CC BY
4
ЭФФЕКТЫ ДОНОРА ОКСИДА АЗОТА НА ПРОЦЕСС РЕКОНСОЛИДАЦИИ КОНТЕКСТУАЛЬНОГО ОБУСЛОВЛИВАНИЯ У ВИНОГРАДНОЙ УЛИТКИ
И.Б. Дерябина1, Л.Н. Муранова1, Т.Х. Богодвид1,2, А.Х. Винарская3, Х.Л. Гайнутдинов1
1 Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань 2Поволжский государственный университет физической культуры, спорта и туризма, Казань
3Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Москва
Abstract
The obtained results showed that the blockade of NO-synthase reduces the effect of anisomycin on the "forgetting" of the conditioned reflex, demonstrating the process of reconsolidation of long-term memory.
Key words: nitric oxide, learning, long-term memory, reconsolidation of memory
Полученные результаты показывают, что блокада NO-синтазы снижает эффект анизомицина на «забывание» условного рефлекса, демонстрирующего процесс реконсолидации долговременной памяти.
Ключевые слова: оксид азота, обучение, долговременная память, реконсолидация памяти
Введение. При формировании памяти на любые события сначала появляются лабильные следы, которые консолидируются через синтез новых белков в устойчивую память [1, 9]. Было показано, что может произойти амнезия памяти, если консолидированная и стабильная долговременная память (ДП) будет реактивирована перед амнестическим воздействием [4, 6]. Процесс, посредством которого реактивированная лабильная память со временем стабилизируется, известен как реконсолидация памяти [4, 8]. В нервной системе виноградной улитки гистохимическим методом были выявлены NADPHd-позитивные нейроны, синтезирующие оксид азота (NO) [10]. Существует большое количество доказательств участия NO в процессах, связанных с пластичностью [7, 10]. Было продемонстрировано, что NO необходим как для обучения, так и для стирания памяти в процессах реконсолидации [5].
Цель. Исследование роли NO в формировании и реконсолидации ДП у виноградной улитки.
Материалы и методы
Объектом была выбрана виноградная улитка Helix lucorum [2]. Вырабатывали условный рефлекс на обстановку (УОбР), когда животные
различали тестовые сигналы, примененные в разных ситуациях (на шаре и плоской поверхности) [3, 8]. Для формирования УОбР улиткам в течение 5 дней предъявляли по 5 электрических раздражений в день при их нахождении на шаре. Тестирование поведенческих реакций проводили в 2-х контекстах: 1) на шаре (т.е., в стандартных условиях), 2) на плоской поверхности (т.е., в условиях, отличных от стандартных). На следующий день, после тестирования, подтверждающего обучение, улиток помещали на 20 мин. на шар, что служило напоминанием, а затем блокировали биосинтез белка инъекцией анизомицина (ЛК) в дозе 0,4 мг на улитку, растворенного в 0,2 мл физиологического раствора (ФР), и на следующий день тестировали сохранение УОбР. Нарушенная память свидетельствует о процессе реконсолидации. Для блокады синтеза N0 применяли неспецифический блокатор NO-синтазы L-NAME.
Результаты
Было проведено исследование эффектов влияния L-NAME на реконсолидацию ОбУР у виноградной улитки, вызываемую применением ЛМ Полученные результаты показывают, что инъекция ФР после напоминания обстановки не приводит к изменению величины оборонительной реакции омматофоров улитки на тактильное раздражение при тестировании на шаре, в то же время инъекции ЛК (п=10) приводили к существенному уменьшению оборонительной реакции, т.е. к полному забыванию сформированной памяти. Инъекция L-NAME как сразу после напоминания (п=8), так и за 30 мин до напоминания (п=4) на фоне применения ЛК приводят к уменьшению величины оборонительной реакции омматофоров до 50% и 26% от исходной амплитуды на первый и второй день тестирования после обучения при инъекции L-NAME сразу после напоминания, и до 72% и 47% от исходной амплитуды на первый и второй день тестирования после обучения при инъекции L-NAME за 30 мин до напоминания.
