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

• Автор: Силантьева, Динара Ирековна
• Шифр специальности: 03.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 128 с.

1. ВВЕДЕНИЕ .

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

2.1.Кальций в нервных клетках

2.1.1. Содержание ионов кальция в нейрона.

2.1.2. Са2 как универсальный вторичный посредник.

2.1.3. Потенциалзависимые кальциевые каналы

2.1.4. Ренет оруправляемые кальциевые каналы

2.1.5. Внутриклеточные кальциевые буферы

2.1.6. Внутриклеточные депо ионов кальция.

2.1.7. Регуляция свободного кальция в цитоплазме

2.2. Функциональная роль ионов кальция в нервных клетках

2.2.1. Действие ионов кальция на поверхность возбудимой клстки
2.2.2. Роль ионов кальция в генерации потенциалов действия в соме и в аксоне нейрона.
2.2.3. Влияние ионов кальция на калиевые каналы.
2.2.4. Другие функции ионов кальция внутри клетки.
2.3. Пластичность и ассоциативное обучение
2.4. Роль ионов Са в механизмах пластичности
3. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
3.1. Объект исследования
3.2. Идентифицированные нейроны виноградной улитки
3.3. Выработка условного оборонительного рефлекса на постукивание по раковине
3.4. Введение кофеина.
3.5. Препарат.
3.6. Растворы, использованные в работе
3.6.1. Изменение внеклеточной и внутриклеточной концентрации кальция.
3.6.2. Блокада потенциалзависимых Са2каналов и Са2Зависимых Кканалов при изменении внутриклеточной концентрации кальция
3.6.3. Аппликация антител к белку Я0
3.7. Регистрация электрических характеристик нейронов
3.7.1. Микроэлектроды.
3.7.2. Установка для регистрации электрических характеристик клеточных мембран
3.7.3. Измерение электрических характеристик.
4.РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.
4.1. Исследование эффектов изменения концентрации внеклеточного кальция на электрические характеристики командных нейронов интактных улиток и улиток после выработки условного оборонительного рефлекса
4.1.1. Влияние различных концентраций ионов Са2 на электрические характеристики командных нейронов интактных и обученных улиток
4.1.2. Влияние блокатора потенциалзависимых Са2каналов верапамила и блокатора Са2зависимых Кканалов хинина на электрические характеристики командных нейронов интактных и обученных улиток .
4.2. Исследование эффектов изменения содержания внутриклеточного кальция на электрические характеристики командных нейронов интактных и обученных улиток
4.2.1. Влияние кофеина на электрические характеристики командных нейронов интактных и обученных улиток.
4.2.2. Влияние кофеина на электрические характеристики командных нейронов интактных и обученных улиток в условиях блокады потенциалзависимых Са2каналов верапамилом и блокады Са2зависимых Кканалов хинином
4.2.3. Влияние вну триклеточной инъекции ЭГГА па электрические характеристики командных нейронов интактных и обученных улиток
4.3. Исследование влияния антител к Са связывающему белку Я0 на электрические характеристики командных нейронов после обучения
4.4. Исследование эффектов хронического введения кофеина на
выработку условного рефлекса у виноградной улитки
4.4.1. Формирование условного оборонительною рефлекса при хроническом введении кофеина.
4.4.2. Исследование электрических характеристик командных нейронов интактных и обученных улиток после хроническою введения кофеина.
5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
6. ВЫВОДЫ
7. ЛИТЕРАТУРА
Список используемых сокращений
УС условный стимул
БС безусловный стимул
ВПСГ1 возбуждающий постсинаптический потенциал УОР условный оборонительный рефлекс
ЛК активный контроль
ФР физиологический раствор для улиток
АМФ аденозинмонофосфат
цАМФ циклический аденозинмонофосфат
АТФ аденозинтрифосфат
АБЮО антитела к белку Б0 Уш мембранный потенциал
VI порог генерации потенциала действия
амплитуда потенциала действия
Ес критический уровень деполяризации
1 продолжительность потенциала действия.
1. ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


После формирования условного оборонительного рефлекса в командных нейронах виноградной улитки снимается эффект стабилизации мембраны кальцием, который выражается в снижении порога генерации потенциалов действия при увеличении внеклеточной концентрации ионов кальция в противоположность его увеличению у интактных улиток. Са порог генерации потенциалов действия командных нейронов снижается как у интактных, так и у обученных улиток, однако в условиях блокады Са и Сазависимых Кканалов у обученных улиток этот эффект пропадает. Снижение внутриклеточной концентрации ионов Са приводит к повышению порога генерации потенциала действия у интактных, но не у обученных улиток. Хроническая инъекция кофеина сопровождается снижением порога генерации потенциала действия командных нейронов та счет снижения мембранного потенциала. Научная повита. Впервые экспериментально показано, что у обученных улиток отменяется стабилизирующий эффект ионов кальция на плазматическую мембрану, который обнаруживается у интактных улиток. Повышение внутриклеточной концентрации ионов Са2 кофеином снижает порог генерации потенциалов действия командных нейронов как у ингактных, так и у обученных улиток, блокатор потенциалзависи. Саканалов верапамил и блокатор Са зависимых К каналов хинин снижают мембранный потенциал командных нейронов и увеличивают продолжительность потенциала действия. Среди спонтанно активных идентифицированных нейронов винофадной улитки определены клетки, отвечающие на аппликацию антител к Сасвязывающему белку как увеличением, так и уменьшением частоты генерации потенциалов действия. Аппликация антител к Са связывающему белку Я0 приводит к снижению величины мембранного потенциала, причем в группе обученных улиток такое смещение почти вдвое меньше чем в группе интактных. Впервые найдено, что хроническая инъекция кофеина сразу после процедуры обучения увеличивает скорость формирования условного оборонительного рефлекса у виноградной улитки по сравнению с улитками активного контроля и показан деполяризационный сдвиг мембранного потенциала командных нейронов после хронической инъекции кофеина. Научнопрактическая ценность. Полученные результаты позволяют составить более полное представление о роли ионов кальция в механизмах обучения и сохранения долговременной памяти. Установление факта отмены эффекта стабилизации мембраны кальцием после формирования условного рефлекса позволяет поновому подойти к роли ионов Са не только в индукции пластичности, но и в сохранении изменений, наступивших после обучения. Результаты, свидетельствующие об увеличении скорости формирования условною оборонительного рефлекса при хроническом введении кофеина сразу после процедуры обучения, а также эффекты верапамила позволяют объяснить механизм действия кальциевых препаратов. Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены на итоговых конференциях Казанского научного центра РАН Казань, гг, на 6. Всероссийских школах молодых ученых Актуальные проблемы нейробиологии . XVI съезде Физиологического общества им. И.П. Павлова, Казань г. Путинской школыконференции молодых ученых Пущино , , гг, VI и VII Всероссийских симпозиумах Растущий организм адаптация к физической и умственной нагрузке Казань, г и Набережные Челны, . Iiv ivi i Варшава, г. Ii i Iv i ii. III съезде Биофизиков России Воронеж, г, XIX съезде Физиологического общества им. И.П. Павлова. Екатеринбург г. Всероссийской конференции Нейрохимия Фундаментальные и прикладные аспекты Москва. Реализация результатов исследования. Материалы исследования отражены в 4 статьях, опубликованных в рецензируемых журналах, и в тезисах докладов. Структура и объем диссертации. Диссертационная работа объемом 8 страниц состоит из введения, обзора литературы, описания объекта и методов исследования, главы результатов исследования, общего их обсуждения, выводов и указателя цитируемой литературы. Список цитируемой литературы вюпочасг 4 источников, из них 3 иностранных авторов. Диссертация иллюстрирована рисунком и содержит 3 таблицы.