ПЛАСТИЧНОСТЬ БИОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ОТВЕТОВ КЛЕТОК ВЫСШЕГО РАСТЕНИЯ ПРИ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СТИМУЛЯЦИИ ОХЛАЖДЕНИЕМ

Лобов С. А., Ретивин В. Г., Опритов В. А.
Нижегородский государственный университет им. Н.И.Лобачевского, биологический факультет, кафедра биофизики, 603600 Нижний Новгород
При помощи периодического умеренного локального охлаждения (до 10 оС) исследовалась сенсорная адаптация систем биоэлектрогенеза клеток гипокотилей проростков тыквы в зоне раздражения. Регистрация биоэлектрических локальных ответов (ЛО) производилась экстраклеточно на установке, обеспечивающей их запись в аналоговой и цифровой форме на персональном компьютере. Показано, что при интервале между воздействиями 15 мин адаптация осуществляется в основном по типу привыкания (утомления). При этом все параметры ЛО, который можно рассматривать в качестве рецепторного потенциала, монотонно ухудшаются. При аналогичной постановке опыта, но с интервалами 30 мин установлено кардинальное изменение характера адаптации в зоне раздражения. Вместо утомления, как при интервале 15 мин, отмечается сенситизация, то есть некоторые параметры ЛО не только не ухудшаются при повторных стимулах, а, наоборот, улучшаются. Этими параметрами являются время возвращения потенциала на стационарный уровень, которое сокращается, и максимальная скорость заднего фронта ЛО, которая возрастает. Ранее нами выявлен на проростках тыквы эффект предадаптации, вызываемой приходящим из другой части растения потенциалом действия (ПД). Предадаптация характеризуется временным повышением устойчивости клеток к экстремальным факторам. По отношению к этому феномену Dt=30 мин является "резонансной" частотой, т.к. примерно через такой период после прохождения ПД по гипокотилю холодоустойчивость его тканей возрастает до максимальной величины. При этом наблюдается максимальная активация электрогенного Н+-насоса плазмалеммы. В данных экспериментах уменьшение времени и увеличение скорости реполяризации при периодическом предъявлении стимулов, вероятно, также связаны с активацией Н+-насоса. При постановке опытов с интервалами Dt=60 мин параметры ЛО также испытывают изменения, а не стабилизируются, как это можно было бы полагать, исходя из представлений о выходе возбудимых клеток из рефрактерного состояния. При этом поведение систем биоэлектрогенеза в зоне раздражения может быть весьма сложным и, по-видимому, зависит от физиологического состояния испытуемого объекта. При предъявлении раздражающих стимулов одному и тому же растению в течение нескольких дней, установлены изменения хода адаптационных кривых (зависимость параметров ЛО от вида стимула) по сравнению с параметрами ответов в первый день тестирования. Зарегистрированные изменения ЛО позволяют сделать вывод о возможности закрепления индуцированных раздражением временных адаптивных изменений. Можно предположить, что клетки раздражаемого участка растения переходят в долгосрочное состояние с повышенной холодоустойчивостью, аналогичное закалке. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант 97-04-48549) и программы "Университеты России - фундаментальные исследования" (грант 3873).