МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М.В.ЛОМОНОСОВА На правах рукописи
advertisement
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М.В.ЛОМОНОСОВА На правах рукописи Ставровская Алла Вадимовна ВЛИЯНИЕ НЕЙРОТЕНЗИНА НА ПОВЕДЕНЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ НЕКОТОРЫХ СТРЕССОРНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ У КРЫС С ПОВРЕЖДЕНИЕМ СЕРОТОНИНЕРГИЧЕСКИХ НЕЙРОНОВ МОЗГА 03.00.13 – физиология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук МОСКВА, 2006 Работа выполнена в лаборатории морфофизиологии условного рефлекса ГУ НИИ мозга РАМН г.Москва Научный руководитель: доктор медицинских наук, заведующий лабораторией морфофизиологии условного рефлекса ГУ НИИ мозга РАМН Шугалёв Н.П. Официальные оппоненты: заслуженный деятель науки, доктор медицинских наук, профессор Островская Р.У. доктор биологических наук Майоров В.И. Ведущая организация: ГУ Научно-исследовательский институт ВНД и НФ РАН Защита состоится « »__________2006г. в ____часов на заседании диссертационного совета Д501.001.93 в МГУ им. М.В.Ломоносова по адресу: 119992, Москва, Воробьёвы горы, МГУ им. М.В.Ломоносова, биологический факультет. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке биологического факультета МГУ. Автореферат разослан « »__________2006г. Учёный секретарь диссертационного совета доктор биологических наук Б.А.Умарова ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность исследования В последние годы интенсивно исследуются нейрофизиологические механизмы, лежащие в основе индивидуальной устойчивости и предрасположенности к развитию патологических последствий стресса. Для изучения механизмов направленной эмоционального коррекции стрессорных стресса и поиска расстройств возможности используют методы индукции стрессорных состояний у животных. Наличие эмоционального фактора практически при всех нарушениях гомеостаза позволяет исследователям использовать физические (часто болевые) воздействия при индукции острого эмоционального стресса у животных. Иммобилизация также является одним из стрессогенных факторов. При резком ограничении двигательной активности обнаружены глубокие морфологические и функциональные изменения в структурах головного мозга (Семенченко, 1989), биохимические изменения в ЦНС (Венков и др., 1984; Панушева, Доведова, 1985). Воздействие стрессовой ситуации на индивид часто зависит от того, можно ли контролировать стрессорный фактор. Показано, что неуправляемые стрессоры имеют большее отрицательное воздействие на поведение по сравнению с управляемыми (Maier et al., 1993). В результате многих исследований, направленных на понимание нейронной основы поведенческих и физиологических эффектов неконтролируемых стрессоров, стала очевидной роль ряда нейромедиаторов, в том числе дофамина и серотонина в развитии и выражении такого рода эффектов. Показана также важность участия в этих процессах таких областей мозга, как дорзальное ядро шва, гипоталамус, кора и др. (Maswood et al., 1998). Одним из негативных синдромов, возникающих в условиях эмоциональнострессовых состояний, является тревожность. К настоящему моменту, потенциальная роль серотонина в развитии тревожности является предметом множества исследований. Существует гипотеза о двойственной роли серотонина, согласно которой он увеличивает тревожность, действуя на структуры переднего мозга, но подавляет аверсию через действие в дорзальном околоводопроводном сером веществе (dPAG) (Graeff, 2002). Большой интерес к роли серотонина в формировании и развитии тревожности связан также с тем, что препараты, которые усиливают 5-HT функцию, действительно эффективны при лечении тревожных расстройств (Argyropoulos et al. 2000). Особая роль отводится серотонину дорзального ядра шва (DRN). Maier и др. (1993) получили важные данные о том, что предъявление животным неконтролируемого стрессора, в частности, неизбегаемого болевого воздействия, резко увеличивает активность серотонинергических нейронов в DRN. Дальнейшие исследования показали, что повышенная активность серотонинергических нейронов DRN, по-видимому, необходима и достаточна, чтобы вызвать поведенческие и физиологические эффекты неконтролируемых стрессоров. В то же время, показано (Dilts, 1996), что увеличение обмена серотонина, вызванное предъявлением крысам вызывающих стресс стимулов, блокируется введением регуляторного нейропептида нейротензина. Эти данные указывают на возможную роль эндогенного нейротензина в регуляции активности серотонинергических нейронов. Нейротензин привлекает внимание исследователей в связи со своими нейролептическими свойствами, схожими со свойствами атипичных нейролептиков (Sharma et al., 1997). Он обладает способностью оказывать влияние на различные аспекты адаптивного поведения: на мотивационные, эмоциональные, двигательные, а также участвует в механизмах подкрепления. В последнее время высказывается предположение об анксиолитических свойствах нейротензина (Шугалёв с соавт., 2003) Приведённые данные позволяют сделать предположение о том, что взаимодействие нейротензин- и серотонинергической систем мозга имеет важное значение для повышения адаптивной функции мозга в условиях стрессовой ситуации. Изучение механизмов этого взаимодействия будет способствовать созданию новых стресс-протекторных средств, структурно близких к биохимическим регуляторам организма. Цель исследования Основной целью исследования являлось выяснение значения взаимодействия нейротензин- и серотонинергических систем мозга для обеспечения различных форм адаптивного поведения после перенесённых животными стрессорных воздействий. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи: 1) изучить влияние иммобилизационного и болевого стресса на поведение крыс с повреждением и без повреждения серотонинергических нейронов дорзального ядра шва; 2) выявить влияние локального введения нейротензина в образования нигростриатной системы мозга (хвостатые ядра и чёрную субстанцию) на поведенческие эффекты стрессорных воздействий у крыс с повреждением и без повреждения серотонинергических нейронов дорзального ядра шва; 3) провести сравнительный анализ влияния нейротензина на уровне чёрной субстанции и дорзального ядра шва мозга на поведенческие эффекты болевого воздействия; 4) провести метаболита, биохимический анализ 5-оксииндолуксусной содержания кислоты серотонина (5-HIAA), а и его также катехоламинов в хвостатых ядрах и гипоталамусе мозга крыс после инъекций нейротоксина и нейротензина. Научная новизна работы Впервые показано нормализующее влияние микроинъекций нейротензина в хвостатые ядра и чёрную субстанцию мозга крыс с повреждением серотонинергических нейронов на поведение животных в условиях последействия стрессорных факторов. Проведено определение содержания серотонина, его метаболита (5-HIAA), а также катехоламинов в хвостатых ядрах и гипоталамусе мозга крыс после внутримозговых инъекций NT и нейротоксина, 5,7-дигидрокситриптамина (5,7-DOT). Теоретическое значение работы Полученные данные дополняют сведения о действии нейротензина, как регуляторного пептида. Обнаружена важное значение нейротензина на уровне образований нигростриатной системы мозга для механизмов адаптации животного к неблагоприятным воздействиям в условиях дефицита функции серотонинергических нейронов. Установлено, что регуляторное действие нейротензина в значительной степени связано с нормализацией мотивационноэмоционального состояния животных. Практическое значение работы Изучение механизмов взаимодействия серотонинергических систем мозга нейротензин- и в условиях последействия стрессорных факторов может иметь важное значение для разработки новых стресс- протекторных средств, структурно близких к биохимическим регуляторам организма человека. Поведение животных с повреждением серотонинергических нейронов дорзального ядра шва в указанных условиях может служить экспериментальной моделью для тестирования новых психотропных, в частности, анксиолитических препаратов. Положения, выносимые на защиту 1. Дефицит усилению функции серотонинергических стрессорного воздействия нейронов приводит иммобилизации и к болевой стимуляции. 2. На уровне образований нигростриатной системы мозга нейротензин оказывает протекторное действие на животных с дефицитом функции серотонинергических нейронов в условиях эмоционального стресса. 3. Поведенческие эффекты нейротензина в объясняются его нормализующим значительной степени влиянием на мотивационно- эмоциональное состояние животных. 4. Разнонаправленный характер влияния нейротензина на разных уровнях мозга обеспечивает поддержание баланса взаимодействия дофамин- и серотонинергических систем мозга в механизмах регуляции адаптивного поведения. Апробация диссертации Основные результаты были доложены на Всероссийской конференции «Пластичность и структурно-функциональная взаимосвязь коры и подкорковых образований мозга» ГУ НИИ мозга РАМН,Москва, 2003; международных чтениях, посвященных 100-летию Э.А.Асратяна «Фундаментальные и клинические аспекты интегративной деятельности мозга», ИВНД и НФ РАН, Москва, 2003; ХIX съезде физиологического общества им. И.П.Павлова, Екатеринбург, 2004; Всероссийской конференции «Механизмы синаптической передачи» ГУ НИИ мозга РАМН, Москва, 2004; The 8th ECNP Regional Meeting Moscow, Russia, April 14-16, 2005; Первом Международном Междисциплинарном конгрессе «Достижения нейронауки для современной медицины и психологии», Судак, 2005; научной конференции «Нейрохимия: фундаментальные и прикладные аспекты», ГУ ИБХ РАН им. М.В.Шемякина и Ю.А.Овчинникова, Москва, 2005; Учёном Совете ГУ НИИ мозга РАМН, Москва, 2005; научной конференции ГУ НИИ мозга РАМН, 2005; 4-ой Международной конференции «Биологические основы индивидуальной чувствительности к психотропным средствам», Москва, 2006. Объём и структура диссертации Работа изложена на 138 страницах и содержит 29 иллюстраций, 2 таблицы. Она состоит из введения, обзора литературы, описания материалов, методов исследования, полученных результатов и их обсуждения, выводов. Список литературы содержит 174 источника. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Работа проведена на 116 белых крысах-самцах одного возраста, весом 250-300 г, у которых предварительно была выработана условно-рефлекторная двигательная реакция выбора стороны пищевого подкрепления в освещенном рукаве Т-образного лабиринта. Учитывали число правильных условных двигательных реакций в течение 10 мин. Условный рефлекс считался выработанным, когда количество правильных ответов превышало 80%. Этот тест позволял оценивать уровень мотивационного возбуждения животных. Двигательную активность и эмоциональное состояние оценивали в установке «открытое поле». Для изучения эффекта внутримозгового введения нейротензина, в первой серии экспериментов крысам стереотаксически вживляли две металлические направляющие канюли билатерально в хвостатые ядра (nCd) или чёрную субстанцию (SN) и одну канюлю – в дорзальное ядро шва (DRN). Во второй серии – только одну канюлю в DRN. Использовали следующие координаты по стереотаксическому атласу (Paxinos, Watson, 1986): nCd – АР = -1,0; V = 2,5; L = 4,5; SN – AP = 4,2; V = 1,9; L = 7,0 и DRN – AP = 7,0; V = 1,8; L= 5,5 под углом 15 градусов. Хирургическое вмешательство проводили под анестезией при внутрибрюшинном введении кетамина в дозе 50 мг/кг и бензодиазепина в дозе 5 мг/кг. Длина канюль при введении в nCd равнялась 12 мм, при введении в SN и DRN – 16 мм. Диаметр канюль составлял 0,8 мм. Повреждение серотонинергических нейронов осуществляли посредством микроинъекции избирательного нейротоксина 5,7-дигидрокситриптамина (5,7DOT) в дозе 7 мкг в 0.7 мкл 0,05% раствора аскорбиновой кислоты в DRN. Контрольным животным вводили физиологический раствор в том же объёме. Эксперименты по изучению эффектов нейротензина на поведение крыс проводили через неделю после введения нейротоксина. При изучении эффектов нейротензина в условиях иммобилизационного стресса за 10 минут до начала иммобилизации половине животных без повреждения и половине животных c повреждением 5-НТ нейронов DRN билатерально вводили в SN (или nCd) нейротензин в дозе 2.5 мкг в 1.0 мкл физраствора, остальным (контрольным) животным был введён физраствор в том же объёме. Иммобилизацию животных проводили, помещая их в индивидуальные клетки-пеналы на 90 минут. После иммобилизации проводили тестирование крыс в “открытом поле” в течение 3-х минут, а затем, в Тобразном лабиринте. В последующие двое суток повторяли эти поведенческие тесты. Для выяснения влияния предшественника серотонина на поведение животных в условиях иммобилизационного стресса, интактным крысам внутрибрюшинно вводили 5-окситриптофан в дозе 5 мг/кг. Контрольным животным вводили физиологический раствор. Далее процедура эксперимента была аналогична описанной выше. При изучении эффектов нейротензина в условиях болевой стимуляции в первой серии экспериментов половине животных без повреждения и половине животных c повреждением 5-НТ нейронов DRN билатерально вводили в SN нейротензин в дозе 2.5 мкг в 1.0 мкл физраствора, остальным (контрольным) животным вводили физраствор в том же объёме, во второй – за 10 минут до помещения в камеру вводили NT в DRN. Эффективность пассивного оборонительного поведения определяли в течение 3-х минут по величине латентного периода перехода крыс из ярко освещенной камеры в темную камеру, в которой животные накануне получали сильное электрическое раздражение (2 мА, 3 с). Тестирование таких реакций (без болевой стимуляции) проводили в течение 4-5 последующих дней. Сразу после тестирования пассивных оборонительных реакций в течение 3-х минут определяли двигательную активность крыс в «открытом поле». После окончания поведенческих моноаминов хроматографии экспериментов проводили (HPLC) производили методом с определение высоко электрохимическим эффективной детектором концентраций жидкостной с помощью стандартных наборов. Для исследований брали образцы ткани хвостатых ядер и гипоталамуса, массой ≈ 20 мг. Объём пробы – 20 мкл. По окончании экспериментов проводили морфологический контроль положения кончиков канюль в мозге крыс. При статистической обработке результатов использовали непараметрический метод Вилкоксона для несвязанных выборок и статистический метод ANOVA, различия считались достоверными при р≤0,05. Результаты экспериментов представлены в виде относительных величин, за единицу принято число поведенческих реакций до иммобилизации и в виде средних значений. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 1. Роль 5-НТ структур мозга в механизмах последействия иммобилизационного и болевого стресса. Исследование показало, что иммобилизация крыс в пеналах приводила к ослаблению их двигательной активности в «открытом поле» и изменению выполнения пищедобывательного рефлекса в Т-образном лабиринте. Особенно выраженным было изменение числа стоек в «открытом поле». Процент правильных условных реакций в Т-образном лабиринте у крыс существенно не уменьшался. В последующие дни наблюдалось восстановление двигательной активности и пищедобывательного поведения. Повреждение 5-HT нейронов с помощью локального введения в DRN избирательного нейротоксина, 5,7-дигидрокситриптамина, усиливало эффект иммобилизации на пищедобывательное поведение и двигательную активность крыс. У животных усиливались негативные эмоциональные реакции. Внутрибрюшинное введение предшественника 5-НТ, 5-гидрокситриптофана, наоборот, ослабляло угнетение двигательной активности крыс после иммобилизации и нормализовало пищедобывательное поведение. Негативное влияние иммобилизационного стресса на поведение в большой степени обусловлено усилением обмена и последующим истощением концентрации 5-HT в ЦНС. Этим объясняются полученные в работе данные об усилении эффекта иммобилизации у крыс с повреждением 5-HT нейронов, а также тот факт, что введение предшественника 5-HT, наоборот, ослабляло этот эффект. Также известна важная роль 5-HT в механизмах устойчивости животных к стрессу, показано, что у устойчивых к эмоциональному стрессу животных уровень 5-HT в различных ядрах гипоталамуса выше, чем у неустойчивых к эмоциональному стрессу животных (Исмайлова с соавт. 1998). В литературе существуют свидетельства того, что животные с долгосрочным дефицитом 5-HT поведенчески могут быть более чувствительны к аверсивным ситуациям (Graeff, 2002). Исследование в нашей работе оборонительного поведения показало, что операция повреждения 5-НТ нейронов вызывала усиление реакций пассивного избегания и нарушала их угашение. Указанные изменения связаны с усилением у животных c повреждением 5-НТ нейронов чувства страха, о чем свидетельствует усиление негативных эмоциональных реакций. У животных без повреждения 5-НТ нейронов введение агониста 5-НТ1А рецепторов 8-OH-DPAT вызывало резкое ослабление реакций избегания, тогда как на уровне DRN действие препарата было противоположным. На уровне SN влияние 8-OH-DPAT может быть обусловлено действием на постсинаптические, а на уровне DRN – на пресинаптические 5-НТ рецепторы. Таким образом, угнетение функции 5-НТ структур облегчает, а активация, наоборот, ослабляет проявление пассивнооборонительного поведения животных Хорошо известно, что повреждение 5-НТ нейронов с помощью избирательных нейротоксинов сопровождается активацией поведения и усилением эмоционального возбуждения животных. Этот эффект связывают с реципрокной активацией катехоламинергических нейронов (Громова, 1980, Ford, Marsden 1990). Имеются также данные о реципрокных отношениях катехоламин- и 5-НТ структур в обеспечении оборонительного поведения. Например, показано, что введение предшественника серотонина L-триптофана практически полностью угнетает, а введение ингибитора синтеза серотонина рхлорфенилаланина, наоборот, облегчает способность крыс вырабатывать навык активного избегания (Федотова, Сапронов, 2002). При ионофоретической аппликации 5-НТ оказывает угнетающее влияние на электрическую активность нейронов различных образований мозга. Многие исследователи считают, что такой тормозный эффект опосредуется через 5НТ1А рецепторы (Aghajanian, Andrade, 1997). Исходя из этого, снижение функциональной активности 5-НТ передачи можно рассматривать как механизм, приводящий к ослаблению тормозного влияния 5-HT на нейроны миндалевидного ядра и других эмоциогенных структур, что сопровождается их активацией. Снижение тормозного влияния 5-HT на стриатум может приводить к активации этой структуры и усилению ее тормозного влияния на поведение. 2. Роль NT в нормализации поведения крыс после иммобилизационного стресса Как уже упоминалось, предъявление крысам редких неизбегаемых громких звуков вызывает увеличение обмена 5-HT, которое блокируется введением NT. Это указывает на возможную роль нейротензина в регуляции активности 5-НТ нейронов DRN мозга (Dilts et al., 1996). Настоящее исследование показало, что микроинъекции NT в nCd животным с повреждением 5-HT нейронов DRN ослабляли негативное влияние иммобилизации на поведение, в результате чего сразу после иммобилизации двигательная и пищедобывательная активность этих животных, в отличие от контрольных крыс, сохранялись на уровне фоновых значений (рис.1). 35 30 * 25 + 20 15 *+ 10 5 0 1 2 3 4 А Рис.1 Влияние микроинъекций NT в nCd мозга на число пищедобывательных реакций в Т-образном лабиринте (А) и двигательную активность в «открытом поле» (Б) крыс с повреждением 5-НТ нейронов DRN. По оси ординат число пищедобывательных реакций и число пересечённых квадратов соответственно. 1 – до иммобилизации, 2,3,4 – сразу после, через 24 и 48 часов соответственно. *- достоверны различия между группами, + достоверны различия с фоном при р≤0,05 140 +* 120 +* 100 * 80 * 60 40 + 20 0 1 2 3 4 Б В последующие дни наблюдалось усиление двигательной активности в "открытом поле" по сравнению с фоновыми значениями. У крыс без повреждения 5-НТ нейронов DRN эффект NT был менее выраженным. Приведенные данные свидетельствуют о том, что на уровне nCd действие NT связано с ослаблением вызванного иммобилизацией негативного эмоционального состояния крыс с повреждением 5-НТ нейронов DRN. Этот эффект сопровождался сохранением высокого уровня ориентировочно- исследовательского поведения и пищевого мотивационного возбуждения. Микроинъекции NT в SN мозга крыс с повреждением 5-НТ нейронов DRN также ослабляли негативное действие иммобилизации, которое выражалось в развитии тревожности у крыс контрольной группы. Об этом свидетельствовало нарастание горизонтальной двигательной активности крыс в сочетании с низким уровнем вертикальной двигательной активности в «открытом поле» в последующие двое суток после иммобилизации (рис.2). Введение NT способствовало оптимизации поведения этой группы животных в «открытом поле», при этом уровень вертикальной двигательной активности оставался высоким во все дни тестирования. Полученные данные указывают, что NT нормализующее действует на уровне SN на поведение крыс с повреждением 5-НТ нейронов DRN, ослабляя вызванное иммобилизацией негативное эмоциональное состояние животных. 1.6 + 1.4 1.2 Рис.2 Влияние микроинъекций NT в SN мозга на двигательную активность в «открытом поле» крыс с повреждением 5-НТ нейронов DRN А – горизонтальную, Б – вертикальную; по оси ординат – относительные величины. Остальные обозначения, как на рис.1 * 1 0.8 + 0.6 0.4 0.2 0 1 2 3 4 А 1.2 1 * 0.8 * + + 0.6 + + 2 3 0.4 0.2 0 1 4 Б Ранее в лаборатории показано, что при угашении условного питьевого рефлекса у крыс (Шугалев с соавт. 2001, 2002) у крыс с повреждением 5-НТ нейронов облегчающее влияние NT наблюдалось как при введении в nCd так и в SN, а у животных без повреждения 5-HT нейронов DRN такой эффект был только на уровне nCd. Введение NT в nCd мало изменяло двигательную активность крыс без повреждения 5-HT нейронов DRN в «открытом поле», тогда как у крыс с повреждением 5-НТ нейронов оказывало отчетливый подавляющий эффект. Введение NT в SN также угнетало двигательную активность животных с повреждением 5-НТ нейронов DRN, но у крыс без повреждения 5-HT нейронов DRN, наоборот, ее усиливало. Таким образом, поведенческие эффекты NТ зависят от места введения в ЦНС. Например, как известно из литературы, его введение в прилежащее ядро (NAcc) снижало двигательную активность у крыс, тогда как инъекции в VTA, наоборот, усиливали двигательную активность и увеличивали число стоек (Kalivas et al., 1982). Исходя из данных литературы, на уровне nCd эффект NT в значительной степени связан с его нейролептическими свойствами, а именно, с его угнетающим влиянием на DA структуры посредством повышения эффективности пресинаптического торможения освобождения DA (Levant, Nemeroff, 1992). С другой стороны, угнетение двигательной активности, длительное время сохраняющиеся у крыс после иммобилизации, также может быть результатом угнетения функции DА структур. Так, например, биохимическое исследование обмена моноаминов в структурах мозга крыс, выращенных в условиях социальной изоляции, обнаружило существенное снижение обмена DA и 5-HT (Шабанов с соавт., 2004). Исходя из этого, усиление двигательной активности на фоне последействия иммобилизации может быть связано с синдромом «отдачи» после ее угнетающего влияния на DA структуры. На уровне SN эффекты NT могут быть обусловлены стимулирующим действием на тела DA нейpонов и блокадой пресинаптических ауторецепторов (Werkman et al., 2000). Введение NT в VTA мозга усиливает подкрепляющие свойства психостимуляторов (Roth, Elsworth, 1995), а также облегчает поведение условнорефлекторного предпочтения определенного места в экспериментальной установке. Подобные данные были получены в лаборатории после введения NT в SN (Шугалев с соавт., 2003). Кроме того, из данных литературы известно, что NT, введенный в стриатум поглощается терминалями и ретроградно транспортируется в DA нейроны SN (Landuron, 1995). Возможно, что указанный механизм вовлекается в развитие эффектов NT при его введении в nCd мозга оперированных животных. Исходя из сказанного выше, можно предположить, что участие NT в механизмах подкрепления способствует ослаблению негативного эмоционального состояния крыс в условиях иммобилизационного стресса. Согласно существующей точке зрения (Gerfen, 1992) для оптимизации функции дофаминовых D2-ауторецепторов необходима определенная степень активации дофаминовых D1-рецепторов. Синергизм во взаимодействии D1- и D2-рецепторов необходим также для реализации многих других форм поведения. Сопоставление приведенных данных с ранее полученными нами данными (Шугалев, 1999) свидетельствует о важном значении механизма обратной отрицательной связи DA нейронов в процессах регуляции мотивированного поведения, а также о том, что для запуска этого механизма необходим определенный, достаточно высокий уровень активации структур. 3. Влияние введения нейротензина на поведение крыс после болевой стимуляции Введение NT в SN мозга крыс с повреждением 5-НТ нейронов ослабляло эффекты нейротоксина и, таким образом, оптимизировало оборонительное поведение таких животных (рис.3). Введение NT контрольным животным ослабляло выполнение условных реакций активного избегания и нарушало реализацию пассивных оборонительных реакций. В современной литературе также имеются данные об оптимизирующем действии синтетического пептидного препарата селанка на выработку условного рефлекса активного избегания у крыс в условиях повышенного эмоционального напряжения (Козловский, Данчев, 2002). Такое действие авторы объясняют противотревожными свойствами препарата. Угнетение оборонительного поведения крыс на фоне действия NT объясняется нейролептическими свойствами пептида (Luttinger et al.,1982). Вместе с тем, общий суммарный эффект нейролептиков зависит от его воздействия как на пре- так и на постсинаптические DA рецепторы (Roth, Elsworth, 1995). Блокада постсинаптических DA рецепторов на уровне окончаний аксонов DА нейронов представляется как первичный эффект введения нейролептиков, а именно как ослабление DA передачи. Однако такой эффект сопровождается компенсаторным механизмом обратной связи. При этом блокада пресинаптических ауторецепторов на уровне SN приводит к 200 +* 180 160 140 120 100 80 60 +* 40 + 20 0 0 1 2 3 4 5 k-k 0 1 2 3 4 5 NT- k 0 1 2 3 4 5 k-T 0 1 2 3 4 5 NT-T Рис. 3 Величина латентного периода реакций УРПИ 0,1,2,3,4,5 – до, через 1, 2, 3, 4 и 5 суток после болевого воздействия соответственно. К-к – крысы с микроинъекциями физраствора в SN и DRN; NT-к – крысы с микроинъекциями NT в SN и физраствора в DRN; к-Т – крысы с микроинъекциями физраствора в SN и 5,7-DOT в DRN; NT-T – крысы с микроинъекциями NT в SN и 5,7-DOT в DRN; По оси ординат – время в сек. * - достоверны различия между группами при р≤0,05; + - достоверны различия с контрольной группой при р≤0,05. увеличению синтеза и высвобождения дофамина из терминалей. Животные с дефицитом катехоламинов обнаруживают дефицит условнорефлекторного ответа избегания. О преимущественной роли DА для обучения условнорефлекторному избеганию свидетельствует то, что нейролептики специфически блокирующие DА рецепторы вызывают нарушение процесса обучения (Kilts et al., 1992). Предполагается, что на уровне ствола мозга NT вовлекается в вызванную стрессорными стимулами активацию избирательных популяций DА нейронов. Возможно, что NТ механизмы в могут действовать в согласии с другими нейропептидами такими как вещество Р и мет-энкефалин, чтобы преобразовать эффекты стрессоров в изменения активности DА нейронов. NT также, как нейролептики, влияет на чувствительность дофаминовых ауторецепторов и может изменять эффективность механизма саморегуляции активности DА нейронов. Вместе с тем, на уровне SN эффект NT может быть связан с воздействием не только на DА, но также на 5-HT структуры. Настоящее исследование показало, что введение NT в SN вызвало повышение концентрации 5-НТ и 5-HIAA в nCd мозга. В гипоталамусе введение 5,7-DOT не вызвало заметных изменений концентрации 5-HT и его метаболита. Избирательный характер нейрохимических изменений в nCd обусловлен их тесными связями с SN. Введение нейротоксина 5,7-DOT в DRN резко уменьшило содержание серотонина в хвостатых ядрах и гипоталамусе (рис. 4). При этом содержание 5HIAA в nCd также уменьшилось, а в гипоталамусе, напротив, возросло. Эти данные, по-видимому, свидетельствуют об уменьшении синтеза 5-НТ в DRN в результате действия нейротоксина, а также об усилении его метаболизма в гипоталамусе. В результате введения NT в DRN не наблюдалось достоверных изменений концентраций серотонина и 5-оксииндолуксусной кислоты ни в хвостатых ядрах, ни в гипоталамусе. 1.4 * * 1.2 1 0.8 * 0.6 * 0.4 0.2 0 1 2 3 nCd 4 1 2 3 Hptl 4 Рис.4 Относительное содержание 5-НТ в хвостатых ядрах (nCd) и гипоталамусе (Hptl) крыс 1 – крысы с микроинъекциями физраствора в SN и DRN; 2 – крысы с микроинъекциями NT в SN и физраствора в DRN; 3 – крысы с микроинъекциями физраствора в SN и 5,7-DOT в DRN; 4 – крысы с микроинъекциями NT в SN и 5,7-DOT в DRN. * - достоверны различия при р≤0,05 Таким образом, различным поведенческим эффектам введения NT в SN и DRN соответствуют определенные изменения содержания 5-HT и 5оксииндолуксусной кислоты в мозге. На уровне SN эффект NT может быть связан со стимулирующим воздействием на 5-HT структуры. То есть, в стрессовой ситуации эндогенный NT может принимать позитивное участие в регуляции активности 5-HT нейронов. Введение NT в DRN оказывало обратный поведенческий эффект. При этом, как и после введения в DRN нейротоксина, наблюдалось уменьшение концентрации метаболита 5-HT в nCd. Угнетающее влияние NT на функцию 5-HT нейронов DRN может быть связано с его воздействием на эффективность механизма отрицательной обратной связи. Полученные данные свидетельствуют о важном протекторном значении NT на уровне нигростриатной системы мозга для обеспечения механизмов адаптивного поведения животных с дефицитом функции серотонинергических нейронов в условиях эмоционального стресса. Механизмы действия NT объясняются его воздействием на эффективность механизмов саморегуляции DA нейронов, а также модулирующим влиянием на сохранившиеся 5-HT окончания. Поведенческие эффекты NT в значительной степени объясняются его нормализующим влиянием на мотивационно-эмоциональное состояние животных. Разнонаправленный характер влияния NT на 5-HT структуры на разных уровнях мозга обеспечивает поддержание баланса взаимодействия DA и 5-HT систем мозга в механизмах регуляции адаптивного поведения. ВЫВОДЫ 1. Иммобилизация интактных животных в пеналах приводила к обратимому снижению двигательной активности в «открытом поле» и уменьшению числа пищедобывательных реакций в Т-образном лабиринте, при этом условный рефлекс не нарушался. Процедура микроинъекций в образования нигростриатной системы мозга приводила к ослаблению эффектов иммобилизации. 2. У животных с дефицитом функции серотонинергических нейронов дорзального ядра шва, вызванным локальным введением избирательного нейротоксина, 5,7 – дигидрокситриптамина, эффекты иммобилизации были отчётливо выраженными и, кроме того, у таких животных замедлялось восстановление нарушенных форм поведения. 3. Микроинъекции нейротензина в хвостатые ядра мозга крыс с повреждением серотонинергических иммобилизации на нейронов ослабляли двигательную и угнетающее пищедобывательную влияние активность животных, а также облегчали активирующее последействие иммобилизации на горизонтальную двигательную активность в «открытом поле». 4. На уровне чёрной субстанции действие нейротензина у крыс с повреждением серотонинергических нейронов ограничивалось ослаблением эффекта иммобилизации на двигательную активность в «открытом поле». На фоне последействия иммобилизации наблюдалось снижение пищедобывательной активности в Т-образном лабиринте. 5. Дефицит функции серотонинергических нейронов дорзального ядра шва приводил к усилению реакций пассивного избегания и двигательной активности крыс в «открытом поле» после болевого воздействия. Действие нейротензина на уровне чёрной субстанции нивелировало эффект нейротоксина. 6. У крыс без повреждения серотонинергических нейронов мозга действие нейротензина на уровне чёрной субстанции резко ослабляло условные реакции пассивного избегания и увеличивало двигательную активность в «открытом поле»; на уровне дорзального ядра шва действие нейротензина, наоборот, приводило к усилению условных реакций пассивного избегания и замедлению их угашения. 7. Введение нейротоксина в дорзальное ядро шва мозга крыс приводило к снижению уровня серотонина в хвостатых ядрах и гипоталамусе. После микроинъекций нейротензина в чёрную субстанцию мозга таких животных содержание серотонина в хвостатых ядрах увеличивалось до исходного уровня, а гипоталамусе превышало этот уровень. 8. Полученные данные свидетельствуют о важном протекторном значении нейротензина на уровне нигростриатной системы мозга для обеспечения механизмов адаптивного поведения животных с дефицитом функции серотонинергических нейронов в условиях эмоционального стресса. Поведенческие эффекты нейротензина в значительной степени объясняются его нормализующим влиянием на мотивационно-эмоциональное состояние животных. Разнонаправленный характер влияния нейротензина на разных уровнях мозга обеспечивает поддержание баланса взаимодействия дофамини серотонинергической систем мозга в механизмах регуляции адаптивного поведения. СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 1. Шугалев Н.П., Ямщикова Н.Г., Ольшанский А.С., Ставровская А.В. Особенности влияния нейротензина на двигательные реакции крыс в ответ на позитивные и негативные условные сигналы. Рос.физиол.журн., 2002, т.88, №10, c.1324-1329. 2. Шугалев Н.П., Ставровская А.В., Ольшанский А.С., Ямщикова Н.Г. Значение нейротензина для повышения адаптивных повреждением серотонинергических возможностей нейронов. Сб. крыс с Пластичность и структурно-функциональная взаимосвязь коры и подкорковых образований мозга, Мат.Всероссийской конфер. М.2003, с.112. 3. Шугалев Н.П., Ямщикова Н.Г, Ставровская А.В., Ольшанский А.С Влияние нейротензина на реализацию оборонительных и пищедобывательных двигательных реакций. В сб. Фундаментальные и клинические аспекты Мат.международных интегративной чтений, посвященных деятельности 100-летию мозга. Э.А.Асратяна. М.2003, с. 248. 4. Шугалев Н.П., Ставровская А.В., Ямщикова Н.Г. Участие нейротензина в формировании адаптивного поведения в условиях иммобилизационного стресса. Мат. ХIX съезда физиологического общества им. И.П.Павлова. Рос. Физиол. Журн., 2004, том 90, №8, с. 91. 5. Шугалев Н.П., Ольшанский А.С., Ставровская А.В. Последействие нейротензина на поведение пассивного избегания крыс. В сб. Механизмы синаптической передачи. Мат.Всероссийской конференции. М (И-т мозга).2004, с. 103. 6. Shugalev N.P., Stavrovskaja A.V., Hartmann G., Lenard L. Influence of neurotensin microinjections into dorsal raphe nucleus on passive avoidance performance in rat. Abstracts of the 8th ECNP Regional Meeting Moscow, Russia, April 14-16, 2005. European Neuropsychopharmacology 2005, v.15, Suppl 2 ,P. 148. 7. Шугалев Н.П., Ольшанский А.С., Ставровская А.В., Ямщикова Н.Г. Значение нейротензинергических структур мозга для адаптивного поведения в условиях последействия иммобилизационного и болевого стресса. Доклад на научн. конф. «Нейрохимия: фундаментальные и прикладные аспекты», Москва,14-16 марта 2005 г. 8. Шугалев Н.П., Ямщикова Н.Г., Ставровская А.В. Влияние нейротензина на поведение крыс с повреждением серотонинергических нейронов в условиях иммобилизационного стресса. Ж.высш.нервн.деят. 2005. Т.55, №5, С. 9. Шугалев Н.П., Ставровская А.В., Хартманн Г. О функциональном значении влияния нейротензина на серотонинергические структуры мозга.В сб. Структурно-функциональные и нейрохимические закономерности асимметрии и пластичности мозга. 2005 10. Шугалев Н.П., Ольшанский А.С., Ставровская А.В., Ямщикова Н.Г. Значение нейротензинергических структур мозга для адаптивного поведения в условиях последействия иммобилизационного и болевого стресса. Материалы конгресса. Первого Достижения Международного нейронауки для Междисциплинарного современной медицины и психологии. Судак 2005. С.180-181 11. Шугалев Н.П., Ольшанский А.С., Ставровская А.В., Ямщикова Н.Г. Значение взаимодействия нейротензин- и моноаминергических структур мозга для регуляции нейрокибернетики Мат. оборонительного 14-ой поведения. Международной Проблемы конференции по нейрокибернетике, посв. 60-летию Победы советского народа в ВОВ и 90летию Ростовского гос.университета. Т. 1, С. 116-117, Ростов-на- Дону.2005 IFLUENCE OF NEUROTENSIN ON BEHAVIOURAL EFFECTS OF SOME STRESS INFLUENCES IN RATS WITH LESIONS OF SEROTONINERGIC NEURONS Stavrovskaya A.V. The purpose of research was finding-out of value of interaction between neurotensinand serotoninergic brain structures for maintenance of various forms of adaptive behaviour of animals after stress influences. The influence of immobilization and painful stress on behaviour of rats with lesion and without lesion of serotoninergic neurons of raphe nucleus dorsalis; and also an influence of local administration of neurotensin into formations of striatonigral brain system (nucleus Caudatus and Substantia Nigra) on behavioural effects of stress influences were studied. The comparative analysis of neurotensin influences at a level of Substantia Nigra and Dorsal Raphe Nucleus on behavioural effects of painful stimulation was spent. The concentrations of serotonin and its metabolite, 5-hydroxyindolacetic acid (5-HIAA), and also concentrations of katheholamines in nucleus Caudatus and Hypothalamus of rats after injections of neurotoxine and neurotensin were estimated. It has been founded protective value of neurotensin at a level of striatonigral system of a brain for maintenance of mechanisms of adaptive behaviour of animals with deficiency of serotoninergic neurons function in conditions of emotional stress. Behavioural effects of neurotensin are substantially accounted for its normalizing influence on a motive - emotional condition of animals. Differently directed character of neurotensin influence on 5-HT structures at different levels of a brain provides maintenance of balance of interactions between DA and 5-HT systems of a brain in mechanisms of regulation of adaptive behaviour.
