Исследование роли ионов кальция в электрогенезе командных нейронов при формировании условного оборонительного рефлекса у виноградной улитки

Силантьева, Динара Ирековна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Исследование роли ионов кальция в электрогенезе командных нейронов при формировании условного оборонительного рефлекса у виноградной улитки
ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Исследование роли ионов кальция в электрогенезе командных нейронов при формировании условного оборонительного рефлекса у виноградной улитки"

На правах рукописи

Силантьева Динара Ирековна

ИССЛЕДОВАНИЕ РОЛИ ИОНОВ КАЛЬЦИЯ В ЭЛЕКТРОГЕНЕЗЕ КОМАНДНЫХ НЕЙРОНОВ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ УСЛОВНОГО ОБОРОНИТЕЛЬНОГО РЕФЛЕКСА У ВИНОГРАДНОЙ УЛИТКИ

03.00.13 - физиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Казань - 2005

Работа выполнена в лаборатории биофизики Казанского физико-технического института Казанского Научного Центра Российской Академии Наук и на кафедре физиологии человека и животных Казанского Государственного Университета

Научный руководитель - доктор биологических наук,

Гайнутдинов Халил Латыпович

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук,

профессор Зефиров Андрей Львович доктор биологических наук, Бухараева Элля Ахметовна

Ведущее учреждение: Московский государственный университет

Защита состоится "24' июня 2005 г. в «14» часов на заседании диссертационного Совета Д.212.078.02 по присуждению ученой степени доктора биологических наук по специальности 03.00.13 - физиология при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Казанский государственный педагогический университет» по адресу: 420021, г. Казань, ул. Межлаука, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного педагогического университета по адресу: 420021, г. Казань, ул. Межлаука, 1.

Автореферат разослан " мая 2005г.

Ученый секретарь диссертационного Совета доктор медицинских наук профессор

Актуальность исследования. Внутренний, глубинный уровень механизмов, лежащих в основе поведенческих реакций представляет большой интерес для нейробиологии (Kandel E.R., Schwartz J.H., 1982; Котляр Б.И., Пивоваров А.С., 1989; Bailey C.H. et al., 1996; Balaban P.M., 2002). Среди исследователей поведения существует полное согласие в том, что углубление наших представлений о феноменах памяти и обучения должно проистекать из знаний о клеточных и молекулярных механизмах этих процессов (Балабан П.М., Захаров И.С., 1992; Hawkins R.D. et al., 1993; Пивоваров А.С., 1995; Matzel L.D. et al., 1998). В данном случае речь идет о мембранных системах клетки, включая ионные каналы. Ранее в нашей лаборатории было показано, что в результате формирования условного оборонительного рефлекса в командных нейронах оборонительного рефлекса виноградной улитки происходит снижение мембранного" и порогового потенциалов этих нейронов, что свидетельствует о повышении их возбудимости (Гайнутдинова Т.Х., 2000). Поскольку «со времен Рингера известно, что возбудимость нервных и мышечных клеток находится в сильной зависимости от наружной концентрации ионов Са2+» (Ходоров Б.И., 1969; 1975; Николе Дж. Г. и др., 2003), то представлялось необходимым в продолжение этих исследований провести анализ роли ионов Са2+ в механизмах ассоциативного обучения.

Ионы кальция играют чрезвычайно важную роль в регуляции разнообразных нейрональных процессов, что обусловлено их специфическими физико-химическими характеристиками, благодаря которым они являются наиболее универсальным внутриклеточным посредником (Kostyuk P.G., 1997; Brini M, Carafoli E., 2000; Зефиров А.Л., Ситдикова Г.Ф., 2002; Rizzuto R. et al., 2002; Berridge M.J., 2003). Ионы кальция, поступающиг внутрь клетки во время ее возбуждения, с одной стороны приводят к изменению свойств ионных каналов мембраны, а с другой стороны служат сигналами для активации различных биохимических реакций. Таким образом, ионы кальция, осуществляя связь между электрическими явлениями, происходящими в поверхностной мембране клгтки, и реакциями, протекающими внутри ее, принимают непосредственное участие в интегративной деятельности нервной клетки. Известно, что кальций играет важную роль в долговременных формах пластичности (Hawkins R.D. et al., 1993). Речь идет, прежде всего, об индукции пресинаптического облегчения. В последнее время появились работы, показывающие, что при выработке условного рефлекса наблюдаются изменения на уровне постсинаптических нейронов (Murphy G.G., Glanzman D.L., 1996). Так было показано, что внутриклеточное введение хелатора кальция ЭГТА в постсинаптический нейрон блокирует индукцию долговременной депрессии (Lin X.Y, Glanzman D.L., 1994), а инъекция СаС12 производит изменения, сходные с синаптичеекмм облегчением (Malyshev A.Y., Balaban P.M., 1999). Было найдено, что определяющую роль в этих процессах играет высвобождение ионов Са2+ из

Гл .2+

внутриклеточных источников хранения, в то время как вход Са через потенциал зависимые каналы имеет только дополнительный эффект (Talk A., Matzel L., 1996). Так как ионы Са2+ являются регуляторами возбудимости нервных клеток и играют важную роль в процессах индукции ассоциативного обучения (Byrne J., 1987; Hawkins R.D. et al., 1993; Matzel L.D. et al., 1998; Bailey C.H. et al., 2000), то исследования роли кальциевой системы в проявлении долговременных эффектов обучения на уровне параметров нейрональной мембраны и ионных каналов представляются нам актуальными.

Цель и основные задачи исследования. Целью работы явилось исследование роли ионов кальция в электрогенезе командных нейронов при формировании условного оборонительного рефлекса у виноградной улитки. В соответствии с этой целью были поставлены следующие задачи:

1. Исследование влияния изменения внеклеточной концентрации кальция на электрические характеристики командных нейронов виноградных улиток после формирования условного оборонительного рефлекса.

2. Анализ эффектов изменения уровня внутриклеточного кальция на электрические характеристики командных нейронов улиток после формирования условного оборонительного рефлекса.

3. Исследование эффектов блокады Са- и Са-зависимых К-каналов на электрические характеристики командных нейронов виноградных улиток после формирования условного оборонительного рефлекса.

4. Изучение действия антител к Са-связывающему белку S100 на электрические характеристики командных нейронов улиток после обучения.

5. Исследование поведенческими и электрофизиологическими методами эффектов хронического введения кофеина на формирование условного оборонительного рефлекса у виноградной улитки.

Положения, выносимые на защиту:

1. После формирования условного оборонительного рефлекса в командных нейронах виноградной улитки снимается эффект стабилизации мембраны кальцием, который выражается в снижении порога генерации потенциалов действия при увеличении внеклеточной концентрации ионов кальция в противоположность его увеличению у интактных улиток.

2. При увеличении внутриклеточной концентрации ионов Са2+ порог генерации потенциалов действия командных нейронов снижается как у интактных, так и у обученных улиток, однако в условиях блокады Са- и Са-зависимых К-каналов у обученных > литок этот эффект пропадает. Снижение внутриклеточной концентрации ионов Са + приводит к повышению порога генерации потенциала действия у интактных, но не у обученных улиток.

3. Ежедневная инъекция кофеина улиткам сразу после процедуры обучения увеличивает скорость формирования условного оборонительного рефлекса по сравнению с группой активного контроля. Хроническая инъекция кофеина сопровождается снижением порога генерации потенциала действия командных нейронов за счет снижения мембранного потенциала.

Научная новизна. Впервые экспериментально показано, что у обученных улиток отменяется стабилизирующий эффект ионов кальция на плазматическую мембрану, который обнаруживается у интактных > литок.

Повышение внутриклеточной концентрации ионов Са2+ кофеином снижает порог генерации потенциалов действия командных нейронов как у интактных, так и у обученных > литок, блокатор потенциал-зависимых Са-каналов верапамил и блокатор Са- зависим! к К- каналов хинин снижают мембранный потенциал командных нейронов увеличивают продолжительность потенциала действия.

Среди спонтанно активных идентифицированных нейронов виноградной улитки определены клетки, отвечающие на аппликацию антител к Са- связывающему белку S100 как увеличением, так и уменьшением частоты генерации потенциалов действия. Аппликация антител к Са- связывающему белку S100 приводит к снижению величины мембранного потенциала, причем в группе обученных улиток такое смещение почти вдвое меньше чем в группе интактных.

Впервые найдено, что хроническая инъекция кофеина сразу после процедуры обучения увеличивает скорость формирования условного оборонительного рефлекса у виноградной улитки по сравнению с улитками активного контроля и показан деполяризащюнный сдвиг мембранного потенциала командных нейронов после хронической инъекции кофеина

Научно-практическая ценность. Полученные результаты позволяют составить более полное представление о роли ионов кальция в механизмах обучения и сохранения долговременной памяти. Установление факта отмены эффекта стабилизации мембраны кальцием после формирования условного рефлекса позволяет по-новому подойти к определению роли ионов Са2+ не только в индукции пластичности, но и в сохранении изменении, наступивших после обучения. Повышение порога генерации потенциала действия у интактных улиток при внутриклеточной инъекции кальциевого хелатора ЭГТА и отсутствие этого эффекта у обученных улиток позволяет уточнить роль уровня внутриклеточного кальция в сохранении следов памяти. Результаты, свидетельстЕующие об увеличении скорости формирования условного оборонительного рефлекса при хроническом введении кофеина сразу после процедуры обучения, а также эффекты верапамила позволяют объяснить механизм действия кальциевых препаратов.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены на итоговых конференциях Казанского научного центра РАН (Казань, 2000-2005 гг.), на 6, 7, 8 Всероссийских школах молодых ученых «Актуальные проблемы нейробиологии» (1999, 2000, 2001 гг.), Central European Conference of Neurobiology, (Krakow, Poland, 2001г.), XVIII съезде Физиологического общества им. И.П.Павлова, (Казань 2001 г.), 6-ой, 7-ой и 9-ой Пущинской школы-конференции молодых ученых (Пущино 2002, 2003, 2005 гг.), VI и VII Всероссийских симпозиумах "Растущий организм: адаптация к физической и умственной нагрузке" (Казань, 2002 г и Набережные Челны, 2004 г.) Jerzy Konorski Memorial: Integrative Activity of the Brain (Варшава, 2003 г.), Conference of the International Society for Invertebrate Neurobiology (Kaliningrad, 2003г.), Ill съезде Биофизиков России (Воронеж, 2004 г.), XIX съезде Физиологического общества им. И.П.Павлова, (Екатеринбург 2004 г.), Всероссийской конференции «Нейрохимия: Фундаментальные и прикладные аспекты» (Москва, 2005 г.).

Реализация результатов исследования. Материалы исследования отражены в 4 статьях, опубликованных в рецензируемых журналах, и в 19 тезисах докладов.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа объемом 128 страниц состоит из введения, обзора литературы, описания объекта и методов исследования, главы результатов исследования, общего их обсуждения, выводов и указателя цитируемой литературы. Список цитируемой литературы включает 246 источников, из них 154 - иьостранных авторов. Диссертация иллюстрирована 21 рисунком и содержит 3 таблицы.

Список используемых сокращений: УОР - условный оборонительный рефлекс; УС - условный стимул; БС - безусловный стимул; АК - активный контроль; ФР -физиологический раствор; Vt - порог генерации потенциалов действия;, Vm - потенциал покоя; Ее - критический уровень деполяризации.

ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

В экспериментах использовали половозрелых особей, однородных по весу и размеру. До начала экспериментов улитки не менее двух - трех недель находились в активном состоянии. Условный оборонительный рефлекс закрытия пневмостома (УОР) вырабатывался по схеме, предложенной О.А.Максимовой и П.М.Балабаном (1983). В качестве услэвного стимула (УС) использовались постукивания по раковине, которые в норме не вызывали оборонительной реакции у улитки. Безусловным стимулом (БС) служило вдувание струи воздуха в отверстие легочной полости, что вызывало у животных безусловную оборонительную реакцию закрытия пневмостома. УС предъявлялись в течение 3 секунд с интервалами 2-4 минуты. БС подавали

одновременно с окончанием действия УС. Рефлекс вырабатывался в течение недели, в день предъяьлялось 60 сочетаний УС и БС.

Для >ронического повышения внутриклеточной концентрации кальция, мы использовали кофеин, который приводит к высвобождению кальция из лэндоплазматического ретикулума (Ткачук ВА, 2001). Кофеин вводили в дозе 30 мг/кг веса животных, предварительно растворяя в 0,1 мл физиологического раствора (ФР) для виноградной улитки. Исследовалось 5 групп животных: 1) интактные улитки (группа К1), 2) улитки, которым инъецировали ФР за 30 мин до обучения (группа К2); 3) улитки, которым вводили кофеин за 30 минут до процедуры обучения (группа КЗ); 4) улитки, получившие инъекцию кофеина сразу после процедуры обучения (группа К4); 5) улитки, которым ежедневно вводили кофеин без процедуры обучения в течение 7 дней (группа К5).

Анализ электрических характеристик осуществляли на изолированном препарате нервной системы. Наши исследования проводились на идентифицированных командных нейронах оборонительного рефлекса закрытия пневмостома ЛПаЗ, ППаЗ, ЛПа2 и ППа2. Поскольку эти нейроны в норме являются молчащими, то для инициации в них потенциала действия, использовали деполяризующий электрический ток, подаваемый внутрь клегки через регистрирующий микроэлектрод. В экспериментах по исследованию влияния антител к белку S100 объектами исследования были спонтанно-активные нейроны висцерального ганглия В4, В6, В10, В17. В ходе эксперимента регистрировались следующие параметры электрической активности нейронов: потенциал покоя (Vm), амплитуда потенциала действия (Vs), пороговый потенциал (Vt) - порог генерации потенциалов действия, продолжительность потенциала действия (ts) и критический уровень деполяризации (Ее). Результаты были статистически обработаны с применением t- критерия Стьюдента и U-критерия Манна-Уитни с помощью программы «SigmaStat»

Регистрация электрических характеристик нейронов в экспериментах производилась в солевом растворе для виноградных улиток - NaCl-80mM, KCl-4mM, СаОг-ЮтМ, MgCl2-5mM, NaHCO3-5mM. Использовали также растворы с уменьшенным в 2 и 4 раза содержанием кальция и раствор с увеличенным в 2 раза содержанием кальция. Увеличение внутриклеточной концентрации кальция достигалось аппликацией кофеина (Sigma) в концентрации 2 тМ. Для снижения содержания кальция внутри клетки использорали инъекцию хелатора кальция - ЭГТА (Sigma). Инъекция производилась в течение 5 минут током силой 1нА через регистрирующий микроэлектрод, который был заполнен 0,5 М раствором ЭГТА, затем каждые 5 минут регистрировешись электрические характеристики в течение 30 минут. Для блокады потенциал-зависимых Са2+-каналов использовали раствор, содержащий верапамил

(Sigma) - 0.5 mM. Для блокады Са2т-зависимых К+-каналов использовали раствор, содержащий хинин (Sigma) - 0,2 mM. Для исследования роли Са- связывающего белка S100 использовали моноспецифическую иммунную сыворотку кролика к белку S100 (Институт цитологии и генетики СО РАН), разведенную физиологическим (солевым) раствором для виноградной улитки в соотношении 1:5. Количество лиофилизированного продукта составляло 12 мг на 1 мл раствора.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Исследование эффектов изменения концентрациивнеклеточного кальция на электрические характеристики командных нейронов интактных и обученных улиток. Давно было показано, что одним из эффектов воздействия высокой внеклеточной концентрации ионов Са2* является стабилизация мембраны (Ходоров Б.И., 1969; Магура И.С., 1981). Было установлено, что повышение концентрации этих ионов не изм еняет величину потенциала покоя и в то же время значительно увеличивает критический уровень деполяризации. В результате такого сочетания пороговый потенциал и, соответственно пороговая сила тока, повышаются в прямой зависимости от концентрации ионов Са2+ (Ходоров Б.И., 1975). Поэтому представлялось интересным проследить, как будут меняться эти параметры нейронов у обученных животных при изменении кальция.

