ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕЙСТВИЯ МЕЛАТОНИНА НА СИНАПТИЧЕСКУЮ ПЕРЕДАЧУ В СА1 ОБЛАСТИ ГИППОКАМПА КРЫС

Proteins of S100 family, such as S100A6, S100A8 and S100A, play 

critical 
role 
in 
numerous 
cellular 
processes 
including 
cell 

proliferation, differentiation, motility and danger signaling by 
interacting with and modulating activity of target proteins. They are 
also implicated in the numerous disease pathologies and their 
expression level is significantly increased in many types of cancer, 
inflammatory, neurodegenerative and autoimmune diseases. The functional 
diversity of S100 proteins is achieved via multiple assemblies into 
native homo and hetero oligomeric complexes regulated by Ca2+ and Zn2+binding. By using biophysical and biochemical methods, we have 
demonstrated that both in vitro and in vivo S100A6, S100A8 and S100A9 
proteins can form also alternative, non-native amyloid self-assemblies 
including amyloid oligomers and fibrils. We have found that S100A8 and 
S100A9 are involved in amyloid depositsin such seemingly distant and 
unrelated amyloid diseases as corpora amylacea in ageing and cancer 
affected prostate and amyloid plaques in Alzheimer’s brain tissues, 
while S100A6 contributes to amyloid development in amyotrophic lateral 
sclerosis. What all these diseases have in common is concomitant 
inflammation and elevated level of S100 proteins, which can serve as 
prerequisite for their amyloid assembly. The amyloidogenicity of S100s 
is regulated by Ca2+ and Zn2+-binding and effectively competes with the 
formation of their native functional complexes. Apart from forming 
amyloids themselves S100 protein can also modulate the amyloid assembly 
of major amyloid denominators of corresponding diseases. Their high 
intrinsic amyloid propensity may lead to their amyloid depositions in 
other ailments, which still need to be examined, especially if these 
diseases have an increased expression of S100s. The implications for 
therapeutic treatment and diagnostics of the amyloid diseases are 
discussed.
DOI:10.12737/12426

ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕЙСТВИЯ МЕЛАТОНИНА НА СИНАПТИЧЕСКУЮ ПЕРЕДАЧУ В

СА1 ОБЛАСТИ ГИППОКАМПА КРЫС

Мотин В.Г., Яснецов В.В.*

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт нормальной  физиологии имени 

П.К.Анохина», Москва

*АО «Всероссийский научный центр по безопасности биологически активных 

веществ», Московская область, Ногинский район, г. Старая Купавна

vicyas@yandex.ru, vmotin@hotmail.com

В экспериментах на переживающих
срезах гиппокампа крыс показано, что 

мелатонин в концентрации 0,5 мМ  существенно не изменял популяционные 
ответы, в концентрации 2 мМ угнетал их на 243%, а в 5 мМ – на 726%, 
не 
вызывая 
эпилептиформной 
активности.
Следовательно, 
мелатонин

способен угнетать синаптическую передачу в системе коллатерали Шаффера 
–
пирамидные 
нейроны 
поля 
СА1 
гиппокампа 
крыс, 
не 
вызывая 

эпилептиформной активности; при этом при увеличении концентрации 
мелатонина (от 0,5 до 5 мМ) возрастает его эффект.

Ключевые слова: поле СА1 гиппокампа, популяционные ответы, мелатонин, 
эпилептиформная активность.
Гиппокамп (центральная структура лимбической системы) играет важную 
роль в процессах памяти и обучения у человека и животных, участвуя, 
например, в регистрации новой информации, формировании декларативной 
памяти, эмоций, пространственном обучении и др., а также имеет большое 
значение в механизмах  сна и бодрствования и развития эпилепсии [3].
Как известно, мелатонин – основной гормон шишковидной железы – обладает 
широким спектром биологической активности, в частности, оказывает
антиоксидантное, 
адаптогенное 
и 
снотворное 
действие,
нормализует 

циркадные ритмы, регулирует цикл сон –
бодрствование, положительно 

влияет на когнитивные функции, снижает стрессовые реакции, регулирует 
нейроэндокринные функции и др. [1].
Принимая во внимание особую роль в обеспечении когнитивных процессов (и 
в первую очередь памяти) гиппокампа, необходимо подчеркнуть высокое 
содержание здесь различных типов мелатониновых рецепторов. С их 
помощью, вероятно, мелатонин контролирует возбудимость и синаптическую 
пластичность в различных структурах (поля СА1–СА4 и др.). В частности, 
мелатонин при системном или местном применении в гиппокампе заметно 
изменяет ритмическую активность клеток, а это действие устраняется его 
специфическим антагонистом лузиндолом [4, 5]. 
Однако особенности действия мелатонина в различных концентрациях на 
переживающих срезах гиппокампа крыс in
vitro
изучены недостаточно.

Поэтому целью настоящей работы явилось исследование влияния мелатонина 
в 
различных 
концентрациях 
на 
синаптическую 
передачу 
в 
системе 

коллатерали Шаффера – пирамидные нейроны поля СА1 гиппокампа, а также 
способности мелатонина вызывать эпилептиформную активность.
МЕТОДИКА ИССЕДОВАНИЯ
Эксперименты проведены на переживающих
срезах гиппокампа 15 белых 

нелинейных крыс-самцов массой 200–220 г.
Приготовление, инкубирование 

срезов и состав перфузионной среды описано нами ранее [2]. Стимуляцию 
коллатералей Шаффера  производили с частотой  1 Гц (30 импульсов  в 
течение  30 с), регистрируя  все популяционные ответы (ПО). Статистическую обработку результатов исследований проводили с использованием 
программы BioStat
2009 Professional. Для оценки значимости различий 

двух выборок применяли t-критерий Стьюдента.
РЕЗУЛЬТАТЫ  ИССЛЕДОВАНИЯ 
Было обнаружено, что перфузия переживающих срезов гиппокампа крыс 
раствором, содержащим 0,5 мМ  мелатонина (n=6), существенно не изменяла 
ПО: латентный период, амплитуда и их форма практически не изменялись.
Мелатонин в концентрации 2 мМ значимо (p<0,05) угнетал ортодромные ПО 
на 243% (n=7), а в концентрации 5 мМ – на 726% (n=8; p<0,01), не 
вызывая эпилептиформной активности.
Таким образом, можно заключить, что мелатонин
способен
угнетать 

синаптическую передачу в системе коллатерали Шаффера –
пирамидные 

нейроны 
поля 
СА1 
гиппокампа 
крыс, 
не 
вызывая 
эпилептиформной 

активности; при этом при увеличении концентрации мелатонина (от 0,5 до 
5 мМ) возрастает его эффект.
ЛИТЕРАТУРА
1.
Арушанян Э.Б.  // Экспер. и клин. фармакол. 2015. Т. 78. № 3. С. 

40–43.

2.
Мотин В.Г. // Бюлл. экспер. биол. и мед. 2011. Т. 152. № 7. С. 32–

36.
3.
Coras R., Pauli E., Li J. et al. // Brain. 2014. Vol. 137, Pt. 7. 

P. 1945–1957.
4.
Musshoff U., Riewenherm D., Berger E. et al. // Hippocampus. 2002.

Vol. 12. No 2. P. 165–173.
5.
Wang L.M., Suthana N.A., Chaudhury D. et al. // Eur J Neurosci. 

2005. V. 22. No 9. P. 2231–2237.

RESEARCH OF THE EFFECTS OF MELATONIN ON SYNAPTIC TRANSMISSION 

IN THE CA1 AREA OF HIPPOCAMPUS IN RATS

Motin V.G., Yasnetsov v.v.*

P.K.Anokhin Institute of Normal Physiology, Moscow 

*JSC "All-Russian Center for Safety of Biologically Active Substances", 

Moscow region, Noginsk district, Staraya Kupavna

vicyas@yandex.ru

It was estimated in hippocampal slices in rats that melatonin in 
concentration 0,5 mM didn’t change orthodromic population spikes 
considerably, in concentration 2 mM depressed it on 243%, in 5 mM
–

on 726% and didn’t cause epileptiform activity. Therefore, melatonin 
depressed
synaptic transmission in system of Shaffer collaterals –

pyramidal neurons of CA1 area of hippocampus and didn’t cause 
epileptiform activity. The increase of melatonin concentration (from 
0,5 to 5 mM) increases its effect.
Key words:
CA1 area of hippocampus, population spikes, melatonin, 

epileptiform activity.
Hippocampus is the central structure of the limbic system plays an 
important role in memory processes and learning in human and animals, 
for example participating to register new information, for declarative 
memory, emotions, spatial learning and also has great importance in the 
mechanisms of sleep, wakefulness and epilepsy [3].
Melatonin, basic epiphysis hormone, has wide spectrum of biological 
activity, 
particularly 
has 
antioxidative, 
adaptogenic, 
soporific 

effects, normalizes circadian rhythms, regulates sleep and wakefulness 
cycle, improves cognitive functions, diminishes stress reactions, 
regulates neuroendocrinal functions etc [1]. 
In view of the special role of hippocampus in providing cognitive 
processes (primarily memory), it’s necessary to emphasize the high 
content of various types of melatonin receptors in it. With their help, 
probably, melatonin controls the excitability and synaptic plasticity 
in different structures (fields CA1–CA4 etc). In particular, the system 
or local application of melatonin in hippocampus significantly affects 
the rhythmic activity of cells, and this effect is eliminated by its 
specific antagonist luzindole [4, 5].
However, the peculiarities of action of melatonin in different 
concentrations in rat hippocampal slices in vitro
had studied 

insufficiently. Therefore, the aim of the present study was to research 

the effect of melatonin in different concentrations on synaptic 
transmission in system of Shaffer collaterals – pyramidal neurons of 
CA1 area of hippocampus, as well as the ability of melatonin to induce 
epileptiform activity. 
METHODS
The experiments were performed in hippocampal slices of 15 non-pedigree 
albino male rats weighing 200–220 g. Preparation, incubation of slices 
and composition of artificial cerebrospinal fluid was described by us 
earlier [2]. Stimulation of Schaffer collaterals was performed with a 
frequency of 1 Hz (30 pulses for 30 sec), registering all population 
spikes (PS). Statistical processing of the research results was 
performed using the software BioStat 2009 Professional. To assess the 
significance of differences of two samples was used t-Student test.
RESULTS
It was found that perfusion of rat hippocampal slices by artificial 
cerebrospinal fluid with melatonin in concentration of 0,5 mM (n=6) 
didn’t change orthodromic PS considerably: its latent period, amplitude 
and form almost didn’t change. 
Melatonin in concentration 2 mM significantly (p<0,05)
depressed 

orthodromic PS on 243% (n=7), in concentration 5 mM
– on 726% (n=8; 

p<0,01) and didn’t cause epileptiform activity.
Thus, melatonin depressed synaptic transmission in system of Shaffer 
collaterals – pyramidal neurons of CA1 area of hippocampus and didn’t 
cause epileptiform activity. The increase of melatonin concentration 
(from 0,5 to 5 mM) increases its effect.

REFERENCES

1.
Arushanian E.B.  // Eksp Klin Farmakol. 2015. Vol. 78. No 3. P. 40–

43.
2.
Motin V.G. // Bull Exp Biol Med. 2011. Vol. 152. No 7. P. 32–36.

3.
Coras R., Pauli E., Li J. et al. // Brain. 2014. Vol. 137, Pt. 7. 

P. 1945–1957.
4.
Musshoff U., Riewenherm D., Berger E. et al. // Hippocampus. 2002. 

Vol. 12. No 2. P. 165–173.
5.
Wang L.M., Suthana N.A., Chaudhury D. et al. // Eur. J. Neurosci. 

2005. V. 22. No 9. P. 2231–2237.
DOI:10.12737/12427

СЕКРЕТОРНАЯ АКТИВНОСТЬ ОРГАНОВ СИНТЕЗИРУЮЩИХ НОРАДРЕНАЛИН В 

ОНТОГЕНЕЗЕ У КРЫС

А.Р. Муртазина, Н.С. Бондаренко, Ю.О. Зубова, А.Я. Сапронова,

М.В. Угрюмов

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки

Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН
Научный руководитель – академик РАН М.В. Угрюмов

Aliya_mr89@mail.ru

Работа 
посвящена 
исследованию 
секреторной 
активности 
органов 

синтезирующих норадреналин в онтогенезе у крыс В ходе выполнения данной