The Effect of Various Types of Mother Stress on the Some Components of the Brain Redox System in Male and Female Rats on the 20th Day of the Embryonic Development Period

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The effect of prenatal stress, post-traumatic stress disorder, and their combined effect in rat mothers on the condition of the pituitary-adrenal system and the brain redox balance in 20-day-old embryos was studied. Mother’s prenatal stress result in increase the level’s corticosterone in the blood and decrease the level of reduced glutathione in the brain of male embryos. In female embryos, the level of Fenton-induced products of proteins oxidative modification increased and the reduced glutathione level in the brain decreased. Modeling of post-traumatic stress disorder in mother result in an increase in the corticosterone level in the blood, and a decrease in the level of Fenton-induced products of proteins oxidative modification in the brain of male embryos. In female embryos, the levels of products of spontaneous and Fenton-induced oxidative modifications of proteins in the brain increased. The combined effect of two types of stress in mother result in an increase in levels corticosterone in the blood, a decrease in the spontaneous products level and an increase in Fenton-induced products level of proteins oxidative modifications, and a decrease in the reduced glutathione level in the male embryos brain. In female embryos, all the studied indicators of proteins oxidative modification products in the brain increased. Thus, all three studied types of stress in the mother cause changes in the hypothalamic-pituitary-adrenal system and in the brain redox balance in 20-day-old embryos. These changes are different in male and female embryos, and in most of the studied indicators, the pattern of differences is inverted in relation to the control group. Such changes at embryos can result in negative changes in the neuronal organization in adult offspring of stressed rat mothers.

Full Text

Restricted Access

About the authors

A. V. Vyushina

Pavlov Institute of Physiology of the Russian Academy of Scienes

Email: pritvorovaav@infran.ru
Russian Federation, Saint Petersburg

A. V. Pritvorova

Pavlov Institute of Physiology of the Russian Academy of Scienes

Author for correspondence.
Email: pritvorovaav@infran.ru
Russian Federation, Saint Petersburg

S. G. Pivina

Pavlov Institute of Physiology of the Russian Academy of Scienes

Email: pritvorovaav@infran.ru
Russian Federation, Saint Petersburg

V. K. Akulova

Pavlov Institute of Physiology of the Russian Academy of Scienes

Email: pritvorovaav@infran.ru
Russian Federation, Saint Petersburg

N. E. Ordyan

Pavlov Institute of Physiology of the Russian Academy of Scienes

Email: pritvorovaav@infran.ru
Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Mattern F., Post A., Solger F., O’Leary A., Slattery D.A., Rief A., Haaf Th. // Behav.Brain Res. 2019. V. 359. № 1. Р. 143–148. doi: 10.1016/j.bbr.2018.10.037.
  2. Дыгало Н.Н., Науменко Е.В. // Онтогенез. 1984. Т. 15. № 2. С. 215–218.
  3. Ордян Н.Э., Пивина С.Г. // Рос.Физиол.Журн.им.И.М.Сеченова. 2003. Т. 89. № 1. С. 52–59. doi: 10.1023/b:neab.0000028286.83083.73.
  4. Krontira A.C., Cruceanu C., Binder E.B. // Trends. Neurosci. 2020. V. 43. № 6. P. 394–405. doi: 10.1016/j.tins.2020.03.008.
  5. Дыгало Н.Н. // Журн. высш. нерв. Деят. 1999. Т. 49. Вып. 3. С. 489–494.
  6. Yao S., Lopes-Tello J., Sferruzzi-Perri A.N. // Biology of Reproduction. 2021. V. 104. № 4. Р. 745–770. doi: 10.1093/biolre/ioaa232.
  7. Signorello M.G., Ravera S., Leoncini G. // Int. J.Mol. Sci. 2024. V. 25. № 7. Р. 1–14. https://doi.org/10.3390/ijms25073776
  8. Mikhed Y., Gorlach A., Knaus U.S., Daiber A. // Red. Biol. 2015. V. 5. P. 275–289. doi: 10.1016/j.redox.2015.05.008.
  9. Timme-Laragy A.R., Goldstone J.V., Imhoff B.R., Stegeman J.J., Hahn M.E., Hansen J.M. // Free rad. Biol. Med. 2013. V. 61. P. 1–30. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2013.06.011.
  10. Thompson L.P., Al-Hasan Y. // J. Pregnancy. 2012. V. 2012. P.1–8. doi: 10.1155/2012/582748.
  11. Schieber M., Chandel N.C. // Curr. Biol. V. 24. № 10. P. 453–462. doi: 10.1016/j.cub.2014.03.034.
  12. Лущак В.И. // Биохимия. 2007. Т. 72. № 8. С. 995–1016.
  13. Cao-Lei L., Rooij S.R., King S., Matthews S.G., Metz G.A.S., Roseboom T.J., Szyf M. // Neurosci. Biobehav. 2020. V. 117. P. 198–210. doi: 10.1016/j.neubiorev.2017.05.016.
  14. Кулинский В.И., Колесниченко Л.С. // Биомедицинская химия. 2010. Т. 56. № 6. С. 675–662. doi: 10.18097/PBMC20105606657.
  15. Hansen J.M., Harris C. // Biochim. Biophys. Acta. 2015. V. 1850. № 8. P. 1527–42. doi: 10.1016/j.bbagen.2014.12.001.
  16. Huerta-Cervantes M., Peña-Montes D.J., López-Vázquez M.A., Montoya-Pérez R., Cortés-Rojo C., Olvera-Cortés M.E., Saavedra-Molina A. Nutrients. 2021. V. 13. № 5. P. 1–15. doi: 10.3390/nu13051575.
  17. Karanikas E., Daskalakis N.P., Agorastos A. // Brain Sci. 2021. V. 11. № 6. Р. 1–28. doi: 10.3390/brainsci11060723.
  18. Zhang X.G., Zhang H., Liang X.L., Liu Q., Wang H.Y., Cao B., Cao J., Liu S., Long Y.J., Xie W.Y., Peng D.Z. // Genet. Mol. Res. 2016. V. 15. № 3. P. 1–17. doi: 10.4238/gmr.15039009.
  19. Chagas L.A., Batista T.H., Ribeiro A.C.A.F., Ferrari M.S., Vieira J.S., Rojas V.C.T., Kalil-Cutti B., Elias L.L.K., Giusti-Paiva A., Vilela F.C. // Behav. Brain Res. 2021. V. 399. P. 1–9. doi: 10.1016/j.bbr.2020.113026.
  20. Кострова Т.А. Биохимические и поведенческие показатели в отдаленный период после острых отравлений нейротоксикантами и их фармакологическая коррекция. Дисс… канд. мед. Наук. СПб: Институт токсикологии ФМБА, 2019. 188 с.
  21. Ордян Н.Э., Смоленский И.В., Пивина С.Г., Акулова В.К. // Журн. высш. нервн. деят. 2013. Т. 63. № 2. С. 280–289. doi: 10.7868/S0044467713020068.
  22. Арутюнян А.В., Дубинина Е.Е., Зыбина Н.Н. Методы оценки свободнорадикального окисления и антиоксидантной системы организма. СПб: ИКФ “Фолиант”. 2000. 104 с.
  23. Кузьменко Д.И., Лаптев Б.И. // Вопр. мед. химии. 1999. Т. 45. № 1. С. 47–54. PMID: 10205828.
  24. Назаров И.Н., Казицина Л.А., Зарецкая И.И. // Журн. общ. химии. 1956. Т. 27. № 3. С. 606–623.
  25. Lovlin V.N., Vinichenko E.L., Sevostianov I.A. // The Journal of scientific articles “Health and Education Millennium”. 2017. V. 19. № 7. Р.113–115.
  26. Yehuda R., Bierer L.M. // Prog. Brain Res. 2008. V. 167. P. 121–135. doi: 10.1016/S0079-6123(07)67009-5.
  27. Ордян Н.Э., Пивина С.Г., Миронова В.И., Ракицкая В.В., Акулова В.К. // Росс. Физиол. Журн. им. И.М. Сеченова. 2014. Т. 100. № 12. С. 1409–1420.
  28. Louvart H., Maccari S., Vaiva G., Darnaudery M. // Psychoneuroendocrinology. 2009. V. 34. P. 786–790. doi: 10.1016/j.psyneuen.2008.12.002.
  29. Sze Y., Brunton P.J. // Eur. J. Neuroscience. 2019. V. 52. P. 2487–2515. doi: 10.1111/ejn.14615.
  30. Soares-Cunha C., Coimbra B., Borges S., Domingues A.V., Silva D., Sousa N., Rodrigues A.J. // Front. Behav. Neurosci. 2018. V. 12. P. 1–15. doi: 10.3389/fnbeh.2018.00129.
  31. Отеллин В.А., Хожай Л.И., Ордян Н.Э. // Пренатальные стрессорные воздействия и развивающийся головной мозг. СПб.: “Десятка”, 2007. 240 с.
  32. Вьюшина А.В., Притворова А.В., Флеров М.А. // Нейрохимия. 2012. Т. 29. № 3. С. 240–246.
  33. Reed E.C., Case A.J. // Front. Physiol. 2023. P. 1–13. doi: 10.3389/fphys.2023.1130861.
  34. Mora S., Dussaubat N., Diaz-Veliz G. // Psychoneuroendocrinology. 1996. V. 21. № 7. P. 609–620. doi: 10.1016/s0306-4530(96)00015-7.
  35. Aiken C.E., Tarry-Adkins J.L., Spiroski A., Nuzzo A.M., Ashmore T.J., Rolfo A., Sutherland M.J., Camm E.J., Giussani D.A., Ozanne S.E. // The FASEB Journ. 2019. V. 33. № 6. Р. 7758–7766. doi: 10.1096/fj.201802772R.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Schematic diagram of the experiment

