Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова

СОВРЕМЕННЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ КАЗАНСКОЙ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ ШКОЛЫ

2019-10-03T16:22:30+03:00

ГЛИЯ В ТРЕХЧАСТНОМ НЕРВНО-МЫШЕЧНОМ СИНАПСЕ

2019-10-03T16:22:30+03:00

В данном обзоре рассматривается роль перисинаптических Шванновских клеток (ПШК) как активного компонента трехчастного синапса. Показана возможность модуляции синаптической передачи ПШК. Описываются механизмы, благодаря которым ПШК не только способна детектировать синаптическую активность, но и изменять ее. Кроме того, описываются изменения ПШК при патологиях периферической нервной системы и обсуждается возможность использования ПШК в качестве потенциальных мишеней для терапевтического воздействия.

ПАТТЕРНЫ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ВИБРИСС В СОСТОЯНИЯХ СНА И БОДРСТВОВАНИЯ У НОВОРОЖДЕННЫХ КРЫС

2019-10-03T16:22:31+03:00

Цель настоящей работы заключалась в описании примитивных движений вибрисс новорожденных крыс (4-7 день после рождения) линии Вистар в состояниях сна и бодрствования, а также в исследовании корреляции между движениями вибрисс и движениями тела животного. Движения вибрисс регистрировались с помощью высокоскоростной видеорегистрации, а поведенческие состояния животного определялись с помощью регистрации электромиографической активности шейных мышц и одновременной регистрации движений конечностей животного с помощью пьезоэлементов. Было обнаружено, что во время активного сна преимущественно наблюдаются кратковременные движения вибрисс, и значительная часть этих движений возникает одновременно с кратковременными вспышками активности в шейных мышцах и кратковременными миоклоническими подергиваниями тела животного. Во время периодов бодрствования наблюдались преимущественно комплексные длительные движения вибрисс, которые сопровождались длительным повышенным тонусом шейных мышц и комплексными движениями тела и конечностей. Оба типа движений вибрисс происходили преимущественно в ростральном и каудальном направлениях, а амплитуда движений во время бодрствования лишь ненамного превосходила амплитуду движений вибрисс во время сна. Полученные данные свидетельствуют о том, что временнáя организация двигательной активности вибрисс новорожденных крыс значительно отличается в состояниях сна и бодрствования, и что движения вибрисс в обоих поведенческих состояниях с высокой степенью коррелируют с движениями тела животного. Предполагается, что генерализованные примитивные движения вибрисс и тела у новорожденных крыс обусловлены активностью единого центрального паттерн-генератора как в состоянии активного сна, так и в состоянии бодрствования.

МЕДИАТОРЫ ТУЧНЫХ КЛЕТОК КАК ТРИГГЕРЫ БОЛИ ПРИ МИГРЕНИ: СРАВНЕНИЕ ГИСТАМИНА И СЕРОТОНИНА В АКТИВАЦИИ ПЕРВИЧНЫХ АФФЕРЕНТОВ В МЕНИНГЕАЛЬНЫХ ОБОЛОЧКАХ КРЫСЫ

2019-10-03T16:22:32+03:00

Менингеальные оболочки, окружающие мозг, отличаются обильным кровоснабжением, высокой плотностью сенсорных нервов и присутствием большого числа тучных клеток. При мигрени, наиболее частом неврологическом расстройстве, активация волокон тройничного нерва в мозговых оболочках является начальным пусковым механизмом для генерации болевого сигнала. Предложенная недавно концепция нервно-иммунного синапса предполагает, что медиаторы тучных клеток способны активировать белки-рецепторы в близлежащих нервных окончаниях, что приводит к генерации спайковой ноцицептивной активности. Серотонин и гистамин, предполагаемые триггеры мигрени, являются классическими медиаторами, выделяемыми при активации тучных клеток. Наши недавние исследования выявили мощную активацию первичных афферентов серотонином, реализуемую преимущественно через 5-НТ3-рецепторы. Однако роль гистамина в менингеальном нервно-иммунном синапсе остается малоизученной. Поэтому в данном исследовании с помощью отведения спайковой активности от первичных афферентов в менингах крысы, мы исследовали роль гистамина как возможного триггера боли при мигрени. Результаты тестирования широкого диапазона концентраций гистамина выявили только минимальный (около 12%) эффект 10 мкМ гистамина на ноцицептивную активность тройничного нерва. При более детальном кластерном анализе число волокон, реагирующих на гистамин, не превышало 29%, причем в этих волокнах усиление спайковой активности было значительно ниже, чем при действии серотонина. Более долговременное (4 ч) действие гистамина также достоверно не меняло активности тройничного нерва. Полученные результаты не исключают стимулирующей роли гистамина при мигрени, но предполагают иное, чем активация тройничного нерва, действие этого медиатора тучных клеток.

