У нас уже 176407 рефератов, курсовых и дипломных работ
Заказать диплом, курсовую, диссертацию


Быстрый переход к готовым работам

Мнение посетителей:

Понравилось
Не понравилось





Книга жалоб
и предложений

 





Название Кальцийзависимые формы пластичности в нейронной сети оборонительного поведения виноградной улитки
Количество страниц 95
ВУЗ МГИУ
Год сдачи 2010
Бесплатно Скачать 22987.doc 
Содержание Содержание
ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ ...5

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ... 10

Раздел I. Механизмы синаптической пластичности ... 10

1. Модели синаптической пластичности нейронов

морского моллюска аплизия...10

1.1. Исследование пресинаптических механизмов фасилитации сенсомоторных синаптических

взаимодействий у аплизии ...11

1.2. Исследование постсинаптических механизмов фасилитации сенсомоторных синаптических взаимодействий у аплизии ...13

2. Модели синаптической пластичности нейронов

виноградной улитки ...15

2.1. Организация нейронной сети, лежащей в основе оборонительного поведения виноградной улитки ...15

2.2. Исследование механизмов внутриклеточно вызванной потенциации в нейронах виноградной улитки...23

2.3. Модель независимой специфической регуляции эффективности различных синаптических связей

у однихитехже нервных клеток ...24

2.4. Роль ионов кальция в "подкрепляющем" эффекте, вызываемом стимуляцией единичного модуляторного серотонинергического нейрона ...25

Раздел II. Нейроспецифические гены, связанные с реализацией оборонительного поведения виноградной улитки ...27

ГЛАВА П. МЕТОДЫ, ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ В РАБОТЕ ...31

1. Эксперименты с аппликацией глутамата ...31

2. Изолирование и помещение нейронов в культуру ...34

3. Иммунохимическое окрашивание нейронов ...36

ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ ...37

Раздел I. Изучение постсинаптических механизмов,

лежащих в основе синаптической пластичности ...37

1. Реакция командных интернейронов на аппликацию 1-глутамата ...37

2. Фасилитирующее действие серотонина ...Л...40

3. Влияние ВАРТА на фасилитацию, вызванную серотонином ...44

4. Действие тапсигаргина приводит к увеличению

амплитуды Глу-ПСП ...46

5. Действие кофеина приводит к увеличению амплитуды Глу-ПСП...46

6. Фасилитирующий эффект внутриклеточной стимуляции

командного интернейрона ...48

7. Влияние гепарина на эффект фасилитации, вызванный серотонином ...51

8. Влияние серотонина на рецепторы к глутамату ...55

Раздел П. Нейротрофическая роль пептида CNP4 ...59

1. Иммунохимическое исследование локализации продуктов гена HCS2 в командных интернейронах, переживающих

в культуре ...59

2. Влияние пептида CNP4 на развитие нейронов в культуре ...60

ГЛАВА IV. ОБЩЕЕ ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ...67

Раздел I. Постсинаптические механизмы, лежащие в основе

синаптической пластичности...67

1. Реакция командных интернейронов на аппликацию 1-глутамата...67

2. Фасилитирующее действие серотонина ...68

3. Ключевая роль ионов кальция в вызванной серотонином фасилитации ...69

3.1. Участие инозитолтрифосфата в эффекте фасилитации, обусловленном серотонином ...71

3.2. Фасилитирующее влияние может оказывать не только серотонин ...72

3.3. Увеличение концентрации ионов кальция - необходимое условие для возникновения вызванной серотонином фасилитации ...74

4. Влияние серотонина связано с увеличением числа и/или проводимости отдельных каналов не NMDA-типа рецепторов

на мембране командного интернейрона ...77

Раздел II. Нейротрофическая роль пептида CNP4 ...82

1. Влияние пептида CNP4 на развитие нейронов в культуре ...85

Раздел III. Роль кальция в пластичности командных интернейронов оборонительного поведения виноградной улитки - обобщающая модель...89

