27 июня 2011

Изменения уровня возбудимости нейронов и нейронных популяций в различных образованиях головного мозга

Учитывая, что пептидные гормоны существенно изменяют уровень возбудимости нейронов и нейронных популяций в различных образованиях головного мозга, представляло значительный интерес установить зависимость между этими эффектами и влиянием пептидных гормонов на обучение, фиксацию и хранение информации в мозге животных и человека. Больше всего экспериментов проведено по изучению влияния на эти процессы АКТГ.

Еще в 1969 г. D. de Wied показал, что после удаления гипофиза животные не только утрачивают способность к обучению, но и ранее выработанные навыки. Так, дефицит навыка активного избегания у крыс можно было устранить не только введением АКТГ, вазопрессина или амелано-цитстимулирующего гормона, но и отдельными фрагментами этих пептидов, утратившими способность регулировать секрецию кортикостероидов и другие гормонрегулирующие функции. Впоследствии D. de Wied и сотр. (1975, 1977, 1979) показали, что аналоги АКТГ способствуют не только сохранению навыка активного избегания, но и устойчивости зрительных дифференцировок.

Они замедляют угашение инструментальных пищедобывательных реакций и навыка пассивного избегания электрошока, облегчают переобучение, устраняют ретроградную амнезию, вызванную углекислым газом.

J. Verhoff и соавт. (1977) изучали зависимость между структурой аналогов АКТГ и их способностью закреплять в памяти навык условного избегания электроболевого раздражения у крыс. Оказалось, что наибольшей активностью обладает фрагмент АКТГ4-Э— гексапептид, у которого а-изомер аргинина в положении 8 заменен D-изомером лизина.

Наиболее подробно исследованы лево и правовращающие изомеры АКТГ в пределах участка 4—10 его аминокислотной последовательности.

Влияние различных факторов АКТГ на длительность сохранения навыка активного избегания электроболевого раздражения у крыс (de Wied D. et al., 1975)

Фрагмент АКТГ Последовательность  аминокислот Степень активности
АКТГ4-10 Н-Мет-Глу-Гис-Фен-Арг-Трп-Гли-ОН +
АКТГ4-7 Н-Мет-Глу-Гис-Фен-ОН +
7Д-Фен-АКТГ4-10 Н-Мет-Глу-Гис-дФен-Арг-Трп-Гли-ОН
4Д-Мет-8-Лизин-АКЛТ4-10 Н-дМет-Глу-Гис-Фен-Лиз-Трп-ОН ++
АКТГС6-9 Н-Гис-Фен-Арг-Трп-ОН 0
5Д-Глу-8-Лизин-АКТГ4-9 Н-Мет-дГлу-Фен-Лиз-Трп-ОН ++
8Д-Лизин-АКТГ4-9 Н-Мет-Глу-Гис-Фен-дЛиз-Трп-ОН +++
9Д-Трп-8-Лизин-АКТГ4-9 Н-Мет-Глу-Гис-Фен-Лиз-дТрп-ОН ++
4-Мет(0)-8-Лизин-АКТГ4-9 Н-Мет-Глу-Гис-Фен-Лиз-дТрп-ОН +
4-Мет(0)-8Д-Лизин-9-Фенил-АКТГ4-9 Н-Мет(0)-Глу-Гис-Фен-дЛиз-Фен-ОН +++++

Примечание: (+) — торможение угашения навыка; (—) — облегчение угашения; (0) — отсутствие эффекта.

Значительной активностью обладают и другие фрагменты, в частности АКТГ4-10 и АКТГ4-7. Однако у АКТГ6-9 она резко ослаблена и, по данным R. L. Isaacson с соавт. (1976), практически отсутствует у АКТГ57 (Н-глугис-фен-ОН).

Как известно, АКТГ при системном введении не проникает через гематоэнцефалический барьер, и поэтому его влияние на высшие функции ЦНС связывают с образованием вышеперечисленных фрагментов, которые захватываются из тока крови тканью мозга и ретроградно транспортируются через гипофиз и базальный гипоталамус. Согласно многочисленным данным [Bonus В., 1979, и др.], наиболее выраженным влиянием на память обладает фрагмент АКТГ4-10, который имеется также в молекулах и β-меланоцитстимулпрующих гормонов и β-липотропина (фрагмент 47—53).

Для него характерна кратковременность действия на поведение (до нескольких часов).

По данным F. С. Colpaert с соавт. (1978), АКТГ4-10 усиливает внимание, активирует механизмы по оценке информации на уровне сенсорного входа. Влияние этих пептидов на высшие функции проявляется в усилении мотиваций, внимания, облегчении обучения.

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

Читайте далее:



J. D. Вагchas и соавт. (1978) определяют функцию пептидов как нейромодуляторную и предложили соответствующие критерии: Пептиды не действуют транссинаптически. Пептиды действуют только при определенной концентрации в физиологических жидкостях и если имеют доступ к месту возникновения потенциала действия. Эндогенные пептиды должны изменять нейрональную активность постоянным и предсказуемым образом в зависимости от концентрации. Экзогенные пептиды вызывают такой…

Транспорт пептидов

Многие из этих пептидов находятся в нервных окончаниях и транспортируются к синапсам с помощью аксоплазматического тока. Субклеточное распределение нейротензина, соматостатина, ангиотензина, субстанции Р, вазопрессина и окситоцина характеризуется их преимущественным связыванием с синаптосомами, выделенными из различных внегипоталамических образований головного мозга [Larner J., 1977; Kobayashi R. M. et al., 1977; Bury R. W. et al., 1977]. Это…

Продукты ферментативного расщепления вазопрессина и окситоцина со специфической последовательностью аминокислот вызывали деполяризацию идентифицированных нейронов гигантской улитки [Takeuchi H. et al., 1977] Тиреотропин-рилизинг-фактор (тиреолиберин) и рилизингфактор лютеинизирующего гормона (люлиберин), а также соматостатин уменьшали спонтанную импульсную активность нейронов коры головного мозга и мозжечка, ствола мозга и гипоталамуса у крыс при ионофоретическом введении. Эти пептидные гормоны уменьшали возбуждение…

Влияние АКТГ на долговременную память также зависит от дозы и времени его введения. Так, по данным R. L. Cold и К. В. van Buskirk (1976), введенный в дозе 0,03—0,3 ME, он увеличивал время сохранения пассивного навыка избегания у крыс, а в дозе 3—10 ME вызывал ретроградную амнезию Стимулирующие эффекты АКТГ независимо от дозы проявлялись сильнее…

Сходное с АКТГ влияние на память и обучение животных оказывает α-меланоцитстимулирующий гормон, структура которого близка к отдельным фрагментам АКТГ: он ускоряет обучение [Paterson А. Т., 1975], значительно увеличивает время хранения закрепленных навыков активного и пассивного избегания электрошока у крыс и облегчает их воспроизведение [Веckwitt В. Е. et al, 1977]. Нужно отметить, что АКТГ, его отдельные…