Материалы медицинских конференций

Главная / Материалы медицинских конференций / 2003 / Материалы Международных чтений, посвященных 100-летию со дня рождения члена-коррес-пондента АН СССР, академика АН АрмССР Э.А.Асратяна.

Эндогенные нейропептиды и обучение

Исследование молекулярно-клеточных механизмов функциональной пластичности нервной системы, лежащей в основе процессов научения и памяти, является важнейшим направлением нейробиологии. Долговременная посттетаническая потенциация (ДПП), одна из многообразных форм проявления пластичности и неассоциативного обучения, выражается в продолжительном увеличении синаптической эффективности вслед за кратковременной тетанизацией афферентных волокон. Механизмы трансформации кратковременных модификаций возбудимости нервных клеток в длительно сохраняющиеся, а также синхронизация их активности, как это происходит при ДПП, не установлены.

Нами высказано предположение об участии эндогенных пептидов, секретируемых нервными клетками при их активации, в механизмах индукции и развитии ДПП [Мокрушин, Павлинова, 2001; Мокрушин, 2002]. Для  проверки этого предположения были изучены перфузаты, собранные с переживающих срезов обонятельной коры мозга крыс линии Вистар в различных функциональных состояниях: 1) пассивный контроль – перфузаты собирали со срезов в течение 2-6 ч их инкубации без электрической стимуляции; 2) активный контроль – перфузаты собирали после 20 мин их  низкочастотной стимуляции (0.1/с); 3) тетанизация – перфузаты собирали после 4-х кратной тетанизации срезов; в них после тетанизации возникала либо ДПП, либо долговременная посттетаническая депрессия (ДПД). Изменения секреции белков и пептидов в перфузатах изучали иммунохимически [Мокрушин, Плеханов, 2001]. В данной работе анализировали содержание мажорных пресинаптических белков (BASP1, GAP-43, MARCKS), амфотеринов (HMG1 и HMG2), а также белка адгезии нервных клеток – NCAM и протеин киназы С. Кроме того, хроматографически определяли в перфузатах содержание дипептида карнозина. Выявлено, что нервные клетки максимально секретируют белок BASP1 в покое и при низкочастотной активации, но  снижают его выделение после тетанизации. Секреция белка GAP43 не была обнаружена ни при одном функциональном состоянии клеток. Присутствие во внеклеточной среде белка MARCS значительно возрастало после тетанизации. Амфотерины (HMG1  и HMG2)  не секретировались клетками в состоянии покоя, но при минимальной электрической активации клеток их появление во внеклеточной среде было отчетливым. После тетанизации срезов уровень секреции этих белков понижался. Белок адгезии нервных клеток NCAM отсутствовал в среде при покое клеток, но его следы проявлялись после низкочастотной активации. Концентрация этого белка после тетанизации  возрастала. Присутствие протеин киназы С в перфузатах  не обнаружено ни в покое, ни после развития ДПП/ДПД в срезах. Наибольшие количества выделившегося карнозина в перфузате соответствовали состоянию ДПП клеток срезов. Однако клетки уменьшали секрецию этого дипептида в состоянии долговременной посттетанической депрессии и после низкочастотной стимуляции. 

Были проведены исследования нейротропной активности белков и петидов, секретируемых клетками переживающих срезов, в опытах in vivo. Пептиды и белки, экстрагированные из перфузатов, собранных со срезов после их активации, вводились интраназально крысам-самцам (в концентрации 1 нанограмм суммарного белка) и изучались их поведенческие реакции (тест «открытое поле», УРПИ). Обнаружено, что такие препараты вызывали нейротропные эффекты: понижение активности в тесте «открытое поле» и улучшение процессов консолидации памяти с умеренным седативным эффектом.

Полученные данные свидетельствуют о том, что клетки обонятельной коры мозга крыс активно реагируют на внешнее воздействие секрецией во внеклеточную среду некоторых белков и нейропептидов, которые, диффундируя на значительные расстояния, передают информацию другим клеткам по механизму объемной передачи. Такие молекулы способны трансформировать и синхронизировать активность клеток в популяции, вовлекая их в формирование длительных процессов научения и памяти.