29 июня 2011

Роль ацетилхолина в обучении и хранении выработанных навыков

Роль ацетилхолина в обучении и хранении выработанных навыков неизмеримо возрастает, если учесть, что гидролизующий его фермент синтезируется на матрице РНК [Кометиани П. А., 1976].

Известно, что пуромицин и циклогексемид — ингибиторы синтеза белка — подавляют также синтез и аксональный транспорт АХЭ в головном мозге животных и человека [Zech R., 1975; Moss D. E. et al., 1976]. Кроме того, эти вещества, вызывающие амнезию, тормозят и синтез мембранных рецепторных белков нервных окончаний, которые специфически связывают ацетилхолин и инактивируются бунгаротоксином [Клейн Е. А. и Чоговадзе И. С, 1974].

Тем не менее эти данные трудно интерпретировать однозначно. Например, пуромицинаминонуклеозид блокирует АХЭ сильнее, чем пуромицин, однако синтез других белков и память при этом не нарушаются. Напротив, глутамидные производные пуромицина практически не влияют на активность АХЭ, но нарушают память. Не исключено, что пуромицин тормозит одновременно тирозингидроксилазу. Его амнезирующее действие устраняется антидепрессантами, ингибиторами моноаминоксидазы и фенамином.

Прямые данные об активации генетического аппарата нейронов под влиянием ацетилхолина были получены Ж А. Чолобяном (1974). Так, при введении в желудочки мозга крыс ацетилхолина в сочетании с ионами Са++ увеличивалось количество функционирующих цистронов ДНК (о чем судили по накоплению гибридной РНК), а также включение 14С-оротовой кислоты в гибридную РНК из коры больших полушарий. Увеличивался также и синтез рибосомальной РНК.

Эти процессы, по-видимому, лежат в основе увеличения синтеза белка в синаптосомах крыс под влиянием ацетилхолина [Елаев Н. Р., 1975]. Однако попрежнему остаются неясными механизмы активации генома нейрона и синтеза рецепторных белков — возбуждение какой мембраны (хемочувствительной или электрогенной) лежит в их основе? Отсутствие активации синтеза РНК при возбуждении холино и адреноцептивной мембран нейронов прудовика и катушки, по мнению Б. И. Вепринцева (1973), свидетельствует о том, что в основе усиления синтеза белка в нейронах лежат изменения концентрации ионов Са++ или других ионов (аммония), а также соотношения ионов натрия и калия.

С. И. Розанов (1973), напротив, считает, что активация синтеза РНК и белков является результатом высвобождения дерспрессоров с внутренней стороны хемочувствительной мембраны, наступающего при взаимодействии медиатора с рецептивным белком наружной мембраны. В пользу этого предположения свидетельствуют данные V. Gisiger (1971) о стимуляции синтеза РНК. при холинергической активации постсинаптической мембраны и опыты Ю. Я. Гейнисмана с соавт. (1972) об усилении синтеза РНК в спинальных мотонейронах при их ортодромном возбуждении в условиях блокады постсинаптического торможения столбнячным токсином. Не исключено, однако, что эти два механизма взаимосвязаны между собой. Ранее мы указывали на важную роль вторичных посредников (циклических мононуклеотидов, ионов Са++ и др.) в действии нейромедиаторов и пептидных гормонов на хемочувствительную мембрану, в регуляции синтеза РНК и белков в нейронах. В частности, она заключается в индуктивном синтезе под влиянием цАМФ ферментов, участвующих в обмене ацетилхолина [Алексидзе Н. Г. и Балавадзе М. В., 1977].

Здесь следует лишь отметить, что ионы Са++ регулируют уровень циклических нуклеотидов, которые, в свою очередь, участвуют в метаболизме внутриклеточного кальция. Таким образом, независимо от механизма регуляции синтеза белка в нейронах, можно сделать вывод о наличии связи между синаптической активностью ацетилхолина и ответной реакцией генетического аппарата нервной клетки.

Участие ацетилхолина и холинореактивных систем головного мозга в процессах фиксации и хранения энграмм изучается с помощью холинергических соединений. Исчерпывающий анализ их влияния на способность к обучению и прочность выработанных навыков представлен в литературе [Голиков С. Н. и Селиванова А. Т., 1975; Крауз В. А., 1975, 1976; Бородкин Ю. С. и Крауз В. А., 1978; Бородкин Ю. С. и Зайцев Ю. В., 1979; Pradhan S. N. et al., 1971; Biederman G. В., 1974; Bignarni G. et al, 1975].

Установлено, что применение антихолинэстеразных веществ (диизопропилфторфосфата, физостигмина, паратиона, систокса и др.) в большинстве случаев способствует ускорению выработки навыка активного и пассивного избегания, дифференцировочных реакций, двигательнопищевых и ситуационных условных реакций у различных животных.

Стимулирующее влияние этих веществ проявлялось, как правило, при использовании небольших доз, обеспечивающих снижение активности АХЭ мозга не более чем на 40 % от исходного уровня [George G. et al., 1977].

Увеличение дозировок, ведущее к снижению активности АХЭ более чем на 60%, тормозило процесс обучения. Введение антихолинэстеразных веществ после выработки навыка обычно приводило к его утрате, независимо от характера подкрепления.

«Нейрохимические и функциональные основы долговременной памяти»,
Ю.С. Бродкин, Ю.В. Зайцев



Возможно, однако, что усиление синтеза РНК и белка, вызванное адреномиметиками, не является специфическим феноменом, поскольку аналогичный эффект наблюдается при введении любых стимуляторов ЦНС (коразол, пикротоксин, стрихнин), которые, так же как и фенамин, ускоряют процесс консолидации вырабатываемого навыка. Возбуждение же адренорецептивной мембраны адреналином не оказывает влияния непосредственно на синтез РНК в нейронах [Вепринцев Б. Н., 1973]….

Апоморфин — классический агонист рецепторов, чувствительных к дофамину, подобно самому дофамину восстанавливал у крыс навык условного избегания, угашенный 6-оксидофамином. Галоперидол, аминазин и спироперидол (антагонисты дофамина), напротив, нарушали навыки, выработанные на аверсивные стимулы [Lenard L. G. et al., 1975; Gozzani J. L. et al., 1976; Izquierdo I. A. et al., 1976]. Исходя из этого, можно думать,…

Содержание 5-окситриптамина в мозге мышей, особенно в гиппокампе, резко возрастало тотчас же после электрошока, вызывающего амнезию выработанного навыка у подопытных животных [Essman W. В., 1974]. Напротив, любые воздействия, связанные со снижением уровня серотонина в мозге, особенно в структурах переднего мозга (разрушение ядер шва среднего мозга или медиального пучка конечного мозга, содержащего серотонинергические волокна, инъекция парахлорфенилаланина,…

Конвергенция на одном нейроне терминалей других нейронов, высвобождающих различные биогенные амины или аминокислоты, создает реальные возможности для взаимодействия нейромедиаторов на синаптическом уровне в масштабе не только одного нейрона в нейронной популяции, но и на уровне головного мозга в целом. Механизмы такого взаимодействия чрезвычайно разнообразны. В частности, взаимодействие ацетилхолин — дофамин или норадреналин — серотонин может…

Отдельные примеры взаимодействия различных нейромедиаторных систем свидетельствуют о том, что каждая из этих систем может включаться при торможении другой. Так, нарушение выработки условной реакции пассивного избегания после коагуляции норадренергических путей переднего мозга устранялось предварительным введением галантамина [Никифоров А. Ф. и др., 1979]. Угашение навыка пассивного избегания у мышей, вызванное апоморфином, устранялось галоперидолом, а данный эффект,…