Роль белкового синтеза в консолидации энграмм
Доказано, что любой процесс обучения сопровождается выработкой специфических полипептидов и особых мозгоспецифических белков. Данные процессы белкового синтеза совершенно неэффективны в ближайшее время после получения информации, когда активна фаза кратковременной памяти. Однако позднее синтез новых молекул становится критически важным для формирования долгосрочной памяти.
Именно благодаря белкам происходит консолидация энграмм — структурное и функциональное закрепление следа памяти в нервной системе.
Влияние блокаторов на процессы запоминания
Участие белков в механизмах памяти было достоверно подтверждено в экспериментах с использованием ингибиторов (блокаторов) белкового синтеза. Эти вещества позволили доказать, что формирование долгосрочной памяти невозможно без образования новых белковых молекул.
Основные блокаторы и их эффекты:
- Пуромицин. Механизм его действия заключается в преждевременном снятии строящейся молекулы белка с рибосом. Если ввести его уже обученным животным, время сохранения навыка сокращается. Если применить препарат до обучения, кратковременная память сохраняется, и скорость выработки новых навыков не меняется, однако процесс их закрепления грубо нарушается.
- Циклогексимид (вызывает блокаду трансляции на рибосомах) и Актиномицин Д (осуществляет блокаду транскрипции). Данные вещества эффективно подавляют ранее выработанные навыки. Если угнетение синтеза белка происходит непосредственно во время обучения, приобретенный навык сохраняется очень недолго — от нескольких минут до одного часа.
Важный вывод: При использовании ингибиторов глубокие нарушения памяти всегда регистрируются через 1–2 часа после их введения, что соответствует времени перехода информации в долговременное хранилище.
Специфические белки мозга (по Х. Хидену)
В процессе обучения, а также при сопутствующих реакциях гликолиза в нейронах, наблюдается активное накопление специфических белков в различных структурах мозга. Ряд таких мозгоспецифических белков, участвующих в процессах памяти, был выделен исследователем Х. Хиденом.
Ключевые белки, задействованные в процессах памяти:
- Белок S-100. Рассматривается авторами исследований как глиальный белок. При обучении он преимущественно накапливается в гиппокампе. Его главная функция — активное взаимодействие с наружной и сократительными мембранами нейронов. Этот процесс протекает только при обязательном участии ионов кальция (Ca^{2+}).
- Белок 14-3-2. По своей химической природе данный белок представляет собой энзим (фермент). В отличие от S-100, его максимальное накопление происходит в коре головного мозга.
Помимо указанных полипептидов, в процессах сохранения информации важную роль играют холинорецептивный белок и фермент ацетилхолинэстераза, обеспечивающие полноценную работу синаптического аппарата.
Для запоминания локализации специфических белков: белок «Сто» (S-100) концентрируется в «Старом» мозге — гиппокампе, а «цифры» (14-3-2) уходят в высший отдел — кору головного мозга.
Вопросы с занятий и экзамена
Влияют ли блокаторы синтеза белка на кратковременную память?
Нет, эксперименты показывают, что при введении блокаторов (например, пуромицина) до обучения скорость выработки первичных навыков не меняется, кратковременная память остается полностью сохраненной.
Через какое время после введения ингибиторов развиваются нарушения памяти?
Глубокие нарушения памяти и утрата навыков наблюдаются через 1–2 часа после введения блокаторов, когда должен был произойти переход информации в долговременную память.
В чем заключается функция белка S-100?
Белок S-100, который преимущественно накапливается в гиппокампе и считается глиальным белком, активно взаимодействует с наружной и сократительными мембранами нейронов при участии ионов кальция.
Что ещё разобрать по теме
- Молекулярные механизмы взаимодействия белка S-100 с ионами кальция и мембранами
- Роль реакций гликолиза в накоплении мозгоспецифических белков в нейронах
- Различия в механизмах действия циклогексимида и актиномицина Д
- Участие холинорецептивного белка и ацетилхолинэстеразы в процессах памяти
Разберите тему целиком в курсе «Физиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Белки памяти» и ещё 4 085 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 106 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Память»
Бесплатные видеоуроки: физиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.