Download (213KB)
3. Fig. 2. Serum corticosterone levels in embryos (males - shaded bars, females - light bars) and their mothers (grey bars) in control and experimental groups. a - embryos; b - mothers, * - statistically significant differences from control, p < 0. 05; # - statistically significant intersex differences, p < 0.05; ■ - statistically significant differences from male embryos, p < 0.05; - - statistically significant differences from female embryos, p < 0.05. Data are presented as mean + standard deviation

Download (100KB)
4. Fig. 3. SOMP levels of primary products in the brain in embryos (males - shaded bars, females - light-coloured bars) in control and experimental groups. - statistically significant differences from control in female embryos; p < 0.05; # - statistically significant intersex differences, p < 0.05; data are presented as mean + standard deviation

Download (75KB)
5. Fig. 4. FOMP level of primary products in the brain of embryos (males - shaded bars, females - light-coloured bars) in control and experimental groups. * - statistically significant differences from control in male embryos p < 0.05; - - statistically significant differences from control in female embryos; p < 0.05; # - statistically significant intersex differences, p < 0.05; data are presented as mean + standard deviation

Download (52KB)
6. Fig. 5. SOMP level of secondary products in the brain of embryos (males - shaded bars, females - light-coloured bars) in control and experimental groups. * - statistically significant differences from control in male embryos p < 0.05; - - statistically significant differences from control in female embryos; p < 0.05; # - statistically significant intersex differences, p < 0.05; data are presented as mean + standard deviation

Download (67KB)
7. Fig. 6. FOMP level of secondary products in the brain of embryos (males - shaded bars, females - light-coloured bars) in control and experimental groups. * - statistically significant differences from control in male embryos p < 0.05; - - statistically significant differences from control in female embryos; p < 0.05; # - statistically significant intersex differences, p < 0.05; data are presented as mean + standard deviation

Download (59KB)
8. Fig. 7. Content of reduced glutathione in the brain of embryos (males - shaded bars, females - light-coloured bars) in control and experimental groups. * - statistically significant differences from control in male embryos p < 0.05; - - statistically significant differences from control in female embryos; p < 0.05; # - statistically significant intersex differences, p < 0.05; data are presented as mean + standard deviation

Download (64KB)

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».