Январь 2016, № 1 (189)

УДК: 574.2 Белова Е.Б., Колсанова Р.Р., Гайнутдинов М.Х., Калинникова Т.Б. СЕНСИТИЗАЦИЯ НИКОТИНОВЫХ РЕЦЕПТОРОВ АЦЕТИЛХОЛИНА СОЦИАЛЬНОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ ПОЧВЕННЫХ НЕМАТОД CAENORHABDITIS ELEGANSДействие социальных сигналов на организм всегда адаптивно для популяций животных, но в ходе регуляции численности популяций может вызывать как снижение плодовитости и выживаемости отдельных особей, так и снижение устойчивости поведения к действию стрессовых условий среды. Известно, что центральные процессы неспецифической стресс-реакции грызунов включают в себя активацию холинергической системы в головном мозге. В связи с тем что многие функции холинергической системы и их механизмы высококонсервативны в эволюции, можно предположить наличие реакции холинергической системы на стресс, вызванный социальной изоляцией особей, не только у грызунов, но и у простых организмов беспозвоночных. Для выяснения вопроса о возможном влиянии социальных сигналов на холинергическую систему беспозвоночных были проведены эксперименты со свободноживущей почвенной нематодой C. elegans. В этих экспериментах сравнивалась чувствительность плавания, индуцированного механическим стимулом, к ингибитору ацетилхолинэстеразы неостигмину и агонистам никотиновых рецепторов ацетилхолина C. elegans левамизолу и никотину у нематод, инкубированных индивидуально и в составе их небольших групп (n = 3 ÷ 5). Показано наличие у C. elegans эффекта группы, изменяющего реакцию холинергической системы на стресс. У нематод, инкубированных в составе групп (n = 3 ÷ 5), устойчивость поведения к частичному ингибированию ацетилхолинэстеразы неостигмином выше, чем у нематод, инкубированных индивидуально. Чувствительность плавания, индуцированного механическим стимулом, к левамизолу и никотину значительно выше у нематод, инкубированных индивидуально, по сравнению с нематодами из небольших групп (n = 3 ÷ 5). Таким образом, реакция простого организма C. elegans на стресс включает в себя активацию холинергической системы в результате сенситизации никотиновых рецепторов ацетилхолина. Ключевые слова: Caenorhabditis elegans, социальная изоляция, никотиновые рецепторы ацетилхолина, социальные сигналы, поведение.

Загрузить

Список использованной литературы:

1. Wilson E.O. Sociobiology: the new synthesis. — Cambridge (Massachusetts): London: The Belknap Press of Harvard University Press, 2002. — 720 p.

2. Srinivasan J., von Reuss S.H., Bose N., Zaslaver A., Mahanti P., Ho M.C., O'Doherty O.G., Edison A.S., Sternberg P.W., Schroeder F.C. A modular library of small molecule signals regulates social behavior in Caenorhabditis elegans // PLoS Biology. — 2012. — V. 10. — P. e1001237.

3. Ludewig A.H., Schroeder F.C. Ascaroside signaling in C. elegans // WormBook, ed. The C. elegans Research Community, WormBook, doi/10.1895/wormbook.1.155.1, http://www.wormbook.org.

4. Rose J.K., Sangha S., Rai S., Norman K.R., Rankin C.H. Decreased sensory stimulation reduces behavioral responding, retards development and alters neuronal connectivity in Caenorhabditis elegans // J. Neurosci. — 2005. — V. 25. — P. 7159–7168.

5. Mineur Y.S., Obayemi A., Wigestrand M.B., Fote G.M., Calarco C.A., Li A.M., Picciotto M.R. Cholinergic signaling in the hippocampus regulates social stress resilience and anxiety— and depression-like behavior // PNAS. — 2013. — V. 110. — P. 3573–3578.

6. Trabace L., Zotti M., Colaianna M., Morgese M.G., Schiavone S., Tucci P., Harvey B.H., Wegener G., Cuomo V. Neurochemical differences in two rat strains exposed to social isolation rearing // Acta Neuropsychiatrica. — 2012. — V. 24. — P. 286–295.

