CC BY
82БИОЛОГИЧЕСКАЯ НАРКОЛОГИЯ
1436 -
Резюме
Изучали подкрепляющие свойства нейропептидов в модели самостимуляции латерального гипоталамуса у крыс, выращенных в сообществе и условиях социальной изоляции с 17 дня жизни. С этого же времени животных переводили на режим полунасильственной алкоголизации. Половозрелых животных оперировали, вживляя им биполярные электроды в латеральное ядро гипоталамуса и канюли в центральное ядро миндалины. Во время всех исследований алкоголь не отменяли. У крыс из сообщества кортиколиберин, лей-энкефалин и субстанция Р увеличивали подкрепляющие свойства самостимуляции, а алаптид и БТШ-70 умеренно снижали ее показатели. У крыс-изолянтов направленность эффектов пептидов сохранялась, хотя их величина была снижена. Мы полагаем, что центральное ядро миндалины модулирует подкрепляющие свойства латерального гипоталамуса, возможно, за счет экстрагипоталамических кортиколиберинсодержащих нейронов. Нарушение функционирования этих систем в онтогенезе может способствовать формированию алкогольной зависимости.
Лебедев А.А., Павленко В.П., Мещеров Ш.К., Шабанов П.Д. // Психофармакол. биол. наркол. — 2007. — Т. 7, № 1. — С. 1436-1443.
Ключевые слова
нейропептиды; кортиколиберин; субстанция Р; миндалина; гипоталамус; самостимуляция; алкоголизация; социальная изоляция; крысы
© А.А. ЛЕБЕДЕВ1, В.П. ПАВЛЕНКО2, Ш.К. МЕЩЕРОВ2, П.Д. ШАБАНОВ2; 2007
1 НИИ экпериментальной медицины; акад. Павлова ул., 12, Санкт-Петербург, 197376, Россия
2 Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова МО РФ; акад. Лебедева ул., 6, Санкт-Петербург, 194044, Россия
ХРОНИЧЕСКАЯ АЛКОГОЛИЗАЦИЯ МЕНЯЕТ МОДУЛИРУЮЩИЕ ЭФФЕКТЫ ПЕПТИДОВ НА САМОСТИМУЛЯЦИЮ ЛАТЕРАЛЬНОГО ГИПОТАЛАМУСА У КРЫС
ВВЕДЕНИЕ
Подкрепление рассматривают как внутримозговой феномен эмоциональной природы, благодаря которому внешний раздражитель становится сигналом. Подкрепление активируется при любых стимулах и обеспечивает сложное мотивационное(целенаправленное)поведение. В экспериментальных условиях для изучения подкрепления часто используют электрическую стимуляцию (самостимуляцию) разных зон мозга [17]. Реакция самостимуляции является жестко детерминированной реакцией, легко воспроизводится в эксперименте и адекватна для оценки влияния различных психофармакологических агентов на подкрепление [2, 5, 8, 20, 21].
В настоящей работе изучено влияние ряда нейропептидов, вводимых в центральное ядро миндалины, на самостимуляцию латерального гипоталамуса у крыс, выращенных в сообществе или условиях социальной изоляции и подвергшихся длительной алкоголизации.
Центральное ядро миндалины входит в систему так называемой расширенной мицдалины (extended amygdala), которая локализуется в пределах базального переднего мозга и включает центральное и медиальное ядра миндалины, ядро ложа конечной полоски, медиальную часть прилежащего ядра (shell) и сублентикулярный отдел безымянной субстанции [9, 24]. Система расширенной миндалины была выделена анатомически согласно единому строению клеток и содержанию веществ, иммуноцитохимическим характеристикам и внутримозговым связям. Эта система состоит из стриатоподобных ГАМК-ергических клеток и имеет большое содержание кортиколиберина [24]. Являясь звеном экстрагипоталамической системы кортиколиберина, система расширенной миндалины влияет на стрессзависимое поведение, играет роль в инициации эмоционально-мотивированного ответа и опосредует анксиогенные эффекты кортиколиберина [19, 24].
Таким образом, система расширенной миндалины имеет тесные связи, прямые и обратные, с вентральной областью покрышки и ла-
теральным отделом гипоталамуса, электрическая стимуляция которых вызывает наиболее интенсивную реакцию самораздражения с низкими порогами значений электрического тока [3, 5].
Исследования организации эмоциональной функции мозга, согласно данным современной литературы, сосредоточены главным образом на анализе внутренней организации вентрального стриатума и, в меньшей степени, кортиколибериновой системы расширенной миндалины. Особенно неясным и противоречивым является вопрос о роли нейропептидов расширенной миндалины в регуляции подкрепляющих систем мозга.
МЕТОДИКА
Выбор животных
Опыты выполнены на 176 крысах самцах Вистар массой 200—250 г, выращенных в группе по 5 особей, либо в условиях социальной изоляции от сородичей с 17 дня жизни. Животных содержали в стандартных пластмассовых клетках в условиях вивария при свободном доступе к воде и пище в условиях инвертированного света 8.00—20.00 при температуре 22 + 2 °С. Все опыты проведены в осенне-зимний период.
Выращивание животных
в условиях частичной сенсорной
и полной внутривидовой изоляции
Животных помещали в индивидуальные клетки с 17 дня после рождения, когда они становились способными к самообеспечению. В изоляции крысы находились до 90—100 дней. Именно такой период постнатального развития считается наиболее значимым для влияния различных воздействий внешней среды на формирование адаптивного поведения у крыс. Индивидуальные клетки размерами 40 х 30 х 25 см были сконструированы таким образом, чтобы свести контакт животного с экспериментатором или служителем вивария до минимума при уборке клетки. К началу опыта возраст жи-вотных-изолянтов и сгруппированных крыс был одинаков (90—100 дней). После каждого опыта кры-сы-изолянты помещались в свои индивидуальные клетки.
Процедура алкоголизации
Половину крыс подвергали полунасильственной алкоголизации, когда раствор этанола являлся единственным источником жидкости. Алкоголизацию крыс из сообщества и крыс-изолянтов начинали проводить с 17 дня жизни со времени отсадки последних
в индивидуальные клетки. Проводили ступенчатую алкоголизацию: в 1-й месяц жизни — 5 % -ным раствором этанола, во 2-й месяц— 10 % -ным и с 3-го месяца — 15 % -ным раствором этанола в качестве единственного источника жидкости при свободном доступе к брикетированному сухому корму. Поведенческие опыты начинали у крыс в возрасте не менее 90—100 дней. На период поведенческих экспериментов алкоголь не отменяли.
Вживление электродов и канюль
в структуры мозга
Вживление электродов в мозг крысам проводили под нембуталовым наркозом (50 мг/кг) с использованием стереотаксического прибора фирмы «МеШсог», Венгрия. Билатерально в латеральное гипоталамическое ядро вживляли нихромовые монополярные электроды в стеклянной изоляции (диаметр электрода 0,25 мм, длина оголенного кончика 0,25—0,30 мм, его толщина 0,12 мм) по следующим координатам: АР = 2,5 мм назад от брег-мы, SD = 2,0 мм латерально от сагитального шва, Н = 8,4 мм от поверхности черепа согласно атласу К. Кенига и А. Клиппеля [5]. Индифферентный электрод из нихромовой проволоки закрепляли на черепе животного. Электроды фиксировали на черепе животного самотвердеющей пластмассой. Поведенческие эксперименты начинали не ранее 10 дней после операции.
Канюли из нержавеющей стали диаметром 0,25 мм вживляли униполярно в левое центральное ядро миндалины одновременно с гипоталами-ческими электродами по следующим координатам: АР = 2,8 мм назад от брегмы, SD = 3,9 мм латерально от сагитального шва, Н = 8,2 мм от поверхности черепа [5]. Канюли фиксировали на черепе животного самотвердеющей пластмассой и после операции закрывали специальным колпачком, который временно снимали для введения веществ в структуру мозга.
По окончании всех опытов производили морфологический контроль локализации кончиков электродов на серии фронтальных срезов мозга, которые окрашивали по методу Ниссля, предварительно производили коагуляцию через вживленные электроды током силой 1 мА в течение 30 с.
Методы самораздражения мозга у крыс
Использовали классический вариант изучения самораздражения мозга в виде педальной самостимуляции в камере Скиннера. Через 10 дней после вживления электродов в мозг крыс обучали нажимать на
Таблица 1
Влияние пептидных соединений при введении в центральное ядро миндалины на показатели самостимуляции латерального гипоталамуса у крыс, выращенных в сообществе и алкоголизированных в течение 3 месяцев
Препараты Число нажатий на педаль за 10 мин Коэффициент «рассогласования»
До введения, % После введения, % До введения После введения
Контроль (0,9 % раствор NaCl) 156,5 ± 13,2 (100 ± 8) 162,6 ± 12,4 (104 ± 7) 0,42 ± 0,03 0,40 ± 0,03
Лей-энкефалин 0,1 мкг 144,5 ± 12,3 (100 ± 8) 269,5 ± 21,5* (186 ± 8) 0,52 ± 0,04 0,64 ± 0,05
Лей-энкефалин 0,5 мкг 142,7 ± 13,1 (100 ± 7) 263,5 ± 26,2* (182 ± 10) 0,49 ± 0,04 0,31 ± 0,02**
Лей-энкефалин 1 мкг 147,6 ± 12,7 (100 ± 8) 311,5 ± 29,1*** (216 ± 9) 0,51 ± 0,04 0,25 ± 0,01**
Субстанция Р 0,001 мкг 167,3 ± 12,0 (100 ± 7) 155,0 ± 14,3 (93 ± 9) 0,56 ± 0,06 0,56 ± 0,05
Субстанция Р 0,01 мкг 165,3 ± 12,8 (100 ± 7) 179,0 ± 14,5 (107 ± 8) 0,53 ± 0,06 0,51 ± 0,04
Субстанция Р 0,1 мкг 169,1 ± 12,4 (100 ± 7) 243,0 ± 16,2* (145 ± 7) 0,54 ± 0,06 0,36 ± 0,03*
Кортиколиберин 0,1 мкг 98,0 ± 9,0 (100 ± 9) 158,0 ± 12,8* (161 ± 8) 0,59 ± 0,04 0,59 ± 0,04
Кортиколиберин 1 мкг 96,8 ± 8,9 (100 ± 9) 171,5 ± 13,2* (175 ± 8) 0,57 ± 0,03 0,50 ± 0,03
Кортиколиберин 10 мкг 100,3 ± 9,6 (100 ± 9) 242,2 ± 14,2* (247 ± 6) 0,58 ± 0,04 0,40 ± 0,02*
Алаптид 0,1 мкг 258,2 ± 18,9 (100 ± 7) 320,1 ± 18,2 (85 ± 8) 0,35 ± 0,03 0,36 ± 0,03
Алаптид 0,5 мкг 251,7 ± 17,4 (100 ± 7) 179,9+16,3* (70 ± 9) 0,38 ± 0,05 0,32 ± 0,03
Алаптид 1 мкг 261,8 ± 18,0 (100 ± 7) 325,8 ± 29,5 (126 ± 9) 0,34 ± 0,04 0,30 ± 0,03
БТШ-7 0,1 мкг 285,4 ± 26,4 (100 ± 9) 312,5 ± 29,3 (110 ± 9) 0,36 ± 0,02 0,36 ± 0,03
БТШ-70 0,5 мкг 290,1 ± 23,4 (100 ± 9) 230,2 ± 22,1 (81 ± 10) 0,34 ± 0,04 0,32 ± 0,02
БТШ-70 1 мкг 288,1 ± 25,8 (100 ± 9) 214,3 ± 18,6 (75 ± 9) 0,32 ± 0,04 0,30 ± 0,03
Астрессин 1 мкг 256,9 ± 27,8 (100 ± 11) 115,6 ± 18,7** (45 ± 16) 0,22 ± 0,03 0,24 ± 0,04
Примечание: * — р < 0,05; ** — р < 0,01 в сравнении с контролем.
Таблица 2
Влияние пептидных соединений при введении в центральное ядро миндалины на показатели самостимуляции латерального гипоталамуса у крыс, выращенных в изоляции и алкоголизированных в течение 3 месяцев
Препараты Число нажатий на педаль за 10 мин Коэффициент «рассогласования»
До введения, % После введения, % До введения После введения
0,9 % раствор NaCl (контроль) 233,6 ± 21,6 (100 ± 9) 242,4 ± 22,1 (104 ± 9) 0,30 ± 0,03 0,31 ± 0,03
Лей-энкефалин 0,1 мкг 154,0 ± 10,2 (100 ± 7) 240,5 ± 29,1** (156 ± 12) 0,59 ± 0,02 0,33 ± 0,04**
Лей-энкефалин 0,5 мкг 177,5 ± 11,8 (100 ± 7) 117,0 ± 14,8* (66 ± 13) 0,45 ± 0,04 0,49 ± 0,04
Лей-энкефалин 1 мкг 179,5 ± 14,8 (100 ± 8) 176,0 ± 18,5 (98 ± 11) 0,40 ± 0,04 0,38 ± 0,03
Субстанция Р 0,001 мкг 288,3 ± 19,0 (100 ± 7) 314,3 ± 19,8 (109 ± 6) 0,44 ± 0,02 0,34 ± 0,03*
Субстанция Р 0,01 мкг 283,8 ± 18,2 (100 ± 6) 309,3 ± 17,8 (109 ± 6) 0,31 ± 0,03 0,40 ± 0,02
Субстанция Р 0,1 мкг 230,0 ± 15,7 (100 ± 7) 334,3 ± 27,8* (145 ± 8) 0,40 ± 0,05 0,21 ± 0,02**
Кортиколиберин 0,1 мкг 145,0 ± 12,1 (100 ± 7) 208,7 ± 11,8* (119 ± 6) 0,55 ± 0,07 0,38 ± 0,03*
Кортиколиберин 1 мкг 237,5 ± 12,2 (100 ± 7) 264,5 ± 25,0 (111 ± 9) 0,37 ± 0,03 0,37 ± 0,04
Кортиколиберин 10 мкг 254,0 ± 14,0 (100 ± 5) 283,5 ± 22,2 (112 ± 8) 0,36 ± 0,02 0,32 ± 0,02
Алаптид 0,1 мкг 218,5 ± 26,7 (100 ± 12) 193,5 ± 17,6 (89 ± 9) 0,46 ± 0,04 0,46 ± 0,04
Алаптид 0,5 мкг 180,5 ± 28,1 (100 ± 16) 167,5 ± 18,3 (93 ± 11) 0,28 ± 0,04 0,37 ± 0,04
Алаптид 1 мкг 177,0 ± 13,9 (100 ± 8) 160,5 ± 8,1 (91 ± 5) 0,41 ± 0,06 0,35 ± 0,02
БТШ-70 0,1 мкг 314,0 ± 33,1 (100 ± 11) 253,0 ± 25,1* (81 ± 10) 0,31 ± 0,03 0,33 ± 0,04
БТШ-70 0,5 мкг 225,3 ± 23,9 (100 ± 10) 198,3 ± 25,8 (88 ± 13) 0,29 ± 0,04 0,27 ± 0,01
БТШ-70 1 мкг 242,5 ± 23,5 (100 ± 10) 177,5 ± 26,4* (73 ± 15) 0,38 ± 0,04 0,50 ± 0,04*
Примечание: * — р < 0,05; ** — р < 0,01 в сравнении с контролем.
ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
Приступая к обсуждению полученных результатов, следует отметить, что функция подкрепления является важнейшей атрибутивной функцией, без
которой немыслима эмоциональная и когнитивная деятельность человека и животных [2, 4, 5, 7, 8]. Среди пептидных регуляторов приспособительного поведения кортиколиберин занимает особое место как первичный медиатор стресса [15, 18]. Являясь одновременно нейромедиатором и нейрогормоном в
