Элементы Элементы большой науки

Поставить закладку

Напишите нам

Карта сайта

Содержание
Энциклопедия
Новости науки
LHC
Картинка дня
Библиотека
Видеотека
Книжный клуб
Задачи
Масштабы: времена
Детские вопросы
Плакаты
Научный календарь
Наука и право
ЖОБ
Наука в Рунете

Поиск

Подпишитесь на «Элементы»


ВКонтакте
в Твиттере
в Фейсбуке



Библиотека

 
Ф. Вильчек
«Красота физики». Глава из книги


К. Каренина, А. Гилёв
Зачем степи артезианы?


Н. Резник
Густой волос и низкий голос


Дж. Бэрроу
«История науки в знаменитых изображениях». Глава из книги


М. Борисов
Хеопс на подошве Имхотепа и сад камней


С. Дробышевский
«Европейский папуас», или «Человек мира»: мужчина с Маркиной горы


М. Москалева
Студенты МГУ против лженауки


Ж. Резникова
И даман поманил за собой


В. Сурдин
Поиски новых планет


С. Горбунов
Сeratotherium simum cottoni. Последний из могикан







Главная / Новости науки версия для печати

Раки тоже тревожатся


Флоридский рак — всеядный обитатель пресноводных водоемов, излюбленный объект аквариумистов. Теперь стал он героем нового научного сюжета о том, как ведут себя эти беспозвоночные после испытанного стресса

Флоридский рак — всеядный обитатель пресноводных водоемов и излюбленный объект аквариумистов — стал героем нового научного сюжета о том, как ведут себя эти беспозвоночные после испытанного стресса. Фото с сайта www.akwarium.su

Французские ученые выполнили любопытное исследование на флоридских раках. В экспериментах они заставили раков испытывать стресс и тревогу — конечно, на их, рачий, манер — а затем доказали, что тревожное поведение раков регулируется теми же нейромедиаторами, что и у позвоночных животных.

Французские ученые из Аквитанского института общей и когнитивной нейробиологии (Таланс), Университета Бордо и Института нейродегенеративных заболеваний (Бордо) изучали поведение флоридских раков (Procambarus clarkii) в стрессовых условиях. В серии экспериментов ученым удалось выявить симптомы тревожного состояния, вызванного стрессом: как выяснилось, после перенесенного стресса раки стараются спрятаться от света. Ученые помещали раков в крестообразный аквариум, у которого два рукава освещались, а два оставались темными. Раки из контрольной группы — те, которых в буквальном смысле оставили в покое, — в темных и светлых рукавах находились примерно сходное время (всё же немного дольше в темных отсеках). Перед светлым рукавом они замирали на некоторое время, не решаясь отправиться туда сразу. Перед темным рукавом их раздумья длились в два раза меньше. Но после воздействия стрессового фактора — электрического тока — раки предпочитали темные рукава. В результате время, проведенное в светлых отсеках, сокращалось в 3–4 раза.

Рак в экспериментальном аквариуме (слева вверху), в котором два рукава освещены, а два — темные

Рак в экспериментальном аквариуме (слева вверху), в котором два рукава освещены, а два — темные. В спокойном состоянии раки одинаково часто заползают в темные и светлые отсеки, проводя в них примерно сходное время, тогда как после стресса резко увеличивается предпочтение темных отсеков (графики справа вверху). Слева внизу прорисован маршрут рака из контрольной группы, а справа внизу после стресса. Рисунок из обсуждаемой статьи в Science

Известно, что основным нейромедиатором, контролирующим тревожное поведение, является серотонин: его повышенный уровень ассоциируется с усилением тревожности. Это справедливо для позвоночных животных, и в том числе для человека. А для раков? Оказывается, и для раков тоже. Это доказали двумя разными способами. Во-первых, прямые измерения показали, что после стресса в головном ганглии рака уровень серотонина оказался повышенным. Во-вторых, участие серотонина в формировании специфичного симптома было доказано экспериментально. Ученые делали инъекции серотонина ракам, не испытавшим стресс. И раки добросовестно продемонстрировали характерное избегание освещенных отсеков. Более того, оказалось, что если после стрессового шока ракам ввести классические антагонисты серотонина (миансерин и метисергид), то симптомы тревоги исчезают: раки заползают и в темные, и в светлые отсеки. Помимо этого анализы показали повышение уровня глюкозы в гемолимфе у рака, испытавшего стрессовый шок. Это тоже характерно для стрессового ответа у позвоночных животных.

Еще в середине XX века для сглаживания симптомов тревожности (у человека, естественно) стали применяться бензодиазепины. Они усиливают тормозящее действие ГАМК на возбудимость нейронов, с этим свойством связано действие бензодиазепинов в качестве седативных и успокаивающих средств. Ученые применили эти препараты и для «лечения» тревожного состояния раков. Если после стресса ракам ввести бензодиазепин, то симптомы тревоги не проявляются. То же самое наблюдалось, когда тревожное состояние было вызвано не стрессом, а инъекцией серотонина: раки хоть и в замедленном темпе, но всё же с равной охотой заползали в темные и светлые рукава. Иными словами, бензодиазепин у рака сработал так же, как и у человека.

Маршрут рака в крестообразном лабиринте после инъекций: серотонина (слева), серотонина и бензодиазепина (в центре), бензодиазепина после стрессового стимула

Маршрут рака в крестообразном лабиринте после инъекций: серотонина (слева), серотонина и бензодиазепина (в центре; заметно замедление движений, вызванное серотонином, при этом нет предпочтений темным рукавам), бензодиазепина после стрессового стимула (справа; тоже нет предпочтений темным рукавам). Рисунок из обсуждаемой статьи в Science

Все эти опыты намечают общую схему регуляции стрессового ответа у рака. В ответ на стрессовый фактор в головном ганглии рака поднимается уровень серотонина. Серотонин вызывает двоякое действие: во-первых, ускоряется метаболизм, обеспечивая готовность к быстрой реакции. В результате регистрируется повышенный уровень глюкозы в гемолимфе. Во-вторых, появляются симптомы тревожного поведения, направленного на предупреждение повторного стресса. Тревожность сглаживается ГАМК, сродство ГАМК к рецепторам увеличивается под действием бензодиазепинов. Инъекции основных агентов, участвующих в этой схеме, могут модулировать поведение рака. Так, инъекция серотонина увеличивает уровень тревожности. Инъекция антагониста серотонина, введенная до начала действия стрессового фактора, сглаживает симптомы тревоги, а также предотвращает повышение уровня глюкозы в гемолимфе. Зато инъекция бензодиазепина, введенная раку после стресса, успокаивает тревогу, как и положено этому препарату; но при этом содержание глюкозы всё равно оказывается повышенным.

Схема работы основных агентов, обеспечивающих стрессовый ответ у рака. 5HT — серотонин, GABA — ГАМК, СDZ — бензодиазепин

Схема работы основных агентов, обеспечивающих стрессовый ответ у рака. 5HT — серотонин, GABA — ГАМК, СDZ — бензодиазепин. «+» — усиление тревожности, «–» — сглаживание тревожности. Из дополнительных материалов к обсуждаемой статье из Science

Важно, что эта генеральная схема срабатывает и у позвоночных, и у беспозвоночных животных при очевидных анатомических различиях в строении их нервных систем. Если это так, то формирование основных слагаемых этой схемы — ГАМК, серотонина и его антагонистов, дофамина — уходит корнями к начальным этапам становления нервной системы животных. Таким образом, обеспечивается общий ответ на стресс, который выражается в мобилизации энергетических резервов организма и в поведенческой реакции, направленной на предотвращение дальнейшего стресса.

Естественно, существование генеральной нейрорегуляторной схемы не означает, что раки испытывают те же чувства, что и человек или кролик. Сходные действующие нейромедиаторы не предполагают одинакового эмоционального результата (не стоит в красках представлять, как рак волнуется и переживает при виде укропа и кипящей воды). Они, нейромедиаторы, всего лишь действуют так, чтобы раки смогли приспособиться к своим стрессовым факторам и адекватно на них среагировать.

Неожиданное сходство в регуляции поведенческих реакций у позвоночных и беспозвоночных открывает интереснейшую перспективу в изучении эволюции нервной системы. Ведь нервная система призвана обеспечивать известную гибкость поведения в условиях изменчивых условий среды.

Источник: Pascal Fossat, Julien Bacqué-Cazenave, Philippe De Deurwaerdère, Jean-Paul Delbecque, Daniel Cattaert. Anxiety-like behavior in crayfish is controlled by serotonin // Science. 2014. V. 344. P. 1293–1295.

Елена Наймарк


Комментарии (3)



Последние новости: НейробиологияМолекулярная биологияЕлена Наймарк

26.05
Очертания видового ареала определяются экологическими свойствами вида
18.05
Обнаружены одноклеточные организмы с ядром, но без митохондрий
12.05
Атмосферное давление на древней Земле было в два раза ниже современного
3.05
Создан семантический атлас человеческого мозга
28.04
Малыши гигантских динозавров росли очень быстро
19.04
Птицы учатся строить гнезда у своих знакомых
12.04
Рибоза и другие сахара могут синтезироваться в частицах межзвездного льда под действием ультрафиолетового излучения
7.04
Клетки глиобластомы соединены сетью микротрубок, обеспечивающих рост опухоли и ее устойчивость к терапии
5.04
Хоббиты с острова Флорес оказались вчетверо старше
4.04
В мозге рыб обнаружен переключатель, настраивающий на победу или поражение в драке


Новости науки по темам: антропология, археология, астрономическая научная картинка дня, астрономия, биология, биотехнологии, генетика, геология, затмения, информационные технологии, космос, лингвистика, математика, медицина, нанотехнологии, наука в России, наука и общество, Нобелевские премии, палеонтология, Первое апреля, психология, технологии, физика, химия, эволюция, экология, энергетика, этология

Новости науки по авторам: Валентин Анаников, Дарья Баранова, Вера Башмакова, Александр Бердичевский, Максим Борисов, Варвара Веденина, Александр Венедюхин, Михаил Волович, Михаил Гарбузов, Алексей Гиляров, Дмитрий Гиляров, Сергей Глаголев, Евгений Гордеев, Николай Горностаев, Владимир Гриньков, Дмитрий Дагаев, Юрий Ерин, Анастасия Еськова, Дмитрий Жарков, Андрей Журавлёв, Дмитрий Замолодчиков, Игорь Иванов, Вячеслав Калинин, Павел Квартальнов, Мария Кирсанова, Дмитрий Кирюхин, Александр Козловский, Юлия Кондратенко, Артем Коржиманов, Ольга Кочина, Виталий Кушниров, Иван Лаврёнов, Алексей Левин, Андрей Логинов, Сергей Лысенков, Лейла Мамирова, Александр Марков, Мария Медникова, Вадим Мокиевский, Григорий Молев, Тарас Молотилин, Марат Мусин, Максим Нагорных, Елена Наймарк, Алексей Опаев, Петр Петров, Александр Пиперски, Константин Попадьин, Сергей Попов, Роман Ракитов, Татьяна Романовская, Александр Самардак, Александр Сергеев, Андрей Сидоренко, Виктория Скобеева, Даниил Смирнов, Дарья Спасская, Любовь Стрельникова, Алексей Тимошенко, Александр Токарев, Мария Шнырёва, Сергей Ястребов, Светлана Ястребова

Новости науки по месяцам: 2016 V, IV, III, II, I  2015 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2014 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2013 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2012 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2011 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2010 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2009 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2008 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2007 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2006 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2005 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I 

Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru):

 


Где еще почитать научные новости: «Биомолекула», «Вокруг света», Газета.ру. Наука, «Наука и жизнь», Наука и технологии РФ, «Научная Россия», «Популярная механика», РИА Наука, «Чердак», N+1, Naked Science

 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия