НЕИРОХИМИЯ, 2009, том 26, № 2, с. 117-126
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
УДК 612.018
ВЗАИМОСВЯЗЬ УРОВНЯ НЕИРОАКТИВНЫХ СТЕРОИДОВ В МОЗГЕ, ПОВЕДЕНИЯ И ТРЕВОЖНОСТИ У САМЦОВ КРЫС С РАЗНЫМ ГОРМОНАЛЬНЫМ СТАТУСОМ
© 2009 г. В. А. Сашков
Институт возрастной физиологии РАО, Москва
Изучен уровень нейроактивных стероидов в мозге, поведение в "открытом поле" и тревожность у самцов крыс с разным гормональным статусом. Выявлена взаимосвязь двигательной и исследовательской активности, эмоциональности и тревожности с содержанием кортикостерона, тестостерона и эстрадиола в гипоталамусе, гиппокампе, миндалине, поясной извилине и лобной коре у интакт-ных самцов крыс, а также у животных с экспериментально высоким и низким уровнем половых стероидов. Корреляционный анализ подтверждает представления об избирательном вовлечении отдельных структур мозга и нейроактивных стероидов в реализации процессов нервной деятельности и поведенческой адаптации.
Ключевые слова: стероидные гормоны, кортикостерон, тестостерон, эстрадиол, гипоталамус, гиппокамп, миндалина, поясная извилина, лобная кора, поведение, тревожность, эмоциональность.
Нейроактивные стероиды оказывают существенное влияние на формирование психического статуса, эмоций и поведения [1]. Половые и корти-костероидные гормоны могут быть одними из определяющих факторов морфофункционального созревания и половой дифференцировки мозга [2]. Данные предыдущих исследований позволили выявить присутствие рецепторов к стероидным гормонам в гиппокампе [3], гипоталамусе и коре мозга [4] -структурах, вовлеченных в формирование настроения, поведения и осуществление тонкого регулирования гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системой [3]. При этом не исключается возможность образования стероидных гормонов клеточными элементами самого мозга и их вовлечение в реализацию процессов нервной деятельности [5]. Подтверждение этих предположений требует постановки специальных экспериментов на лабораторных животных. Очевидным остается одно - изменение уровня стероидных гормонов при нарушении гормонального баланса в организме может быть причиной дисфункции регуляторных систем мозга и как следствие - изменением вегетативных, когнитивных функций и поведения [6]. Степень выраженности этих последствий для организма в значительной степени зависит от направленности гормональных изменений, возраста и пола объекта исследования. Однако связь гормонального статуса с такими составляющими поведения, как эмоциональность,
Адресат для корреспонденции: 119121, Москва, ул. Погодинская, д. 8, корп. 2, тел.: 8-499-766-41-33; e-mail: sashkov@mail.ru
тревожность, двигательная и исследовательская активность изучена недостаточно. В связи с этим цель настоящего исследования - изучение корреляционных взаимоотношений содержания кортикостерона, тестостерона и эстрадиола в мозге с проявлением двигательной и исследовательской активности, эмоциональности и тревожности у самцов крыс с экспериментально высоким и низким системным уровнем половых стероидов.
МЕТОДИКА
При работе с крысами полностью соблюдались международные принципы Хельсинкской декларации о гуманном отношении к животным. Крысы линии Вистар в возрасте 6 мес после рождения были получены из питомника "Столбовая" и содержались в условиях вивария. В соответствии поставленными задачами было использовано 60 животных, разделенных на 4 группы: 1 -контрольные животные (п = 15); 2 - гонадоэкто-мированные крысы (п = 15); 3 - гонадоэктомиро-ванные крысы на фоне экзогенного введения те-стостерон-пропионата (5 мг/кг) (п = 15); 4 - интакт-ные животные на фоне экзогенного введения тестостерон-пропионата (5 мг/кг) (п = 15). При моделировании состояний дефицита и избытка половых гормонов у крыс мы руководствовались работами Кирштенблата [7] и Сапронова с соавт. [1]. Анализ полученных данных показал, что ложная операция, которая заключалась в небольшом разрезании кожи и проведении манипуляций
как при удалении семенников без соответствующей операции, не оказывает существенного влияния на изучаемые поведенческие и биохимические показатели. Поэтому в дальнейшем сравнение показателей у крыс с гонадоэктомией проводили с соответствующими данными интакт-ных животных, которые и служили контролем. Гонадоэктомированных крыс брали в опыт спустя 14 дней после операции.
Поведение животных оценивали в тесте "открытое поле" по общепринятой методике [8]. По продолжительности латентного периода выхода из центрального квадрата и числу пересеченных линий судили о двигательной активности. Количество вертикальных стоек и обследованных отверстий свидетельствовало о степени выраженности исследовательской активности крыс. Число умываний и дефекаций говорило об эмоциональном состоянии животных.
Для комплексной оценки тревожно-фобиче-ского статуса крыс был использован многопараметрический метод [9], в основу которого положена ранжированная шкала, характеризующая видоспецифические ответные реакции животного в ситуациях тревоги в ответ на столкновение с незнакомой ситуацией (тесты I-V) и в ответ на приближение руки экспериментатора (тесты VI-IX). Для всех тестов применялись единые пределы изменений выраженности ответной реакции: от 0 до 3 баллов. Большая оценка соответствовала более выраженной реакции животного и, следовательно, более высокому тревожно-фобиче-скому уровню. Суммарная оценка по ряду тестов позволяла судить об общем уровне тревожности (интегральный показатель тревожности).
Содержание кортикостерона, тестостерона и эстрадиола определяли в гомогенате тканей гипоталамуса, гиппокампа, миндалины, поясной извилины и лобной коры, а также в плазме крови с помощью иммуноферментного анализа. Для этого использовались наборы фирмы DRG (США).
Полученные данные были обработаны с использованием статистической программы SPSS (13.00). Оценка достоверности различий осуществлялась с использованием t-критерия Стью-дента (р < 0.05). Для выявления взаимосвязей между изучаемыми поведенческими и биохимическими параметрами был применен корреляционный анализ по методу Пирсона.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Нейроактивные стероиды в мозге
Анализ уровня стероидных гормонов в мозге у самцов крыс с разным гормональным статусом показал, что содержание кортикостерона в гипоталамусе, гиппокампе, поясной извилине, лобной коре у животных всех экспериментальных групп достоверно повышается по сравнению с контролем. Уровень кортикостерона в миндалине остается неизменным у кастрированных самцов крыс и достоверно повышается у гонадоэктомированных и интактных животных на фоне экзогенного введения тестостерон-пропионата (рис. 1).
Содержание тестостерона у кастрированных самцов крыс достоверно снижается в плазме крови, гипоталамусе, миндалине и поясной извилине, повышаясь в гиппокампе и лобной коре по сравнению с данными интактных животных. Гонадо-эктомированные самцы, получавшие тестосте-рон-пропионат, отличаются уменьшением содержания тестостерона в гипоталамусе при одновременном его повышении в гиппокампе, миндалине, поясной извилине и лобной коре по сравнению с контролем. У самцов крыс на фоне экзогенного введения тестостерон-пропионата в плазме крови и во всех изученных структурах мозга выявлено достоверное повышение содержания тестостерона по сравнению с контролем (рис. 2).
Уровень эстрадиола у самцов крыс с удаленными семенниками достоверно снижается в гиппокампе и лобной коре, возрастая в миндалине и поясной извилине по сравнению с контролем. Го-надоэктомированные самцы, получавшие тесто-стерон-пропионат, различаются повышением содержания эстрадиола в миндалине и поясной извилине при одновременном его снижении в гипоталамусе и гиппокампе по сравнению с ин-тактными крысами. У самцов крыс на фоне экзогенного введения тестостерон-пропионата уровень эстрадиола в гипоталамусе, миндалине и поясной извилине достоверно возрастает по сравнению с данными интактных животных, снижаясь в гиппокампе и лобной коре (рис. 3).
Поведение в "открытом поле"
Изучение поведения в "открытом поле" самцов крыс с разным гормональным статусом позволило выявить, что гонадоэктомированные самцы крыс различаются достоверным снижением латентного периода выхода из центра "открытого поля", числа умываний и дефекаций при увеличении количества вертикальных стоек и обследо-
400 300
ч
200
1—1 м
100 0
600 450 ЕЭ 300 150 0
600 450
1а 300
150 0
Плазма крови
*
■
2 3
Гиппокамп
*
а
2 3
Поясная извилина
*
Л
600 450 300 150 0
600 450 300 150 0
600 450 300 150 0
Гипоталамус
Миндалина
*
■
2 3
Лобная кора
Ш
*
■
пп
*
*
Рис. 1. Уровень кортикостерона в плазме крови и различных структурах мозга у самцов крыс с разным гормональным статусом.
Примечание: 1 - самцы-контроль; 2 - гонадоэктомированные самцы; 3 - гонадоэктомированные самцы, получавшие тестостерон-пропионат (5 мг/кг); 4 - самцы, получавшие тестостерон-пропионат (5 мг/кг); * -р < 0.05 по сравнению с контролем; на рисунках приведены доверительные интервалы, характеризующие разброс данных внутри группы.
ванных отверстий по сравнению с контролем. Это указывает на снижение эмоциональности и увеличение двигательной и исследовательской активности у кастрированных самцов крыс (рис. 4). Гонадоэктомированные самцы на фоне экзогенного введения тестостерон-пропионата также различаются уменьшением времени выхода из центра "открытого поля". Однако у этих крыс параллельно отмечается снижение числа обследованных отверстий и количества болюсов при увеличении частоты груминга по сравнению с контролем. Эти данные свидетельствуют об увеличении двигательной и снижении исследовательской активности у гонадоэктомированных самцов с введением тестостерон-пропионата (рис. 4). Экзогенное введение тестостерон-пропи-оната интактным самцам крыс сопровождается увеличением числа пересеченных линий и умываний при уменьшении количества дефекаций по сравнению с показателями интактных животных. Это свидетельствует об увеличении двигательной
активности самцов крыс, получавших тестостерон-пропионат и разнонаправленных изменениях эмоциональности у этих животных (рис. 4).
Тревожно-фобинеский статус
Тревожно-фобически
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.