ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОГО СТОКА КРЫС В КАЧЕСТВЕ МОДЕЛЬНОГО ОБЪЕКТА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ПОИСКУ ТЕРАПЕВТИЧЕСКОЙ МИШЕНИ С ЦЕЛЬЮ КОРРЕКЦИИ РАССТРОЙСТВ ПОЛОВОГО ПОВЕДЕНИЯ Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

оптимального стока крыс •ного объекта

по поиску терапевтической мишени *рекции расстройств полового поведения

З.Д. Журавлева, ассистент кафедры физиологии и анатомии Института биологии и биомедицины1; Н.А. Титова, аспирант кафедры нейротехнологий1;

И.В. Мухина, д.б.н., профессор, директор Института фундаментальной медицины2;

зав. кафедрой нормальной физиологии им. Н.Ю. Беленкова2;

М.Я. Друзин, PhD, Docent, Department of Integrative Medical Biology3

Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, пр. Гагарина, 23, Н. Новгород, 603950;

2Приволжский исследовательский медицинский университет, пл. Минина и Пожарского, 10/1, Н. Новгород, 603005;

3Umeá Universitet, 901 87, Umea, Sweden

Цель исследования — выявление механизмов, опосредующих различия в половом поведении самцов крыс Sprague Dawley и Wistar, для идентификации наиболее подходящего стока при исследованиях по поиску потенциальной терапевтической мишени для коррекции расстройств, связанных с мужским половым поведением.

Материалы и методы. Эксперименты проводили на половозрелых самцах крыс двух стоков (Sprague Dawley и Wistar) массой 350-450 г в возрасте от 3 до 6 мес. Особенности поведения животных исследовали с использованием стандартных тестов по изучению социального взаимодействия и рефлекторной активности, а также процедуры спаривания с рецептивными самками. С целью определения роли глицинергической нейропередачи в половом поведении применяли метод хронического билатерального вживления внутримозговых канюлей для осуществления серии последовательных фармакологических манипуляций по изменению уровня активности глициновых рецепторов в медиальной преоптической области (МПО) гипоталамуса исследуемых животных.

Результаты. Анализ полученных результатов выявил статистически значимые межстоковые различия на заключительной кон-суматорной стадии полового поведения как у интактных животных, так и после фармакологической активации глициновых рецепторов в МПО. Кроме того, в тесте «открытое поле» при исследовании груминга были обнаружены статистически значимые межстоковые различия, которые также присутствовали как у интактных животных, так и после фармакологической активации глициновых рецепторов в МПО, причем наблюдавшиеся различия исчезали после блокады глициновых рецепторов в МПО. В тесте Кроули при изучении социального взаимодействия статистически значимых различий между стоками не обнаружено.

Таким образом, отличия в половом поведении самцов крыс стоков Sprague Dawley и Wistar обусловлены разницей в уровне тревожности, что в свою очередь связано с различиями функционирования глицинергической нейропередачи в нейронных сетях МПО гипоталамуса у самцов крыс разных стоков.

Заключение. Для изучения связи уровня тревожности и полового поведения оптимальным является выбор стока крыс Wistar, поскольку половое поведение у самцов данного стока более чувствительно к стрессу, чем у самцов стока Sprague Dawley. В то же время для моделирования различных нарушений полового поведения, не связанных с тревожностью, предпочтение следует отдавать стоку Sprague Dawley, самцы которого обладают более стабильным половым поведением, менее зависящим от уровня тревожности.

Для контактов: Журавлева Зоя Дмитриевна, e-mail: zhuravlyova@neuro.nnov.ru

//////////////////////^^^^

36 СТМ I 2021 I том 13 I №6 З.Д. Журавлева, Н.А. Титова, И.В. Мухина, М.Я. Друзин

Ключевые слова: половое поведение; социальная активность; тревожность; глициновые рецепторы; медиальная преоптиче-ская область.

Как цитировать: Zhuravleva Z.D., Titova N.A., Mukhina I.V., Druzin M.Ya. Choosing the optimal rat stock as a model for research into pharmacological correction of male sexual dysfunction. Sovremennye tehnologii v medicine 2021; 13(6): 36-42, https://doi.org/10.17691/ stm2021.13.6.04

English

Choosing the optimal Rat Stock as a Model for Research into Pharmacological Correction of Male Sexual Dysfunction

Z.D. Zhuravleva, Assistant, Department of Physiology and Anatomy, Institute of Biology and Biomedicine1;

N.A. Titova, PhD Student, Department of Neurotechnologies1;

I.V. Mukhina, DSc, Professor, Director of the Institute of Fundamental Medicine2;

Head of the Department of Normal Physiology named after N.Y. Belenkov2;

M.Ya. Druzin, PhD, Docent, Department of Integrative Medical Biology3

1National Research Lobachevsky State University of Nizhni Novgorod, 23 Prospekt Gagarina, Nizhny Novgorod,

603950, Russia;

2Privolzhsky Research Medical University, 10/1 Minin and Pozharsky Square, Nizhny Novgorod, 603005, Russia;

3Umea Universitet, 901 87, Umea, Sweden

The aim of the study is to identify the mechanisms mediating differences in sexual behavior between Sprague Dawley and Wistar rats, in order to choose the optimal stock for research into pharmacological correction of male sexual dysfunction.

Materials and Methods. The experiments were carried out on sexually mature male rats of two stocks (Sprague Dawley and Wistar) weighing 350-450 g and aged 3 to 6 months. The comparative study of animal behavior was performed using standard tests for social interaction, locomotor activity, and anxiety level, as well as male mating behavior patterns. In order to determine the role of hypothalamic glycine receptors in the male sexual behavior, pharmacological manipulations of glycine receptor activity during mating with receptive females were conducted via bilateral intracerebral microcannulas implanted in the medial preoptic area (mPOA) of the male rat anterior hypothalamus.

Results. The obtained results revealed statistically significant inter-stock differences in sexual behavior at the final consummatory stage of both intact animals and those after pharmacological activation of glycine receptors in the mPOA. The number of anxiety-related grooming patterns in the Open Field test significantly differed between the stocks for both intact animals and those after pharmacological activation of glycine receptors; the observed differences disappeared after the mPOA glycine receptors were blocked. In the Crowley test of social interaction, no significant difference was found between the stocks.

Thus, the revealed difference in sexual behavior between Sprague Dawley and Wistar male rats is likely due to the difference in the level of anxiety, which, in turn, may be associated with difference in the mechanisms of glycinergic neurotransmission in the hypothalamic mPOAs of these rats.

Conclusion. To study the relationship between the level of anxiety and sexual behavior, the choice of the Wistar rat stock is optimal since the male sexual behavior in this stock is more sensitive to stress than that in Sprague Dawley rats. However, to model male sexual dysfunction not associated with anxiety, the use of Sprague Dawley male rats should be preferred as these animals show more stable sexual behavior, which is less dependent on the level of anxiety.

Key words: sexual behavior; social activity; anxiety; glycine receptors; medial preoptic area.

Введение

Важной частью как фундаментальных, так и прикладных доклинических исследований новых лекарственных средств являются модельные организмы, среди которых наиболее популярны лабораторные грызуны, в частности инбредные линии и аутбред-ные стоки мышей и крыс [1-3]. Так, эксперименты по изучению различных аспектов полового поведения чаще всего проводят на крысах из аутбредных стоков Sprague Dawley и Wistar. Несмотря на важность выбо-

ра адекватной модели для доклинических исследований, существует всего несколько работ [4, 5], в которых рассматривается разница в половом поведении между крысами этих двух стоков. В ранее проведенных экспериментах по выявлению роли глициновой нейропередачи в медиальной преоптической области (МПО) гипоталамуса у стоков крыс Sprague Dawley [6] и Wistar [7] наша исследовательская группа обнаружила существенную разницу в половом поведении интактных самцов и самцов после фармакологической модуляции глициновых рецепторов в МПО.

Глициновые рецепторы гипоталамуса как потенциальная терапевтическая мишень

СТМ | 2021 | том 13 | №6 37

Одними из факторов, обусловливающими различия, могут быть комплексная природа полового поведения, включающего в себя социальный и эмоциональный компоненты, а также вовлеченность МПО в контроль как социального поведения, так и уровня тревожности [8, 9]. МПО является важным звеном нейронных сетей мозга, которые участвуют в регуляции большинства рефлексов, связанных с половым поведением самцов различных видов позвоночных животных [10]. МПО гипоталамуса рассматривается в качестве структуры-кандидата, интегрирующего гомеостатическую информацию (в том числе об уровне стресса) с репродуктивным поведением, а также устанавливающего связь между нейроэндо-кринологическими факторами стресса и основными причинами половых расстройств, включая психические, сердечно-сосудистые и метаболические заболевания [11]. Именно МПО как структура головного мозга характеризуется высоким уровнем экспрессии глициновых рецепторов [12], нарушения в работе которых способны приводить к тяжелым неврологическим расстройствам, включая гиперэкплексию и эпилепсию [13]. Вероятно, глициновые рецепторы МПО могут являться потенциальной терапевтической мишенью для коррекции расстройств, связанных с мужским половым поведением.

Цель исследования — выявление механизмов, опосредующих различия в половом поведении самцов крыс Sprague Dawley и Wistar, для идентификации наиболее подходящего стока при исследованиях по поиску потенциальной терапевтической мишени для коррекции расстройств, связанных с мужским половым поведением.

Материалы и методы

Эксперименты проводили на половозрелых самцах и самках крыс стоков Sprague Dawley и Wistar в возрасте от 3 до 6 мес массой 350-450 г. Самки использовались только для тестирования полового поведения самцов. Исследование было одобрено Этическим комитетом Университета Умео (Швеция). Все экспериментальные и хирургические процедуры выполнены в соответствии с нормативами, указанными в руководстве «Guide for the Care and Use of Laboratory Animals (ILAR publication, 1996, National Academy Press)», межгосударственном стандарте ГОСТ 33216-2014 «Руководство по содержанию и уходу за лабораторными животными. Правила содержания и ухода за лабораторными грызунами и кроликами».

Порядок пре- и постоперативного тестирования поведения был идентичен для всех используемых поведенческих методик. Стандартная схема включала в себя однократное преоперативное тестирование ин-тактных животных с последующей операцией по билатеральному вживлению канюль в МПО. После 7 дней восстановительного периода тестирование возобновляли. Всем животным в случайном порядке вводили

раствор глицина — 1 мМ (агониста глициновых рецепторов), стрихнина — 20 мкМ (блокатора глициновых рецепторов в выбранной концентрации) и раствора Рингера для теплокровных в качестве контрольного. Интервал между тестами составлял 3 дня. После завершения экспериментов проводили гистологический контроль расположения кончиков канюль в мозговой ткани.

Регистрация поведенческих параметров при спаривании. Схема тестирования полового поведения самцов, хирургическая и фармакологическая подготовка рецептивных самок для спаривания, методика анализа параметров полового поведения самцов крыс, а также процедура вживления хронических билатеральных внутримозговых канюль и способ введения агонистов и антагонистов глициновых рецепторов в МПО крыс описаны нами ранее [6, 7]. Для оценки эффективности копуляции рассчитывали индекс ин-тромиссий [14].

Регистрация поведенческих параметров при исследовании социального взаимодействия в тесте Кроули. Экспериментальная установка представляла собой прямоугольный бокс, изготовленный из прозрачного пластика размером 90*60*34 см и разделенный на 3 отсека 60*30 см (А, В, MID). Поведенческое тестирование состояло из 3 этапов длительностью по 5 мин каждый. С помощью SMART Video Tracking System v. 3.0 (Panlab, Испания) автоматически регистрировали время нахождения экспериментального животного в каждом из трех отсеков в соответствии с традиционным протоколом исследования.

Регистрация поведенческих параметров в тесте «открытое поле». Установка «открытое поле» (Panlab) представляла собой площадку 100*100 см, ограниченную непрозрачными стенками высотой 50 см. Поверхность установки была разделена на квадраты 20*20 см: 16 внешних квадратов, расположенных по периметру установки, и 9 внутренних квадратов. В ходе тестирования регистрировали частоту и длительность груминга, а также паттерн последовательных движений при груминге, который позволил выделить эффект «незавершенного груминга».

Обработка результатов. Статистический анализ данных, полученных в ходе поведенческих экспериментов, осуществляли с использованием программного обеспечения Prism Windows 5 (GraphPad, США). Анализ различий между группами проводили с помощью непараметрического U-критерия Манна-Уитни, поскольку полученные данные имели распределение, отличное от нормального. Проверку распределения данных на предмет соответствия нормальному закону выполняли по критерию Шапиро-Уилка. Критическое значение уровня статистической значимости при проверке нулевых гипотез принималось равным 0,05. Результаты представляли в виде медианы и проценти-лей — Me [25; 75].

//////////////////////^^^^

38 СТМ | 2021 | том 13 j №6 З.Д. Журавлева, Н.А. Титова, И.В. Мухина, М.Я. Друзин

0 го ф За ф

1 .С

ГО

о

Ь ^ I =1

ф « о

_ а

оз 2

тз оз

ш ®

0 |

сп i

1 о

оз о

о

3

® о

оз

ьо о

го го

ь 5

ьа Из

ф ф

ч ч

о ф

я ь

ш й

о 2

тз 4

о о

с о го

р

® X

оз

I

оз

0 5 12 о

35 о ^ °

5 .с

|1 ь СГ

15

1 §

£: ГО

^ П> я

го

з о ь о

о

03

ш

-С о го

о ^

4

о о

5 а\ 2

го оз

оз -

с о

ф ё

§ -

5 го

т о

° 3

I "а £

1 ^ ф

ф ф

тз ф

о тз

о :□ го со "а

оз ф — ш--

Ш тз

£ I ф

о

ф °

£ §

03 сг -> I

го о

4 ^с

ф

о оз

ч т;

ш

о ё

^ 3

тз ф

тз о

о СП о

5 -

X

о ч о

о го

о о Ф оз

^ ф

х: тз сг 5

"8 * го £

ii

о

о о

ф о

тз ^

ф О ф

О О! I

5 о ч

3=. ^ Ш

Ф X _

1§

Е ф

го

тз ф

о ф

го

ф

00

ф

а>

тз ф

тз

■§ 1 ГО тз

о СП о

ф x

о о

0 о

Цэ ГО

¡1

1 о

§ 1

ф 5

О го Э о

го го

о о

-С 2 ш ?

Ф о О ф

о Зэ

го

с °

£ го

ф 7^

Го Ч

тз о ф ф

3=1 ф

Ч I

а\ .4 3 § о

го ^

5 О

| о 5

с

« Ш

оз

ТЗ ш 5 О

ч

ш 5

5 "о о о 3 го ф ш

(Я о ш »

^ ю о

о

0 л с &) . Ь --..с о- -»■ о

1 № Ш

о ' ш «V» ^

ф

I Й|

м

~' го ¡8 ГО ъ,

1 £

-

*1

о: ?

а

и &>

с §

о а ф с< о

3 о

л

оз

^ 1

о з „ ю

Ьй

(0 Е о го

о тз оз го т ф т

5 ю

ГО £

О 3

2 ь

=! а

о го

03 03

£ 5

х: ч о

го о

Е

13

го

0 ф

1 -

° ж го

тз

Ш

ТЗ со О- Ь

о ? ш £

5 50

Е ъ

Ф о S( о ч

ш ^ -& %

со

тз —^

ш со

с ф

тз

О' ш

ф

о СП тз ш

тз ф

со

ф тз

о го

о -8

ш -5 ф ^

о

ш ? ^ ф

о

СП

2 н

го о

s о т ш

Ш ф ^

СГ

0 —

1 " "§ £

<31 Й

ел -о "' ш го

О! I

о

о ь

Ш Ш

тз ш

3 II

со -О л ф

о ф |

^ I

о

з ш И о

ш

тз

II со

о "о

о ш о со о с

ю ф

тз о

11 Й о О

ш I

2 ° о о

Ш Ш —^

„ со ел ^

а

о ^

^ I

О О

§ 2 сг

т Ь

8 ><

^ О

со т

Т €

т и

■с о

^ Го

12

^ о

л Й

о ш

о со

Ш ТЗ

о о

го

_ ф

X V сп Е 2 ш а ! О" €

с ш £ ^ ф т

^ со. тз тз

§ 2 ■ со

с - ф

0)

^ О ГО %

о 5.

го ф

К) ^

со

со о-

^ 5

о ш

со ш

к> ю 00

о ы

-' т

Р т

т и

ь €

и ф 2

ф ю

^ I

! т

ч «

ф я

о »

о -е

т со $ ш

о ч

^ ё

о ш %%

т ш

ч со

о с

тз ф

т О

а т

Ш

со ^

т о

- 8

§ £

о го

й ^

0 а

8 ^

го -

ф о

За „

ф

1 01 ^ О!

"О 5 * £ ш ш

а

о ^

Ш Ш ■р ^

О Ш

о го

о

о 2

ч I

т ш

ьа

а т

11

Ч I

^ к

сг »

I

° ^

О ф

ч

о- 3

, ТЗ

^ г

0 ш

3 §

- 8

1 ?

ф го

-з 8

ш |

ч< о X

т; т

тз о-

§ Р

го

о ТЗ

Е

о _». о ^

ф го

ш ш тз ч

-ё оз ф

Т< ш я

£ I ь

- 5 а ^

№ I О 5

о

м т

—7^

к> ч ^

о

X

ш

I

ш о ш

ч го Ш

о

тз т 7ч оз

о 7; 7;

5с го ТЗ

о 0"

■& го о

оз тз о

со ф Ш ч о 7;

ьа оз

о ь оз з

о з

го о ф ч «—#- оз —*

-1

о го

I о

о X

о 5с 4 5

3 о

II ш

со ^

s о го

о

° 2

§ о

й. со т тз

Д 3

О) «О £

0 ш

ТЗ О

01 т

о 1

- ■ Ф

со ^ о

— со о о

° 5

0 I

4 о

т о

^ ?

s т

£ ^

ф

° 5

§ 2 о

со -1

1 О

I ш ¡1 Е О

X

ТЗ Ш

т ^

со х

ь ч

s тз

.с о

5 Ш

„ о

о

II I

о 5

ф » £

О 3 5« с

и

-8- ^ Ш 3

со о

г ь

о

3 ® о о

э 8 °

о о ®

8 ^ 5 5

13 с

50 о

з тз о ш го

з т

ш ф

тз i

т ^

ы ж

(г ф

о ы 2

■О

о

и>

и

3=1 ГО го ^

о

4 о о ь Зч<

^ ° т

О Ш ?

го - ^

о 5 О-^ О Ф О ТЗ ТЗ

ь т Ф

О со со

0 ЬЧ Ь 5 ь Ф -с о;

1 5

О- я

ш

СП о

ь

ф

ф

го

о о

ГО СГ

ф о

о ь о го ^ о -о

ш °

го

з ш о I го 5 ф а

За ф

I

Го ^ 3=1

£ ®

Ф о ч

Ч I I

^ о о

Ш Й -Н

■ го ■

щ -

^ т

г* —^

X ш

ТЗ

ш

7; Ч Ф ТЗ

I

ф

со Ш

ГО

ф

ТЗ

Е ф т т

СГ

ТЗ

ТЗ о т; ч

II о оз ТЗ оз

о сг X

о о о ч

со о ч о

^—^ оз оз

тз ш т

5 О 5 оз о го

о ч т; 5

о 7; «—#-

оз оз О

ТЗ ^ со —^ ч 7;

тз ТЗ

ш ч —1 оз о ч

о со о

ш с ф о ф

тз о СП з о

о оз 01 ь

€ ф

ф 3=1 ф о СП

0"

тз оз 3 II ь

сл з о

тз ___ го

о сг

ш о Е

5 i -1 оз

-8 сл оз ф

з го i о оз

7; и ф €

тз x

сг 5 о

о 5 го

2 ф

ТЗ

ш

со

=1

ТЗ

^ "о

(Г и

0) а\ о

о ^

5

" и О X

81 И

= о

(О И

и 5

ТЗ

л о о

СП

■О

о

КЗ §

Л О

Л

о

Й

ш

* ТЗ О г

13

2 я»

и Ф

(О »

с >< ф 5

м ф ^

V) X

3 о

и

г ^

о

Л

Количество паттернов

О |ч> О) 00 -1-1-1-1

=1 х: тз О ^ и

ш о

СО 3

15

^ и

ш <

О

о и

5

0)

со

и сл

^ тз

- ■ и

* (О

I ^

■д О

о %

0 —

СЛ Ф

- ■ ><

!(■ ___

Г »

1 о

тз л о о о

5 "О

и ->■ ф ■

85

Ч §

■О Э

I £

N ££

и _ ф

о х

Ф н

о х о О

^ О

I и

Ч и

и 20

3 "

З'З

г »

X ^

О 5

и —

г и

Индекс интромиссий, усл. ед.

Время, с

О)

СП И О н и X И О 5=1 О "1 И

и

Самцы после билатеральных микроинъекций растворов глицина и стрихнина в медиальной преоптической области

Анализ полового поведения. После стимуляции процессов торможения в нейронных сетях путем билатеральных микроинъекций 1 мМ глицина у 4 из 8 самцов стока Wistar полностью (отсутствие эякуляции) либо частично исчезало половое поведение, в то время как самцы Бргадие Dawley сохраняли способность к копуляции в 100% случаев. Более того, длительность латентного периода эякуляции после микроинъекций 1 мМ глицина у самцов стока Бргадие Dawley снижалась (887,5 [556,0; 1063,0] с), что свидетельствует о повышении эффективности копуляции самцов [15]. Ввиду малого размера выборки самцов Wistar, совершивших полноценный копуляторный акт после микроинъекций 1 мМ глицина (п=4), статистическое сравнение параметров полового поведения самцов двух стоков проводили только на следующем этапе.

После билатеральной микроинъекции 20 мкМ стрихнина у самцов стока Wistar укорачивался латентный период эякуляции (1905,0 [994,5; 3078,0] с) в сессию по сравнению с большой задержкой или полным отсутствием эякуляции при стимуляции торможения, благодаря чему статистически значимая разница между двумя стоками по этому параметру исчезала (рис. 3, а).

Кроме того, микроинъекции 20 мкМ стрихнина приводили к появлению паттернов маунтинга у самцов

ЗОО-i

200

100

с; CI

SD

W

150 -!

100

SD

W

б

Рис. 3. Длительность латентного периода эякуляции (а) и индекс интромиссий в сессию (б) самцов крыс стоков Sprague Dawley и Wistar после билатеральной микроинъекции раствора стрихнина (20 мкМ) в медиальной преоптической области Приведены значения, нормированные к контрольному раствору

Рис. 4. Количество паттернов груминга во внешних квадратах установки «открытое поле» у самцов крыс стоков Sprague Dawley и Wistar после билатеральной микроинъекции растворов глицина (1 мМ) и стрихнина (20 мкМ) в медиальной преоптической области

Приведены значения, нормированные к контрольному раствору; * — р<0,05

стока Wistar, что в свою очередь влекло за собой исчезновение статистически значимых различий между самцами двух стоков по параметру «индекс интромиссий» (рис. 3, б). В то же время микроинъекции 20 мкМ стрихнина практически не влияли на изменение длительности латентного периода эякуляции у самцов стока Бргадие Dawley (1044,0 [536,5; 1497,0] с) относительно интактных значений.

Таким образом, активация глицинергического торможения в нейронных сетях МПО гипоталамуса способствовала полному или частичному исчезновению полового поведения у самцов стока Wistar и, наоборот, увеличению эффективности копуляции у самцов стока Бргадие Dawley, а ингибирование глицинергического торможения стрихнином приводило к восстановлению эффективности копуляции самцов стока Wistar и не изменяло параметры полового поведения самцов стока Бprague Dawley.

Анализ социальной активности. Статистически значимых различий в социальной активности (тест Кроули) у самцов крыс стоков Бprague Dawley и Wistar после билатеральных микроинъекций глицина и стрихнина не выявлено.

Анализ степени тревожности. Фармакологическая манипуляция глицинергической синаптической передачи в нейронных сетях МПО с помощью микроинъекций 1 мМ глицина приводила к увеличению количества «незавершенных паттернов груминга» во внешних квадратах установки «открытое поле» у самцов стока Wistar (5,0 [3,0; 8,5]), что свидетельствовало об усилении тревожности [17]. Кроме того, после билатеральной микроинъекции глицина сохранялась статистически значимая разница между количеством паттернов груминга у самцов стока Wistar и самцов стока Бprague Dawley (р=0,02) (рис. 4). Однако после-

а

///////////////////////////^^^^

40 СТМ | 2021 | том 13 j №6 З.Д. Журавлева, Н.А. Титова, И.В. Мухина, М.Я. Друзин

дующие микроинъекции 20 мкМ стрихнина приводили к снижению количества паттернов груминга у самцов стока Wistar (3,50 [1,75; 6,0]) по сравнению с уровнем при стимуляции торможения в нейронных сетях, в связи с чем статистическая значимость различий между количеством паттернов груминга у самцов двух стоков исчезала (см. рис. 4).

Таким образом, билатеральное введение глицина/ стрихнина выявило различия в ответной реакции поведения крыс двух стоков на стимуляцию/ингибирова-ние глицинергической передачи в МПО гипоталамуса при прохождении теста «открытое поле».

Обсуждение

Анализ полученных результатов тестирования полового поведения интактных животных выявил статистически значимые различия (р<0,05) в консума-торном половом поведении самцов Бprague Dawley и Wistar. Наиболее заметным отличием оказалось почти полное отсутствие паттерна «маунтинг» у самцов стока Wistar. В литературе есть упоминание о том, что самцы крыс стока Wistar совершают меньше маунтин-гов и больше интромиссий, чем самцы стока Бprague Dawley [4]. Кроме того, самцам стока Wistar требовалось больше времени и интромиссий для достижения эякуляции. Данное различие может свидетельствовать о меньшей эффективности копуляции самцов стока Wistar. Возможно, это связано с более высоким уровнем тревожности у крыс данного стока, так как, согласно модели «воронка» [18], тревожные самцы могут тратить больше времени на проверку безопасности окружающей среды, тем самым снижая эффективность копуляции.

Тест «открытое поле» подтвердил наличие более высокой степени тревожности у интактных самцов стока Wistar. Количество груминга у этих животных было выше, чем у самцов стока Бprague Dawley. Причем особенностью груминга у крыс стока Wistar являлась его «незавершенность», свидетельствующая о более тревожном состоянии животного [17, 19].

Выявленные различия в половом поведении самцов стоков Бprague Dawley и Wistar, вероятно, обусловлены различием в структуре тормозных процессов в нейронных сетях МПО гипоталамуса. Анализ полового поведения после билатеральных микроинъекций растворов глицина и стрихнина в МПО выявил различия между самцами данных стоков. Микроинъекции глицина в МПО у самцов стока Wistar приводили к полной или частичной неспособности копулировать, в то время как эти же микроинъекции у самцов Бprague Dawley, наоборот, повышали эффективность копуляции, о чем свидетельствовало снижение длительности латентного периода эякуляции [15].

Известно, что глицин может взаимодействовать не только с собственным специфическим рецептором, оказывающим тормозное воздействие на нейроны [20], но и с регуляторным сайтом ионотропного рецеп-

тора глутамата, селективно связывающим ^метил-D-аспартат (NMDA-рецепторы) [21]. Следовательно, принимая во внимание тот факт, что микроинъекции глицина приводили к исчезновению копуляции у самцов стока Wistar и, наоборот, способствовали увеличению эффективности копуляции у самцов стока Бprague Dawley, можно предположить, что животные этих двух стоков имеют разное соотношение глициновых и NMDA-рецепторов. В пользу данной гипотезы свидетельствует появление паттерна «маунтинг» у самцов стока Wistar после микроинъекций стрихнина в МПО. Поскольку маунтинги рассматриваются в качестве самостоятельного паттерна при копуляции [15], их возникновение можно расценивать как обогащение поведенческого репертуара самцов. В то же время микроинъекции стрихнина в МПО не приводят к значимым изменениям в поведении самцов стока Бprague Dawley.

Участие глицинергической нейропередачи МПО в регуляции полового поведения самцов стоков Бprague Dawley и Wistar может также опосредоваться через регуляцию степени тревожности животных. Данное предположение подтверждают результаты анализа теста «открытое поле» при фармакологической манипуляции глицинергической нейропередачи в МПО крыс обоих стоков. Микроинъекции глицина увеличивают количество паттернов «незавершенного» груминга у самцов стока Wistar, а инъекции стрихнина приводят к снижению выраженности данной реакции.

В то же время анализ социального взаимодействия (тест Кроули) интактных животных и животных с активацией/ингибированием глицинергической передачи не выявил разницы в поведении самцов стоков Бprague Dawley и Wistar, следовательно, социальная активность не является причиной различий в половом поведении самцов данных стоков.

Таким образом, обнаруженная в исследовании статистически значимая разница в половом поведении самцов крыс стоков Бprague Dawley и Wistar может быть обусловлена разным соотношением глициновых и NMDA-рецепторов в МПО гипоталамуса и связана с различной степенью тревожности у данных стоков, которая в свою очередь, вероятно, также вызвана различием в функционировании глицинергической передачи в МПО гипоталамуса. Данный механизм следует учитывать при выборе модельного стока крыс для исследования полового поведения в эксперименте.

Также представляется интересным дальнейшее изучение генетически детерминированных различий в экспрессии глициновых рецепторов МПО для более детального выявления роли глицинергической передачи МПО в регуляции индивидуального полового поведения.

Заключение

Для изучения связи уровня тревожности и полового поведения оптимальным является выбор стока крыс

Глициновые рецепторы гипоталамуса как потенциальная терапевтическая мишень

СТМ | 2021 | том 13 | №6 41

Wistar, поскольку половое поведение у самцов данного стока более чувствительно к стрессу, чем у самцов стока Sprague Dawley. В то же время для моделирования различных нарушений полового поведения, не связанных с тревожностью, предпочтение следует отдавать стоку Sprague Dawley, самцы которого обладают более стабильным половым поведением, менее зависящим от уровня тревожности.

Финансирование. Исследование не финансировалось никакими источниками.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Литература/References

1. Mehta N., Sikka S., Rajasekaran M. Rat as an animal model for male erectile function evaluation in sexual medicine research. J Sex Med 2008; 5(6): 1278-1283, https://doi. org/10.1111/j.1743-6109.2008.00854.x.

2. Skayneh H., Jishi B., Hleihel R., Hamieh M., Darwiche N., Bazarbachi A., El Sabban M., El Hajj H. A critical review of animal models used in acute myeloid leukemia pathophysiology. Genes (Basel) 2019; 10(8): 614, https://doi. org/10.3390/genes10080614.

3. Manns M., Basbasse Y.E., Freund N., Ocklenburg S. Paw preferences in mice and rats: meta-analysis. Neurosci Biobehav Rev 2021; 127: 593-606, https://doi.org/10.1016/j. neubiorev.2021.05.011.

4. McLean J.H., Dupeire W.A., Elder S.T. Strain differences in the mating behavior of Sprague-Dawley, Long-Evans, and Wistar male rats. Psychon Sci 1972; 175-176, https://doi.org/10.3758/bf03342585.

5. Emery D.E., Larsson K. Rat strain differences in copulatory behavior after para-chlorophenylalanine and hormone treatment. J Comp Physiol Psychol 1979; 93(6): 1067-1084, https://doi.org/10.1037/h0077640.

6. Zhuravleva Z.D., Lebedeva A.V., Volnova A.B., Mukhina I.V., Druzin M.Ya. The effect of glycine microinjections in the medial preoptic area of the hypothalamus on the sexual behavior of male rats. Neurochem J 2015; 9: 141-145, https:// doi.org/10.1134/s1819712415020117.

Zhuravleva Z.D., Mogutina M.A., Mukhina I.V., Effects of glycine receptors of the medial preoptic behavior of male Wistar rats. Bull Exp Biol 99-301, https://doi.org/10.1007/s10517-

ger A.P., Gammie S.C., Riters L.V. ial preoptic area govern social rats. Genes Brain Behav .1111/gbb.12662.

9. León Rodríguez D.A., Dueñas Z. Maternal separation during breastfeeding induces gender-dependent changes in anxiety and the GABA-A receptor alpha-subunit in adult Wistar rats. PLoS One 2013; 8(6): e68010, https://doi.org/10.1371/ journal.pone.0068010.

10. Hull E.M., Dominguez J.M. Neuroendocrine regulation of male sexual behavior. Compr Physiol 2019; 9(4): 13831410, https://doi.org/10.1002/cphy.c180018.

11. Viau V. Functional cross-talk between the hypothalamic-pituitary-gonadal and -adrenal axes. J Neuroendocrinol 2002; 14(6): 506-513, https://doi.org/10.1046Zj.1365-2826.2002.00798.x.

12. Karlsson U., Druzin M., Johansson S. Cl- concentration changes and desensitization of GABAa and glycine receptors. J Gen Physiol 2011; 138(6): 609-626, https://doi.org/10.1085/ jgp.201110674.

13. Schaefer N., Roemer V., Janzen D., Villmann C. Impaired glycine receptor trafficking in neurological diseases. Front Mol Neurosci 2018; 11: 291, https://doi.org/10.3389/ fnmol.2018.00291.

14. Agmo A. Male rat sexual behavior. Brain Res Brain Res Protoc 1997; 1(2): 203-209, https://doi.org/10.1016/s1385-299x(96)00036-0.

15. Heijkoop R., Huijgens P.T., Snoeren E.M.S. Assessment of sexual behavior in rats: the potentials and pitfalls. Behav Brain Res 2018; 352: 70-80, https://doi.org/10.1016/j. bbr.2017.10.029.

16. Kaidanovich-Beilin O., Lipina T., Vukobradovic I., Roder J., Woodgett J.R. Assessment of social interaction behaviors. J Vis Exp 2011; 48: 2473, https://doi.org/10. 3791/2473.

17. Kalueff A.V., Stewart A.M., Song C., Berridge K.C., Graybiel A.M., Fentress J.C. Neurobiology of rodent self-grooming and its value for translational neuroscience. Nat Rev Neurosci 2016; 17(1): 45-59, https://doi.org/10.1038/ nrn.2015.8.

18. Veening J.G., Coolen L.M. Neural mechanisms of sexual behavior in the male rat: emphasis on ejaculation-related circuits. Pharmacol Biochem Behav 2014; 121: 170183, https://doi.org/10.1016/j.pbb.2013.12.017.

19. Umryukhin P.E., Grigorchuk O.S. Behavior of rats in an open field test as a prognostic indicator of corticosterone levels before and after stress. Neurosci Behav Physi 2017; 47: 456458, https://doi.org/10.1007/s11055-017-0421-3.

20. Kumar A., Basak S., Rao S., Gicheru Y., Mayer M.L., Sansom M.S.P., Chakrapani S. Mechanisms of activation and desensitization of full-length glycine receptor in lipid nanodiscs. Nat Commun 2020; 11(1): 3752, https://doi.org/10.1038/ s41467-020-17364-5.

21. Yu A., Lau A.Y. Glutamate and glycine binding to the NMDA receptor. Structure 2018; 26(7): 1035-1043.e2, https:// doi.org/10.1016/j.str.2018.05.004.

///////////////////////^^^^

42 СТМ 1 2021 1 том 13 J №6

З.Д. Журавлева, Н.А. Титова, И.В. Мухина, М.Я. Друзин