ВЫВОДЫ ...94

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ...95

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время пластичность нервной системы остается в нейробиологии одним из основных предметов исследования. Удачным объектом для нейрофизиологических исследований считается нервная система моллюсков (Сахаров, 1974; Kandel, 1980; Соколов, 1981; Carevv et al., 1981; Балабан и Захаров, 1992 и др.). Моллюски способны не только к элементарным формам обучения, таким как привыкание и сенситизация, но и к ассоциативным формам пластичности (Kandel, 1980; Максимова и Балабан, 1983; Farley and Alkon, 1985; Carew and Sahley, 1986; Lederhendler et. al., 1986; Воронин, 1987; Glanzman, 1995; Montarollo et al., 1986; Балабан и Захаров, 1992; Matzel et al., 1990; Никитин и Козырев, 1991 и др.). При этом моллюски обладают относительно простым строением нервной системы, с небольшим, по сравнению с позвоночными животными, количеством достаточно крупных нервных клеток - что позволяет описать нервные сети, лежащие в основе различных форм поведения, определить локализацию пластических изменений в этих нейронных сетях, детализируя исследование до молекулярного уровня. По сравнению с экспериментами на позвоночных животных, на моллюсках более доступно изучение пластичности на уровне отдельных идентифицированных нейронов и синапсов и проведение экспериментов на моделях, редуцированных до нескольких нейронов. Нервные клетки моллюсков, кроме того, являются удачным объектом для проведения экспериментов в культуре нервной ткани, что позволяет изучать особенности роста нервных отростков и формирования нейронных сетей.

Благодаря исследованиям на моллюсках, стало известно, что эффективность синаптической передачи между двумя (пре- и постсинаптическим) нейронами может изменяться под действием третьего, модулирующего элемента. Показано, что модулятором синаптических взаимодействий в нейронных сетях, лежащих в основе оборонительного

поведения моллюска Aplysia и виноградной улитки (Kandel and Schwartz, 1982; Zakharov and Balaban, 1991) служит серотонин.

Модулирующее действие серотонина может инициировать изменение содержания ионов свободного кальция в нейронах. Изменение концентрации ионов кальция - один из важнейших факторов, который опосредует практически все процессы, происходящие в нервной клетке, в том числе и синаптическую пластичность. На клеточных моделях была показана ключевая роль увеличения концентрации ионов кальция в пресинаптическом нейроне для синаптическои фасилитации (Byrne and Kandel, 1996; Balaban, 2002; Antonov et al., 2003).

Долгое время считалось, что у моллюсков увеличение амплитуды ВПСП в постсинаптическом нейроне может быть обусловлено исключительно механизмами пресинаптической фасилитации. В последнее время появились исследования, в которых было показано, что постсинаптические механизмы также вносят вклад в синаптическую фасилитацию и подчеркивалась роль ионов кальция в этих процессах (Chitwood et al., 2001; Malyshev and Balaban, 1999; Никитин и Козырев, 2002а).

Нейронная сеть, лежащая в основе оборонительного поведения виноградной улитки включает четыре основных функциональных класса нейронов: сенсорные нейроны, моторные нейроны, премоторные (командные)интернейроны и модуляторные нейроны (Захаров, 1992; Балабан и Захаров, 1992). Нейромедиатор серотонин играет ключевую роль в модуляции работы этой нервной сети (Zakharov et al., 1995). Предполагается, что одним из локусов пластичности в нейронной сети оборонительного поведения виноградной улитки являются синаптические взаимодействия между сенсорными нейронами и командными интернейронами (Zakharov et al., 1995; Balaban, 2002). Показано, что серотонин оказывает фасилитирующее влияние на взаимодействия между сенсорными и командными интернейронами и в этом процессе участвуют пресинаптические механизмы: сенсорные нейроны специфически чувствительны к серотонину и их реакция выражается в увеличении количества выбрасываемого медиатора (Zakharov et al., 1995;

Балабан и Захаров, 1992; Balaban, 2002). Однако, командные интернейроны не проявляют непосредственной реакции на серотонин, но изменяют свою возбудимость при сильной активации модуляторных серотонинергических нейронов (Балабан и Захаров, 1992).

Возможность участия постсинаптических механизмов в развитии синаптической пластичности между сенсорными и командными интернейронами оборонительного поведения виноградной улитки при модулирующем участии серотонина подчеркивалась ранее (Малышев и др., 1997), однако специального подробного исследования этого вопроса не проводилось.

Эксперименты с внутриклеточной высокочастотной тетанизацией командных интернейронов оборонительного поведения виноградной улитки показали увеличение амплитуды ВПСП, вызванных тестирующей стимуляцией интестинального нерва. Для возникновения внутриклеточно индуцированной потенциации синаптических ответов командных интернейронов необходимым условием оказалось увеличение концентрации ионов кальция в командном интернейроне (Malyshev and Balaban, 1999).

Прямое действие серотонина на постсинаптическую область глутаматергических синаптических взаимосвязей в нейронной сети оборонительного поведения виноградной улитки показано не было. Обнаружение глутаматергической природы моносинаптических взаимодействий между механосенсорными нейронами и командными интернейронами оборонительного поведения (Bravarenko et al., 2003) позволяет провести эксперименты в условиях "искусственного синапса", исключающих участие пресинаптического нейрона - апплицируя глутамат на мембрану постсинаптического нейрона можно исследовать механизмы действия серотонина на этом уровне и уделить особое внимание роли ионов кальция и рецепторов к глутамату.

Относительно недавно был изолирован и описан ген, специфически экспрессирующийся преимущественно и наиболее стабильно только в

8

командных интернейронах оборонительного поведения виноградной улитки (Bogdanov et al., 1994; Bogdanov et al., 1998). Кодируемый геном HCS2 белок-предшественник имеет в своем составе кальцийсвязывающий фрагмент и четыре нейропептида, три из которых (CNP2, CNP3, CNP4) потенциально амидируемы и имеют сходную последовательность аминокислот Tyr-Pro-Arg-X-Gly на С-конце. Изучение условий, влияющих на уровень экспрессии этого гена, специфичного для командных интернейронов оборонительного поведения, показало, что уровень экспрессии этого гена HCS2 возрастает под влиянием стрессирующих воздействий на животное (сопровождающихся увеличением активности модуляторных серотонинергических нейронов оборонительного поведения), а также при аппликации на изолированную нервную систему серотонина и веществ, увеличивающих внутриклеточную концентрацию свободного кальция. В условиях стрессирующей стимуляции этот ген дополнительно экспрессируется и в некоторых других нейронах, преимущественно относящихся к сети оборонительного поведения (Balaban et al., 2001a). Функциональная роль гена HCS2, регуляция экспрессии которого происходит при участии ионов кальция и который кодирует кальцийсвязывающий белок, остается до конца не выясненной. Неиромедиаторы, принимающие участие в работе различных нейронных сетей у взрослых животных, могут принимать участие также в восстановлении этих нейронных сетей при повреждениях или при формировании этих нейронных сетей в процессе онтогенеза (Haydon et al., 1984; Cohan and Kater, 1989; Zheng et al., 1994; Zhong et al., 1996; Feng et al., 1997) и, вероятно, пептид CNP4 может являться именно таким фактором. Для исследования возможной роли пептида CNP4 в перестройках нейронной сети оборонительного поведения улитки, как фактора, оказывающего влияние на рост и навигацию отростков, необходимо проведение исследования влияния пептида CNP4 на изолированные нейроны, помещенные в культуру.

Суммируя все выше сказанное, можно заключить, что серотонин участвует в пластических процессах, которые могут происходить как при изменении

эффективности синаптических взаимодействий между отдельными нейронами в нейронной сети, лежащей в основе оборонительного поведения виноградной улитки, так и в перестройках структуры и связей этой нейронной сети. Механизмы действия серотонина являются предметом специального исследования.

ПЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Цель настоящей работы заключаются в исследовании роли инициированного серотонином увеличения внутриклеточной концентрации ионов_/кальция" в изменениях эффективности синаптических взаимодействий между сенсорными и командными нейронами и изменениях, связанных с морфологическими перестройками в нейронной сети оборонительного поведения. Для достижения данной цели поставлены следующие задачи:

1. Смоделировать пресинаптическое воздействие путем аппликации глутамата из микропипетки на мембрану синаптически изолированного командного интернейрона и зарегистрировать реакцию постсинаптической мембраны (вызванные глутаматом постсинаптические потенциалы - Глу-ПСП).

2. Исследовать влияние серотонина на амплитуду Глу-ПСП в данной модели.

3. Определить роль ионов кальция в изменении амплитуды Глу-ПСП,

обусловленном серотонином.

4. Выяснить роль рецепторов глутамата в опосредовании изменений амплитуды Глу-ПСП

5. Определить локализацию кальцийзависимого белка-предшественника, кодируемого геном HCS2, специфичным для командного интернейрона оборонительного поведения, и продуктов его процессинга в изолированных командных интернейронах, помещенных в культуру ткани.

6. На изолированных нейронах, длительно содержащихся в культуре, исследовать влияние кодируемого геном HCS2 нейропептида CNP4 на рост отростков нейронов плевральных ганглиев, большинство из которых принимает участие в оборонительном поведении.
Список литературы
Цена, в рублях:

(при оплате в другой валюте, пересчет по курсу центрального банка на день оплаты)		 1425
Скачать бесплатно 22987.doc 





Найти готовую работу


ЗАКАЗАТЬ

Обратная связь:


Связаться

Доставка любой диссертации из России и Украины

Вход для партнеров

Регистрация

Восстановить доступ

Материал для курсовых и дипломных работ


Ссылки:

Выполнение и продажа диссертаций, бесплатный каталог статей и авторефератов

Счетчики:

Besucherzahler
счетчик посещений

© 2006-2022. Все права защищены.
Выполнение уникальных качественных работ - от эссе и реферата до диссертации. Заказ готовых, сдававшихся ранее работ.