ВОЗМОЖНОСТЬ КОРРЕКЦИИ ПСИХОЭМОЦИОНАЛЬНЫХ НАРУШЕНИЙ, ВЫЗВАННЫХ СТРЕССОРНЫМИ ВОЗДЕЙСТВИЯМИ У НОВОРОЖДЕННЫХ

Большинство исследований, посвященных изучению  влияний повреждающих болевых и стрессорных воздействий у новорожденных на психоэмоциональное поведение в последующем онтогенезе, выполнено на самцах [13-15]. Результаты исследований позволяют предполагать об изменении уровня тревожности, склонности к проявлению депрессивноподобного поведения и о нарушении когнитивных способностей. Однако данные литературы противоречивы [3,10,13]. Важной задачей в настоящее время является исследование сложных взаимодействий между стрессорной и ноцицептивной системами во время неонатальных повреждений и влияний этих взаимодействий на формирование механизмов долговременных изменений в поведении в постнатальном онтогенезе. Половые различия в этих взаимодействиях могут быть важным модулятором долговременных эффектов в развитии стрессорной и ноцицептивной систем [6,8].

Буспирон используют в клинике в качестве анксиолитика и антидепрессанта, он является полным агонистом пресинаптических 5-HT1A рецепторов и частичным агонистом постсинаптических 5-HT1A рецепторов [9]. 5-HT1A рецепторы вовлечены в механизм ноцицепции [4],  в эмоциональное поведение и в его изменение (повышенная тревожность, депрессия) [5], в когнитивные процессы [11]. Данные об участии буспирона в антиноцицептивном влиянии противоречивы [7]. Механизм действия буспирона не выяснен.

Цель настоящей работы состояла в исследовании влияний болевого или/и стрессорного воздействий у новорожденных самок крысят на психоэмоциональное поведение и когнитивную способность у этих животных во взрослом возрасте. Исследовано также влияние хронической инъекции буспирона в адолесцентный период развития  на самок крыс, подвергнутых в новорожденном состоянии подобным повреждающим воздействиям, с целью нормализовать показатели психоэмоционального поведения и когнитивной сферы при достижении животными взрослого возраста.

Эксперименты получены на взрослых самках крыс, которые на первый постнатальный день и повторно второй день (P1,2) были подвергнуты следующим воздействиям: воспалительной боли (одноразовая инъекция формалина 2.5%, 0.5 мкл в подошву задней левой конечности), первая группа (ФОР); контрольная группа (одноразовая инъекция физиологического раствора в то же место, в том же объеме), вторая группа (РА); стрессу короткой (60 мин) материнской изоляции (одноразовая инъекция физиологического раствора и изоляция от матери с помещением каждого крысенка отдельно друг от друга в термостат при температуре +36С°), третья группа (РИ); комбинированному воздействию воспалительной боли и материнской изоляции, четвертая группа (ФИ); пятая группа – интактные животные. В каждую группу входило от 9 до 12 животных. В предварительных опытах было обнаружено, что, взрослые самки группы РА и интактные самки не показали различий в исследованных показателях, поэтому интактные крысы были использованы как контрольные животные.

С 90-дневного возраста у крыс последовательно с промежутком в три дня оценивали уровень тревожности в приподнятом крестообразном лабиринте, склонность к выраженности депрессивноподобного поведения в тесте вынужденного плавания и способность к выработке пространственного обучения в тесте Морриса. Подробное описание экспериментов в этих тестах представлено нами ранее [1]. Коротко, в стандартизированном приподнятом крестообразном лабиринте в течении 5 мин регистрировали время пребывания в открытых рукавах, негативно коррелируемое с уровнем тревожности. В тесте принудительного плавания [12] крыс помещали на 5 мин в сосуд с водой (диаметр 25 см, высота 60 см, температура воды 24±1°С) и регистрировали время, в течение которого крыса находилась в неподвижном состоянии (время иммобильности), показатель прямо пропорциональный депрессивному поведению. В водном лабиринте Морриса (диаметр 1,2 м и глубина 0.5 м) регистрировали время, в течение которого крыса находила платформу (латентный период). После четырех тестирований (первая проба) крысу отсаживали на четыре минуты, затем повторяли по той же схеме четыре тестирования (вторая проба). Поведение животных регистрировали с помощью видеокамеры.

После проведенного анализа полученных данных, который свидетельствовал о достоверном изменении у взрослых самок, подвергнутых повреждающим воздействиям на P1,2, показателей психоэмоционального поведения и когнитивных способностей, мы провели новое исследование, с целью нормализации болевого ответа. Для этого крысята на P1 и повторно P2 были подвергнуты описанным выше повреждающим воздействиям, а в адолесцентный период развития (с 25-го по 39-й день) еще и ежедневной внутрибрюшинной инъекции буспирона, агониста 5-HT1A рецепторов (buspirone hydrochloride, Sigma, 3.5 мг/кг, 1 мл, в 9 час), контрольным крысятам инъецировали физиологический раствор. В возрасте 90 дней у животных аналогичным образом исследовали уровень тревожности, депрессивного поведения и способность к пространственному обучению. Исследование на животных выполнено с соблюдением международных принципов Хельсинской декларации о гуманном отношении к животным. Протоколы опытов утверждены комиссией по гуманному обращению с животными ФГБУН Института физиологии им. И.П. Павлова Российской академии наук.

Статистический анализ проводили с использованием дисперсионного анализа ANOVA с последующим post-hoc тестом с помощь пакета программ SPSS Inc. Данные представлены как среднее ± стандартная ошибка. Различия между значениями считали статистически значимыми при p<0.05.

В тесте приподнятого крестообразного лабиринта (рис. 1) у взрослых самок крыс, подвергнутых в раннем возрасте стрессу материнской изоляции и комбинации воспалительной боли и материнской изоляции, обнаружено уменьшение времени пребывания в открытых рукавах (p=0.034 и p=0.042, соответственно) по сравнению с этим показателем у интактных животных.

Рисунок 1. Изменение у взрослых самок крыс времени пребывания в открытых рукавах, вызванное стрессом материнской изоляции (РИ) и комбинацией воспалительной боли и материнской изоляции (ФИ) в первый и повторно второй день жизни, коррекция буспироном.

Хроническая инъекция буспирона по сравнению с физиологическим раствором в адолесцентный период развития самкам, испытавшим стресс материнской изоляции и комбинацию воспалительной боли и материнской изоляции, увеличила время пребывания в открытых рукавах (p=0.049 и p=0.041, соответственно) и нормализовала этот показатель у взрослых крыс. Воспалительная боль в раннем возрасте не вызвала долговременного влияния, и действие буспирона не было достоверно значимым у этих крыс во взрослом возрасте.

В тесте принудительного плавания (рис. 2), который вызывает у грызунов сильный физический и эмоциональный стресс, у взрослых самок во всех подопытных группах, подвергнутых воспалительной боли, стрессу материнской изоляции и комбинации этих воздействий было обнаружено увеличение времени иммобильности (p=0.023, p=0.001 и p=0.03 соответственно) по сравнению с интактными животными. Хроническая инъекция буспирона по сравнению с инъекцией физиологического раствора в адолесцентном периоде

Рисунок 2. Изменение у взрослых самок крыс времени иммобильности, вызванное воспалительной болью (ФОР), стрессом материнской изоляции (РИ) и комбинацией воспалительной боли и материнской изоляции (ФИ) в первый и повторно второй день жизни, коррекция буспироном.

уменьшила у этих взрослых животных время иммобильности (p=0.026, p=0.049, p=0.041 соответственно). Буспирон обнаружил антидепрессантный эффект и нормализовал способность взрослых самок крыс сопротивляться стрессу.

В тесте Морриса (рис. 3) у взрослых самок крыс, подвергнутых

Рисунок 3. Изменение у взрослых самок крыс времени поиска платформы, вызванное воспалительной болью (ФОР), комбинацией воспалительной боли и материнской изоляции (ФИ) в первый и повторно второй день жизни, коррекция буспироном.

воспалительной боли и комбинации боли и стресса изоляции от матери обнаружено увеличение времени нахождения платформы (p=0.043 и p=0.035 соответственно) по сравнению с интактными особями. Хроническая инъекция буспирона по сравнению с инъекцией физиологического раствора в адолесцентном периоде уменьшила у этих взрослых животных этот показатель (p=0.017, p=0.047 соответственно) и нормализовала время нахождения платформы.

