Роль оксида азота и ионов кальция в механизмах долговременной сенситизации у виноградной улитки

Исмаилова, Асия Ильгизовна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Роль оксида азота и ионов кальция в механизмах долговременной сенситизации у виноградной улитки
ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Роль оксида азота и ионов кальция в механизмах долговременной сенситизации у виноградной улитки"

На правах рукописи

Исмаилова Асия Ильгнзовна

РОЛЬ ОКСИДА АЗОТА И ИОНОВ КАЛЬЦИЯ В МЕХАНИЗМАХ ДОЛГОВРЕМЕННОЙ СЕНСИТИЗАЦИИ У ВИНОГРАДНОЙ УЛИТКИ

03.00.13 - физиология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Казань - 2006

Работа выполнена в лаборатории биофизики Казанского физико-технического института Казанского Научного Центра Российской Академии Наук

Научный руководитель -

доктор биологических наук, Гайнутдинов Халил Латыпович

Официальные оппоненты:

Ведущая организация -

доктор медицинских наук, профессор Волков Евгений Михайлович кандидат биологических наук, доцент Ситдикова Гузель Фаритовна

Институт нормальной физиологии РАМН (г. Москва)

Защита состоится » июня 2006 г. в «У^» часов на заседании диссертационного Совета Д.212.078.02 по присуждению ученой степени доктора биологических наук по специальности 03.00.13. - физиология при ГОУ ВПО «Татарский государственный гуманитарно-педагогический университет» по адресу: 420021, г. Казань, ул. Татарстан, 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Татарский государственный гуманитарно-педагогический университет» по адресу: 420021, г. Казань, ул. Межпаука, 1.

Автореферат разослан « /Л мая 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук, профессор " Т.Л.Зефиров

ВВЕДЕНИЕ.

Молекулярные механизмы сохранения следов памяти широко исследуются в контексте взаимоотношений ассоциативного обучения с сенситизацией как элементарной формой обучения, при которой животное учится усилению ответной реакции на ранее неэффективный стимул, следующей за нанесением сильных стимулов в другом участке (Никитин В.П., Судаков К.В., 1997; Гайнутдинов Х.Л. и др., 2002). Такая нейробиологическая модель как долговременная сенситизация (ДС) позволяет успешно исследовать мембранные механизмы долговременных модификаций поведения (Castellucci V.F. et al., 1986; Никитин В.П. и др., 1992; Walters Е.Т., Ambron R.T., 1995; Береговой Н.А., 1996; Cleary L.J. et al., 1998).

Оксид азота (II) (NO) является внутри- и межклеточным посредником, выполняющим различные сигнальные функции (Schuman Е.М., Madison D.V., 1994; Реутов В.П. и др., 1998; Уразаев А.Х., Зефиров AJI., 1999). Эффекты оксида азота связаны с его влиянием на ионные каналы, секрецию медиатора, обмен ионов кальция, метаболизм клетки и ее геном (Balligang J.-L. et al., 1993; MoHan P. et al., 1995; Яковлев А.В. и др., 2002). В последние годы NO-синтезирующие нейроны обнаружены и в нервной системе беспозвоночных, в том числе моллюсков. Показано, что у моллюсков оксид азота играет роль межклеточного мессенджера и сигнальной молекулы (Huang Е.Р., 1997). Показано, что серотонин и доноры NO взаимно усиливают эффекты друг друга (Дьяконова Т.Л., 2000). Оксид азота контролирует также пластические свойства этих нейронов: блокатор NO-синтазы способствует развитию привыкания, а доноры оксида азота дают эффект сенситизации (Дьяконова Т.Л., 1998). Найдено, что он также участвует в некоторых поведенческих программах (Мороз Л.Л. и др., 1992; Elphick M.R. et al., 1995; Teyke T., 1996).

Известно, что в долговременных формах пластичности важную роль играет кальций (CaJ+) (Hawkins R.D. et al., 1993). Ионы кальция участвуют в регуляции разнообразных нейронаяьных процессов, что обусловлено их специфическими физико-химическими характеристиками, благодаря которым они являются наиболее универсальными внутриклеточными посредниками (Brini M., Carafoli Е., 2000; Никольский Е.Е. и др., 2001 ; Зефиров А.Л., Ситдикова Г.Ф.,

2002; Rizzuto R. et al., 2002; Kostyuk P.G., 2003; Berridge M.J., 2003). Ионы кальция, поступающие 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 клетки, и реакциями, протекающими. внутри нее, принимают непосредственное участие в интегративной деятельности нервной клетки (Костюк П.Г., 1986; Berridge M.J., 1998; Северин Е.С. и др.,

2001). Недавно были проведены исследования роли кальциевой системы в механизмах обучения и сенситизации у виноградной улитки на уровне параметров нейрональной мембраны и ионных каналов (Никитин В.П., Козырев С .А., 2002; Силантьева Д.И. и др., 2004; Силантьева Д.И., 2005). Для исследования механизмов пластичности часто используется кофеин, который является алкалоидом, стимулирующим выход ионов Са2+ из эндоплазматического ретикулума (Howell L.L. et al, 1997; Машковский М.Д.,

2002). В последнее время появились работы, свидетельствующие о том что, кофеин влияет на процессы обучения и памяти. Было показано, что введение кофеина после сеансов обучения у крыс улучшали процесс консолидации памяти, однако не оказывали никакого эффекта на привыкание (Angelucci М.Е. et al., 1999). В экспериментах на виноградной улитке было показано, что кофеин увеличивает скорость обучения при его инъекциях после сеансов тренировки (Силантьева Д.И., 2005). Таким образом, анализ литературы показывает, что исследования роли кальциевой системы и оксида азота в проявлении долговременных эффектов сенситизации на уровне характеристик нейрональной мембраны являются актуальными.

Цель и основные задачи исследования. Целью работы явилось исследование роли оксида азота и ионов кальция в механизмах долговременной сенситизации у виноградной улитки. В соответствии с этой целью были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать действие экзогенного донора NO (нитроглицерина) и блокатора NO-синтазы (L-NAME) на формирование долговременной сенситизации.

2. Определить методом ЭПР спектроскопии содержание NO в органах виноградной улитки после долговременной сенситизации.

3. Исследовать влияние изменения концентрации внеклеточного и внутриклеточного кальция на электрические характеристики командных нейронов виноградных улиток после долговременной сенситизации.

4. Исследовать влияние хронического введения кофеина на формирование долговременной сенситизации у виноградной улитки.

Положения, выносимые на защиту:

1. Формирование долговременной сенситизации у виноградной улитки сопровождается значительным снижением продукции оксида азота.

2. Ежедневное введение кофеина в течение 4-х дней сразу после ежедневного сеанса сенситизации полностью предотвращает деполяризационный сдвиг мембранного потенциала и снижение порогового потенциала, индуцированные долговременной сенситизацией, и приводит к снижению выраженности долговременной сенситизации.

Научная новизна. Впервые экспериментально методом ЭПР спектроскопии показано, что , после формирования долговременной сенситизации в нервной системе виноградной улитки происходит значительное снижение продукции оксида азота. Обнаружено, что снижение продукции оксида азота при блокаде МО-синтазы инъекцией Ь-ИАМЕ приводит к снижению порогового потенциала у сенситизированных улиток, что демонстрирует повышение возбудимости этих нейронов. Найдено, что блокатор МО-синтазьг Ь^АМЕ и донор N0 нитроглицерин не влияют на величину мембранного потенциала командных нейронов у сенситизированных улиток. Показано, что предварительная инъекция блокатора >Ю-синтазы Ь-ЫАМЕ и донора N0 нитроглицерина не предотвращает формирования долговременной сенситизации,- а уменьшает ее выраженность.

Впервые найдено, что хроническое (ежедневное в течение 4-х дней) введение кофеина снижает выраженность долговременной сенситизации при его инъекции сразу после ежедневного сеанса сенситизации. Впервые в электрофизиологических исследованиях эффектов . хронического введения кофеина найдено, что на уровне электрических характеристик командных нейронов применение кофеина после ежедневного сеанса сенситизации полностью предотвращает деполяризационный сдвиг мембранного потенциала и снижение порогового потенциала.

' доказано, что, в отличие от ассоциативного обучения, после долговременной сенситизации отмены стабилизирующего эффекта повышением концентрации внеклеточных ионов Са2+ на нейрональную мембрану не наблюдается. Повышение внутриклеточной концентрации ионов Са2+ кофеином снижает порог генерации потенциалов действия у интактных, но не у ' сенситизированных улиток, и, наоборот, снижает мембранный потенциал командных нейронов у сенситизированных улиток, но не у интактных. Снижение концентрации внеклеточных ионов Са2+ не оказывает влияния на электрические характеристики командных нейронов.

Научно-практическая ценность. Полученные результаты позволяют составить более полное представление о роли ионов кальция и оксида азота в механизмах долговременной сенситизации. Показано, что формирование долговременной сенситизации у виноградной улитки сопровождается значительным снижением продукции оксида азота, что подтверждается прямыми измерениями NO методом ЭПР спектроскопии. Данный результат может помочь в выборе стратегии применения фармакологических веществ при нарушениях поведения и деятельности нервной системы. Установление факта стабилизации мембраны кальцием после формирования долговременной сенситизации, в отличие от обучения, позволяет сделать вывод о том, что механизмы этих двух моделей пластичности сильно отличаются друг от друга. Снижение мембранного потенциала у сенситизированных улиток при внутриклеточной инъекции кальциевого хелатора ЭГТА и отсутствие этого эффекта у интактных улиток позволяет уточнить роль уровня внутриклеточного кальция в сохранении следов памяти. Результаты, свидетельствующие о снижении скорости формирования долговременной сенситизации при хроническом введении кофеина сразу после процедуры сенситизации, а также то, что хроническая инъекция кофеина полностью предотвращает деполяризационный сдвиг мембранного потенциала и снижение порогового потенциала позволяет объяснить механизм действия кальциевых препаратов. Изучение влияния ионов кальция и оксида азота на формирование долговременной сенситизации позволяет приблизиться к пониманию механизмов, лежащих в основе этого процесса. Отработан метод количественного определения продукции оксида азота в биологических тканях с использованием спектроскопии электронного парамагнитного резонанса. Данный метод может позволить решение вопроса о роли оксида азота и его метаболитов при различных патологиях. Полученные результаты используются при чтении курсов лекций в КГУ и ТГГПУ.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены на: VI Всероссийском симпозиуме "Растущий организм: адаптация к физической и умственной нагрузке" (Казань, 2002 г), итоговых конференциях Казанского научного центра РАН (Казань, 2003, 2005 гг), 7-ой и 9-ой Пущинской школы-конференции молодых ученых (Пущино 2003, 2005 гг), Jerzy Konorski Memorial: Integrative Activity of the Brain (Варшава, 2003 г), Conference of the International Society for Invertebrate Neurobiology (Kaliningrad, 2003 г), VII Всероссийском симпозиуме "Растущий организм" (Набережные Челны, 2004 г.), III съезде Биофизиков России (Воронеж, 2004 г), The International conference "Modern -development of magnetic resonance" (Kazan, 2004), XIX съезде Физиологического общества им. И.П.Павлова, (Екатеринбург 2004 г), Всероссийской конференции «Нейрохимия: Фундаментальные и прикладные

аспекты» (Москва, 2005 г), Всероссийской конференции молодых исследователей (Санкт-Петербург, 2005г.)> Fundamental problems of physics, III International conference (Kazan, 2005), Международном симпозиуме «Mechanisms of adaptive behavior» (Санкт-Петербург, 2005r).

Реализация результатов исследования. Материалы исследования отражены в 4 статьях, из них 3, опубликованных в рецензируемых журналах, и в 16 тезисах докладов.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа объемом 139 страниц состоит из введения, обзора литературы, описания объекта и методов исследования, главы результатов исследования и их обсуждения, заключения, выводов и указателя цитируемой литературы. Список цитируемой литературы включает 272 источника, из них 164 - иностранных авторов. Диссертация иллюстрирована 25 рисунками и содержит 2 таблицы.

Список используемых сокращений. ДС - долговременная сенситизация; ЭПР - электронный парамагнитный резонанс; ФР - физиологический раствор; ПД - потенциал действия; Vm - потенциал покоя; Vt - порог генерации потенциалов действия.

ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В данной работе эксперименты проводились на наземном легочном моллюске Helix lucorum (виноградная улитка), крымской популяции. В эксперименте1, использовали половозрелых особей, однородных по весу и размеру. До эксперимента улитки не менее двух - трех недель находились в активном состоянии. На протяжении экспериментов разные группы (опытные и контрольные) содержались в одинаковых условиях.

В первой серии экспериментов было изучено влияние донора и блокатора оксида азота на формирование ДС у виноградной улитки. Для этого использовали раствор нитроглицерина (1% водный раствор отечественного производства) в дозе 0,1 мл каждой улитке и L-NAME (Sigma, USA) в дозе 100 мг/кг, в течение 4-х дней. При изучении влияния NO на поведение улиток при выработке ДС и электрофизиологические характеристики животные были разделены на 4 группы: 1) группа интактных животных; 2) группа животных, получавших инъекции ФР за 30 мин. до выработки ДС; 3) группа животных, которым вводили нитроглицерин с последующей выработкой ДС; 4) группа животных, которым ■ ежедневно в течение 4-х дней вводили L-NAME с последующей 4-х дневной ДС. Эксперимент длился 8 дней, после чего были измерены электрофизиологические характеристики клеток нервной системы.

В следующей серии экспериментов было исследовано влияние хронического введения кофеина на формирование ДС у виноградной улитки. Для хронического повышения внутриклеточной концентрации кальция,

использовали кофеин (Caffeine, Sigma, USA), который активирует рианодиновые рецепторы, что приводит к высвобождению кальция из эндоплазматического ретикулума (Berridge M.J., 1998; Ткачук В.А., 2001). Кофеин вводили в дозе 30 мг/кг в течение 4-х дней, предварительно растворяя в 0,1 мл ФР для виноградной улитки. Исследовалось 4 группы животных: 1) группа интактных улиток; 2) группа улиток, получавших инъекции ФР за 30 мин. до выработки ДС; 3) группа улиток, которым вводился кофеин за 30 минут до сеанса ДС; 4) группа улиток, получавших инъекции кофеина сразу после сеанса ДС.

ДС оборонительного рефлекса вырабатывали по ранее отработанной схеме (Гайнутдинов Х.Л., Береговой H.A., 1994). На животных воздействовали пакетом электрических импульсов в область головы 4 раза в день в течение 4-х дней с интервалом в 1,5-2 часа. Длительность каждого пакета составляла 0,5 с. Амплитуда прямоугольных импульсов тока в пакете составляла 6-8 мА, длительность 10 мс, частота следования импульсов была 50 Гц (Греченко Т.Н., 1977). Критерием изменения оборонительной реакции и выработки ДС служило значительное увеличение времени закрытого состояния дыхательного отверстия (7с) после его закрытия в ответ на предъявление тестирующего тактильного раздражения мантии по сравнению с исходной реакцией. Тесты проводились на протяжении всего эксперимента. Во время четырехдневной процедуры выработки ДС тесты снимались до ежедневной серии электрических стимулов.

Анализ электрических характеристик осуществляли на изолированном препарате нервной системы. Исследования проводились на идентифицированных командных нейронах оборонительного рефлекса закрытия пневмостома ЛПа2, ППа2, ЛПаЗ и ЛПаЗ. Поскольку эти нейроны в норме являются молчащими, то для инициации в них потенциала действия, использовали деполяризующий электрический ток, подаваемый внутрь клетки через регистрируемый микроэлектрод. В ходе эксперимента регистрировались следующие параметры электрической активности нейронов: потенциал покоя (Vm), амплитуда потенциала действия (Vs), пороговый потенциал (Vt) - порог генерации потенциалов действия и продолжительность потенциала действия (ts). 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 нормальном солевом растворе для виноградных улиток - NaCI-80 мМ, КС1-4 мМ, СаСЬ-10 мМ, MgCl2-5 мМ, NaHC03-5 мМ. Для изменения внеклеточной концентрации кальция использовали растворы с уменьшенным в 2 и 4 раза содержанием кальция, а также раствор с увеличенным в 2 раза содержанием кальция. Увеличение внутриклеточной концентрации кальция

достигалось аппликацией кофеина в концентрации 2 мМ. Для снижения содержания кальция внутри клетки использовали инъекцию хелатора кальция ЭГТА (Sigma, USA). Инъекция производилась в течение 5 минут с силой тока 1нА через регистрирующий микроэлектрод, который был заполнен 0,5 М раствором ЭГТА, затем каждые 5 минут регистрировались электрические характеристики в течение 30 минут.

В следующей серии экспериментов, для того чтобы проследить изменение количества оксида азота при формировании ДС, мы применили методику введения спиновой ловушки, предложенную коллективом под руководством профессора А.Ф. Ванина (Микоян В.Д. и др., 1994). Двум группам улиток (интактным и улиткам с выработанной ДС) для формирования мононитрозильного комплекса железа вводили диэтилдитиокарбомат (ДЭТК) натрия в дозе 500 мг/кг (Na-ДЭТК, хч), цитрат натрия 187,5 мг/кг и сульфат железа 37,5 мг/кг (FeS04 • 7 Н20, Sigma, USA). Регистрация спектров ЭПР проводились на образцах из тканей нервной системы, сердца и печени. Из-за небольших размеров органов на приготовление каждого образца брали двух улиток. Извлеченные органы измельчали, помещали в специально приготовленные шприцы и замораживали в жидком азоте для последующей регистрации сигнала ЭПР. Измерения ЭПР проводились в Х-диапазоне на спектрометре ЭПР ER-200 фирмы Брукер при температуре 77 К.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Поведенческие и электрофизиологические исследования действия экзогенного донора NO и блокатора NO- синтазы на формирование долговременной сенситизации. Существуют убедительные данные о том, что у беспозвоночных, в частности у брюхоногих моллюсков, оксид азота, как и серотонин, участвует в регуляции нервных процессов и различных форм поведения (Мороз Л.Л. и др., 1992; Elofsson R. et al., 1993; Elphick M.R. et.al., 1995; Дьяконова Т.Л., 2000). Учитывая ведущую роль серотонина как медиатора в формировании ДС, мы провели анализ влияния донора оксида азота нитроглицерина и блокатора NO- синтазы L-NAME на формирование ДС. Эксперименты показывают, что при предъявлении в течение 4-х дней электрических стимулов, продолжительность закрытого состояния пневмостома в ответ на тестирующий стимул (параметр Тс) у животных, инъецированных ФР, увеличилась с 15,2+0,6с до 76,5± 1,2с (р<0,01). Это доказывает формирование у них ДС (рис. 1).

При введении L-NAME с последующей сенситизацией параметр -Тс увеличивался несколько слабее, чем в контрольной группе, но тоже происходило

достоверное (р<0,01) изменение реакций пневмостома. Введение нитроглицерина уменьшало выраженность ДС с 15,5±0,6 с до 57,2±1,1 с (рис. 1).

Рис. 1. Динамика изменения реакции закрытия пневмостома улиток при выработке сенситизации.

достоверные отличия от значений первого дня тестирования р<0,01.

Рис. 2. Эффекты влияния донора оксида азота

нитроглицерина и блокатора N0-синтазы Ь-ЫАМЕ на порог генерации потенциала действия (VI:) командных нейронов.

*- отличие от группы ДС с уровнем достоверности р<0,05.

рин+ДС

Формирование ДС сопровождалось изменениями на нейрональном уровне. Потенциал покоя командных нейронов улиток после формирования ДС изменялся незначительно. Самый низкий пороговый потенциал (УО наблюдался в группе улиток после инъекции Ь-КАМЕ, он был на 3 мВ ниже, чем у животных, получавших инъекцию ФР за 30 мин. до сеанса ДС, что демонстрирует повышение возбудимости этих нейронов и коррелирует с усиленной реакцией пневмостома (рис. 2). Таким образом, снижение продукции оксида азота при блокаде КО-синтазы инъекцией Ь-ЫАМЕ приводит к снижению порогового потенциала у сенситизированных улиток, что демонстрирует повышение возбудимости этих нейронов. Найдено, что блокатор МО-синтазы Ь-МАМЕ и донор N0 нитроглицерин не влияют на величину мембранного потенциала командных нейронов у сенситизированных улиток. Показано, что предварительная инъекция блокатора КО-синтазы Ь-КАМЕ и

донора N0 нитроглицерина не предотвращает формирования долговременной сенситизации, а уменьшает ее выраженность.

Известно, что в нервной системе NO не только играет роль вторичного посредника в процессах внутриклеточной сигнализации, но является также нейромедиатором, функционально соединяя пресинаптический и постсинаптический нейроны (Снайдер С.Х., Бреда Д.С., 1992; Турин A.B., 1997). NO 'опосредует или усиливает -возбуждающее действие серотонина на серотонйновых нейронах (блокирование синтеза NO уменьшает это действие серотонина). Возможно, NO является вторичным посредником при возбуждающем действии серотонина (Дьяконова T.JL, 2000). Подобное предположение подтверждается экспериментами, показывающими, что блокирование NO-синтазы перед выработкой пищевого рефлекса сильно ухудшает обучение виноградной улитки. Улитки с выработанным условным рефлексом после ингибирования NO-синтазы остаются способными обнаружить пищу. Эти результаты указывают на то, что NO участвует в процессе приобретения памяти (Теуке Т., 1996).

Исследование содержания NO методом ЭПР спектроскопии в органах виноградной улитки после долговременной сенситизации. В результате образования в организме комплекса CA3TK)2-Fe2+-NO образуется стабильный радикал, который может быть зарегистрирован методом ЭПР спектроскопии. Сравнение спектров а и b рис. 3 показывает, что после формирования ДС оборонительного рефлекса интенсивность формирования NO в организме улитки заметно уменьшается. Таким образом, формирование ДС у виноградной улитки сопровождается значительным снижением продукции оксида азота, что подтверждается отсутствием .эффекта на формирование ДС предварительной инъекции блокатора NO-синтазы L-NAME.

g=2.038

Рис. 3 Сигнал ЭПР тканей нервной системы интактной (а) и сенситизированной улитки (б).

—I 1—I—'—I—■—I—■—I—I—I— 3300 3320 3340 3360 338Q 3400

Магнитное поле, Гс

Влияние различных концентраций ионов Са2+ на электрические характеристики командных нейронов интактных и сенситизированных улиток. Ранее было показано, что одним из эффектов воздействия высокой внеклеточной концентрации ионов Са2+ является стабилизация мембраны (Ходоров Б.И., 1975; Магура И.С., 1981). В командных нейронах оборонительного рефлекса виноградной улитки ранее было показано снижение мембранного и порогового потенциалов при формировании ДС (Гайнутдинов Х.Л., Береговой Н.А., 1994; Гайнутдинова Т.Х. и др., 1999). Поэтому представлялось интересным проследить, как будут меняться эти параметры нейронов у сенситизированных животных при изменении содержания кальция. Исследование влияния изменения концентрации кальция в окружающем растворе на электрические характеристики командных нейронов показало, что значение мембранного потенциала при различных концентрациях ионов Са2+ не меняется ни в группе интактных улиток, ни в группе сенситизированных улиток. Значения порога генерации ПД потенциала действия при вариации внеклеточного Са2+ достоверно изменяются в обеих группах. В командных нейронах интактных улиток порог генерации потенциала действия уменьшается с величины 19,7±0,6 мВ в ФР для улиток на б мВ при снижении концентрации Са2+ до 2,5 мМ и увеличивается на 3 мВ при концентрации Са2+ 20 мМ. Величина порогового потенциала у сенситизированных улиток изменялась по другой схеме: при снижении внеклеточной концентрации Са2+ значение порога уменьшалось незначительно. Причем, при концентрации Саг+ 2,5 мМ величина VI достоверно (р<0,05) выше у сенситизированных улиток, чем у интактных. При увеличении внеклеточной концентрации Са2+ до 20 мМ значение порога у сенситизированных улиток также как и у интактных увеличивалось (рис. 4).

Рис. 4. Влияние различных концентраций ионов Са2+ во внеклеточной среде (С, мМ) на порог генерации потенциала действия (\Ч, мВ) у интактных улиток (интактные) и сенситизированных (ДС) улиток. Значение К - 10 мМ -физиологический раствор.

* - достоверные отличия от значений в ФР р<0,05; # - достоверное отличие от значения при концентрации ионов Са2+ 2,5 мМ у интактных улиток р<0,05.

С,мМ

В опытах на гигантских аксонах кальмара было установлено, что для того чтобы возник потенциал действия при повышении внеклеточной концентрации

Са2\ требуется большая деполяризация мембраны. В этом проявляется эффект стабилизации мембраны. Также происходит заметный сдвиг вольтамперных характеристик ионных каналов и, соответственно, изменение функционирования возбудимой мембраны (Магура И.С., 1981). Ранее в лаборатории биофизики Д.И. Силантьевой было проведено исследование зависимости электрических характеристик командных нейронов обученных улиток от внеклеточной концентрации ионов Са2+. Было обнаружено, что возбудимость мембраны нейронов обученных улиток повышается при увеличении внеклеточной концентрации ионов Са2+, а у интактных улиток повышение внеклеточной концентрации ионов Са2+ ведет к стабилизации мембраны. Эти результаты показывают, что после обучения эффект стабилизации мембраны повышением внеклеточной концентрации ионов Са2* исчезает. Поэтому мы предприняли сравнительное исследование влияния ионов Са2+ на электрические характеристики командных нейронов улиток после ДС.

В настоящей работе мы показали, что как у интактных улиток, так и у улиток после ДС повышение внеклеточной концентрации ионов Са2+ ведет к увеличению значения порогового потенциала. Это свидетельствует о снижении возбудимости этих нейронов, которое происходит при стабилизации мембраны. Кроме того, нами получен результат, показывающий, что порог генерации ПД, который у сенситизированных улиток ниже, чем у интактных, при снижении концентрации ионов Са2+ до 2,5 мМ, у сенситизированных становится выше, чем у интактных улиток. Таким образом, полученные нами результаты при сопоставлении с данными Д.И. Силантьевой показывают, что механизмы двух моделей пластичности (ассоциативное обучение и долговременная сенситизация) сильно отличаются друг от друга. Можно высказать предположение, что при обучении общее количество наружного отрицательного заряда уменьшается, и поэтому стабилизирующий эффект ионов Са2+ не проявляется. В экспериментах же на сенситизированных улитках эффект ионов кальция как стабилизатора мембраны остается, несмотря на то, что ассоциативное обучение и сенситизация имеют одинаковую динамику изменения мембранного и порогового потенциалов.

Исследование воздействия хелатора кальция ЭГТА и кофеина на электрические характеристики командных нейронов улитки после формирования ДС. При повышении внутриклеточной концентрации Са2+ за счет активации рианодиновых рецепторов кофеином и выхода ионов Са2+ из эндоплазматического ретикулума (Ткачук В.А., 2001) величина мембранного потенциала (рис. 5) в группе интактных улиток не изменялась. В группе сенситизированных улиток мембранный потенциал (Ут) достоверно снижался с

-54,3±1мВ в физиологическом растворе на 4 мВ в растворе, содержащем кофеин. Значение порога генерации потенциала действия у интактных улиток при аппликации в раствор кофеина снижалось, У сенситизированных улиток пороговый • потенциал не изменялся. Таким образом, повышение внутриклеточной концентрации Са2+ при ДС, в отличие от,, обучения (ГайнуТдйнов Х.Л. и др., 2005), уменьшает мембранный потенциал и, не влияет на пороговый потенциал командных нейронов улитки. Полученные результаты показывают, что, при сенситизации внутриклеточный кальций участвует в сохранении повышения возбудимости командных нейронов.

Рис. 5. Значение мембранного потенциала (Ут, мВ) командных нейронов у интактных улиток (К) и сенситизированных (ДС) улиток в норме (ФР) и при добавлении в раствор кофеина (кофеин).

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

При уменьшении внутриклеточной концентрации кальция инъекцией ЭГТА значения мембранного потенциала командных нейронов не изменялись в группе интактных улиток. В группе сенситизированных улиток значения мембранного потенциала (рис. 6) достоверно (р<0,01) снижались с -54,7±1,2 мВ до -50,0±2,0 мВ через 30 минут после начала инъекции, достигая -47,5±4,5 мВ на 20 минуте измерений.

Рис. 6 Динамика изменений мембранного потенциала (Ут, мВ) командного нейрона ЛПаЗ интактных улиток (интактные) и

сенситизированных (ДС) улиток при внутриклеточной инъекции ЭГТА, которая производилась с пятиминутными интервалами.

* - достоверные отличия от значений до инъекции ЭГТА (р<0,05).

Таким образом, можно заключить, что мембранный потенциал командных нейронов сенситизированных улиток, в отличие от обученных животных, чувствителен к снижению внутриклеточной концентрации Са2+.

-Уш.мВ

®Р кофеин

Л и, мВ

Роль ионов Са2+ многогранна. Общепризнанно, что внутриклеточный кальций, который находится в ионизированном виде, обладает функцией универсального вторичного посредника, участвующего в регуляции многих внутриклеточных реакций, вплоть до генной экспрессии (Косткж П.Г. и др., 1998; Matzel L.D. et al., 1998; Yanow S.K. et al., 1998; Ткачук B.A., 2001). Была проведена работа (Никитин В.П., Козырев С.А., 2002), показавшая, что выработка сенситизации во время инъекций хелаторов кальция ЭГТА и ВАРТА в нейроны ЛПл1 и ППл1 приводила к подавлению синаптического облегчения в ответах как на химические раздражения головы, так и на тактильные раздражения головы и ноги животного. В исследованиях на командных нейронах оборонительного поведения показано, что их цитоплазматическая мембрана содержит ионные каналы, избирательно пропускающие Са2+. Эти ионы вовлечены в механизмы регуляции возбудимости плазматической мембраны (Дьяконова Т.Л., 1987).

Таким образом, накопленный экспериментальный материал свидетельствует, что у каждой клеточной системы имеются свои механизмы регуляции, которые, в принципе, укладываются в общую схему. Поэтому исследование роли ионов Са2+ в механизмах пластичности, несомненно, является актуальным.

Исследования влияния хронической инъекции кофеина на формирование ДС у виноградной улитки и электрические характеристики командных нейронов. Для исследования механизмов пластичности часто используется кофеин, оказывающий преимущественно стимулирующее влияние на центральную нервную систему. Показано, что кофеин ингибирует фермент фосфодиэстеразу и повышает в клетках уровень цАМФ, который стимулирует выход ионов Са2+ из саркоплазматического ретикулума (Howell et al, 1997; Angelucci M.E. et al., 1999; Машковский М.Д., 2002). Таким образом, представляется, что главным моментом его действия является повышение уровня внутриклеточного Са2+. В экспериментах на виноградной улитке, проведенных в нашей лаборатории (Силантьева Д.И., 2005) было показано, что кофеин увеличивает скорость обучения при его инъекциях после сеансов тренировки. Поэтому следующим этапом мы выбрали задачу исследования эффектов хронического введения кофеина на проявления такой формы пластичности как ДС. Это может позволить провести сравнительный анализ двух форм пластичности - обучения и ДС.

Результаты показывают, что во всех случаях ДС вырабатывалась за 4 дня, но у улиток, которым ежедневно вводили кофеин, выраженность ДС была меньшей, чем у интактных, особенно при введении кофеина после сеанса

тренировки. При изучении поведения улиток обнаружено, что у интактных животных изменений в реакции пневмостома не происходило. При сенситизации животных, инъецированных ФР, параметр Тс достоверно (р<0,01) увеличивался. Среди животных инъецированных кофеином выраженность ДС была ниже у той группы животных, где кофеин вводили после сеанса ДС (рис. 7).

В электрофизиологических исследованиях эффектов хронического введения кофеина нами было найдено, что в группах, где до сеанса ДС вводили ФР и кофеин разница в величине Ут командных нейронов по сравнению с группой интактных животных была практически одинакова и составила примерно 5 мВ. В группе улиток, инъецированных кофеином после сеанса ДС, разница с группой интактных животных была незначительной (рис. 8а). В изменении величины VI наблюдалась такая же тенденция (рис, 86).