ВЛИЯНИЕ ГОМОЦИСТЕИНА И ЕГО ПРОИЗВОДНЫХ НА СПОНТАННУЮ СЕТЕВУЮ АКТИВНОСТЬ В ГИППОКАМПЕ НОВОРОЖДЁННЫХ КРЫСЯТ

2019-10-03T16:22:34+03:00

Гомоцистеин – серосодержащая аминокислота, в высоких концентрациях обладающая нейротоксическими эффектами и вызывающая нарушения развития нервной системы. Гомоцистеин в плазме крови быстро окисляется, образуя дисульфидные связи с белками и другими низкомолекулярными тиолами, а также преобразуется в гомоцистеин-тиолактон. Поэтому при хроническом воздействии нейротоксичность гомоцистеина опосредуется преимущественно его производными. Целью нашей работы было исследование влияния гомоцистеина и его производных - гомоцистина и гомоцистеин-тиолактона на спонтанную сетевую активность нейронов гиппокампа крыс в первую неделю после рождения. Гигантские деполяризующие потенциалы (ГДП) и множественные потенциалы действия (МПД) регистрировали с использованием внеклеточного электрода в СА3 зоне гиппокампа. Оказалось, что все три исследованных соединения вызывали увеличение частоты ГДП и МПД в концентрациях 100 и 500 мкМ, при этом гомоцистин оказывал наиболее значительное повышение сетевой активности нейронов. В условиях блокирования НМДА- и АМПА-рецепторов эффекты гомоцистеина, гомоцистина и гомоцистеин-тиолактона на спонтанную сетевую активность нейронов полностью снимались. Таким образом, гомоцистеин и его производные приводят к усилению спонтанной сетевой активность нейронов гиппокампа неонатальных крыс, что может вызывать нарушения формирования нейрональных сетей гиппокампа в условиях хронической гипергомоцистеинемии, а также вызывать гипервозбудимость и риск развития эпилепсии в постнатальный период.

ВЛИЯНИЕ ВИТАМИНОВ ГРУППЫ В НА РАННЕЕ РАЗВИТИЕ КРЫСЯТ С ПРЕНАТАЛЬНОЙ ГИПЕРГОМОЦИСТЕИНЕМИЕЙ

2019-10-03T16:22:36+03:00

Повышенный уровень гомоцистеина в плазме – гипергомоцистеинемия (гГЦ) считается независимым фактором риска ранних прерываний беременности, отслойки плаценты, преэклампсии и других осложнений. Одним из факторов развития гГЦ является дефицит витаминов группы В. При этом как недостаток, так и избыток витаминов могут оказывать нейротоксические эффекты и вызывать окислительный стресс. Целью нашей работы было исследование эффектов применения витаминов группы В во время беременности у крыс с гГЦ на раннее развитие и уровень глутатиона в плазме потомства. В потомстве крыс с гГЦ наблюдали высокую смертность, снижение массы тела, повышение концентрации гомоцистеина и уменьшение уровня восстановленного глутатиона в плазме, а также задержку развития сенсо-моторных рефлексов и ряда поведенческих реакций, анализируемых в тестах Открытое поле и Ротарод. Введение в рацион беременным крысам с гГЦ витаминов группы В (В_6,В_9,В₁₂) привело к снижению смертности, повышению массы тела потомства и уровня глутатиона и частичному предотвращению нарушений сенсо-моторного развития. При этом мы наблюдали уменьшение уровня гомоцистеина, которое, однако, не достигало контрольных значений. Также отмечено положительное влияние витаминов группы В на уровень тревожности и мышечную силу животных с пренатальной гГЦ. Однако горизонтальная двигательная активность, число вертикальных стоек, балансировка на вращающемся цилиндре не восстанавливались до контрольного уровня. Таким образом, использование витаминов группы В, несмотря на положительное влияние на физическое развитие и формирование рефлексов, не предотвращало нарушений координация движений в сложных поведенческих актах, что, по-видимому, связано с тем, что уровень гомоцистеина в плазме не восстанавливался до нормальных значений и/или неспособностью используемого комплекса полностью нейтрализовать негативные последствия хронической гГЦ.

