НЕЙРОХИМИЯ, 2012, том 29, № 3, с. 229-234
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
УДК 612.591.392.481
ВЛИЯНИЕ КОРОТКОГО ПЕПТИДА НА НЕЙРОДЕГЕНЕРАТИВНЫЕ ПРОЦЕССЫ У КРЫС, ПЕРЕНЕСШИХ ПРЕНАТАЛЬНУЮ ГИПОКСИЮ © 2012 г. А. М. Менджерицкий1, Г. В. Карантыш1- *, В. А. Абрамчук1, Г. А. Рыжак2
1Кафедра анатомии и физиологии детей и подростков, Педагогический институт Южного федерального
университета, Ростов-на-Дону 2Санкт-Петербургский институт биорегуляции и геронтологии СЗО РАМН, Санкт-Петербург
Проведено исследование влияния введения трипептида (пинеалон, Ьуз-01и-Аг§) на поведение, а также активность каспазы-3 в мозге 21-дневных крыс, подвергнутых пренатальной гипоксии. Показано, что введение пинеалона в течение всей беременности самок способствует повышению процента выживаемости новорожденных крыс, перенесших пренатальную гипоксическую гипоксию. Также у этих особей относительно группы животных, которые не получали пинеалон, в возрасте 21 сут выявлено снижение активности каспазы-3 в структурах мозга, что, вероятно, является одной из причин менее значимого у них когнитивного дефицита. Наиболее негативное влияние на когнитивную функцию и процент выживаемости крысят оказывает гипоксическая гипоксия, приходящаяся на предплодный и плодный периоды.
Ключевые слова: пренатальная гипоксия, поведение 21-дневных крыс, активность каспазы-3.
Гипоксически-ишемические поражения головного мозга, связанные с неблагополучным течением беременности и родов могут приводить к нарушению структурно-функциональной организации мозга [1].
В результате пренатальные нарушения способствуют развитию тяжелых заболеваний — детского церебрального паралича, симптоматических форм эпилепсии, органических форм слабоумия, нарушений формирования речи и т.д. [2—4].
Для разработки эффективных подходов к профилактике и терапии гипоксически-ишемических поражений мозга плода используют экспериментальные модели перинатальной церебральной ишемии, которые воспроизводят патологические процессы в ткани мозга животных, аналогичные таковым у человека [5—6]. В экспериментальных моделях пренатальной гипоксии/ишемии, у животных выявлено отставание в физиологическом развитии и формировании двигательных реакций, а также снижение способности к обучению [7—8].
В последнее время в терапевтическую практику акушеров-гинекологов активно внедряют препараты пептидной природы, оказывающие нейро-протективное действие, которые до сих пор использовали в основном в геронтологической практике для фармакотерапии нейродегенеративных, цереброваскулярных и других заболеваний ЦНС
* Адресат для корреспонденции: 344082 Ростов-на-Дону, ул. Б. Садовая, 33; тел./факс.: 8 (863) 240-47-08; e-mail: karantyshgv@mail.ru.
[9—10]. Это связано с обнаруженными сходными механизмами развития патологического состояния мозга на ранних этапах онтогенеза и в процессе старения организма [11—12].
Известно, что гипоксически-ишемическая нейродегенерация с преобладанием апоптоза у взрослых обусловлена активацией всего каспазно-го каскада, а у новорожденных — активацией преимущественно каспазы-3. Это связано с тем, что в головном мозге имеются характерные онтогенетические особенности регуляции апоптоза для разных отделов мозга. В частности, активность каспа-зы-3 высока в мозге плодов [13]. Кроме того, в последнее время изменение каспазной активности при гипоксии/ишемии мозга рассматривают не только с точки зрения нейродегенерации, но и пластических процессов [14]. Цель данного исследования — изучение эффектов короткого пептида (Ьуз-С1и-А§) на активность каспазы-3 в мозге крыс в модели пренатальной гипоксии, а также на их поведение.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Эксперимент проведен на 21-суточных крысах (п = 169), подвергнутых пренатальному гипокси-ческому воздействию (гипоксическая гипоксия, гемическая гипоксия) в разные сроки беременности. Беременных самок (возрастом 3—4 мес.) в каждой серии эксперимента было по 8 штук. Количество и вес новорожденных крыс в помете са-
Таблица 1. Влияние пренатальной гипоксии и введения пинеалона на количество и вес новорожденных крыс, а также их вес на 21-е сут после рождения, (М ± т, степень достоверности отличий к контролю)
Группы Количество (шт.) Вес новорожденных (гр) Вес 21-дневных крыс (гр)
1-я группа — контроль 10.52 ± 0.16 7.36 ± 0.15 72.35 ± 0.23
2-я группа — Пинеалон 10.78 ± 0.26 р > 0.05 7.83 ± 0.21 р > 0.05 85.46 ± 0.31 р < 0.05
3-я группа — ГемГ + физ. р-р 9.93 ± 0.21 р > 0.05 7.54 ± 0.13 р > 0.05 64.24 ± 0.21 р > 0.05
4-я группа — ГемГ + Пинеалон 10.47 ± 0.25 р > 0.05 7.62 ± 0.11 р > 0.05 73.29 ± 0.27 р > 0.05
5-я группа — ГГ с первых по 10-е сут беременности + + физ. р-р 10.32 ± 0.20 р > 0.05 6.93 ± 0.18 р < 0.05 61.22 ± 0.16 р < 0.05
6-я группа — ГГ с первых по 10-е сут беременности + + Пинеалон 10.84 ± 0.23 р > 0.05 7.35 ± 0.12 р > 0.05 69.05 ± 0.19 р > 0.05
7-я группа — ГГ с 18-х по 20-е сут беременности + + физ. р-р 9.41 ± 0.31 р > 0.05 6.86 ± 0.22 р < 0.05 62.36 ± 0.14 р < 0.05
8-я группа — ГГ с 18-х по 20-е сут беременности + + Пинеалон 10.56 ± 0.15 р > 0.05 7.63 ± 0.19 р > 0.05 74.64 ± 0.22 р > 0.05
9-я группа — ГГ с 13-х по 20-е сут беременности + + физ. р-р 9.32 ± 0.25 р < 0.05 5.69 ± 0.14 р < 0.05 58.71 ± 0.12 р < 0.05
10-я группа — ГГ с 13-х по 20-е сут беременности + + Пинеалон 10.88 ± 0.32 р > 0.05 7.11 ± 0.23 р > 0.05 67.55 ± 0.18 р > 0.05
каждой крысе, затем высчитывали средние значения по группе.
