CC BY
11Список литературы:
1. Павлова И. В., М. П. РысаковаПроявление тревожности крыс вистар при выработке условнорефлекторного страха//Журнал высшей нервной деятельности, 2015, том 65, № 5, с. 1 —16.
2. Степаничев М. Ю. и др. Эффекты хронического комбинированного стресса: изменения поведения крыс с разной реакцией на новизну//Журнал высшей нервной деятельности, 2016, том 66, № 5. C.611—625.
3. Stead JD, Clinton S, Neal C, et al. Selective breeding for divergence in novelty-seeking traits: heritability and enrichment in spontaneous anxiety-related behaviors//Behavior Genetics, Vol. 36, No. 5, 2006.
4. Landgraf R. and Wigger A. High vs Low Anxiety-Related Behavior Rats: An Animal Model of Extremes in Trait Anxiety//Behavior Genetics, Vol. 32, No. 5, September 2002.
Ротов А.Ю., Астахова Л.А., Фирсов М.Л., Говардовский В.И.
Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова РАН, Санкт-Петербург, Россия e-mail: rotovau@gmail.com
АДАПТАЦИОННАЯ ПАМЯТЬ ПАЛОЧЕК СЕТЧАТКИ: ПРОБЛЕМА СВЕТОВОЙ АДАПТАЦИИ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЕ ОБРАЗЫ
Высокая чувствительность палочек сетчатки позволяет им надежно реагировать на одиночные кванты света. При этом они сохраняют работоспособность при световых потоках до 10 5 квантов в секунду, что поддерживается эффективной системой световой адаптации, регулирующей чувствительность и быстродействие
каскадафототрансдукции. Световая адаптация основана на отрицательной обратной связи, реализуемой через изменения внутриклеточной концентрации ионов Са2+. Надежно идентифицированы три контуракальциевой регуляции — ускорение выключения фотоактивированного родопсина, ускорение синтеза цГМФгуани-латциклазой и повышение сродства цГМФ-управляемых ионных каналов к нуклеотиду [АгзЬаузку&Вигш, 2012]. Известно, однако, что суммарная регуляция чувствительности этими механизмами недостаточна для объяснения полного диапазона работы палочки исуществуют еще как минимум два высокоэффективных механизма адаптации.Один из них регулирует время жизни активированн-нойфосфодиэстеразы [Аз1акЬоуае1а1., 2008], а для второго мишень регуляции остается неизвестной [Са1уег1е1а1., 2002]. Неизвестны также посредники этих регуляций.Начав экспериментальное исследование неизученных механизмов световой адаптации, мы обнаружили новый феномен, который и описан в настоящей работе.
Работа была выполнена на палочках озерной лягушки (Капап^Ьи^а). Фототок одиночных клеток регистрировали при помощи всасывающей пипетки.В ходе экспериментального протокола палочку периодически стимулировали короткимивспышками (2 мс, \тах 525 нм), вызывающими ответ, составляющий примерно 30 % от насыщенного. После первой вспышки, поданной в состоянии темновой адаптации, включали фоновый стимул длительностью 40 с. После выключения фона фототок возвращается к темновому уровню и в то же время градуально восстанавливаются ответы на вспышки. Однако в момент формально полного восстановления темнового тока через 25 с после выключения фона амплитуда ответа на вспышки составляет только примерно половину от исходной темноадаптированной (вспышка 4 на Рис. 1, А, Б). Полное восстановление чувствительности не достигается даже через полторы минуты темновой адаптации.Мы назвали этот эффект «адаптационной памятью».
Вестественных условияхизменение освещенности в каждой точке сетчатки может соответствовать достаточно длительным по времени изменениям интенсивности.Поэтому мы также провели эксперименты, подавая вместо тестовых вспышек стимулы длительностью 2 с (Рис. 1, В, Г).Эффект адаптационной памяти оказался более выраженным для длительных стимулов, чем в экспериментах с короткими вспышками 2 мс (Рис. 1, Д).
Сравнение ответов на короткие вспышки в состоянии темновой адаптации и после выключения фона показывает, что в ходе адапта-
ции крутизна фронта ответов не изменяется. Из этого следует, что при адаптации не происходит изменения коэффициента усиления в каскаде, т. е. скорости его активации. Напротив, происходит за-медлениепроцессов выключениякаскада, их возврат к «темновой» кинетике. Увеличение длительности ответов на вспышки при выходе из насыщения параллельно с увеличением их амплитуды означает, что при темновой адаптации увеличивается время интегрирования фотоответа. Его увеличение должно дополнительно повышать чувствительность к длительным стимулам, что соответствует нашим результатам.
О 100 200 Время, с
Время, с
Рис. 1. Ответ палочки лягушки на периодические 2 мсвспышки (А), или 2 с стимулы (В) с наложенным 40-секундным адаптирующим фоном. Под кривыми показана отметка стимула. (Б, Г) изменение амплитуды и кинетики ответов на вспышки и длительные стимулы, выделенныхиз участков, соответствующихтемновой адаптации назаписях (А) и (В), соответственно. (Д) сравнение хода темновой адаптации при тестировании 2 мсвспышками и 2 с стимулами. Сплошные кривые — одноэкспоненциальные аппроксимации с постоянными времени 39 с для длительных стимулов и 42 с для коротких вспышек.
Описанный нами феномен адаптационной памяти дополнительно усложняет проблемуобъяснения механизмов световой адаптации. В существующей схеме возвращение фототока к темновому уровню должно соответствовать восстановлению «темновой» концентрации Са2+ и возвращению всех компонентов каскада в темноадапти-
рованное состояние. В действительности чувствительность палочки остается сниженной, а кинетика ответа существенно ускоренной еще более минуты. Адаптационная память предполагает существование длительной модификации компонентов каскадафототрансдукции, возможно, не зависящей от Са2+. Исследование этих адаптационных механизмов должностать задачей дальнейшей работы.
Следует отметить, что поведение палочки после выключения светоадаптирующегофонанапоминает феноменологию последовательных образов. Постепенное возвращение мембранного тока к темновому уровню могло бы соответствовать затуханию положительного последовательного образа, а длительное снижение чувствительности фоторецепторов к добавочной стимуляции может обеспечить возникновение негативного образа. Вопрос об источниках последовательных образов в глазу остается нерешенным, однако наши результаты показывают, что необходимые для их генерации свойства обнаруживаются уже на самом первом уровне передачи зрительной информации — в выходных сигналах фоторецепторов.
Рудель А.Е. 1, Гаврилов Ю.В. 2
1 — Институт экспериментальной медициныФБГНУ «ИЭМ», Санкт-Петербург, Россия
2 — Институт экспериментальной медициныФБГНУ «ИЭМ», Санкт-Петербург, Россия
e-mail: alenarudel@gmail.com
ИЗУЧЕНИЕ ОРЕКСИН-СОДЕРЖАЩЕЙ СИСТЕМЫ ГИПОТАЛАМУСА У ПАЦИЕНТОВ С ХРОНИЧЕСКИМ АЛКОГОЛИЗМОМ
Хронический алкоголизм является полигенным заболеванием, возникающим в результате длительного систематического злоупо-
