева, А.Бете. В их работах наалм отражение эволюционные, биохимические, нейрофивиологические и морфологические аспекты анализа пластичности нервных к мышечных образований*

У По определению Э.А.Асратяна /1939/* "пластичность ее» оС-щебиологическое свойство живого вещества* благодаря которому осуществляется постоянное приспособление животного к текущим изменениям окружения. Это свойство, как и другие свойства живого вещества, развивается* имеет свою динамику"* Пластичность или приспособляемость - важнейший фактор для существования всего живого. По утверждению И.П.Павлова и Ч.С.Шеррингтона, вся функция нервной системы вообще сводится к приспособительной ден тельности, к приспособлению организма к окружающей среде.

Ф.О.Шшдт /1966/.определяет пластичность как "адаптивную модификацию клеточных и молекулярных спецификаций в ответ на из ' иекения среды". Пластичность является основой постоянного хране ниц информации, т.е. запоминания, когда происходят изменения структуры при образовании анграммы.

В нервной системе имеется богатое разнообразие проявлений пластичности, начиная от простой адаптации к раздражителю до >сложных координированных актов* условнорефлекторной деятельности к компенсации нарушенных функций;

С другой стороны, под пластическим обеспечением функций органивма понимается "процесс обновления функционирующих энер-

гообраэуюдах, транспортных и опорных структур дифферендировон-внх клеток, осуществляемый посредством биосинтеза белка и обеспечивающий устойчивость физиологических функций г условиях целого организма" /ф.Э.Меерсон, 1967/. С этой точки »рения длас- •! тическое обеспечение функций клетки и воего органивма в целок осуществляется через деятельность генетического аппарата. Генетический аппарат определяет и устанавливает необходииое соответствие между интенсивность!) созидания и разрушения клеточных струк-

■ : "У;.-:V "

По этим вопросам имеется болыаой материал, так или иначе вскрываввий отдальаыв стороны пластичности нервной системы, как ' в плане приспособительных реакций, так и в плане обеспечения фун-: кций. Однако ыеханизиы,^обуславливавшие высокую пластичность функционирования нервной ткани, остаются далеко невыясненными. Внес-;; те с тем известно, что нарушение пластического обеспечения фувк- ' \ ций клетки является основой целого ряда заболеваний. Поэтому выяснение механизмов связи генетического аппарата нлегкц с ее фи-внелогической функцией имеет непосредственное практическое значение для медицины и седьско-зсозяйственного животноводства.

Целью настоящей работы явилось изучение структурво-функцио-нальных механизмов, пластического обеспечения функций клетют, в ее приспособительных реакциях к внешним фйзичезким нагрузкам.: '

Объектом исследования была выбрана изолированная нервная -система моллюска и изолированные механорецепторы лягушки. Иа всех представителей животного мира нервная система беспозвоночных животных, в частности, моллюсков является наиболее простой

и удобной /в утилитарном плане/ по своему строении. Этим объясняется большой интерес многих специалистов к этой экспериментальной модели. v; >

Больвие размеры нейроиов.и аксонов, сравнительно небольшое число нервных клеток и относительно несложные связи между ними» доступность, возможность визуального контроля во время опыта» удобство подходов к фиксации, относительная легкость поддержания жизнедеятельности в течение продолжительного эксперимента и др. составили моллюсков и других беспозвоночных в ряд наиболее подходящих объектов для изучения.физико-химических, молекулярных и 'ультраструктурных механизмов функции нервных клеток, в интактных условиях и при самых разнц"."%1зншс воздействиях /физических, химических, фармакологических, механических/.

Рядом аналогичных достоинств в экспериментальном отношении обладает и изолированные механорецепторы лягушки.

Экспериментальные возможности объектов позволили нам провести исследования по поставленной задаче в следующих направлениях:,

1. Изучение электро^игиологической функции ганглия при различных условий электрической стимуляции. "Обучение" изолированного. мозга тритонии. . '

2. Изучение особенностей локализации и кинетики синтеза PUS н белка в нейронах при электрической стимуляции, а также температурном воздействии.

3. Изучение ультраструктуры'нейронов, состояния ядерного ап-

;парата и цитоплазмагических органелл при электрической стимуляции.

Л* Электронноцитохимическое изучение состояния лизэсомально-го аппарата нейронов в условиях электрической стимуляции.

5* Изучение некоторых особенностей онтогенеза нервной системы тритонии в связи с реакцией на электрические воздействия.

6. Изучение особенностей реакций! шшечных веретён в ответ на адекватную механическую стимуляции и изменения состава среды.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ'

В качестве основного объекта исследования нами была выбрана нервная система дальне восточного глубоководного моллюска TT.iten.Le, <ИотВсгдк . К »тому были следующие основания:

1) хоровая переживаемое«, препарата и стабильность его параметров в условиях длительной изоляции;

2) гигантские размеры нейронов ганглиев. Отдельные нейроны достигали величины до I мы. Нейроны пигментированы и хорово видимы простым главой; ' Ч ;

3) длинные аксоны ганглия позволили удобно раскидывать их на электроды.

Изучение влияния различных форм механической стимуляции црово

дилосз на мехаворедокторах /Я. ех&жрт ¿мр/ //У ¿е/?7/>о-чаъ/сг.

В работе были использованы следующие методические приемы: I. Изолированные ганглии помещались в специальную термост&-: тируемую камеру с морской водой при ¿ ° « 8°С. Раздражение нервных волоков ганглиев моллюска проводилосьс помощью генератора прямоугольных импульсов управляемой амплитуды» частоты и длительности . фирмы Л/Скйп КоАа/еа (Япония). Регистрация и запись влектряческой активности нервных волокон и клеток проводилась на 2-х канальном осциллографе УС -1* той хе фирмы.

Отведение потенциалов действия нейронов и их поиск осуществлялся с помощью с печального, созданного нами, электромеханического михроманипулятора. Никроманипулятор обеспечивал возможность дискретной подачи микроэлектрода в пряном и обратном направлении, . а также многократнуп и точную установку микрозлантрода в исследуемой нервной клетке. Это достигалось тем, что в предлохенноцшк-романипуляторе устанавливались зле ктромагвитное и поляризованное реле, а в храповом механизма вторая собачка, юарнирно закрепленная на якоре поляризованного реле, и ступенчатая пластина, один конец которой жестко прикреплялся к возвратной пружине электромагнитного реле. Катушка поляризованного реле подключалась к источнику прямоугольных импульсов, В зубчатой передаче отношение диаметра ведущих шестеренок к диаметру ведомых было подобрано таких обравом, что при каждой колебании якоря, микроэлектрод перемещался на 1 мк. Так осуществлялась шаговая подача микроэлектрода в клетку. Скорость перемещения электрода в прямой и обратном направлении регулировалась якорем храпового механизма пра его колебании от I до 30 гц. Стеклянные микроэлектроды с диаметром , кончика в.пределах I мк заполнялись 2*5 К раствором /ССв-

2. Для быстрой и достаточно точной отбраковки ми1:роэлектро-дов по их сопротивлениям до опыта или в процессе осыта нами рекомендован портативный мегокетр. Прибор представляет собой мультивибратор* активными элементами которого являются электрометрический триод ЭМ-7 и транзистор 0101. Резистор утечки у лампы ч ч »

ЭИ-7 отсутствует,и его роль выполняет микроэлектрод. Путем дифференцирования сигналов мультивибратора выделяется последователь-кость импульсов, частота повторения которых пропорциональна величине сопротивления электрода. Среднее значение тока за период

регистрируется стрелочным прибором. Целая длительность процесса намерения, высокая стабильность показаний, отсутствие дрейфа, портативность и экономичность делают прибор удобным для практи- . ческого применения.

3* Неискаженная регистрация биопотенциалов при микроэлек-троднои отведении связана прежде всего с задачей построения входных устройств, обладающих высоким входным импедансом в широком диапазоне частот и минимальными значениями клирфактора, частотных искажений, дрейфа* уровня собственных шумов, фона токов промышленной частоты» Вследствие этого в электрофизиологической практике обычно используют схему Бака (Бак 1956), в которой входной импеданс катодного повторителя на пентоде повышается путем подачи на экранирующую и управляющую сетки лампы положительной обратной связи. Слабыми сторонами этого устройства и большинства его модификаций следует считать сложность наладки и эксплуатации, обусловленные наличием двух петель положительной обратной связи, громоздкостью конструкции и источников питания, неэкономичностью, наличию фона и шумов. Перечисленные недостатки устранены нами в значительной степени при транзисторязаднн вспомогательной части схемы и при применении в катодном повторителе электрометрического триода. Коэффициент передачи прибора близок в I. Частотная характеристика линейна от 0 до 30 кгц* Уровень собственных аумов порядка нескольких мкв.

Измерения сопротивления и емкости тканей производились с помощью модернизированного моста Вина с кодовым коммутатором и панорамной индикацией, на частотах от I кгц до 1 мгч. Нами разработана мостовая измерительная схема, у которой емкость (Сз) и сопротивление ((¡¡э) эталонного плеча автоматически измо-

няит свои значения дискретяо' и циклично. Благодаря использование метода панорамной индикации, отпала необходимость 5 сложных устройствах регистрации экстремальных значений (автоматического поиска частичного и полного баланса). Выполненный в виде простой к удобной в работе приставка к осциллографам, автоматизированный кост позволяет вести непрерывное наблюдение за параметрами (Л х и Сх) и с достаточной для практики точностью знать их мгновенные значения. Относительно высокое быстродействие измерительного процесса дает возможность уменьзить погрешность, обусловленную собственный дрейфом 6 и Сх.

5. Для адекватной стимуляции рецепторов растяжения мышцы лягушка использовали специальный, разработанный ваий, стимулятор, способные вырабатывать воздействия в виде механических колебаний синусоидальной, пилообразной и трапециидальной формы, регулируемой амплитуд», частоты и длительности. В ыеханостимуляторе механический преобразователь был выполнен в виде сменных кулачков, втока толкателя, коромысла, кронштейна и индукционного датчика, причем сменные кулачка закреплялись на валу электродвигателя, а коромысло одним плечом кинематически связано о толкателем, а вторым с индукционным датчиком, на шоке которого закреплялся пре-паратодерхатель с упором под головку измерительного прмбора-ив-дикатора. Сигнал, вырабатываемый индукционным датчиком, в ответ на перемещения втока толкателя, соответствовал форме, частоте и амплитуде стимула растяхения и регистрировался'осциллографом. Анализ электрической активности объектов производился с понзщыо специализированной вычислительной машины АТАС-401, фирмы ^¿^0/1 (Япония).

"ОБУЧЕНИЕ" ИЗОЛИРОВАННОГО УОЗГА ТРИТОНИИ

"Обучение" изолированных ганглиев тритонии проводили во мо- : дифицировапной методике Б.Н.Вепринцеаа, С.И.Розанова (1967). Эффект "обучения" состоял в той, что определенный характер раздражения приводил к устойчивому изменению функции всей системы нейронов. О таком изменении свидетельствовало появление и длительное сохранение в фоновой активности нервных волокон синхронных нерегулярных электрических залпов. Для получения эффекта^обучения" применяли массированные раздражения двух или даже трех нервов вместе прямоугольными электрическими стимулами длительность» 20, 250 идя 500 »сек, при частоте 2 или 5 гц. Применяли также парные стимулы, как это было сделано в работе Ввпринцева и Розанова. Равдражающие серебрянные электроды накладывали на церебральные, зрительные и педальные нервы, отводящие на педальную комиссуру, висцеральный нерв, парапедадьиую комиссуру.

Активным контролем для биохимической серии опытов слоили/ ганглии, раздражаемые беспорядочным сочетанием тех же стимулов, что и в опыте, число которых па каждый период определяли исходя . из статистики этих сигналов при "обучении". Подача того или другого сигнала для активного контроля производиласьвне связи о ответом ганглия. Такой способ раздражения не приводил к устойчивым изменениям в фоновой активности ганглия;

Ответ на раздражение регистрировался ч виде ыооного залпа электрической активности о одного из нервов.

Оря последовательном переключении каналов отведения можно было видеть активность и других нервов. Через 15-20 таких мае-/ сированяых раздражений ответ становился бслзе устойчивым, высо-

г 1

коампдигудным, а г интервалах между раздражениями начинали появляться отдельные вспышки синхронной активности, не связанные с раздраженный Амплитуда этих ответов постепенно стааонн-лась все больше и через 40-50 раздражений, после выключения стимулятора эти залпы сохранялись в фоне.

Синхронная залповая активность нервов наблюдалась нами в течение от 15 минут до суток. Сели на прекративши свою залповую активность г&нглнй вновь наносились ранее применявшиеся раздражения* то ганглий восстанавливал свою активность. Причем,для возобновления активности требовалось гораздо меньшее время и менывее число раздражающих стимулов. Восстановленная активность сохранялась также в течение длительного времени.

В овязи о поставленной задачей нами била проведена серия экспериментов по выявлению роли макромолекул РНК и белка в пластическом обеспечении функции нейрона при элентрофизяологн-ческом "обучении*. Для этого были использованы ингибиторы синтеза РНК и бедка антибиотики - актиномидин - Д н цуромицки.

При инкубации изолированных ганглиев в среде с актиномч-цином в дозе 25 мкг/мл или вместе с актиномицином к пуромици-ном в дозе 25 мкг/мл и 50 мкг/мл соответственно "обучаемость* ганглиев значительно ухувдалась. Это выражалось в следующей:

I. При инкубации в среде с актиномицином, в точение 6 часов, нами не было запечено изменений в амплитуде и частоте фоновой и вызванной активности нервных волокон ганглия н отдельных нейронов. Однако, возникновение синхронных залпов электрической активности в фоне независимых от внешнего стимула было затруднено. Так уже через 2 часа инкубации для реалы за-

ци» эдиповой активности требовалось вместо 15-20 раздражений от 30 до 40* а через 5 часа количество раздражений увеличивалось до 100. Через 4 к более часов инкубации только в 1 случае удалось подучить феномен "обучения". Во[всех 100% случаях "оОучае-кость" нейроналышх комплексов значительно затруднялась. Количестве необходимых;электрических посылок увеличивалось* а время генерации синхронных аалпов в фоне при выключенной стимуляции уненьаалось.

2. Ори инкубации гавглжев в среде с актняомицияо» я вуро-иицнном х концу 4-5 часа наблюдалось общее снижение вмпдигуди, вызванной электрической активности в среднем на 15-20^ от исходного уровня. В атом случае после 2-х часовой инкубации реализации залповой активности в фоне /далось получить только после 80: и 118 стимулов. Залповая активность продолжалась в течении 15 минут после выключения стимулятора. Во всех остальных случаях при длительности инкубации евмие 2 часов воспроизведения залповой активности получить ве удалось* Вместе с тем ослабленная реакция на стимул сохранялась.

Отдельные нейроны ганглиев тритонии подвергались также процессу "негативного научения" по Е.Н.Соколову (1969). Это поражалось в том, что > опытах с ортодромнын раздражением гигантсв,го нейрона через михро&лвктрод электрическими стюфииса напряжением 10* 20 или 30 длительностью I и 10 «сек и частотой от 0,1 до 20гц* наблюдалось постепенное ослабление и исчезновение фазы возбужден \ ния. По-видимому» по кере раздражения накапливается процесстор-можецня* препятствуя генерации импульсов и вызывая эффект привыкания.

В специальной серки наблюдений, мы обнаружили, что раздражение ганглия сопровождалось снижением омической составляющей импеданса и повышением его емкости. Измененные уровни значений сопротивления я емкости оставались в течении всего периода раздражения. Однако, также как и в покое наблюдались периодические колебания этих величин, причем, глубина их била более выражена, а периоды в начале раздражения были в пределах одной минуты, а в дальнейшем от 5 до 10 минут. Электрические параметры ганглия в связи с раздражением, по прекращении его постепенно возвращались к исходный значениям. Процесс влектрофиапологического "обучения" ганглии сопровождался аналогичными изменениями значений импеданса, что и электрическое раздражение. При этом "врабаты-вание", возникновение синхронной залповой активности вне раздражения ило на повышенных значениях импеданса ткани (омической составляющей на 18-30^, а емкости на 10-£5$).

Эти данные свидетельствуют о том, что в обеспечении пластических преобразований в нейронах в процессе "обучения" большое участие, принимает н межклеточное пространство - его содержимое: мукопротеидц, мукою лисахариды, РНК и др. макромолекулы клеточной поверхности.

Таким образок, как внутриклеточные, так и внеклеточные макромолекулы, заинтересованы в осуществлении пластических аераций в клетках. В связи с эхин встал вопрос о конкретной роли РНК и белка в осуществледии специфической функции нейрона.

Были проведены эксперимент с изучением изменения синтеза РНК и белка в нейронах и глмальных клетках ганглия тритотш при различных функциональных состояниях и в связи с "обучением".

Исследования были проведены с использованием равнойзотоппой техники.

ИЗМЕНЕНИЯ В СИНТЕЗЕ РНК И БЕДКА В НЕЙРОНАХ ТРИТОНИИ ПРИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ НАГРУЗКАХ

В работе использовались цереброплевральные и педальные ганглии взрослых трнтоний, Ганглии инкубировались в морской воде с добавлением Нэ-уридина или Н8-лизина в дозе 10 «ктв/м/^при температуре 8°С. Время инкубации ганглиев продолжалось от 2 мин. до 72 часов, в разных опытах. Фиксация в ФСУ (формалин, спирт, уксусная кислота 3:1,5:0,2) - 30 мин. Для выяснения специфичности включение Н3-уридина срезы ганглиев обрабатывали РНК-аэоЙ. Де-парафинированлыв'препараты покрывались фотоэмульсией типа "Р" и экспонировались к радиоактивному излучению до 60 дней для получения радиоавтографа. Количество включенных радиоактивных изотопов оценивалось средним числом зерен серебра в проявленном автографе на единицу площади среза клетки в 10 мк2 (с учетом фона) отдельно для ядра, ядрышек, цитоплазмы и аксонов нейронов, размер которых равнялся 400 мк и выше. Результаты подвергались статистической обработке.

Радиоактивность в щелочной гидролизате ганглиев после электрической стимуляции и "обучения" определяли на сцинтиляционном счетчике А/и^ейч -720. Для этого ганглии после ин-

кубации с Нэ-днзином или С^-уридином быстро промывали средой без метки, фиксировали в 0,4 Н.трихлоруксусноЙ кислоте (ТХУ) и спирте, гид роли зовали в 1 Н у^ОН при 37° в течение 13 часов. По относительному включению всех четырех меченых нуклеотцпов оценивались населения нуклеотидногс состава вновь синтезированной РНК. В каждой точке делалось 5 повторностеЬ.

Я I

Н"-уридин быстро включается в клетки ганглиев. Уже черев 10 ш. в ядрах клеток соединительной оболочки ганглиев отмечается высокий уровень метки* Незначительное количество восстановленных зерен серебра обнаруживается в ядрах и ядрыиках нейронов глиальных и ивановских клеток* С увеличением времени инкубации количество зерен нарастает. Характерна тенденция к расположению зерен по оереферической зоне ядрышек нейронов. В течение первых 30 мин. синтеза метка нарастает в ядрах и ядрышках нейронов, тогда как в цитоплазме содержание метки составляет 5% от общего количества.Лишь после 30 мин. инкубации происходит увеличение концентрации метки в цитоплазме нейронов.

Необходимо отметить, что в изанновских клетках, расположенных по периферии коннектив обнаруживается особенно интенсивное включение Н3-уридина. К 4 час.средняя плотность верен в ядре и цитоплазме нейронов .выравнивается,.однако, в ядрышках в эти сроки содержание метки заметно вше. При 8-24 часовой инкубации на фона дальнейшего возрастания количества меченой РНК в цитоплазме происходит ее снижение в ядре и ядрышках. К этому же времени меченая РНК обнаруживается во вставочном сегменте аксона, а через В часов меченая РНЕ обнаруживается по всей длине аксона.

При инкубации ганглиев с Н8-лизином от 30 мин. и до 6 часов наблюдается общее увеличение количества метки в нейронах, глиаль ных и вванковских клетках. Активность включения Н3-ливина в гигантские нейроны, 'выше, чем в глиальные и аванновские клетки. В течение первого часа инкубации ганглиев с Н8-лизином уровень его включения в цитоплазму нейронов в 3 и более раз вьше, чем в ядра Н3-лизин активно включается также в ядрышки нейронов. Количество метки в аксонах нарастает к 6-8 часу инкубации.

Были доставлены опыты по определению оптимальной дозы акти-номицина и пуромицинадля подавления синтеза РНК и бедка.-

По мнгибирующей способности эффективными оказались дозы от 0,1 до 50 мкг/мл актиномицина. Латентный период очень мал для ядрыаек нейронов, глиальных и швакновских клеток, тогда как для ядер нейронов он составляет около 2-х часов. При дозах 25-50 икг/ мл синтез РНК в нейронах и глиальных клетках подавляется на 90/Ь к концу 3-4 часа инкубации. Актиномициновый блок также снижает синтез белке в цитоплазме и ядрах нейрона на 20%, а в аксоне, глиальных и аванновских клетках на в течение первых в часов наблюдения. При действии пуромнцина снижение включения Н3-лизина в структуры клеток наблюдается уже при дозе 20 мкг/ил. При больших дозах 50, 100, 150 мкг/мл можно заблокировать включение метки до 60-80^ ох контроля в ядре, цитоплазме, аксоне нейрона, а также в глиальных и аванновских клетках.

ИЗМЕНЕНИЕ ВКЛЮЧЕНИЯ В КЛЕТКИ Н3-УРИДИНА И Н3-ЛИЗИНА ПРИ ДЕЙСТВИИ ВЫСОКОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ

Данные количественной авторадиографии показывают, что при 26°С происходит резка® стимуляция синтеза РНК в гейронах по сравнению с контролем при 8°С. Скорость синтеза РНК при повышение температуры возрастает особенно заметно г течение первых 10-20 мин. Наибольшая стимуляция происходит в ядршках.

В течение первого часа при 16°С в нейронах синтезируется примерно в 2-3 раза больше РНК, чем в контроле. Инкубация при 8°С ведет к линейному нарастанию количества РНК, в то эремя как в условиях повышенной температуры общее количество меченой РНК в нейроне сохраняется на достигнутом уровне.

При 16°С количество печеной РНК в ядре вслед за быстрый росток после первого часа начинает снижаться» особенно резко после 3-4 часов. В цитоплазме меченая РНК при повышенной температуре появляется несколько раньше, чем в контроле и в значительно большем количестве: это свидетельствует о том, что в этих условиях происходит активация как собственно ядерных РНК так и РНК переходящих в цитоплазму. Синтез РНК в нейронах резко увеличивается в течепие 60 мин., после чего не происходит увеличения количества меченой РНК при 1б°С. Интересно, что несмотря на это, продолжается, хотя и с меньшей скоростью, чем при 8°С, транспорт меченой РНК из ядра в цнтоплаа^у. Спустя 4-8 часов действия высокой температуры количество меченой РНК в цитоплазме нейронов становится ниже, чем в контроле.

В глиальных и лвавновских клетках также происходит активация синтеза РНК сразу же после инкубации ганглиев при 1ь°С. Количество РНК, синтезированной в течение 10-20 мин. в этих условиях в 1,5-1,8 раз больше, чем в контроле. Однако, если в нейронах после этого достигнутый количественный уровень РНК сохраняется, в глиальных и шванновских клетках количество меченой РНК быстро убывает, так что уже через 20 мин. имеющаяся разница в уровне меченой РНК при 16° и при 8°С исчезает.

Результаты показывают, что высокая температура стимулирует также белковый синтез. Установлено различие температурного эффекта ни синтез белка в ядре и цитоплазме нейронов, причем синтез ядерных белков стимулируется в большей мере, чем цитоплазмати-ческих. Количество меченого белка в цитоплазма, возрастает ли-

нейно, тогда как в ядре поело достижения максимума (через 60 мип.) происходит его уменьшение, в результате чего к 6-8 часам количество меченых белков в нейроне при 16°С оказывается таким ко ; как и в контроле. Следовательно значительная часть синтезированного белка при 16°С быстро распадается* Быстрый распад синтезированного белка под воздействием высокой температуры происходит в аксонах, а также в глнальных и пванновских клетках.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АКТИВНОСТЬ НЕРВНЫХ КЛЕТОК ТРИТОНИИ

При проникновении микроэлектрода в нервную клетку регистрировался потенциал покоя. Обычно величине потенциала покоя устанавливалась на постоянном уровне через несколько секунд после прокола. Нами принимались в расчет только те измеряемые величины, которые не были связаны о повреждением клеток и имели длительное время постоянные значения. Средняя величина потенциалов покоя для 15+ нервных клеток составила 58,3 + 6,1 мв (уровень значимости р<0,05), величина потенциалов действия колебалась в пределах 80-110 мв. Ухудшение функционального состояния сопровождалось снижением потенциалов действия и увеличением их длительности.

После прекращения реакции клетки на прокол, во многих клетках в течение длительного времени можно было наблюдать спонтанную активность. Частота разрядов у разных клеток колебалась от 0,1 до 20 ими/сек. Отдельные клетки давали групповые разряды импульсов, в количестве 2-3 и более с интервалами 1-5 сек. между пачками. Крупные нейроны (200-600 мк) обладали значительно меньшей частотой спонтанной активности, чем более колкие.

Большинство исследовавших вдет он находилось в состоянии активности в течение многих часов* причел с течением времени частота импульсации менялась незначительно. Ухудшение состояния клеток сопровождалось урежением импульсной активности вплоть до ее полного прекращения.

Ив 76 исследованных нами нейронов в целях выяснения характера спонтанной активности было обнаружено, что 58 нейронов обладала ритмической активностью. Распределение межспайковых интервалов для них было симметричным и приближалось к нормальной?. У остальных 18 нейронов распределение межспайковых интервалов подчинялось экспоненциальному закону.Пуассона*.

Регистрация электрической активности о периферических нервов ганглиев показала, что поток-нервных импульсов различается по амплитуде, длительности и форме. Такс нервов це ребро плеврального л педального ганглиев нами зарегистрирован поток импульсов амплитудой от 0,04 до 1,2 нв. Этс^повидимому, связано с наличием в нервах аксонов разного диаметра. Раздражение нервов сопровождалось резкий усиленней электрической активности ганглия благодаря вовлечению в процесс новых нервных клеток и синхронизации их деятельности*

ИЗМЕНЕНИЕ Р СИНТЕЗЕ РНК 1! БЫКА ПРИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТИКУЛЯЦИИ НЕЙРОНОВ ТРИТОНИЙ

Электрическое раздражение ганглиев с частотой от 2 до 50 имп/сек вызывает общую стимуляции синтеза РКК в ядрах и яд-рыяках нейронов.

Стимулирующий эффект раздражения на- синтез РНК наблюдается уже при частоте 2 имп/сек. С дальнейшим повышением частоты

- 18 - * i ■'■■'■ .''■,' возрастает стимулирующий эффект, достигая максимума (200$) при частоте 30 имп/сек. При 50 имп/сек. синтез РЫК происходит с активностью, которая наблюдается при 15 иып/сек, т.е. ниже чек при 30 имп./сек., но выше чей в контроле, При; электрическом раздражении более высокими частотами имеет место снижение аффекта раздражения на синтез РНК по сравнении с максимальным уровнем, достигнутым при 30 имп/сек. В целом в течение первых 15-20 минут при любых частотах раздражения наблюдается подъем синтеза РНК* После этих сроков количество меченой РНК при низких частотах сохраняется на уровне близком к контрольному, а при высоких частотах происходит снижение уровня меченой РНК по сравнению с контролем.

Таким образом, накопление новообразованной РНК s нейроне при различных режимах стимуляции зависит от частоты и времени раздражения ганглиев. Оптимальный режим раздражения, при кото- < ром происходит максимум стимуляций синтеза РНК, соответствует частоте 30 имп/сек. При дальнейшем повышении частоты раздражена« наблюдается сначала падение стимулирующего эффекта, & затем (при частоте 100 имп/сек) и угнетение процесса накопления РНК.

В глиальных и шваиновских клетках также, как и s нейронах, электрическое раздражение частотами до эО имп/сек. ведет к активации процессов накопления меченой РНК. Ори этом и здесь максимум эффекта достигается при частоте 30 имп/сек. При более высоких частотах электрического раздражения ганглиев наблюдается падение активности синтеза РНК в этих клетках.

Необходимо отметить, что в течение первых 30 мин. раздражения ганглиев частотами от 15 до 50 имп/сек. кривая нарастания

количества меченой РНК вней^онах и глиальшх клетках в отличие от контрольной, проходит через экстремальные состояния.

В другой серии опытов нами исследовалась продолжительность последействия электрического раздражения на синтез РНК. В этом случае ганглии, поиеаекные в среду с Нэ-уридином, раздражали о частотой 2, 5, 10 и 30 имп/сек. в течевие 5,15 и 30 минут, после чего фиксировали через 1-6 часов. Через I чао после прекращения раздражения еще обнаруживается превышение количества меченой РЫК в нейронах опытных животных над контрольными, но степень этого превышения зависит от длительности раздражения: при 5 мин.оно минимальное, а при 15 и 30 мин. в 2-2,5 раза больше контрольного.

Длительный (до % часов) эффект последействия электрического раздражения, наблюдался также в глиалышх и лванновских клетках.

В контроле в гигантских нейронах ганглиев тритонии синтез белка в цитоплазме протекает в 1,5.раза активнее, чем в ядрах.

' При электрической раздражении происходит стимуляция синтеза белка в цитоплазме и в ядре. Как и в случае синтеза РНК« наблюдается зависимость интенсивности включения Нэ-лизина от частоты импульсации. При 15 имп/оек. включение метки активируется, примерно на 30^ (в ядре и цитоплазме) по сравнению с контролем.Значительно большая стимуляция синтеза белка наблюдается при 30 ими/ сек. При этой частоте активность белкового синтеза в 3-4 раза выше, чем в контроле, причем синтез белка в ядре и цитоплазме стимулируется, примерно, з одинаковой степени.

Таким образом, максимум активации белкового синтеза, ;;ак и синтеза РНК, происходит при частоте 30 имп/сек. Более высокив частоты оказывают меньший эффект. При этом стимуляция белкового

- го -

*■ }

синтеза увеличивается в течение первых 20-30 минут электрического раздражения, в дальнейшем накопление меченой аминокислоты прекращается. Синтез белка в аксощтзме также стимулируется, но в значительно меньшей мере, чем в цитоплазме нейрона. После предварительного раздражения (15, 30 минут) с частотой от 2-х до 30 ими/сок. в нейронах не только сохраняется достигнутый в результате стимуляции, уровень меченого белка, но и продолжается его дальнейшее накопление на протяжении нескольких часов. При электрической раздражении ганглиев стимуляция синтеза белка происходит также в глиальних и иванновских клетках. Так уже при раздражении частотой 15 имп/сек. в эткх клетках практически достигается максимум синтеза белка (примерно в 2 раза по сравнении с контролем). После кратковременного раздражения в течение Ь, 25, 30 минут с частотой от 2 до 30 имп/сек уровень меченого белка в глиальных и шванновсох клетках в течение 6 часов при всех длительностях раздражения остается выше, чем в контроле.

Важно отметить, что электрическое раздражение ганглиев сопровождалось циклическими изменениями в скоростях синтеза РНК и белков в нейронах и глиальных клетках. Количество РНК:в нейронах увеличивалось в тот момент, когда ее количество в глиальных клетках уменьшалось и наоборот.

В процессе злектрофизиологяческого "обучения" ганглиев можно было усмотреть следущеё соответствие между , электрической и метаболической реакцией: появление залпового ответа на раздражитель и эффекта "обучений* сопровождалось некими метаболическими переходами в виде двух волн накопления метки, что говорит о процессах накопления-распада ?НК. Но с другой стороны, не ваб-

людалось связи между видом установившейся функции системы ("обучение'* и активный контроль) и характером обмена РНК - в обоих случаях изменения включения со временем были аналогичны. Более того, аналогичный, хотя еще и несколько отличающийся вид, имеет включение С^-уридина при раздражении ганглиев тритонин непрерывной частотой 0,5-30 гц. Таким образом, метаболическая реакция в виде двух волн накопления-расхода метки (С^-уридина) характерна для всех применяемых видов электрического раздражения. Характер изменения включения, пс-видимоиу, обусловлен нестационарностью обмена РНК (неравенством скоростей синтеза и распада)в процессе адаптации нервной системы к раздражению.

Приведенные результаты касаются тотальной РНК ганглиев и, следовательно, известная гетерогенность нервной авени вносит в них (результаты) существенную неопределенность* В первом приближении по-видимому было бы достаточно разграничить метаболические реакции двух различающихся принципиально эдементов-глиальшос клеток и нейронов. Методом радиоавтографии было показано, что первая волна включения обусловлена в основном глиальшш, а вторая -нейрональшш обменом РНК. Таким образом, возвредаясь к динамике функции ганглия при "обучении" видим, что в области глиалышй метаболической реакции наблюдается первый функциональный переход системы - ганглий начинает отвечать на стимулы залповыми разрядами. Специфические для нейрона процессы интегрирования - формирования импульсов происходят на его мембране, и сигнал о ее состоянии, какова бы.ни была его природа,'может вследствие тесного контакта между глией и нейроном, быстро достигать ядра глки и воздействовать на ее генетический аппарат. Аналогично, обрат-

вый сигнал может оказывать влияние на яеВроналъную мембрану, определяя Функциональное состояние прилегающих участков, гетерогенность которых, по-видимому играЬт значительную роль в ии-тегративной деятельности нейрона.

С точки зрения возможного регуляторного влияния глии на нейрон представляет интерес последствия метаболической реакции глии для нейронального обмена РНК. Бели эдектро раздражение прекратить через 5 минут после его начала (в максимуме глиальной метасолической реакции), то в последующее время (до 30 минут) не наблюдается каких-либо новых существенных изменений в обмене РНК нейронов. По-видимому усиление метаболизма в глие не оказывает влияния (в рамках рассматриваемых явлений) само по себе на нейрональньгй обмен РНК и для усиления последнего необходимо продолжающееся электрическое воздействие. Создается впечатление, что и функциональная и метаболическая перестройка нейронов начинается после преодоления некоторого порога в величине нагрузки. До достижения этого порога глил, видимо, будучи более лабильным

■ ■' [

элементом в системе чем нейрон, поддерживает стационарное функциональное и метаболическое состояние последнего, т.е. выполняет трофическую функцию /Л.З.Певзнер, В.А.Брумберг, *970/.

Регуляирный сигнал генетического аппарата, наблюдаемы*, в виде чередующихся процессов накопления - распада вновь синтеэи- ■ руемой РНК, может претерпеть существенные и, возможно, специфические изменения на стадии трансляции. Существувт представления, ■ что большая часть (€0-8056) вновь синтезированной РНК не транслируется, распадаясь еще в ядре, и является, по предположению Г.П. ' Георгиеза Д970/, репликой с акцепторной, или "неинформативной" | зоны оперона. В таком случае быстрое снижение включения ыетки

может бить обусловлено распадом "неинформативной* РШГ. фдаано, включение Н3-лизина при электрических воздействиях,в принципе, имеет такой же характер, как и включение С^-уридина. По-зидимому, накопление - распад РНК отражает истинный характер регуляторного сигнала и для метаболической реакции на раздражение также характерен процесс накопления-распада быстрообменивающихся белков. Так же, как в обмене РНК, в обмене белков не наблюдается существенных различий при "обучении" и активном контроле.

Поскольку существуют указания 1963/, что

для процесса обучения характерно усиление синтеза РНК АУ-типа в то время как для стимуляции - Щ-типа, была изучена динамика нук-леотидного состава (по относительному включению четырех нуклео-тидов) вновь синтезированной РНК при "обучении" и активном контроле в трех точках: при 10, 15 и 20 минутах с начала воздействия. Для обоих видов раздражения оказалось характерным сильное увеличение содержания А+У по сравнению с Г+Ц. Так, если в норме коэффициент специфичности равен 1,2, то через 15 минут электрического раздражения он возрастает до 1,7 - 2,0, а через 20 минут опять снижается до нормы. Таким образец и по .нуклеотндному составу быстрообменявающейся РНК, по-видимому, "обучение" и активный контроль не отличаются. Повышение коэффициента специфичности может свидетельствовать об усилении обмена ДНК-подобной РНК, что представляется вполне естественным в рамках общепринятых представлений'о клеточной регуляции (В.Я.Бродский,1968),

Из всего сказанного получается противоречивый, на первый взгляд результат: с одной стороны функциональные переходы коррелируют с метаболическими, с другой - аналогичные метаболические реакции наблюдаются и в отсутствии признаков функциональных иэие-

некий системы нейронов. Это противоречие снимается при естественном допущении, что новое функциональное состояние формируется на ; более высоком, системном уровне регуляции при однотипных адаптивных процессах на макромолекулярном уровне.(

Итак^различные виды электрического раздражения ганглиев моллюсков сопровождаются изменением синтеза РНК и белка в нейронах и глиальных клетках. Естественно, что эти изменения связаны с соответствующими перестройками во внутриклеточной аппарате нейрона. Поэтому перед нами встала задача обнаружить реакции внутриклеточных органелл на разные дозы электрической стимуляции.

ИЗМЕНЕНИЯ В УЛЬТРАСТРУКТУРБ НЕРВНЫХ КЛЕТОК ' " ТРИТОНИИ ПРИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТИМУЛЯЦИЙ

В настоящих исследованиях, в основном, подтверждены все морфологические данные, описанные в атласе В.Л.Боровягина и Д.А.Сахарова /1968/. по уяьтраструктуре нормальных клеток трито-вии. Поскольку эти данные хорошо известны, останавливаться на них нет необходимости и целесообразно перейти к рассмотрению тех; улътраструктурных изменений, которые происходят при возбуждении.'

Исследованию были подвергнуты нейроны цереброплеврального и педального ганглиев при раздражении соответственно церебраль*-'/ них и педальных нервов. Нервы раздражались прямоугольными импульсами электрического тока длительностью 1-10 мсек, при частоте стимуляции от 0,2 до 50 имп/сек и времени от 2 до 60 мин.

Для электронной микроскопии кусочки тканей фиксировали в 1%-м растворе 0%0Ч б фосфатном буфере при рН 7,4-7,6. Бремп фиксации до 2-х часов. Материал заливали в аралдит. Полимеризация производилась.в течение суток при 60°С. Срезы дополнитель-

во контрастировали в растворе уранилацетата и свинна по Рейнгольду. У дгт рамикротомирование осуществляли на удътратоме системы ¿КВ. Просмотр и фотографирование производили на электронном микроскопе ^ЕМ-? (Япония), при ускоряющих напряжениях до 80 «V .■■. ■/

Уже на второй минуте электрической стимуляции при частоте 2-5 имп/сек в большинстве нейронов наблюдается усиление фрагментации ядра и увеличение количества митохондрий н свободных рибосом у ядерной мембраны. В это время включение меток по Нэ-уриди-ну и Нэ-лизинув нейрон по авторадиографическим данным находится на уровне контрольного. Стимулирующий эффект раздражения на синтез РНК и белка наблюдается уже при 2 имп/сек, но на 20 минуте, а при частотах от 5 до 100 имп/сек на 3-5 минуте.

;■' Пра данных параметрах раздражения еще более увеличиваемся фрагментация ядерной Мембраны, объем перинуклеарного пространства и количество ядрышек в ядре. Цежду ядерным веществом и ядерной мембраной можно видеть образование слоя чузырьков разного размера, формы и структуры, что свидетельствует об активном транспорте веществ вначале между ядром и пузырьком,*а в дальнейшем между пузырьком и цитоплазмой. Можно наблюдать прохождение пузырьков через расширенные поры ядерной мембраны в цитоплазму. Близ ядерной мембраны нейрона в цитоплазме, наблюдается концентрация большого количества митохондрий с плотно упакованными кристами, наружной фестончатой мембраной, что-указывает на повышение их функциональной активности. В нлтактных клетках митохондрии расположены в основном в центральной и периферической зоне цитоплазма. При малых частотах и длительностях раздражения

они пало отличаются от исходных. При сильной возбуждения они приобретают округлую форму, кристы набухают и теряют очертания, матрикс просветляется. Иногда митохондрии прикрепляются к ядерной мембране, поблизости от ядрышса* В цитоплазме возбужденных нейронов значительно расширяются цистерны эндоплаэиатической сети и увеличивается количество рибонуклеопротеидн ых гранул на наружной поверхности эргсютоплазиы. Элементы аппарата Голъдхн га- . пертрофируются и окружаются митохондриями. В большинстве плёток увеличивается число профилей шероховатого ретинулума. Вблизи ядра они располагаются наиболее густо, образуя связи о внешней ядерной мембраной. К периферии клетки количество канальцев и связанных с ними рибосом уменьшается. Количество полисом в центральной части клетки и близ ядра также увеличено. Характерной особенностью возбужденного гигантского нейрона является наличие большого разнообразия форм липидных телец и лизосомоподобных образований. Липидкые тельца представлены в виде округлых образований диаметром до 2 ик> не заключенные в мембрану, сосредоточенные в средней части цитоплазмы. При умеренных степенях возбуждения количество их увеличивается, однако, при увеличении частоты и длительности стимуляции количество их резко уменьшается, во многих из них наблюдаются вакуоли, а рядом с ними собираются группами митохондрии. Эти структуры бывают связаны настолько тесно, что прилегающая к поверхности тельца внутренняя мембрана митохондрий

I

не различима. По-видимому, под действием содержащихся в митохондриях оксидаз^арных кислот протекает процесс жирового обмена. Усиление физического контакта митохондрий с липидными тельцами, по-видимому, обеспечивает митохондрии необходимыми энергоресур-

сами. Аналогичное явление в клетках'поджелудочной железы у голодных животных наблюдал % 1958. Концентрация митохондрий у ядерной мембраны и у стенок гранулированного вндоплазма-тического ретикулума при электрическом возбуждении, по-видимому, необходима для активации аминокислот и синтеза бедка на рибосомах с помощью АТФ. .

Таким образом, в реактивных внутриклеточных процессах и при становлении клетки на новый уровень функционирования митохондрии легко активируют свой ферментативный аппарат и быстро передислоцируются а соответствии с локально возникающей потребностью в макроэргах. Дефицит в макро&ргах по убедительным данным Мсерссна /1973/ становится сигналом н активации генетического ап- : парата. Это проявляется, во-первых, в увеличении общей поверх- ; ности ядерной мембраны, объема перияуклеарного пространства, образовании слоя пузырьков на ядерной поверхности, свидетельствующем! об активации транспорта веществ между ядром и цитоплазмой, во-втэрых, в усилении синтеза нуклеиновых кислот и белков. Синтез направлен как на активацию образования митохондрий, увеличение '■■ их мощности, так и на активацию образования всех клеточных структур и уменьшение^ тем самым, количества функций на единицу массы клетки. Ыожно вполне согласиться с Меерсоном, который утверждает, . что при адаптации клетки к физический нагрузкам первостепенное значение приобретает увеличение количества митохондрий и, тем самым, устранение дефицита энергии. Таким образом, уже простое увеличение внутриклеточных структур без существенного изменения их качества оказывается основой приспособления клетки к раздражителю.

Пока трудно сказать что-либо определенное относительно роли' липидных телец в нейронах моллюсков, тле. их биология до сих нор мало изучена. Возмохно/они представляют-собой дополнительный синтетический аппарат, объединенный о гидролитической функцией ли-зосом. При гидролизе их содержимого происходит высвобождение большого количества простых строительных материалов, необходимых для поддержания усиленной активности нервной клетки в период возбуждения. .

При длительном раздражении нейронов близ ядерной мембраны, наблюдается значительное увеличение разнообразных сложных и пу-эырьчатых глыбок, окруженных одиночной мембраной и содержащих на фоне светлого содержимого миалиновые фигуры или гетерогенный плотный материал. Структура и поведение этих органелл в возбужденных клетках наводило на мысль об их лизосомалъном происхождении.

В связи с этим встал ¿опрос о том, что действительно ли представленные внутриклеточные образования являются лизосомами. Элек-тройномикроскопическая картина не дает окончательного ответа» Маркерным ферментом для лиэосом является кислая фосфагаэа. Была поставлена злектронноцитохимическая реакция на этот фермент, а также на пероксидазу. ' V.

ЛИЭОСОШ й ИХ РОЛЬ В НЕЙРОНАХ &И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТИМУЛЯЦИЙ

Кусочки нервной ткани фиксировались в течение суток в очищенном глютаральдегиде на 0,1Н какодилате при рН -7,4 и температуре 4°С. После фиксации кусочки перекладывались в какодилат,

а затем обрабатывались по Гоморн на кислую фосфатаэу* а также Грехеиу к Карновскому на перексидазу, дофиксировались в 1% растворе OfO^ и заливались в аралдит. Параллельно ставился контроль <¡JÍaf i&HCAf. Далее приготовляли срезы и просматривали ш электронном микроскопе, хак в главе П. В нейронах моллюсков кислая фосфатава впервые обнаружена наш в сложных и пузырчатых глыбках (по терминологии Боровягина и Сахарова 1968), а также гранулярных пузырьках аксонов и их терминалей. Эти данные вашли в дальнейшей подтверждение в работах tídles , Piskez 1975.

Не злектромаограимах пузырчатые и сложные гдыбки гигантских нейронов имеют вид плотных телец размером от 0,5 до 3 мкм, ограниченных одиночной мембраной. Патрике этих включений неоднороден. В ряде на них отмечается присутствие ламелляраого содержимого* образованного рядом слоев мембранных структур. В других полость включения заполнена зернистым или везикулярным материалом различного размера и плотности. В нейроне глыбки располагаются или вблиса его наружной мембраны* или в зоне средней части цитоплазмы Участки-активности кислой фосфатазы в этих глыбках отмечались по отложендяк кристаллов фосфата свинца. В отдельных глыбках электронная плотность преципитата оказалась очень высокой* в виду чего создавался сильный контраст. Сложные глы&щ различных форм и размера показали отложения солей свинца как в матриксе, так и в прилегающих к мембране участках. Отложения свинца иногда были раеЬеявы среди этих органелл.:Вакуоли пузырьчатых и сложных глы-бок, менее плотны, гомогенны* не дают положительной реакции на кислую фоофатагу. Эти включения, по-видимому, представляют собой инертныепродукты. Отложения фосфата свинца иногда наблюдались вокруг гомогенных глыбок в виде очень топкой каемки.

Другим местом локализация кислой фосфатазы является область аппарата Гольджи. Здесь мелкие тельца .округлой формы были очень плотно заполнены отложениями фосфата свинца. В отдельных нейронах цереброплеврального и педального ганглиев моллюска) а также по ходу аксонов этих нейронов нами было отмечено наличие большого количества гранулярных пузырьков* Показано, что гранулярные , пузырыш, локализующиеся в районе аппарата Гольдки, по ходу ансо- ! ков и в терминалях аксонов пресинаптической области дают положи- ; тельную реакцию на кислую фосфатазу проявляющуюся в отложении тонких игольчатых кристаллов фосфата свинца*

При электрической стимуляции нейронов сверхпороговыми импульсами частотой 5, 10, 1Б, 30 имп/сек в течение 5, 10, 20 мин. количество глыбок в цитоплазме нейрона резко возрастает* Пузырь-чат ые и сложные глыбки в основной концентрируется в околоядерной зоне. Количество и плотность фосфата свинца в сложных и пузырь-чатых глыбках при умеренной частоте и времени стимуляции было достаточно большим и интенсивным* Сочти все органеллы содержали продукт реакции. При больших частотах электрической стимуляции и времени до I часа количество и разнообразие гдыбок в нейроне остается тем же, что и при умеренной стимуляции* Однаксгв орга-неллах резко снижается количество структурно связанной кислой фосфатазы* Продукт реакции отмечался ¿лишь в немногих из них. Видимо, несмотря на внутриклеточные буферные системы, происходит сдвиг рН внутри клетки в кислую сторону. Б таких условиях повышается проницаемость мембран и ферменты выходят наружу в цитоплазму, образуя участки фокатьного распада цитоплазмы. В дальнейшей зти участки окружаются мембраной и внутри них начинается

образование концентрических или« так называемых, ниэляновых фигур, особенно многочисленных в утомленных от стимуляции клетках.

В ряде структур оокы нейронов нами обнаружена пероксядазная активность. Положительную активность показали крупные вакуоли, окруженные одиночной мембраной. Продукт реакции локализовался в виде крупнозернистых скоплений неправильной формы, находящихся в центра или эксцентрично. Помимо этого, в вакуолях имелся материал низкой электронной плотности в виде мелких гранул, фрагментов мембран и светлых пузырьков. Кроме крупных вакуолей ветре- ^ чались мелкие светлые пузырьки, тде продукт реакции имелся в форме двух-хрех гранул. Продукт реакции также наблюдался в липидных тельцах, легащих свободно в цитоплазме или в вакуолях. В липидных ; тельцах пероксидазнаа активность отмечалась в виде точек в натрия-1 се тельца или локализовалась по периферии мелких светлых пузырьков в середине тельца. Интенсивность реакции в липидных тельцах ' была значительно меньше (вплоть до нулевой) по сравнению с первыми структурами. Другие цитоплаэматические структуры не показали положительной реакции на пероксидазу.

Ыногочисленность описанных вами лизосом в цитоплазме нейрона, особенно в состоянии его возбуждения, можно объяснить интенсивно проходящими процессами автофагии. На*автофаговую роль многих лизосом указывает наличие в них миэлиновых фигур, что в соответствии с Новиковым \U9rinoff 1967, 1969) служит надежным признаком автофагирущих лизосом. На автофагию не.следует смотреть только как на явление педологического порядка^ наступающее в стресс-условиях. Прежде всего, автофагия в обычных фааиологи-чкеких условиях служит для переработки ядерных и цитоплазмати-

ческих макромолекул, о чей, возможно, говорит характерное око- .

лоядерное расположение большинства лизосом вместе с аппаратом

^ . ■ - ■ Гольджи и злементами гладкостенного эхндоплаэматического рети-

кулума. Автофагия также служит в качестве механизма очистки клетки от отживающих митохондрий, рибосом и цитомембран и их гидролиза в замкнутых пространствах« что исключает автолитичес-кое повреждение клетки. При кислом гидролизе фосфолипидов ибелков высвобождаются свободные жирные кислоты, холин, ряд амияо-кислот, пептида ■ днпептнды. Иньши словами, автофагия - э*о механизм регуляции уровня цитоплазматических компонентов, о"целы> обеспечения пластических возможностей клетки для функционирования в постоянно меняющихся уровнях адаптации. С этой точки зрения кислая фосфатаза терминален аксонов, видимо, играет важную роль в организации эффективного сиваптичеокого аппарата*

Вопрос синтеза макромолекул неотделим от их распада. Наша данные указывают на то, что во время перехода системн о одного уровня функционирования на другой наблюдается в начале усиление синтеза макромолекул, а затем распаде. Естественно предположить, что реализация нового функционального состояния, становление системы на новый адаптивный уровень, производится белками, количество которыг составляет лишь часть от синтезированных, большинство синтезированных макромолекул оказывается лишними и они распадаются. С физиологической точки арения такое явление можно характеризовать как избыточность на макроиолекулярном уровне. Избыточность же обеспечивает высокую надежность функционирования системы. Распад вновь синтезированных макромолекул и выбор информативно

значимых состояний, производится, по-видимому, литическими системами клетки. Так, нами показано, что электрическая стимуляция нейронов сопровождается усилением функциональной активности ди-зосомального аппарата клетки. Диэосомы не только регулируют клеточный гомеостаз путем изменения отдельных видов обмена, но и участвуют в пластической реорганизации клетки. Вместе о тем необходимо отметить, что соотнояение уровней синтеза и распада макромолекул может регулироваться самими макромолекулами. Так, С.Р.Цардшпевыи и В.А.Арбузовым 2974, было показано, что белок, накопившись в определенном количестве, сам взаимодействует с внутриклеточными мембранами, способствуя освобождению РНК-аз и разрушению РНК. Процесс синтеза и распада избыточного количества макромолекул о энергетической точки зрения представляется весьма невыгодным для клетки, однако если учесть , что количество информации является логарифмической функцией ст числа возможных состояний (в нашем случае числа различных молекул), то с информативной точки зрения он весьма эффективен. Потери в энергетическом отношении приносятся в дань увеличению информативной , емкости каналов связи.

ОНТОГЕНЕЗ НЕРВНОЙ СИСТЕЩ ТРИТОНИИ И "ОБУЧЕНИЕ"

Высохис пластические механизми жизнеобеспечения функций клеток и их адаптивного поведения достигают своего совершенства в процессе длительного онтогенетического развития. Так, нами ни в одном случае ке была получена возможность реализации электрофизиолог¡*че счого "обучения" у тритонии ^первые месяцы постличиночного автогенеза или при весе моллюсков до 30 гр.

Известно, что функциональный потолок достигает оя в онтоге- | незе не сразу, а поэтапно. На базе трех взаимодействующих процессов, являющихся составными компонентами развития - дифферен-цировки, роста и морфогенеза на ¿акрополекулярнон, субклеточном, клеточном, органном и системном уровнях возникают упорядоченные структуры с высокой степенью сложности и с большими функциональными возможностями. Каждому этапу развития соответствуют свои параметры, обеспечивающие организму тот структурно-функциональ- ' ный уровень, на базе которого осуществляется оптимальное взаимодействие с окружающей средой и имеются широкие возможности для действия генетического аппарата. Так Бродским (1966) показано, что рост и дифференцировка нейронов тритонии происходит на фоне необычайно высокой степени их полиплоидизации. В исследованиях У.М.Еезручко с соавторами (1969) показано, что на ранних этапах развития тритонии при весе от 5 до 20 гр. около 95% нейронов включают Н3-ткмидвн. С возрастом, при весе моллюсков от 100 гр. и выше количество метящихся нейронов снижается до Z% К взрослому состоянию увеличивается также обдеа количество нейронов и их размеры.

Из исследований Томпсона {Т£отр*ол 1962) известно, что характерная для взрослых животных ярко-розовая окраска тритонмй.. появляется при длине особи в 3 см. Действительно по нашим дашшм . , тритонии длиной до 3 см иди весом 3-5 г не имели характерной ярко-розовой окраски внешних покровов. Слабо пигментированными 1 были и клетки нервной системы. Изучение изменения абсолютного и относительного веса мозга тритонии в постличиночной стадии онтогенеза показало, что вес мозга увеличивается с 2,4-3,3 иг при весе'

животных в пределах 2 г. до 26-54 мп яри весе в 30 г. Эти колебания сохраняются для разных животных весок до 800 г.

Таким образок, мозг хритонии достигает своей максимальной величины при весе моллюска в 30 г. Вариации в весе мозга хритонии после этого периода, видимо, связаны с индивидуальными особенностями животных. Уменьшение относительного веса мозга в процессе развития подчиняется обшей биологической закономерности развития ЦНС животных.

Как показано в исследованиях И.А.Аршавского, С.Н.фудель-Осмповой, С.С.Соломатина (1960-1975), одной из характерных черт онтогенетичэсесого развития является изменение величины мембранного потенциала (м.п.) возбудимых клеток. Уровень поляригации клетки закаляется в процеосе онтогенеза и является одним из определяющих факторов в ее ивтегративной функции. Нами были поставлены опыты по измерению м.п. у животных различной весовой категории. Показано, что характерная для взрослых величина м.п. нзйрона устанавливается не сразу после метаморфоза. У животных весом 1-6 г. она очень низка, порядка 27 мв. В дальнейшем велк-( чина м.п. постепенно увеличивается, и при весе моллюсков от 20

до 30 г. достигает значений,свойственных взрослым животным Н-58 мв. С изменением веса моллюсков от 30 до 800 г величина м.п. практически не меняется. Иы не обнаружили разницы в величине м.п. в зависимости от размеров нейрона, рост м.п. в процессе развития можно объяснить увеличением внутриклеточного содержания ионов К*. Проведенные нами измерения на пламенном фотометре показали, что концентрация К+ в нейронах моллюсков увеличивается ко взрослому состоянию в 2 раза.

Нами было проведено также изучение ультраструктуры нейронов тритонии на разных стадиях постличиночного развития. У животных ¡ этого периода весом 2,4 - б г элементы нервной системы уже пол- , ; ностью дифференциированы. Цитоплазма нейрона представлена всеми внутриоеточными органеллами: митохондрии, цитосомы, эндоплазма- | тнческнй ретикулум, аппарат Гольджи, рибосомы, синаптичеснвй ап-| парат. Ультраструктура развивающихся клеток свидетельствует о ■ ¡ высокой активации ядерно-цитоплаэматвческих отношений. Данные ; электронной микроскопии указывают на то, что, несмотря на полную i дифференцнровку клеточных органелл в раннем периоде постличиночного онтогенеза, процесс становления нервной ткани еще не закончен. Нервные клетки приобретают характерную для взрослых струя-туру при весе животного в 30 и более граммов. С этого же момента у животных становится возможна реализация феномена "электрофи-зиологяческого обучения".

ПЛАСТИЧНОСТЬ'РЕАКЦИЙ МЫШЕЧНЫХ ВЕРЕТЁН , В данной главе излагаются данные изучения процессов кодирования мышечным рецептором внешнего воздействия в зависимости от различных внешних условий - ингибарования синтеза РНК и бедка, изменения рн среды и взаимодействия двух рецепторов*

При контролируемых на входе рецептора воздействиях, т.е.при растяжении его по синусоидальному, пилообразному и трапециидаль-ному законам, он трансформирует подученное сообщение в поток нервных импульсов, который имеет соответственно полученному возмущению определенную структуру. Медленно адаптирующийся рецептор растяжения, при линейно возрастающем, синусоидальном н тра-пециидальном воздействии, когда уровень деполяризации достигает

соответствующей критической величины, начинает генерировать импульсы, частота которых увеличивается с увеличением степени деполяризации. В наших опытах предельная частота генерируемых рецептором импульсов достигала 120 гц.

Мы считаем, что наиболее важной функциональной характеристикой рецептора растяжения является его регулярное поведение в ответ на соответствующее механическое возмущение. Нами показано, что при различных формах (синусоидальной, пилообразной и трапеции дальней) и скоростях непрерывного растяжения мышечного веретена импульсный разряд афферентного волокна имеет регулярную частотную характеристику и определенное распределение межепай-ковых интервалов для каждой формы механического стимула, форму афферентного импульсного ответа определяют динамические а статические компоненты рецепторного потенциала.

Детальный анализ экспериментальных данных позволил найти аналитические выражения, связывающие выходную частоту рецептора с входным воздействием. Показано, что экспериментальная зависимость частоты импульсацш рецептора при линейно возрастающем стимуле линейна, а при синусоидальном воздействии существенно отличазтея от линейной.

Диапазон функциональных, а следовательно пластических возможностей рецептора определяется его исходный состоянием. Так, если гистограмма распределения межимпульсных интервалов у слабо растянутого рецептора имеет экспоненциальный характер, то о увеличением степени натяжения гистограмма становится устойчиво симметричной.

При отведении потенциалов действия ох двух параллельных ыеханорецепторов ваий были установлены те хе зависимости между стимулом и реакцией, что и для одного рецептора. Как при синусоидальном, так и при пилообразном воздействии оба рецептора выдаст характерный адекватный стимулу разряд. Нами была проведена оценка зависимости двух импульсных потоков механорецепторов одной и той же мышш в фоне и при механическом воздействии с помощью взаимной функции ожидания ш методу, предложенному З.А.Ля- | миным /1968/. Как для фона* так и для стимулов (синусоиды, шиш) мы подучили по критерию Колмогорова в вероятностью ошибки менее 5% подтверждение правильности гипотезы б независимости потоков | от двух рецепторов. Частота импульсной активности рецептора, т.е. код внешнего сигнала зависит не только ог параметров возмущения. Изменение состава окружающей среды рецептора вносит свои коррективы в процесс кодирования. Так изменение концентрации водородных ионов, в омывающей рецептор жидкости, приводит | к существенным изменениям частоты его импульсация. Сдвиг рН а щелочную сторону вызывает значительную активацию рецептора |

(свыше 30С$). Однако, в дальнейшем частота импульсации быстро 1 спадает и при продолжающемся воздействии среды в течение дли- 1 тельного времени держится ниже исходных значений. Ори смене

■ |!

омывающей жидкости на контрольный раствор активность рецепто- . и ра возвращается и нормальному уровню, а при сдвиге рН в кислую сторону активность рецептора снижается.

Исследования с ингибиторами синтеза РЫК и белка, показали, что актиномицин в дозе (50 мхг/мл), вуромишш (25 мкг/мл), РНК-за (25 мкг/мл) не пеням частоту, вызванной растяжением рецептора, импулъсации в течение I часа и более* Однако, в дальнейшем, к концу второго часа, наолюдалос* снижение частоты потенциалов действия на 20-30^ от нормы.

Высокие концентрации ингибиторов метаболизма вызывали двухфазное действие. В первые 5-10 мин, наблюдалось увеличение частоты импульсации рецептора на 50-7556 от нормы, в последующем активность рецептора снижалась гем быстрое, чек вше была концентрачия ингибитора. Особемно следует отмв1ать, что при смене опытного растворана физиологичесхий наблюдалось частичное и даже поим» восстановление исходной активности. Эти результаты говорят о том, что, по-видимому, первоначальное действие этих веществ обусловлено поверхностными эффектами на мембране клетки (№<¿4$ 1969). Под влиянием антибиотиков и РНК-азы, по-видимому, прежде всего снижается величина фиксированного заряда клетки, что приводит к облегчении ее деполяризации под влиянием внешних факторов я увеличении частого в«пульсации. В дальнейшем го мере проникновения вещества в клетку присоединяется процессы, связанные с изменением внутриклеточного синтеза РНК и белка, и снижении частоты иицульсацин рецептора. : V Таким образом, представленные данные указывают на то, что возбудимые ткани (нервные и извечные) обладают широкими плести—

чеокяии возможностями, материального, энергетического и информативного обеспечении функции клетки, осуществляемого благодаря активности генетического аппарата. Эта прямая связь генетического аппарата и функции нейрона делает его опособньш оказывать свое влияние на другие нейроны и организовывать структурно-функциональную сеть хранения информации.

Резюмируя вышеприведенный собственный материал и литературные данные, можно представить себе следующую схему пластического обеспечения нейрональной функции.

1. Функциональной основой приобретения системой нейронов нового индивидуального опыта является феномен пост-тетавичеокой потенциации. Интенсивное функционирование синапсов вызывает об* легчекие прохождений возбуждения через них, делает их более аффективными.

2. Сильное и длительное возбуждение вызывает к деятельности и неактивировашше синапсы через частичное выделение медиатора

и изменения концентрации Жй^ и К.

3. Эти изменения вызывают диссоциацию характерного для данного синапса рибонуклеопротеидного комплекса холинорецептора субсннаптической мембраны. Б роли холинорецептора, как известно из данных выступает рибонуклеопротеид, осажденный ¿/-тубокураринон из мышц человека. Антисыворотка к нему вызывала блок нервно-мышечной передачи.

4. Выделившийся продукт распада холинорецептора возможно распространяется от субсннаптической мембраны к центру клетки и, попадая ь ядро, связывается с бедном - репрессором на молекуле

дак.

5. В результате вскрытия локуса активируется ген-оператор, запуская синтез (X -РНК.

6. На рибосомах синтезируется белок, направляющийся к хемо-рецепторной мембране данного пассивного синапса.

В результате происшедшего при этой взаимодействии возникают структурно-конфорнационные изменения в субсинаптической мембране, которые переводя? синапс в активное состояние.

7. Исходя из данных {СатриС? а, о/У /96Ьу&С){ахЗ, 1967) о наличии синтеза белка на мембране синапса, независимого от аксосоматического пути, наших авторадиографических данных по аксоплазматическому току РЫК и белка до терминалей аксона и биохимических данных по усилению синтеза РНК из оротовой кислоты в сннаптосомах под влиянием ацетилхолина /Р.Н.Глебов, О.И.Поздняков, I969/, можно думать, что дальнейшее активированное состояние субсинаптической мембраны поддерживается за счет собственных механизмов распада и восстановления рибонуклеопротеидного комплекса хаморецептора.

6. Значение РНК и белка в процессе фиксации информации подтверждается нашими данными, показавшими, что активация нейронов сопровождается усилением синтеза РНК и белка, блокирование синтеза РНК на 90^ я белка на 65^ резко ухудшает обучаемость соответствующих нейрональних комплексов у жиготных. Эта прямая связь между генетическим аппаратом нейрона и его Функцией является необходимым элементом роста и организации межнейронных связей. Большое значение' в "»той организации мы придаем литическим системам клетки; а именно их роли по переработке продуктов распада и их возможному влиянию на генетический аппарат (1974,

- чг -

197+). Недавно было показано, что вейромедиаторы изменяют проницаемость лизосомной мембраны , /Налг'^гс^, 1972, 1973, , 1973). Оказалось, что норэпинефрин и эпинэфрин икгнбнруют выделение ферментов из ли-эосом, а ацетиххолин ускоряет. Особенно сильный эффект наблюдался при концентрации ацетилхолина - до 10 М.Коломбо с сотр. ( ЫстЬе, ЗуИй'г'гР , 1973), исоледуя действие'* нейромедиаторов на выделение из лизосом арилсульфатазы, бета-гдюкуронидазы и бетагалактоэидазы, пришли к выводу, что лиэо-сомы содержат бета-адренергические и мускариновые рецепторы, которые избирательно реагируют на действие соответствующих ней-, роыедиаторов путем подавления или ускорения выделения лизосоы-лых ферментов.

К сожалению, эти крайне интересные результаты пока получены на лизосомах печени и лейкоцитов. С определенной долей осторожности, их все же можно экстраполировать на нейрональные лизосо-цц. Лизосомальные структуры нервных терминалеЙ (часть популяции гранулярных пузырьков с активностью кислой фосфатазы (глава Ш) находятся как раз в той стратегической позиции, где они могут гибко реагировать на действие нейромедиатора при электрической стимуляции нейрона путем выделения кислых гидролаз, могусдех быстро и эффективно изменять конфоркацию синаптической мембраны. Следует сказать, что в таких локальных участках рН может бистро и обратимо снижаться, что благоприятствует эффективности действия лизосоыальньос гидролаз.

Таким образом, если специфичность действия нейроаальных лизосом относительно дорепрессия генома в процессах образования

энграым, мягко говоря проблематична, то локальное действие ли-восомальных ферментов на синаптический аппарат я внутриклеточные органеллы в создании тех структурных его перестроек, которые связаны с обучение», вполне вероятна.

9. Солучеиные нами данные по изменению интенсивности включения Н3-уридина и Н3-лизина в глиалыше клетки и нейроны при электрической частотной стимуляций свидетельствуют о ритмичности и коррелирогавкости этих процессов во времени. Зто свидетельствует о том, что нейрогдиалъное отношение по обмечу РНК и белка, приобретает существенное значение при поиске нейроном оптимального состояния в процессе раздражения и обучения. Значение гляи в процессе обучения подтверждается данными Са^йтАм /1961/, Певзнера /1967/, Ройтбака /1965/. Вместе с тем, обнаруженные в последнее время в глиальных клетках пероксасомы 4У£¿70 • 1972, си^^ж НоИгМйП 1973, МШт-тап о аС£\Э1Ъ указывают на их участие в обеспечении повышенной нейрональной активности. Высказывалось предположение об участии глиальных клеток в метаболизме выделенного из нервных клеток нейромедиатора

1972/. Пероксисомный фермент, оксидаэа Д-аминокислот, способна окислять глицин презумптивный нейромедиатор /ИёЪпКМС 1972/. На этом основании было предположено участие пероксисом глиальных клеток в контролировании нервной функции ¡¿/с^/гтояа. 1973/.

Это дзйствительно интересное предположение, заслуживающее дальнейшего исследования, особенно в связи с явной малочисленностью собственно нейровальшос пероксисом у взрослых животных на фоне их обилия в глиальных клетках /£¿¿№№1 н. 1973/,

10. Вместе с тем, несомненно, что интегративная клеточная • активность критически модулируется внешним электрическим полем и макромолекулами внеклеточной среды и клеточной поверхности, о чем свидетельствуют полученные нами данные по изменению импеданса в процессе "обучения.

Таким образом, реакция нервной клетки на функциональную нагрузку чрезвычайно сложна, затрагивает разные уровни его метаболизма м предусматривает сдвиги со стороны всех внутриклеточных ' систем. Реакция на воздействие (механическое, электрическое) про- 1 является прежде всего в изменении картины электрического ответа нейрона, в связи о характером воздействия ответ приобретает новое информационное содержание. Закодированный, на уровне рецепторов, - во временной последовательности электрических импульсов, внешний сигнал проходит.через соответствующие.звенья нейронной сети и достигает станции назначения. Сигнал декодируется и система определяет свое отношение к нему. Весь процесс трансформации сигнала, кодирование и декодирование, сопровождается определенными сдвигами как в электрических, так и метаболических пара- ■ метрах нейрона. Возросшая функция клетки влечет за собой не толь- ■ ко интенсификацию процессов образования и использования энергии, по и активацию генетического епарага клетки, проявляющегося уве- 1 личением синтеза РНК и белка. Поток арергии направляется прежде всего на обеспечение возросшей функции, а по прекращении активной деятельности энергия используется на биосинтез, необходимый для . восотановления и созидания. Направленный и регулируемый синтез нуклеиновых кислот и белков составляет основу пл^тического обеспечения функции клетки.

Полученные наки данные, проведенные с помощью современных методов исследования, позволяют с позиций молекулярной биологии подойти к разрешению ряда важных вопросов проблемы реактивности и пластичности нервных структур, имеющих значение для практической медицины и сельско-хозяйственного животноводства.

ВЫВОДЫ

1. Электрическая стимуляция ганглиев тритонии сопровождается четко выраженными изменениями в синтезе РНК н белка большинства нервных и глиальных клеток ганглия. Похазана зависимость скорости синтеза РНК и белка от чаототы и длительности стимуляции ганглия.

2. Усиление синтеза РНК и белка в стимулированных нейронах коррелирует с изменениями в их улыраструктуре, что выражается в направленном изменении количества и состоянии внутриклеточных органелл в их распределении и взаимоотношениях. Взаимосвязь метаболических и ультраструктураых изменений в нейроне обеспечивает проведение в нем гластических операций 11±*>способительного характера к создавшимся условиям. , - .'■

3. Электрофизиологически, пластические возможности нейрона проявляются в способности иэолироганкых ганглиев к элементарной форме обучения - воспроизведению синхронных залпов электрической активности в фоне в ответ на ранее полученные возмущения. "Обуче^ ние" ганглиев сопровождается аналогичными изменениями в синтезе РНК и белка и уяьт^структуре нейронов, что и при электрическом раздражении. Нуклеотидный.состав РНК, при обеих видах стимуляции

: характеризуется повышенными отношением . .

4. В сложных и пуэырьчатих глыбках, цитосомах нейронов тритонии, обнаружена активность кислой фосфатазы. Ультраструктурные и аяектронвоцитохимнческие данные позволяют отнестиэги орга- ' неллы к лиэосомам. Активность кислой фосфатазн обнаружена также в ; гранулярных пузырьках аксонов и их терминалей. Количество структурно связанной кислой фосфатаэы в глыбках нейрона находится в ; зависимости от частоты и длительности электрической стимуляции. ; : : В ряде внутриклеточных оргаяелл обнаружена пероксидааная активаоси

5. Электрическое раздражение и влектрофиапологическое "обуче-; ние" ганглиев тритонии сопровождаются изменениями омической и емкостной составляющих иипеданса ганглия. Показано, что значения ; импеданса могут служить мерой вакоплевня информация в системе.

6. Ингибиторы синтеза РНК к бедка (актиномицин и пуромицин) ухудшают обучаемость нейровалышх комплексов.

7. Возможность к электрофизиологическому "обучению" нервной 1 ткани возникает в процессе-онтогенеза, при достижении клетками соответствующего, свойственного взрослым животным^ уровня мембранного потенциала и полного созревания внутриклеточных структур» ;

8. Входные элементы нейрона, в частности,рецепторы растяжения обеспечивают через частотно-импульсное кодирование правильную передачу« независимую от соседнего рецептора, формы механического ? отимула. Частота афферентного импульсного разряда рецептора зависит от уровня исходного натяжения мышцы, рН окружающего раст-: ьора, метаболической активности генетического аппарата к.

9. Предложена схема, вскрывающая роль генетического аппара- [ та клетки в пластическом обеспечении ее функции ив управлении I цвтоялазматическими процессами. '.■■'..■I

СПИСОК -."■/■■■.' ■■*■.'. : --работ* опубликованных со теме диссертации

I. Некоторые данные к пониманию процессов возбуждения и торможения в нервной системе. У Всесоюзная конференция да электрофизиологии центральной нервной системы, Тбилиси,4-5,1966. . 2. Периферическое кодирование пропри оце пги вной информация. В кн. "Проблемы нейрокибернетики" Ш Всесоюзная конференция по нейрокибернехике. Ростов-на-Дону* 4, 1967. (Совместно с Р.А.Дуркпяном, И.С.Поииной* Л.Р.Григорян).

3. Вопросы теории преобразования сигналов а нейронных цепях* В кн. "Проблемы нейрокибернетики" Ш Всесоюзная конференция пэ нейрокибернетике. Ростов-иа-Доау» 113-114, 1967. (Совместно с А.А.Петровым, Л.Я.Пьянзиной).

4. Механизмы помехоустойчивой передачи сигналов в системе ре. цептор-нейров. X."Электронная техника"* серия Л,Мшсроэлек-

■ трошша, 83-88,в.I (9), 1968. (Совместно с Л.А.Еаевым,А.А.Пет-ровыы).

5. Электрометрическое устройство с компенсацией входной емкости* I."Приборыи техника эксперимента", Й 6, 97-99, 1968. (Совместно с 0.Б.Демьяновоким).

С. Иегометр для'отбраковки стеклянных микроэлектродов. Труды П Всесоюзного традиционного научно-технического семинара по физиологическому приборостроению, Москва, 58-59, 1968. (Совместно с О.Б.Демьяновскиы).

7. Преобразование и анализ проприоцептивиой информации и механизмы обеспечения помехоустойчивой связи в систене рецептор-•

; . нейрон, з кн. "Статическая электрофизиология"* Материалы симпозиума, Вильнюс* 10-25* 1968.

8. Риле¿¿сноС ала£ сАгт1 са£ с%еАн1г.АЦеп; с/

аегдл . 3 ?сс?и , ы'съ .

п* Же с А 4 ¿1.2 у *7Г<:еа* ^.УЛ'^-

, с с.^¿Ге}¿/¿¿ени¿¿¿¿и/^.

9. Ультраструктурные особенности гигантских нейронов тритонин и их изменения при возбуждении. 7 Всесоюзная конференция по электронной микроскопии. Секция УХ Биология и медицина, Москва, 137-138, 1969. (Совместно с С.и.Бозручко, А.Н.Ме- ; | эенцевым).

10. Исследование и моделирование процесса кодирования информации в механорецепторе. Тр. семинара бионика и математическое моделирование, Киев, 67-82, 1969. (Совместно с а.А.Петровым, И.С.Пошкной, Л.Я.Пьянэивой).

11. Функциональная модель биологической памяти* Тр. семинара бионика и математическое моделирование, Киев, в. 2, 96-110, 1969. (Совместно с С.Ы.Беэручко, В.Н.Тимкиным). ' 1

12. Электромеханический микроманипулнтор для иейрофиэиологичес- ! ; ких исследований. Авторское свидетельство *г 275292, 1969. (Совместно с А.С.Черновым). . \

13. К вопросу о межклеточных взаимодействиях в процессе передачи I информации. X."Электронная техника" Микроэлектроника, в. 1 (82), 117, 1970. (Совместно с Р.А.Муравьевым).

14. Влияние электрической стимуляции на обмен нуклеиновых кислот

и белков в нервной системе голожаберного моллюска \

Ж'оше^сл.). В кн. "Нейронные механизмы обучения" (современ- ; ное состояние вопроса. ЛУ, 76-76, 1970. (Совместно с С.К.Без- ' ручко, В.Н.Тимкииым, Н.Н.Вожениной, А.Н.Шззенцовым).

15. Изменение обмена РНК и белка в гигантских нейронах тритонии в процессе иэлектрофизиологического обучения". В кн."Память и следовые процессы1*,, П конференция по проблемам памяти м следовым процессам, Пущино-на-Оке, 3-5, 1970. (Совместно с С.М.Безручко, С.и.Кузьминым, В.Н.Тимкиным).

16. Ультраструктура и проницаемость ядерных мембран в гигантских нейронах моллюска при различных функциональных состояниях. /. В кн.метаболизм клеточного ядра и ядерно-цитоплаэматические, отношения. Материалы Ш Всесоюзного симпозиума по структуре

и функции клеточного ядра, Киев, 49-50, 1970. (Совместно о Р.А.Муравьевым, и.И.Лариной, С.и.Беэручко, А.П.Бабаковой, Н.Н.Вожениной).

17. К вопросу о ядерноцитоплазматическнх отношениях 1 гигантских нейронах моллюсков. В кн.метаболиэм клеточного ядра л ядерно-цятоплааыатичеокие отношения. Материалы Ш Всесоюзного симпозиума но структуре и функции клеточного ядра, Киев, 58-59, 1970. (Совместно о Н.И.Вожениной, С.Ц.Беаручко, К.Г.Гаэаряном).

18. Локализация к кинетика окнтеза РНК и белка в изолированной нервной системе Ты/снлО ЫСетеско. Биофизика. ХУ, 6, 1036-1045, 1970. (Совместно о С.Ц.Беэручко, Н.И.Вожениной, К.Г.Гаэаряном),

19. Исследование процессов возбуждения и закрепления информации в изолированной коре головного мозга кояки. 1У Всеооюзная конференция по неКрокибернетике, Ростов-на-Дону, РГУ, 1970. (Совместно с О.Т.Адхимолаевой, С.и.Кузьминым, С.Ц.Беэручко, В.Н.Тимкиаим).

20. Устройство для стимулирования иеханорецоптора. Автогенов свидетельство № 333938, 1970 (Совместно о А.С.Черновым, Н.М.Князевым).

21. Статистическое кодирование механического воздействия рецептором растяжения. В кн. "Управление и информационные процессы в живой природе, иа-во "Наука", Москва, 175-176, 1971. (Совместно с Л.А.Баевым, А.А.Петровым, И.С.Повиной).

22. Модель фиксации информации на нейрональном уровне. В кн. "Управление и информационные процессы в живой природе", ;-э-во "Наука", Москва, 119-121, 1971. (Совместно о Л.А.Баевым).

23. Влияние температуры на мембранный потенциал и включение На-уридина и Н3-лизина в клетках ганглиев тритонии. Биофизика, Ш, 3, 443-449, 1971. (Совместно с С.Ц,Безручко, В.И.Змянииой, К.Г.Гезаряном).

24. Влияние электрической стимуляции на включение Н3-уридина к Н3-яизина в гигантские норвные клетки. Биофизика, ХУП, I, 77434, 1972. (Совместно с С.И.Безручко, Н.й.Воженинсй).

25. Электронная цитохимия кислой фосфатазы в гигантских нервных клерках мотшю^ка Тг^отй ж,Эволюционной биохимии к физиологии, УШ, 2, Ъ<;-155, 1972.. (Совместно о Р.А.Муравьевыы, В.В.Рогозиным).

. 26. Электронно-микроскопическая цитохимия пероксидазной актив- -вости в гигантских нейронах моллюожа Ж'мтеш'а.,

Ж.Эволюционной биохимия и физиологии, XX, I, 70-72, 1973. /Совместно о В.В.Рогозиным, Р. А.Муравьевым, Л.А.Пнрузяном/.

27. Реактивные и пластические изменения в нейронах моллюсков при"электролиздологическом обучении". В кн. "Память и оле-довие процессц". Пушино-на-Оке, 57-5Й, 1974.

28. Физико-химичеркие изменения в нейронах моллюсков под действием электрической стимуляции* Симпозиум Физико-химические механизмы действия физических Факторов, Москва, 1974, Сб. тр. МОИП /в печати, 1976/.

29. Динамические аспекты обмена РНК в ганглиях при электрических воздействиях. Ж.Эволюционной биохимии и физиологии,XI, 3,274-281,1975./Совместно о С.И.Куэьмишм.В.Н.ТИмкиным, С.М.Везручко/,

30. Влияние рК и Са окружающей оредына алектрическую активность изолированного мышечного веретена. ».Нейрофизиология,7,5, 302-309, 1975./Совместно с И.С.Пошиной/.

; вц пшЦуи мвд ссср