Исследование экспрессии CRH в структурах мозга, участвующих в регуляции гипоталамуса, гиппокампа, неокортекса, на разных сроках развития депрессивноподобных состояний у крыс. Модификация экспрессии вазопрессина в CRH-ергических центрах гипоталамуса.
Аннотация к работе
В случае эндогенной депрессии обнаружен повышенный уровень кортизола и АКТГ в плазме крови и десенситизация ГАС к сигналам отрицательной обратной связи (Mortola et al., 1987; Holsboer, 1995; Deuschle et al., 1997; Zobel et al., 2001; Tichomirowa et al., 2005), а в случае реактивной депрессии - сниженный уровень кортизола в плазме крови и сенситизация ГАС к сигналам отрицательной обратной связи (Mason et al., 1986; Yehuda et al.,1993; Ollf et al., 2006; Simeon et al., 2007). Согласно гормональной теории патогенеза депрессий основную роль в эндокринных нарушениях, наблюдаемых в клинической картине этих психопатологий, играют изменения синтеза и секреции гипоталамического нейрогормона кортиколиберина (corticotropin-releasing hormone, CRH) - основного «медиатора» стресса и регулятора базальной и обусловленной активности ГАС (Vale et al., 1981; Owens and Nemeroff, 1991; Gold and Chrousos, 2002; Watson and Mackin, 2006). В связи с этим были поставлены следующие задачи: Исследовать экспрессию CRH в структурах мозга, участвующих в регуляции ГАС (гипоталамус, гиппокамп, неокортекс), на разных сроках развития депрессивноподобных состояний у крыс Вистар в моделях эндогенной депрессии и ПТСР. Наряду со снижением содержания вазопрессина в гипоталамусе на 1-е сутки после экспозиции животных стрессу в обеих моделях выявлена специфичная для реактивного тревожно-депрессивного состояния активация синтеза вазопрессина в крупноклеточных ядрах гипоталамуса на поздних сроках его развития. У пассивных крыс при развитии тревожно-депрессивного состояния была выявлена гиперактивация крупноклеточной вазопрессинергической системы гипоталамуса, аналогичная описанной в модели ПТСР у крыс Вистар.Результаты исследования позволяют сделать заключение о ведущей роли гипоталамического звена CRH-ергической системы в генезе нарушений ГАС в моделях эндогенной и реактивной депрессии/ПТСР. В случае экспериментальных аналогов эндогенной депрессии и ПТСР происходит гиперактивация экспрессии CRH в мелкоклеточной части ПВЯ гипоталамуса, где кортиколиберин функционирует как нейрогормон, непосредственно активирующий ГАС.Депрессивноподобное состояние у крыс Вистар в модели эндогенной депрессии сопровождается увеличением экспрессии кортиколиберина в мелкоклеточной части паравентрикулярного ядра гипоталамуса и гиппокампе как на раннем (1-й день), так и в отдаленные сроки (5-10-й день) формирования постстрессовой психопатологии. Формирование реактивного тревожно-депрессивного состояния у крыс Вистар в модели посттравматического стрессового расстройства на всех исследованных сроках сопровождается увеличением экспрессии кортиколиберина в мелко-и крупноклеточной частях паравентрикулярного ядра гипоталамуса. У крыс с активной (линия KHA) и пассивной (линия KLA) стратегиями поведения выявлена различная динамика экспрессии кортиколиберина и вазопрессина в областях мозга, вовлекающихся в регуляцию гипофизарно-адренокортикальной системы, при формировании депрессивноподобных состояний в парадигме «выученная беспомощность»: а) Как в раннем, так и в отсроченном периодах формирования депрессивноподобного состояния у крыс линии KLA снижается содержание иммунореактивного кортиколиберина в мелко-и крупноклеточной частях паравентрикулярного ядра гипоталамуса и в поле СА1 гиппокампа, но повышается - в неокортексе, тогда как у крыс линии KHA экспрессия нейрогормона в крупноклеточной части паравентрикулярного ядра снижается, а в поле СА1 гиппокампа и неокортексе - увеличивается. б) У животных обеих линий формирование депрессивноподобного состояния сопровождается снижением экспрессии вазопрессина в крупноклеточной части паравентрикулярного ядра гипоталамуса на 1-й постстрессорный день с последующим восстановлением показателя до контрольного значения у крыс линии KHA и превышением такового у крыс линии KLA.
Вывод
Результаты исследования позволяют сделать заключение о ведущей роли гипоталамического звена CRH-ергической системы в генезе нарушений ГАС в моделях эндогенной и реактивной депрессии/ПТСР. В случае экспериментальных аналогов эндогенной депрессии и ПТСР происходит гиперактивация экспрессии CRH в мелкоклеточной части ПВЯ гипоталамуса, где кортиколиберин функционирует как нейрогормон, непосредственно активирующий ГАС. При этом для реактивного расстройства характерна специфическая гиперактивация крупноклеточной CRH-ергической системы гипоталамуса, откуда нейрогормон поступает в системный кровоток и оказывает ряд эффектов, не связанных с регуляцией выброса АКТГ аденогипофизом. Обнаружена специфическая для реактивного состояния в модели ПТСР активация крупноклеточной вазопрессинергической системы гипоталамуса на отдаленных сроках формирования патологии.
При модельной эндогенной депрессии и у крыс Вистар, и у крыс линии КНА наблюдалась гиперактивность экстрагипоталамического звена CRH-системы. У крыс линии KLA в ходе развития депрессивноподобного состояния, характеризующегося признаками реактивного тревожно-депрессивного расстройства, отмечалось повышение экспрессии вазопрессина в крупноклеточной части ПВЯ гипоталамуса. Этот факт позволяет полагать, что гиперактивация крупноклеточной нейросекреторной системы гипоталамуса, описанная нами также и у крыс Вистар в модели ПТСР, вероятно, представляет собой один из принципиальных механизмов патогенеза реактивных тревожно-депрессивных расстройств.
Таким образом, в результате проведенных исследований впервые установлены как общие, так и специфические нейроэндокринные CRH-зависимые механизмы развития двух форм постстрессовых депрессий у крыс.Депрессивноподобное состояние у крыс Вистар в модели эндогенной депрессии сопровождается увеличением экспрессии кортиколиберина в мелкоклеточной части паравентрикулярного ядра гипоталамуса и гиппокампе как на раннем (1-й день), так и в отдаленные сроки (5-10-й день) формирования постстрессовой психопатологии.
Формирование реактивного тревожно-депрессивного состояния у крыс Вистар в модели посттравматического стрессового расстройства на всех исследованных сроках сопровождается увеличением экспрессии кортиколиберина в мелко- и крупноклеточной частях паравентрикулярного ядра гипоталамуса. В экстрагипоталамических структурах регуляции гипофизарно-адренокортикальной системы изменений экспрессии нейрогормона не обнаруживается.
В ранний период формирования депрессивноподобного состояния в модели эндогенной депрессии (1-й день) у крыс Вистар снижается содержание иммунореактивного вазопрессина в мелко- и крупноклеточной частях паравентрикулярного ядра гипоталамуса. В отдаленный период развития психопатологии (10-й день) уровень экспрессии вазопрессина восстанавливается до контрольного значения.
В ранний период формирования реактивного тревожно-депрессивного состояния в модели посттравматического стрессового расстройства у крыс Вистар снижается экспрессия вазопрессина в мелко- и крупноклеточной частях паравентрикулярного ядра гипоталамуса. В отдаленный период содержание иммунореактивного вазопрессина восстанавливается до контрольного значения в мелкоклеточной части паравентрикулярного ядра и превышает таковое в крупноклеточной части ядра.
У крыс с активной (линия KHA) и пассивной (линия KLA) стратегиями поведения выявлена различная динамика экспрессии кортиколиберина и вазопрессина в областях мозга, вовлекающихся в регуляцию гипофизарно-адренокортикальной системы, при формировании депрессивноподобных состояний в парадигме «выученная беспомощность»: а) Как в раннем, так и в отсроченном периодах формирования депрессивноподобного состояния у крыс линии KLA снижается содержание иммунореактивного кортиколиберина в мелко- и крупноклеточной частях паравентрикулярного ядра гипоталамуса и в поле СА1 гиппокампа, но повышается - в неокортексе, тогда как у крыс линии KHA экспрессия нейрогормона в крупноклеточной части паравентрикулярного ядра снижается, а в поле СА1 гиппокампа и неокортексе - увеличивается. б) У животных обеих линий формирование депрессивноподобного состояния сопровождается снижением экспрессии вазопрессина в крупноклеточной части паравентрикулярного ядра гипоталамуса на 1-й постстрессорный день с последующим восстановлением показателя до контрольного значения у крыс линии KHA и превышением такового у крыс линии KLA.
Изменения экспрессии кортиколиберина и вазопрессина в структурах мозга при формировании депрессивноподобных состояний у крыс свидетельствуют о ведущей роли кортиколиберинергических механизмов в патогенезе постстрессовых психопатологий. Характер вовлеченности, а также направленность изменений активности кортиколиберинергической системы на гипоталамическом и экстрагипоталамическом уровне зависит от формы психопатологии и индивидуально-типологических особенностей поведения животных.
Список литературы
СТАТЬИ
1. Миронова В.И., Рыбникова Е.А., Ракицкая В.В., Шаляпина В.Г. Содержание кортиколиберина в гипоталамусе крыс с различной стратегией поведения при постстрессорной депрессии // Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. - 2004. - Т.90(9). - С.1161-1169.
2. Миронова В.И., Рыбникова Е.А., Ракицкая В.В. Экспрессия вазопрессина в гипоталамусе активных и пассивных крыс при развитии постстрессорной депрессии // Бюлл. эксп. биол. и мед. - 2005. - Т.140(12). - С.618-621.
3. Миронова В.И., Рыбникова Е.А. Участие экстрагипоталамического звена регуляции гипофизарно-адренокортикальной системы в развитии разных форм депрессивноподобного состояния у крыс // Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. - 2006. - Т.92(9). - С.1111-1121.
4. Рыбникова Е.А., Миронова В.И., Пивина С.Г., Ордян Н.Э., Тюлькова Е.И, Самойлов М.О. Гипоксическое прекондиционирование предотвращает развитие постстрессорных депрессивных состояний у крыс // Доклады АН. - 2006. - Т.411(1). - С. 122-124. [Rybnikova E.A., Mironova V.I., Pivina S.G., Ordyan N.E., Tulkova E.I., Samoilov, M.O. Hypoxic preconditioning prevents development of post-stress depressions in rats // Dokl. Biol. Sci. - 2006. - V.411. - P.431-433 (перевод)].
5. Рыбникова Е. А., Самойлов М.О., Миронова В. И., Тюлькова Е. И., Пивина С. Г., Ватаева Л.А., Ордян Н.Э., Абриталин Е.Ю., Колчев А.И. Возможности использования гипоксического прекондиционирования для профилактики постстрессовых депрессивных эпизодов // Журн. неврологии и психиатрии им. С.С.Корсакова. - 2007. -Т.107(7). - С.43-48. [Rybnikova E.A., Samoilov M.O., Mironova V.I., Tyul"kova E.I., Pivina S.G., Vataeva L.A., Ordyan N.E., Abritalin E.Y., Kolchev A.I. The possible use of hypoxic preconditioning for the prophylaxis of post-stress depressive episodes // Neurosci. Behav. Physiol. - 2008. - V.38(7). - P. 721-726 (перевод)].
6. Rybnikova E., Mironova V., Pivina S., Tulkova E., Ordyan N., Vataeva L., Vershinina E., Abritalin E., Kolchev A., Nalivaeva N., Turner A.J., Samoilov M. Antidepressant-like effect of mild hypoxia preconditioning in the learned helplessness model in rats // Neuroscience Letters. - 2007. - V.417(3). - P.234-239.
7. Rybnikova E., Mironova V., Pivina S., Tulkova E., Ordyan N., Nalivaeva N., Turner A., Samoilov M. Involvement of hypothalamic-pituitary-adrenal axis in the antidepressant-like effect of mild hypoxic preconditioning in rats // Psychoneuroendocrinology. - 2007. - V.32(7). - P.813-823.
8. Рыбникова Е.А., Миронова В.И., Тюлькова Е.И., Самойлов М.О. Анксиолитический эффект умеренной гипобарической гипоксии у крыс в модели посттравматического стрессового расстройства // Журн. ВНД. - 2008. - Т.58(4). - С.475-482.
ТЕЗИСЫ
1. Миронова В.И., Рыбникова Е.А., Шаляпина В.Г. Изменение экспрессии кортиколиберина в гипоталамусе крыс с активной и пассивной стратегией поведения в ходе развития постстрессорной депрессии // Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины. III конференция молодых ученых России с международным участием: Тезисы доклада. - Москва, 2004. - С.381-382.
2. Миронова В.И., Ракицкая В.В., Е.А.Рыбникова, Шаляпина В.Г. Морфофункциональные изменения кортиколиберинергических центров гипоталамуса крыс в ходе развития депрессивноподобного состояния // Всероссийская научно-практическая конференция памяти профессора А.И.Белкина: Тезисы доклада. - Москва, 2004. - С.193-195.
3. Миронова В.И., Рыбникова Е.А., Шаляпина В.Г. Стрессореактивность крыс с активной и пассивной стратегией приспособительного поведения в условиях неизбегаемого стресса // Международный междисциплинарный конгресс «Прогресс в фундаментальных и прикладных науках для здоровья человека»: Тезисы доклада. - Судак, Крым, Украина, 2004. - С. 51-53.
4. Миронова В.И., Рыбникова Е.А. Роль кортиколиберина и вазопрессина в развитии депрессивноподобных состояний у активных и пассивных крыс // Всероссийская конференция молодых исследователей «Физиология и медицина»: Тезисы доклада. - Санкт-Петербург, 2005. - С.75.
5. Миронова В.И., Рыбникова Е.А., Шаляпина В.Г. Динамка содержания кортиколиберина и вазопрессина у крыс в ходе развития постстрессорной депрессии // VII Всероссийская конференция «Нейроэндокринология 2005»: Тезисы доклада. - Санкт-Петербург, 2005. - С.123-124.
6. Миронова В.И., Рыбникова Е.А. Изменения активности нейроэндокринных центров регуляции ГАС при развитии разных форм экспериментальной депрессии у крыс // XIV съезд психиатров России: Тезисы доклада. - Москва, 2005. - С.492-493.
7. Миронова В.И. Динамика экспрессии нейрогормонов - регуляторов гипофизарно-адренокортикальной системы в структурах мозга крыс при развитии разных форм депрессивных состояний // Международный симпозиум, посвященный 80-летию организации Института физиологии им. И.П. Павлова РАН «Механизмы адаптивного поведения»: Тезисы доклада. - Санкт-Петербург , 2005. - С.46-47.
8. Mironova V., Rybnikova E. The comparative expression of hypothalamic and extrahypothalamic CRH and vasopressin in different forms of experimental depression in rats // International Congress "Molecular basis of neurological and psychiatric disorders", organized in the frame of 11th meeting of Czech and Slovak Neurochemical Society: Abstract. - Martin, Slovak Republic, 2006. - P. 68.
9. Миронова В.И., Рыбникова Е.А. Нарушения нейроэндокринной регуляции у крыс в экспериментальных моделях депрессии // Межинститутская конференция молодых ученых, посвященная 100-летию академика В.Н. Черниговского «Механизмы регуляции и взаимодействия физиологических систем организма человека и животных в процессах приспособления к условиям среды»: Тезисы доклада. - Санкт-Петербург-Колтуши, 2007. - С.55.
10. Миронова В.И., Рыбникова Е.А. Нейроэндокринные механизмы эндогенной депрессии: исследования в моделях на крысах // Российская конференция «Взаимодействие науки и практики в современной психиатрии»: Тезисы доклада. - Москва, 2007. - С.365-366.
11. Миронова В.И., Рыбникова Е.А. Неизбегаемый стресс индуцирует устойчивые модификации экспрессии гипоталамических нейрогормонов кортиколиберина и вазопрессина у крыс // Всероссийский симпозиум с международным участием «Гормональные механизмы адаптации», посвященный памяти профессора А.А. Филаретова: Тезисы доклада. - Санкт-Петербург, 2007. - С.55.
12. Mironova V. Modifications of hypothalamic CRH and vasopressin expression in development of depressive-like states in rats // International School of Neuroendocrinology: Abstract. - Seillac, France, 2007. - P.31.
13. Миронова В.И., Рыбникова Е.А. Нейроэндокринные механизмы развития депрессивноподобного состояния в модели «выученная беспомощность» // ХХ съезд Физиологического общества им. И.П. Павлова: Тезисы доклада. - Москва, 2007. - С.335.
14. Миронова В.И., Рыбникова Е.А. Нейроэндокринные механизмы развития реактивного тревожно-депрессивного состояния в модели посттравматического стрессового расстройства // Одиннадцатая Всероссийская медико-биологическая конференция молодых исследователей «Человек и его здоровье»: «Фундаментальная наука и клиническая медицина»: Тезисы доклада. - Санкт-Петербург, 2008. - С.249-250.