Животных делили на следующие группы:
1-я группа — контроль — 21-дневные интактные крысы, с первого дня беременности самкам вводили физиологический раствор (п = 16);
2-я группа — 21-дневные крысы, получавшие пинеалон (Ьуз-С1и-А§) в течение всей беременности в дозе 10 мкг/кг с первого дня беременности самок (п = 17);
3-я группа — крысы, которые в пренатальный период перенесли гемическую гипоксию (ГемГ), с первого дня беременности самкам вводили физиологический раствор (п = 17);
4-я группа — крысы, получавшие пинеалон в течение всей беременности в дозе 10 мкг/кг с первого дня беременности самок, в пренатальном периоде перенесшие ГемГ (п = 17);
5-я группа — крысы, которые в пренатальный период перенесли гипоксическую гипоксию (ГГ) (с 1-го по 10-е сут беременности, зародышевый период), с первого дня беременности самкам вводили физиологический раствор (п = 17);
6-я группа — крысы, которые в пренатальный период перенесли ГГ (с 1-го по 10-е сут беременности, зародышевый период), получавшие пинеа-
мок представлены в табл. 1. Из каждого помета в эксперимент отбирали по 2—3 крысы (в случайном порядке).
В качестве моделей гипоксического воздействия были использованы гипоксическая и геми-ческая гипоксии. Гемическую гипоксию моделировали путем кровопотери (2% от веса животного) в первый и пятый дни беременности (зародышевый период). Взятие крови проводили прижизненно под воздействием местной анестезии (новокаин, 2%) из подключичной артерии.
Гипоксическую гипоксию моделировали путем помещения беременных самок в приточно—вытяжную барокамеру при 66.41 кПа (3500 м над уровнем моря) на 3 ч ежедневно в течение каждого из экспериментальных циклов. Воздействие производили с 1-го по 10-й (зародышевый период), с 13-го по 20-й (предплодный и плодный периоды) и с 18-го по 20-й (плодный период) день беременности.
Когнитивную функцию оценивали в водном лабиринте Морриса [15]. На 21-й день после рождения начинали тестирование. Ежедневно животным давали по три попытки, каждую следующую попытку проводили спустя один час после предыдущей. Использовали усредненный показатель по
лон в течение всей беременности в дозе 10 мкг/кг с первого дня беременности самок (п = 17);
7-я группа — крысы, которые в пренатальный период перенесли ГГ с 18-х по 20-е сут беременности (плодный период), с первого дня беременности самкам вводили физиологический раствор (п = 17);
8-я группа — крысы, которые в пренатальный период перенесли ГГ с 18-х по 20-е сут беременности (плодный период), получавшие пинеалон в течение всей беременности в дозе 10 мкг/кг с первого дня беременности самок (п = 17);
9-я группа — крысы, которые в пренатальный период перенесли ГГ (с 13-х по 20-е сут беременности, предплодный и плодный периоды), с первого дня беременности самкам вводили физиологический раствор (п = 16);
10-я группа — крысы, которые в пренатальный период перенесли ГГ (с 13-х по 20-е сут беременности, предплодный и плодный периоды), получавшие пинеалон в течение всей беременности в дозе 10 мкг/кг с первого дня беременности самок (п = 18). Пол крыс, использованных в физиологических и биохимических экспериментах, не учитывали. Крыс декапитировали на 21—23-е сутки после рождения (спустя 3 ч после последнего тестирования в лабиринте Морриса). Активность каспазы-3 в коре больших полушарий и стволовых структурах мозга определяли флуориметрическим методом [16]. Статистическую обработку данных проводили с использованием персонального компьютера и пакета программ $1а1А511са 6.0.
ОПИСАНИЕ И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
В последние годы заметно возросло число экспериментальных работ, посвященных изучению влияния различных неблагоприятных факторов на функции головного мозга животных.
Согласно данным В.А. Отеллина [17] действие гипоксии или дефицита серотонина в определенные критические периоды эмбриогенеза вызывают сходные нарушения в развитии мозга, приводящие к формированию абнормальных структур, изменению клеточного состава и, как предполагает автор, межнейронных связей, что сочетается с отклонениями в поведении после рождения. Наиболее вероятной причиной таких сдвигов в поведении животных может являться изменение мор-фофункциональной организации центральной нервной системы, вызываемое нарушением процессов пролиферации и миграции нейробластов тех отделов мозга, которые закладываются во время действия патологического фактора [18].
Воздействие более высокой интенсивности приводит к гибели плода.
Согласно полученным результатам исследования, наиболее высокий процент мертворожденных крыс (20%) выявлен в 9-й группе крыс, подвергнутых пренатальной гипоксической гипоксии в течение предплодного и плодного период
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.