Реакции идентифицированных кардиорегуляторных нейронов ЦНС моллюска Lymnaea stagnalis в условиях гипергликемии и при действии инсулина

  • Александр Викторович Сидоров Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь https://orcid.org/0000-0002-1711-7868
  • Виктория Николаевна Шаденко Республиканский научно-практический центр психического здоровья, Долгиновский тракт, 152, 220053, г. Минск, Беларусь
  • Виктор Бернардович Казакевич Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
DOI: https://doi.org/10.33581/2521-1722-2019-3-49-58

Аннотация

Возрастание содержания глюкозы в гемолимфе (с 0,09 (0,08; 0,10) до 0,54 (0,44; 0,69) ммоль/л), а также внутриполостная инъекция инсулина (0,05 МЕ/г) приводят к 10 –20-процентному увеличению частоты сердечных сокращений по сравнению с контрольной группой. В отношении идентифицированных пептидергических нейронов V.D.1 и R.Pa.D.2 установлено разнонаправленное влияние глюкозы (10 ммоль/л) и инсулина (0,2 МЕ) – возрастание (в 1,6 раза) и снижение (в 2,3 раза) частоты их импульсации соответственно. Действие указанных веществ инициирует появление синаптических входов на мембране нейрона R.Pa.D.1, свидетельствующих об активации кардиорегуляторного ритма в центральных нервных ганглиях Lymnaea. Предполагается, что колебания уровня глюкозы вовлечены в процессы нейрогенной кардиорегуляции у моллюсков.

Биографии авторов

Александр Викторович Сидоров, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

доктор биологических наук, профессор; профессор кафедры физиологии человека и животных биологического факультета

Виктория Николаевна Шаденко , Республиканский научно-практический центр психического здоровья, Долгиновский тракт, 152, 220053, г. Минск, Беларусь

научный сотрудник лаборатории клинико-эпидемиологических исследований

Виктор Бернардович Казакевич , Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

кандидат биологических наук, доцент; доцент кафедры физиологии человека и животных биологического факультета

Литература

  1. Svensson E, Apergis-Schoute J, Burnstock G, Nusbaum MP, Parker D, Schiöth HB. General principles of neuronal co-transmission: insights from multiple model systems. Frontiers in Neural Circuits. 2018;12:117. DOI: 10.3389/fncir.2018.00117.
  2. Bilotta F, Lauretta MP, Tewari A, Haque M, Hara N, Uchino H, et al. Insulin and the brain: a sweet relationship with intensive care. Journal of Intensive Care Medicine. 2017;32(1):48–58. DOI: 10.1177/0885066615594341.
  3. Zhuravlev VL. [Mechanisms of neurohumoral control of gastropods heart]. Zhurnal evolyutsionnoi biokhimii i fiziologii. 1999; 35(2):65–77. Russian.
  4. Sidorov AV. Funktsional’naya aktivnost’ nervnykh tsentrov bespozvonochnykh [Nerve centers functional activity in invertebrates]. Minsk: Belarusian State University; 2011. 247 p. Russian.
  5. Veldhuijzen JP. Effects of different kinds of food, starvation and restart of feeding on the haemolymph-glucose of the pond snail Lymnaea stagnalis. Netherlands Journal of Zoology. 1975;25(1):89 –102. DOI: 10.1163/002829675X00146.
  6. Soltanov VV, Burko VE. [Computer programs for electrophysiological data-processing]. News of biomedical sciences. 2005; 1:91– 95. Russian.
  7. Shadenko VN, Sidorov AV. Induction of experimental hyperglycemia in mollusc Lymnaea stagnalis after animal’s incubation in high-concentrated glucose solution. Journal of the Belarusian State University. Biology. 2019;1:79 – 84. DOI: 10.33581/2521-17222019-1-79-84.
  8. Glantz S. Primer of Biostatistics. New York: McGraw-Hill, Inc.; 1994.
  9. Safonova TA, Zhuravlev VL, Nozdrachev AD. Kardiorespiratornaya sistema mollyuskov: struktura, funktsii, mekhanizmy regulyatsii [Cardiorespiratory system of molluscs: structure, functions, regulatory mechanisms]. Saint Petersburg: Publishing House of Saint Petersburg University; 2008. 244 p. Russian.
  10. Zhuravlev VL, Safonova TA, Kadyrova KK. [Synchronization of neuronal activity and heart beating in pond snail Lymnaea stagnalis]. Vestnik Leningradskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya 3. 1989;2:61– 68. Russian.
  11. Smit AB, Vreugenhil E, Ebberink RHM, Geraerts WPM, Klootwijk J, Joosse J. Growth-controlling molluscan neurons produce the precursor of an insulin-related peptide. Nature. 1988;331:535–538. DOI: 10.1038/331535a0.
  12. Kits KS, Bobeldijk RC, Crest M, Lodder JC. Glucose-induced excitation in molluscan central neurons producing insulin-related peptides. Pf lügers Archiv: European Journal of Physiology. 1991;417(6):597– 604. DOI: 10.1007/bf00372957.
  13. Bogerd J, Geraerts WP, Van Heerikhuizen H, Kerkhoven RM, Joosse J. Characterization and evolutionary aspects of a transcript encoding a neuropeptide precursor of Lymnaea neurons, VD1 and RPD2. Brain Research. Molecular Brain Research. 1991;11:47–54. DOI: 10.1016/0169-328x(91)90020-x.
  14. Buck LB, Bigelow JM, Axel R. Alternative splicing in individual Aplysia neurons generates neuropeptide diversity. Cell. 1987; 51(1):127–133. DOI: 10.1016/0092-8674(87)90017-1.
  15. Kerkhoven RM, Ramkema MD, Van Minnen J, Croll RP, Pin T, Boer HH. Neurons in a variety of molluscs react to antibodies raised against the VD1 / RPD2 a-neuropeptide of the pond snail Lymnaea stagnalis. Cell and Tissue Research. 1993;273(2):371–379. DOI: 10.1007/bf00312840.
  16. Kononenko NL, Zhukov VV. Neuroanatomical and immunocytochemical studies of the head retractor muscle innervation in the pond snail, Lymnaea stagnalis L. Zoology (Jena). 2005;108(3):217–237. DOI: 10.1016/j.zool.2005.04.003.
  17. Sidorov AV. Effect of hydrogen peroxide on electrical coupling between identified Lymnaea neurones. Invertebrate Neuroscience. 2012;12(1):63– 68. DOI: 10.1007/s10158-012-0128-7.
  18. Van Aardt WJ. Quantitative aspects of the water balance in Lymnaea stagnalis (L.). Netherlands Journal of Zoology. 1967; 18(3):253–312. DOI: 10.1163/002829668X00018.
  19. Sidorov AV, Kazakevich VB. Temperature dependence of the central regulation of cardiac activity of mollusk Lymnaea stagnalis. In: Ulaschyk VS, editor. Problemy regulyatsii vistseral’nykh funktsii. Kniga 1 [Problems of regulation of visceral functions. Book 1]. Minsk: RIVSh; 2008. p. 212–216. Russian.
  20. Sidorov AV, Kazakevich VB. Dependence of electric activity of motoneurons and locomotor behavior of Lymnaea stagnalis on environmental temperature. Journal of Evolutionary Biochemistry and Physiology. 2001;37(3):252–257. DOI:10.1023/A:1012667206908.
  21. Sidorov AV. Effects of temperature on respiration, defensive behavior and locomotion of fresh water snail Lymnaea stagnalis. Zhurnal vysshei nervnoi deyatel’nosti im. I. P. Pavlova. 2003;53(4):513–517. Russian.
Опубликован
2019-11-01
Ключевые слова: электрическая активность, сердце, глюкоза, инсулин
Поддерживающие организации Работа выполнена при финансовой поддержке Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований (проект № Б07К-041) и в рамках государственной программы научных исследований «Конвергенция-2020» (задание 3.10.2).
Как цитировать
Сидоров, А. В., Шаденко , В. Н., & Казакевич , В. Б. (2019). Реакции идентифицированных кардиорегуляторных нейронов ЦНС моллюска Lymnaea stagnalis в условиях гипергликемии и при действии инсулина. Экспериментальная биология и биотехнология, 3, 49-58. https://doi.org/10.33581/2521-1722-2019-3-49-58
Выпуск
№ 3 (2019): Журнал Белорусского государственного университета. Биология
Раздел
Клеточная биология и физиология

Copyright (c) 2019 Журнал Белорусского государственного университета. Биология

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).