' Мембранный потенциал (Vm) при изменениях концентрации кальция в омывающем растворе не изменяется как у интактных улиток, так и у улиток после выработки УОР. Пороговый потенциал (Vt) у интактных улиток линейно увеличивается при повыше таи концентрации ионов Са2+ от 2,5 мМ до 20мМ, что свидетельствует об эффекте стабилизации мембраны (рис. 1, А). В группе обученных улиток при снижении внеклеточной концентрации Са2+ с 10 до 5мМ значение порога не уменьшалось, а при снижении до 2,5мМ - уменьшалось на 5мВ. При увеличении внеклеточной концентрации Са2+ до 20мМ значение порога у обученных улиток также уменьшалось более чем на ЗмВ (рис. 1, А). Значение критического уровня деполяризации (Ее) в группе обученных улиток, как при уменьшении концентрации кальция до 2,5мМ, так и при ее увеличении до 20мМ увеличивалось по сравнению с ФР на 4мВ (рис. 1, Б).

Таким образом, у интактных улиток зависимость величины Vt от концентрации внеклеточного Са2+ носит линейный характер, а у обученных улиток наблюдается совершенно другая, «колоколообразная» зависимость с максимумом при концентрации Са+ 10 мМ (норма). Т.е. эффект стабилизации нейрональной мембраны у них отменяется. Причина стабилизации мембраны состоит в том, что ионы Са2+ связываются отрицательными фиксированными зарядами на наружной стороне мембраны, поэтому повышение внеклеточной концентрации ионов Са2+ приводит к снижению общего

наружного отрицательного заряда и как следствие - к увеличению отрицательного потенциала, действующего на ионные каналы. Сравнение эффектов замещения ионов

Рис. 1 Влияние различных концентраций ионов Са + во внеклеточной среде (С, мМ) на: А - порог генерации потенциала действия (Vt, мВ) и Б — критический уровень деполяризации (-Ее, мВ)у интактных и обученных улиток. * - достоверные отличия в группе интактныхулиток р<0,05, ** - достоверные отличия в группе интактныхулитокр<0,01, *** • достоверные отличия в группе интактныхулитокр< 0,001, +++- достоверные отличия в группе обученныхулиток р<0,001.

Са2+ в среде на ионы Mg2~ позволило И.С. Магуре с сотрудниками сделать заключение, что ионы Са'"+ преимущественно экранируют поверхностные заряды (Магура И.С. и др., 1979). Однако позднее при сравнении натриевых и кальциевых токов в соматической мембране моллюсков было показано наличие эффектов связывания ионов Са2+ с фиксированными зарядами (Дорошенко П.А. и др., 1980). Наиболее вероятными связывающими группировками на клеточной мембране могут быть фосфатйдильные остатки, которые при диссоциации переходят в ионизированное состояние (Тасаки И., 1971; Костюк П.Г., Крышталь О.А., 1981; Генис Р., 1998). Ионы Са2+ нейтрализуют отрицательные фиксированные заряды на наружной стороне мембраны и поэтому повышение лх внеклеточной концентрации приводит к снижению общего наружного отрицательного заряда и увеличению отрицательного потенциала, действующего на ионные каналы (Магура И.С, 1981; Костюк П.Г., 1986). Сами по себе эти фиксированные заряженные группировки не должны вносить прямой вклад в измеряемый мембранный потенциал, что определяется их малой плотностью на мембране (Кэстюк П.Г., Крышталь О.А., 1981). Однако в комбинации с диффузионными потенциалами они могут изменять внутримембранное электрическое поле, которое

определяет потенциалзависимую активацию ионной проводимости мембраны. По-видимому, при обучении величина наружного отрицательного заряда уменьшается, возможно, вследствие изменения конформации мембранных макромолекул, и в результате эт ого снимается стабилизирующий эффект ионов Са2+.

Исследование эффектов изменения содержания внутриклеточного кальция на электрические характеристики командных нейронов интактных и обученных улиток. Общепризнанно, что внутриклеточный кальций, который находится в ионизированном виде, обладает функцией универсального вторичного посредника, участвующею в регуляции многих внутриклеточных реакций, вплоть до генной экспрессии (Костюк П.Г., 1998; Matzel L.D. et al., 1998; Yanow SK. et al., 1998; Chain DG et al, 1999; Ткачук В А, 2001) Роль внутриклеточных ионов Са2+ можно рассматривать в двух аспектах, их необходимость для индукции пластических модификаций и изменения свойств нейрональной мембраны, определяемых ионами Са2+. вследствие обучения. В следующей серии экспериментов были рассмотрены изменения параметров электрической активности командных нейронов при вариациях содержания внутриклеточного Са2+.

Рис 2 А - значение порога генерации потенциала действия У, мВ) и Б -критического уровня деполяризации (Ее, мВ) командных нейронов у интактных (контроль) и обученных (УОР) улиток в норме (ФР) и при добавчении в раствор кофеина (Кофеин)

*-достоверные отчичия от значений в физиологическом растворе (р<0,05), **-достоверные отчичия от значений вфизиочогическом растворе (р<0,01), *** - достоверные отчичия от значений в физиологическом растворе (р<0,001).

При повышении внутриклеточной концентрации Са2+ (добавлением кофеина в раствор, омь/вающий изолированную нервную систему моллюска) Уш не изменялся как у интактных. так и у обученных улиток. Значение V; в обеих группах снижалось на 4мВ (рис. 2, А), также как и значение Ее (рис. 2, Б). При уменьшении внутриклеточной концентрации кальция инъекцией ЭГТА значения Уш не изменялись в обеих группах улиток. У; в группе интактных улиток увеличивался с 19,2±0,6 мВ до 22,5±0,4мВ через 30 минут после начала инъекции хелатора кальция ЭГТА. В группе обученных улиток У; не изменялся (рис. 3).

Рис. 3. Динамика изменений порогового (V..) потенциала командных нейронов интактных (интактные) и обученных (обученные) улиток при внутриклеточной инъекции ЭГТА, которая производилась с пятиминутными интервалами.

* - достоверные отличия от значений в физиологическом растворе (р<0,05),

** - достоверные отличия от значений в физиологическом растворе (р<0,01).

Таким образом, повышение внутриклеточной концентрации Са2+ приводит к увеличению возбудимости нервных клеток, как в группе интактных улиток, так и в группе обучгнных улиток. Из результатов следует, что понижение внутриклеточной концентрации Са2+ приводит к изменениям У; только в группе интактных улиток, т.е. проявляется селективность по отношению к выработке УОР.

Исследование эффектов верапамила и хинина на электрические характеристики командных нейронов интактных и обученных улиток. Следующая серия экспериментов была посвящена сравнению влияния блокаторов ионных каналов. Блокада потенциал-зависимых Са2+-каналов верапамилом снижает Уш командных нейронов чезез 30 минут до 94,6±1,5 % в группе интактных улиток и до 95,4±1,6% в группе обученных улиток (табл. 1). Продолжительность потенциала действия (18) увеличивалась в группе интактных улиток до 120,2±5,4 % (Р<0,01), но в группе обученных улиток увеличение 18 до 115±8,9% было не достоверным. У1 при аппликации верапамила не изменялся. Блокада Са2+-зависимых К+-каналов хинином приводила к увеличению 18 как в группе интактных, так и в группе обученных улиток (табл. 1).

Достоверно уменьшалась величина Уш до 90,4±2,7 % через 30 минут после добавления хинина в группе интактных улиток и до 94,9± 1,5 % в группе обученных улиток. Величина У не изменялась.

Таблица 1. Изменение мембранного потенциала покоя (Vm), порога генерации потенциала действия (VI) и продолжительности потенциала действия (у командных нейронов у интактных улиток и у улиток после формирования условного оборонительного рефлекса в физиологическом растворе (ФР) и после добавления верапамила илихинина.

* - достоверное отличие от значений в ФР (р<0,05),

Уш, мВ У1,МВ ts, MC

Интактные ФР(п=13) -58,4±1 19,7±0,5 6,2±0,6

Верапамил (п= 13) -55,2±1,2* 17,9±1,1 7,5±0,9**

Хинин (п= 10) -55.8±4,2** 20,3±1,3 16,2±2,3*

Обученные ФР(п=13) -56,5±1,1 17,1±0,6 6,7±0,5 -

Верапамил (п=13 ) -53,6±0,9* 15,9±1 7,4±0,7

Хинин (п= 10) -52.7±2,2** 17,4±1 31,7+12,5**

При совместной аппликации кофеина и верапамила Уш снижался на ЗмВ (Р<0,05) в группе интактных улиток и на 5мВ (Р<0,05) в группе обученных улиток (рис. 4, А). V; уменьшался в группе интактных улиток на ЗмВ (Р<0,05) через 30 минут после добавления кофеина и верапамила, а у обученных улиток он не изменялся (рис. 4, Б). В группе обученных улиток также уменьшалась амплитуда потенциала действия на 7мВ (Р<0,05). Однако в группе интактных улиток снижение величины амплитуды потенциала действия было не достоверным. Изменений не наблюдалось ни у обученных, ни у интактных улиток. При совместном воздействии кофеина и хинина Уш уменьшается в обеих группах улиток на 5мВ (рис. 4, А). В группе интактных улиток VI уменьшается на 4,5мВ через 30 минут после добавления кофеина и хинина (Р<0,01). Однако в группе обученных улиток VI уменьшается не достоверно (рис. 4, Б), 18 увеличивалась после добавления кофеина и хинина в обеих группах: в группе интактных улиток до 217,7+42,4% (Р<0,001), в группе обученных до 148±17,7% (Р<0,01).

Блокада потенциал-зависимых СаЛ-каналов на фоне увеличения внутриклеточной концентрации качьция вызывала деполяризационный сдвиг мембранного потенциала, как и при блокаде этих каналов без кофеина. Так как 18 увеличивалась при блокаде потенциал-зависимых Са2+-каналов без воздействия кофеина и не изменялась при сходной блокаде в условиях увеличения внутриклеточной

концентрации кальция, то можно сделать предположение, что ионы кальция, входящие через эти каналы, оказывают активирующие влияние на Са2+-зависимые К+-каналы, ведущее к уЕеличению 18, а во втором случае для активации Са2+-зависимых К+-каналов используется кальций из внутриклеточных депо Добавление хинина или верапамила не

Рис 4 Значение мембранного потенциача (Л - - Vm, мВ) и порога генерации потенциала действия (Б - Vt, мВ) командных нейронов у интактных (контроль) и обученных (УОР) улиток в ф'лзиопогическои растворе (ФР) и при добавлении в раствор кофеина и верапамила (Верапамил) и при добавчении кофеина и хинина (Хинин) * - достоверные отчичия от физиоюгическогораствора (р<0,05), **-достоверные отчичия от физиологическогораствора (р<0,01)

изменяло эффекта кофеина на Vm и Vt в группе интактных улиток, однако в группе обученных улиток Vt уменьшался незначительно, т е. эффект кофеина на Vt в группе обученных утиток при добавлении хинина или верапамила отменялся.

Исследование влияния антител к Са- связывающему белку S100 на электричеа* ие характеристики командных нейронов после обучения. Исследования функциональной роли семейства Са- связывающих протеинов, наиболее изученными из которых является S100, представляются актуальными и характеризуются неослабевающим интересом (Khgman D, Hilt D C, 1988; Heizmann CW, et al., 2000). Известно, что белок SI00 участвует в механизмах обучения и памяти у животных, а антитела к нему вызывают нарушения этих процессов (Hyden H, Lange P.W., 1970; ShtarkMB ct al. 1987, Никитин В П и др, 2001) Также найдено, что бело^100связан с внутренней стороны мембраны с Са-зависимым К-каналом, что может

свидетельствовать о его возможной роли в качестве белка, активирующего эти каналы (Herrmann A. et al., 1996; Kubista H. et al, 1999). Поэтому одной из задач настоящего исследования явился анализ мембранных механизмов влияния антител к этому белку (AS 100).

В экспериментах по исследованию влияния антител к белку S100 было найдено два типа нейронов висцерального и правого париетального ганглиев, реагирующих различным способом на аппликацию AS 100. В спонтанно-активных клетках В1, ВЗ, В17 (идентификация по ДА Сахарову, 1974) под влиянием антител к S100 снимется частота генерации потенциалов действия, а в клетках В4, В6, В11 и ряде других происходит увеличение частоты. Достоверных изменений Vm и Vt в обеих группах клеток не обнаружено. Аппликация антител к Са-связывающему белку S100 приводит к деполяризац зонному смещению мембранного потенциала командных нейронов у интактных у шток на 15мВ, в тоже время у обученных улиток деполяризация мембраны после аппликации AS 100 составила 7мВ. Vt и tj не изменяются как у интактных, так и у обученных утяток

Исследование эффектов хронического введения кофеина на формирование условного рефлекса у виноградной улитки. Кофеин является алкалоидом, оказывающим стимулирующее влияние на центральную нервную систему. Установлено, что кофеин ингибирует фермент фосфодиэстеразу и повышает в клетках уровень цАМФ, который стимулирует выход ионов Са2+ из саркоплазматического ретикулума (Angelucci M.EM, et al., 1999; Машковский , 2002) Поэтому нами была проведена серия экспериментов по анализу роли Са-системы в механизмах обучения через хроническое введение кофеина при формировании УОР. Нами было найдено, что ежедневная инъекция кофеина сразу после процедуры обучения достоверно увеличивает скорость выработки УОР по сравнению с группой активного контроля: инъецированные улитки обучаются в среднем при предъявлении 264±9 сочетаний, а улитки активного контроля при предъявлении 349±12 сочетаний (Р<0,001). Ежедневная инъекция кофеина за 30 минут до обучения достоверно не увеличивает скорость выработки условного оборонительного рефлекса - у улиток этой группы условный оборонительный рефлекс вырабатывается при предъявлении 332±6 сочетаний (рис. 5).

Хроническое введение кофеина также как и аппликация этого вещества в раствор, омывающий нервную систему улитку, приводило к уменьшению Vt командных нейронов оборонительного поведения. В группе интактных улиток его величина составила 19,8±О,5 мВ, а в группе улиток после инъекции кофеина 13±0,8 мВ; в группе обученных улиток Vt был равен 16+0,4 мВ, а в группах обученных улиток, инъецированных кофеином, до и после обучения Vt были равны 12,3± 1,1 мВ и 12,7±1,5

мВ соответственно (рис 6, Б) Инъекция кофеина интактным улиткам приводила к смещению Уш к положительным значениям -59,6±0,8мВ в группе интактных улиток и -49,8±1,6мВ в гр)ппе > таток после инъекции кофеина (р<0 001) Инъекция кофеина при обучении у "шток также приводила кдеполяризации (рис 6, А)

Рис 5 А - кривая зависимости числа положительных ответов в процентах (Ы, %) от количества сочетаний условного и безусловного стимулов в десятках (сочетания) и Б - среднее количество сочетаний стимулов, после предъявления которых число почожительных ответов достигало 100%уучиток группы активного контроля (К?), учиток инъецированных до (КЗ) и посче (К4) процедуры обучения * - достоверные отчичия от значений в активном контроле (р<0 05)

Рис 6 А - значение мембранного потенциала (Vm) и Б - значение порога генерации потенциала действия (Vt) командных нейронов интактных учиток (К1), обученных VJumoK(K2) и учиток почучавших инъекции кофеина до процедуры обучения (КЗ), после процедуры обучения (К4) и без обучения (К5)

* - достоверные отчичия от значений интактныху шток (р<0,05), ** - досповерные отчичия от значений обученных учиток не получавших инъекции кофеина (р<001)

Таким образом, нами было продемонстрировано, что хроническое введение кофеина cpajy после процедуры обучения увеличивает скорость выработки условного оборонительного рефлекса, однако хроническое введение кофеина за 30 минут до процедуры обучения такого эффекта не оказывает. Было также выявлено, что командные нейроны улиток после хронической инъекции кофеина деполяризованы и у них снижен порог генерации потенциала действия, то есть можно говорить о повышении иозбудимости данных нейронов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Известно, что при ассоциативном обучении происходит повышение возбудимости сенсорных и командных клеток (Klein M. et al., 1980; Балабан П.М. и др., 1985; Rogers R.F. et al., 1994). Долговременная деполяризация мембраны и увеличение возбудимости сопровождаются также повышением внутриклеточной концентрации Са2+, которую можно регистрировать с помощью красителя fura-2 (Muzzio I.A. et al., 1999). Показано, что ключевую роль в экспрессии клеточных изменений, важных для ассоциативного обучения, у моллюска Hermissenda играет увеличение внутриклеточной концентрации ионов Са2+ за счет их выхода из внутренних депо клетки, в том числе через каналы рианодиновых рецепторов (Talk A, Matzel L., 1996; Blackwell K.T., Alkon D.L., 1999). Видимо, в процедуре выработки условного рефлекса кальциевый ток из-за своей медленной инактивации создает возможность ассоциирования стимулов, пришедших в разное время (Matzel L. D. et al., 1998).

В наших результатах мы показали, что у нпгактных улиток повышение внеклеточной концентрации ионов Са2+ ведет к увеличению значения порогового потенциала и смещению величины критического уровня деполяризации в сторону положительных значений в командных нейронах оборонительного поведения. Это свидетельствует о снижении возбудимости данных нейронов, которое происходит при стабилизации мембраны. Нами было обнаружено, что эффект стабилизации мембраны ионами кальция в командных нейронов обученных улигок отменяется. Видимо, при обучении общее количество наружного отрицательного змряда уменьшается вследствие изменения конформации мембранных макромолекул, и, в результате, снимается стабилизирующий эффект ионов Са2+.

Повышение внутриклеточной концентрации иопов Са2+ при добавлении в физиологический раствор кофеина происходит в основном за счет активации рианодиновых рецепторов и выхода ионов Са2+ из эигчплазматического ретикулума (Ткачук ВА, 2001; Крутецкая и др., 2003). Такое посыихние внутриклеточного Са2+ в наших экспериментах приводило к увеличению возбудимости командных нейронов. Добавление хинина или верапамила в группе обучай мх улиток вызывало отмену

эффекта кофеина по снижению VI, а в группе интактных улиток этого не происходило, т. е. при блокаде Са- и Са-зависимых К-каналов наблюдалась селективность по отношению к обученным улиткам. Снижение внутриклеточной концентрации кальция инъекцией ЭГТА приводило к увеличению VI только в группе интактных улиток, т.е. здесь также обнаруживается селективность эффекта по отношению к обученным улиткам.

Кофеин оказывает стимулирующее влияние на центральную нервную систему. В наших экспериментах хроническое введение кофеина сразу после процедуры обучения увеличивает скорость выработки УОР, однако хроническое введение кофеина за 30 минут до процедуры обучения такого эффекта не оказывает. Хроническая инъекция кофеина сопровождается деполяризацией мембраны командных нейронов и снижением порога генерации потенциала действия. Видимо, повышение внутриклеточной концентрации кальция и как следствие возбудимости командных нейронов кофеином более необходимо в процессе закрепления изменений происходящих при обучении, а не в момент индукции образования временной связи при формировании условного оборонительного рефлекса.

Таким образом, ионы кальция играют важную роль в процессах сохранения и воспроизведения условного оборонительного рефлекса, причем в этих процессах участвуют, как механизмы поступления кальция из внеклеточного пространства, так и механизмы, приводящие к высвобождению ионов кальция из внутриклеточных депо. Полученные нами результаты показывают, что в результате ассоциативного обучения в командных нейронах возникают длительные изменения кальциевой чувствительности и поверхностного потенциала нейрональной мембраны, а также Са- и Са-зависимых К-каналов.

ВЫВОДЫ

1. С увеличением внеклеточной концентрации ионов Са2+ в группе интактных улиток увеличивается порог генерации потенциалов действия командных нейронов, и в этом проявляется свойство кальция как стабилизатора мембраны. Однако у обученных улиток порог генерации потенциалов действия снижается, т.е. эффект стабилизации мембраны кальцием пропадает.

2. При увеличении внутриклеточной концентрации ионов Са2+ аппликацией кофеина порог генерации потенциалов действия командных нейронов снижается на одинаковую величину как у интактных, так и у обученных улиток, мембранный потенциал не изменяется.

3. В результате блокады потенциал-зависимых Са-каналов верапамилом увеличивается продолжительность потенциала действия, при этом различий между группой интактных

и обученных улиток не наблюдается. При одновременной аппликации верапамила и кофеина этот эффект снимается, как у интактных, так и у обученных улиток. При совместном воздействии верапамила и кофеина снижение порогового потенциала кофеином отменяется у обученных, но не у интактных улиток.

4. В результате блокады Са-зависимых К-каналов хинином увеличивается продолжительность потенциала действия, при этом у обученных улиток почти в 2 раза больше, чем у интактных. При одновременной аппликации хинина и кофеина этот эффект снижается, как у интактных, так и у обученных улиток. При совместном воздействии хинина и кофеина снижение порогового потенциала кофеином отменяется у обученных, но не у интактных улиток.

5. Ежедневная инъекция кофеина сразу после процедуры обучения увеличивает скорость формирования условного оборонительного рефлекса по сравнению с группой активного контроля. Мембранный потенциал и порог генерации потенциала действия командных нейронов после хронической инъекции кофеина снижались по сравнению с улитками активного контроля как у интактных, так и у обученных улиток.

6. При внутриклеточной инъекции кальциевого хелатора ЭГТА наблюдаются повышение порога генерации потенциала действия командных нейронов у интактных улиток, а у обученных улиток достоверного изменения порога не происходит, т.е. проявляется селективность по отношению к формированию условного рефлекса.

7. Аппликация антител к Са-связывающему белку S100 приводит к деполяризационному смещению мембранного потенциала у интактных улиток на 15мВ, в тоже время у обученных улиток деполяризация мембраны после аппликации AS 100 составила 7мВ.

Список публикаций Силантьевой (Мухамедшиной) Д.И. по материалам

диссертации

1. Мухамедшина Д.И., Назырова P.P., Гайнутдинова Т.Х. Сенситизационные изменения оборонительных реакций у виноградной улитки в активном контроле на условный пищеотвергательный рефлекс. XVIII съезд Физиологического общества им. И.П.Павлова, Казань, 25-28 сентября 2001 г. М.:ГЭОТАР-МЕД, 2001, с. 166.

2. D. Mukhamedshina, V. Andrianov, T. Gainutdinova. Duration ofretention of changes of ( the electrical characteristics of command neurons after associative learning of grape snails.

Central European Conference ofNeurobiology. Krak6w, Poland, 11-th- 15-th August 2001. Jagiellonian University Krak6w. Abstracts, p. 160.

3. Мухамедшина Д.И., Гайнутдинова Т.Х., Андрианов В. В. Исследование роли кальция в электрогенезе командных нейронов у интактных и обученных виноградных улиток. Актуальные проблемы нейробиологии. Тезисы 8 Всероссийской школы молодых ученых. Казань, 2001.25-28 сентября. С. 45-46.

4. Андрианов В.В., Гайнутдинов Х.Л., Гайнутдинова Т.Х., Мухамедшина Д.И., Назырова P.P. Мембранные корреляты ассоциативного обучения у интактных улиток

и при истощении серотонина. Всероссийская научная конференция с международным участием, посвященная 150-летию со дня рождения академика И.П.Павлова. 15-17 сентября 1999 г. С-Петербург. Тезисы докладов, с. 78.

5. Мухамедшина Д.И., Гайнутдинова Т.Х., Андрианов В.В. Исследование влияния внеклеточного Са2+ на электрофизиологические характеристики командных нейронов при ассоциативном обучении у виноградной улитки. Биология - наука XXI века. Сборник тезисов 6-й Пущинской школы-конференции молодых ученых. 20-24 мая, 2002. С. 117-118.

6. Мухамедшина Д.И., Андрианов В.В., Гайнутдинова Т.Х., Гайнутдинов Х.Л. Исследование влияния внеклеточного и внутриклеточного Са2+ на электрофизиологические характеристики командных нейронов при ассоциативном обучении у виноградной улитки. Тезисы VI Всероссийского симпозиума "Растущий организм: адаптация к физической и умственной нагрузке". Казань, 2002 г. 7-9 июня. С.114-115.

7. Мухамедшина Д.И. Роль вне- и внутриклеточных ионов Са2+ в функционировании нейрональной мембраны при обучении. Конференция молодых ученых КФТИ КНЦ РАН. 24 января 2003 г. Сборник трудов. Казань, 2003. С. 26-31.

8. Gainutdinov Kh.L., Andrianov V.V., Gainutdinova Т.Н., Sylantieva D.I. The investigation of membrane mechanisms of behavior plasticity during learning: role of Ca ions and serotonin. Acta Neurobiologiae Experimentalis, 2003. V. 63, N 3. P. 275.

9. Sylantieva D.I. The effect of changes of intracellular Ca2+ on electrical characteristics of withdrawal interneurons of naive and learned snails. Acta Neurobiologiae Experimentalis, 2003. V. 63, N3. P. 238.

10. Гайнутдинова Т.Х., Андрианов В.В., Гайнутдинов Х.Л., Мухамедшина Д.И., Тагирова P.P. Длительность сохранения изменений электрических характеристик командных нейронов при выработке условного оборонительного рефлекса у улитки. Журн. высш. нервн. деят. 2003, т.53, N. 3, с. 388-391.

11. O.I. Epstein, NA. Beregovoy, M.V. Starostina, M.B. Shtark, Kh. L. Gainutdinov, T. Kh. Gainutdinova, D.I. Muhamedshina. Membrane and synaptic effects of anti-S-100 are prevented by the same antibodies in low concentrations. Frontiers in Bioscience, 8, a79-84, May 1,2003.

12. Силантьева Д.И. Воздействие изменений внутриклеточного Са2+ на электрофизиологические характеристики командных нейронов при ассоциативном обучении. Биология - наука XXI века. 7-ая Пущинская школа-конференция молодых ученых 14-18 апреля 2003. Пущино. С. 42.

13. Ismailova A.I., Sylantieva D.I., Aliullina A.A., Salakhova G.R., Gainutdinov Kh.L. Effects of chronic injections of caffeine on defensive reflex conditioning in snails. Abstracts of the 7-th East European Conference of the International Society for Invertebrate Neurobiology. Kaliningrad, September 12-16,2003, p.60.

14. Sylantieva D.I., Andrianov V.V., Gainutdinov Kh.L., Timoshenko A.H. Effects of changes of extra- and intracellular calcium on electrical characteristics of withdrawal interneurons of learned snails. Abstracts of the 7-th East European Conference of the International Society for Invertebrate Neurobiology. Kaliningrad, September 12-16, 2003, p. 106.

15. Гайнутдинова Т.Х., Мухамедшина Д.И., Гайнутдинов Х.Л. Стабилизирующая роль ионов Са2+ в функционировании нейрональной мембраны при обучении. Казанский физико-технический институт им. Е.К.Завойского - Ежегодник 2002. Физтехпресс, 2003.С. 171-173.

16. Гайнутдинова Т.Х., Андрианов В.В., Силантьева Д.И. Исследование роли Са-зависимых К-каналов в эффектах аппликации ЭГТА в командные нейроны у обученных улиток. Материалы 'VII Всероссийского симпозиума "Растущий организм". Набережные Челны, 2004 г. Часть 1. с! 47-48.

17. Исмаилова А.И., Муранова Л.Н., Силантьева Д.И., Гайнутдинов Х.Л. Исследование влияния изменений внеклеточного Са и аппликации кофеина на электрические характеристики командных нейронов виноградной." улитки при ассоциативном обучении и долговременной сенситизации.1 Материалы VII Всероссийского симпозиума "Растущий организм". Набережные Челны, 2004 г. Часть 1.С. 77-78. \] _

18. Гайнутдинов Х.Л., Силантьева Д.И., Гайнутдинова Т.Х., Андрианов В.В. Исследование роли ионов кальция в пластичности поведения при обучении. III Съезд Биофизиков России, Воронеж, 24 - 29 июня 2004г. Тезисы докладов.' Т.' 1. С. 197-198.

19. Муранова Л.Н., Исмаилова А.И., Силантьева Д.И. Эффекты изменения внеклеточного Са и аппликации кофеина при ассоциативном обучении и долговременной сенситизации виноградной улитки. Российский физиологический журнал им. И.М.Сеченова. 2004, т.90, № 8, Часть 1, с. 215.

20. Андрианов В.В., Гайнутдинов Х.Л., Штарк М.Б., Эпштейн О.И., Береговой Н.А., Силантьева Д.И., Сорокина Н.С., Старостина М.В. Мембранные и синаптические эффекты антител к белку S100. Российский физиологический журнал им. И.М.Сеченова. 2004, т.90, № 8, Часть 1, с. 197.

21. Gainutdinova Т.Н., Andrianov V.V., Gainutdinov Kh.L., Mukhamedshina D. I., Tagirova R. R. Duration of Retention of Changes in the Electrical Characteristics of Command Neurons During Acquisition of a Conditioned Defensive Reflex in Snails. Neurosci. and behavioral physiol. 2004, v. 34, N 7,pp. 731-733, September 2004.

22. Силантьева Д.И., Андрианов В.В., Гайнутдинова Т.Х., Гайнутдинов Х.Л., Шещинский И.Н. Влияние изменения концентрации внеклеточного кальция на электрические характеристики командных' нейронов после выработки оборонительного условного рефлекса у улитки. Журн. высш. нервн. деят. 2004, т. 54, N6, с. 801-805.

23. Гайнутдинов Х.Л., Андрианов В.В., Гайнутдинова Т.Х., Исмаилова А.И., Силантьева Д.И. Исследование роли внеклеточных и внутриклеточных ионов кальция в пластичности поведения при обучении и долговременной'сенситизации. Тезисы Всероссийской конференции «Нейрохимия: Фундаментальные и прикладные аспекты». Москва, 14-16 марта 2005 г С. 50. 7 ""

24. Силантьева Д.И., Салахова Г.Р., Гайнутдинов Х.Л. Электрофизиологическое исследование эффектов хронического введения кофеина на выработку условного рефлекса у виноградной улитки. Тезисы Всероссийской конференции «Нейрохимия: Фундаментальные и прикладные аспекты». Москва, 14-16 марта 2005 г. С. 64.

Отпечатано в 000 «Печатный двор», г. Казань, ул. Журналистов, 1/16, оф.207 Тел.72-74-59,41-76-41,41- 76-51. Лицензия ПД№7-0215 от 01.11.01 Выдана Поволжским межрегиональным территориальным управлением МПТР РФ. Подписано в печать 19.05.2005г. Усл. п.ч 1,25. Заказ № К-2935. Тираж 100экз. Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная. Печать -ризография.

'I.

/ ^ \ j ^um,.':

11 ИЮЛ 2005 \>llZ?A

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Силантьева, Динара Ирековна

1. ВВЕДЕНИЕ

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

2.1 .Кальций в нервных клетках.

2.1.1. Содержание ионов кальция в нейрона.

2.1.2. Са2+ как универсальный вторичный посредник.

2.1.3. Потенциал-зависимые кальциевые каналы

2.1.4. Рецептор-управляемые кальциевые каналы

2.1.5. Внутриклеточные кальциевые буферы.

2.1.6. Внутриклеточные депо ионов кальция.

2.1.7. Регуляция свободного кальция в цитоплазме.

2.2. Функциональная роль ионов кальция в нервных клетках.

2.2.1. Действие ионов кальция на поверхность возбудимой клетки

2.2.2. Роль ионов кальция в генерации потенциалов действия в соме и в аксоне нейрона.

2.2.3. Влияние ионов кальция на калиевые каналы.

2.2.4. Другие функции ионов кальция внутри клетки.

2.3. Пластичность и ассоциативное обучение.

2.4. Роль ионов Са2+ в механизмах пластичности.

3. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.1. Объект исследования.

3.2. Идентифицированные нейроны виноградной улитки.

3.3. Выработка условного оборонительного рефлекса на постукивание по раковине

3.4. Введение кофеина.

3.5 . Препарат.

3.6. Растворы, использованные в работе

3.6.1. Изменение внеклеточной и внутриклеточной концентрации кальция.

3.6.2. Блокада потенциал-зависимых Са2+-каналов и Са2+-зависимых К+-каналов при изменении внутриклеточной концентрации кальция.

3.6.3. Аппликация антител к белку S100.

3.7. Регистрация электрических характеристик нейронов.

3.7.1. Микроэлектроды.

3.7.2. Установка для регистрации электрических характеристик клеточных мембран.

3.7.3. Измерение электрических характеристик.

4.РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

4.1. Исследование эффектов изменения концентрации внеклеточного кальция на электрические характеристики командных нейронов интактных улиток и улиток после выработки условного оборонительного рефлекса.

4.1.1. Влияние различных концентраций ионов Са2+ на электрические характеристики командных нейронов интактных и обученных улиток

4.1.2. Влияние блокатора потенциал-зависимых Са -каналов верапамила и блокатора Са2+-зависимых К+-каналов хинина на электрические характеристики командных нейронов интактных и обученных улиток

4.2. Исследование эффектов изменения содержания внутриклеточного кальция на электрические характеристики командных нейронов интактных и обученных улиток.

4.2.1. Влияние кофеина на электрические характеристики командных нейронов интактных и обученных улиток.

4.2.2. Влияние кофеина на электрические характеристики командных нейронов интактных и обученных улиток в условиях блокады потенциал-зависимых Са2+-каналов верапамилом и блокады Са2+-зависимых К+-каналов хинином

4.2.3. Влияние внутриклеточной инъекции ЭГТА на электрические характеристики командных нейронов интактных и обученных улиток.

4.3. Исследование влияния антител к Са- связывающему белку S100 на электрические характеристики командных нейронов после обучения

4.4. Исследование эффектов хронического введения кофеина на выработку условного рефлекса у виноградной улитки.

4.4.1. Формирование условного оборонительного рефлекса при хроническом введении кофеина.

4.4.2. Исследование электрических характеристик командных нейронов интактных и обученных улиток после хронического введения кофеина.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Исследование роли ионов кальция в электрогенезе командных нейронов при формировании условного оборонительного рефлекса у виноградной улитки"

Актуальность исследования. Внутренний, глубинный уровень процессов, лежащих в основе поведенческих реакций представляет большой интерес для нейробиологии. Он связан с анализом нейронных механизмов поведения (Kandel E.R., Schwartz J.H., 1982; Goelet P. et al., 1986; Соколов E.H., 1992; Bailey C.H. et al., 1996). Современные представления об этих механизмах основываются на представлении о пластических свойствах нервных клеток и синаптической передачи (Гайнутдинов Х.Л., Штарк М.Б., 1986; Котляр Б.И., Пивоваров А.С. и др., 1989; Балабан П.М., Захаров И.С., 1992; McPhie D.L. et al., 1993; Balaban P.M., 1993). Среди исследователей поведения существует полное согласие в том, что углубление наших представлений о процессах памяти и обучения должно проистекать из знаний о клеточных и молекулярных механизмах этих процессов (Hawkins R.D. et al., 1993; Пивоваров А.С., 1995; Matzel L.D. et al., 1998; Balaban P.M., 2002). В данном случае речь идет о мембранных системах клетки, включая ионные каналы.

Популярным объектом исследования механизмов обучения и памяти являются моллюски, обладающие относительно простой нервной системой с идентифицируемыми клеточными элементами и достаточно сложным поведенческим репертуаром (Кэндел Э., 1980; Соколов Е.Н., 1981; Максимова О.А., Балабан П.М., 1983; Сахаров Д.А., 1992; Krasne F.B., Glanzman D.L., 1995; Никитин В.П., Судаков К.В., 1997). Показано, что моллюски способны к образованию как условнорефлекторноподобных, так и истинных условных рефлексов (Carew Т.J., Sahley C.L., 1986; Балабан П.М., Захаров И.С., 1992; Krasne F.B., Glanzman D.L., 1995; Гайнутдинов Х.Л. и др., 2002). Ранее в нашей лаборатории было показано, что в результате выработки условного оборонительного рефлекса в командных нейронах оборонительного рефлекса виноградной улитки снижаются мембранный и пороговый потенциалы этих нейронов, что свидетельствует о повышении их возбудимости (Гайнутдинова Т.Х., 2000). Так как ионы Са2+ являются регуляторами возбудимости нервных клеток и играют важную роль в процессах индукции ассоциативного обучения (Byrne J., 1987; Hawkins R.D. et al., 1993; Matzel L.D. et al., 1998), то представлялось необходимым в продолжение этих исследований провести анализ роли кальциевой системы в проявлении долговременных эфектов обучения на электрофизиологические характеристики командных нейронов.

Известно, что кальций играет важную роль в долговременных формах пластичности (Hawkins R.D. et al., 1993). Речь идет, прежде всего, об индукции пресинаптического облегчения. В последнее время появились работы, показывающие, что при выработке условного рефлекса наблюдаются изменения на уровне постсинаптических нейронов (Murphy G.G., Glanzman D.L. 1996). Так было показано, что внутриклеточное введение хелатора кальция ЭГТА в постсинаптический нейрон блокирует индукцию долговременной депрессии (Lin X.Y, Glanzman D.L., 1996), а инъекция СаС12 производит изменения, сходные с синаптическим облегчением (Malyshev A.Y., Balaban P.M., 1999). Было найдено, что определяющую роль при этом играет высвобождение ионов Са2+ из внутриклеточных депо, в то время как вход Са2+ через потенциал зависимые каналы имеет только дополнительный эффект (Talk A., Matzel L., 1996). Поэтому исследование роли кальциевой системы в проявлении долговременных эффектов обучения на характеристики нейрональной мембраны и ионных каналов представляются нам актуальными.

Положения, выносимые на защиту:

1 .После формирования условного оборонительного рефлекса в командных нейронах виноградной улитки снимается эффект стабилизации мембраны кальцием, который выражается в снижении порога генерации потенциалов действия при увеличении внеклеточной концентрации ионов кальция в противоположность его увеличению у интактных улиток.

2.При увеличении внутриклеточной концентрации ионов Са2+ порог генерации потенциалов действия командных нейронов снижается как у интактных, так и у обученных улиток, однако в условиях блокады Са- и Са-зависимых К-каналов у обученных улиток этот эффект пропадает. Снижение внутриклеточной концентрации ионов Са2+ приводит к повышению порога генерации потенциала действия у интактных, но не у обученных улиток.

3.Ежедневная инъекция кофеина улиткам сразу после процедуры обучения увеличивает скорость формирования условного оборонительного рефлекса по сравнению с группой активного контроля. Хроническая инъекция кофеина сопровождается снижением порога генерации потенциала действия командных нейронов за счет снижения мембранного потенциала.

Повышение внутриклеточной концентрации ионов Са2+ кофеином снижает порог генерации потенциалов действия командных нейронов как у интактных, так и у обученных улиток, блокатор потенциал-зависимых Са-каналов верапамил и блокатор Са- зависимых К- каналов хинин снижают мембранный потенциал командных нейронов и увеличивают продолжительность потенциала действия.

Среди спонтанно активных идентифицированных нейронов виноградной улитки определены клетки, отвечающие на аппликацию антител к Са-связывающему белку S100 как увеличением, так и уменьшением частоты генерации потенциалов действия. Аппликация антител к Са- связывающему белку S100 приводит к снижению величины мембранного потенциала, причем в группе обученных улиток такое смещение почти вдвое меньше чем в группе интактных.

Впервые найдено, что хроническая инъекция кофеина сразу после процедуры обучения увеличивает скорость формирования условного оборонительного рефлекса у виноградной улитки по сравнению с улитками активного контроля и показан деполяризационный сдвиг мембранного потенциала командных нейронов после хронической инъекции кофеина.

Научно-практическая ценность. Полученные результаты позволяют составить более полное представление о роли ионов кальция в механизмах обучения и сохранения долговременной памяти. Установление факта отмены эффекта стабилизации мембраны кальцием после формирования условного рефлекса позволяет по-новому подойти к роли ионов Са2+ не только в индукции пластичности, но и в сохранении изменений, наступивших после обучения. Повышение порога генерации потенциала действия у интактных улиток при внутриклеточной инъекции кальциевого хелатора ЭГТА и отсутствие этого эффекта у обученных улиток позволяет уточнить роль уровня внутриклеточного кальция в сохранении следов памяти. Результаты, свидетельствующие об увеличении скорости формирования условного оборонительного рефлекса при хроническом введении кофеина сразу после процедуры обучения, а также эффекты верапамила позволяют объяснить механизм действия кальциевых препаратов.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены на итоговых конференциях Казанского научного центра РАН (Казань, 2000-2005 гг), на 6, 7. 8 Всероссийских школах молодых ученых «Актуальные проблемы нейробиологии» (1999, 2000, 2001 гг), Central European Conference of Neurobiology, (Krakow, Poland, 2001 г), XVIII съезде Физиологического общества им. И.П.Павлова, (Казань 2001 г), 6-ой, 7-ой и 9-ой Пущинской школы-конференции молодых ученых (Пущино 2002, 2003, 2005 гг), VI и VII Всероссийских симпозиумах "Растущий организм: адаптация к физической и умственной нагрузке" (Казань, 2002 г и Набережные Челны, 2004 г.) Jerzy Konorski Memorial: Integrative Activity of the Brain (Варшава, 2003 г), Conference of the International Society for Invertebrate Neurobiology (Kaliningrad, 2003 г), III съезде Биофизиков России (Воронеж, 2004 г), XIX съезде Физиологического общества им. И.П.Павлова, (Екатеринбург 2004 г), Всероссийской конференции «Нейрохимия: Фундаментальные и прикладные аспекты» (Москва, 2005 г).

Реализация результатов исследования. Материалы исследования отражены в 4 статьях, опубликованных в рецензируемых журналах, и в 20 тезисах докладов.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа объемом 128 страниц состоит из введения, обзора литературы, описания объекта и методов исследования, главы результатов исследования, общего их обсуждения, выводов и указателя цитируемой литературы. Список цитируемой литературы включает 264 источников, из них 183 - иностранных авторов. Диссертация иллюстрирована 21 рисунком и содержит 3 таблицы.

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Силантьева, Динара Ирековна

6. ВЫВОДЫ

3. В результате блокады потенциал-зависимых Са-каналов верапамилом увеличивается продолжительность потенциала действия, при этом различий между группой интактных и обученных улиток не наблюдается. При одновременной аппликации верапамила и кофеина этот эффект снимается, как у интактных, так и у обученных улиток. При совместном воздействии верапамила и кофеина снижение порогового потенциала кофеином отменяется у обученных, но не у интактных улиток.

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследованиям мембранных механизмов ассоциативного обучения посвящено большое количество работ, выполненных на препаратах разной сложности (Alkon D.L., 1984; Lukowiak К., Colebrook Е., 1988; Балабан П.М., Захаров И.С., 1992; Hawkins R.D. et al., 1993; Matzel L.D. et al., 1998; Benjamin P.R. et al., 2000). В целом, выделяют две основные стратегии исследований клеточных механизмов обучения (Byrne J., 1987): 1) проведение обучения и затем анализ на клеточном уровне, 2) использование так называемых клеточных аналогов обучения. Абсолютное большинство экспериментов проводится на упрощенных и модельных препаратах, однако, данные таких исследования имеют существенный недостаток, состоящий в том, что пластические изменения реакций в них непродолжительны по сравнению с длительностью модификаций поведения животных. В наших и в ряде других исследованиях используются препараты обученных (тренированных) животных (Максимова О.А., Балабан П.М., 1983; Alkon D.L. et al., 1987; Никитин В.П. и др., 1992; Balaban P.M., 1993; Гайнутдинов Х.Л. и др., 1999). Этот метод более сложен и требует значительного времени, но его преимущество состоит в том, что он позволяет изучать долговременные модификации поведения и проводить поиск прямых соотношений между поведенческими и электрофизиологическими (клеточными) коррелятами. Долговременный характер наблюдаемых изменений (в течение месяца) свидетельствует, видимо, о необходимости вовлечения в этот процесс синтеза новых белков (Goelet P. et al., 1986; Никитин В.П., Козырев С.А., 1993; Krasne F. В., Glanzman D.L., 1995; Гринкевич Л.Н., 2001; Гайнутдинова Т.Х. и др., 2003).

Известно, что при ассоциативном обучении происходит повышение возбудимости сенсорных и командных клеток (Klein M.et al., 1980; Балабан П.М. и др., 1985; Davis W.J., 1986; Rogers R.F. et al., 1994; Muzzio I.A. et al., 1997). Работы по исследованию механизмов классического условного рефлекса у моллюска Hermissenda показали, что в ходе выработки ассоциативного обучения были отмечены продленный деполяризационный сдвиг мембранного потенциала, длительное увеличение амплитуды и увеличение скорости инактивации быстроинактивирующегося К- тока в фоторецепторах типа В

Alkon D.L., 1984; Frysztak R.J., Crow Т., 1997). Долговременная деполяризация мембраны и увеличение возбудимости сопровождаются также повышением внутриклеточной концентрации Са2+, которую можно регистрировать с помощью красителя fura-2 (Muzzio I.A. et al,, 1999), Показано, что ключевую роль в экспрессии клеточных изменений, важных для ассоциативного обучения, у Hermissenda играет увеличение внутриклеточной концентрации ионов Са2+, которая, в свою очередь, увеличивается за счет входа ионов Са2+ через потенциал-зависимые каналы и их выхода из внутренних депо клетки через каналы рианодиновых рецепторов (Talk A., Matzel L., 1996; Blackwell К.Т., Alkon

D.L., 1999). Видимо, в процедуре выработки условного рефлекса кальциевый ток из-за своей медленной инактивации создает возможность ассоциирования стимулов, пришедших в разное время (Matzel L. et al., 1998). В идентифицированных нейронах плевробранха показаны явление Са-зависимого увеличения продолжительности потенциала действия и модуляция залповой активности (Gillette R. et al., 1982; Kovac M.P., et al., 1985). Увеличение продолжительности потенциала действия, зависимое от входа Са2+ в клетку, обнаружено после обучения в механоафферентных нейронах аплизии (Walters

E.Т., Byrne J.H., 1983; Hawkins R.D., 1984; Billy A., Walters E. 1989; Abrams T.W. et al., 1991; Murphy G.G., Glanzman D.L., 1996). Эти результаты свидетельствуют о том, что вход ионов Са2+ в терминаль является необходимым условием для облегчения (Hawkins R.D. et al., 1993; Eliot L.S. et al., 1994).

Условный оборонительный рефлекс на постукивание по раковине сохраняется на поведенческом уровне в течение 40 дней (Максимова О.А., Балабан П.М., 1983). Также ранее было найдено длительное сохранение в течение одного месяца после формирования УОР изменений электрических характеристик командных нейронов оборонительного рефлекса (Гайнутдинова Т.Х. и др,. 2003). Долговременный характер исследованных изменений при ассоциативном обучении, несомненно, показывают возможность поддержания длительных пластических модификаций поведения за счет мембранных механизмов нервных клеток (Еайнутдинов X.JI. и др., 2002). Поскольку механизмы, лежащие в основе таких изменений, до конца еще не изучены, нам было интересно проследить роль ионов Са2+ в электрогенезе командных нейронов при изменениях такого рода.

Ионы Са2+ нейтрализуют отрицательные фиксированные заряды на наружной стороне мембраны, поэтому повышение внеклеточной концентрации ионов Са2+ приводит к снижению общего наружного отрицательного заряда и увеличению отрицательного потенциала, действующего на ионные каналы (Магура И.С., 1981; Костюк П.Г., 1986). В наших результатах на интактных улитках мы также показали, что повышение внеклеточной концентрации ионов Са2+ ведет к увеличению значения порогового потенциала и смещению величины критического уровня деполяризации в сторону положительных значений в командных нейронах оборонительного поведения. Это свидетельствует о снижении возбудимости данных нейронов, которое происходит при «стабилизации» мембраны. Однако нами было обнаружено, что возбудимость плазматической мембраны нейронов обученных улиток повышается при увеличении внеклеточной концентрации ионов Са2+, хотя у

ГЛ 2+ интактных улиток повышение внеклеточной концентрации ионов Са ведет к стабилизации мембраны. Видимо, при обучении общее количество наружного отрицательного заряда уменьшается вследствие изменения конформации мембранных макромолекул, и, в результате, снимается стабилизирующий эффект ионов Са" . Уменьшение возбудимости при повышении внеклеточной концентрации ионов Са2+ может свидетельствовать о том, что ионы Са2+ активно входят в нейрон через потенциал зависимые Са-каналы и, по-видимому, сами ионы Са2+ непосредственно участвуют в развитии потенциала действия (Костюк П.Г., 1986).

Модулирующая роль ионов кальция в пластических изменениях показана в целом ряде экспериментов по гетеросинаптическому облегчению и гомосинаптической депрессии (Abrams T.W. et al., 1991; Hawkins R.D. et al.,. 1993). Повышение внутриклеточной концентрации ионов Са2+ при добавлении в физиологический раствор кофеина происходит, в основном, за счет активации

2+ рианодиновых рецепторов и выхода ионов Са из эндоплазматического ретикулума (Ткачук В.А., 2001; Крутецкая З.И. и др., 2003). Такое повышение внутриклеточного Са2+ в наших экспериментах приводило к снижению порога генерации потенциала действия и смещению критического уровня деполяризации в сторону положительных значений мембранного потенциала командных нейронов примерно на одинаковую величину, как в группе интактных, так и в группе обученных улиток. Блокада потенциал зависимых Са2+-каналов на фоне увеличения внутриклеточной концентрации кальция вызывала деполяризацию мембранного потенциала, как и при блокаде этих каналов без кофеина. Так как продолжительность потенциала действия увеличивается при блокаде потенциал зависимых Са2+-каналов и не изменяеться в случае блокады этих каналов в условиях повышения внутриклеточной концентарации ионов Са2+ то можно сделать предположение, что ионы кальция, входящие через эти каналы, оказывают активирующие влияние на Са2+-зависимые К+-каналы, ведущее к увеличению продолжительности потенциала действия, а во втором случае для активации Са2+-зависимых К+-каналов используется кальций из внутриклеточных депо (Мартынюк А.Е., 1987; Kostyuk P.G., 1988).

Добавление хинина или верапамила не изменяло эффекта кофеина на мембранный потенциал и порог генерации потенциала действия в группе интактных улиток, однако в группе обученных улиток порог генерации потенциала действия уменьшался недостоверно, т. е. эффект кофеина на порог генерации потенциала действия в группе обученных улиток при добавлении хинина или верапамила отменялся.

Снижения внутриклеточной концентрации кальция инъекцией ЭГТА приводило к достоверному увеличению значения порога генерации действия только в группе интактных улиток, видимо, в группе обученных улиток внутриклеточный кальций менее задействован в процессах возбуждения.

К настоящему времени общепризнанно, что кардинальным с точки зрения целостной биологической функции белков S100 является их способность связывать ионы кальция (Fano G. et al., 1995; Kubista H. et al., 1999). Установлено, что изменениями внеклеточной концентрации ионов кальция можно модулировать эффект AS 100 вплоть до полного его ингибирования (Shtark M.B.et al., 1981; 1987). Позднее на специфических Са-нейронах было показано прямое действие AS 100 на Са-ток (Солнцева Е.И., 1988; Гайнутдинов

X.JI. и др., 1996). Было выявлено, что белки S100 участвуют в механизмах синаптической пластичности, функционировании пре- и постсинаптических структур, прежде всего в силу тех же Са- связывающих свойств белка (Lewis D., Teylor Т.J., 1986; Melani R. et al., 1999; Donato R., 2003). Наконец, ионы кальция играют роль «стабилизатора» функций клеточной мембраны (Ходоров Б.И. 1975) и белки S100 могут влиять именно на эти функции. При аппликации белка S100 в спонтанноактивных нейронах улитки было найдено уменьшение частоты генерации потенциалов действия, гиперполяризация мембраны и снижение Са-зависимых К-токов и увеличение потенциал- зависимых К-токов при аппликации белка S100 в омывающий раствор (Kubista Н. et al., 1999), что находится в соответствии с обратными эффектами при применении антител в наших экспериментах. Аппликация антител к Са-связывающему белку S100 приводит к деполяризационному смещению мембранного потенциала командных нейронов у интактных улиток на 15мВ, в тоже время у обученных улиток деполяризация мембраны после аппликации AS 100 составила 7мВ. Vt и ts не изменяются как у интактных, так и у обученных улиток.

Кофеин является алкалоидом, оказывающим стимулирующее влияние на центральную нервную систему. Установлено, что кофеин ингибирует фермент фосфодиэстеразу и повышает в клетках уровень цАМФ, который стимулирует выход ионов Са2+ из саркоплазматического ретикулума (Angelucci М.Е.М. et al., 1999; Машковский М.Д., 2002). В наших экспериментах хроническое введение кофеина сразу после процедуры обучения увеличивает скорость выработки условного оборонительного рефлекса, однако хроническое введение кофеина за 30 минут до процедуры обучения такого эффекта не оказывает. Было также обнаружено, что улитки, инъецированные кофеином, обладают более положительным мембранным потенциалом и низким порогом генерации потенциала действия, то есть можно говорить о повышении возбудимости данных нейронов. Видимо, такое повышение возбудимости более необходимо в процессах сохранения рефлекса, а не непосредственно во время индукции рефлекса. Возможно, хронические инъекции кофеина ведут к значительным изменениям в нервной системе улитки, которые могут способствовать ускорению процесса обучения.

Таким образом, ионы кальция играют важную роль в процессах сохранения и воспроизведения условного оборонительного рефлекса, причем в этих процессах участвуют, как механизмы поступления кальция из внеклеточного пространства, так и механизмы, приводящие к высвобождению ионов кальция из внутриклеточных депо. Полученные нами результаты показывают, что в результате ассоциативного обучения в командных нейронах возникают долгодлящиеся изменения кальциевой чувствительности и поверхностного потенциала нейрональной мембраны, а также Са- и Са-зависимых К-каналов.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Силантьева, Динара Ирековна, Казань

1. Анохин П.К. Системный анализ интегративной деятельности нейрона // Успехи физиол. наук. - 1974. - Т. 5, № 2. - С. 5-92.

2. Асратян Э.А. Избранные труды. Рефлекторная теория высшей нервной деятельности. М.: Наука, 1983. - 326 с.

3. Балабан П.М., Захаров И.С. Обучение и развитие основа двух явлений. - М.: Наука, 1992. -152 с.

4. Балабан П.М., Максимова О.А., Браваренко Н.И. Пластические формы поведения виноградной улитки и их нейронные механизмы // Журн. высш. нервн. деят. 1992. - Т. 42, № 6. - С. 1208-1220.

5. Береговой Н.А. Электрофизиологический анализ мембранных механизмов долговременной сенситизации // автореф. дисс. на соискание ученой степени канд. биолог, наук. Новосибирск, 1996. - 20 с.

6. Веселовский Н.С., Федулова С.А. Два типа кальциевых каналов в соматической мембране нейронов спинальных ганглиев крыс // Доклады АН СССР. 1983. - Т. 268, №3. - С. 747-750.

7. Воробьев B.C., Солнцева Е.И., Позднякова А.Л. Антитела к S-100 белку деполяризуют мембрану пирамидных нейронов и блокируют синаптическую передачу в срезах гиппокампа. // Докл. АН СССР. 1987. - Т. 294, № 5. -С.1258-1261.

8. Воронин Л.Г. Физиология высшей нервной деятельности. М.: Высшая школа.- 1979.-312 с.

9. Воронин Л.Л. Исследование элементарных нейрофизиологических механизмов обучения // Успехи физиол. наук. 1987. - Т. 18, № 2. - С.76-97.

10. Гайнутдинов X.JI., Гайнутдинова Т.Х., Чекмарев Л.Ю. Изменение электрических характеристик командных нейронов при выработке условного оборонительного рефлекса у виноградной улитки // Журн. высш. нервн. деят. 1996. - Т.46, № 3. - С.614-616.

11. Гайнутдинов X.JL, Заблоцкайте Д.П., Пономарев В.Н. Влияние антител к нервноспецифическому белку S-100 на кальциевые каналы соматической мембраны нейронов виноградной улитки // Докл. АН 1996 - Т.350, N4. -С.554-556.

12. Гайнутдинов X.JL, Штарк М.Б. Ионные механизмы нейрональной пластичности // Успехи совр. биол.- 1986. Т. 102, № 6. - С. 392-406.

13. Гайнутдинов X.JI., Андрианов В.В., Гайнутдинова Т.Х. Мембранные механизмы пластичности поведения при обучении. Казань, 2002. - 115 с.

14. Гайнутдинова Т.Х. Мембранные корреляты ассоциативного обучения в командных нейронах виноградной улитки // автореф. дис. на соискание ученой степени канд. биолог, наук. Казань, 2000 - 20 с.

15. Геннис Р. Биомембраны. Молекулярная структура и функции. М.: Мир, 1997.-622 с.

16. Герасимов В.Д., Костюк П.Г., Майский В.А. Возбудимость гигантских нервных клеток различных представителей легочных моллюсков в растворах, не содержащих ионов натрия // Бюл. Экспер. Биол. 1964. -Т. 58, № 9. - С. 37.

17. Глебов Р.Н., Крыжановский Г.Н. Гомеостаз ионов кальция в нейронах и механизм Ыа+/Са2+-обмена // Нейрохимия. 1984. - Т. 3, №2. - С. 178-192.

18. Гринкевич JI.H. Метаболизм белков в формировании оборонительного рефлекса моллюсков // Журн. высш. нервн. деят. 1992. - Т. 42, № 6. - С. 1221-1229.

19. Гринкевич JI.H. Формирование транскрипционных факторов С/ЕВР и возможные пути регуляции их активности при обучении Helix // Журн. высш. нервн. деят,-2001.-Т. 51, № 1.-С. 81-88.

20. Гринкевич JI.H., Нагибнева И.Н., Лисачев П.Д. Условный оборонительный рефлекс у виноградной улитки (молекулярно-генетические аспекты) // Физиол. журнал. 1995. - Т. 81, № 8. - С. 24-28.

