Nmda-рецептори і синаптична пластичність

NMDA-рецептори і синаптична пластичність

В усіх прошарках гіпокампа виявлено високий рівень NMDA- рецептор ів, за винятком тел нейрон ів пірамідного і гранулярного шарів, а також striatum lucidum (термінальна зона моховитих волокон гіпокампу). Серед кортикальних областей асоціативні зони кори часто мають велику щільність рецептор ів, ніж проекційні зони. Фронтальна, інсулярна, піріформная, перірінальная і передня поясна кора також містять більше кількість рецептор ів на відміну від скроневої, потиличної, парієтальної і задній поясний ділянок кори. Гранулярні коркові області мають виражену ламінарного розподілу NMDA- рецептор ів. Так, в зовнішніх шарах I-III і шарі Vа парієтальної кори показана більша щільність рецептор ів, ніж в інших коркових шарах.

Найбільшу увагу фахівців привертає NMDA- рецептор. Це канал, розташований на мембрані нейрон а. При зміні мембранного потенціал а й взаємодії з глутамат канал відкривається і пропускає в клітку іони кальцію, які запускають ряд трансформацій всередині нейрон а. Відомо, що NMDA- рецептор грає важливу роль в процесах синаптичної пластичності (тобто змінює інтенсивність взаємодії нервових клітин один з одним), а значить - і в процесах навчання і пам'яті.

Співробітники НДІ нормальної фізіології ім П. К. Анохіна РАМН під керівництвом Смелаа Нікітіна досліджували вплив речовин, які блокують NMDA- рецептор. на формування умовних рефлексів у щурів і равликів.

У тварин виробляли умовні рефлекси. Равликів садили на обертовий куля (це стандартний метод роботи з черевоногих) і пропонували два різновиди їжі: банан і варену моркву. У тому випадку, якщо равлик воліла банан, на неї впливали електричним струмом. Щурів вчили вибирати між двома поїлками з водою: одна пахла лимоном, і вода в ній була звичайною, а друга - м'ятою, і її вміст гірчило (там був хінін). І равлики, і щури швидко запам'ятовували експериментальну ситуацію і вибирали тільки «правильний» варіант - морква або лимонний запах.

Після навчання тварин розділили на експериментальну і контрольну групи. Равликам і щурам з першої ввели антагоніст NMDA- рецептор ів, дізоцілпін (МК-801). Ця речовина закриває мембранний канал і не дає іонів проходити крізь нього.

Через добу після введення МК-801 всім тваринам нагадували експериментальну ситуацію: равликів поміщали на кулю, а щурам пред'являли запахи лимона і м'яти. Ще через 12 днів тварин знову помістили в умови початкового експерименту. Було з'ясовано, що тварини, яким не давали МК-801, добре пам'ятали те, чому їх навчали: равлики вибрали «вірну їжу», а щури «правильну» поїлку. Тварини, які отримували антагоніст NMDA- рецептор ів, часто робили неправильний вибір.

Вчені прийшли до висновку, що введення МК-801 послужило не тільки втрати пам'яті (амнезії), але і порушення здатності до навчання: в подальшому ці тварини не змогли виробити такий же умовний рефлекс. Фахівці пояснюють: механізм порушення здатності до навчання в результаті введення МК-801 до кінця не ясний. Вони планують вивчати розвиток незворотною амнезії в подальших дослідженнях.

якщо нейрон злегка активний, то NMDA канал може відкритися частково, і іон магнію не зможе покинути свого місця. Однак, якщо нейрон буде швидко або сильно активізований, іон магнію піде, в клітку увійде кальцій і збільшить активацію нейрон а й синаптичну силу. Цей процес збільшення синаптичної сили називається довгострокової потенциации (Long-Term Potentiation) (ДВП (LTP)), і є одним з механізмів, за допомогою яких нейрон и можуть змінювати свою рабрти і "вчитися". ДВП в гіпокампі ймовірно відповідає за короткочасну пам'ять. Здатність до навчання насправді може прямо залежати від числа NMDA рецептор ів в гіпокампі (де як вважають зберігається короткочасні спогади) (88). ДВП оборотна, і договременная (постійна) пам'ять швидше за все зберігається за допомогою більш постійних змін в експресії генів синаптичної форми.