Введение к работе
Актуальность темы. Проблема пластичности синаптических Зразований является в настоящее время одним из наиболее етуальных вопросов нейрофизиологии. Нервно-мышечные синапсы зляются той моделью, на которой получены новые данные о эханизмах долговременной [Зефиров и др., 1992] и эатковременной [Zucker, 1989; Гиниатуллин, 1992] пластичности.
кратковременной пластичности описана пресинаптические [Zucker, Э89] и постсинаптические формы [Magleby, Pallotta, 1981; agazanik, Giniatullin, 1990; Гиниатуллин, 1992]. К эстсинаптическим формам кратковременной пластичности относятся эстсинаптическая потенциация и десенситизацкя. Если эстсинаптическая потенциация приводит к увеличению ффективности синаптической передачи, то десенситизация обладает ротивоположным действием, являясь своеобразным механизмом аморегуляции функции синапса, ограничивающим его избыточную ктивность [Гиниатуллин и др., 1986; Ruzzier, Scuka, 1986].
В настоящее время в литературе указывается, что' как остсинаптическая потенциация, так и десенситизация имеют ложный комплексный характер, складывающийся из нескольких олекулярных механизмов [Boyd, 1987; Mozrzymas, Scuka, 1992; иниатуллин и др., 1992]. Проявления этих феноменов во многом ависят и от структурно-функциональных особенностей синапсов Thesleff, 1959]. Однако исследование как молекулярных еханизмов этих феноменов, так и функциональной роли потенциации
десенситизации в деятельности синапса проводилось в основном а нервно-мышечных синапсах холоднокровных [Katz, Thesleff, 957; Magazanik, Vyskocil, 1979; Magleby, Pallotta, 1981; agazanik et al., 1984; Ruzzier, Scuka, 1986; Giniatullin et al, 993]. В то же время, есть основания полагать, что у еплокровных зависимые от концентрации АХ механизмы могут быть ораздо более выраженными [Thesleff, 1959; Franke et al., 1992].
связи с этим представлялось интересным провести исследование остсинаптическси потенциации и десенситизации в нервно-мышечных инапсах теплокровных и сравнить ' с аналогичными данными для инапсов холоднокровных.
Цели и задачи. Целью настоящей работы являлось исследован механизмов и функциональной роли постсинаптической потенциации десенситизации в нервно-мышечных синапсах теплокровных животны: Б соответствии с этой целью были поставлены следующие задачи:
-
Исследовать проявления постсинаптической потенциации результате пространственного взаимодействия квантов медиатора, также при парной стимуляции нерва в нервно-мышечных синапс; крысы. Сравнить эти данные с проявлениями потенциации нервно-мышечном синапсе лягушки.
-
Для раскрытия механизмов постсинаптической потенциац] проанализировать факторы, определяющие временной х< многоквантовых токов концевой пластинки у теплокровных (крыш при активной и ингибированнои ацетилхолинэстеразе.
-
Изучить возможность развития постсинаптической потенциации : счет ацетилхолина, выделенного в неквантовой форме.
-
Сравнить эффективность действия блокаторов открытых ионні каналов постсинаптической мембраны у теплокровных холоднокровных животных.
5. Исследовать возможность развития десенситизации і
постсинаптической мембране в ходе ритмической активное:
нервно-мышечного синапса крысы. Оценить выраженное;
десенситизации, вызванной эндогенным ацетилхолином
теплокровных, по сравнению с холоднокровными животными.
Положения, выносимые на защиту
1. В синапсах теплокровных наблюдаются .признаї
функциональной недостаточности фермента ацетилхолинэстеразь
проявляющиеся в феномене постсинаптической потенциации
пространстве" - замедлении скорости спада многоквантовых токе
концевой пластинки по сравнению с одноквантовыми ответами
феномене постсинаптической потенциации "во времени" - замедлен!
спада сигнала при парной стимуляции нерва.
2. Длительность спада и число компонентов спада токе
концевой пластинки в нервно-мышечных синапсах диафрагмы крысь
при ингибированнои АХЭ зависит от количества квантов А)
выделяемых из нервного окончания в ответ на нервный импульс.
Научная новизна: В работе приведены новые данные' ' о механизмах, лежащих в основе постсинаптической потенциации в нервно-мышечном синапсе крысы. Выявлены изменения кинетики фунционирсвания постсинаптических ионных каналов под влиянием повышенных концентраций эндогенного АХ, которые приводят к дополнительному замедлению синаптических сигналов. Установлен минимально необходимый уровень квантового выброса медиатора, превышение которого приводит к кумуляции следовых явлений на постсинаптической мембране. Получены оригинальные данные об особенностях действия широко используемых холинергических соединений таких как альфа-бунгаротоксин, ионы магния, реактиватор ингибированной ацетилхоликэстеразы дипироксим. Оценена возможность развития постсинаптической потенциации за счет неквантовой секреции трансмиттера в синапсах крысы. Приведены данные о возможности развития десенситизации за счет накопления эндогенного АХ в синапсах теплокровных.
Научно-практическая ценность: Полученные данные позволяют приблизиться к более глубокому пониманию постсинаптических механизмов, участвующих в генерации синаптических сигналов в нервно-мышечных синапсах теплокровных животных при уровне секреции трансмиттера, близкого к физиологическому. Результаты проведенных исследований свидетельствуют о важной роли постсинаптической потенциации и десенситизации как форм кратковременной пластичности синаптическои передачи в регуляции функции синапса. Вскрыты механизмы тех изменений, которые развиваются в синапсе после действия ингибиторов ацетилхолинэстеразы. Установлены особенности действия ряда известных и широко применяемых холинергических лигандов на нервно-мышечную передачу у теплокровных. Сравнение с холоднокровными показывает, что в целом ряде случаев действие таких агентов не носит универсального характера. Различия могут быть не только количественными, но и противоположными по функциональной направленности, что необходимо учитывать при использовании действия этих препаратов в экспериментальной практике.
Апробация работы. Основные результаты диссертации доложен и обсуждены на Всесоюзной конференции "Физиология и биохими медиаторных систем" (Москва, 1985), Съезде Физиологическог общества СССР (Кишинев, 1987), Всесоюзных симпозиумах по ионны каналам биологических мембран (Пущино, 1987, Кара-Даг, 1939 1990), на Всесоюзной конференции "Физиология периферическог синапса" (Казань, 1988), Всесоюзной конференции "Физиологи гормонов и медиаторов" (Суздаль, 1989 ), Всесоюзной конференции посвященной памяти Х.С.Коштоянца (Москва, 1990), на научны заседаниях кафедры нормальной физиологии Казанского мединститут и Татарского отделения Всероссийского Физиологического обществ им.И.П.Павлова (Казань, 1989, 1993, 1996).
Реализация результатов исследования: По материала диссертации опубликовано 10 работ. Данные исследования включен: в лекционные курсы по нормальной физиологии для студенте Казанского государственного медицинского университет им.С.В.Курашова.
Структура и объем диссертации: Диссертация состоит и:
введения, обзора литературы, изложения методов исследования
результатов исследования и их обсуждения, заключения, выводов і
указателя литературы. Работа изложена на стр.