21. Дорошенко П.А., Костюк П.Г., Цындаренко А.Я. Разделение калиевых и кальциевых каналов в мембране сомы нервной клетки // Нейрофизиология. -1978.-Т. 10.-С. 645-653.

22. Дьяконова Т.Л. Регуляция пластических свойств электровозбудимой мембраны нейрона серотонином // Журн. высш. нервн. деят. 1985. - Т. 35, № 4.-С. 753-759.

23. Дьякнова Т.Л. Чему и как учиться нейрон // Журн. Общ. Биол. 1987. - Т. 48, №3,-С. 311-324.

24. Захаров И.С. Оборонительное поведение виноградной улитки // Журн. высш. нервн. деят. 1992. - Т. 42, №. 6. - С. 1156-1169.

25. Зефиров А.Л., Ситдикова Г.Ф. Ионные каналы нервного окончания // Успехи физиолог, наук. 2002. - Т. 33, № 4. - С. 3-33.

26. Иерусалимский В.Н., Захаров И.С., Палихова Т.А., Балабан П.М. Нервная система и картирование нейронов брюхоногого моллюска Helix lucorum L. II Журн. высш. нервн. деят. 1992. - Т. 42, № 6. - С. 1075-1089.

27. Кононенко Н.И., Костюк П.Г. Влияние внутриклеточной инъекции циклического аденозинмонофосфата на кальциевый ток в идентифицированных нейронах виноградной улитки // Нейрофизиология. -1982.-Т. 14, №3,-С. 290-297.

28. Костюк П.Г. Синаптические механизмы пластичности в центральной нервной системе: Материалы симпозиума «Саморегуляция нейрофизиологическихмеханизмов интегративной и адаптивной деятельности» Л.:Наука, 1972. -С. 25-26.

29. Костюк П.Г. Кальциевые ионные каналы в клеточной мембране // Физиол. журн. СССР. 1984. - Т. 10, № 8. - С. 1081-1091

30. Костюк П.Г. Кальций и клеточная возбудимость. М.: Наука, 1986. - 255 с.

31. Костюк П.Г., Дорошенко П.А., Мартынюк А.Е., Исследование метаболической зависимости активности кальциевых каналов соматической мембраны нервной клетки // Биол. Мембраны. 1984. - Т. 1, № 1. - С. 18-26.

32. Костюк П.Г., Крышталь О.А. Механизмы электрической возбудимости нервной клетки. -М.: Наука 1981 - 204с.

33. Костюк П.Г., Шуба Я.М. Исследование селективности модифицированных с помощью ЭДТА кальциевых каналов по отношению к одновалентным катионам // Нейрофизиология. 1982. - Т. 14, № 5. - С. 491-498.

34. Котляр Б.И., Пивоваров А.С. Молекулярные механизмы пластичности нейрона при обучении: роль вторичных посредников // Журн. высш. нервн. деят. 1989. - Т. 39, № 2. - С. 195-214.

35. Кругликов Р.И. Нейрохимические механизмы обучения и памяти. М.: Наука, 1981.-211 с.

36. Кэндел Э. Клеточные основы поведения. М.: Мир, 1980. - 598с.

37. Левин С.В. Структурные изменения клеточных мембран. Ленинград: Наука, 1976.-223 с.

38. Литвинов Е.Г., Логунов Д.Б. Изменение возбудимости командного нейрона в начальный период формирования условного рефлекса у виноградной улитки // Журн. высш. нервн. деят. 1979. - Т. 29, № 2. - С. 284-294.

39. Литвинов Е.Г., Максимова О.Г., Балабан П.М., Масиновский Б.П. Условная оборонительная реакция виноградной улитки // Журн. высш. нервн. деят. -1976.-Т. 6, № 1.- С. 203-206.

40. Логунов Д.Б. Соотношение быстрых и медленных элементарных синаптических потенциалов в командных нейронах виноградной улитки // Журн. высш. нерв. деят. 1983. - Т. 33, № 2. - С. 355-362.

41. Логунов Д.Б. Значение тонических раздражителей в формировании условных рефлексов у моллюсков // Успехи физиол. наук. 1985. - Т. 16, № 1. - С. 392406.

42. Магура И.С. Проблемы электрической возбудимости нейрональной мембраны. Киев: Наукова думка, 1981. - 204с.

43. Магура И.С., Долгая Е.В., Вадас И., Влияние ионов кальция на потенциалзависимые калиевые каналы мембраны сомы гигантских нейронов моллюсков // Нейрофизиология. 1976. - Т. 8, № 4. - С. 400-409.

44. Максимова О.А. Формирование условного оборонительного рефлекса у виноградной улитки и изменения при этом активности командных нейронов // Журн. высш. нерв. деят. 1980. - Т. 30, № 5. - С. 1003-1011.

45. Максимова О.А., Балабан П.М. Нейронные механизмы пластичности поведения. М.: Наука, 1983. - 126 с.

46. Мартынюк А.Е. Два типа кальций зависимых каналов калиевого выходящего тока в соматической мембране нейронов виноградной улитки // Нейрофизиология. 1987.-Т. 19, № 2. - С. 185- 191.

47. Машковский М.Д. Лекарственные средства. Пособие для врачей. В 2-х томах. М.: Новая волна. - 2002.- 600 с.

48. Никитин В.П. Молекулярно-клеточные механизмы обучения виноградной улитки // Журн. высш. нервн. деят. 1993. - Т. 43, № 2. - С. 377-387.

49. Никитин В.П. Молекулярно-клеточные механизмы обучения у виноградной улитки: Автореф. дис. на соискание ученой степени д-ра биолог, наук. М., 1995.-43 с.

50. Никитин В.П., Козырев С.А. Действие блокаторов синтеза белка на нейронные механизмы сенситизации у виноградной улитки // Нейрофизиология. 1993.-Т. 1,№2.-С. 109-115.

51. Никитин В.П., Козырев С.А., Щевелкин А.В., Шерстнев В.В. Влияние антител против белков группы S100 на пластичность нейронов усенситизированных и несенситизированных улиток. // Жури. высш. нервн. деят. 2001. - Т.51, №1. - С.73-80.

52. Никитин В.П., Самойлов М.О., Козырев С.А. Механизмы выработки сенситизации у виноградной улитки: участие кальция и кальмодулина // Журн. высш. нервн. деят. 1992. - Т. 42, № 6. - С. 1250-1259.

53. Никитин В.П., Судаков К.В. Механизмы интегративной деятельности нейронов // Успехи физиол. наук 1997. - Т. 28, № 1. - С. 27-45.

54. Николлс Дж. Г., Мартин А. Р., Валлас Б. Дж., Фукс Г1. А. От нейрона к мозгу. М.: УРСС. 2003.

55. Нистратова В.Л., Пивоваров А.С. Рецепторы инозитолтрифосфата и рианодиновые рецепторы в регуляции Na, К-насосом холинчувствительности нейронов виноградной улитки при привыкании // Журн. высш. нервн. деят. -2004. Т. 54, № 4. - С. 554-564.

56. Орлов С.Н. Кальмодулин // Итоги науки и техники. М.: ВИНИТИ, 1987. Т. 8 -С. 5-212

57. Первис Р. Микроэлектродные методы внутриклеточной регистрации и ионофореза. М.:Мир, 1983. - 208 с.

58. Пивоваров А.С, Дроздова Е.И, Котляр Б.И. Вторичные посредники в регуляции пластичности нервной клетки при обучении // Биол. Науки. 1989. -Т. З.-С. 75-101.

59. Пивоваров А.С. Пластичность хемо- и электровозбудимых мембран нейрона: регуляция опиоидами и вторичными посредниками: автореф. дис. на соискание ученой степени д-ра биолог, наук М, 1995. - 45 с.

60. Позднякова А.Л. Изучение природы деполяризации мембраны нервной клетки при аппликации антител к белку S-100. // Бюлл. экспер. биол. мед. -1987. Т. 103, №.1. - С. 3-5.

61. Поликар А. Молекулярная цитология мембран животной клетки и ее микроокружение. Наука, 1975. - 183 с.

62. Пономарев В.Н, Нарушевичус Э.В, Чемерис Н.К. Блокирующее действие ионов никеля, кобальта, марганца и магния на величину входящего тока через кальциевый канал нейронов прудовика Limnea stagnalis // Нейрофизиология. -1980. Т. 12, №2.-С. 211-213.

63. Сахаров Д.А. Генеалогия нейронов. -М.: Наука, 1974. 183 с.

64. Сахаров Д.А Долгий путь улитки // Журн. высш. нервн. деят. 1992. - Т.42, №6.-С. 1059-1063.

65. Северин С.А. Пальцев М.А., Иванов А.А. Молекулярные механизмы регуляции активности клеток // Вестник интститута молекулярной медицины. -2001.-№1.-С. 51-123.

66. Северин Е.С., Кочеткова М.Н. Роль фосфорилирования в регуляции клеточной активности. М.: Наука, 1985. - .

67. Соколов Е.Н. Нейронные механизмы памяти и обучения. М.:Наука, 1981. -140 с.

68. Соколов Е.Н. Эндонейрональные механизмы подкрепления // Журн. высш. нервн. деят. 1987. - Т. 37, № 3. - С. 403-408.

69. Соколов Е.Н. Архитектура рефлекторной дуги // Журн. высш. нервн. деят. -1992. Т. 42 ,№ 6. - Р. 1064-1074.

70. Соколов Е.Н., Вайткявичюс Г.Г. Нейроинтеллект: от нейрона к нейрокомпьютеру. М.: Наука, 1989. - 237 с.

71. Солнцева Е.И. Устранение ингибирующего эффекта антител к белкам S-100 на кальциевый ток нейронов моллюска при внутриклеточной инъекции ЭГТА // Бюлл. экспер. биол. мед. 1988. - Т. 105, №6. - С.646-649.

72. Сторжук В.М. Нейронные механизмы обучения. Киев.: Наукова думка., 1986.-263 с.

73. Тасаки И. Нервное возбуждение. Макромолекулярный подход. М: Мир, 1971.-222 с.

74. Ткачук В.А. Мембранные рецепторы и внутриклеточный кальций // Соросовский образовательный журнал. 2001. - Т. 7, № 1. - С. 10-15.

75. Штарк М.Б. Мозгоспецифические белки (антигены) и функции нейрона. -М.:Медицина, 1985.-310 с.

76. Ходоров Б.И. Общая физиология возбудимых мембран М.: Наука, 1975. -405 с.

77. Abrams T.W., Karl K.A., Kandel E.R. Biochemical studies of stimulus convergence during classical conditioning in Aplysia: dual regulation of adenilat cyclase by Ca2+/calmoduline and transsmiter // J. Neurosci. 1991. - V. 11. № 9. -P. 2655-2665.

78. Akaike N., Lee K.S. Brown A.M. The calcium carrent of Helix neuron // J. Gen. Physiol. 1979.-V. 286.-P. 61-82.

79. Akers R.F., Lovinger D.M. et al. Translocation of protein kinase С activity may meddiate hippocampal long-term potentiation // Scince. 1986. - V. 231, № 4738. -P. 587-589.

80. Alkon D.L Calcium-mediated reduction of ionic currents: a biophysical memory trace// Science. 1984,-V. 226, № 4673. - P. 1037-1045.

81. Alkon D.L., Farley J, Sakakibara M. Et al. Voltage-dependent calcium and calcium activated potassium currents of a molluscan photoreceptor // Biophys. J. 1984. -V. 46.-P. 605-614.

82. Alkon D.L., Disterhot J., Coulter D. Conditioning-specific modification of postsynaptic membrane currents in mollusc and mammal. In: The Neural and Molecular Bases of Learning / Eds. J.-P. Changeux and M. Konishi. John Wiley & Sons. 1987. - P. 205-237.

83. Alvares-Leefmans F.J., Rink T.J.,TsienR.Y. Free calcium ions in neurons of Helix aspersa measured with ion-selective microelectrodes // J. Physiol. 1981. - V. 315. -P. 531-548.

84. Andersen P., Greengard P. Et al. Injectione of protein kinase С in rat hippocampal pyramidal cells in vitro induces plastic changes similar to long-term potentiation // J. Physiol. 1987. -V. 390. - P. 180-186

85. Angelucci M.E.M., Vital M., Gessario C.,et al. The effect of caffeine in animal models of learning and memory // Europ. J. of pharmacol. 1999. - V. 373. - P. 135-140.

86. Bailey C.H., Bartsch D., Kandel E.R. Toward a molecular definition of long-term memory storage // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1996. - V. 93. - P. 13445-13452.

87. Baker P.F., Hodgkin A.L., Ridgway E.B. Depolarization and calcium entry in squid giant axons //J. Physiol. 1971 - V. 218 - P. 709-755.

88. Balaban, P.M. Behavioral neurobiology of learning in terrestrial snails // Progress in Neurobiol. 1993. - V. 41. - P. 1-19.

89. Balaban, P.M., Vehovszky, A., Maksimova O.A. and Zakharov, I.S. Effect of 5,7-dihydroxytryptamine on the food-aversive conditioning in the snail Helix lucorum L. //Brain Res. 1987. - V. 404. - P. 201-210.

90. Balaban, P.M. Cellular mechanisms of behavioral plasticity in terrestrial snail // Neurosci. Behav. Rev. 2002,- V. 26, N. 5. - P. 597-630.

91. Barret E., Barret J. Separation of two voltage sensitive potassium currents and demonstratione of a tetrodotoxine-resistent calcium current in frog motoneurones // J. Physiol. 1976 - V. 255 - P. 737-774.

92. Baudier J., Gerard D. Ions binding to S-100 proteins: structural changes induced by calcium and zinc on SlOOa and SlOOb proteins. // J. Biol. Chem.- 1983. V.22. -P. 3360-3369.

93. Benjamin P.R., Staras K., Kemenes G. A system approach to the cellular analysis of associative learning in the pond snail Lymnaea // Learn. Mem.- 2000. V. 7. - P. 124-131.

94. Berridge M.J. Neuronal calcium signaling // Neuron. 1998 - V. 21. - P. 13-26.

95. Berridge M.J. Bootman M.D. Roderick H.L. Calcium signaling: dynamics, homeostasis and remodeling // Nature reviews/ Molecular Cell Biology. 2003 - V. 4-P. 517-529.

96. Billy A., Walters E. Long-term expansion and sensitization of mechanosensory receptive fields in Aplysia support an activity-dependent model of whole-cell sensory plasticity /7 J. Neurosci. 1989. - V. 19, №4.-P. 1254-1262.

97. Billy A., Walters E. Long-term expansion and sensitization of mechanosensory receptive fields in Aplysia support an activity-dependent model of whole-cell sensory plasticity 11 J. Neurosci. 1989. - V. 19, № 4. - P. 1254-1262.

98. Bird M.M. Presynaptic and postsynaptic organelles of synapses formed in cultures of previously dissociated mouse spinal cord. // Cell Tissue Res. 1978. - V. 194 -P. 503-511.

99. Blackwell K.T., Alkon D.L. Ryanodine receptor modulation of in vitro associative learning in Hermissenda crassicornis // Brain Res. 1999 - V. 822, № 1 - P. 114125.

100. Blausten .M.P., Ratzlaff R.W., Schwetzer E.S. Control of intracellular calcium in presynaptic nerve terminals // Fed. Proc. 1980 - V. 39 - P. 2790-2795.

101. Braunewell K.-H., Gundelfinger E.D. Intracellular neuronal calcium sensor proteins: a family of EF-hand calcium binding proteins in search of a function // Cell. Tissue Res. 1999,-N. 295.-P. 1-12.

102. Brini M., Carafoli E. Calcium signaling: a historical account, recent developments and future perspectives // Cel. Mol. Life. Sci. 2000. -N. 57 - P. 354-370.

103. Byrne J. Cellular analysis of associative learning, // Physiol. Rev. 1987,- V.67, №2. - P.329-439.

104. H.Calissano P. Specific properties of the brain-specific protein S-100. // In: Proteins of the nervous system (eds.- D.Schneider et al). Raven Press: N.Y. 1973. - P.13-26.

105. Carew T.J., Sahley C.L. Invertebrate learning and memory: from behavior to molecules // Annu. Rev. Neurosci. 1986. - V. 9. - P. 435-487.

106. Castellucci V.F., Blumenfeld H., Goelet P., Kandel E.R. Inhibitor of protein synthesis blocks long-term behavioral sensitization in the isolated gill-withdrawal reflex of Aplysia 11 Journal Neurobiology 1989. - V. 20, № 1. - P. 1-9.

107. Charlton M.P., Smith S.J., Zuker R.S. Role of presynaptic calcium ions and channels in synaptic facilitation and pression at the squid giant synapse, // J. Physiol. 1982. - V. 323 - P. 173-193.

108. Cheung W. Y Calmodulin: its potential role in cell prolifiration and heavy metal toxicity // Fed. Proc. 1984. - V. 43, N. 15. - P. 2995-2998.

109. Clark G.A., Hawkins R.D., Kandel E.R. Activity-dependent enhancement of presynaptic facilitation provides a cellular mechanism for the temporal specificity of classical conditioning in Aplysia II Learn. Mem. 1994. - V. 1, № 4. P. 243-257.

110. Cleary L.J., Lee, W.L., and Byrne, J.H. Cellular correlates of long-term sensitization in Aplysia. 11 J. Neurosci. 1998. - V. 18. - P. 5988-5998.

111. Connor J.A., Alkon D.L. Light- and voltage-dependent increases of calcium ion concentration in molluscan photoreceptors // J.Neurophysiol. 1984. - V. 5, № 4 -P. 745-752.

112. Crow Т., Forrester J. Down-regulation of protein kinase С and kinase inhibitors dissociate short- and long-term enhancement produced by one-trial conditioning of Hermissenda 11 J. Neurophys. 1993. - V. 69. - P. 636-641.

113. Dale N., Schacher S., Kandel E.R. Long-term facilitation in Aplysia involves increase in transmitter release // Science. 1988. - V. 239. - P. 282-285.

114. Davis W.J. Neural consequences in Pleurobranchaea californica // J. Physiol. -1986.-V. 81, №4.-P. 349-357.

115. Donato R., Functional roles of S100 proteins, Calcium-binding proteins of the EF-hand type//Biochem. et Byophis. Acta. 1999. - N. 1450 - P. 191-231.

116. Donato R. Intracellular and extracellular roles of SI00 proteins // Microsc. Res. Tech. 2003. - V.60, №6. - P. 540-551.

117. Droz В., Rambourt A., Koenig H.L. The smooth endo-plasmic reticulum: structure and role in the renewal of axonal membrane and synaptic vesicles by fast axonal transport. // Brain Res. 1975. - V. 93 - P. 1-13.

118. Dulhunty A.F, Pouliquin P. What we don't know about the structure of ryanodine receptor calcium release channels// CEPP. 2003. - V. 30. - P. 713-723

119. Edmonds B, Klein M, Dale N, Kandel E.R. Contribution of two types of calcium channels to synaptic transmissione and plasticity // Science. 1990. - V. 250, № 4984.-P. 1142-1147.

120. Eliot L.S, Kandel E.R, Siegelbaum S.A, Blumenfeld H. Imaging terminals of Aplysia sensory neurons demonstrates role of enhanced Ca2+ influx in presynaptic facilitation // Nature.- 1993. V. 361. - P. 634-637.

121. Ertel E.A., Campbell K.P., Harpold M.M., Hofmann F„ Mori Y„ Perez-Reyes E„ Schwartz A. et al. Nomenclature of voltage-gated calcium channels. // Neuron. -2000-V. 25 P. 533-535.

122. Fano G, Biocca S„ Fulle S„ Mariggio M.A., Belia S„ Calissano P. The S-100: a protein family in search of a function // Prog. Neurobiol. 1995. - V. 46. №1. - P. 71-82.

123. Farley J., Alkon D.L. cellular mechanisms of learning, memory, and information storage // Ann. Rev. Psychol. 1985. - V. 36. - P. 419-494.

124. Farley J., Auerbach S. Protein kinase С activation induced conductens changes in Hermissenda photoreceptors like those seen in associative learning // Nature. -1986.-V. 319, № 6050-P. 220-223.

125. Farley J., Wu P. Serotonin modulation of Hermissenda type В photoreceptor light responses and ionic currents: imputations for mechanisms underlying associative learning // Brain Res. Bull. 1989. - V. 22, № 22. - P. 335-351.

126. Finn R.C., Browning M., Lynch G. Trifluoperazine inhibits hoppocampal long-term potentiation and the phosphorylation of 40,000 dalton proteine // Neurosci. Lett. 1980,- V. 19, №1,-P. 103-108.

127. Fischer TM, Zucker RS, Carew TJ Activity-dependent potentiation of synaptic transmission from L30 inhibitory interneurons of aplysia depends on residualpresynaptic Ca2+ but not on postsynaptic Ca2+ // J. Neurophysiol. 1997. - V. 78, №4.-P. 2061-2071.

128. Frankenhaeuser В., Hodgkin A.L. The action of calcium on the electrical properties of squid axon // J. Physiol. 1957. - V. 137. - P. 218-244.

129. Frysztak R.J., Crow T. Synaptic enhancement and enhanced excitability in presynaptic and postsynaptic neurons in the conditioned stimulus pathway of Hermissenda.il J. Neurosci. 1997. - V. 17. - P. 4426-4433.

130. Gedulding D., Gruener R., Voltag clamp of the Aplysia giant neurone: early sodium and calcium currents // J. Physiol. 1970. - V. 211. - P. 217-244.

131. Gelperin A. Rapid food-aversion learning by a terrestrial mollusk // Science. -1975.-V. 189.-P. 567-570

132. Gillette R., Gillette M.U., Davis W.J. Substrates of command ability in a buccal neuron of Pleurobranchaea. I. Mechanisms of action potential broadening // J. Сотр. Physiol. 1982. -V. A146.-P. 449-459.

133. Goebeler V., Ruhe D., Gerke V., Rescher U. Atypical properties displayed by annexin A9, a novel member of the annexin family of Ca2+ and lipid binding proteins // FEBS Lett. 2003. - N. 546. - P. 359-364.

134. Goelet P., Castellucci V.F., Schacher S., Kandel E.R. The long and the short of long-term memory a molecular framework // Nature. - 1986. - V. 322, № 31. - P. 419-422.

135. Greengard P. Cyclic nucleotides. Phosphorylated proteins and the nerves system // Fed. Procid. 1979. - V. 38. - P. 2208-2218.

136. Gunter Т.Е., Buntinas L., Sparagna G.C., Gunter K.K. The Ca 2+ transport mechanisms of mitochondria and Ca 2+ uptake from physiological type Ca 2+transient//Biochim.Biophys. Act. 1998. - V. 1366. -P. 5-15.

137. Hammershlag R., David A.R., Chiu A.Y. Mechanism of axonal transport: A proposed role for calcium ions // Science. 1975. - V. 188, № 4185. - P. 273-275.

138. Hawkins R.D., Abrams T.W., Carew T.J., Kandel E.R. A cellular mechanism of classical conditioning in Aplysia: activity dependent amplification of presynaptic facilitation// Science. 1983. - V. 219. - P. 400-405.

139. Hawkins R.D. A cellular mechanisms of classical conditioning in Aplysia // J. Exp. Biol. 1984. - V. 112 - P. 113-128.

140. Hawkins R. D., Kandel E. R., Siegelbaum S. A. Learning to modulate transmitter release: Themes and variations in synaptic plasticity // Annu. Rev. Neurosci. -1993.-V. 16.-P. 625-665.

141. Heizmann C.W., Fritz G., Schafer B.W. S100 proteins: structure, functions and pathology // Front Biosci. 2002. - V. 7. - P. 1356-1368.

142. Hermann A., Gorman A.L.F. Action of quinidine on ionic currents of molluscan pacemacer neurons. // J. Gen. Physiol. 1984. - V. 83. - P. 919-940.

143. Hermann A., Hartung K. Pharmacological aspects of Ca-activated К conductance in molluscan neurons. // Exp. Brain Res. 1986. - V.14. - P. 124-138.

144. Hille B. Modulation of ion-channel function by G-protein-coupled receptors. // Trends Neurosci. 1994. -V 17, - P. 531-536.

145. Hirst G.D.S., Spence I. Calcium actione potentials in mamalian peripheral neurones//Nature. 1973. - V. 243. - P. 54-56.

146. Hodgkin A. L., Huxley A. F. A quantiatative decription of membrane current and its application to conductance and excitation in never // J.Phisiol. (London). 1952.- V.117.-P. 500-544.

147. Hoffman F., Biel M., Flockerzi V., Molecular basis for Ca2+ channel diversity // Annu. Rev. Neurosci. 1994. -N. 17. - P. 399-418

148. Holden C.P., Padua R.A., Geiger J.D. Regulation of ryanodine receptor calcium release channels by diadenosine polyphosphates// J. Neurochem. 1996. - V. 67, N. 2.-P. 574-580.

149. Hyden H., Lange P.W. S-100 protein: correlation with behavior // Exp. Cell. Res. -1970,-V. 62, N 1 -P.125-132.162.1to K.W., Miyashita Y, Kasai H., Four-wavelength ratiometric Ca2+ imaging using

150. Jankovic B.D. From immunoneurology to immunopsychiatry: neuromodulating activity of anti-brain antibodies // Intern. Rev. Neurobiol. 1985. - V. 26. - P.249-314.

151. Kandel E.R. Calcium and the control of synaptic strength by learning // Nature. -1981. V. 293, № 5835. - P. 697-700.

152. Kandel E.R., Schwartz J.H. Molecular biology of learning: modulation of transmitter release // Science. 1982. - V. 218, № 4571. - P. 433-442.

153. Kandel, E.R. and Tauc, L. Heterosynaptic facilitation in neurones of the abdominal ganglion of Aplysia depilans II J. Physiol. (London). 1965. - P. 181: 127.

154. Kawasaki H., Nakayama S., Kretsinger R.H. Classification and evolution of EF-hand proteins //BioMetals- 1998,- N. 11 P. 277-295.

155. Klein M., Kandel E.R. Mechanism of calcium modulation underlying presynaptic facilatation and behavior sensitisation in Aplysia // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. -1980.-V. 77, № 11.-P. 6912-6916.

156. Klein M., Shapiro E., Kandel E.R. Synaptic plasticity and the modulation of the Ca2+ current // J. Experim. Biol. 1980. - V. 89. - P. 117-157.

157. Kleinhaus A.L., Prichard J.W. Calcium dependent actione potentials produced in leech Retzius ceels by tetraethylammonium chloride // J. Physiol. 1975. - V. 246. -P. 351-369.

158. Kligman D., Hilt D.C. The S100 protein family // Trends in Biochem Sci. 1988. - V.13, N11.- P.437-443.

159. Korkotian E. and Segal M. Fast confocal imaging of calcium released from stores in dendritic spines // Eur. J. Neurosci. 1998. - V. 10. - P. 2076-2084.

160. Kostyuk P.G. Intracellular perfusion of nerve cells and its effects on membrane currents. // Physiol. Rev. -1984. -v.64. -N2. -P.435-454.

161. Kostyuk E., Swichar N. Shishkin V., Kostyuk P. Role of mitochondrial disfunction in calcium signalling alterrations in dorsal root ganglion neurones of mice with experimentally-induceed diabetes // Neurosci. 1999. - V. 90, N. 2. - P. 535-541.

162. Kostyuk P.G., Martynuk A.E. Potassium outward current dependent on extracellular calcium in snail neuronal membrane // Neurosci. 1988. - V. 24. - P. 1081-1087.

163. Kostyuk P.G., Doroshenko P.A., Tsyndarenko A.Y. Calcium-dependent potassium conductance studied on internally dialyzed nerve cells // Neurosci. 1980. - V. 5. -P. 2187-2192.

164. Kostyuk P.G. Kryshtal O.A. DoroshenkoP.A. Calcium currents in snail neurones The effect of external calcium concentration on the calcium inward current // Pflug. Arch. 1974,-V. 348.-P. 95-104.

165. Kostyuk P.G., Veselovsky N.S., Fedulova S.A. Ionic currents in the somatic membrane of rat dorsal root ganglion neurons. II Calcium currents // Neurosci. -1981,-V. 6.-P. 2431-2437.

166. Kostyuk P. Common features in the mechanisms of different forms of synaptic plastisity // "Neuron Differentiation and Plasticity Regulation by Intercellular Signals". International symposium. - 2003.- Abstracts. Moscow, Russia. - P. 25.

167. Kovac M.P., Davis W.J., Matera M., Morielli A., Croll R.P. Learning: neural analysis in the isolated brain of a previously trained molluscs, Pleurobranchaea californica II Brain Res. 1985. - V.331, N. 2. - P. 275-284.

168. Krasne F. В., Glanzman D.L. What we can learn from invertebrate learning // Annu. Rev. Psychol. 1995. - V. 46 - P. 585-624.

169. Kubista H., Donato R., Hermann A. SI00 calcium binding protein affects neuronal electrical discharge activity by modulation of potassium currents // Neuroscience. - 1999. - V. 90, №2 - P. 493-508.

170. Kubista H., Kerschbaum H.H., Hermann A. SlOO-immunoreactivity in spontaneously active snail neurons. // Brain Res. 1996. V.716. N1-2. P.53-58.

171. Lechner H.A, Byrne J.H. New perspectives on classical conditioning: a synthesis of Hebbian and non-Hebbian mechanisms // Neuron. 1998. - V. 20, N. 3. - P. 355-358.

172. Lee K.S., Akaike N., Brown A.M. Properties of internally perfused, voltag-c lamped, isolated nerve cell bodies //J. Gen. Physiol. 1978. -V. 71. - P. 489-507.

173. Lee W.-L., Anwyl R., Rowan M. 4-Aminoperedine mediated increase in long-term potentiation in Cal of the rat hippocampus // Neurosci. Lett. - 1986. - V. 70, № l.-P. 106-109.