7. Fischer C.W., Liebenberg N., Elfving B., Lund S., Wegener G. Isolation-induced behavioral changes in a genetic animal model of depression // Behav. Brain Res. — 2012. — V. 230. — P. 85–91.

8. Picciotto M.R., Higley M.J., Mineur Y.S. Acetylcholine as a neuromodulator: cholinergic signaling shapes nervous system function and behavior // Neuron. — 2012. — V. 76. — P. 116–129.

9. Belujon P., Grace A.A. Hippocampus, amigdala, and stress: interacting systems that affect susceptibility to addiction // Ann. NY Acad. Sci. — 2011. — V. 1216. — P. 114–121.

10. Gilad G.M. The stress-induced response of the septo-hippocampal cholinergic system. A vectorial outcome of psychoneuroendocrinological interactions // Psychoneuroendocrinology. — 1987. V. 12. — P. 167–184.

11. Sattelle D.B. Invertebrates nicotinic acetylcholine receptors — targets for chemicals and drugs important in agriculture, veterinary medicine and human health // J. Pesti. Sci. — 2009. — V. 34. — P. 233–240.

12. Jospin M., Qi Y.B., Stawicki T.M., Boulin T., Schuske K.R., Horvitz R., Bessereau J.-L., Jorgensen E.M., Jin Y. A neuronal acetylcholine receptor regulates the balance of muscle excitation and inhibition in Caenorhabditis elegans // PLoS Biology. — 2009. — V. 7. — P. e1000265.

13. Brenner S. The genetics of Caenorhabditis elegans // Genetics. — 1974. — V. 77. — P. 71–94.

14. Gottshalk A., Almedon R.B., Schedletzky T., Anderson S.D., Yates J.R. III, Schafer W.R. Identification and characterization of novel nicotinic-receptor-associated proteins in Caenorhabditis elegans // The EMBO J. — 2005. — V. 24. — P. 2566–2578.

15. Kalinnikova T.B., Shagidullin R.R., Kolsanova R.R., Osipova E.B., Zakharov S.V., Gainutdinov M.Kh. Acetylcholine deficiency in Caenorhabditis elegans induced by hyperthermia can be compensated by ACh-esterase inhibition or activation of GAR-3 mAChRs // Environment and Natural Resources Research — 2013 — V. 3. — P. 98–113.

16. Chase D.L., Pepper J.S., Koelle M.R. Mechanism of extrasynaptic dopamine signaling in Caenorhabditis elegans // Nature Neurosci. — 2004. — V. 7. — P. 1096–1103.

17. Tissenbaum H.A., Hawdon J., Perregaux M., Hotez P., Guarente L., Ruvkin G. A common muscarinic pathway for diapause recovery in the distantly related nematode species Caenorhabditis elegans and Ancylostoma caninum // PNAS. — 2000. — V. 97. — P. 460–465.

18. Колсанова Р.Р., Белова Е.Б., Гайнутдинов М.Х., Калинникова Т.Б. Сенситизация н-холинорецепторов как новый механизм адаптации почвенной нематоды Caenorhabditis elegans к действию теплового стресса и высокой плотности особей в популяции // Сборник научных трудов Института проблем экологии и недропользования АН РТ. — Казань: Отечество, 2014. — С. 134–145.

О статье

Авторы: Белова Е.Б., Колсанова Р.Р., Гайнутдинов М.Х., Калинникова Т.Б.

Год: 2016

Главный редактор

Сергей Александрович
МИРОШНИКОВ

© Электронное периодическое издание: ВЕСТНИК ОГУ on-line (VESTNIK OSU on-line), ISSN on-line 1814-6465
Зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
Свидетельство о регистрации СМИ: Эл № ФС77-37678 от 29 сентября 2009 г.
Учредитель: Оренбургский государственный университет (ОГУ)
Главный редактор: С.А. Мирошников
Адрес редакции: 460018, г. Оренбург, проспект Победы, д. 13, к. 2335
Тел./факс: (3532)37-27-78 E-mail: vestnik@mail.osu.ru