НЕИРОХИМИЯ, 2004, том 21, № 1, с. 39-43
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
УДК 591.481+591.412
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЙ СОДЕРЖАНИЯ БИОГЕННЫХ АМИНОВ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЕ И ПОВЕДЕНИЯ У ВЗРОСЛЫХ КРЫС, ПЕРЕНЕСШИХ ПРОГЕСТАЦИОННУЮ ГИПОКСИЮ: КОРРЕКЦИЯ КОМБИНАЦИЕЙ ПЕПТИДОВ
© 2004 г. М. В. Маслова1, А. В. Граф1, А. С. Маклакова1, Н. А. Соколова1, Н. С. Самойленкова1, Я. В. Крушинская2, Е. Н. Гончаренко2, С. В. Шестакова2, А.А. Байжуманов2
1 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, биологический ф-т, кафедра физиологии человека и животных 2 Кафедра биофизики им. М.В. Ломоносова
В работе исследовали влияние острой гипобарической гипоксии в раннем антенатальном (прогеста-ционном) периоде на содержание биогенных аминов в стволе и коре больших полушарий мозга половозрелых крыс, а также на их спонтанное поведение на 57-й день постнатального развития. Показано, что у самцов, но не у самок, перенесших острую гипобарическую гипоксию в период проге-стации, наблюдается увеличение содержания серотонина в стволе головного мозга. У самцов регистрировали рост, а у самок - снижение тревожности. Профилактическое однократное интрана-зальное введение беременным самкам пептидной комбинации, состоящей из семакса и в-казомор-фина-7, снимало все влияния антенатальной гипоксии как на содержание биогенных аминов мозга, так и на поведенческие характеристики половозрелого потомства.
Ключевые слова: прогестационная гипоксия, биогенные амины, поведение, нейропептиды.
ВВЕДЕНИЕ
Проблема антенатальной гипоксии и ее отдаленных последствий в постнатальном периоде привлекает внимание физиологов и клиницистов с точки зрения механизмов развития различных патологических состояний. Ранее нами было показано, что в постнатальном периоде у животных, перенесших антенатальную гипоксию в период прогестации, нарушается динамика созревания моноаминовых систем головного мозга и процесс становления поведенческих реакций [1]. В этой связи особенно актуальным является повышение устойчивости организма матери и плода к острой гипоксии и коррекция ее последствий [2].
Также было показано, что эти негативные последствия устраняются при профилактическом интраназальном (и/н) введении пептидной комбинации, состоящей из семакса и в-казоморфина-7. Выбор этих пептидов был обусловлен их способностью оказывать соответственно антигипокси-ческое и анксиолитическое воздействие [3, 4]. Данные исследования касались животных, не достигших половой зрелости, однако особый интерес
* Адресат для корреспонденции: 119899 Москва, Воробьевы горы, МГУ им. М.В. Ломоносова; тел. 939-46-04; e-mail: maslova_masha@mail.ru
представляет выявление отставленных влияний ранней антенатальной гипоксии на содержание моноаминов в структурах ЦНС и на поведенческие характеристики крыс, достигших половой зрелости, так как такие данные свидетельствовали бы о стойких нарушениях, приводящих к необратимым последствиям.
В связи с этим цель настоящего исследования -анализ связи между поведенческими характеристиками и показателями содержания биогенных аминов в мозге половозрелых крыс, перенесших острую прогестационную гипобарическую гипоксию, а также анализ изменений реакций на острую гипоксию в условиях профилактического и/н введения беременным самкам пептидной комбинации, состоящей из семакса и в-казомор-фина-7.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Работа была выполнена на 112 детенышах белых нелинейных крыс обоих полов, полученных от 14 самок. Острой прогестационной гипоксии подвергали самок белых беспородных крыс на 45-й день беременности, соответствующий стадии, на которой 16-32-клеточный зародыш переходит в матку [5]. Моделирование острой гипобаричес-
Таблица 1. Изменение уровня биогенных аминов (% от контроля) в коре и стволе головного мозга у половозрелого потомства (57-й день жизни), перенесшего острую прогестационную гипоксию (М ± 5.Е.М.)
Показатели Самцы
контроль, п = 8 ФР + ОГГ, п = 8 ПК + ОГГ, п = 6
Кора
Норадреналин 100 ± 19 (0.33 ± 0.06) 105 ± 13 103 ± 18
Дофамин 100 ± 16 (0.49 ± 0.08) 95 ± 17 103 ± 8
Серотонин 100 ± 3 (0.34 ± 0.01) 95 ± 2 Ствол 90 ± 18
Норадреналин 100 ± 15 (0.42 ± 0.06) 89 ± 16 104 ± 15
Дофамин 100 ± 13 (0.90 ± 0.12) 104 ± 14 97 ± 15
Серотонин 100 ± 16 (0.63 ± 0.10) 188 ± 26 * 139 ± 20
Самки
контроль, п = 8 ФР + ОГГ, п = 6 ПК + ОГГ, п = 8
Кора
Норадреналин 100 ± 11 (0.21 ± 0.04) 99 ± 7 103 ± 18
Дофамин 100 ± 8 (0.47 ± 0.09) 113 ± 14 103 ± 8
Серотонин 100 ± 8 (0.52 ± 0.10) 116 ± 5 Ствол 90 ± 18
Норадреналин 100 ± 13 (0.52 ± 0.09) 105 ± 11 104 ± 15
Дофамин 100 ± 12 (0.93 ± 0.08) 97 ± 8 97 ± 15
Серотонин 100 ± 18 (0.80 ± 0.09) 118 ± 4 139 ± 20
Примечание. Содержание биогенных аминов в абсолютных значениях (мкг/г сырой ткани) указано в скобках и соответствует 100% контроля.
Усл. обозн.: ФР - физиологический раствор; ОГГ - острая гипобарическая гипоксия; ПК - пептидная комбинация. * р < 0.05 -достоверные отличия от контроля.
кой гипоксии (ОГГ) осуществляли в барокамере объемом 3.3 л на "высоте", соответствующей 11500 м над уровнем моря (скорость подъема 200 м/с) [6]. При этом регистрировали время жизни на "высоте" (ВЖ; время от окончания подъема на "высоту" до прекращения дыхания, с) и время реституции (ВР; время от прекращения гипоксии до восстановления позы), а также рассчитывали коэффициент индивидуальной устойчивости к гипоксии (ВЖ/ВР), увеличение которого свидетельствует о росте устойчивости организма к острому кислородному голоданию [7].
Предварительно, за 15 мин до гипоксии, беременным самкам и/н вводили физиологический раствор (ФР) в объеме 40 мкл (группа "ФР + ОГГ") или пептидную комбинацию (ПК) (группа "ПК + + ОГГ"), состоящую из семакса (Ме1-б1и-Н18-РИе-Рго-01у-Рго; 0.1 мг/кг) и Р-казоморфина-7 (Туг-Рго-РИе-Рго-01у-Рго-11е; 0.1 мг/кг), синтезированных в Институте молекулярной генетики РАН.
Поведенческое тестирование и определение уровня биогенных аминов в структурах головного мозга у потомства, перенесшего антенатальную гипоксию, проводили на 57-й день постна-тального развития, когда особи становятся половозрелыми. Анализ исследуемых характеристик у самцов и самок проводили отдельно [8].
Уровень тревожности экспериментальных животных оценивали в тестах "Приподнятый крестообразный лабиринт" (ПКЛ) и "Условный рефлекс пассивного избегания" (УРПИ) [9].