Тс, с

-»-ДС+ФР —• — кофеин до ДС —*—кофеин послеДС — •—К

Рис. 7. Динамика изменения реакции закрытия пневмостома улиток при выработке долговременной сенситизации. достоверные отличия от значений первого дня тестирования р<0,01; **- достоверные отличия от значений последнего дня в серии «ДС+ФР» р<0,01.

' дни

VIII, мВ _1_

VI, ч В

I ___ .....~

•ф-гика

кофеин

до ДС

1 С

кофеин после ДС

г А ! *

ДС+ФР

«»«сел

кофеин послеДС

Рис. 8 Значение мембранного потенциала (Ут, мВ)(а) и порога генерации потенциала действия (VI, мВ) (б) командных нейронов улиток при хроническом введении кофеина и контрольные эксперименты.

* * - достоверные отличия от значений в группе интактных улиток р<0,01.

Таким образом, применение кофеина после ежедневного сеанса ЬС полностью предотвращает деполяризационный сдвиг мембранного потенциала (Уш) и снижение порога генерации потенциала действия (VI). Инъекции кофеина до тренировки никакого эффекта не давали.

Полученный результат демонстрирует роль мембранных характеристик командных нейронов в формировании ответов на стрессовые воздействия, каковым является ДС. Результаты эксперимента позволяют предположить, что хронические инъекции кофеина ведут к значительным изменениям в нервной системе улитки, которые могут значительно модифицировать поведенческие ответы. Сопоставляя полученные результаты с таковыми, полученными ранее в нашей лаборатории при эффектах кофеина на выработку условного рефлекса (Силантьева Д.И., 2005) можно предположить, что при выработке ДС большую роль играют командные нейроны и видна хорошая корреляция изменений электрических характеристик этих нейронов и воздействия кофеина.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные эксперименты показали, что после формирования ДС в нервной системе виноградной улитки происходит значительное снижение продукции оксида азота. Обнаружено, что предварительная инъекция блокатора МО-синтазы Ь-КАМЕ и донора КО нитроглицерина не предотвращает формирования долговременной сенситизации, а уменьшает ее выраженность. Найдено, что продукция оксида азота не влияет на электрогенез мембранного потенциала командных нейронов, а инъекция блокатора КО-синтазы Ь-ЫАМЕ ведет к снижению порогового потенциала, что демонстрирует повышение возбудимости этих нейронов и коррелирует с усиленной реакцией пневмостома.

Данный результат может помочь в выборе стратегии применения фармакологических веществ, при нарушениях поведения и деятельности нервной системы.

Эффекты оксида азота зависят от Са2+ (гейгоу АХ. е1 а1., 2002). В настоящей работе мы показали, что как у интактных улиток, так и у улиток после долговременной сенситизации повышение внеклеточной концентрации ионов Са2+ ведет к увеличению значения порогового потенциала и смещению величины критического уровня деполяризации в сторону положительных значений в применении к командным нейронам оборонительного поведения. Это свидетельствует о снижении возбудимости этих нейронов, которое происходит при стабилизации мембраны. Кроме того, нами получен результат, показывающий, что порог генерации ПД, который у сенситизированных улиток ниже, чем у интактных, при снижении концентрации ионов Са2+ до 2,5 мМ, у сенситизированных становится выше, чем у интактных улиток.

Повышение внутриклеточной концентрации ионов Са2+ при добавлении в физиологический раствор кофеина происходит, в основном, за счет активации рианодиновых рецепторов и выхода ионов Са2+ из эндоплазматического ретикулума. Такое повышение, в отличие от обученных улиток, уменьшает мембранный потенциал и не влияет на величину порога генерации ПД командных нейронов улитки. Нами также обнаружено, что после инъекции хелатора кальция ЭГТА, мембранный потенциал командных нейронов сенситизированных улиток, в отличие от обученных животных, чувствителен к снижению внутриклеточной концентрации Са2+. Роль ионов Са2+ многогранна (Костюк П.Г., 1998). Имеющиеся в литературе результаты указывают, что поступление Са2+ в терминаль является необходимым условием пресинаптического облегчения (Hawkins R.D. et al., 1993). Недавняя работа, выполненная с инъекцией хелаторов кальция ЭГТА и ВАРТА в нейроны ЛПл1 и ППл1 при химической сенситизации улиток (Никитин В.П., Козырев С.А., 2002), показала критическую роль внутриклеточного кальция. Критическая роль внутриклеточного кальция доказана для посттетанической потенциации, гетеросинаптического облегчения, долговременного торможения, сенситизации, ассоциативного обучения (Bao, J.X et al., 1998; Malyshev A.Y., Balaban P.M., 1999; Bailey, C.H. et al., 2000).

Результаты, свидетельствующие о снижении скорости формирования ДС при хроническом введении кофеина сразу после процедуры сенситизации, а также то, что хроническая инъекция кофеина полностью предотвращает деполяризационный сдвиг мембранного потенциала и снижение порогового потенциала позволяет объяснить механизм действия кальциевых препаратов. Изучение влияния ионов кальция и оксида азота на формирование ДС позволяет приблизиться к пониманию механизмов, лежащих в основе этого процесса.

ВЫВОДЫ

1. При формировании долговременной сенситизации у виноградной улитки наблюдается значительное снижение интенсивности сигнала от комплекса спиновой ловушки с железом и оксидом азота (fl3TK)2-Fc2+-NO. Таким образом, долговременная сенситизацйя приводит к снижению продукции оксида азота.

2. Предварительная инъекция блокатора NO-синтазы L-NAME и донора NO нитроглицерина не предотвращает формирования долговременной сенситизации, а уменьшает ее выраженность. Снижение продукции оксида азота после блокады NO-синтазы инъекцией L-NAME приводит к снижению порогового потенциала командных нейронов сенситизированных улиток.

3. На тканях органов виноградной улитки отработан метод количественного определения содержания оксида азота с использованием спектроскопии электронного парамагнитного резонанса.

4. Повышение внеклеточной концентрации ионов Са2+ ведет к увеличению значения порогового потенциала командных нейронов оборонительного поведения улиток после формирования долговременной сенситизации, что является свидетельством эффекта стабилизации мембраны.

5. Увеличение внутриклеточной концентрации ионов Са2+ аппликацией кофеина приводит к уменьшению мембранного потенциала командных нейронов у сенситизированных улиток и не влияет на их пороговый потенциал.

6. Уменьшение внутриклеточной концентрации ионов Саг+ инъекцией ЭГТА не меняет значения мембранного потенциала командных нейронов у интактных улиток и ведет к его снижению у сенситизированных улиток. Порог генерации потенциала действия увеличивался как в группе интактных, так и в группе сенситизированных улиток.

7. Хроническое (ежедневное в течение 4-х дней) введение кофеина снижает величину оборонительной реакции закрытия пневмостома в ответ на тестирующий стимул при его инъекции сразу после ежедневного сеанса сенситизации.

8. Ежедневное введение кофеина сразу после сеанса сенситизации полностью предотвращает деполяризационный сдвиг мембранного потенциала и снижение порогового потенциала, являющихся результатом долговременной сенситизации.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Исмаилова А.И. Определение свободного радикала оксида азота методом ЭПР спектроскопии / А.И. Исмаилова, А.А. Обыночный, О.И. Гнездилов, Л.Н. Муранова, А.Л. Зефиров, X.JI. Гайнутдинов // Тезисы докладов VI Всероссийского симпозиума «Растущий организм: адаптация к физической и умственной нагрузке». - Казань, 7.06 -9.06.2002. - С. 77-79.

2. Исмаилова А.И. Определение оксида азота в тканях органов крыс методом ЭПР спектроскопии / А.И. Исмаилова, Л.Н. Муранова, А.Г. Насырова, Ф.Ф. Рахматудлина // Тезисы докладов 7-ой Пущинской школы-конференции молодых ученых «Биология -наукаXXI века.». - Пущино, 14.04 -18.04.2003. - С. 24-25.

3. Ismailova A.I. Anisomycine-induced inhibition of memory to environmental conditioning in snail during reactivation / Gainutdinova Т.Н., Tagirova R.R., Ismailova A.I.,

Muranova L.N., Gainutdinov Kh.L., Balaban P.M. // Acta Neurobiologiae Experimentalis, 2003. V. 63, N 3 - P. 275.

4. Ismailova A.I. Effects of chronic injections of caffeine on defensive reflex conditioning in snails / A.I. Ismailova, D.I. Sylantieva, A.A. Aliullina, G.R. Salakhova, Kh.L Gainutdinov // Book of Abstracts of the 7-th East European Conference of the International ■ Society for Invertebrate Neurobiology. - Kaliningrad, 12.09-16.09.2003 - P.60.

5. Исмаилова А.И. Определение концентрации оксида азота в тканях крысы методом ЭПР спектроскопии / Х.Л.Гайнутдинов, О.И.Гнездилов, А.И.Исмаилова, Л.Н.Муранова, А.А.Обыночный // Ежегодник Казанского физико-технического института им. Е.К.Завойского. - Казань: Физтехпресс, 2004. - С. 171-173.

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

■7. ■ Исмаилова А.И. Определение оксида азота в тканях органов крыс методом ЭПР спектроскопии при экспериментальном инфаркте миокарда./ . А.И. Исмаилова, Л.Н. Муранова, А.Г. Насырова, Ф.Ф. Рахматуллина, В.В. Андрианов, Х.Л. Гайнутдинов., О.И. Гнездилов, А.Л. Зефиров, P.P. Нигматуллина, А.А Обыночный // Тезисы докладов III Съезда Биофизиков России. - Воронеж, 24.06 - 29.06.2004. - Т. 2. - С. 527-528.

8. Ismailova A.I. The determination of NO in heart and liver of rats by method of EPR spectroscopy after myocardial infarction. / A.I. Ismailova, L.N. Muranova, V.V. Andrianov, Kh.L. Gainutdinov, O.I. Gnezdilov, A.G. Nasyrova., R.R. Nigmatullina, A.A. Obynochny, F.F. Rahmatullina, A.L. Zefirov // Book of Abstracts of The International conference "Modern development of magnetic resonance" - Kazan, 15.08-20.08.2004. - P. 251-252.

9. Исмаилова А.И. Эффекты изменения внеклеточного Са и аппликации кофеина при ассоциативном обучении и долговременной сенситизации виноградной улитки / Л.Н. Муранова, А.И. Исмаилова, Д.И. Силантьева // Тезисы докладов XIX съезда физиологического общества, Российский физиологический журнал им. И.М.Сеченова.

- 2004. - Т.90, № 8, Часть 1., Екатеринбург, - С. 215.

10. Исмаилова А.И. Определение оксида азота в сердце и печени крыс методом ЭПР спектроскопии при инфаркте миокарда / Исмаилова А.И., Муранова Л.Н., Рахматуллина Ф.Ф., Насырова А.Г., Гнездилов О.И., Обыночный A.A. К Тезисы докладов Российский физиологический журнал . им. И.М.Сеченова. XIX съезда физиологического общества, Российский физиологический журнал им. И.М.Сеченова.

- 2004. - Т.90, № 8, Часть 1., Екатеринбург, - С. 215.

11. Исмаилова А.И. Исследование роли внеклеточных и внутриклеточных ионов кальция в пластичности поведения при обучении и долговременной сенситизации / Гайнутдинов Х.Л., Андрианов В.В., Гайнутдинова Т.Х., Исмаилова А.И. // Тезисы

докладов Всероссийской конференции «Нейрохимия: Фундаментальные и прикладные аспекты». - Москва, 14.03-16.03.2005. - С. 50.

12. Исмаилова А.И. Определение содержания оксида азота в тканях виноградной улитки в норме и при долговременной сенситизации методом ЭПР спектроскопии / А.И. Исмаилова // Тезисы докладов 9-ой Путинской школы-конференции молодых ученых «Биология - наука XXI века». - Пущино. - 18.04-22.04.2005. - С. 146.

13. Исмаилова А.И. Эффекты изменений содержания внеклеточного и внутриклеточного кальция на электрические характеристики командных нейронов виноградных улиток после обучения и долговременной сенситизации / Т.Х. Гайнутдинова, А.И. Исмаилова, Д.И. Силантьева // Тезисы докладов Всероссийской конференции молодых исследователей. - Санкт-Петербург, 14.04-16.04.2005. - С. 25.

14. Исмаилова А.И. Сравнительное исследование влияния хлорпромазина и 5,6-дигидрокситриптамина на локомоцию, оборонительные реакции улитки Helix lucorum и возбудимость командных нейронов при долговременной сенситизации / С.С. Архипова, Т.Х. Гайнутдинова, А.И. Исмаилова, X.J1. Гайнутдинов // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. - 2005. - Т. 91, N 7. - С. 791-801.

15. Ismailova A.I. ESR Study of the Nitric Oxide Production in Tissues of Animals under the External Influence on the Functioning of the Cardiovascular and Nervous Systems / A.I. Ismailova, О. I. Gnezdilov, L.N. Muranova, A.A. Obynochny, V.V. Andrianov, Kh.L. Gainutdinov, A.G. Nasyrova, R.R, Nigmatullina, F.F. Rakhmatullina, A.L. Zefirov // Applied Magnetic Resonance. - 2005. - V.28. - P. 421-430.

16. Ismailova A.I. Reconsolidation of a context long-term memory in the terrestrial snail requires protein synthesis / Т.Н. Gainutdinova, R.R. Tagirova, A.I. Ismailova, L.N. Muranova, E.I. Samarova, Kh.L. Gainutdinov, P.M. Balaban // Learning and Memory. -2005. - V. 12, N6. - P. 620-625.

17. Исмаилова А.И. Исследование методом ЭПР спектроскопии интенсивности формирования оксида азота в биологических объектах / А.И. Исмаилова, Л.Н. Муранова, О.И. Гнездилов, Ф.К, Каримов // Book of Abstracts of III International conference "Fundamental problems of physics". - Kazan, 13.06-18.06.2005. - P. 183.

18. Исмаилова А.И. Исследование роли ионов кальция в пластичности поведения при ассоциативном обучении и долговременной сенситизации / Х.Л. Гайнутдинов, Д.И. Силантьева, В.В. Андрианов, Т.Х. Гайнутдинова, А.И. Исмаилова // Тезисы докладов Международного симпозиума «Mechanisms of adaptive behavior». - Санкт-Петербург, -7.12-9.12.2005.-С. 20-21.

19. Исмаилова А.И. Исследование методом ЭПР кЬличества оксида азота в тканях виноградной улитки при выработке долговременной сенситизации / Т.Х. Гайнутдинова, А.И. Исмаилова, О.И. Гнездилов, Л.Н. Муранова, А.А. Обыночный, С.В. Юртаева, Х.Л. Гайнутдинов // Тезисы докладов Международного симпозиума «Mechanisms of adaptive behavior». - Санкт-Петербург, - 7.12-9.12.2005. - С. 21-22.

Отпечатано в ООО «Печатный двор», г. Казань, ул. Журналистов, 1/16, оф.207

Тел; 272-74-59, 541-76-41, 541-76-51. Лицензия ПД№7-0215 от 01:11.2001 г. Выдана Поволжским межрегиональным территориальным управлением МПТР РФ. Подписано в печать 16.05.2006 г. Усл. п.л 1,31. Заказ М К-4716. Тираж 100 экз. Формат 60x841/16. Бумага офсетная. Печать - ризография.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Исмаилова, Асия Ильгизовна

1. ВВЕДЕНИЕ.

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

2.1. Ассоциативные и неассоциативные модификации поведения.

2.1.1. Простые формы обучения и пресинаптическое облегчение .13 ^ 2.1.2. Ассоциативное обучение.

2.1.3. Долговременная сенситизация.

2.1.4. Мембранные и кальций-зависимые метаболические механизмы долговременной сенситизации.

2.2. Биологическая роль оксида азота.

2.2.1. Синтез оксида азота.

2.2.2. Физико-химические характеристики оксида азота.

2.2.3. Доноры и блокаторы синтеза оксида азота. Применение их в клинике и экспериментальных исследованиях.

2.2.4. Эффекты действия оксида азота. л 2.2.5. Оксид азота у беспозвоночных животных.

2.3. Кальций и пластичность нервной системы

Функциональная роль ионов кальция в нервных клетках.

2.3.2. Действие ионов кальция на плазматическую мембрану возбудимой клетки.

2.3.3. Ионы кальция как универсальный вторичный посредник.

2.3.4. Регуляция свободного кальция в цитоплазме.

2.3.5. Роль ионов кальция в пластичности.

• 3. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.1. Объект исследования.

3.2. Выработка долговременной сенситизации.

3.3. Растворы, используемые в исследовании. Экспериментальные группы животных.

3.4. Препарат, идентифицированные нейроны виноградной улитки.

3.5. Регистрация электрических характеристик нейронов.

3.6. Количественное измерение содержания оксида азота. ф 3.6.1. Методы количественного измерения продукции оксида азота в биологических системах.

3.6.2. Преимущества метода ЭПР перед другими методами количественного измерения оксида азота.

3.6.3. Отработка метода. Опорные образцы.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

4.1. Исследование роли N0 в формировании долговременной сенситизации.

4.1.1. Поведенческие и электрофизиологические исследования действия экзогенного донора N0 и блокатора N0 синтазы на формирование долговременной сенситизации.

4.1.2. Исследование содержания N0 методом ЭПР -спектроскопии в органах виноградной улитки после долговременной сенситизации.

4.2. Влияние различных концентраций ионов Са2+ на электрические характеристики командных нейронов интактных и сенситизированных улиток.

4.3. Исследование воздействия хелатора кальция ЭГТА и кофеина на электрические характеристики командных нейронов улитки после формирования ДС.

4.4. Исследования влияния хронической инъекции кофеина на формирование ДС у виноградной улитки и электрические характеристики командных нейронов.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Роль оксида азота и ионов кальция в механизмах долговременной сенситизации у виноградной улитки"

Актуальность исследования. К настоящему времени многочисленные экспериментальные данные показывают, что длительные пластические модификации поведения на клеточном уровне поддерживаются через изменение мембранных характеристик и параметров ионных каналов (Byrne J.H., 1987; Балабан П.М. и др., 1992; Hawkins R.D. et al., 1993; Пивоваров А.С., 1995; Никитин В.П., Козырев СЛ., 1995; Гайнутдинов X.JI. и др., 1998; Staras К. et al., 1999; Balaban P.M., 2002). Найдены изменения многих биофизических характеристик и показана несомненно решающая роль ионов кальция (Са2+) в индукции ассоциативных и неассоциативных форм обучения (Kandel E.R., 1981; Fischer Т.М. et al., 1997; Lechner H.A., Byrne J.H., 1998; Bao J.X. et al., 1998; Malyshev A.Y., Balaban P.M., 1999; Blackwell K.T., Alkon D.L., 1999; Muzzio I.A. et al., 1999; Никитин В.П., Козырев C.A., 2002). Популярным объектом исследования клеточных механизмов обучения и памяти являются моллюски, обладающие относительно простой нервной системой с идентифицируемыми клеточными элементами и достаточно сложным поведенческим репертуаром (Кэндел Э.Р., 1980; Максимова О.А., Балабан П.М., 1983; Сахаров Д.А., 1992; Самойлов М.О. и др., 1993; Benjamin P.R. et al., 2000; Dyer J.R. et al., 2003). Ha уровне отдельных клеток можно проследить не только сенсорные сигналы, поступающие в нервную систему, и моторные команды на ее выходе, но и всю последовательность промежуточных событий, лежащих в основе той или иной поведенческой реакции (Krasne F.B., Glanzman D.L., 1995).

Молекулярные механизмы сохранения следов памяти широко исследуются в контексте взаимоотношений ассоциативного обучения с сенситизацией как элементарной формой обучения, при которой животное учится усилению ответной реакции на ранее неэффективный стимул, следующей за нанесением сильных стимулов в другом участке (Никитин В.П., Судаков К.В., 1997; Гайнутдинов X.J1. и др., 2002). Такая нейробиологическая модель как долговременная сенситизация (ДС) позволяет успешно исследовать мембранные механизмы долговременных модификаций поведения (Castellucci V.F. et al., 1986; Никитин В.П. и др., 19926; Walters Е.Т., Ambron R.T., 1995; Береговой

Н.А., 1996; Cleary L.J. et al., 1998; Гайнутдинова T.X. и др., 1999). Данные литературы показывают, что формирование ДС происходит вследствие значительного увеличения выброса серотонина из синаптических окончаний (Clark G.A., Kandel E.R., 1993). Известно, что ДС как у аплизии, так и у виноградной улитки на поведенческом уровне сохраняется более 2-х недель и блокируется ингибиторами белкового синтеза анизомицином и циклогексимидом (Castellucci V.F. et all., 1989; Береговой Н.А. и др., 1990; Никитин В.П., Козырев С.А., 1993; Bartsch D. et al., 1995). Долговременная сенситизация является видонеспецифическим феноменом, т.е. она характерна для животных разного уровня организации. Это позволяет проводить исследование реакций высших животных на относительно простых объектах или моделях, удобных для анализа (Кэндел Э.Р., 1980; Гайнутдинов X.JI., Береговой Н.А., 1994; Никитин В.П., Козырев С.А., 1995; Walters Е.Т., Ambron R.T., 1995).

Оксид азота (II) (N0) является внутри- и межклеточным посредником, выполняющим различные сигнальные функции (Schuman Е.М., Madison D.V., 1994; Реутов В.П. и др., 1998; Уразаев А.Х., Зефиров А.Л., 1999). Молекула N0 синтезируется в ответ на физиологическую потребность в клетке из L-аргинина с участием NO-синтазы (NOS), активирующейся увеличением содержания ионов Са2+. Изменение внутриклеточной концентрации Са2+ происходит при активации потенциал чувствительных Са-каналов клеточной мембраны и Са-каналов эндоплазматического ретикулума, связанных с инозитолтрифосфатными рецепторами. Увеличение внутриклеточной концентрации N0 способно активировать гуанилатциклазу и аденозиндифосфатрибозотрансферазы, повышать концентрацию цГМФ и стимулировать образование пероксинитритов. Эффекты оксида азота связаны с его влиянием на ионные каналы, секрецию медиатора, обмен ионов кальция, метаболизм клетки и ее геном (Balligang J.-L. et al., 1993; Mohan P. et al., 1995; Яковлев A.B. и др., 2002).

В последние годы NO-синтезирующие нейроны обнаружены и в нервной системе беспозвоночных, в том числе моллюсков. Показано, что у моллюсков оксид азота играет роль межклеточного мессенджера и сигнальной молекулы (Huang Е.Р., 1997). Деполяризующее действие на NADPHd-позитивные нейроны оказывают доноры оксида азота (Zsombok A. et al., 2000; Kerschbaum Н.Н., 2000).

Они снижают пороги возбуждения, усиливают ответы на стимуляцию и потенцируют возбуждающее действие глутамата. Показано, что серотонин и доноры N0 взаимно усиливают эффекты друг друга (Дьяконова Т.Л., 2000). Оксид азота контролирует также пластические свойства этих нейронов: блокатор NO-синтазы способствует развитию привыкания, а доноры оксида азота дают эффект сенситизации (Дьяконова Т.Л., 1998). Найдено, что он также участвует в некоторых поведенческих программах (Мороз Л.Л. и др., 1992; Elphick M.R. et al., 1995). Участие оксида азота в пластических изменениях синаптической передачи было описано в различных системах (Williams J.H., 1996; Mothet J.P. et al., 1996; Malyshev A.Y., Balaban P.M., 1999), в том числе для нервной системы Helix (Huang S. et al., 1997). Кроме того, большой интерес вызывает работа по изучению роли N0 в обучении Helix (Teyke Т., 1996).

Известно, что в долговременных формах пластичности важную роль играет кальций (Hawkins R.D. et al., 1993). Ионы кальция участвуют в регуляции разнообразных нейрональных процессов, что обусловлено их специфическими физико-химическими характеристиками, благодаря которым они являются наиболее универсальными внутриклеточными посредниками (Brini М., Carafoli Е., 2000; Никольский Е.Е. и др., 2001; Зефиров А.Л., Ситдикова Г.Ф., 2002; Rizzuto R. et al., 2002; Kostyuk P.G., 2003; Berridge M.J., 2003). Ионы кальция, поступающие 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 клетки, и реакциями, протекающими внутри нее, принимают непосредственное участие в интегративной деятельности нервной клетки (Костюк П.Г., 1986; Berridge M.J., 1998; Blackwell К.Т., Alkon D.L., 1999; Северин Е.С. и др., 2001).

Недавно были проведены исследования роли кальциевой системы в механизмах обучения и сенситизации у виноградной улитки на уровне параметров нейрональной мембраны и ионных каналов (Никитин В.П., Козырев С.А., 2002; Силантьева Д.И. и др., 2004; Силантьева Д.И., 2005). В противоположность увеличению значения порогового потенциала и смещению величины критического уровня деполяризации в сторону положительных значений в командных нейронах оборонительного поведения интактных улиток при повышении внеклеточной концентрации ионов Са2+, было обнаружено, что эффект стабилизации мембраны ионами кальция в командных нейронах обученных улиток отменяется. Было также показано, что повышение внутриклеточного Са2+ в командных нейронах обученных улиток приводило к увеличению возбудимости, а при блокаде Са- и Са-зависимых К-каналов наблюдалась селективность по отношению к обученным улиткам (Силантьева Д.И. и др., 2005). Ранее уже высказывалось предположение, что плазматическая мембрана командных нейронов содержит ионные каналы, избирательно пропускающие Са2+. Эти ионы вовлечены в механизмы регуляции возбудимости плазматической мембраны. Глубокая гиперполяризация мембраны подавляет вход ионов кальция в клетки, инициируемый сенситизирующим воздействием, и угнетает кальцийзависимый механизм регуляции возбудимости мембраны. Вероятно, для механизмов регуляции возбудимости мембраны имеет не одинаковое значение, уменьшается ли уровень кальция внутри клеток за счет уменьшения тока входящего в клетку кальция вследствие гиперполяризации плазматической мембраны или за счет связывания его хелаторами (Никитин В.П., Козырев С.А., 2002).

Для исследования механизмов пластичности часто используется кофеин, который является алкалоидом, стимулирующим выход ионов Са2+ из эндоплазматического ретикулума (Howell et al, 1997; Машковский М.Д., 2002). В последнее время появились работы, свидетельствующие о том что, кофеин влияет на процессы обучения и памяти, найдено, что проявление этих эффектов зависит от стадии консолидации памяти. Было показано, что введение кофеина после сеансов обучения у крыс улучшали процесс консолидации памяти, однако не оказывали никакого эффекта на привыкание (Angelucci М.Е. et al., 1999). В экспериментах на виноградной улитке было показано, что кофеин увеличивает скорость обучения при его инъекциях после сеансов тренировки (Силантьева Д.И., 2005).

Таким образом, анализ литературы показывает, что исследования роли кальциевой системы и оксида азота в проявлении долговременных эффектов сенситизации на уровне характеристик нейрональной мембраны являются актуальными.

Цель и основные задачи исследования. Целью работы явилось исследование роли оксида азота и ионов кальция в механизмах долговременной сенситизации у виноградной улитки. В соответствии с этой целыо были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать действие экзогенного донора N0 (нитроглицерина) и блокатора NO-синтазы (L-NAME) на формирование долговременной сенситизации.

2. Определить методом ЭПР спектроскопии содержание N0 в органах виноградной улитки после долговременной сенситизации.

Положения, выносимые на защиту:

Научная новизна. Впервые экспериментально методом ЭПР спектроскопии показано, что после формирования долговременной сенситизации в нервной системе виноградной улитки происходит значительное снижение продукции оксида азота. Обнаружено, что снижение продукции оксида азота при блокаде NO-синтазы инъекцией L-NAME приводит к снижению порогового потенциала у сенситизированных улиток, что демонстрирует повышение возбудимости этих нейронов. Найдено, что блокатор NO-синтазы L-NAME и донор N0 нитроглицерин не влияют на величину мембранного потенциала командных нейронов у сенситизированных улиток. Показано, что предварительная инъекция блокатора NO-синтазы L-NAME и донора N0 нитроглицерина не предотвращает формирования долговременной сенситизации, а уменьшает ее выраженность.

Впервые найдено, что хроническое (ежедневное в течение 4-х дней) введение кофеина снижает выраженность долговременной сенситизации при его инъекции сразу после ежедневного сеанса сенситизации. Впервые в электрофизиологических исследованиях эффектов хронического введения кофеина найдено, что на уровне электрических характеристик командных нейронов применение кофеина после ежедневного сеанса сенситизации полностью предотвращает деполяризационный сдвиг мембранного потенциала и снижение порогового потенциала.

Показано, что, в отличие от ассоциативного обучения, после долговременной сенситизации отмены стабилизирующего эффекта повышением концентрации внеклеточных ионов Са2+ на нейрональную мембрану не наблюдается. Повышение внутриклеточной концентрации ионов Са2+ кофеином снижает порог генерации потенциалов действия у интактных, но не у сенситизированных улиток, и, наоборот, снижает мембранный потенциал командных нейронов у сенситизированных улиток, но не у интактных. Снижение концентрации внеклеточных ионов Са2+ не оказывает влияния на электрические характеристики командных нейронов.

Научно-практическая ценность. Полученные результаты позволяют составить более полное представление о роли ионов кальция и оксида азота в механизмах долговременной сенситизации. Показано, что формирование долговременной сенситизации у виноградной улитки сопровождается значительным снижением продукции оксида азота, что подтверждается прямыми измерениями N0 методом ЭПР спектроскопии. Данный результат может помочь в выборе стратегии применения фармакологических веществ при нарушениях поведения и деятельности нервной системы. Установление факта стабилизации мембраны кальцием после формирования долговременной сенситизации, в отличие от обучения, позволяет сделать вывод о том, что механизмы этих двух моделей пластичности сильно отличаются друг от друга. Снижение мембранного потенциала у сенситизированных улиток при внутриклеточной инъекции кальциевого хелатора ЭГТА и отсутствие этого эффекта у интактных улиток позволяет уточнить роль уровня внутриклеточного кальция в сохранении следов памяти. Результаты, свидетельствующие о снижении скорости формирования долговременной сенситизации при хроническом введении кофеина сразу после процедуры сенситизации, а также то, что хроническая инъекция кофеина полностью предотвращает деполяризационный сдвиг мембранного потенциала и снижение порогового потенциала позволяет объяснить механизм действия кальциевых препаратов. Изучение влияния ионов кальция и оксида азота на формирование долговременной сенситизации позволяет приблизиться к пониманию механизмов, лежащих в основе этого процесса. Отработан метод количественного определения продукции оксида азота в биологических тканях с использованием спектроскопии электронного парамагнитного резонанса. Данный метод может позволить решение вопроса о роли оксида азота и его метаболитов при различных патологиях. Полученные результаты используются при чтении курсов лекций в КГУ и ТГГПУ.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены на:

• VI Всероссийском симпозиуме "Растущий организм: адаптация к физической и умственной нагрузке" (Казань, 2002 г),

• итоговых конференциях Казанского научного центра РАН (Казань, 2003, 2005 гг),

• 7-ой и 9-ой Пущинской школы-конференции молодых ученых (Пущино 2003, 2005 гг),

• Jerzy Konorski Memorial: Integrative Activity of the Brain (Варшава, 2003 г),

• Conference of the International Society for Invertebrate Neurobiology (Kaliningrad, 2003 r),

• VII Всероссийском симпозиуме "Растущий организм" (Набережные Челны, 2004 г.),

• III съезде Биофизиков России (Воронеж, 2004 г),

• The International conference "Modern development of magnetic resonance" (Kazan, 2004),

• XIX съезде Физиологического общества им. И.П.Павлова, (Екатеринбург 2004 г),

• Всероссийской конференции «Нейрохимия: Фундаментальные и прикладные аспекты» (Москва, 2005 г),

• Всероссийской конференции молодых исследователей (Санкт-Петербург, 2005г.),

• Fundamental problems of physics, III International conference (Kazan, 2005),

• Международном симпозиуме «Mechanisms of adaptive behavior» (Санкт-Петербург, 2005r).

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Исмаилова, Асия Ильгизовна

6. ВЫВОДЫ

1. При формировании долговременной сенситизации у виноградной улитки наблюдается значительное снижение интенсивности сигнала от комплекса спиновой ловушки с железом и оксидом азота ^3TK)2-Fe2+-NO. Таким образом, долговременная сенситизация приводит к снижению продукции оксида азота.

2. Предварительная инъекция блокатора NO-сиитазы L-NAME и донора N0 нитроглицерина не предотвращает формирования долговременной сенситизации, а уменьшает ее выраженность. Снижение продукции оксида азота после блокады NO-синтазы инъекцией L-NAME приводит к снижению порогового потенциала командных нейронов сенситизированных улиток.

3.На тканях органов виноградной улитки отработан метод количественного определения содержания оксида азота с использованием спектроскопии электронного парамагнитного резонанса.

Л I

5. Увеличение внутриклеточной концентрации ионов Са аппликацией кофеина приводит к уменьшению мембранного потенциала командных нейронов у сенситизированных улиток и не влияет на их пороговый потенциал.

6. Уменьшение внутриклеточной концентрации ионов Са2+ инъекцией ЭГТА не меняет значения мембранного потенциала командных нейронов у интактных улиток и ведет к его снижению у сенситизированных улиток. Порог генерации потенциала действия увеличивался как в группе интактных, так и в группе сенситизированных улиток.

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящее время активно исследуется такая нейробиологическая модель долговременных модификаций поведения как долговременная сенситизация (Byrne J.H., 1987; Береговой Н.А., Гайнутдинов Х.Л., 1988; Никитин В.П. и др., 1992а; Balaban P.M., Bravarenko N.I., 1993; Никитин В.П., Судаков К.В., 1997). ДС является одной из форм пластичности, которая появляется в ответ на экстрастимулы, такие как электрошок, сильные химические воздействия. Это состояние характеризуется резким усилением оборонительных реакций, сопровождающихся повышением возбудимости основных элементов нейронной сети - сенсорных, командных либо моторных нейронов (Castellucci V.F. et al., 1986; Walters E.T., 1987; Гайнутдинов Х.Л., Береговой Н.А., 1994; Никитин В.П., Козырев С.А., 1995; Cleary L.J. et al., 1998). Подобные изменения биоэлектрической активности приводят к возникновению в нервной системе генератора патологически усиленного возбуждения (Крыжановский Г.Н., Магаева С.В., 1990; Гайнутдинов Х.Л., Штарк М.Б., 1995). ДС, являясь видонеспецифическим феноменом, т.е. присущим животным разного уровня организации, позволяет успешно исследовать мембранные механизмы формирования устойчивых очагов возбуждения в нервной системе животного при изменении поведения (Walters Е.Т., Ambron R.T., 1995; Гайнутдинов Х.Л. и др., 1998; Cleary L.J. et al., 1998).

Поскольку при сенситизации повышается реактивность в одном пути в результате активности в другом, то этот феномен естественно имеет сходные механизмы с таким типом ассоциативного научения, как выработка классического условного рефлекса (Kandel E.R., Schwartz J.H., 1982; Балабан П.М. и др., 1992). Но сенситизация, в отличие от последней, не зависит от сочетания активности в двух путях. Тем не менее, сходство этих двух процессов указывает на то, что они, возможно, связаны между собой (Klein М. et al., 1980; Byrne J.H. et al., 1991; Hawkins R.D. et al., 1993).

Показано, что простые формы обучения - сенситизация, привыкание или ассоциативные навыки - сопровождаются перестройками электрогенеза и метаболизма командных нейронов. В механизмы пластичности этих клеток вовлечены ряд нейромедиаторов, вторичных внутриклеточных посредников, белковых веществ и генетический аппарат (Никитин В.П., Козырев С.А., 2002).

Оксид азота - универсальный межклеточный мессенджер и единственная известная в настоящее время молекула, удовлетворяющая всем требованиям объемной (экстрасинаптической) передачи. Влияние N0 на клетки-мишени распространяется в системе четырехмерных координат, связывая как пространственные, так и временные составляющие нервной активности (Охотин В.Е. и др, 2002). Выделяясь через мембраны постсинаптической клетки, N0 играет роль своеобразного «маяка» для подрастающих аксонных терминалей и выступает адаптивным фактором синхронизации импульсной активности клетки-мишени и нейрона-эффектора. Оксид азота в определенной степени выполняет функцию стыковочного звена в пространственных взаимодействиях между нейронами. В 1 мм2 новой коры содержится приблизительно миллиард синапсов, из которых около 10 миллионов являются NO-ергическими (Gaily J.A, Edelman G.M, 1992). Хотя NO может проникать во все клеточные структуры, находящиеся в радиусе 100 мкм от места его экскреции, тем не менее, в ответ на поступление газа клетки реагируют не одинаково. В определенных условиях синаптическая передача может приобретать элементы объемной трансмиссии и временно переходить из закрытой формы в открытую. Длительное или интенсивное возбуждение пресинаптической терминали резко повышает концентрацию несвязанного медиатора, который диффундирует за пределы синаптической щели. Оксид азота является необходимым компонентом нейрональной пластичности и самоорганизации нейронов при восстановлении функций нервных центров после их повреждения (Охотин В.Е. и др, 2002).

Известно, что оксид азота является модулятором синаптических функций в центральных и периферических синапсах, влияя на различные звенья синаптической передачи (Уразаев А.Х, Зефиров 'АЛ, 1999). Были получены данные о том, что NO оказывает выраженное влияние на спонтанную и вызванную активность медиатора, на выходящие калиевые токи через мембрану нервного окончания. Это влияние связано с разнонаправленным воздействием на потенциалзависимые и кальцийактивируемые калиевые токи. Возможно, NO изменяет функциональные свойства ионных каналов (Халиуллина Р.Р, 1999). Ингибиторные эффекты NO на секрецию медиатора и функционирование пресинаптических ионных каналов могут опосредоваться через изменение внутриклеточной концентрации цАМФ в результате непосредственного ингибирования аденилатциклазы или через увеличение концентрации цГМФ (Яковлев А.В. и др., 2002). Доноры и блокаторы оксида азота не оказывают постсинаптического влияния (Мухтаров М.Р., 2000).

Активирующее влияние NO на потенциалзависмый калиевый ток было показано в скелетных мышцах ракообразных (Hermann A., Erxleben С., 2001). Можно предположить, что экзогенный NO модифицирует работу как потеницал-, так и кальций активируемых калиевых каналов нервного окончания, что в зависимости от внутриклеточной концентрации ионов кальция изменяет длительность пресинаптического ПД, величину входящего кальциевого тока и вызванную секрецию медиатора. Механизм синтеза NO в нейронах беспозвоночных также как и у позвоночных запускается вхождением кальция, который через кальмодулин активирует NO-синтазу и повышает уровень NO (Gartwait J., 1990; Слайдер С.Х., Бредт Д.С., 1992).

Недавно были получены данные о том, что в мозгу улитки серотонин и NO однонаправлено регулируют функцию серотонинергической системы. Они не только возбуждают серотониновые нейроны, но и координируют их работу за счет активации общих синаптических видов. Различные доноры оксида азота оказывают на серотониновые нейроны такое же действие, как и серотонин. Они вызывают деполяризацию, повышение импульсной и синаптической активности. Их действие обратимо и воспроизводится при повторном применении. Серотонин и доноры NO взаимно усиливают эффекты друг друга (Дьяконова T.JL, 2000). Оксид азота снижает пороги возбуждения, усиливает ответы на стимуляцию и потенцируют возбуждающее действие глутамата, он контролирует также пластические свойства нейронов: блокатор NO-синтазы способствует развитию привыкания, а доноры оксида азота дают эффект сенситизации (Дьяконова Т.Л., 1997). Участие оксида азота в пластических изменениях синаптической передачи было описано в различных системах (Williams J.H., 1996; Mothet J.P. et al., 1996; Уразаев A.X., Зефиров А.Л., 1999; Мухтаров М.Р. и др., 2000), в том числе и для нервной системы Helix (Huang S. et al., 1997; Malyshev A.Y., Balaban P.M., 1999).

Нами экспериментально методом ЭПР спектроскопии было найдено, что после формирования долговременной сенситизации в нервной системе виноградной улитки происходит значительное снижение продукции оксида азота. Обнаружено, что предварительная инъекция блокатора NO-синтазы L-NAME и донора N0 нитроглицерина не предотвращает формирования долговременной сенситизации, а уменьшает ее выраженность. Найдено, что продукция оксида азота не влияет на электрогенез мембранного потенциала командных нейронов, а инъекция блокатора NO-синтазы L-NAME ведет к снижению порогового потенциала, что демонстрирует повышение возбудимости этих нейронов и коррелирует с усиленной реакцией пневмостома.

Одним из ключевых факторов, определяющих вызванную секрецию медиатора, является поступление ионов кальция в нервную терминаль в ответ на раздражение двигательного нерва (Никольский Е.Е. и др., 2001; Зефиров А.Л., Ситдикова Г.Ф., 2002; Бухараева Э.А. и др., 2000). Показано, что NO в разных тканях может, как активировать, так и ингибировать кальциевые каналы цГМФ-зависимым или цГМФ-независимым образом. Можно предположить, что ингибиторные эффекты NO на вызванную секрецию медиатора могут быть связаны как с изменением длительности ПД через модификацию выходящего калиевого тока, так и с непосредственным уменьшением величины кальциевого тока (Зефиров А.Л., Ситдикова Г.Ф., 2002; Яковлев А.В. и др., 2002; Яковлев А.В., 2003). Ингибитор NO-синтазы L-NAME продлевает синаптическое облегчение. Было показано, что оксид азота регулирует освобождение ацетилхолина в присутствии Са2+ в нервномышечном соединении лягушки. NO и Са2+ регулируют синаптическую пластичность (Cosgrove Т. et al., 2005). n I

Эффекты оксида азота зависят от Са (Zefirov A.L. et al., 2002). 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). Ионы Ca2+ 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. Таким образом, одним из эффектов воздействия высокой внеклеточной концентрации ионов Са2+ является стабилизация мембраны (Ходоров Б.И., 1975; Магура И.С., 1981). В настоящей работе мы показали, что как у интактных улиток, так и у улиток после долговременной сенситизации повышение внеклеточной концентрации ионов Са2+ ведет к увеличению значения порогового потенциала и смещению величины критического уровня деполяризации в сторону положительных значений в применении к командным нейронам оборонительного поведения. Это свидетельствует о снижении возбудимости этих нейронов, которое происходит при «стабилизации» мембраны. Кроме того, нами получен результат, показывающий, что порог генерации ПД, который у сенситизированных улиток ниже, чем у у, интактных, при снижении концентрации ионов Са до 2,5 мМ, наоборот, у сенситизированных становится выше, чем у интактных улиток. Таким образом, полученные нами результаты при сопоставлении с данными Д.И. Силантьевой показывают, что две модели пластичности (ассоциативное обучение и долговременная сенситизация) сильно отличаются друг от друга по механизмам. Можно высказать предположение, что при обучении общее количество наружного отрицательного заряда уменьшается, и поэтому стабилизирующий эффект ионов л I

Са не проявляется. В экспериментах же на сенситизированных улитках эффект ионов кальция как стабилизатора мембраны остается, несмотря на то, что ассоциативное обучение и сенситизация имеют одинаковую динамику изменения мембранного и порогового потенциалов.

-у.

Повышение внутриклеточной концентрации ионов Са при добавлении в физиологический раствор кофеина происходит, в основном, за счет активации рианодиновых рецепторов и выхода ионов Са2+ из эндоплазматического I ретикулума (Ткачук В.А., 2001). Такое повышение внутриклеточного Са в наших экспериментах, в отличие от обученных улиток, уменьшает мембранный потенциал и не влияет на величину порога генерации ПД командных нейронов улитки. Повышение внутриклеточного Са2+ в командных нейронах в экспериментах по обучению приводило к его снижению и смещению критического уровня деполяризации в сторону отрицательных значений мембранного потенциала примерно на одинаковую величину, как в группе интактных, так и в группе обученных улиток (Силантьева Д.И., 2005; Гайнутдинов X.JI. и др., 2005). Это свидетельствует о том, что внутриклеточный кальций не задействован в сохранении повышения возбудимости командных нейронов при обучении. В то же время наши результаты свидетельствуют о том, что, при сенситнзации внутриклеточный кальций участвует в сохранении повышения возбудимости командных нейронов. Нами также обнаружено, что после инъекции хелатора кальция ЭГТА, мембранный потенциал командных нейронов сенситизированных улиток, в отличие от обученных животных, чувствителен к снижению внутриклеточной концентрации Са2+.

Кофеин является алкалоидом, оказывающим стимулирующее влияние на центральную нервную систему. Установлено, что кофеин ингибирует фермент фосфодиэстеразу и повышает в клетках уровень цАМФ, в результате происходит выход ионов Са2+ из саркоплазматического ретикулума (Howell L.L. et al, 1997; Машковский М.Д., 2002). Существует общее мнение о том, что кофеин и родственные ему ксантины улучшают протекание процессов обучения и памяти (Howell L.L. et al, 1997). Однако некоторыми авторами было показано, что кофеин может оказывать противоположное воздействие на различные типы памяти и обучения, и что его эффективность может зависеть от того, на какой стадии образования памяти применялся кофеин. Так, было показано, что инъекции кофеина перед сеансами обучения не оказывали никакого эффекта на процессы приобретения памяти при формировании избегания, а также оказывали отрицательное воздействие на процесс привыкания. В то же время введение кофеина после сеансов обучения улучшали процесс консолидации памяти, однако не оказывали никакого эффекта на привыкание у крыс (Angelucci М.Е. et al., 1999). В экспериментах на виноградной улитке было продемонстрировано, что хроническое введение кофеина сразу после процедуры обучения увеличивает скорость выработки условного оборонительного рефлекса, в то же время хроническое введение кофеина за 30 минут до процедуры обучения такого эффекта не оказывает (Силантьева Д.И и др., 2005). Было также выявлено, что улитки, инъецированные кофеином, обладают более положительным мембранным потенциалом и низким порогом генерации ПД, то есть можно говорить о повышении возбудимости данных нейронов. Авторами было высказано мнение, что такое повышение возбудимости более необходимо в процессах сохранения рефлекса, а не во время индукции рефлекса. В наших экспериментах найдено, что хроническое введение кофеина сразу после процедуры тренировки снижает скорость формирования долговременной сенситизации по сравнению с группой активного контроля. Хроническая инъекция кофеина полностью предотвращает деполяризационный сдвиг мембранного потенциала и снижение порогового потенциала.

Результаты эксперимента позволяют предположить, что хронические инъекции кофеина ведут к значительным изменениям в нервной системе улитки, которые могут значительно модифицировать поведенческие ответы.

Сопоставляя полученные результаты с таковыми, полученными ранее в нашей лаборатории при эффектах кофеина на выработку условного рефлекса (Силантьева Д.И., 2005) можно предположить, что при выработке ДС большую роль играют командные нейроны и видна хорошая корреляция изменений электрических характеристик этих нейронов и воздействия кофеина. При обучении, видимо, большую роль играют не только командные нейроны, но и синаптические связи между сенсорными и командными нейронами, а также между командными и моторными нейронами.

112

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Исмаилова, Асия Ильгизовна, Казань

1. Авдонин П.В. Рецепторы и внутриклеточный кальций / П.В. Авдонин, В.А. Ткачук // М.: Наука. 1994. - С. 288.

2. Ажипа Я.И. Экологические и медико-биологические аспекты загрязнения окружающей среды нитратами и нитритами / Я.И. Ажипа, В.П. Реутов, Л.П. Каюшин // Физиология человека. 1990. - Т. 1, № 3. - С.131-149.

3. Андрианов В.В. Электрофизиологическое исследование влияния 6-гидроксидофамина на формирование долговременной сенситизации у виноградной улитки / В.В. Андрианов, Т.Х. Гайнутдинова, Х.Л. Гайнутдинов // Докл. АН, 2000. - Т. 373, № 3. - С. 416-419.

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

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

6. Башкатова В.Г. Оксид азота и его свойства / В.Г. Башкатова, В.Д. Микоян, Е.С. Косачев // Нейрохимия. 1996. - Т. 13. № 2. - С. 115-120.

7. Башкатова В.Г. Оксид азота в механизмах повреждения мозга, обусловленных нейротоксическим действием глутамата / В.Г. Башкатова, К.С. Раевский // Биохимия. 1998. - Т.63. - С. 1020-1028.

8. Береговой Н.А. Деполяризационные смещения мембранного потенциала командных нейронов оборонительного поведения виноградной улитки при долговременной сенситизации / Н.А. Береговой, Х.Л. Гайнутдинов // Докл. АН СССР 1988. - Т. 301, № 4. - С. 989-992.

9. Береговой Н.А. Изменение поведения при выработке долговременной сенситизации оборонительного рефлекса у виноградной улитки / Н.А. Береговой, Х.Л. Гайнутдинов, О.Г. Сафронова, А.В. Савоненко // Журн. высш. нервн. деят. 1990. - Т. 40, № 3. - С. 594-596.

10. Береговой Н.А. Электрофизиологический анализ мембранных механизмов долговременной сенситизации / Н.А. Береговой // Автореф. дисс. на соиск. уч. степ. к. б. н. Новосибирск, 1996. - 20 с.

11. Ванин А.Ф. Железо источник формирования нитрозильных комплексов в тканях животных / А.Ф. Ванин // Биофизика. - 1987. - Т. 32, № 1. - С-128-131.

12. Ванин А.Ф. Динитрозильные комплексы железа с тиол содержащими лигандами и их обратимое связывание нитрозиолами / А.Ф. Ванин, И.В. Маленкова, П.И. Мордвинцев, А.Ф. Мюлын // Биохимия. 1993. - Т. 58, № 6.-С. 1094-1103.

13. Ванин А.Ф. Динитрозильные комплексы железа и S-нитрозотиолы две возможные формы стабилизации и транспорта оксида азота в биосистемах / А.Ф. Ванин // Биохимия. - 1998. - Т. 63, № 7. - С-924-938.

14. Воронин J1.JI. Исследование элементарных нейрофизиологических механизмов обучения / JI.JI. Воронин // Успехи физиол. наук. 1987. - Т. 18,№2.-С. 76-97.

15. Гайнутдинов Х.Л. Исследование динамики оборонительных и пищевых реакций виноградной улитки / Х.Л. Гайнутдинов // Жури. высш. нервн. деят. 1992. - Т. 42, № 6. - С. 1230-1236.

16. Гайнутдинов Х.Л. Долговременная сенситизация у виноградной улитки: электрофизиологические корреляты командных нейронов оборонительного поведения / Х.Л. Гайнутдинов, Н.А. Береговой // Журн. высш. нерв. деят. -1994.-Т. 44, №2.-С. 307-315.

17. Гайнутдинов Х.Л. Биоэлектрические механизмы индукции антителами генератора патологически усиленного возбуждения при развитии нейроиммунных состояний / Х.Л. Гайнутдинов, М.Б. Штарк // Сборник.

18. Моноклональные антитела в нейроиммунологиии. -1995. С. 121-143.

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

20. Галаган М.Е. Гипотензивный эффект оксида азота, полученного из эндогенных и экзогенных источников / М.Е. Галаган, А.В. Широколаева, А.Ф. Ванин // Вопросы мед. химии. 1991. - Т. 37, № 1. - С. 67-69.

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

22. Глебов Р.Н. Гомеостаз ионов кальция в нейронах и механизм Na /Са -обмена / Р.Н. Глебов, Г.Н. Крыжановский // Нейрохимия. 1984. - Т. 3, №2.-С. 178-192.

23. Горен А.К. Универсальная и комплексная энзимология синтазы оксида азота / А.К. Горен, Б. Майер // Биохимия. 1998. - Т. 63, № 7. - С. 870-880.

24. Греченко Т.Н. Действие электрошока на поведенческие и нейрональные реакции виноградной улитки / Т.Н. Греченко // Журн. высш. нервн. деят. -1977.-Т. 27, № 1.-С. 203-206.

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

26. Гурин А.В. Функциональная роль оксида азота в центральной нервной системе / А.В. Гурин // Успехи физиол. наук 1997. - Т.28. - С. 53-60.

27. Дьяконова Т.Л. Пластичность электровозбудимой мембраны: блокирование хинином привыкания нейрона к ритмической внутриклеточной стимуляции /Т.Л. Дьяконова // Докл. АН СССР. -1984. -Т.277. -№1. -С.240-243.

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

29. Дьяконова Т.Л. Чему и как учится нейрон / Т.Л. Дьяконова // Журн. общей биол. 1987. - Т. 48, № 3. - С. 311-324.

30. Дьяконова Т.Л. Нитриты блокируют Са-зависимое привыкание нейронов на уровне электровозбудимой мембраны: возможная роль окиси азота / Т.Л. Дьяконова, В.П. Реутов // Вопросы мед. химии. 1994. - Т. 10, № 6. -С. 20-25.

31. Дьяконова Т.Л. NO продуцирующие соединения трансформируют ответы нейронов на глутамат / Т.Л.Дьяконова // Рос. физиол. журнал им. И.М. Сеченова. - 1998.-Т. 84, № 1.-С. 1152-1160.

32. Дьяконова Т.Л. Влияние нитрита на возбудимость нейронов мозга виноградной улитки / Т.Л. Дьяконова, В.П. Реутов // Рос. физиол. журнал им. И.М. Сеченова. 1998.-Т. 84, № И.-С. 1264-1272.

33. Дьяконова Т.Л. Взаимодействие серотонина и оксида азота (NO) в активации серотонинергической системы у виноградной улитки / Т.Л.

34. Дьяконова // Рос. фнзиол. журнал им. И.М. Сеченова. 2000. - Т. 86, № 9. -С. 1210-1219.

35. Дьяконова T.JI. Нейрональные эффекты L-аргинина, не связанные с синтезом оксида азота / T.JL Дьяконова // Докл. АН. 2005. - Т. 400, № 4. -С. 557-563.

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

37. Зефиров A.JL Эффекты экзогенного оксида азота на секрецию медиатора и ионные токи двигательного нервного окончания / A.JI. Зефиров, P.P. Халиуллина, А.А. Анучин // Бюл. эксп. биол. мед. 1999. - Т. 128, № 8. - С. 144-147.

38. Зефиров A.JI. Ионные каналы нервного окончания / A.JI. Зефиров, Г.Ф. Ситдикова // Успехи физиол. наук. 2002. - Т. 33, № 4. - С. 3-33.

39. Иерусалимский В.Н. Нервная система и картирование нейроновбрюхоногого моллюска Helix lucorum L. / В.Н. Иерусалимский, И.С.

40. Захаров, Т.А. Палихова, П.М. Балабан // Журн. высш. нервн. деят. 1992.1. Т. 42, №6.-С. 1075-1089.

41. Костюк П.Г. Поверхностный заряд в области локализации кальциевых каналов соматической мембраны нейронов моллюсков / П.Г. Костюк, П.А. Дорошенко, В.Н. Пономарев // Докл. АН СССР. 1980. - Т.250. - С. 464467.

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

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

44. Костюк П.Г. Эндоплазматический ретикулум и митохондрии как элементы механизма внутриклеточной сигнализации в нервной клетке / Б.И. Котляр, А.В.Шмигаль, И.В. Войтенко и др. // Росс, физиол. журнал. 1998. - Т. 84, № 10.-С. 979-985.

45. Котляр Б.И. Пластичность нервной системы / Б.И. Котляр // М.: Изд. МГУ, 1986.-240 с.

46. Крыжановский Г.Н., Нейроиммунные процессы в механизмах недемиелинизирующей патологии ЦНС / Г.Н. Крыжановский, С.В.

47. Магаева 11 Итоги науки и техники. -Иммунология. -М.:ВИНИТИ. -1990. -Т.25. -С.120-168.

48. Кэндел Э.Р. Клеточные основы поведения / Э.Р. Кэндел // М.: Мир, 1980. -598с.

49. Лакин Г.Ф. Биометрия / Г.Ф. Лакин // М.: Высшая школа, 1990. 113 с.

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

51. Магура И.С. Влияние ионов кальция на поверхностный потенциал в области локализации «быстрых» калиевых каналов мембраны сомы нейронов моллюсков / И.С. Магура, А.Е. Валеев, И.Д. Пономарева // Нейрофизиология. 1979. - Т. 11, № 4. - С. 367-370.

52. Магура И.С. Проблемы электрической возбудимости нейроналыюй мембраны / И.С. Магура // Киев: Наукова думка, 1981. 204с.

53. МакФарленд Д. Поведение животных / Д. МакФарленд // М.: Мир, 1988. -519 с.

54. Максимова О.А, Балабан П.М. Нейронные механизмы пластичности поведения / Максимова О.А, Балабан П.М. // М.: Наука, 1983. 127 с.

55. Манухина Е.Б. Гипотензивное действие и тканевое распределение донора оксида азота динитрозильных комплексов железа / Е.Б. Манухина, И.Ю. Малышев, Е.Б. Малешок и др. // Бюлл. эксп. биол. мед. - 1998. - Т. 125, №5.-С. 30-33.

56. Манухина Е.Б. Стресс-лимитирующая система оксида азота / Е.Б. Манухина, И.Ю. Малышев // Рос. физиол. журн. им. И. М. Сеченова. -2000.- Т. 86, №10. С. 1283-1292.

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

58. Меньшиков Е.Б. Оксид азота и NO-синтазы в организме млекопитающих при различных функциональных состояниях / Е.Б. Меньшиков, Н.К. Зенков, В.П. Реутов // Биохимия. 2000. - Т. 65, № 4. - С. 485-503.

59. Микоян В.Д. Оксид азота образуется через L-аргинин зависимый путь вмозге мышей in vivo / В.Д. Микоян, JI.H. Кубрина, А.Ф.Ванин // Биофизика. 1994. - Т. 39. - С. 915-918.

60. Мороз JI.JI. Существуют ли N0- продуцирующие нейроны у беспозвоночных животных / JI.JI. Мороз, Л.П. Незлин, М. Колберг и др. // Биол. мембраны. 1992. - № 10-11. - С. 1119-1124.

61. Мухтаров М.Р. Роль оксида азота (N0) в регуляции процессов освобождения медиатора в нервно-мышечном соединении крысы / М.Р. Мухтаров // Автореферат диссертации на соиск. уч. степ. к. б. н. Казань, 2000.- 16 с.

62. Мухтаров М.Р. Модуляция интенсивности неквантовой секреции медиатора в нервно-мышечном соединении оксидом азота (NO) / М.Р. Мухтаров, А.Х. Уразаев, Е.Е. Никольский, Ф. Выскочил // Рос. физиол. журн. им. И. М. Сеченова. 2000. - Т. 86, № 3. -С. 335-342.

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

64. Никитин В.П. Обусловливание и сенситизация у виноградной улитки: нейрофизиологические и метаболические особенности / В.П. Никитин, С.А. Козырев, М.О. Самойлов // Журн. высш. нервн. деят. 19926. - Т. 42. -№. 6.-Р. 1260-1270.

65. Никитин В.П. Действие блокаторов синтеза белка на нейронные механизмы сенситизации у виноградной улитки / В.П. Никитин, С.А. Козырев // Нейрофизиология. 1993. - Т. 25, № 2. - С. 109-115.

66. Никитин В.П. Генерализованная и сигнал-специфическая долговременная ноцицептивная сенситизация у виноградной улитки / В.П. Никитин, С.А. Козырев // Журн. высш. нервн. деят. 1995. - Т. 45, № 4. - С. 732-741.

67. Никитин В.П. Механизмы интегративной деятельности нейронов / В.П. Никитин, К.В. Судаков // Успехи физиол. наук. 1997. - Т. 28, № 1. - С. 2745.

68. Никитин В.П. Критическая роль внутриклеточного кальция в механизмах пластичности командных нейронов оборонительного поведения ЛПл1 и ППл1 виноградной улитки при ноцицептивной сенситизации / В.П.

69. Никитин, С.А. Козырев // Журн. высш. нервн. деят. 2002. - Т. 52, № 3. -С. 326-333.

70. Николлс Дж.Г. От нейрона к мозгу / А.Р. Мартин, Б.Дж. Валлас, П.А. Фукс //М.:УРСС. 2003.

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

72. Охотин В.Е. NO-ергическая трансмиссия и NO как объемный нейропередатчик. Влияние NO на механизмы синаптической пластичности и эпилептогенез / В.Е. Охотин, С.Г. Калиниченко, Ю.В. Дудина // Успехи физиол. наук. 2002. - Т. 33, № 2. - С. 41-55.

73. Палихова Т.А. Синапсы, идентифицируемые в париетальных ганглиях виноградной улитки / Т.А. Палихова // Журн. высш. нервн. деят. 2000. -Т. 50., №5.-С. 775-790.

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

75. Пивоваров А.С. Вторичные посредники в регуляции пластичности нервной клетки при обучении / А.С. Пивоваров, Е.И. Дроздова, Б.И. Котляр // Биол. Науки. 1989. - Т. 3. - С. 75-101.

76. Пивоваров А.С. Пластичность хемо- и электровозбудимых мембран нейрона: регуляция опиоидами и вторичными посредниками / А.С. Пивоваров // Автореф. дисс. на соиск. уч. степ. д. б. н. М. - 1995. - 45 с.

77. Пивоваров А.С. Са-зависимая регуляция Na, К-насосом посттетанической сенситизации внесинаптических холинорецепторов нейронов винограднойулитки / А.С. Пивоваров, Е.И. Дроздова // Журн. высш. нерв. деят. 2001. -Т. 51, № 3. - С. 348-354.

78. Пулатова М.К. Элекронный парамагнитный резонанс в молекулярной радиобиологии / М.К. Пулатова, Г.Т. Рихирева, З.В. Куроптева // М.: Энергоатомиздат. 1989. -232 с.

79. Реутов В.П. Циклические превращения N0 в организме млекопитающих /

80. B.П. Реутов, Е.Г. Сорокина, В.Е. Охотин, Н.С. Косицин // М.: Наука. -1998.-159 с.

81. Сахаров Д.А. Генеалогия нейронов / Д.А. Сахаров // М.: Наука, 1974. 183 с.

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

83. Самойлов М.О. Современное состояние проблемы молекулярно-клеточных механизмов обучения / М.О. Самойлов, Н.А. Емельянов, В.П. Никитин, А.А. Мокрушин // Физиол. журн. 1993. - Т. 79, № 5. - С. 89-97.

84. Самойлов М.О. Мозг и адаптация: молекулярно-клеточные механизмы / М.О. Самойлов // СПб.: Ин-т физиол. им. И.П. Павлова РАН, 1999. 272 с.

85. Северин С.А. Молекулярные механизмы регуляции активности клеток /

86. C.А. Северин, М.А. Пальцев, А.А. Иванов // Вестник ин-та мол. мед. -2001.-№1.-С. 51-123.

87. Силантьева Д.И. Электрофизиологическое исследование эффектов хронического введения кофеина на выработку условного рефлекса у виноградной улитки / Д.И. Силантьева, Г.Р. Салахова, Х.Л. Гайнутдинов //

88. Всероссийской конференции «Нейрохимия: Фундаментальные и прикладные аспекты» Тез. докл. Москва, 2005. - С. 64.

89. Силантьева Д.И. Исследование роли ионов кальция в элктрогенезе командных нейронов при формировании условного оборонительного рефлекса у виноградной улитки / Д.И. Силантьева // Диссертация на соиск. уч. степ, к.б.н. Казань. - 2005.

90. Скребицкий В.Г. Синаптическая пластичность в аспекте обучения и памяти / В.Г. Скребицкий, А.Н. Чепкова // Успехи физиол. наук. 1999. - Т. 30, №4.-С. 3-13.

91. Снайдер С.Х. Биологическая роль окиси азота / С.Х. Снайдер, Д.С. Бредт // В мире науки. 1992. - № 7. - С. 16-32.

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

93. Соколов Е.Н. Нейроинтеллект: от нейрона к нейрокомпьютеру / Е.Н. Соколов, Г.Г. Вайткявичус // М.: Наука, 1989. - 238 с.

94. Сосунов А.А. Оксид азота как межклеточный посредник / А.А. Сосунов // Соросовский образовательный журнал. 2000. - Т. 6, № 12 - С. 38-44.

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

96. Ткачук В.А. Мембранные рецепторы и внутриклеточный кальций / В.А. Ткачук // Сорос, образов, журнал. 2001. - Т. 7, № 1. - С. 10-15.

97. Уразаев А.Х. Оксид азота ретроградный посредник, участвующий в нейротрофическом контроле мембранного потенциала в мышцах крыс / А.Х. Уразаев//Нейрохимия. - 1995. - Т.12, № 2. - С. 75-76.

98. Уразаев А.Х. Нитропруссид натрия задерживает развитие ранней деполяризации в мембране денервированных мышечных волокон крысы / А.Х. Уразаев, С.Т. Магсумов, Н.В. Науменко, Г.И. Полетаев // Нейрохимия. 1996. - Т. 13, № 4. - С. 52-55.

99. Уразаев А.Х. Физиологическая роль оксида азота / А.Х. Уразаев, A.J1. Зефиров // Успехи физиол. наук. 1999. - Т. 30, № 1. - С. 54-72.

100. Утепбергенов Д.И. Исследования производных 1,2-диазетина и нитронилнитроксида в качестве доноров и акцнпторов окиси азота in vitroи in vivo / Д.И. Утепбергенов // Диссертация на соиск. уч. степ, к.б.н. ИХКГ СО РАН. Новосибирск. 1999.

101. Халиуллина P.P. Влияние оксида азота на функцию нервно-мышечного синапса / P.P. Халиуллина // Автореф. дисс. на соиск. уч. степ. к. б. п. КГПУ Казань. - 1999.- 16 с.

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

103. Шноль С.Э. Физико-химические факторы биологической революции / С.Э. Шноль // М.: Наука. 1979. - 261 с.

104. Щевелкин А.В. Серотонин имитирует некоторые нейрональные эффекты ноцицептивной сенситизации у виноградной улитки / А.В. Щевелкин, В.П. Никитин, С.А. Козырев и др. // Журн. высш. нервн. деят. 1997. - Т. 47, № З.-С. 532-542.

105. Яковлев А.В. Роль циклических нуклеотидов в реализации эффектов оксида азота (II) на секрецию медиатора и электрогенез двигательного нервного окончания / А.В. Яковлев, Г.Ф. Ситдикова, A.JI. Зефиров // Докл. АН 2002. - Т. 382, № 2. - С. 273-276.

106. Яковлев А.В. Роль систем вторичных посредников в эффектах оксида азота (II) в нервно-мышечном соединении лягушки / Яковлев А.В. // Диссертация на соиск. уч. степ, к.б.н. Казань. - 2003.

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

108. Alkon D.L. Changes of membrane currents during learning / D.L. Alkon // J. Experim. Biol. 1984. -V. 112. - P. 95-112.

109. Alkon D.L. A spatial-temporal model of cell activation / D.L. Alkon, H.A. Rasmussen // Science. 1988. - V. 239. - P. 998-1005.

110. Andric S.A. Dependence of soluble guanylyl cyclase activity on calciumsignaling in pituitary cell / S.A. Andric, T.S. Kostic, M. Tomi, et al. // J. Biol. Chem. 2001. - V. 276. - P. 844-849.

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

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

113. Balaban P.M. Long-term sensitization and environmental conditioning in terrestrial snails / P.M. Balaban, N.I. Bravarenko // Experim. Brain Res. 1993. - V. 96. - P. 487-493.

114. Balaban P.M. A single serotoninergic modulatory cell can mediate reinforcement in the withdrawal network of the terrestrial snail / P.M. Balaban, N.I. Bravarenko, O.A. Maksimova et al. // Neurobiol. Learn. Mem. 2001. - V. 75, N 1. - P. 30-50.

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

116. Balligang J.-L. Control of cardiac muscle cell function by an andogenous nitric oxide signaling system / J.-L. Balligang, R.A. Kelly, P.A. Marsden et al. // Proc. Natl. Acad. Sci .USA. 1993. - V. 90. - P. 347-351.

117. Bartsch D. Aplysia CREB2 represses long-term facilitation: relief of repression converts transient facilitation into iong-term functional and structural change /

118. D. Bartsch, M. Ghirardi, P.A. Skehel et al. // Cell. 1995. - V. 83, N 6. - P. 979-992.

119. Baxter D.A. Serotoninergic modulation of two potassium currents in the pleural sensory neurons of Aplysia / D.A. Baxter, J.H. Byrne // J. Neurophysiol. 1989.- V. 62. P. 665-675.

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

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

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

123. Blackwell K.T. Ryanodine receptor modulation of in vitro associative learning in Hermissenda crassicornis / K.T. Blackwell, D.L. Alkon // Brain Res. 1999 -V. 822, N 1-P. 114-125.

124. Bredt D.S. Nitric oxide, a novel neuronal messenger / D.S. Bredt, S.H. Snider // Neuron. 1992.-V. 8, N 1. - P. 3-11.

125. Brien J.F. Chemiluminescence headspace-gas analysis for determination of nitric oxide formation in biological systems / J.F. Brien, B.E. McLaughlin, K. Nakatsu, G.S. Marks // Methods Enzymol. 1996. - V. 268. - P. 83-92.

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

127. Byrne J.H. Cellular analysis of associative learning / J.H. Byrne // Physiol. Rev.- 1987.- V. 67, N 2. P. 329-439.

128. Byrne J.H. Neuronal and molecular bases of nonassociative and associative learning in Aplysia / J.H. Byrne, D.A. Baxter, D.L. Buonomano et al. // Annalsof New York Academy of Sciences. 1991. - V. 627. - P. 124-149.

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

130. Castellucci V.F. Cell and molecular analysis of long-term sensitization in Aplysia / V.F. Castellucci, W.N. Frost, P. Goelet et al. // J. Physiol. (Paris). -1986. V. 81, N 4. - P. 349-357.

131. Castellucci V.F. Inhibitor of protein synthesis blocks long-term behavioural sensitization in the isolated gill-withdrawal reflex of Aplysia / V.F. Castellucci, H. Blumenfeld, P. Goelet, E.R. Kandel // J. Neurobiol. 1989. - V. 20, N 1. - P. 1-9.

132. Clark G.A. Induction of long-term facilitation in Aplysia sensory neurones by local application of serotonin to remote synapses / G.A. Clark, E.R. Kandel // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1993. - V. 90, N 23. - P. 11411-11415.

133. Cleary L.J. Cellular correlates of long-term sensitization in Aplysia / L.J. Cleary, W.L. Lee, J.H. Byrne // J. Neurosci. 1998. - V.l 8. - P. 5988-5998.

134. Cooke J.P. Role of nitric oxide in procession and regression of atherosclerosis / J.P. Cooke // West J. Med. 1996. - V. 164. - P. 419-424.

135. Cosgrove T. The nitric oxide inhibitor L-NAME prolongs synaptic facilitation / T. Cosgrove, C. Nwachukwu, O. Olakanmi // Pioneering Neurosci. 2005. - V. 6. - P. 27-29.

136. Crow T. Down-regulation of protein kinase С and kinase inhibitors dissociate short- and long-term enhancement produced by one-trial conditioning of Hermissenda / T. Crow, J. Forrester // J. Neurophysiol. 1993. - V. 69. - P. 636-641.

137. Dale N. Serotonin produces long-term changes in the excitability of Aplysia sensory neurons in culture that depend on new protein synthesis / N. Dale, E.R. Kandel, S. Schacher // J. Neurosci. 1987. - V. 7, N. 7. - P. 2232-2238.

138. Dash P.K. Injection of cAMP-responsive element the nucleus blocks long-term facilitation / P.K. Dash, B. Hocher, E.R. Kandel // Nature. 1990. - V. 345. - P. 718-721.

139. Dawson T.M. Gases as biological messengers: Nitric oxide and carbon monoxide in the brain / T.M. Dawson, S.H. Snyder // J. Neurosci. 1994. - V.14.-P. 5147-5159.

140. Dyakonova T.L. Effect of nitrit ion on Helix brain neurons: the possible role of nitric oxide / T.L. Dyakonova, V.P. Reutov // Abstr. Of Fourth IBRO World. Congress of Neurosci. 1995. — P. 133.

141. Dyer J.R. Serotonin persistently activates the extracellular signal-related kinase in sensory neurons of Aplysia independently of cAMP or protein kinase с / J. R. Dyer, F. Manseau, V.F. Castelluci, W.S. Sossin // Neurosci. 2003. - V. 116. -P. 13-17.

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

143. Elofsson R. Is nitric oxide (NO) produced by invertebrate neurons? / R. Elofsson, M. Carlberg, L.L. Moroz et al. // NeuroReport. 1993. - V. 4, N 3. -P.279-283.

144. Elphick M.R. Behavioral role for nitric oxide in chemosensory activation of feeding in a mollusk / M.R. Elphick, G. Kemenes, K. Staras, M. O'Shea // J.Neurosci. 1995. - V. 15, N 11. - P.7653-7658.

145. Erxleben C. Nitric oxide augments voltage-activated calcium currents of crustacea {Idotea baltica) skeletal muscle / C. Erxleben, A. Hermann // Neurosci. Lett. 2001. - V.300. - P.133-139.

146. Evans T. Purification of a distinctive from of endotoxin-induced nitric oxide synthase from rat liver / T. Evans, A. Carpenter, J. Cohen // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1992. - V. 89. -P. 5361-5365.

147. Fernandez-Rivas A. Effects of chronic increased salt intake on nitric oxide synthesis inhibition-induced hypertension / A. Fernandez-Rivas, J. Garcia-Estan, F. Vargas // J. Hypertens. 1995. - V.13, N 1. - P.123-128.

148. Forstermann U. Isoforms of nitric oxide synthase. Characterization and purification from different cell typs / U. Forstermann, H.W. Schmidt, J.S. Pollock et al.//Biochem. Pharmacol. 1991.-V. 10.-P. 1849-1857.

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

150. Frost W.N. Sensitization of the Tritonia escape swim / W.N. Frost, C.L. Brandon, D.L. Mongeluzi // Neurobiol. Learn. Mem. 1998. - V. 69, N 2. - P. 126-135.

151. Furchott R.F. The obligatory role of endothelial cell in the relaxation of arterial smooth muscle by acetylcholine / R.F. Furchott, J.V. Zawadski // Nature. 1980. -V. 288.-P. 373-376.

152. Gainutdinov Kh.L. Excitability increase in withdrawal interneuron after conditioning in snail / Kh.L. Gainutdinov, L.Yu. Chekmarev, Т.Н. Gainutdinova // Neuroreport. 1998. - V. 9. - P. 517-520.

153. Gaily J.A. Nitric oxide: linking space and time in the brain / J.A. Gaily, G.M. Edelman // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1992. - V. 89. - P. 11651-11652.

154. Garthwaite J. Nitric oxide from L-arginine: A bioregulatory system / J. Garthwaite // Amsterdam: Excerpta medica. 1990. - P. 138-155.

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

156. Gelperin A. Nitric oxide mediates network oscillations of olfactory interneurons in a terrestrial mollusk / A. Gelperin // Nature. 1994. - V. 369. - P. 61-63.

157. Gelperin A. Nitric Oxide and Carbon Monoxide Modulate Oscillations of Olfactory Interneurons in a Terrestrial Mollusk / A. Gelperin, J. Flores, F. Raccuia-Behling, I.R. Cooke // J. Neurophysiol. 2000. - V. 83. - P. 116-127.

158. Goelet P. The long and the short of long-term memory a molecular framework / P. Goelet, V.F. Castellucci, S. Schacher, E.R. Kandel // Nature. - 1986. - V. 322, N31.-P. 419-422.

159. Guo J.-P. Mechanisms of vascular preservation by a novel NO donor following rat carotid artery intimal injury / J.-P. Guo, M.M. Panday, P.M. Consigny, A.M. Lefer// Am. J. Physiol. 1995. - V. 269, N 3. - P. H122-H1131.

160. Hallen K. Modulation of neuronal nitric oxide release by soluble guanyly cyclase in guinea pig colon / K. Hallen, C. Olgart, LE. Gustafsson, NP. Wiklund // Biochem. Biophys. Res. Com. 2001. - V. 280. - P. 1130-1134.

161. Han X. Characteristics of nitric oxide mediated cholinergic modulation of calcium current in rabbit sino-atrial node / X. Han, L. Kobzik, D. Severson, Y. Shimoni // J. Physiol. - 1998. - V. 509, N 3. - P. 741-754.

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

163. Hebeiss K. Nitric oxide sensitive guanylyl cyclase inhibits acetylcholene release and excitatory motor transmission in guinea-pig ileum / Hebeiss K., Kilbinger H. // Neurosci. - 1998. - V. 82, N 2. - P.623-29.

164. Hegde A.N. Ubiquitin C-terminal hydrolase is an intermediate early gene essential for long-term facilitation in Aplysia / A.N. Hegde, K. Inokuchi, W. Rei et al. // Cell. - 1997. - V. 89, N 1. - P. 115-126.

165. Hermann A. Nitric oxide activates voltage-dependent potassium currents of crustacea skeletal muscle / A. Hermann, C. Erxleben // Nitric oxide: Biology and Chemistry. 2001. - V. 5. - N 4. - P. 361-369.

166. Higo T. Subtype-specific and ER lumenal environment-dependent regulation of inositol 1,4,5,-trisphosphate receptor type 1 by ERp44 / T. Higo, M. Hattori, T. Nakamura et al. // Cell. 2005. - V. 120. - P. 85-98.

167. Hochner В. Additional in the cellular mechanism of presynaptic facilitation contributes to behavioral dishabituation in Aplysia / B. Hochner, M. Klein, S. Schacher, E.R. Kandel // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1986. - V. 83. - P. 8794-8798.

168. Hofer A.M. Extracellular calcium sensing and signaling / A.M. Hofer, Brown E.M. // Nature Pub. Group. 2003. - V. 4. - P. 530-538.

169. Howell L.L. Behavioral and physiological affects of xanthines in nonhuman primates / L.L. Howell, V.L. Coffin, R.D. Spealman // Psychopharm. 1997. -V. 129-P. 1-14.

170. Huang E.P. Synaptic plasticity: a role of nitric oxide in LTP / E.P. Huang // Curr. Biol. 1997. - V. 7. - P. 141- 143.

171. Huang S. Biochemical characterization and histochemikal localization of nitric oxide synthase in the nervous system of the snail, Helix pomatia / S. Huang, H.H. Kershbaum, E. Engel, A. Hermann // J. Neurochem. 1997. - V. 69. - P. 2516-2528.

172. Ingles A.C. Role nitric oxide and prostaglandins in the regulation of blood pressure in conscious rats / A.C. Ingles, F.J. Ruiz, M.G. Salom et al. // Can. J. Physiol. Pharmacol. 1995. - V. 73, N 6. - P. 693-698.

173. Ito K.W. Intracellular calcium signals are enhanced for days after pavlovian conditioning / K.W. Ito, К. Oka, C. Collin et al. // J. Neurochem. 1994. - V. 62, N4.-P. 1337- 1343.

174. Johansson K.U. NADPH-diaphorase histochemistry and nitric oxide synthase activity in deutocerebrun of the crayfish, Pacifastracus leniusculus (Crustacea, Decapoda) / K.U. Johansson, M Carlberg // Brain Res. 1994. - V. 649. - P. 36-42.

175. Kalyanaraman B. Detection of nitric oxide by electron spin resonance in chemical, photochemical, cellular, physiological, and pathophysiologocal systems / B. Kalyanaraman // Methods Enzymol. 1996. - V. 268. - P. 281-293.

176. Kandel E.R. Calcium and the control of synaptic strength by learning / E.R. Kandel // Nature. 1981. - V. 293, N 5835. - P. 697-700.

177. Kandel E.R. Molecular biology of learning: modulation of transmitter release / E.R. Kandel, J.H. Schwartz // Science. 1982. - V. 218, N 4571. - P. 433-442.

178. Kamiya H. Residual Ca2+ and short-term synaptic plasticity / H. Kamiya, R.S. Zucker // Nature. 1994. - V. 371, N 6498. - P. 603-606.

179. Kazakevich V.B. Nitric oxide coordinates feeding and defensive behavior of Lymnaea stagnalis / V.B. Kazakevich, A.V. Sidorov, V. N. Gourine // J.Neurophysiol. 2000. - V. 83. - P. 116-125.

180. Kelly R.A. Nitric oxide and cardiac function / R.A. Kelly, J.L. Balligand // Circulation Res. 1996. - V. 79. - P. 363-380.

181. Kerschbaum H.H. NADPH-diaphorase activity and nitric oxide synthase activity in the kidney of clawed frog, Xenopus laevis / H.H. Kerschbaum, S. Huang, M. Xie, A. Hermann // Cell Tissue Res. 2000. - V. 301, N 3. - P. 405-411.

182. Khaliullina R.R. Role of endogenous nitric oxide function of neuromuscular synapse / R.R. Khaliullina, A.A. Anuchin, A.V. Yacovlev, A.L. Zefirov // World Congress of Neurosci. Jerusalem. - 1999. - P.213.

183. Khan Z. Sh. The effects of Phenothiazines and other calmodulin antogonists on the sarcoplasmic and endoplasmic reticulum Ca pumps / Z. Sh. Khan, C. L. Longland, F. Michelangeli // Biochem. Pharmacol. 2000. - V. 60. - P. 17971806.

184. Khramtsov V.V. Use of imidazoline nitroxides in studies of chemical reactoins: ESR measurement of concentration and reactivity of protons, thiols, and nitric oxide / V.V. Khramtsov, L.B. Volodarsky // Biol. Magnet. Res. 1998. - V. 14. -P. 109-180.

185. Kilias R. Die Weinbergschnecke uber leben und nutzung von Helix pomatia. -A.Ziemsen Verlag. / R. Kilias //Wittenberg Litherstadt. 1985. - 170 p.

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

187. Knowels R.G. Nitric oxide syntases in mammals / R.G. Knowels, S. Moncada // J. Biochem. 1994. - V. 298. - P. 249-258.

188. Kojda G. Inhibition of nitric oxide synthase and soluble guanylyl cyclase induced cardiodepressive effects in normal rat hearts / G. Kojda, K. Kottenberg, E. Noak// Eur. J. Pharm. 1997. - V. 334. - P. 181-190.

189. Kosaka H. Detection of nitric oxide production in lipoplysacharide-treated rats by ESR using carbon monoxide hemoglobin / H. Kosaka, M. Watanabe, H.

190. Yoshihara et al. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1992. - V.184. -P.l 119-1124.

191. Kostyuk E. Role of mitochondrial dysfunction in calcium signaling alterations in dorsal root ganglion neurons of mice with experimentally-induced diabetes / E. Kostyuk, N. Swichar, V. Shishkin, P. Kostyuk // Neurosci. 1999. - V. 90, N. 2.-P. 535-541.

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

193. Kovac M.P. Learning: neural analysis in the isolated brain of a previously trained molluscs, Pleurobranchaea californica / M.P. Kovac, W.J. Davis, M. Matera et al. // Brain Res. 1985. - V. 331, N 2. - P. 275-284.

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

195. Lecher H.A. New perspectives on classical conditioning: a synthesis of Hebbian and non-Hebbian mechanisms / H.A. Lecher, J.H. Byrne // Neuron. 1998. - V. 20, N3.-P. 355-358.

196. Lei S.Z. Effect of nitric oxide production on the redox modulatory site of the NMDA receptor-channel complex / S.Z. Lei, Z.-H. Pan, S.K. Aggarwal et al. // Neuron. 1992. - V. 8. - P. 1087-1099.

197. Lin X.Y. Hebbian induction of long-term potentiation of Aplysia sensorimotor synapses: partial requirement for activation of an NMDA-related receptor / X.Y. Lin, D.L. Glanzman // Proc. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 1994. - V. 255, N. 1344.-P. 215-221.

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

199. Lindgren S.A. Nitroprusside inhibits neurotransmitter release at the frog neuromuscular junction / S.A. Lindgren, M.W. Laird // NeuroReport. 1994. -V. 5,N 16.-P. 2205-2208.

200. Lloyd-Jones D.M. The vascular biology of nitric oxide and its role inatherogenesis / D.M. Lloyd-Jones, K.D. Bloeh // Annu. Rev. Med. 1996. - V. 47.-P. 365-375.

201. London J.A. Mechanism for food avoidance learning in the central pattern generator of feeding behavior of Pleurobrancheaea californica / J.A. London, R. Gilette // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1986. - V. 83. - P. 4058-4062.

202. Lowenstein C.J. Cloned and expressed macrophage nitric oxide synthase contrasts with the brain enzyme / C.J. Lowenstein, C.S. Glatt, D.S. Bredt, S.H. Snyder // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1992. - V. 89.-P. 6711-6715.

203. Lukowiak K. Learning, memory and a respiratory central pattern generator / K. Lukowiak, N. Syed // Сотр. Biochem. Physiol. A. (Mol.Integr.Physiol.). -1999. V. 124, N3.-P. 265-274.

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

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

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

207. Malyshev A.Y. Identification of mechanoafferent neurons in terrestrial snail: response properties and synaptic connections / A.Y. Malyshev, P.M. Balaban // J.Neurophisiol. 2002. - V. 87. - P. 2364-2371.

208. Matzel L.D. Regulation of short-term associative memory by calcium-dependent protein kinase / L.D. Matzel, I.I. Lederhendler, D.L. Alkon // J. Neurosci. -1990. V. 10, N 7. - P. 2300-2307.

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

210. Matzel L.D. Ubiquitous molecular substrates for associative learning and activity-dependent neuronal facilitation / L.D. Matzel, A.C. Talk, I.A. Muzzio,

211. R.F. Rogers // Annu. Rev. Neurosci. 1998. - V. 9. - P. 129-167.

212. Meldolesi J. The endoplasmic reticulum Ca store: a view from the lumen / J.

213. Meldolesi, T. Pozzan // Trends. Biosci. 1998 - V. 23 - P. 10-14.

214. Mohan P. Positive inotropic effect of nitric oxide in myocardium / P. Mohan, S.U. Sys, D.L. Brutsaert // Int. J. Cardiol. 1995. - V. 50, N 3. - P. 233-237.

215. Montarollo P.G. Interrelationships of annual mechanisms for different from of learning and memory / P.G. Montarollo, S. Schacher, V.F. Castelucci et al. // Mol. Aspects of Neurobiol. 1986. - P. 1-14.

216. Moroz L.L. Nitric oxide activates buccal motor patterns in Limnaea stagnalis / L.L. Moroz, Ji-Ho Park, W. Winlow // NeuroReport. 1993. -V. 4, N 6. - P. 643.

217. Moroz L.L. Nitric oxide synthase activity in the molluscan CNS / L.L. Moroz, D. Chen, M.U. Gillette, R. Gillette // J. Neurochem. 1996. - V. 66. - P. 873876.

218. Moroz L.L. Single-cell analyses of nitrergic neurons in nervous systems / J. Exper. Biol. 1999. - V. 202. - P. 333-341.

219. Mothet J.P. NO decreases evoked quantal Ach release at a synapse of Aplysia by a mechanism independent of Ca influx and protein kinase G / J.P. Mothet, P. Fossier, L. Tauc, G. Baux // J. Physiol. (London). 1996. - V. 493. - P. 769784.

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

221. Mpitsos G.G. Learning: A model system for physiological studies / G.G. Mpitsos, S.D. Collins, A.D. McClellan // Science. 1978. - V. 199. - P. 497506.

222. Mulsch A. Formation and release of dinitrosil iron complexes by endothelial cells / A. Mulsch, P.I. Mordvintcev, A.F. Vanin, R. Busse // Biochem. Biophys.

223. Res. Commun. 1993. - V. 196. - P. 1303-1308.

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

225. Muzzio I.A. Interactive contributions of intracellular calcium and protein phosphatases to massed-trials learning deficits in Hermissenda / I.A. Muzzio, R.R. Ramirez, A.C. Talk., L.D. Matzel // Behav. Neurosci. 1999. - V. 113, N 1.-P. 103-117. ,

226. Muzzio I.A. Incremental redistribution of protein kinase С underlies the acquisition curve during in vitro associative conditioning in Hermissenda / I.A. Muzzio, A.C. Talk, L.D. Matzel // Behav. Neurosci. 1997. - V. 111, N 4. - P. 739-753.

227. Nandagopal K. Critical role nitric oxide signaling in cardical and neuronal ischemic preconditioning and tolerance / K. Nandagopal, T.M. Dawson, V.L. Dawson // J. Pharm. Exper. Therap. 2001. — V. 297. - P. 474-478.

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

229. Onozuka M. Calmodulin in the activation process of calcium-dependent potassium channel in Euhadra neurones / M. Onozuka, H. Furuichi et al. // Сотр. Biochem. Physiol. 1987. - V. 86, N 3. - P. 589-593.

230. Pan Z.H. Nitric oxide-related species inhibit evoked neurotransmission but enhance spontaneous miniature synaptic currents in central neuronal cultures / Z.H. Pan, M.M. Segal, S. Lipton // Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1996. - V. 93. -P. 15423-28.

231. Pinsker H.M. Long-term withdrawal reflex in Aplysia / H.M. Pinsker, W.A. Hening, T.J. Carew, E.R. Kandel // Science. 1973. - V. 182, N 4116. - P. 1039л I

232. Rizzuto R. Са on the move: ways and means to translate a multifarious signal / R. Rizzuto, T. Pozzan, E. Carafoli // Trends in Pharmacol. Sci. 2002 - V. 23, N8-P. 348-350.

233. Rogers R.F. Trial-spacing effect in Hermissenda sugest contributions of associative and nonassociative cellular mechanisms / R.F. Rogers, A.C. Talk, L.D. Matzel // Behav. Neurosci. 1994. - V. 108, N 6. - P. 1030-1042.

234. Sato I. Induction of calcium-independent nitric oxide synthase activity in cultured cerebellar granule neurons /1. Sato // Neurosci. Lett. 1995. - V. 184. -P. 145-148.

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

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

237. Schuman E.M. Nitric oxide and synaptic function / E.M. Schuman, D.V. Madison // Annu. Rev Neurosci 1994.-V. 17. - P.153-183.

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

239. Schwarz R. Endogenous and exogenous nitric oxide inhibits norepinephrine release from rat heart sympathetic nerves / R. Schwarz, R. Diem, N.J.Dun, U. Forstermann // Circulation Research. 1997. - V. 81. - P.60-68.

240. Singel D.J. Electron Paramagnetic resonance spectroscopy and nitric oxide biology / D.J. Singel, J.R. Lancaster // Methods in nitric oxide research, eds. Feelish M, Stamler J.S. 1996. - P.341-356.

241. Sossin W.S. An autonomus kinase generated during long-term facilitation in Aplisia is related to the Ca independent protein kinase С Apl 11 / W.S. Sossin

242. Learn. Mem. 1997. - V. 4, N 3. - P. 389-401.

243. Spenser G.E. Neural changes after operant conditioning of the aerial respiratory behavior in Limnaea stagnalis / G.E. Spenser, N.I. Syed, K. Lukowiak // J.Neurosci. 1999. - V. 19.-P. 1836-1843.

244. Staras K. Cellular traces of behavioral classical conditioning can be recorded at several specific sites in a simple nervous system / K. Staras, G. Kemenes, P.R. Benjamin // J. Neurosci. 1999. -V. 19. - P. 347-357.

245. Sugita S. Activators of protein kinase С mimic serotonin-induced modulation of a voltage-dependent potassium current in pleural sensory neurons of Aplysia / S. Sugita, D.A. Baxter, J.M. Byrne // J. Neurophysiol. 1994. -V. 72, N 3. - P. 1240-1249.

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

247. Sun Z.Y. Binding of serotonin to receptors at multiple sites is required for structural plasticity accompanying long-term facilitation of Aplysia sensorimotor synapses / Z.Y. Sun, S. Schacher// J. Neurosci. 1998. - V. 18, N 11. - P. 39914000.

248. Talk A. Calcium influx and release from intracellular stores contribute differentially to activity-dependent neuronal facilitation Hermissenda photoreceptors / A. Talk, L. Matzel // Neurobiol. Learn. Mem. 1996. - V. 66, N2.-P. 183-197.

249. Teyke T. Nitric oxide, but not serotonin, is involved in acquisition of food-attraction conditioning in the snail Helix pomatia / T. Teyke // Neurosci. Lett. -1996.-V. 206.-P. 29-32.

250. Thomas S. Differential frequency-dependent regulation of transmitter release by endogenous nitric oxide at the amphibian neuromuscular synapse / S. Thomas, R. Robitaille // J. Neurosci. 2001. - V.21, N4. - P. 1087-1095.

251. Tronc F. Role of NO flow-induced remodeling of the rabbit common carotid artery / F. Tronc, M. Wassef, B. Esposito et al. // Arterioscler. Thromb. Vase. Biol. 1996. - V.16. - P.1256-1262.

252. Tuteja N. Nitric oxide as a unique bioactive signaling messenger in physiology and pathophysiology / N. Tuteja, M. Chandra, R. Tuteja, M.K. Misra // J.Biomed.Biotech. 2004. - V. 4. - P. - 227-237.

253. Vanin A.F. Physical properties of dinitrosyl iron complexes with thiol-containing ligands in relation with their vasodilator activity / A.F. Vanin, R.A. Stukan, E.B. Manukhina // Biochim. Biophys. Acta. 1996. - V. 1295. - P. 512.

254. Vanin A.F. Iron catalyzes both decomposition and synthesis of S-nitrisothiols: optical and EPR studies, Nitric Oxide / A.F. Vanin, I.V. Malenkova, V.A. Serezhenkov//Biol. Chem.- 1997.-V. l.-P. 191-203.

255. Vedernikov Y.P. Similarity between the vasorelaxing activity of dinitrosyl-iron complexes and endothelium-derived relaxing factor / Y.P. Vedernikov, P.I. Mordvintsev, I.V. Malenkova, A.F. Vanin // Eur. J. Pharmacol. 1992. - V. 221.-P. 313-317.

256. Walters E.T. Site-specific sensitization of defensive reflexes in Aplysia: A simple model of long-term hiperalgesia / E.T. Walters I I J. Neurosci. 1987. - V. 7, N 2. - P. 400-407.

257. Walters E.T. Long-term alterations induced by injury and by 5-HT in Aplysia sensory nervous: convergent pathways ahd common signal? / E.T. Walters, R.T. Ambron//Trends in Neurosci.- 1995.- V. 18, N1/2.-P. 137-142.

258. Williams J.H. Retrograde messendgers and long-term potentiation: a progress report / J.H. Williams // J. Lipid Mediat. Cell. Signal. 1996. - V. 14. - P. 331339.

259. Wood P. Inducible microglial nitric oxide synthase: a large membrane pool / P. Wood, S. Choksi, V. Bocchini // NeuroReport. 1994. V.5. - P.977-980.

260. Yanow S.K. Biochemical pathways by which serotonin regulates translation in the nervous system of Aplysia / S.K. Yanow, F. Manseau, J. Hislop et al. // J. Neurochem. 1998. - V. 70, N 2. - P. 572-583.

261. Zefirov A.L. The effects of exogenous nitric oxide on the function of neuromuscular synapses / A.L. Zefirov, R.R. Khaliullina, A.A. Anuchin, A.V. Yakovlev // Neurosci. Behavioral Physiol. 2002. -V. 32, N 6. - P. -583-588.

262. Zorumsky C.F. Nitric oxide and hippocampal synaptic plasticity / C.F. Zorumsky, Y. Izumi // Biochem. Pharmacol. 1993. - V. 46. - P. 777-785.

263. Zsombok A. Nitric oxide increases excitability by depressing a calcium activated potassium current in snail neurons / A. Zsombok, S. Schrofner, A. Hermann, H.H. Kerschbaum // Neurosci. Lett. 2000. - V. 295, N 3. - P. 85-88.

Информация о работе

Исмаилова, Асия Ильгизовна
кандидата биологических наук
Казань, 2006
ВАК 03.00.13

Диссертация

Роль оксида азота и ионов кальция в механизмах долговременной сенситизации у виноградной улитки - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы