Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,736

МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ И СТРУКТУРНЫЕ ОСНОВЫ АУДИОГЕННОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ КРЫС С АБСАНСНОЙ ЭПИЛЕПСИЕЙ

Леушкина Н.Ф. Ахмадеев А.В. Калимуллина Л.Б.

В работе на созданных молекулярно-генетических моделях выявлена ассоциация генотипа А22 локуса TAG 1A гена рецептора дофамина второго типа крыс с повышенной аудиогенной чувствительностью и увеличением удельной площади базолатеральной группировки миндалевидного комплекса по сравнению с крысами А11.

Эпилепсия является одним из наиболее распространенных неврологических заболеваний, имеет сложный полигенный характер и осложнена тем, что 30% пациентов резистентны к фармакотерапии. В настоящее время известен очень небольшой список генов, единичные мутации которых приводят к эпилепсии [18]. Много неясного в этиологии и патогенезе этого заболевания. Поэтому понимание биологических механизмов патогенеза и фармакорезистентности эпилепсии является актуальной задачей биологической психиатрии, невозможной без использования экспериментальных моделей [8]. В отношении эпилепсии эта задача облегчается тем фактом, что патогенетические механизмы эпилепсии сходны как у человека, так и животных [9].

Крысы линии WAG/Rij являются инбредной линией с генетически детерминированной абсансной эпилепсией. Согласно новой гипотезе абсансная эпилепсия является кортико-таламическим типом эпилепсии [6]. Ранее было показано, что у 30% взрослых крыс линии WAG/Rij аудиогенная стимуляция вызывает конвульсивные судороги. Так как крысы линии WAG/Rij выявляют устойчивую спонтанную пик-волновую активность, то аудиогенная субпопуляция этих крыс - хорошая модель для исследования смешанной формы эпилепсии, которая является тяжелой клинической проблемой для лекарственной терапии [7].

Впервые с помощью метода ПЦР изучен полиморфизм рестрикционного локуса TAG1A гена рецептора дофамина D2 и варьирующих тандемных повторов гена переносчика дофамина [5]. В ранее проведенных исследованиях была показана ассоциация гена DRD2 с особенностями ЭЭГ и гематологическими показателями двух указанных субпопуляций крыс линии WAG/Rij [2].Целенаправленное скрещивание гомозиготных крыс этой линии позволило получить на кафедре морфологии и физиологии человека Башкирского госуниверситета две субпопуляции крыс линии WAG/Rij.

Целью данной работы являлось выявление различий в аудиогенной чувствительности гомозиготных крыс линии WAG/Rij с генотипами А11 и А22 по локусу TAG 1A гена дофаминового рецептора второго типа (далее обозначены как А1А1 и А2А2) и изучение планиметрических характеристик миндалевидного комплекса мозга (МК) у указанных групп крыс.

Всех использованных в работе половозрелых крыс (в возрасте шести месяцев, всего 200) содержали в стандартных условиях вивария, характеризующихся постоянством комнатной температуры (200-220)С и уровнем влажности. Еду и питье животные получали ad libitum. Аудиогенную чувствительность крыс определяли в специальной камере (60x60x60см) по методике [17], используя «звон ключей» («keys ringing»). Звуковой сигнал имел диапозон 13-85 kHz (максимум спектра 20-40 kHz) и среднюю интенсивность 50-60 dB с величиной пиков до 80-90 дБ. Стимульный раздражитель включал в себя ультразвуковую часть и был более эффективным для вызова большого судорожного припадка, чем звук звонка или гудка [17]. Он предъявлялся в течение 1,5 минут. Ответ на стимул оценивали по четырех - бальной шкале, следуя определенным объективным показателям реакции животного [10]. Общее количество крыс, подвергнутых тестированию на чувствительность к звуку, составляет 190 особей. Планиметрические исследования МК выполнены на 10 крысах - самцах половозрелового возраста. Головной мозг фиксировали в 10% кислом формалине, заливали в формалин, готовили фронтальные срезы. Структурно-количественные характеристики структур МК изучены на высокоинформативных срезах [4]. Фронтальные срезы толщиной 20 мкм были окрашены по методу Ниссля, изучены под микроскопом и использованы для приготовления фотографий с помощью цифровой камеры. Полученные изображения были введены в компьютер и с помощью программы JmageJ v.1.38x проведены измерения удельной площади структур МК, полученные результаты обработаны с помощью программы «Statistica 5,5».

Процент животных группы А1А1, проявивших чувствительность к аудиогенной стимуляции формированием большого судорожного припадка в выборке из десяти поколений (общее количество - 78), составил 16 процентов. Среди крыс, группы А2А2, процент отреагировавших на звуковой стимул судорожным припадком оказался равным 80.

Судороги, развивающиеся при действии сильного звука у лабораторных мышей и крыс, рассматриваются как модель эпилепсии человека и интенсивно исследуются в плане оценки роли генотипа в генезе этого явления [3].

При проведении планиметрических исследований измеряли абсолютные площади левого и правого полушария мозга, МК в левом и правом полушарии и его структур - дорсомедиального ядра и заднего кортикального ядра (входящих в состав его кортико-медиальной группировки) и комплекса латерального и базолатерального ядер (базолатеральная группа структур). Вычисляли удельные площади МК и его структур в полушариях мозга. Использовали критерий φ (фи) для обеспечения нормального распределения в получаемых вариационных рядах. Сравнение вариационных рядов проводили с помощью пакета программ «Statistica 5.5».

Полученные результаты показали, что при сравнении удельных площадей исследованных структур МК у крыс А1А1 и А2А2, определяются значимые различия в удельной площади дорсомедиального ядра и комплекса ядер базолатеральной группы. Удельная площадь дорсомедиального ядра у крыс А1А1 различается в правом и левом полушарии мозга, т.е. имеет явление асимметрии. Между группами крыс А1А1 и А2А2 различий по удельной площади этого ядра не выявлено.

Между двумя группами крыс (А1А1 и А2А2) обнаружены значимые различия в величине удельной площади комплекса базолатеральных ядер, удельная площадь, как в правом и левом полушариях больше у крыс А2А2. Результаты сравнения величины удельных площадей по этой структуре МК приведены в таблице.

Таблица 1. Результаты статистического сравнения удельных площадей базолатерального комплекса миндалевидного комплекса мозга у двух субпопуляций крыс (группы А1А1 и А2А2).

Полушарие,

генотип

Левое

А11

T,p

Левое А22

Правое

А11

T,p

Правое

А22

Уд.площадь φ)

0,839

+0,021

t=3,44, p=0,004

0,934

+0,011

0,851

+0,025

t=2,98,

p=0,014

0,943

+0,009

Итак, планиметрическое исследование структур МК - одного из ключевых блоков функциональной системы поведения, отвечающей за афферентный синтез, у крыс двух субпопуляций позволило выявить особенности в его структурной организации, вероятно, отражающие изменения в нейромедиаторной системе (и прежде всего, в дофаминэргической трансмиссии) мозга.

Результаты планиметрического исследования структур МК показали, что удельная площадь базолатеральной группировки у крыс А2А2 значимо больше как в правом (p=0,014), так и в левом (p=0,004) полушариях по сравнению с крысами А1А1.

Анализ связей латерального ядра МК [1] свидетельствует, что информация от латерального ядра широко иррадиирует в интегративные центры мозга, включающие в себя как высшие висцеральные ядра (гипоталамус), так и подкорковые и корковые формации всех рангов (палеокортекс, архикортекс и неокортекс). Особо следует отметить, что эти связи идут в заднюю группу ядер таламуса [19,21], к которым относится и каудальный сектор ретикулярного ядра, связанный с обеспечением деятельности стато-акустического анализатора. Исследованы и пути, идущие от слуховой коры. Показано, что пути от первичной слуховой коры следуют через внутреннюю капсулу, далее через хвостатое ядро и скорлупу; и пересекают ретикулярное ядро. При этом некоторые из них дают на его территории коллатерали, разветвляясь на территории его слухового сектора [23,24]. Также показано, что пути от кортикального слухового поля в медиальное коленчатое тело давали коллатерали аксонов в ретикулярное ядро таламуса [11].

Эфференты базолатерального ядра следуют к различным отделам промежуточного мозга, включая и медиальное коленчатое тело, имеющее прямое отношение к слуховыми путями[14,22]. Последнее, возможно, объясняет полисенсорные ответы и полимодальные реакции, получаемые с нейронов МК. По мнению [18], связи базолатерального ядра со структурами стриального комплекса являются дофаминэргическими и формируют часть общей дофаминэргической системы, в состав которой входят черное вещество и вентральная тегментальная область. Этим обеспечиваются тесные связи базолатерального ядра с нигростриальной системой, c гиппокампальной формацией [13] и с формациями новой коры (фронтальной, агранулярной инсулярной, височной) [12,15]. Каудальные две трети ядра проецируются к передней поясной коре передняя одна треть - к моторной и префронтальной коре [20,25]. Эти сведения отражают широкие связи ядер базолатерального комплекса с центрами слухового анализатора, а также формациями новой и старой коры, что позволяет предполагать, что увеличение удельной площади базолатерального комплекса ядер МК у аудиогенных животных может отражать особенности нейронных сетей, участвующих в восприятии звуков и передании этой информации в высшие отделы мозга.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Акмаев И.Г., Калимуллина Л.Б. Миндалевидный комплекс мозга: функциональная морфология и нейроэндокринология. М.: Наука, 1993.272 с.
  2. Ахмадеев А.В., Бикбаев А.Ф., Баязитова Л.И.и др. //Медицинская генетика, 2005, №4, с.150.
  3. Зорина З.А., Полетаева И.И., Резникова Ж.B. Основы этологии и генетики поведения. М.: Высшая школа, 2002. 383c.
  4. Калимуллина Л.Б., Калкаманов Х.А. Архив анат., 1990, № 8, с.82.
  5. Калимуллина Л.Б., Ахмадеев А.В., Бикбаев А.Ф. и др. //Медицинская генетика, 2005, №5, с.198.
  6. Меерен Х.К.М., ван Луителаар Е.Л.Дж., да Сильва Ф.Х.Лопес и др. //Успехи физиол. наук. 2004. - Т.35,
    №1, С.3.
  7. Мидзяновская И.С., Кузнецова Г.Д., Туомисто Л. и др.// Нейрохимия, 2004, т.21, № 4, с.264.
  8. Нуца Н.А., Калуев А.В. //Нейронауки, 2008, №3, с.23-30.
  9. Погодаев К.И. Эпилептология и патохимия мозга. - М.: Медицина, 1986. - 288 с.
  10. Саркисова К. Ю., Куликов М. А., Шацкова А. Б. // Ж-л. ВНД, 2005, том 55, №2, с. 253.
  11. Hazama M., Kimura A., Donishi T. et al. //Neuroscience, 2004, Vol. 124, № 3, р. 655.
  12. Ishikawa A., Nakamura S. //J.Neurosci., 2003, Vol.23, N 31, P.9987.
  13. Krettek J., Price J. //Brain Res. 1974. Vol. 71, N 1. P. 150.
  14. Krettek J. E., Price J. L. //J. Соmр. Neurol. 1977a. Vol. 171, N 2. P. 157.
  15. Krettek J. E., Price J. L // J. Соmр. Neurol, 1977b. Vol. 172, N 4. P. 687.
  16. Krettek J. E., Price J. L //J. Соmр. Neurol 1978. Vol. 178, N 2. P. 225.
  17. Kuznetsova G. D., Coenen A.M.L., van Luijtelaar E.L.M. Mixed forms of epilewpsy in a sub-population of WAG/Rij rats. In: The WagRij rat model of absence epilepsy: The Nijmegen - Moscow research. 2000, Nijmegen, NICI, 141 p.
  18. Malley J.C.,Scheffer I.E., Harkin L.A. et al.// Hum.Mol. Genet., 2005, V.14, Spec.N2.,p.R243.
  19. Masco D., Carrer H. F. // Physiol. Behav. 1980. Vol. 24, N 6. P. 1073.
  20. McDonald A. J. // J. Соmр. Neurol. 1987. Vol. 262, N 1. P. 46.
  21. Nitecka L., Amerski L., Panek-Mikula J.et al.//Acta morphol. esp. 1979. Vol. 39, N. 6. P. 585.
  22. Ottersen O. P., Ben-Ari Y. //J. Соmр. Neurol. 1979. Vol. 187, N 2, P. 401.
  23. Roger M., Arnault P. //J. Comp. Neurol., 1989, v. 287, № 3, р. 339.
  24. Rouiller E.M., Welker E. //Hear. Res., 1991, v. 56, № 1-2, р. 179.
  25. Sripanidkulchai K., Sripandkulchai В., Wyss // J. Physiol. Rev. 1984. Vol. 229, № 3. P. 419.

Библиографическая ссылка

Леушкина Н.Ф., Ахмадеев А.В., Калимуллина Л.Б. МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ И СТРУКТУРНЫЕ ОСНОВЫ АУДИОГЕННОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ КРЫС С АБСАНСНОЙ ЭПИЛЕПСИЕЙ // Успехи современного естествознания. – 2008. – № 9. – С. 10-13;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=10540 (дата обращения: 18.09.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252