Результаты, полученные в настоящей работе на взрослых самках крыс, свидетельствуют о том, что повреждающие воздействия в период новорожденности вызывают долговременное влияние на исследованные показатели психоэмоционального поведения и когнитивных процессов.  Данные, полученные в тесте приподнятого крестообразного лабиринта, зависели от типа повреждающего воздействия. Стресс материнской изоляции и комбинация боли и стресса в раннем возрасте вызвали усиление тревожного состояния у взрослых крыс, тогда как воспалительная боль не оказала долговременного влияния. В литературе сообщается о разнонаправленном влиянии боли в раннем возрасте на уровень тревожности. Так, инъекции новорожденным крысам каррагена или адъюванта Фрейнда способствовали снижению уровня тревожности у взрослых животных в тесте приподнятого крестообразного лабиринта [2], что связывают с повышением активности опиоидной системы [14], а инъекция формалина не изменила тревожность в этом тесте у самцов крыс [10]. Несомненно, что разные химические раздражители могут не одинаково  изменить способность справляться со стрессом у взрослых животных. Увеличение показателя депрессивноподобного поведения, обнаруженное в тесте принудительного плавания у крыс, подвергнутых в неонатальном периоде каждому из примененных воздействий, указывает на снижение адаптивных возможностей у взрослых крыс. Данные литературы указывают как на повышение адаптивных возможностей у взрослых крыс после инъекции каррагена новорожденным [3], так и об отсутствии изменений после одноразовой инъекции формалина [10]. В тесте Морриса мы наблюдали ухудшение способности к пространственному обучению у взрослых крыс, подвергнутых воспалительной боли. Подобное нарушение у взрослых крыс описано после инъекция адъюванта Фрейнда однодневным крысятам [2], что связывают с изменением процесса нейрогенеза в гиппокампе, однако влияние этого процесса на обучение и память после повреждающей стимуляции в раннем возрасте недостаточно исследовано.

Полученные в настоящей работе результаты свидетельствуют о долговременном повреждающем влияния воспалительной боли, стресса материнской изоляции и их комбинации у новорожденных самок крыс на психоэмоциональное поведение и когнитивные способности и об участии 5-HT1A рецепторов в этом влиянии. На важность изучения долговременных влияний боли и стресса на адаптивное поведение у разнополых особей обращается особое внимание в современных обзорах [13,15], но пока еще исследования на грызунах женского пола представлены в единичных работах [6,8]. Половые особенности болевого восприятия у новорожденных необходимо учитывать при проведении хирургических вмешательств и терапевтических инвазивных процедур в неонатальном центре. Обращается внимание на поиск новых обезболивающих препаратов для предотвращения вредных последствий болевых/стрессорных воздействий. Как показано в настоящей работе, адолесцентный период можно использовать как критический период для коррекции вредных последствий стрессорных воздействий у новорожденных.

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках проекта № 14-04-00106а.

Список литературы:

1. Буткевич И.П., Михайленко В.А., Лаврова Ю.А., Уланова Н.А. Повторный болевой синдром при воспалении у новорожденных самцов крыс изменяет адаптивное поведение в адолесцентном периоде развития // Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2014. 100. С. 1241─1251.
2. Amaral C., Antonio B., Olivera M.G.M., Hamani C., Guinsburg R., Covolan L. Early postnatal nociceptive stimulation results in deficits of spatial memory in male rats // Neurobiol. Learn. Memory. 2015. 125. P. 120─125.
3. Anseloni V.C.Z., He F., Novikova S.I., Turnbach Robbins M.T., Lidov I.A., Ennis M., Lidov M.S. Alterations in stress-associated behaviors and neurochemical markers in adult rats after neonatal short-lasting local inflammatory insult // Neurosci. 2005. 131. P. 635─645.
4. Colpaert F.C. 5-HT(1A) receptor activation: new molecular and neuroadaptive mechanisms of pain relief // Curr. Opin. Investig. Drugs. 2006. 7. P. 40─47.
5. Lacivita E., DiPilato P., De Giorgio P.,Colabufo N.A., Berardi F., Perrone R., Leopoldo M. The therapeutic potential of 5-HT1A receptors: a patent review // Expert Opin. Ther. 2012. Pat. 22. P. 887─902.
6. LaPrairie J.L., Murphy A.Z. Long term impact of neonatal injury in male and female rats: sex differences, mechanisms and clinical implications // Front. Neuroendocrinol. 2010. 31. P. 193─202.
7. Liang J.H., Wang X.H., Liu R.K., Sun H.L., Ye X.F., Zheng J.W. Buspirone-inducedantinociceptionis mediated by L-type calcium channels and calcium/caffeine-sensitive pools in mice // Psychopharmacol. (Berl). 2003. 166. P. 276─283.
8. Lima M. Malheiros J., Negrigo A., Tescarollo F., Medeiros M., Suchecki D., Tannús A., Guinsburg R., Covolan L. Sex-related long-term behavioral and hippocampal cellular alterations after nociceptive stimulation throughout postnatal development in rats // Neuropharmacol. 2014. 77. P. 268─276.
9. Loane C., Politis M. Buspirone: What is it all about? // Brain Res. 2012. 1461. P. 111─118.
10. Negrigo A., Medeiros M., Guinsburg R., Covolan L. Long-term gender behavioral vulnerability after nociceptive neonatal formalin stimulation in rats // Neurosci. Lett. 2012. 190. P. 196─199.
11. Pittala V., Siracusa M.A., Salerno L., Romeo G., Modica M.N., Madjid N., Ogren S.O. Analysis of mechanisms for memory enhancement using novel and potent 5-HT1A receptor ligands // Eur. Neuropsychopharmacol. 2015. 8. P. 1314─1323.
12. Porsolt R.D., LePichon M., Jalfre M. Depression: a new animal model sensitive to antidepressant treatments // Nature. 1977. 266. P. 730―732.
13. Schwaller F., Fitzgerald M. The consequences of pain in early life: injury-induced plasticity in developing pain pathways // Eur. J. Neurosci. 2014. 39. P. 344─355.
14. Victoria N.C., Murphy A.Z. The long-term impact of early life pain on adult responses to anxiety and stress: Historical perspectives and empirical evidence // Exp. Neurol. 2016. 275. P. 261─273.
15. Walker S.M., Beggs S., Baccei M.L. Persistent changes in peripheral and spinal nociceptive processing after early tissue injury // Exp Neurology. 2016. 275. P. 253─260.[schema type=»book» name=»ВОЗМОЖНОСТЬ КОРРЕКЦИИ ПСИХОЭМОЦИОНАЛЬНЫХ НАРУШЕНИЙ, ВЫЗВАННЫХ СТРЕССОРНЫМИ ВОЗДЕЙСТВИЯМИ У НОВОРОЖДЕННЫХ» description=»Цель работы состояла в исследовании влияний стрессорных воздействий у новорожденных крысят на уровень тревожности, депрессии и на когнитивные способности при достижении животными взрослого возраста. Предпринята попытка коррекции выявленных отклонений в поведенческих и когнитивных ответах с помощью хронической инъекции агониста 5-HT1A рецепторов буспирона в адолесцентный период развития. В поведенческих тестах приподнятый крестообразный лабиринт, принудительное плавание и в тесте Морриса исследованы уровень тревожности, степень выраженности депрессивного поведения и способность к пространственному обучению у взрослых самок крыс, подвергнутых в новорожденном возрасте воспалительной боли (группа 1), стрессу изоляции от матери (группа 2) и комбинации этих воздействий (группа 3). У взрослых самок группы 1 обнаружено повышение уровня склонности к депрессивному поведению и ухудшение способности к пространственному обучению, у самок группы 2 – повышение уровня тревожности и уровня склонности к депрессивному поведению, у самок группы 3 – ухудшение всех исследованных показателей. Хроническое введение буспирона с 25-го по 39-й день жизни крысам вызвало анксиолитический и антидепрессантный эффекты у взрослых животных. Впервые продемонстрирована возможность коррекции показателей психоэмоционального поведения и когнитивных способностей, нарушенных повреждающими воздействиями в новорожденном возрасте, с помощью хронической инъекции буспирона в адолесцентный период развития. Установлено участие 5-HT1A рецепторов в долговременных влияниях стрессорных воздействий в раннем возрасте на исследованные типы поведения.» author=»Михайленко Виктор Анатольевич, Буткевич Ирина Павловна» publisher=»Басаранович Екатерина» pubdate=»2016-12-12″ edition=»euroasia-science_28_28.07.2016″ ebook=»yes» ]