Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

ПОЛИМОРФИЗМ ГЕНА Д2-РЕЦЕПТОРА И КАТЕХОЛАМИНЫ В РЕГУЛЯЦИИ ОРИЕНТИРОВОЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ПОВЕДЕНИЯ КРЫС

Леушкина Н.Ф. Ахмадеев А.В. Калимуллина Л.Б.
В работе впервые приведены сведения об особенностях поведения и содержания катехоламинов в миндалевидном комплексе мозга двух групп крыс, гомозиготных по двуаллельному локусу TAG 1A Д2.

Исследование механизмов формирования адаптивного поведения и факторов, приводящих к его нарушению, представляет важную медико-биологическую и социальную проблему. Знание генетических маркеров риска формирования девиантного поведения и связанных с ними биохимических сдвигов в нервной системе создает базис для своевременной разработки методов их коррекции.

В ранее проведенном исследовании [2] на основании сравнительного анализа характеристик поведения двух групп крыс линии WAG/Rij, гомозиготных (А11 и А22) по локусу TAG 1A гена рецептора дофамина второго типа (Д2) в условиях новизны обстановки, было установлено наличие значимых межгрупповых различий. Крысы с генотипом А11 (далее А1А1) по сравнению с крысами с генотипом А22 (далее А2А2) проявляли большую двигательную активность и более выраженную исследовательскую деятельность. На основании этих результатов было высказано предположение, что крысы А2А2 имеют больший уровень тревожности и проявляют пассивную стратегию приспособительного поведения в отличие от другой группы, паттерн поведения которой может быть охарактеризован как активная стратегия поведения.

Целью данного сообщения является изложение результатов сравнительного анализа динамики поведенческих реакций в тесте «открытое поле» (ОП), содержания норадреналина (НА), дофамина (ДФ) и его метаболита 3,4-диоксифенилуксусной кислоты (ДОФУК) в центре афферентного синтеза - миндалевидном комплексе мозга (МК) указанных выше двух групп крыс.

Все эксперименты проведены с соблюдением норм биомедицинской этики. Исследование выполнено на 140 крысах, содержавшихся в условиях вивария, характеризующихся постоянством комнатной температуры (20-22 °С) и уровнем влажности. Еду и питье животные получали ad libitum. Изучение поведения в тесте «открытое поле» проведено на 34 крысах с генотипом А11 и 25 крысах с А22. Тестирование проводили ежедневно в течение 10 дней по методике, изложенной ранее [1]. Содержание НА, ДФ и ДОФУК в МК определяли с помощью метода высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Для этого материал для исследования брали от крыс, умерщвленных передозировкой эфирного наркоза. После декапитации извлекали из черепа головной мозг и под контролем микроскопа на толстом фронтальном срезе (1-1,5 мм) из нативного мозга на льду выделяли область МК. Образцы, взятые из правого и левого полушария, взвешивали (в среднем, вес навески был 25-30 мг) и анализировали в одной пробе. После взвешивания кусочки мозга гомогенизировали в 20 объемах холодной 0,1 М перхлорной кислоты (Sigma, USA) и 1 пг/50 мкл дигидроксибензиламина гидробромида (ДГБА, Sigma, USA) в качестве внутреннего стандарта путем механического растирания в гомогенизаторе с тефлоным пестиком в течение пяти минут. Гомогенизат микропипеткой переносили в эпендорф и центрифугировали (при -20 °С) в течение десяти минут при 6000 оборотов в минуту. Супернатант переносили микропипеткой в эпендорфы, снабженные специальными насадками (наборы для микрофильтрации фирмы «Биохром», Россия). Диафрагма насадки, отделяющая ее полость от эпендорфа, имела отверстия, которые мы закрывали при анализе каждой пробы сменяющимися фильтрами с величиной пор 0,02 мкм. После повторного центрифугирования в течение трех минут, супернатанты в эпендорфах помещали в специально сконструированные боксы со льдом и анализировали. Вычисляли величины катаболического коэффициента (ДОФУК/ ДФ), отражающего скорость метаболизма дофамина. Статистическую обработку проводили в программном пакете Statistica 5,5.

Основные показатели динамики поведенческих реакций в ОП крыс А1А1 представлены в табл. 1.

Таблица 1

Динамика поведения крыс А1А1 в «открытом поле»

Параметры поведения

1 день

5 день

10 день

Амбуляции в центре

2,03 ± 0,56

5,94 ± 0,70***

5,47 ± 0,86

Амбуляции по периферии

55,56 ± 6,04

76,24 ± 4,06**

69,35 ± 6,73

Стойки по периферии

9,15 ± 1,85

19,74 ± 2,12***

16,82 ± 2,29

Продолжительность груминга в сек

16,38 ± 2,42

10,38 ± 1,32*

8,47 ± 2,16

Эпизоды груминга

1,94 ± 0,21

2,35 ± 0,32

1,74 ± 0,37

Примечание: * p < 0,05, ** p < 0,01, ***p < 0,001 по сравнению с первым днем тестирования.

Результаты показали, что у крыс А1А1 в первые пять дней тестирования определяется постепенное увеличение общей двигательной активности (при этом преобладают амбуляции по периферии поля), которая становится максимальной на пятый день эксперимента (p < 0,001 по сравнению с первым днем в центре ОП и p < 0,01 по периферии). После пятого дня двигательная активность стабилизируется (табл. 1). Тождественная динамика выявляется и в отношении исследовательской деятельности. Количество стоек, совершаемых крысами, увеличивается в первые пять дней эксперимента, превышая к пятому дню исходный уровень почти втрое (p < 0,001). Выявляются изменения со стороны груминга - время, затрачиваемое крысами на его проведение к пятому сеансу посещения ОП, значимо снижается, что свидетельствует об адаптации крыс к новой обстановке.

Динамика поведенческих реакций, регистрируемых по дням тестирования у крыс группы А2А2 абсолютно иная, она представлена в табл. 2.

Таблица 2

Динамика поведения крыс А2А2 в «открытом поле»

Параметры поведения

1 день

5 день

10 день

Амбуляции в центре

2,08 ± 0,72

2,52 ± 0,72

2,92 ± 0,74

Амбуляции по периферии

34,36 ± 4,30

39,28 ± 6,70

46,00 ± 6,77

Стойки по периферии

5,76 ± 1,65

7,88 ± 1,78

6,60 ± 1,38

Продолжительность груминга в сек

3,68 ± 1,26

3,72 ± 0,95

10,40 ± 3,45

Эпизоды груминга

0,96 ± 0,30

2,84 ± 1,17

1,68 ± 0,51

Как показывают данные табл. 2 ни со стороны двигательной активности, ни со стороны исследовательской деятельности не отмечается изменений в поведении крыс этой группы. Крысы во время всех посещений ОП мало передвигаются, часто застывая на месте, совершают единичные стойки, количество которых в первый день эксперимента вдвое меньше, чем у крыс А1А1.

По данным [9, 14] в течение первых четырех дней тестирования крыс в ОП происходит снижение двигательной активности. Начиная с пятого дня отмечается повышение амбуляций [3, 6, 14], что рассматривается как показатель снижения психоэмоционального напряжения при повторных посещениях животным ОП. Исследованные нами две группы крыс, различающиеся генотипом по локусу TAG 1A DRD2, показали явные отклонения в ориентировочно-приспособительном поведении. У крыс А1А1 двигательная активность и исследовательская деятельность неуклонно возрастали в течение первых пяти дней тестирования, что, мы полагаем, является проявлением их гиперактивности, в основе чего лежит неуравновешенность основных нервных процессов, а именно: преобладание процессов возбуждения над процессами торможения, т.е. имеет место тот тип нервной системы, который И.П.Павлов обозначил как безудержный [4].

Нервная система крыс А2А2, которым свойственен пассивный тип поведения, характеризующийся гиподинамичностью, вероятно, должна рассматриваться как слабый тип. Этот тип нервной системы отличается слабым течением процессов возбуждения и торможения, неадекватных силе получаемых раздражителей, а в отдельных случаях даже срывом в работе нервных центров, появлением при воздействии сильных раздражителей «запредельного торможения» вместо нормального возбудительного процесса.

Обращает на себя и динамика реакции груминга. Если у крыс А1А1 его продолжительность к пятому сеансу значимо уменьшается, сохраняясь в дальнейшем на том же уровне, у крыс А2А2 время проведения груминга не изменяется к пятому сеансу, а к десятому дню тестирования увеличивается. Это, на наш взгляд свидетельствует о том, что многократное посещение ОП не снижает у них стрессорного воздействия новой обстановки, проявляясь в их тревожности.

Существует мнение, что груминг (или чесательный рефлекс) является показателем адаптации животных к влиянию стрессора [10] и отражает состояние дофаминергической системы. Уменьшение продолжительности груминга отмечено при введении тревожным животным анксиолитических препаратов [12]. Увеличение продолжительности груминга на протяжении всех десяти дней их тестирования в ОП позволяет говорить, что в процессе неоднократных посещений ОП крысами А2А2 их тревожность возрастает.

Если рассматривать поведение наших крыс с позиций психобиологической модели индивидуальности С.Р. Клонингера [5], в которой черты темперамента соотносятся с определенными биохимическими системами мозга, то крыс А1А1 следует отнести к особям с ярко выраженным признаком «поиск новизны», который, по мнению автора, связан с состоянием дофаминергической системы.

Анализ содержания ДФ, ДОФУК и НА в МК показал, что при почти равных количествах содержания в ткани МК ДОФУК (p > 0,05) содержание ДФ значимо больше у крыс А1А1 (p < 0,01). Соотношение ДОФУК/ДФ вдвое меньше (0,17 ± 0,03 против 0,39 ± 0,03) у крыс А1А1, что указывает на его ускоренный метаболизм. Содержание НА также значимо выше у крыс А1А1 (p < 0,01).

Полученные результаты показывают, что гиперактивность, имеющая место у крыс с генотипом А1А1 связана с увеличенным содержанием ДФ и НА в МК, а гиподинамия (являющаяся проявлением базовой тревожности) у крыс с генотипом А2А2 - со сниженным содержанием этих катехоламинов. Метаболизм ДФ ускорен у крыс А1А1.

Нами впервые проведено изучение особенностей поведения у крыс, различающихся генотипом по локусу TAG 1А Д2 и они показывают, что полиморфизм этого локуса проявляется как в формировании приспособительного поведения, так и на содержании катехоламинов в МК. Сопоставление этих результатов с теми, которые получены на людях, показывает, что они совпадают.
В литературе содержатся сведения свидетельствующие о том, что поведение носителей аллеля А1 в локусе TAG 1А DRD2 характеризуется гиперактивностью и импульсивностью [8, 7, 13]. Также известно, что полиморфизм изученного нами локуса влияет на функции ауторецептора DRD2 и активность декарбоксилазы, приводя к большему синтезу и выделению дофамина [11].

Список литературы

  1. Леушкина Н.Ф., Калимуллина Л.Б. // Успехи современного естествознания. - 2008. - № 10. - С. 18.
  2. Леушкина Н.Ф., Калимуллина Л.Б. // Успехи современного естествознания. - 2010. - № 10. - С. 14.
  3. Маркель А.Л., Галактионов Ю.К. // Журнал ВНД. - 1988. - Т. 38, №5. - С. 855.
  4. Павлов И.П. Двадцатилетний опыт изучения высшей нервной деятельности(поведения) животных. - М.-Л., Изд-во АН СССР, 1951. - Т. 3. - Кн. 2.
  5. Cloninger C.R. //Arch. Gen. Psychiatry. - 1987. - Vol. 44. - P. 573.
  6. Denenberg V.H. // Ann. N.Y. Acad. Sci. - 1969. - Vol. 159, № 3. - Р. 852.
  7. Esposito-Smythers C, Spirito A, Rizzo C et al. // Pharmacol Biochem Behav. 2009. - Vol. 93, №3. - Р. 306.
  8. Hamidovic A., Dlugos A., Skol A. et al. //Exp Clin Psychopharmacol. 2009. - Vol. 17, №6. - Р. 374.
  9. Ivinslis I. // Austr. J. Psychol. - 1970. - Vol. 221. - Р. 175.
  10. Kametani H. // Ann.N.Y. Acad.Sci. - 1988. - Vol. 102. - Р. 101.
  11. Laakso A, Pohjalainen T, Bergman J. et al. // Pharmacogenet Genomics. 2005. - Vol.15, №6. - Р. 387.
  12. Moody T.W., Meralli Z., Crawley J.N. // Ann.N.Y.Acad.Sci. 1988. - Vol. 525, №5. - Р. 281.
  13. Nemoda Z., Lyons-Ruth K., Szekely A. et al. // Behav Brain Funct. 2010. - Vol. 12, №6. - Р. 4.
  14. Russel P.A., Williams D.J. // Anim. Behav. 1973. - Vol. 21, p. 109.

Библиографическая ссылка

Леушкина Н.Ф., Ахмадеев А.В., Калимуллина Л.Б. ПОЛИМОРФИЗМ ГЕНА Д2-РЕЦЕПТОРА И КАТЕХОЛАМИНЫ В РЕГУЛЯЦИИ ОРИЕНТИРОВОЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ПОВЕДЕНИЯ КРЫС // Успехи современного естествознания. – 2011. – № 9. – С. 8-10;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=28614 (дата обращения: 23.05.2022).

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 = 1.074