Заключение
Показано, что блокада NO-синтазы снижает эффект анизомицина на «забывание» ОбУР, демонстрирующего процесс реконсолидации ДП. Причем применение блокатора NO-синтазы до напоминания является более эффективным.
Работа выполнена за счет средств Программы стратегического академического лидерства Казанского (Приволжского) федерального университета.
Список литературы
1. Балабан П.М. Молекулярные механизмы модификации памяти // Журн. высш. нерв. деят. - 2017. - Т. 67, № 2. - С. 131-140.
2. Гайнутдинов Х.Л., Андрианов В.В., Гайнутдинова Т.Х. Изменение возбудимости нейрональной мембраны как клеточный механизм обучения и памяти // Успехи физиол. наук - 2011. - Т. 42, № 1. - С. 33-52.
3. Гайнутдинова Т.Х., Тагирова Р.Р., Исмаилова А.И., Муранова Л. Н., Гайнутдинов Х.Л., Балабан П.М. Зависимая от белкового синтеза реактивация
обстановочного условного рефлекса у виноградной улитки. // Журн. высш. нервн. деят. - 2004. - Т. 54, № 6. - С. 795-800.
4. Alberini C.M. The role of reconsolidation and the dynamic process of long-term memory formation and storage // Front. Behav. Neurosci. - 2011. - V. 5 -Article 12.
5. Antonov I., Ha T., Antonova I., Moroz L.L., Hawkins R.D. Role of nitric oxide in classical conditioning of siphon withdrawal in Aplysia // J. Neurosci. - 2007. -V. 27. - N 41. - P. 10993-11002.
6. Balaban P.M., Roshchin M.V., Timoshenko A.Kh., Gainutdinov Kh.L., Bogodvid T.Kh., Muranova L.N., Zuzina A.B., Korshunova T.A. Nitric oxide is necessary for labilization of a consolidated context memory during reconsolidation in terrestrial snails // Eur. J. Neurosci. - 2014. - V. 40. - P. 2963-2970.
7. Balaban P.M., Vinarskaya A.Kh., Zuzina A.B., Ierusalimsky V.N., Malyshev A.Yu. Impairment of the serotonergic neurons underlying reinforcement elicits extinction of the repeatedly reactivated context memory. // Sci Rep. - 2016. - V. 6. 36933.
8. Bogodvid T.Kh., Andrianov V.V., Muranova L.N., Gainutdinov Kh.L. Influence of nitric oxide donors on electrical characteristics of the premotor interneurons of terrestrial snails. // BioNanoScience. - 2016. - V. 6. - N 4. - P. 320321
9. Deryabina I.B., Muranova L.N., Andrianov V.V., Bogodvid T.Kh., Gainutdinov Kh.L. Effects of thryptophan hydroxylase blockade by p-chlorophenylalanine on contextual memory reconsolidation after training of different intensity. // Intern. J. Mol. Sci. - 2020. - V. 21. 2087.
10. Huang S., Kershbaum H.H., Engel E., Hermann A. Biochemical characterization and histochemikal localization of nitric oxide synthase in the nervous system of the snail, Helix pomatia // J. Neurochem. - 1998. - V. 69. - P. 2516-2528.
11. McGaugh, J.L. Memory: A century of consolidation. // Science. - 2000. - V. 287. - P. 248-251.
12. Nikitin V.P., Solntseva S.V., Kozyrev S.A., Nikitin P.V., Shevelkin A.V. NMDA or 5-HT receptor antagonists impair memory reconsolidation and induce various types of amnesia. // Behavioural Brain Res. - 2018. - V. 345. - P. 72 - 82.
13. Zsombok A., Schrofner S., Hermann A., Kerschbaum H.H. Nitric oxide increases excitability by depressing a calcium activated potassium current in snail neurons. // Neurosci. Lett. - 2000. - V. 295. V 3. - P. 85-88.
