Способ изменения условий синаптической передачи в срезах гиппокампа мозга лабораторного животного

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ИЗМЕНЕНИЯ УСЛОВИЙ СИНАПТИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ В СРЕЗАХ ГИППОКАМПА МОЗГА ЛАБОРАТОРНОГО ЖИВОТНОГО(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт физиологии Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Кульчицкий Владимир Адамович Гаркун Юрий Сергеевич Белоенко Евгений Дмитриевич Улащик Владимир Сергеевич Кульчицкий Станислав Владимирович Денисов Андрей Анатольевич Ильясевич Инесса Александровна(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт физиологии Национальной академии наук Беларуси(57) Способ изменения условий синаптической передачи в срезах гиппокампа мозга лабораторного животного путем воздействия, при котором проводят перфузию срезов гиппокампа мозга раствором искусственной цереброспинальной жидкости, содержащим натриевую соль хондроитинсульфата в концентрации 0,001-0,1 . 10506 1 2008.04.30 Изобретение относится к медицине, к разделу клиническая и экспериментальная нейрофизиология. Известен способ регуляции эффективности синаптической передачи в срезах гиппокампа головного мозга лабораторных животных путем перфузии срезов мозга растворами,содержащими субстанции, обладающие заведомо известной нейротропной активностью 1. Указанный способ 1 является прототипом по отношению к заявляемому. Общим признаком для заявляемого способа и прототипа является воздействие на срезы гиппокампа раствором, содержащим субстанции, изменяющие условия передачи сигналов в нервной системе. Однако в способе-прототипе в качестве таких субстанций используются модуляторы функционального состояния глутаматных рецепторов, обладающие заведомо известной нейротропной активностью 1. Применение таких субстанций позволяет решать узкий круг вопросов нейрофизиологии, в основном, связанный с изучением механизмов синаптической пластичности в мозге при применении фармакологических и иных препаратов,действие которых проявляется лишь в нервной ткани. Подобная экспериментальная и, как следствие, терапевтическая тактика ограничивает возможности лечения разнообразных нарушений функций мозга, поскольку не учитывает гипотетическую возможность костной и хрящевой тканей продуцировать во внутреннюю среду организма регуляторные субстанции в ответ на поток нервных сигналов к этим эффекторам, которые способны опосредованно изменять функциональное состояние мозга. Задачей заявляемого способа является возможность опосредованного влияния на функции нервных клеток за счет воздействия на внеклеточный матрикс мозга. Поставленная задача достигается следующим образом. Предложен способ изменения условий синаптической передачи в срезах гиппокампа мозга лабораторного животного путем воздействия, при котором проводят перфузию срезов гиппокампа мозга раствором искусственной цереброспинальной жидкости, содержащим натриевую соль хондроитинсульфата в концентрации 0,001-0,1 . Натриевая соль хондроитинсульфата представляет собой экстракт из костной и хрящевой ткани крупного рогатого скота и является кислым мукополисахаридом 2, применяемым в травматологии и ортопедии 3. Данные проведенных экспериментов показывают, что указанная соль способна изменять процесс передачи нервных импульсов за счет влияния на внеклеточный матрикс мозга. Модификация функционального состояния внеклеточного матрикса мозга сказывается на функционировании нервных клеток, включая передачу нервных сигналов. На фигуре представлено А - изменение амплитуды возбуждающих постсинаптических потенциалов в СА 1 области гиппокампа при аппликации натриевой соли хондроитинсульфата на срез гиппокампа. Б - изменение амплитуды популяционных спайков в 1 области гиппокампа при аппликации натриевой соли хондроитинсульфата на срез гиппокампа. Пример Берут подготовленные по стандартной методике срезы гиппокампа 1, которые перфузируют раствором искусственной цереброспинальной жидкости 1, в которую добавляют натриевую соль хондроитинсульфата в концентрациях 0,1-0,001 . Через 30 с после начала перфузии срезов гиппокампа раствором натриевой соли хондроитинсульфата в концентрациях 0,1-0,001 происходит увеличение амплитуды и продолжительности вызванных ответов в СА 1 области гиппокампа в ответ на парную стимуляцию коллатералей Шаффера. Через 90 с (в частности, на фиг. А - при перфузии 0,1 раствором натриевой соли хондроитинсульфата и Б - при перфузии 0,001 раствором натриевой соли хондроитинсульфата) амплитуда возбуждающих постсинаптических потенциалов и популяционных спайков достигает максимума и начинает снижаться. Через 2 10506 1 2008.04.30 две с половиной минуты после начала перфузии натриевой соли хондроитинсульфата амплитуда вызванных ответов в СА 1 области гиппокампа в ответ на парную стимуляцию коллатералей Шаффера полностью блокируется (фиг.). Блокада возбуждающих постсинаптических потенциалов и популяционных спайков в срезах гиппокампа после периода активации (о чем свидетельствовало первоначальное возрастание амплитуды ответов, зафиксированное выше) при применении субстанций, полученных из хрящевой ткани, свидетельствует о реальной возможности контроля эффективности синаптической передачи в нервной ткани с помощью эндогенных препаратов, нейротропная активность которых до этого не была известна. Поскольку срезы гиппокампа традиционно используются для изучения механизмов памяти, поведения и процессов, связанных с условиями формирования возбуждающих и тормозных потенциалов в нервной ткани 1, то полученные в процессе экспериментов результаты целесообразно рассматривать не только в аспекте локального участка мозга (гиппокампа), но и всего мозга в целом. Следовательно, натриевая соль хондроитинсульфата, являющаяся эндогенной субстанцией, продуцируемой в организме вне ткани мозга (в частности в костной и хрящевой ткани), служит в качестве эффективного регулятора передачи сигналов в нервной ткани за счет воздействия не на рецепторы нервных клеток, а на внеклеточный матрикс, окружающий нейроны. Таким образом, предложен принципиально новый способ контроля эффективности синаптической передачи в срезах гиппокампа головного мозга лабораторных животных,основанный на применении эндогенных субстанций, продуцируемых в хрящевой и костной ткани, т.е., в организме, но вне мозга, и влияющих на внеклеточный матрикс, окружающий нейроны. Данный способ является обоснованием для развития перспективных приемов в нейрофармакологии, основанных на применении в качестве психотропных и нейротропных препаратов эндогенных субстанций, продуцируемых в тканях и системах организма вне центральной нервной системы, и влияющих на функциональное состояние нейронов за счет опосредованного действия на внеклеточный матрикс, окружающий нервные клетки. Способ расширяет возможности эффективного контроля передачи сигналов в нервной системе, что особенно значимо для регуляции функций мозга при разнообразных его заболеваниях. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3