УРПИ болевого раздражения вырабатывали в камере, установленной на решетчатый пол и разделенной на два неравных отсека перегородкой с отверстием: меньший, ярко освещенный, и больший, затемненный. В первый день крысу помещали в освещенный отсек, а после ее перехода в затемненный отверстие закрывали и на пол подавали разряд электрического тока (6090 В, 50 Гц, длительность - 2 с). После выключения тока крысу оставляли в затемненном отсеке
на 20 с. Через 3 дня животное вновь помещали в светлый отсек камеры и регистрировали латентный период перехода в затемненный отсек. Животных, у которых латентный период данной реакции превышал 3 мин, считали обучившимися.
Уровень биогенных аминов в стволе и коре больших полушарий головного мозга крыс определяли флуориметрически: дофамина и норадре-налина по G. Metcolf [10], серотонина по E.P. Miller, R.P. Maikel [11].
Контролем во всех случаях служили животные соответствующего возраста, родившиеся от самок, не подвергавшихся действию острой гипоксии.
При обработке результатов применяли непараметрические (критерий Вилкоксона-Манна-Уитни, точный метод Фишера) и параметрический (i-тест Стьюдента) методы анализа. Данные обрабатывали при помощи пакетов программ STATISTICA, EXCEL.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Исследование уровня биогенных аминов у половозрелого потомства, перенесшего острую прогестационную гипобарическую гипоксию, показало, что к восьминедельному возрасту у самцов наблюдалось достоверное увеличение уровня серотонина в стволовых структурах головного мозга, тогда как у самок никаких изменений выявлено не было (табл. 1).
Регистрация поведенческой активности, проводившаяся в параллельной группе, показала, что в ПКЛ у половозрелых самцов, перенесших острую прогестационную гипоксию, увеличивается количество выглядываний из темных отсеков лабиринта на фоне повышенной вертикальной двигательной активности, что может свидетельствовать об усилении тревожности экспериментальных животных (табл. 2). Остальные регистрируемые показатели (время пребывания на свету, выходы на светлые лучи, заходы в темные отсеки, свешива-ния со светлых лучей, груминг и дефекации) оставались неизменными.
Кроме того, при выработке УРПИ число обучившихся самцов оказалось достоверно выше, чем в контроле (табл. 3), что, на наш взгляд, также указывает на рост уровня тревожности у животных данной группы. В тесте УРПИ переход в темный отсек камеры крысы совершают не только в результате исследовательской активности, но также под влиянием врожденного инстинкта предпочтения темных участков пространства [12]. Удар электрического тока приводит к доминированию оборонительной мотивации, обусловленной потребностью избежать раздражение. Усиление данной мотивации должно приводить к улучшению обучения, т.е. к увеличению числа
Таблица 2. Изменение поведения половозрелого потомства (57-й день жизни), перенесшего острую прогестационную гипоксию, в тесте "Приподнятый крестообразный лабиринт" (М ± 5.Е.М.)
Показатели Самцы
контроль, n = 27 ФР + ОГГ, n = 18 ПК + ОГГ, n = 20
Выглядывания из темных лучей Вертикальная двигательная активность 0.1 ± 0.01 3.5 ± 0.7 0.6 ± 0.1* 5.9 ± 0.9* 0.2 ± 0.01 4.6 ± 0.9
Самки
контроль, n = 16 ФР + ОГГ, n = 14 ПК + ОГГ n = 17
Выходы в светлые лучи Груминг Дефекации 0.6 ± 0.2 2.8 ± 0.6 1.0 ± 0.3 1.4 ± 0.5* 1.7 ± 0.4* 0.0 ± 0.0* 1.2 ± 0.4 3.0 ± 0.7 1.2 ± 0.3
Примечание. Усл. обозн.: ФР - физиологический раствор; ОГГ - острая гипобарическая гипоксия; ПК - пептидная комбинация. Все показатели поведенческой активности измерялись в условных единицах (число актов активности за 3 мин регистрации). * р < 0.05 - достоверные отличия от контроля.
Таблица 3. Изменение способности к обучению половозрелого потомства (57-й день жизни), перенесшего ост
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.