CC BY
96© Коллектив авторов, 2005
ДОФАМИН-ЗАВИСИМЫЕ ФОРМЫ
поведения крысят, матери которых подвергались стрессу
в период беременности
Т.В. АВАЛИАНИ, А.А.ЛЕБЕДЕВ, Н.К. БЕЛОБОКОВА, С.Г. ЦИКУНОВ, А.Г. КУСОВ, * П.Д. ШАБАНОВ
НИИ экспериментальной медицины РАМН, *Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова,
Санкт-Петербург, Россия
Авалиани Т.В., Лебедев А.А., Белобокова Н.К., Цикунов С.Г., Кусов А.Г., Шабанов П.Д. Дофамин-зависимые формы поведения крысят, матери которых подвергались стрессу в период беременности // Психофармакол. и биол. наркол. 2005. Т. 5. № 2. С. 953-956. НИИ экспериментальной медицины РАМН, Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова, Санкт-Петербург, Россия
Выявлена функциональная асимметрия в регуляции ротационного и стереотипного поведения крысят, матери которых подвергались стрессовому воздействию на 14-е сутки беременности. Наиболее выражено нарушения поведения проявлялись в форме повышения реактивности на введение психо-
стимулятора фенамина (2,5 мг/кг). Это касалось в первую очередь двигательной активности и стереотипного поведения, то есть типичных проявлений действия психостимуляторов амфетаминового типа. Сделан вывод о высокой вероятности развития девиантного поведения как результата воздействия мощного стресса на организм беременной матери.
V
Ключевые слова: ротация, стереотипия, пренатальный стресс, фенамин,дофамин.
Avaliani T.V., Lebedev A.A., Be-lobokova N.K., Tsikunov S.G., Kusov A.G., Shabanov P.D. Dopa-mine-dependent behaviors of rat pups from mothers stressed in pregnancy // Psychopharmacol. Biol.
Narcol. 2005. Vol. 5. N 2. P. 953956. Institute of Experimental Medicine RAMS, Military Medical Academy, St. Petersburg, Russia.
A functional asymmetry in regulation of rotation and stereotypy behavior of rat pups from mothers stressed in period of 14th day of pregnancy has been reveled. The enhanced reactivity to psychostimulant amphetamine (2.5 mg/kg) was the typical behavioral disorder, especially locomotor heperactivity and stereotypy. It is concluded that prenatal stress can produce deviant behaviors in offsprings with high probability.
V
Key words: rotation, stereotypy, prenatal stress, amphetamine, dopamine.
ВВЕДЕНИЕ
^рессорное воздействие в период пренаталь-ного развития организма приводит к значительным психическим и психоэмоциональным отклонениям в развитии потомства [19]. Изменение поведения обусловлено нарушениями нейроэндокринной регуляции [15], иммунными расстройствами [7, 14, 15, 17, 20] и морфофункциональными перестройками в центральной нервной системе [3]. На последней стадии беременности стресс вызывает увеличение смертности потомства [1, 11], а в случае выживания — трансформацию латерализации мозговых функций и изменение кортикальной асимметрии [3]. Известно, что и дофаминергическая система мозга весьма чувствительна к действию стресса. Повторный и продолжительный стресс приводит к повышению реактивности животных на введение
агонистов дофамина (ДА) [4, 5]. Важное значение в модуляции активности мезокортиколимбичес-кой системы принадлежит регулирующему влиянию возбуждающих и тормозных нейромедиа-торов, что является возможным механизмом предрасположенности к вызванным стрессами нарушениям эмоционально-мотивационной сферы. Так, внутриамниотическое введение беременным крысам нейротоксина 6-гидроксидофамина, вызывающего избирательную дегенерацию ДА-ер-гических терминалей. Показало, что «критическими» периодами формирования подкрепляющих систем мозга является последний триместр беременности [4]. По времени этот период совпадает с нейроморфологическими данными о созревании ДА-ергической системы мозга. Поскольку витальный стресс матерей, пережитый в третий триместр беременности, вызывает значительные эмоцио-
нальные расстройства, нарушения двигательного поведения, изменение иммунного статуса у потомства [2], в представленной работе психогенную травму матерям наносили на 14-е сутки беременности.
Становление и последующее развитие поведенческих реакций у потомства во многом зависит от опыта матерей и характера раннего воздействия на детенышей [6, 13]. Измененное материнское поведение самок с психогенной травмой существенно влияет на формирование потомства [8, 10], а воспитание суррогатной самкой, скорее всего, будет являться дополнительным стрессорным фактором для крысят.
ДА-зависимые формы поведения различным образом проявляются у особей с разным профилем межполушарной функциональной асимметрии (МФА) [4]. Поскольку известно, что особенности двигательного, иммунного и эмоционального поведения потомства самок крыс с травмой мозга зависят от латерализации травмы и ведущего по двигательному предпочтению полушария мозга их матерей [7], было целесообразно в данном исследовании учитывать профиль МФА матерей.
Целью данного исследования было выявление особенностей ротационного поведения и стереотипии у потомства с различным профилем МФА, переживших витальный стресс в период беременности их матерей и воспитанного собственной или суррогатной самкой.
МЕТОДИКА
Определение моторной преференции. Для определения моторной преференции тестирование проводили на большой выборке (т = 138) крыс (масса 200—220 г) после 48-часовой пищевой депривации по методу [18]. Тест состоял в доставании пищевых шариков из узкой горизонтальной трубки, диаметр которой позволял животному использовать только одну конечность при каждой попытке подкрепления. Опыт продолжали до совершения животным 10 последовательных точных взятий подкрепления только правой или левой лапой.
Острую психическую травму у самок Вистар моделировали угрозой собственной жизни и обстоятельствами переживания ситуации гибели партнера от действий хищника. В террариум к тигровому питону крыс (п = 10) помещали на 14-е сутки беременности, где одна из крыс становилась жертвой пищевых потребностей хищника. Пережившие гибель партнера животные находились в террариуме за прозрачной перегородкой еще 30—40 минут. Во время нанесения психической травмы у крыс наблюдались выраженные реакции страха, проявившееся у большинства животных в виде «фризинга», неспособности к перемещению, сбиванию в кучи, вертикальных стоек, продолжительного и измененного груминга. Отдельные животные осуществляли ажитированное бесконтрольное перемещение по террариуму. Затем животных помещали в клетки
по три особи со свободным доступом к пище и воде, где они находились до 18-го дня беременности. За три дня до родов крыс рассаживали в отдельные клетки. Часть крыс воспитывала собственное потомство. У другой части крыс производили обмен пометами на 3—4 сутки после родов. Исследование на крысятах осуществляли на 30-е сут постнаталь-ного развития.
Исследование ДА-зависимых форм поведения с помощью метода ротации. Число ротаций определяли в полусфере диаметром 30 см через 30 мин после введения фенамина (2,5 мг/кг внутрибрюшинно) за два последовательных периода по 5 мин, используя для анализа средние значения (определяемые за 5 мин). Регистрировали число полных вращений на 360о отдельно вправо и влево. В дальнейшем вычисляли разность между числом предпочитаемых и не предпочитаемых вращений как показателя дофаминовой асимметрии, а также сумму всех ротаций, которые связаны со спонтанной двигательной активностью и отражают чувствительность к фенамину [9]. Для дополнительной оценки чувствительности животного к фенамину в последние 10 с каждой минуты тестирования в ротометре определяли показaтель стереотипии по следующей шкале: 0 — сидит спокойно; 1 — обычная (нормальная) двигательная активность; 2 — прерывистая активность, включая частые принюхивания и стойки; 3 — непрерывная стереотипная активность с обнюхиванием и стойками; 4 — отчетливые стереотипные движения головой, двигательная активность падает; 5 — то же, крыса грызет и лижет пол; 6 — преобладают последние формы поведения [12].
Статистическая обработка полученных материалов. Выборка для каждой группы животных составила не менее 10—12 крыс. Полученные результаты обрабатывали статистически с использованием t-критерия Стьюдента, непараметрического U-крите-рия Вилкоксона-Манна-Уитни, дисперсионного анализа по методу ANOVA на персональном компьютере.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Результаты показателей ротационного поведения одномесячных крысят представлены в табл. 1. Достоверных различий между нормальными крысятами, рожденными от правшей (n = 10) и левшей (n = 12), не выявлено, поэтому в качестве контрольных (К) представлены единые показатели. Воспитание суррогатными самками являлось стрессом для потомства и вызывало достоверное увеличение уровня стереотипии и уменьшение количества полных вращений в ротационной камере (К2).
Результаты изучения ротационного поведения крысят, матери которых пережили витальный стресс во время беременности (S14) и сами вскармливали свое потомство, достоверно отличались от контроля. Пренатальный стресс вызывал увеличение уровня стереотипии у потомства правшей и левшей. Снижение показателя полных вращений у эксперименталь-
1~пфЙВН~Т
954
Таблица 1
Влияние пренатального стресса на ротационное поведение крысят
Группы крысят Уровень стереотипии (баллы) Всего вращений (левых и правых) Разность вращений
Интактные (К), п = 22 1,8 ± 0,43 7,5 ± 0,5 4,7 ± 3,0
Потомство правшей Б14, п = 10 2,5 ± 0,43** 5,7 ± 0,4 ** 3,15 ± 2,1
Потомство левшей Б14, п = 12 2,5 ± 0,23** 7,2 ± 0,8 3,58 ± 1,7
Интактные (К 2), рожденные от левшей, воспитанные суррогатной самкой, п = 12 1,9 ± 0,07* 6,2 ± 0,6* 2,66 ± 1,7
Потомство левшей Б14, воспитанное суррогатной самкой Б14, п = 13 2,69 ± 0,60**## 5,67 ± 0,8**# 4,55 ± 2,1
Примечание: 814 — крысы, перенесшие стрессовую ситуацию на 14-е сут беременности; * — р < 0,05, ** — р < 0,001 по отношению к интактному контролю, # — р < 0,05, ## — р < 0,001 по отношению к контролю при обмене потомства.
ных крысят в сравнении с контролем выявлено только у потомства от самок правшей.
Воспитание суррогатной самкой, подвергшейся психогенной травме, крысят, также подвергшихся пренатальному стрессу, приводило к еще более выраженным нарушениям ротационного поведения. С высокой степенью достоверности возрастал уровень стереотипии и уменьшалось количество полных оборотов в камере по сравнению с интактным контролем (К) и по сравнению с показателями нормальных крысят, воспитанных суррогатной матерью (К2).
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Стресс матерей во время беременности приводит к нарушению стереотипного поведения у потомства. Стресс матерей вызывает более выраженные расстройства у крысят, чем стресс, вызванный обменом пометами, т. е. данный вид расстройств у крысят пропорционален силе стрессорного воздействия. Ротационное поведение интактных крысят не зависит от моторной преференции матерей. После психогенной травмы матерей с различной функциональной асимметрией потомство по-разному реагирует на введение фенамина. Наиболее чувствительны к воздействию крысята, рожденные от правшей. Это может быть связано с асимметричным распределением ДА в полушариях мозга. Усиление стрессорного воздействия у потомства, рожденного от левшей (воспитание суррогатной самкой), усугубляет нарушение ротационного поведения.
Основу нарушений в функционировании подкрепляющих систем мозга составляет снижение
содержания и обмена ДА в мозгу и изменение чувствительности подтипов ДА-ергических рецепторов, что подтверждается данными биохимического и нейрофармакологического анализа [4]. Ряд авторов [13] отмечает, что ранний опыт неодинаково влияет на правое и левое полушария. В их опытах в течение первых двадцати дней жизни часть крысят подвергали хендлингу, то есть на три минуты в день изымали из помета и помещали в отдельную клетку. Затем животных тестировали в «открытом поле». По предположению В. Дененберга и соавторов [13], у животных, не подвергавшихся хендлин-гу, поведенческая симметрия при осуществлении пространственных выборов является результатом сбалансированной асимметрии мозга, при котором правое полушарие смещает движение животного налево, а левое полушарие подавляет эту реакцию. У крыс, подвергавшихся хендлингу, напротив, левое полушарие контролирует пространственное предпочтение.
Таким образом, выявлена функциональная асимметрия в регуляции ротационного и стереотипного поведения крысят, матери которых подвергались стрессовому воздействию. Наиболее выражен-но нарушения поведения проявлялись в форме повышения реактивности на введение психостимулятора фенамина. Это касалось в первую очередь двигательной активности и стереотипного поведения, то есть типичных проявлений действия психостимуляторов амфетаминового типа. На этом основании можно сделать вывод о высокой вероятности развития девиан-тного поведения как результата воздействия мощного стресса на организм беременной матери.
1. Батуев А.С., Виноградова Е.П., Полякова О.Н. Влияние стресса беременных крыс на уровень тревожности потомства // Ж.
ЛИТЕРАТУРА
высш. нервн. деят. 1996. Т. 46. № 3. С.558-563. 2. Огурцов РП, Авалиани ТВ, Бело-бокова НЛ. и др. Прогноз развития
иммунных и психоэмоциональных расстройств у потомства матерей с психогенной травмой // Мед. иммунол. 2004. Т. 6. № 3-5. С. 2.
3. Рыжавский БЯ., Соколова Т.В., Фельдшеров Ю.И. и др.Влияние эмоционального стресса беременных крыс на показатели развития головного мозга их потомства// Бюл. эксперим. Биол. и мед. 2001. Т. 132. № 8. С. 149-152.
4. Шабанов П.Д., Лебедев АА, Ме-щеров Ш.К. Дофамин и подкрепляющие системы мозга. СПб.: Лань, 2002. 208 с.
5. Шабанов П.Д., Мещеров Ш.К., Лебедев А.А. Синдром социальной изоляции. СПб.: Элби-СПб, 2004. 208 с.
6. Шишелова А.Ю. Опыт материнства оказывает существенное влияние на формирование поведения потомства крыс в раннем постнатальном онтогенезе // Журн. высш. нервн. деят. 1999. Т. 49. Вып. 1. С. 68-76.
7. Avaliani T.V., Tsikunov S.G., Belobokova N.K. et al. Immune and motor disorders of the offspring burn from female rats-ambidextreous survived psychogenic trauma. Stress and behavior. 8th Multidisc. Int. Conf. Biol. Psychiatry // Психофар-макол. и биол. наркол. 2004. Т. 4. №2-3. С. 692.
8. Сaldji C., Tannenbaum B., Sharma S. et al. Maternal care during infancy regulates the development of neural systems mediating the expression of
fearfulness in the rat // Neurobiology. 1998. Vol. 95. № 9. P.5335-5340.
9. Carter C.J., Pycock C.J. The effect of 5.7-dihydroxytryp-tamine lesions of extrapyramidal and mesolimbic sites on spontaneus motor behavior and amphetamine stereotypy // Arch. Pharmacol. 1979. Vol. 308. P. 51-54.
10. Champagne F., Meaney M.J. Like mother, like daughter: evidence for non-genomic transmission of parental behavior and stress responsivity // Progr. Brain Res. 2001. Vol. 133. P. 287-302.
11. Chapillon P., Patin V., Roy V. et al. Effects of pre- and postnatal stimulation on developmental, emotional, and cognitive aspects in rodents: A review // Dev. Psychobiol. 2002. Vol.41. №4. P.373-387.
12. Clark D., White F.J. D1 dopamine receptor — the search for a function // Synapse. 1987. Vol. 1. P. 347-388.
13. Denenberg V.H., Yutzey DA. Hemispheric laterasity, behavioral asymmetry, and the effects of early experience in rats // Cerebral laterality in nonhuman species / Ed. by S.D. Glick. Orlando: Acad. Press, 1985. P. 110-133.
14. Elenkov I.J., Chrousos G.P. Stress, cytokine patterns and
susceptibility to disease // Bail-lieres Best Pract. Res. Clin. Endocrinol. Metab. 1999. Vol. 13. № 4. P. 583-595.
15. Kay G., Tarcic N, Poltyrev T., Weinstock M. Prenatal stress depresses immune function in rats // Physiol. Behav. 1998. Vol. 63. №3. P. 397-402.
16. Maccari S., Darnaudery M, Morley-Fletcher S. et al. Prenatal stress and long-term consequences: implications of gluco-corticoid hormones // Neurosci. Biobehav. Rev. 2003. Vol. 27. № 1-2. P.119-127.
17. Miyan JA, Broome C.S., Afan A.M. Coordinated host defense through an integration of the neural, immune and haemopoetic systems // Domest. Anim. Endocrinol. 1998. Vol. 15. № 5. P. 297-304.
18. Peterson G.M. Transfers in han-dedness in the rat from forced practice // J. Comp. Physiol. Psychol. 1951. Vol. 44. №2. P. 184-90.
19. Weinstock M. Alteretions induced by gestational stress in brain morphology and behavior of the offspring // Progr. Neurobiol. 2001. Vol. 65. № 5. P. 427-451.
20. Wilder R.L. Neuroendocrine-immune system interactions and autoimmunity // Annu. Rev. Immunol. 1995. Vol. 13. P. 307-238.
1~ПФЙВН~Т
956