174. Lewis D., Teylor T.J. Anti-S-100 serum blocks long-term potentiation in the hippocampal slice. // Brain Res. -1986. -V. 383, N1/2. P.159-164.

175. Lin X.Y., Glanzman D.L. Hebbian induction of long-term potentiation of Aplysia sensorimotor synapses: partial requirement for activation of an NMDA-related receptor // Proc. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 1994. - V. 255, N. 1344. - P. 215221.

176. Linden D. J., Connor J. A. Long-term synaptic depression // Annu. Rev. Neurosci. 1995.-V. 18.-P. 319-357

177. Linden D. J., Murakami K., Routtenberg A. A newly discovered proteine kinase С activator (oleic acid) enhances long term potentiation in the intact hippocampus // Brain Res. 1986. - N. 2. - P. 358-363.

178. Lisman J A mechanism for the Hebb and the anti-Hebb processes underlying learning and memory// Proc. Nat. Acad. Sci. US. 1989. - V. 86. - P. 9574-9578.

179. Llinas R., Hess R. Tetrodotoxin resistant dendritic spikes in avian Purkinje cells, // Proc. Nat. Acad. Sci. US. 1976. - V. 73. - P. 187-190.

180. Lukowiak K., Colebrook E. Classical conditioning alters the efficacy of identified gill motor neurons in producing gill withdrawal movements in Aplysia // J. Experim. Biol. 1988. - V. 140. - P. 273-285.

181. Lynch M.A., Bliss T.V.P. Long-term potentiation of synaptic transmissione in the hippocampus of the rat; effect calmodulin and oleoyl-acetyl-glycerol on release of 3H. glutamate // Neurosci. Lett. 1986. - V. 65, N. 2. - P. 171-176.

182. Lynch G, Baudry M The biochemistry of memory : a new and specific hypothesis // Science. 1984. - V. 224, N. 4653. - P. 1057-1063.

183. Malenka R.C., Ayoub G.S., NicoII R.A. Phorbol esters enhance transmitter release in rat hipocampal slices // Brain Res.- 1987. V. 4, N. 1. - P. 198-203.

184. Malyshev A.Y., Balaban P.M. Synaptic facilitation in Helix neurons depends upon postsynaptic calcium and nitric oxide // Neurosci. Lett. 1999. - V. 261. -P.65-68.

185. Many R.S., Kay C.M. Isolation and spectral studies of the calcium binding properties of bovine brain S-100 protein. // Biochemistry. 1983. - V.22, N.16. -P.3902-3907.

186. Martone M.E., Zhang Y., Simpliciano V.M., Carragger B.O., Elllsman M.H. Three-dimensional visualization of the smooth endoplasmic reticulum in Purkinje cell dendrites. // J. Neurosci. 1993. - V. 13 - P. 4636-4646.

187. Matzel L.D., Rogers R.F. Postsynaptic calcium, but not cumulative depolarization, is necessary for the inducation of associative plasticity in Hermissenda // J. Neurosci. 1993. - V. 13. - P. 5029-5040.

188. Matzel L.D., Talk A.C., Muzzio I.A., and Rogers R.F. Ubiquitous molecular substrates for associative learning and activity-dependent neuronal facilitation // Annu. Rev. Neurosci. 1998. - V. 9. - P. 129-167.

189. McGraw C.F., Somlyo A.V., Blaustein M.P. Localization of calcium in presynaptic nerve terminals: an ultrastructural and electron microprobe analysis. // J. Cell Biol. 1980. - V. 85 - P. 228-241.

190. McCleskey E.W., Fox A.P., Feldman D., Tsien R.W. Different types of calcium channels // J. Exp. Biol. 1986. - N. 124.-P. 177-190.

191. McPhie D.L., Matzel L.D., Olds J.L., Lester D.C., Kuzirian A.M., Alkon D.L. Cell specifity of molecular changes during memory storage // J. Neurochem. -1993.-V. 60, N. 2.-P. 646-651.

192. Meech R.W. The sensitivity of Helix aspersa neurones to injected calcium ions // J. Physiol. 1974. - V. 237. - P. 259-277.

193. Meves H. The ionic reuirements for the prodaction of action potential in helix pomatia neurons, // Pflug. Arch. 1968.-V. 304.-P. 215-241.

194. Miller R. J. Mitochondria the Kraken wakes // Trends in Neurosci. - 1998. - V. 21, N. 3.-P. 95-97

195. Moore B.W. Brain-specific proteins. // In: Proteins of the nervous system (eds. -D.Schneider et al.). // Raven Press:N.Y. -1973. -P. 1-13.

196. Mpitsos G.G., Collins S.D., McClellan A.D. Learning: A model system for physiological studies // Science. 1978. - V. 199. - P. 497-506.

197. Mpitsos G.G., Davis W.L. Learning: classical and avoidance conditioning in the mollusk Pleurobranchaea// Science. 1973. - V. 180. - P. 317-320.

198. Murphy G.G., Glanzman D.L. Enhancement of sensorimotor connections by conditioning-related stimulation in Aplysia depends upon postsynaptic Ca2 // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1996. - V. 93, N. 18.-P. 9931-9936.

199. Muzzio I.A., Ramirez R.R., Talk. A.C., Matzel L.D. Interactive contributions of intracellular calcium and protein phosphatases to massed-trials learning deficits in Hermissenda//Behav. Neurosci. 1999,- V. 113,N. l.-P. 103-117.9+

200. Neary J.T., Naito S., De Weer A. Ca /diacylglycerol-activated, phospholipid-dependent proteine kinase in the Hermissenda CNS // J. Neurochem. 1986. - V. 47, N. 5.-P. 1405-1411.

201. Nelson T.J., Alkon D.L. Specific protein changes during memory acquisition and storage // Bio Essays. 1989. - V. 10, N 2&3. - P. 75-79.

202. Parente L., Solito E. Annexin 1: more than an anti-phospholipase protein // Inflam. Res. 2004. - V. 53, N. 4. - C. 125-132.

203. Pitman R.M. Calcium-dependent action potentials in the cell body of an insect motoneurone, // J. Physiol. 1975. - V. 251. - P. 62P- 63P.

204. Randall A., Tsien RW., Pharmacological dissection of multiple types of Ca2+ channel currents in rat cerebellar granule neurones // J. Neurosci. 1995. - N.15. -P. 2995-3012

205. Rebaudo R., Melani R„ Balestrino M., Cupello A., Haglid K., Hyden H. Antiserum against S-100 protein prevents long term potentiation through a cAMP-related mechanism // Neurochem. Res. 2000. - V. 25, N. 4. - P. 541-545

206. Reuter H. Localization of bete adrenegic receptors and effects of noradrenaline and cyclic nucleotides on actione potentials, ionic currents and tension in mammalian cardiac muscle // J. Physiol. 1974. - V. 242. - P. 429-451.

207. Reuter H., Cachelin A.B. et al., Modulatione of calcium channels in cultured cardiac cells by iisoproterenol and 8-bromo-cAMP // Cold Springs Harbor Symp. Quant. Biol. 1983. - V. 48. - P. 193-200.

208. Reuter H., Porzig H, Kokubun Sh., Prodhome B. 1,4-dihydropyridines as tools in the study of Ca2+ channels // Trends Neurosci. 1985 - V. 8 - N. 9 - P. 369-400.

209. Rizzuto R., Pozzan Т., Carafoli E. Ca2+ on the move: ways and means to translate a multifarious signal // Trends in Pharmacol. Sci. 2002 - V. 23 - N.8 - P.348-350.

210. Rogers R.F., Talk A.C., Matzel L.D. Trial-spacing effect in Hermissenda sugest contributions of associative and nonassociative cellular mechanisms // Behav. Neurosci. 1994. - V. 108, № 6. - P. 1030-1042.

211. Rosenbluth J. Subsurface cisternae and their relationship to the neuronal plasma membrane. //J. Cell Biol. 1962. - V. 13 - P. 405-421.

212. Routtenberg A., Colley P. et al. Phorbol ester promotes growth of synaptic plasticity // Brain Res. 1986. - V. 378, N. 2 - P. 374-378.

213. Sah P., McLachlan E.M. Ca2+-activated K+ currents underlying the afterhiperpolarisation in guinea pig vagal neurons: a role of Ca -activated Ca release// Neurone 1991. - V.7. - P. 257-264.

214. Sallese M., lacovelli L., Cumashi A. Capobianco L., Cuomo L., De Blasi A. Regulation of G-protein coupled receptor kinase subtypes by calcium sensor proteins//Biochim. Biophys. Act. 2000. - V. 1498.-C. 112-121.

215. Sather W.A., Tanabe Т., Zhang J.F., Mori Y. , Adams M.E., Tsien R.W. Distinctive biophysical and pharmacological properties of class A (BI) calcium channel alpha 1 subunits. // Neuron. 1993. - V. 11. - P. 291-303.

216. Schaffhausen J.H., Fischer T.M., Carew T.J. Contribution of postsynaptic Ca2+ to the induction of posttetanic potentiation in the neural circuit for siphon withdrawal in Aplysia II J. Neurosci. 2001. - V.21, N. 5. - P. 1739-1749.

217. Schmalz E. Zur Morphologie des Nervensystems von Helix pomatia II Ztschrift Wissenshaft Zoology. 1914. - V. 3. - P. 506-568.

218. Schwab Y., Mouton et al., Chasserot-Golaz S., Morty I., Moulet Y., Jover E. Calcium-dependent translocation of synaptotagmine to the plasme membrane in the dendrites of developing neurones // Mol. Braine Res. 2001. - V. 96. - P. 1-13.

219. Schwartz J.H., Greenberg S.M. Molecular mechanisms for memory: Second-messenger induced modification of protein kinases in nerve cells // Annu. Rev. Neurosci. 1987.-V. 10.-P. 459-476.

220. Schwartzkroin P.A., Slawsky M. Probable calcium spikes in hippoampal neuron, // Brain Res. 1977. - V. 135.-P. 157-161.

221. Shimahara Т. Tauc L. Cyclic AMP induced by serotonin modulates the activity of an identified synapse in Aplysia by facilitating the active permeaability to calcium // Brain. Res. 1977. - V. 127 - P. 168-172.

222. Shtark M.B., Gainutdinov Kh.L., Khichenko V.I., Shevchuk E.V., Starostina M.V. Biological effects of antibrain antibodies: electrophysiological, immunological and behavioral aspects // Ann. N.Y. Acad. Sci. 1987. - V. 496. - P. 405-415.

223. Spira M.E., Yaromi Y. Physiological synaptic interactions mediated by potassium ions // J. Physiol. 1983. - V. 78 - P. 689-694.

224. Stanton P.К., Schane F.A.X. Hippocampal long-term potentiation increases mitihondrial calcium pump activity in rat // Brain Res. 1986. - V. 382. - P. 114126.

225. Staras K., Kemenes G., and Benjamin P.R. Neurophysiological correlates of unconditioned and conditioned feeding behavior in the pond snail Lymnaea stagnalis // J. Neurophysiol. 1998. - V. 79. - P. 3030-3040.

226. Stevens Ch.F. Ionic Channels in Neuromembranes: method for studying their properties // Cold spring Harbor Reports in Neuroscinsce. 1980. - V. 1. - P.l 1133

227. Sugita S., Baxter D.A., Byrne J.H. Differential effects of 4-aminopyridine, serotonin, and phorbol esters on facilitation of sensorimotor connections in Aplysia II J. Neurophysiol.- 1997,-V. 77, N. l.-P. 177-185.

228. Suzuki K., Sorimachi H. A novel aspect of calpain activation // FEBS Lett. -1998,- V. 433, N. 1-2.-C. 1-4.

229. Talk A., Matzel L. Calcium influx and release from intracellular stores contribute differentially to activity-dependent neuronal facilitation Hermissenda photoreceptors //Neurobiol. Learn. Mem. 1996. -V. 66, N. 2. - P. 183-197.

230. Tang Y., Zucker R. S. Mitochondrial involvement in post-tetanic potentiation of synaptic transmission // Neuron. 1997. - V. 18. - P. 483-491

231. Thayer S.A., Lemon R.H., Fairhurst A.S., Calmodulin inhibition of brain membrane phosphorylation // J. Neurochem. 1983. - V. 41, N. 4. - P. 1090-1093.

232. Trudeau L.E., Castellucci V.F. Postsynaptic modifications in long-term facilitation in Aplysia: upregulation of excitatory amino acid receptors //J. Neurosci. 1995. -V.15, N. 2 - P. 1275-1284.

233. Turner R.W., Baimbrige K.G. Miller J.J. Calcium-induced long term potentiation in the ЫрроцАМФив // Neuroscience. 1982. - V. 7, N. 6. - P. 1411-1416.

234. Walters E.T., Byrne J.H. Slow depolarization produced by associative conditioning of Aplysia sensory neurons may enhance Ca2+ entry // Brain Res. -1983,-V. 280, N. 1/2. P. 165-168.

235. Weiger T.M., Hermann A., Levitan I.B. Modulation of calcium-activated potassium channels. // J. Сотр. Physiol. A. 2002. V.188. P.79-87.

236. Wigstrom H., Swan J.W., Andersen P. Calcium dependency of synaptic long-lasting potentiation in the hippocampal slice // Acta. Physiol. Scand. 1979. - V. 105, N l.-P. 126-128.

237. Woody C.D., Alkon D.L., Hay B. Depolarisation-induced effects of Ca2+-calmodulin-dependent protein kinase injection, in vivo, in single neurons of cat motor cortex//Brain Res. 1984.-V. 321, N. 1.-P. 192-191.

238. Yunker A.M. R., McEnry M. W. Low-voltage-activated ("T-type") calcium channels in review // J. Bioenerg. Biomembr. 2003. - V. 35, N. 6. - P. 533- 575.

239. Zucker R.S., Delaney K.R., Mulkey R., Tank D.W. Presynaptic calcium in transmitter release and posttetanic potentiation // Ann. N. Y. Acad. Sci. 1991. -V.635.-P. 191-207.

240. Zimmer D.B., Wright Sadosky P., Weber D.J. Molecular mechanisms of SI 00-target protein interactions // Microsc. Res. Tech. 2003. - V.60, N. 6. - P. 552-559.1. НАКЛАДНАЯ № 6 F6

241. От кого: ООО "Татполиграф" от 31 мая 2005 г.1. Кому. Силантьевой *

242. Через кого: Доверенность № лШ-й^б-сЯ Q г./ изаказа Наименование Един, измер. Количество экземпляров Цена, руб.коп. Сумма, руб. коп.

243. Г-240 Переплет ШТ 3 110,00 330,00

Информация о работе

Силантьева, Динара Ирековна
кандидата биологических наук
Казань, 2005
ВАК 03.00.13

Диссертация

Исследование роли ионов кальция в электрогенезе командных нейронов при формировании условного оборонительного рефлекса у виноградной улитки - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы