Улитки в шоколаде

Дайте улитке шоколад
Дайте улитке шоколад, и она этого долго не забудет

Если верить Интернету, темный шоко­лад — один из полезнейших на планете продуктов. Он снижает кровяное дав­ление и предотвращает атеросклероз; по­могает регулировать уровень сахара в кро­ви и укрепляет зубную эмаль; полон антиоксидантов; улучшает настроение; вострит ум и возбуждает память. Однако достовер­но убедиться в пользе шоколада не так про­сто, как кажется. Та же память, например, — сложнейшее явление, а шоколад — много­компонентный продукт. Хорошо бы изучить влияние каждой его составляющей, причем на какой-нибудь простой модели.

Один из удобных объектов для исследо­вания памяти — прудовик Lymnaea stagnalis. С ним много лет работает Кен Луковяк (Ken Lukowiak), профессор Института мозга Хотчкисса Университета Калгари (Канада). Со­трудники лаборатории Луковяка обучают ули­ток держать закрытым дыхательное отвер­стие (пневмостом). Обычно прудовики ды­шат через кожу растворенным в воде кис­лородом, но легкие у них есть, и они иногда поднимаются на поверхность глотнуть воз­духа через дыхательное отверстие. В экс­периментах по изучению памяти прудови­ков помещают в воду с низким содержанием кислорода. Естественно, они лезут по стен­ке аквариума на воздух, но там их поджи­дает профессор Луковяк с деревянной па­лочкой. Каждую улитку, раскрывшую пневмостом, он легонько стукает этой палочкой по краю отверстия. Сила удара отмерена так, чтобы встревоженный прудовик пневмостом захлопнул, но сам в раковину не спрятался. Переждав немного, улитка делает новую по­пытку вдохнуть, и опять получает палочкой. После получасовой тренировки L. stagnalis усваивают, что пневомостом лучше держать на замке, и открывают его гораздо реже. А ученым остается добав­лять в воду разные ве­щества и наблюдать, как они влияют на улиткину память, т. е. как у нее из­меняется частота откры­тия дыхательного отвер­стия и какое время она помнит выученный урок. Эта простая и понятная система позволяет коли­чественно учесть влия­ние каждого фактора, кроме того, закрытие и открытие дыхательного отверстия контролирует единственный нейрон, и наблюдать за происхо­дящими в нем измене­ниями удобно.

Темный шоколад сла­вен многими составля­ющими; исследователи решили пока сосредото­читься на одном, флавоноиде эпикатехине, ко­торый, якобы, и от инсульта защитит, и от диабета, и даже от рака. Этот флавоноид при­сутствует в какао, зеленом чае и красном вине. Правда, он горчит, поэтому произво­дители часто извлекают его из какао и шо­колада, но в темном шоколаде эпикатехин присутствует. Проверить влияние этого ве­щества на улиткину память предложил сту­дент Кена Луковяка Ли Фрасон (Lee Fruson). Он и подобрал подходящую концентрацию вещества, 15 мг на литр воды, которая при­мерно соответствует концентрации эпикатехина в организме человека, съевшего не­большую шоколадку, и при этом не влияет на поведение улиток. В обедненной кисло­родом воде они с одинаковой частотой от­крывают пневмостом и дышат воздухом рав­ное время что в присутствии эпикатехина, что без него. На двигательную активность ули­ток вещество в данной концентрации тоже не влияет. Убедившись в этом, исследовате­ли приступили к изучению влияния эпикатехина на память прудовика.

После одной получасовой тренировки в чистой воде с пониженным содержани­ем кислорода улитки реже открывают ды­хательное отверстие, но усвоенный навык держится у них не более трех часов. Спустя сутки они уже ничего не помнят и откры­вают пневмостом с той же частотой, что и до обучения, примерно девять раз за пол­часа. Но в воде с эпикатехином у прудови­ков вырабатывается долговременная па­мять: и через три часа, и через сутки после тренировки они пытаются вдохнуть воздух всего 5−6 раз.

Чтобы в обычных условиях выработать у L. stagnalis долговременную память, необ­ходимы два сеанса с часовым интервалом, тогда полученный навык сохранится на сутки. После двух занятий в присутствии эпикатехина прудовики помнили всё 72 часа.

Но этим достоинства флавоноида не ис­черпываются, он не только запомнить по­могает, но и забыть не дает. Есть такая спе­циальная тренировка на забывание. После того, как навык улитками усвоен и закре­плен, их вновь сажают в гипоксированную воду, но по дыхательному отверстию боль­ше не стучат. С прудовиками провели три сеанса забывания: через час после теста на долговременную память, еще через час и через 24 часа. Уже после второй трени­ровки улитки в обычной воде чаще откры­вают пневмостом, а после третьей возвра­щаются к исходному, доучебному уровню, 9 вдохов за полчаса. Но «шоколадные» пру­довики даже после трех тренировок ниче­го не забыли. Они по-прежнему старались не открывать перистом. Следовательно, эпикатехин действительно способствует укре­плению долговременной памяти. Трениров­ки на запоминание и забывание в его при­сутствии приводят к тому, что улитка доль­ше помнит и хуже забывает.

За годы исследований Кен Луковяк и его группа составили длинный перечень фак­торов, влияющих на память улитки: при­сутствие в воде разных веществ, например хлорида калия или кайромонов, выделяе­мых хищником, быстрое нагревание или охлаждение. Всё это действует на осфрадий, хемосенсорный орган прудовика, ко­торый реагирует на широкий спектр раз­дражителей. Ученые перерезали нерв, сое­диняющий осфрадий с центральной нерв­ной системой, т. е. фактически его отключи­ли. Когда улитки оправились после опера­ции, оказалось, что долговременная память в присутствии эпикатехина вырабатывает­ся столь же эффективно.

Исследователи предположили, что этот флавоноид взаимодействует непосредственно с нейронами, ответственными за долговре­менную память. Они надеются в ближайшем будущем разгадать особый механизм дей­ствия эпикатехина, тем более что на прудо­виках это сделать проще, чем на любом дру­гом объекте, поскольку нейрон, инициирую­щий открывание пневмостома, необходим и для формирования долговременной па­мяти. Исследователи полагают, что именно на него и действует эпикатехин. А вообще, канадские ученые очень собой довольны, поскольку их статья, как они утверждают, — первое сообщение о действии эпикатехина на память беспозвоночных и об особом механизме его действия. К тому же темный шоколад поднимает настроение, пусть даже и один его компонент.

Наталья Резник

Fruson L., Dalesman S. and Lukowiak K. (2012) A flavonol present in cocoa [(-)epicatechin] enhances snail memory. J. Exp. Biol. 215, 3566−3576.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Связанные статьи

avatar
  Подписаться  
Уведомление о

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: