Введение к работе
Актуальность проблемы
Индивидуально-типологические особенности поведения (ИТОП) -один из важнейших факторов, определяющих взаимодействие организма и среды. Современные представления об ИТОП основаны на работах И. П. Павлова (1938) о типах ВНД и развиты современными учеными П.В. Симоновым (1975-1995), М.Г. Айрапетянцем (1982) и другими.
Индивидуально-типологические характеристики нервной системы находят свое отражение в индивидуальных особенностях поведения человека и животных. Исследование ИТОП на животных позволяет проводить их феноменологическое изучение, а также подойти' к выявлению механизмов разного уровня, лежащих в основе проявления ИТОП.
Для выявления различий ИТОП у животных: проводят предъявление им биологически эначимых раздражителей, среди которых наряду с пространственными (играющими основную роль в тесте "открытого поля" (ОП)) широко используются внешний вид и ввуковые сигналы другой особи. Предложенный П.В. Симоновым (1976) тест "эмоционального резонанса" (ЭР) представляется одним из наиболее перспективных при проведении таких исследований. Тип поведения, демонстрируемый в тесте ЭР, сопоставим с показателями психотицизма-невротицизма и экстра-интроверсии по шкале Айзенка, что делает данную поведенческую модель важной и с точки врения исследования индивидуальной устойчивости организма в экстремальных ситуациях (Симонов, 1984).
Актуальным представляется вопрос о молекулярных механизмах, лежащих в основе проявления ИТОП. В литературе имеются данные о том, что у животных, различающихся по ИТОП, имеются существенные различия в характере энергетического, белкового и других видов обмена в мозге и других органах (Краковский, 1987; Краковский и соавт., 1989; Герштейн и соавт., 1991), регионарном распределении и метаболизме биогенных аминов в мозге (Гецова, Орлова, 1993 ; Кулагин, Болондинский, 1986; Jeste, Smith, 1989), особенностях свободнорадикального окисления (СРО) липидов в мозге, крови и некоторых других органах (Бондаренко и соавт., 1985; Левшина, Гуляева, 1991).
Несмотря на достаточно большое число работ, посвященных исследованию молекулярных механизмов ИТОП, не было предпринято систематического исследования нейрохимических коррелятов ИТОП крыс в тесте "эмоционального резонанса" (ЭР). Представляется целесообразным изучение показателей, характеризующих наиболее глобальные
процессы, протекающие в ЦНС. В качестве первого комплекса таких показателей могут быть использованы параметры СРО в мозге. СРО является одним из естественных механизмов модификации липидного состава клеточных мембран, обусловливающим изменения их функциональных характеристик ( Halliwell, Gutterldge, 1989; Vladlmirov, 1986). Постулирован свободнорадикальный механизм регуляции клеточного метаболизма, связанный с другими регуляторними системами (Бурлакова, 1976, 1980). Активные формы кислорода влияют на механизм трансдукции сигнала в клетке (Halliwell, Gutterldge, 1989), в связи с чем особое внимание привлекает исследование роли N0 в мозге.
Другим перспективным направлением функционально-биохимического исследования показателей нейрональной активности в мозге животных с ИТОП является изучение систем вторичных посредников, в частности системы цАМФ. Известно, что функциональная активность нервной клетки в значительной степени определяется деятельностью ее рецепторного аппарата. Поскольку большинство гормонов и нейро-медиаторов имеют рецепторы, сопряженные с аденилатциклазой, то изменение содержания цАМФ отражает изменение функциональной активности клетки в ответ на стимуляцию ее рецепторного аппарата-(Solomon, 1991).
Вышеизложенное- позволило определить цель и задачи настоящего исследования. Цель работы и основные задачи исследования.
Основной" целью данной работы явилось выявление нейрохимических коррелятов индивидуально-типологических особенностей поведения крыс, выявляемых в тесте "эмоционального резонанса".
Для достижения данной цели были поставлены следующие конкретные задачи:
-
Изучить- процессы СРО, активность NO-синтазы и липиды мозга у крыс разного возраста с ИТОП в тесте ЭР в норме.
-
Изучить процессы СРО, активность NO-синтазы и липиды мозга у крыс разного возраста с ИТОП в тесте ЭР при остром стрессе и глобальной ишемии мозга (ГИМ).
-
Изучить содержание цАМФ и его соотношение в макроструктурах мозга у крыс разного возраста с ИТОП в тесте ЭР.
-
Изучить процессы СРО, и липиды мозга у крыс с разными стратегиями поведения, выявляемыми в ситуации конкуренции за доступ к пище и способ ее добывания.
