Влияние гипоксии на обучение и память у дрозофилы при дисбалансе кинуренинов

Биохимические каскады, активируемые в ответ на стрессорное воздействие, вносят вклад и в когнитивные функции – обучение и формирование памяти. Общность механизмов, лежащих в основе этих процесcов, позволяет посредством арсенала нейрологических мутаций дрозофилы и использования различных экстремальных воздействий расширить представления о формировании адаптивных реакций. С точки зрения поиска мишеней гипоксического воздействия крайне интересны мутантные линии дрозофилы с нарушением кинуренинового пути обмена триптофана (КПОТ). Дисбаланс уровня метаболитов КПОТ происходит при воспалительных и дегенеративных заболеваниях ЦНС, что свидетельствует об их влиянии на процессы синаптической пластичности, регулирующие формирование памяти и обучения. Цель работы состояла в исследовании влияния нарушений КПОТ на сохранение целостности генетического аппарата и способность к обучению и формированию среднесрочной памяти (ССП) у дрозофилы в условиях гипоксии. Проведена оценка способности к обучению и формированию ССП в парадигме условно-рефлекторного подавления ухаживания у самцов дрозофилы линии дикого типа Canton S и мутанта cd (накопление 3-гидроксикинуренина, 3НОК) при действии гипоксии. Иммунохимическое исследование двухцепочечных разрывов (ДЦР) ДНК в нервных ганглиях личинок показало, что у CS в ответ на гипоксическое воздействие наблюдается увеличение свечения, что соответствует высокому уровню ДЦР. Для мутанта cd характерен изначально высокий по сравнению с CS уровень свечения, не изменяющийся при действии гипоксии, что подтверждает двойственный эффект 3НОК, обладающего как прооксидантной, так и антиоксидантной активностью. Анализ когнитивного поведения показал, что воздействие гипоксии во время тренировки не оказывает достоверного влияния на обучение и ССП, как у CS, так и у мутанта cd. Гипоксическое воздействие до тренировки также не затрагивает процессы обучения и памяти у дикого типа, однако мутант cd в этом варианте демонстрирует нарушение ССП. В то же время, действие гипоксии после тренировки приводит к достоверному снижению индекса обучения (ИО) сразу после тренировки у обеих линий. Однако спустя 3 ч у CS он возвращается к уровню интактного контроля, а у cd так и остается достоверно сниженным. Полученные данные позволяют говорить о том, что запуск клеточной реакции на гипоксию влечет за собой активацию каскадов, значимых для реализации когнитивных функций.