Поведение крыс линии WAG/Rij

 

 

Рис. 2. Два типа разрядов и сцепленный разряд у крыс WAG/Rij.

 Разряды – слева (а) и их вейвлет-преобразования , справа (б): 1)типичный пик-волновой разряд у крыс WAG/Rij и его модифицированное вейвлет- преобразование. Калибровка ЭЭГ 500мкВ, 2 сек. 2) разряд 2-го типа у крысы WAG/Rij и его модифицированное вейвлет- преобразование. Калибровка ЭЭГ 500мкВ, 1 сек. 3) случай “сцепления”разрядов 1-го и 2-го типа у крыс WAG/Rij. Калибровка ЭЭГ 500мкВ, 2 сек. (оси: абсцисса – время в сек, ордината – частота в Гц, ).

 

Рисунок 2.1 показывает типичный разряд пик-волна 1-го типа (а) и его

модификацированное вейвлет-преобразование (б), демонстрирующее все особенности частотно-временной структуры разрядов. Разряд начинается в лобной области коры головного мозга. Максимальная частота (12-15 Гц) достигается в течение короткого начального периода. Затем частота уменьшается быстро до 7-8 Гц, с периодическими колебаними частоты в диапазоне от десятых долей Гц с периодом не более 1 сек и медленным уменьшением частоты разряда. Разряд в окципитальной коре начинается чуть

позже, и начальная  часть с более высокой частотой отсутствует. Частотно-временная структура разрядов 2-го типа проще. Рисунок 2.2 показывает, что в затылочной области разряд 2-го типа имеет длительность около двух секунд. Его частота составляет около 6-6,5 Гц. Рисунок 2.3 представляет случай сцепления двух типов разрядов. Вначале идет разряд 2-го типа и после него с более высокой амплитудой возникает разряд 1-го типа с той же динамикой, как в сцепленных разрядах двух типов у пациентов.

 

Хотя случаи сосуществования двух типов неконвульсивных эпилептических разрядов у пациентов встречаются достаточно редко,они заслуживают внимания и изучения.

Характерной особенностью этого штамма крыс является спонтанное возникновение  и сосуществование двух типов разрядов пик-волна в ЭЭГ ,они (1-й тип и 2-ой тип).При помощи модифицированного вейвлет-преобразование было показано, что частотно-временная структура 1-го (генерализованные) и 2-го (окципитальные) типов разрядов у крыс и у

пациентов довольно похожи. Затылочные разряды низкой частоты обнаружены у животных и у пациентов. Были описаны также случаи “сцепленных” разрядов 1-го и 2-го типа у пациентов и у крыс. Эти сложные пароксизмы всегда начинались с затылочного разряда. Частотно-временная структура “сцепленного” разряда была одинаковой у крыс WAG / Rij и у пациентов.

Затылочная локализации - главная особенность этих неконвульсивных разрядов.Важно, что возможность сосуществования двух типов неконвульсивных разрядов у крыс WAG / Rij достаточно высока. Это дает основание считать эту субпопуляцию животных хорошей моделью для изучения осложнений при фармакотерапии этой патологии головного мозга.

 

1.2.Поведение крыс со  смешанным(конвульсильвным) типом  эпилепсии.

 

Как указано ранее, у 30% взрослых крыс линии WAG/Rij аудиогенная стимуляция вызывает конвульсивные судороги. Так как крысы линии WAG/Rij выявляют устойчивую спонтанную пик-волновую активность, то аудиогенная субпопуляция этих крыс - хорошая модель для исследования смешанной формы эпилепсии, которая является тяжелой клинической проблемой для лекарственной терапии .

Впервые у крыс линии WAG/Rij, полученных из Института ВНД РАН от проф. Г.Д.Кузнецовой, с помощью метода ПЦР был изучен полиморфизм рестрикционного локуса TAG1A гена рецептора дофамина второго типа (D₂₎ и варьирующих тандемных повторов гена переносчика дофамина (DAT1). Результаты анализа показали, что большинство животных являются гетерозиготами по изученным локусам. Так в локусе TAG1A выявлено два аллеля (А₁ и А₂), при этом генотип А₁А₂ был у 75% животных, А₂А₂ - 21% и А₁А₁ у 4%. Селекция крыс (А₁А₁ и А₂А₂) осуществлена на кафедре физиологии человека и зоологии Башкирского государственного университета после исследования генотипа этого локуса. Анализ ЭЭГ крыс линии WAG/Rij, различающихся по аллельной структуре указанного локуса DRD2 (А₁А₁, А₁А₂ и А₂А₂) показал, что существуют достоверные различия, которые выражаются в неодинаковом распределении спектральных составляющих ЭЭГ. Средняя продолжительность пик-волновых разрядов на ЭЭГ у крыс субпопулляции А₂А₂ достоверно ниже, чем у крыс других исследованных групп.

Анализ на аудиогенную  чувствительность двух субпопуляций крыс линии WAG/Rij (A₁A₁ и A₂A₂) показал, что 50% гомозиготных по А₂ крыс этой линии реагируют на предъявление звукового раздражителя формированием большого судорожного припадка.

На  кафедре физиологии человека и зоологии Башкирского государственного университета проведено много работ по исследованию  поведения двух субпопуляций гомозиготных (А1А1 и А2А2) по локусу TAG 1A гена рецептора второго типа крыс линии WAG/Rij в различных тестах, и по выявлению достоверных различий в поведении этих двух субпопуляций.

Эти различия выявлены (крысы с генотипом А1А1 и А2А2 тестировались 10 дней в «Открытом поле»).

Результаты показали, что у крыс А1А1 в первые пять дней определяется постепенное увеличение общей двигательной активности и исследовательской деятельности, которая становится максимальной на пятый день эксперимента .Динамика у крыс А2А2 абсолютно иная: нет изменений ни со стороны двигательной активности, ни со стороны исследовательской деятельности . Крысы во время всех посещений «Открытого поля» мало передвигаются, часто застывая на месте, совершают единичные стойки.

В течение первых четырех дней тестирования крыс в «Открытом поле» происходит снижение двигательной активности. Начиная с пятого дня, отмечается повышение амбуляций ,что рассматривается как показатель снижения психоэмоционального напряжения при повторных посещениях животным установки. Исследованния двух групп крыс показали явные отклонения в поведении.

У крыс А1А1, предположительно, проявляется их гиперактивность, в основе чего лежит преобладание процессов возбуждения над процессами торможения, то есть имеет место тот тип нервной системы, который И.П. Павлов обозначил как безудержный.

Нервная система крыс А2А2,которым свойственен пассивный тип поведения, характеризующийся гиподинамичностью,вероятно, должна рассматриваться как слабый тип. Обращает на себя внимание и динамика реакции груминга. Если у крыс А1А1 его продолжительность к пятому сеансу значимо уменьшается,сохраняясь в дальнейшем на том же уровне, у крыс А2А2 время проведения груминга не изменяется к пятому сеансу, а к десятому дню тестирования увеличивается. Это позволяет говорить, что в процессе неоднократных посещений «Открытого поля» крысами А2А2 их тревожность возрастает (3,с.33).

Большую роль в понимании  механизмов приспособительного поведения крыс с генотипами A1А1 и А2А2 сыграл и анализ ежедневной динамики их поведенческих реакций в условиях новизны обстановки . На основании серии этих экспериментов можно говорить о гиперактивности крыс с генотипом A1A1, паттерн поведения которых имеет характеристики стереотипного поведения, обусловленного активацией дофаминергичекой системы . Для крыс с генотипом А2А2 характерна пассивная стратегия поведения, обусловленная высокой базовой тревожностью. Кроме того, у крыс с генотипом А2А2 выявлено увеличение (р<0,05) площади миндалевидного комплекса и базолатеральной группировки его структур (17,с.10-13) , имеющей ведущее значение в формировании страха и депрессий, а результаты определения содержания и метаболизма дофамина методом высокоэффективной хроматографии показали снижение его содержания по сравнению с крысами с генотипом A1A1 (р<0,01) и замедление его метаболизма (18,с.10).

Полученные данные согласуются  с имеющимися в литературе сведениями о роли аллеля А и генотипа А1А1, по локусу Taq 1А DRD2 в формировании синдрома гиперактивности и дефицита внимания, импульсивности в проявлениях темперамента, который определяется по Клосинжеру как «поиск новизны» и связан с дофаминергической системой , экстраверсии и предрасположенностью к психическим заболеваниям, таким как шизофрения.

Для пациентов, y которых выявлен генотип А2А2 по локусу Taq 1А DRD2, наоборот, характерно наличие депрессивноподобных состояний и тревожности ,снижение когнитивных способностей и эмоциональный дефицит .

 

В экспериментах по аудиогенной  стимуляции крыс линии WAG/Rij с генотипом А2А2 сравнивали с крысами Wistar.  В ходе эксперимента была выявлена достоверно меньшая исследовательская активность и более выраженная тревожность у аудиогенных крыс(А2А2) (13,с.14-18).

Также  у крыс инбредной линии WAG/Rij обнаружены депрессивноподобные особенности поведения: пониженный уровень двигательной и исследовательской активности, повышенная депрессивность, агедония .

Крысы линии WAG/Rij чувствительны  только к хроническому действию антидепрессанта, в чем проявляется их сходство с депрессивными больными. Возможность коррекции выявленных особенностей поведения у крыс линии WAG/Rij при помощи антидепрессанта( имипрамина) подтверждает предположение о депрессивноподобном характере этих особенностей и также свидетельствует об их фармакологическом сходстве с клиническими формами депрессивных расстройств и служит важным аргументом в пользу предположения о том, что они являются депрессивноподобными по своей природе и дофамин-зависимыми по своему происхождению. Клинические данные свидетельствуют о том, что эпилепсии часто сопутствуют аффективные нарушения (в 47,8% случаев встречаются заторможенные формы депрессии). Однако до настоящего времени экспериментальные модели такой «двойной» патологии мозга не были описаны. Крысы линии WAG/Rij, видимо, являются единственной экспериментальной (генетической) моделью депрессии, ассоциированной с absence-эпилепсией.

 

Повышенный уровень  тревожности обнаружен  у предрасположенных  к аудиогенным припадкам крыс  из линии WAG/Ri(у крыс со смешанной эпилепсией),  а повышенный уровень депрессивности -  у крыс линии WAG/Rij, независимо от их предрасположенности к аудиогенным припадкам. Результаты свидетельствуют о том, что повышенная депрессивность у крыс линии WAG/Rij связана с absence-эпилепсией, а повышенная тревожность - с предрасположенностью к аудиогенным (конвульсивным) припадкам.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 3.

Структурные основы эпилепсии крыс линии  WAG/Rij.

Известно, что миндалевидный  комплекс  мозга (МК) играет ведущую роль в формировании эмоций и адаптивного поведения, осуществляя афферентный синтез – важный этап обработки поступающей в организм информации – определяющий стратегию поведения,имеет ведущее значение в формировании страха и депрессии.

Миндалевидный комплекс (МК) вовлечён в центральные механизмы регуляции широкого круга физиологических процессов, начиная от деятельности отдельных органов до целостных поведенческих актов, определяющих адаптацию организмов, их пищевое и половое поведение  . Его место в лимбической системе определяется ключевой ролью в анализе полисенсорной информации, поступающей из внешней и внутренней среды организма с последующим переключением её на висцеральные центры ствола головного мозга и его высшие отделы - зрительный бугор, неокортекс. Структурная организация и функционирование медиаторных систем МК предопределены генотипом организма, так как «путь от гена к психологическому признаку лежит через морфо-функциональный уровень»

(27,с.98).

Также известно, что дофаминергическая система вовлечена в патогенетические механизмы абсансной эпилепсии у крыс линии WAG/Rij .

 Предполагается, что  ведущую роль при этом играет  изменение функционирования DRD2 .Показано, что у крыс линии WAG/Rij повышена плотность DRD2 в энторинальной коре, обонятельной луковице, гипоталамусе и вентральной тегментальной области по сравнению с крысами линии Wistar и снижены показатели метаболизма катехоламинов . Но, эти данные характеризуют исходную популяцию крыс линии WAG/Rij, в которой согласно данным проведенного генотипирования локуса Taq1A гена рецептора дофамина DRD2 и варьирующих тандемных повторов гена переносчика дофамина , большинство животных являются гетерозиготами по двум указанным локусам. У гомозиготных крыс линии WAG/Rij с генотипами A1A1 и А2А2 эти характеристики должны носит иной характер.

Регистрация ЭЭГ, выполненная  с помощью хронических электродов, погруженных в основные эпилептогенные зоны абсансной эпилепсии трех субпопуляций крыс линии WAG/Rij с генотипами А1А1, А1А2 и А2А2 (соматосенсорную кору и ретикулярное ядро таламуса) позволила изучить характеристики пик-волновых разрядов и показать их ассоциацию с выявленным генотипом. У крыс с генотипом A1A1 отмечена наибольшая продолжительность пик-волновых разрядов, у крыс с генотипом А2А2 продолжительность пик-волновых разрядов была достоверно меньше р<0,05), а у гетерозигот были выявлены промежуточные по величине показатели .Эти данные показали, что выявленный полиморфизм локуса Taq 1А DRD2 является функциональным, что согласуется с результатами работ, выполненными по этому локусу у человека.

Согласно новой теории, которая получила название "hot spot theory", абсансная эпилепсия является кортикоталамическим типом эпилепсии, согласно которой кортикальный фокус в периоральной области первичной соматосенсорной коры является ведущим в распространении пик-волновой активности. Основные положения указанной теории разработаны с использованием электрофизиологических методов на крысах линии WAG/Rij. Несмотря на убедительные электрофизиологические аргументы этой теории, структурные основы формирования пик-волновой активности в основном кортикальном фокусе практически не исследованы.

Дофамин является одним  из ключевых медиаторов центральной  и периферической нервной системы . Детальные исследования последних десятилетий существенно расширили представления о структуре и многочисленных функциях дофаминергической системы мозга. Сейчас не подлежит сомнению утверждение о важной роли дофаминергической передачи в контроле локомоторной активности, мотивационных, когнитивных процессов, гормональной секреции. Рецептор дофамина второго типа - DRD2 широко представлен в ЦНС и является гликопротеидом. Известно, что влияние дофамина на глутаматергические пирамидные нейроны осуществляется прямо через дофаминовые рецепторы или опосредовано интернейронами . Пирамидные нейроны неокортекса снабжены дофаминовыми рецепторами, при этом найдено, что Д1 и Д2 локализуются преимущественно на телах, в то время как Д5 внутри апикальных дендритов .