ЖУРНАЛ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ, 2010, том 60, № 4, с. 500-506
= МЕТОДИКА
УДК 612.821 + 616-03
ТЕСТ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ НАРУШЕНИЙ САМОРЕГУЛЯЦИИ ГИПОФИЗАРНО-АДРЕНОКОРТИКАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
© 2010 г. Е. А. Рыбникова, В. И. Миронова, С. Г. Пивина
Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН, Санкт-Петербург, e-mail: samoilov@pavlov.infran.ru Поступила в редакцию 17.06.2009 г.
Принята в печать 26.10.2009 г.
В моделях на крысах разработана модификация теста на патологическую быструю обратную связь гипофизарно-адренокортикальной системы, являющуюся характерным симптомом посттравматического стрессового расстройства. Использовали как стандартную методику теста, включающую введение экзогенного стероидного гормона гидрокортизона, так и предложенную модификацию, в которой не производилась инъекция гормона, а в качестве показателя на ранних стадиях развития стрессорной реакции гипофизарно-адренокортикальной системы (3, 10, 30 и 60 мин) определяли уровень в крови не адренокортикотропного гормона, а кортикосте-рона. С использованием разработанной модификации теста исследовали феномен включения патологического торможения гипофизарно-адренокортикальной системы по механизму быстрой обратной связи при разных формах тревожно-депрессивной патологии у крыс. Включение быстрого торможения гипофизарно-адренокортикальной системы было выявлено в экспериментальной модели посттравматического стрессового расстройства, но не в модели депрессив-ноподобного состояния. Разработанная модификация теста предлагается для применения в целях выявления характерного для посттравматического стрессового расстройства быстрого торможения гипофизарно-адренокортикальной системы в экспериментальных моделях этой патологии.
Ключевые слова: посттравматическое стрессовое расстройство, экспериментальные модели, ги-пофизарно-адренокортикальная система, глюкокортикоиды, саморегуляция по принципу отрицательной обратной связи.
A Test for Diagnostics of Pituitary-Adrenal Axis Disregulation
Е. А. Rybnikova, V. I. Mironova, S. G. Pivina
Pavlov Institute of Physiology, Russian Academy of Sciences, St. Petersburg, e-mail: samoilov@pavlov.infran.ru
In rat models, a modification of the fast feedback paradigm for the pituitary adrenocortical system applied to detect posttraumatic stress disorder (PTSD) was developed. Both standard and modified methods were used. In contrast to the standard method (injection of exogenous cortisol), the new modification suggested measuring blood corticosterone, rather than adrenocorticotropic hormone, at the early stages of development of the stress reaction (3, 10, 30, and 60 min of the exposure to stress factors). With the suggested modification, the fast feedback phenomenon was studied in reliable rat models of PTSD (stress-restress) and depression (learned helplessness). Fast pathological inhibition of the pituitary adrenocortical system by the fast feedback mechanism was revealed only during the simulated PTSD but not in the depressive-like state, which supported the specificity and validity of the developed modification of the test. Thus, the proposed methodological modification is a valid tool for diagnostics of the PTSD-specific fast feedback inhibition of the pituitary adrenocortical system in the animal models of this psychopathology.
Key words: posttraumatic stress disorder, experimental models, hypothalamic-pituitary-adrenal axis (HPA), glucocorticoids, fast feedback regulation.
Активация гипофизарно-адренокорти-кальной системы (ГАС) является базисным механизмом адаптации организма к стрессу, а ее дисрегуляция — фактором патогенеза многих дезадаптивных состояний, в том числе постстрессовых психопатологий. Известно, что ГАС представляет собой гормональную ось со сложной многоуровневой саморегуляцией по принципу отрицательной обратной связи. Ключевую роль при этом играет обратная регуляция ГАС, осуществляемая эффекторами ГАС, — глюкокортико-идными гормонами (так называемая длинная петля обратной связи) [5]. Нарушение торможения глюкокортикоидами приводит к дисрегуляции ГАС с ее устойчивой гиперактивацией, что характеризует возникновение различных патологий, в частности депрессивных расстройств [14]. Однако при некоторых стресс-индуцированных патологиях происходит не десенситизация глюкокорти-коидной отрицательной обратной связи к гормональным сигналам, а наоборот, ее сен-ситизация, или включение патологической отрицательной обратной связи. Примером такой патологической отрицательной обратной связи, не наблюдающейся при нормальных режимах функционирования ГАС, но включающейся при патологии, служит быстрое торможение ГАС, характерное для посттравматических стрессовых расстройств (ПТСР) [16].
ПТСР — это тревожное расстройство, возникающее у особей, переживших тяжелый травматический стресс, связанный с угрозой жизни. Несмотря на выраженные гормональные нарушения и очевидную дисрегуляцию ГАС у пациентов с ПТСР, показатели основного клинического инструмента по диагностике нарушений торможения ГАС — декса-метазонового теста, у них остаются неизменными либо даже повышенными [18]. На этом основании долгое время считали, что при развитии ПТСР происходит истощение коры надпочечников и, как следствие, снижение уровня циркулирующих глюкокортикоидов, что рассматривалось в качестве важного фактора патогенеза [15, 17]. Однако это противоречило клиническим наблюдениям о специфической реактивности пациентов с ПТСР (флешбэк феномен), основу которой предположительно составляло повышение стрессо-реактивности ГАС, с мощным выбросом глю-кокортикоидных гормонов в кровь и последующим их нейротоксическим действием на
стероид-чувствительные области мозга (гип-покамп, кора). В частности, при ПТСР было описано снижение объемов гиппокампа и некоторых областей коры, по-видимому, развивающееся вследствие токсического действия высоких концентраций глюкокортикоидов в крови [6]. Возникал вопрос, почему, несмотря на быструю и интенсивную инициацию, активационная фаза реакции ГАС при ПТСР не развивается дальше, а резко сменяется инактивационной фазой и торможением выброса глюкокортикоидов. Объяснить этот парадоксальный эндокринологический профиль ПТСР удалось с открытием патологической быстрой отрицательной обратной связи, запуск которой, по-видимому, представляет собой специфическую характеристику ПТСР и до настоящего времени при других патологиях не описан. Повышенная стрессореак-тивность при ПТСР сочетается с включением быстрого глюкокортикоидного торможения, что уже на ранних стадиях нарушает нормальную динамику реакции ГАС и, следовательно, ее про-адаптивные функции. Таким образом, сенситизация быстрой отрицательной обратной связи может представлять собой важный диагностический и прогностический критерий ПТСР как в клинике, так и в экспериментальных исследованиях — для характеристики адекватности модельных аналогов этой патологии на животных. В 1997 г. группой И. Либерзона был разработан тест на быструю обратную связь (fast feedback paradigm), который был ими впервые использован для доказательства правомерности парадигмы "стресс-рестресс" в качестве экспериментальной модели ПТСР [9]. Однако предложенные ими условия проведения теста делают его малопригодным для применения в клинике и недостаточно удобным для исследовательских лабораторий. Поэтому целью нашей работы была разработка модификации предложенного группой Либерзона теста, направленной на оптимизацию его использования для характеристики функции ГАС в лабораторных условиях у крыс. Нами были исследованы показатели теста не только в модели ПТСР, но и в модели другого тревожно-депрессивного состояния у крыс — парадигме "выученной беспомощности", чтобы ответить на вопрос, насколько информативным является этот тест для разных форм тревожно-депрессивных патологий.
МЕТОДИКА
Эксперименты проводили на самцах крыс линии Вистар массой 200—250 г. При проведении экспериментов соблюдались требования, сформулированные в Директивах Совета Европейского сообщества (86/609/ЕЕС) об использовании животных для экспериментальных исследований. Протоколы опытов были утверждены Комиссией по гуманному обращению с животными Института физиологии им. И.П. Павлова РАН. Для индукции экспериментального аналога ПТСР у крыс применяли модель "стресс-рестресс" или времязависимой сенситизации [9, 16]. Крыс подвергали тяжелому комбинированному стрессу, состоящему из 2-часовой иммобилизации, 20-минутного вынужденного плавания и, после 15-минутного перерыва, эфирного стресса до потери сознания. С целью воспроизведения этиологических особенностей ПТСР использовали предъявление ситуационного триггера (ремайндера, от англ. reminder) этим крысам (рестресса, заключавшегося в 30-минутном иммобилизационном стрессе), которому животные подвергались через 6 сут (на 7-й день) после травматического стресса. Ранее было показано, что в результате у крыс формировалось устойчивое тревожное состояние, характеризующееся симптоматикой ПТСР и поддающееся эффективной фармакологической коррекции путем введения антидепрессанта-анксиоли-тика паксила [3].
Для индукции другой формы тревожно-депрессивного состояния применяли парадигму "выученной беспомощности", которая представляет собой классическую экспериментальную модель депрессии у крыс. Крыс подвергали неизбегаемому электрокожному раздражению в клетках размером 13 х 16 х 26 см с токопроводящим полом. Использовали переменные временные интервалы раздражения и отдыха так, чтобы каждая крыса в течение 1 ч получила по 60 ударов током (1 мА, 50 Гц) каждый длительностью 15 с [8, 12]. Неоднократно показано, в том числе и в наших предыдущих исследованиях, что в результате такого неизбегаемого неконтролируемого аверсивно-го стресса у крыс развивается устойчивое де-прессивноподобное состояние [1, 3, 11].
Тест на быструю обратную связь проводили через 6 дней после тяжелого аверсивного стресса в модели ПТСР или "выученной беспомощности", т.е. фактически совмещали с рестрессом, что отражает очевидную вре-
менную связь между стимулом, напоминающим о травматическом стрессе (ситуационным триггером) и возникновением патологич
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.