научная статья по теме ИЗМЕНЕНИЯ ЭКСПРЕССИИ МАРКЕРОВ АСТРОГЛИИ И МИКРОГЛИИ В ГИППОКАМПЕ КРЫС ПРИ АДАПТАЦИИ К ХРОНИЧЕСКОМУ СТРЕССУ. ЭФФЕКТЫ ПАНТЕНОЛА Медицина и здравоохранение

Текст научной статьи на тему «ИЗМЕНЕНИЯ ЭКСПРЕССИИ МАРКЕРОВ АСТРОГЛИИ И МИКРОГЛИИ В ГИППОКАМПЕ КРЫС ПРИ АДАПТАЦИИ К ХРОНИЧЕСКОМУ СТРЕССУ. ЭФФЕКТЫ ПАНТЕНОЛА»

НЕЙРОХИМИЯ, 2013, том 30, № 2, с. 158-167

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РАБОТЫ

УДК 612.82

ИЗМЕНЕНИЯ ЭКСПРЕССИИ МАРКЕРОВ АСТРОГЛИИ И МИКРОГЛИИ В ГИППОКАМПЕ КРЫС ПРИ АДАПТАЦИИ К ХРОНИЧЕСКОМУ СТРЕССУ. ЭФФЕКТЫ ПАНТЕНОЛА

© 2013 г. А. О. Тишкина1, *, М. Р. Новикова1, М. Ю. Степаничев1, И. П. Левшина1, Н. В. Пасикова1, Н. А. Лазарева1, А. Г. Мойсеенок2, Н. В. Гуляева1

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высшей нервной деятельности

и нейрофизиологии Российской академии наук, Москва, Россия 2Государственное учреждение "Научно-производственный центр "Институт фармакологии и биохимии

НАНБеларуси"", Гродно, Беларусь

Проведено исследование морфологических изменений и экспрессии маркеров астроглии и микро-глии в сенсомоторной коре и гиппокампе крыс, перенесших хроническое невротизирующее воздействие. Установлено, что адаптация к хроническому стрессу сопровождается возникновением большого числа поврежденных нейронов как в слое V сенсомоторной коры, так в пирамидном слое гиппо-кампа, причем наиболее выражены эти изменения в поле СА3. Неврозоподобное состояние у крыс характеризуется увеличением экспрессии маркеров микроглии в гиппокампе, которое сохраняется в течение месяца после окончания стрессорного воздействия. Экспрессия астроцитарного маркера ОЕЛР снижается в поле СА3 гиппокампа. Введение производного пантотеновой кислоты — пантено-ла, способствует стабилизации глиального ответа на хронический стресс, но его эффекты не длительны и не могут предотвратить активацию микроглии в постстрессорный период.

Ключевые слова: хронический стресс, невроз, сенсомоторная кора, гиппокамп, астроциты, микроглия.

DOI: 10.7868/S1027813313020076

Существование современного человека в условиях конфликтных и кризисных жизненных ситуаций является причиной развития ряда социально значимых церебральных патологий, эмоционально--личностных расстройств, неврозов, распространенность которых неуклонно растет во всем мире. Наряду с неблагоприятными социальными и психологическими последствиями хронический стресс повседневной жизни приводит к нежелательным соматическим последствиям. Вместе с тем лечение неврозов до настоящего времени характеризуется низкой эффективностью, что может быть связано с недостаточным пониманием механизмов, которые лежат в основе патогенеза этого состояния. Модель неврозопо-добного состояния у крыс, индуцируемого совместным длительным воздействием "белого" шума, ограничения подвижности и неизбегаемого электроболевого раздражения лап [1—4], сопровождается развитием гипоксического состояния [5—7], окислительного стресса [4, 8], нарушениями микроциркуляции в мозге [9, 10] и вегетососу-

*Адресат для корреспонденции: 117485, Россия, Москва, ул. Бутлерова, 5а; тел.: 8 (495) 952-40-07; e-mail: anna.tishkina@phystech.edu.

дистой дистонией [11, 12]. Эти симптомы характерны и для клинической картины невротических состояний [13].

Нейроны и клетки нейроглии представляют собой функциональный ансамбль, обеспечивающий выполнение сложных интегративных функций мозга. Нарушение одного из компонентов этого ансамбля приводит к существенным расстройствам деятельности мозга. Ранее было показано, что развитие экспериментального невроза сопровождается значительными изменениями нейроно-глиальных отношений. В частности, М.М. Александровская и А.В. Кольцова описали выраженное увеличение числа темных нейронов с закрашенным базофильным веществом и ацидофильных клеток в слое V сенсомоторной коры невротизированных кроликов [5]. Отмечен рост числа клеток сателлитной глии, отростчатых оли-годендроцитов и микроглиальных клеток при одновременном снижении числа астроцитов и общего количества клеток глии. Другие авторы отмечают появление в сенсомоторной коре в результате невротизации целого ряда деструктивных изменений, включая образование значительного числа лизосом, липидных и липофусцино-вых тел с очагами локальной дегенерации [14, 15].

Развитие неврозоподобного состояния у животных может сопровождаться также умеренной гибелью нейронов [16, 17] и активацией протеоли-тических механизмов [18].

Изменение метаболических процессов в коре больших полушарий сопровождается не только увеличением размеров пирамидных нейронов V слоя, но и ростом числа нейронов с двумя, тремя и четырьмя перинейрональными сателлитами и снижением числа клеток без сателлитов или одним сателлитом [5]. Развитие широких связей разных видов глии с нейронами свидетельствует об активном участии глиальных клеток в компенсаторно-восстановительных процессах. Это подтверждает роль глии в обеспечении метаболизма нейронов, что особенно важно в условиях цирку-ляторной гипоксии, возникающей уже на ранних стадиях развития невротического состояния [6, 7]. Гипоксия, связанная с развитием неврозоподобного состояния, характеризуется сложными изменениями локального мозгового кровотока практически во всех отделах мозга, включая зрительную и соматосенсорную кору, гипоталамус, ретикулярную формацию среднего мозга, гиппокамп [10] и увеличением энергетического метаболизма [12]. Растущая кислородная недостаточность в этих условиях способствует активации перекисного окисления липидов, которое является важным повреждающим фактором хронических стрессорных воздействий [8].

В настоящей работе мы исследовали состояние нейроно-глиального комплекса в гиппокампе крыс, подвергнутых двухнедельной невротизации. Учитывая тот факт, что невротические состояния характеризуются нарушениями энергетического метаболизма, была также предпринята попытка коррекции постстрессорных изменений с помощью модулятора системы кофермента ацетилиро-вания — пантенола.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В работе использовали самцов крыс линии Ви-стар (питомник "Столбовая", Московская обл.) массой 300—350 г. Крыс содержали в виварии по 5 особей в клетке при искусственном световом режиме (12 ч день/12 ч ночь) и свободном доступе к воде и пище. Экспериментальный протокол был утвержден Комиссией по этике ИВНДиНФ РАН.

Часть животных подвергали хроническому стрессорному воздействию (модель экспериментального невроза). Для этого крыс (п = 34) в течение 14 дней ежедневно на 4—5 ч помещали в специальную установку с индивидуальными ячейками и подвергали действию прерывистого "белого" шума громкостью 65—70 дБ в сочетании с раздражением лап электрическим током силой 1—1.5 мА

[1—4], как описано ранее [18]. Другая часть крыс (n = 16) служила контролем. Часть животных каждой группы ежедневно до начала процедуры стрессирования внутрибрюшинно получала пан-тенол (Jenapharm, Германия) в дозе 200 мг/кг (первые 3 инъекции) и 100 мг/кг (последующие 13 инъекций). Первую инъекцию проводили за сутки до начала стрессирования, всего было сделано 16 инъекций. Остальные животные получали эквивалентный объем изотонического раствора.

Для гистологического и иммуногистохимиче-ского анализа мозг фиксировали интракардиаль-ной перфузией 4% раствора параформальдегида в 0.1 М фосфатном буфере (pH 7.4) с последующи-ей дофиксацией в течение 24 ч в том же фиксаторе. Для получения парафиновых срезов мозг фиксировали в смеси этанола, формалина и ледяной уксусной кислоты в соотношении 7 : 2 : 1 по объему, дофиксировали в течение 1—2 ч и хранили в 70%-ном растворе этанола.

Для количественного гистологического анализа блоки, приготовленные из ткани мозга, дегидратировали и заливали в парафин, затем на ротационном микротоме изготовливали фронтальные срезы толщиной 10 мкм. Анализ проводили на окрашенных по методу Ниссля срезах. Микрофотографии областей гиппокампа СА1 и СА3 и дополнительно V слоя сенсомоторной коры мозга получали с использованием микроскопа Leica DM6000 B (Leica Microsystems), CCD-камеры Leica DFC310 FX и объектива 100х (цифровая апертура 1.3) с масляной иммерсией. Подсчет проводили в трех выбранных случайным образом в каждом полушарии полях зрения, координаты которых выбирали по атласу [19]. В каждом поле зрения учитывали общее число нейронов, число нейронов с патологическими изменениями и число глиальных элементов. Кроме того, в V слое сенсомотрной коры подсчитывали число сател-литных и свободных клеток глии.

Количественный анализ экспрессии глиаль-ных маркеров проводили на иммуногистохими-чески окрашенных срезах. Окрашивание микро-и астроглии проводили по стандартному двухдневному протоколу. Маркером микроглии служил мембраносвязанный гликоконъюгат, содержащий a-D-галактозу в терминальном положении, который выявляли с помощью изолектина B4, конъ-югированного с пероксидазой хрена, по методу Страйта [20]. Маркером астроглии являлся глиаль-ный фибриллярный кислый белок промежуточных филаментов (GFAP; разведение антител 1 : 500, производитель DAKO, Дания). Проявление окрашивания проводили с использованием 3,3'-диаминобензидина. Оценку плотности им-муногистохимически окрашенных клеток проводили в полях гиппокампа СА1 и СА3 и в хилусе

зубчатой фасции. Микрофотографирование клеточных элементов производили, используя микроскоп Leica DM6000 B, CCD-камеру Leica DFC310 FX и объектив 20х (цифровая апертура 0.5). Микрофотографии подвергали полуавтоматическому анализу программой, разработанной нами ранее [21]. В качестве показателя использовали иммунореактивность ткани, которую вычисляли как число клеток, умноженное на среднюю площадь одной клетки.

Статистический анализ данных проводили с помощью программного пакета "Statistica 6". Сравнения данных проводили с использованием тестов Краскела—Уоллеса и Манна—Уитни. Различия считали достоверными при уровне значи-мостиp < 0.05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Пятнадцатидневная невротизация приводит к развитию неврозоподобного состояния у крыс, для которого характерна потеря массы тела и инволюция тимуса [18]. Поведение животных зачастую не претерпевает существенных изменений, но характеризуется повышенной эмоциональной реактивностью. У крыс, перенесших хроническое стрессорное воздействие, не наблюдается различий в базальном уровне кортикостерона в крови, что в целом может свидетельствовать о развитии выраженных компенсаторных изменений и адаптации животных к невротизирующему воздействию.

В первой серии экспериментов было проведе

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.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Медицина и здравоохранение»