- з -Іоложения, выносимые на защиту
-
Индивидуально-типологические особенности поведения живот-1ых (в тесте "эмоционального резонанса") связаны с различиями в іарактере свободнорадикальных процессов, составе липидной композиты мембран, активности NO-синтазы, соотношении уровней цАМФ в іакроструктурах мозга.
-
Характерные для животных с типологическими особенностями юведения нейрохимические различия могут проявляться в норме 1/или иметь реактивный характер, а также-зависят от возраста.
-
Указанные различия имеют глобальный характер, затрагивают сдельные структуры мозга или отражаются в межполушарной асиммет-
1ИИ.
Іаучная новизна
В работе впервые проведено систематическое исследование ряда шачимых биохимических показателей в мозге .крыс разного возраста і различными стратегиями поведения в тесте ЭР. Показано, что с юзрастом происходят изменения ИТОП крыс в тесте ЭР.
Установлено, что у старых и взрослых животных с различиями в юведении в тесте ЭР особенности процессов СРО, липидного состава [еребральных мембран, а также системы цАМФ проявляются наиболее [етко при умеренной нагрузке (стрессе) или экстремальном воздейс-вии (ГИМ) и могут носить глобальный характер, затрагивать отельные структуры мозга или проявляться в межполушарной асимметрии. Активность Ш-синтазы различна у крыс с разной типологически принадлежностью.
Установлено, что для животных с различными ИТОП характерны іазличше паттерны корреляций содержания цШ> в разных макрост-уктурах мозга.
Впервые проведено исследование процессов свободнорадикально-о окисления, состава дипидов мембран и содержания цАМФ в коре олыпих полушарий и ряде структур головного мозга крыс с различ-ыми стратегиями поведения в условиях конкуренции за доступ к пи-е и способ ее получения. Выявлены существенные различия в содер-ании фосфолипидов (ФЛ) в коре левого полушария у животных разных рупп, при этом отмечен более низкий уровень Ш. у "паразитов" и рыс, менявших стратегию поведения в течение эксперимента, в равнении с "работниками" и "лентяями". Обнаружены различия в исле и структуре корреляций уровня цАМФ в гипоталамусе, гиппо-ампе, фронтальной коре и миндалине.
Научно-практическая ценность
. Полученные в настоящей работе результаты существенно углубляют понимание основ молекулярных процессов, обеспечивающих индивидуальные различия в поведении, что имеет важное значение для разработки фундаментальных проблем, связанных с механизмами функционирования центральной нервной системы.
Выявленные различия в нейрохимической реактивности животных с разными ИТОП на модели постреанимационной патологии могут служить основой для объяснения наблюдаемых в клинике постреанимационных различий.
Разработанный в представленной работе новый методический подход к определению активности N0C позволяет расширить арсенал методов исследования системы окиси азота в мозге. Апробация работы
Основные результаты работы доложены на Всероссийской конференции "Свободнорадикальные механизмы церебральных патологий: теоретические и практические аспекты проблемы" (Москва, 1993), ученых советах ИВНД и НФ РАН (Москва, 1993, 1994), Международной зимней школе молодых ученых по нейробиологии "Современные достижения в изучении метаболизма мозга" (С.-Петербург, 1995), совместном семинаре лабораторий условных рефлексов и физиологии эмоций и функциональной биохимии нервной системы ИВНД и НФ РАН . (Москва, 1995), 1-ом Европейском фармакологическом конгрессе (Милан, 1995), 4-ом Всемирном конгрессе IBR0 по нейронаукам (Киото, 1995), 15-ом съезде Международного нейрохимического общества (Киото, 1995), 4-ом конгрессе по нейроэтологии (Кембридж, 1995), 2-ой осенней школе "Демиелинизация, ишемия и нейродегенеративные-заболевания" (Кембридж, 1995), Международной школе по нейрокибер-нетикё "Макромолекулярные взаимодействия в ассоциативных механизмах мозга (Неаполь, 1995), заседании московского отделения Российского нейрохимического общества (Москва, 1995), а также апробированы на межлабораторной конференции Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН (Москва, 1996). Объем и структура диссертации
Диссертация содержит следующие основные разделы: введение, обзор данных литературы, три главы результатов собственных исследований и их обсуждение, заключение, выводы и библиографический указатель, включающий работы на русском (162) и иностранных (175) языках. Диссертация изложена на 16S страницах машинописного тек-
- 5 -ста и содержит <23 таблиц и «зорисунков.