научная статья по теме КОНЦЕНТРАЦИЯ МОНОАМИНОВ В СТРУКТУРАХ МОЗГА И ОСОБЕННОСТИ ПОВЕДЕНИЯ У ДВУХМЕСЯЧНЫХ КРЫС ЛИНИИ WAG/RIJ Биология

Текст научной статьи на тему «КОНЦЕНТРАЦИЯ МОНОАМИНОВ В СТРУКТУРАХ МОЗГА И ОСОБЕННОСТИ ПОВЕДЕНИЯ У ДВУХМЕСЯЧНЫХ КРЫС ЛИНИИ WAG/RIJ»

ЖУРНАЛ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ, 2014, том 64, № 5, с. 562-577

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПАТОЛОГИЯ ^^^^^^^^ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

УДК 612.821.6+612.8.015

КОНЦЕНТРАЦИЯ МОНОАМИНОВ В СТРУКТУРАХ МОЗГА И ОСОБЕННОСТИ ПОВЕДЕНИЯ У ДВУХМЕСЯЧНЫХ КРЫС ЛИНИИ WAG/RIJ

© 2014 г. Е. А. Федосова1, К. Ю. Саркисова1, В. С. Кудрин2, В. Б. Наркевич2, П. М. Клодт2, А. С. Базян1

1Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН,

2Научно-исследовательский институт фармакологии им. В.В. Закусова РАМН, Москва,

e-mail: bazyan@mail.ru Поступила в редакцию 07.08.2013 г.

Принята в печать 03.03.2014 г.

У крыс линии WAG/Rij первые пик — волновые разряды (ПВР) начинают появляться в возрасте 2—3 мес. и полностью проявляются к 5—6 мес. Наличие ПВР в ЭЭГ является основным показателем абсансной эпилепсии. Развернутая абсансная эпилепсия у 5—6 месячных крыс линии WAG/Rij сопровождается уменьшением концентрации дофамина и его метаболитов в мезо-кортико-лимбической и нигро-стриатной дофаминергических системах мозга, что приводит к экспрессии симптомов депрессивноподобного поведения. У 36-дневных крыс линии WAG/Rij не проявляются ПВР, не выявляется дефицит дофамина в структурах мозга и не проявляются симптомы депрессивноподобного поведения. В настоящей работе были исследованы особенности поведения и концентрация моноаминов, а также их метаболитов в 5 структурах мозга (префронтальная кора, прилежащее ядро, гипоталамус, стриатум, гиппокамп) у двухмесячных крыс линии WAG/Rij по сравнению с крысами Wistar аналогичного возраста. Уменьшение концентрации дофамина и его метаболитов у двухмесячных крыс линии WAG/Rij выявлено только в префронтальной коре, что указывает на быструю реакцию префронтальной коры или на ее высокую чувствительность. Предполагается, что быстрая реакция префронтальной коры является фундаментальным свойством этой структуры мозга. Уменьшение концентрации дофамина и его метаболитов в префронтальной коре у двухмесячных крыс линии WAG/Rij сочеталось с особенностями поведения, которые можно рассматривать как состояние так называемой "предпатологии" (повышенная тревожность и стресс-реактивность), предшествующей развитию депрессивноподобного поведения, характерного для 5—6 месячных крыс этой линии.

Ключевые слова: двухмесячные крысы линии WAG/Rij и Wistar, концентрация моноаминов и их метаболитов, префронтальная кора, прилежащее ядро, стриатум, гипоталамус, гиппокамп, де-прессивноподобное поведение.

Concentrations of Monoamines in the Brain Structures and Features of Behavior in the Two-Month Old WAG/Rij Rats

E. A. Fedosova1, K. Yu. Sarkisova1, V. S. Kudrin2, V. B. Narkevich2, P. N. Klodt2, A. S. Bazyan1*

institute of Higher Nervous Activity and Neurophysiology, Russian Academy of Sciences, Moscow, 2State Zakusov Institute of Pharmacology, Russian Academy of Medical Sciences, Moscow,

e-mail: bazyan@mail.ru

The first spike-wave discharges (SWDs) in WAG/Rij rats begin to appear at age of 2—3 months and are fully manifested by 5—6 months. Occurrence of SWDs in the EEG is the main indicator of absence epilepsy. Extensive absence epilepsy in 5—6 months-old WAG/Rij rats is accompanied by decreases in dopamine and its metabolites concentrations in the meso-cortico-limbic and nigro-striatal dopaminergic brain systems, resulting in the expression of depression-like behavioral symptoms. In 36 day-old WAG/Rij rats, SWDs are not manifested, deficiency of dopamine is not revealed, and symptoms of depression-like behavior are not expressed. In this study, behavior and monoamines and their metabolites

concentrations were investigated in 5 brain structures (prefrontal cortex, nucleus accumbens, hypothalamus, striatum, hippocampus) in 2 month-old WAG/Rij rats in comparison with Wistar rats of the same age. Reduction of the dopamine and its metabolites concentration in 2 month-old WAG/Rij rats was found only in the prefrontal cortex, indicating rapid response of the prefrontal cortex or its high sensitivity. Rapid response of the prefrontal cortex is supposed to be a fundamental property of this brain structure. Decreases in the dopamine and its metabolites concentration in the prefrontal cortex in 2 month-old WAG/Rij rats were associated with features of behavior which can be regarded as a state of so called pre-pathology (increased anxiety and stress reactivity) preceding the development of depression-like behavior typical for 5-6-months old rats of this strain.

Keywords: 2 month-old WAG/Rij and Wistar rats, monoamines and their metabolites, prefrontal cortex, nucleus accumbens, striatum, hypothalamus, hippocampus, depression-like behavior.

DOI: 10.7868/S0044467714050062

Крысы линии WAG/Rij являются генетической моделью абсансной эпилепсии человека [Sarkisova, van Luijtelaar, 2011; Bazyan, van Luijtelaar, 2013]. Принципиальное отличие абсансной эпилепсии от других типов генера-лизованых эпилепсий заключается в профиле эпилептического разряда. Абсансный пик — волновой разряд (ПВР) состоит из тормозной фазы и потенциала действия. Тормозная фаза отражается в ЭЭГ как медленная волна. Пик отражается возбуждением (потенциал действия) клеток. Пик отдачи развивается в конце этого тормозного периода, и цикл возникает снова и снова. Такой формы разряд генерируется индуцируемым гиперполяризацией, циклический нуклеотид зависимым пейсмекер-ным каналом (Ih каналом), который локализован в пирамидных нейронах III—V слоя соматосенсорной коры и в ядрах таламуса [Bazyan, van Luijtelaar, 2013].

У крыс линии WAG/Rij первые ПВР появляются в возрасте 2—3 месяца, а к 5—6 месяцам пик-волновая активность значительно усиливается [Sarkisova, van Luijtelaar, 2011]. Усиление и увеличение ПВР связано с уменьшением HCN1 субъединицы в композиции Ih канала [Bazyan, van Luijtelaar, 2013]. Название 4 субъединиц канала (HCN1—HCN4) соответствует укороченной аббревиатуре полного названия канала: hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated channel. [Bazyan, van Luijtelaar, 2013]. Наряду с повышением пик — волновой активности у крыс WAG/Rij к 5— 6 месячному возрасту развивается дефицит мезо-кортико-лимбической и нигро-стриат-ной дофаминергической системы мозга, который достигает такого уровня, что вызывает у этих крыс ярко выраженное депрессивнопо-добное поведение [Саркисова и др., 2013а; Sarkisova, van Luijtelaar, 2011]. Дефицит мезо-кортико-лимбической и нигро-стриатной дофаминергической системы мозга проявляется как значительное уменьшение концен-

трации дофамина и его метаболитов во всех 5 структурах мозга, участвующих в контроле и реализации поведения: префронтальная кора, прилежащее ядро, стриатум, гипоталамус и гиппокамп [Саркисова и др., 2013а]. При этом дефицит дофаминергической системы мозга у крыс линии WAG/Rij проявляется также в уменьшении плотности ир-регулиру-ющих D1 рецепторов дофамина в сердцевине прилежащего ядра и в головке хвостатого ядра [Bazyan, van Luijtelaar, 2013], и в увеличении плотности down-регулирующих D2 рецепторов ДА в моторной, сенсомоторной, париетальной коре [Bazyan, van Luijtelaar, 2013] и в сердцевине прилежащего ядра [Саркисова и др., 2013а]. При этом показано, что у 36-дневных крыс линии WAG/Rij, когда ПВР не проявляются, не выявляется и дефицит концентрации ДА в мезо-кортико-лимбической и нигро-стриатной системах мозга, а также симптомы депрессивноподобного поведения [Саркисова и др., 20136].

Целью настоящей экспериментальной работы было исследование концентрации моноаминов и их метаболитов в мезо-кортико-лимбической и нигро-стриатной системах мозга у двухмесячных крыс линии WAG/Rij и Wistar а также особенностей поведения в тестах, позволяющих оценить уровень депрес-сивности (тест принудительного плавания), тревожности (тест выбора светлого или темного отсеков) и общую двигательную активность (тест открытого поля). Мы предполагали, что у крыс линии WAG/Rij в двухмесячном возрасте поведенческие и нейрохимические изменения могут быть слабо выражены, поскольку это возраст, когда патологический процесс только начинается, поэтому мы использовали "нагрузку" — введение предшественника синтеза ДА — L-ДОФА в низкой концентрации, которая могла бы усилить и выявить начинающиеся изменения как на поведенческом, так и на нейрохимическом уровне.

МЕТОДИКА

Животные. Работа выполнена на самцах крыс линии WAG/Rij, вывезенных из Голландии и с 1995 г. разводимых в ИВНД и НФ РАН, и крыс Wistar из питомника "Столбовая". Всех животных содержали в стандартных условиях вивария при свободном доступе к пище и воде при естественном цикле день — ночь (день около 10 ч). Эксперименты проведены в соответствии с международными правилами содержания и обращения с животными (Директива Европейского Сообщества от 24 ноября 1986 г. - 86/609/EEC). Самцов и самок крыс линии WAG/Rij и Wistar одновременно ссаживали для получения потомства. Эксперименты выполнены на потомстве крыс строго одного и того же возраста (2 мес., межлинейное различие в возрасте было не более нескольких дней) и выращенных в строго идентичных условиях. С целью предотвращения влияния тестирования поведения на нейрохимические показатели крыс линии WAG/Rij и Wistar случайным образом делили на группы, одну из которых использовали для исследования поведения, а другую - для нейрохимических исследований.

Каждую из указанных групп крыс линии WAG/Rij и Wistar делили еще на две группы: контрольную и экспериментальную. Экспериментальным группам крыс Wistar и WAG/Rij однократно внутрибрюшинно вводили медопар (содержащий предшественник ДА леводопа + ингибитор периферических декарбоксилаз — бенсеразид, одна фасовка медопара содержит 100 мг леводопа + 25 мг бенсерадида), в дозе 25 мг/кг по леводопа, в объеме 250 мкл. Животных исследовали через 1.5 часа после введения препарата и на вторые сутки после введения препарата. Контрольным крысам вводили носитель препарата в том же объеме 250 мкл.

Исследование поведения

Тесты для оценки уровня тревожности и де-прессивности. Для выявления различий в поведении между крысами линии WAG/Rij и Wistar использовали общепринятые тесты для оценки уровня тревожности

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 «Биология»