КАЛЬЦИЕВЫЙ ТРАНЗИЕНТ И СЕКРЕЦИЯ МЕДИАТОРА В РАЗНЫХ УЧАСТКАХ НЕРВНОГО ОКОНЧАНИЯ ЛЯГУШКИ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ УСЛОВИЙ ВХОДА ИОНОВ КАЛЬЦИЯ

2019-10-03T16:22:39+03:00

В экспериментах на нервно-мышечном препарате лягушки исследовали особенности кальциевого ответа и секреции квантов ацетилхолина в разных участках протяженной нервной терминали при изменении условий входа кальция. Используя кальций-чувствительный флуоресцентный краситель, анализировали вход Ca²⁺ (Ca²⁺-транзиент) в проксимальном и дистальном участках нервного окончания при увеличении содержания ионов K⁺, под действием блокаторов N- и L-типов кальциевых каналов, а также при блокировании кальций-активируемых калиевых каналов. Проведенное исследование показало, что при равномерной плотности распределения потенциал-зависимых кальциевых каналов вдоль нервного окончания проксимо-дистальный декремент кальциевого транзиента и интенсивности квантовой секреции сохраняется при дополнительном открывании потенциал-зависимых кальциевых каналов путем калиевой деполяризации, при прореживании этих каналов специфическими блокаторами, но изменяется при блокировании кальций-активируемых калиевых каналов.

ВКЛАД КАЛЬЦИЕВЫХ КАНАЛОВ L-ТИПА В СЕКРЕЦИЮ АЦЕТИЛХОЛИНА В НЕРВНО-МЫШЕЧНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ ЛЯГУШКИ И МЫШИ ПРИ АКТИВНЫХ И ИНАКТИВИРОВАННЫХ ПОТЕНЦИАЛ-ЗАВИСИМЫХ КАЛИЕВЫХ КАНАЛАХ

2019-10-03T16:22:41+03:00

Исследование посвящено изучению вклада Са²⁺-каналов L-типа в вызванную секрецию ацетилхолина из двигательных нервных окончаний лягушки и мыши при активных и инактивированных потенциал-зависимых К⁺-каналах. Оценивали эффекты специфического блокатора Са²⁺-каналов L-типа нитрендипина на квантовый состав токов концевой пластинки и временной ход секреции квантов ацетилхолина в интактных препаратах и после предварительной блокады потенциал-активируемых К⁺-каналов 4-аминопиридином (4-АП) в условиях сниженного и физиологического уровня Са²⁺ в среде. Флуоресцентным методом измеряли кальциевый транзиент, отражающий интегральный вход Са²⁺ в нервное окончание, и осуществили компьютерное моделирование процессов, лежащих в основе экзоцитоза при наличии двух типов Са²⁺-каналов («N-» и «L-типов») и разной длительности потенциала действия нервного окончания.

ТЕМПЕРАТУРА МОДУЛИРУЕТ ИНОТРОПНЫЙ ЭФФЕКТ БЕТА2-АДРЕНОРЕЦЕПТОРОВ ЧЕРЕЗ ИЗМЕНЕНИЕ ПРОДУКЦИИ NO В ИЗОЛИРОВАННЫХ ЛЕВЫХ ПРЕДСЕРДИЯХ МЫШИ

2019-10-03T16:22:44+03:00

Бета-адренорецепторы (АР) обеспечивают увеличение сократимости и частоты сердечных сокращений в ответ на активацию симпатоадреналовой системы. Бета1 и 2-АР – основные подтипы в кардиомиоцитах. В представленной работе, используя регистрацию сокращений и оптическую детекцию внутриклеточных уровней кальция и оксида азота (NO), исследовали эффекты активации бета2-АР изолированных левых предсерий мыши при двух температурных режимах (25° и 35°С). Показано, что увеличение температуры с 25° до 35°С подавляет положительный инотропный эффект стимуляции бета2-АР, что сопровождается снижением амплитуды кальциевого транзиента и увеличением продукции NO. Фармакологическое блокирование синтеза NO в этих условиях ведет к восстановлению эффектов активации бета2-АР на сократимость и кальциевый транзиент. Эксперименты с гидроксихолестерином, который способен вмешиваться в сопряжение активации бета2-АР с продукцией NO, также подтвердили чувствительность этой связи к температуре. Мы предполагаем, что температура играет роль в формировании сопряжения между бета2-АР и NO-зависимой сигнализацией, что может быть важно для адаптации работы сердца.

ВЛИЯНИЕ БЛОКАДЫ ПЕЙСМЕКЕРНЫХ ТОКОВ НА СЕРДЦЕ КРЫС ПРИ ФОРМИРОВАНИИ АДРЕНЕРГИЧЕСКОЙ ИННЕРВАЦИИ

2019-10-03T16:22:45+03:00

Токи, активируемые гиперполяризацией (I_f), участвуют в генерации спонтанной электрической активности в сердце. I_f модулируются уровнем цАМФ, симпатическим и парасимпатическим отделами вегетативной нервной системы. Развитие иннервации является важным фактором формирования оркестра ионных токов в кардиомиоцитах. Возраст 6 недель у крыс представляет особый интерес, поскольку в данном возрасте наблюдается минимальная частота сердечных сокращений (ЧСС) и завершается развитие адренергической иннервации сердца. Целью настоящего исследования явилось исследование роли I_f тока в регуляции работы миокарда на одном из этапов развития адренергической иннервации сердца. Анализ полученных результатов выявил, что введение блокатора I_f ZD 7288 в концентрациях 10^-9–10^-5 М крысам данного возраста в экспериментах на изолированном по Лангендорфу сердце приводило к снижению ЧСС. ZD 7288 в концентрациях 10^-8–10^-5 М снижал давление, развиваемое левым желудочков и коронарный поток изолированного сердца 6-недельных крыс. Перфузия изолированного сердца блокатором I_f в концентрации 10^-9 М увеличивала давление, развиваемое левым желудочком, и не влияла на коронарный поток. При исследовании электрической активности предсердных кардиомиоцитов ZD 7288 (10^-7–10^-5М) увеличивал длительность реполяризации на длительности потенциала действия на уровнях 50% (дпд50%) и 90% дпд90%, уменьшал частоту генерации потенциала действия. Полученные результаты показали, что блокада I_f влияет на ЧСС, силу сердечных сокращений и на кровоснабжение изолированного сердца 6-недельных крыс. По-видимому, сердце, находящееся на этапе завершения формирования адренергической иннервации, имеет более высокую плотность данных токов, чем сердце взрослых крыс, что проявляется в более выраженной ответной реакции на блокаду I_f. Изменение силы сокращения сердца может происходить вследствие изменения длительности фазы реполяризации рабочих кардиомиоцитов.

УЧАСТИЕ Y1-РЕЦЕПТОРОВ В РЕГУЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ КАРДИОМИОЦИТОВ КРЫС В РАННЕМ ПОСТНАТАЛЬНОМ ОНТОГЕНЕЗЕ

2019-10-03T16:22:48+03:00

В кардиомиоцитах крыс обнаружены метаботропные Y-рецепторы, экспрессия которых меняется в раннем постнатальном онтогенезе. В представленной работе исследовали влияние селективного агониста ([Leu31, Pro34]) NPY и блокатора (BIBP 3226) Y1-рецепторов на параметры электрической активности кардиомиоцитов правого предсердия крыс 7- и 100-суточного возраста. Установлено, что агонист Y1-рецепторов вызывает укорочение фазы реполяризации на уровне 90%. Эффект агониста зависит от его концентрации и возраста животных. Наибольший эффект вызывает концентрация 10^-6М, и в большей степени он выражен у 7-суточных крысят. Добавление селективного блокатора Y1-рецепторов уменьшает длительность потенциала действия, за счет укорочения фазы реполяризации на уровне 20 и 50%. Введение селективного агониста на фоне блокады Y1-рецепторов не вызывает достоверных изменений в исследуемых параметрах мембранного потенциала и потенциала действия в обеих возрастных группах животных. Показано, что селективный агонист измененяет длительность потенциала действия у крыс 7- и 100-суточного возраста через активацию Y1-рецепторов.

ВЛИЯНИЕ рН СРЕДЫ НА НЕЙРОГЕННУЮ РЕАКТИВНОСТЬ ВНУТРЕННЕЙ СОННОЙ АРТЕРИИ КРЫСЫ НА ФОНЕ ДЕЙСТВИЯ НОРАДРЕНАЛИНА В.Н. Ярцев

2019-10-03T16:22:49+03:00

В опытах на сегментах внутренней сонной артерии крысы изучалось влияние рН среды на нейрогенную констрикторную реакцию этих сегментов, вызванную их стимуляцией электрическим полем с частотой 1, 3, 10 и 40 Гц до и на фоне действия норадреналина в концентрации от 0.01 до 10 мкМ. Показано, что в условиях ацидоза (рН 6.6) и отсутствия норадреналина происходит снижение этой реакции, наиболее значительное при высоких частотах электростимуляции, в то время как на фоне действия норадреналина ацидоз скорее повышал, а алкалоз (рН 7.6) снижал данную реакцию, и это снижение было статистически значимым и наиболее выраженным при низких частотах электростимуляции. Реакция артерии на норадреналин во всех концентрациях кроме 10 мкМ под действием ацидоза имела тенденцию к возрастанию. Норадреналин потенцировал нейрогенную вазоконстрикцию, причем наибольшее потенцирование наблюдалось при концентрации норадреналина 0.5-10.0 мкМ, увеличивалось на фоне ацидоза и уменьшалось на фоне алкалоза. Обнаруженное увеличение сократительной способности внутренней сонной артерии при сдвиге рН в кислую сторону может иметь значение для предотвращения повышения артериального давления в головном мозге при мышечной работе, сопровождающейся значительным ростом кровяного давления, ацидозом и повышением концентрации норадреналина.