Роль генома в пластических изменениях нервной ткани

Роль генома в пластических изменениях нервной ткани может проявляться в различных вариантах. Доказана генетическая детерминированность силы возбудительного процесса, где генотип материнского организма определяет подвижность нервных процессов. Наследуется такое фундаментальное свойство нервной системы, как возбудимость. У видов, пород и рас животных, имеющих высокую нервно-мышечную возбудимость, наблюдается и более высокая пищевая возбудимость и более высокие показатели силы возбуждения. По наследству может передаваться повышенная способность к тому или иному виду обучения (например, в опытах на крысах – это преодоление лабиринта).

Возможно множественное влияние одного и того же гена, например, в контроле порога возбудимости нервной системы, содержания нейроактивных соединений и способности к обучению (образованию оборонительных условных рефлексов).

Могут наблюдаться анатомические изменения мозга. Так, у крыс с высоким уровнем условно-рефлекторной деятельности обнаружена большая ширина сенсомоторной области коры, большие размеры зубчатой фасции, мозолистого тела с большим числом миелинизированных волокон. Генетически детерминированные структурные особенности захватывают и лимбическую систему мозга, поэтому у хорошо обучающихся крыс по сравнению с животными с низким уровнем возбудимости и скорости образования условных рефлексов происходит увеличение: а) ширины лимбической коры; б) размера клеток ядер гипоталамуса и амигдалы; в) числа глиальных клеток свода.

Реализация генетической информации, закодированной в молекуле ДНК и ядре нервной клетки, осуществляется при непосредственном участии химических факторов самой цитоплазмы клетки. Помимо широко известных первичных химических посредников-нейромедиаторов, с помощью которых информация передается к нервной клетке и активирует ее в соответствии с присущей ей собственной генетической программой, в настоящее время в самостоятельную категорию метаболических факторов выделены вторичные посредники (мессенджеры). В первую очередь к ним относят циклический аденазинмонофосфат (цАМФ), выполняющий функцию универсального клеточного регулятора.

Ионы кальция также относят к категории вторичных посредников, от которых зависят как пресинаптические, так и постсинаптические процессы клетки и формирование ее электрической активности. Вслед за открытием рецептора кальция, т.е. белка кальмодулина, было установлено, что он регулирует синтез и распад цАМФ. Важную роль в этом процессе играют стероидные гормоны, которые реализуют свои эффекты, минуя систему вторичных посредников. В отличие от пептидных гормонов стероидные гормоны уже имеют собственные возможности проникновения в нервную клетку, где они связываются непосредственно с ее ядром.