Кинетические особенности выброса и обратного захвата дофамина в дорзальном и вентральном стриатуме крыс

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Актуальность. Кинетика стимулированного выброса дофамина и последующего его обратного захвата в различных отделах стриатума крысы изучена недостаточно.

Цель — восполнить этот недостаток и провести исследование кинетики выброса и обратного захвата дофамина in vivo, позволяющее сравнить отделы дорзального и вентрального стриатума крыс, с учетом электрохимических факторов, нарушающих картину влияния дофамина.

Материалы и методы. В дорзальном стриатуме, сердцевине и оболочке прилежащего ядра крыс разных групп методом быстросканирующей циклической вольтамперометрии регистрировали волну повышения уровня дофамина вследствие электростимуляции дофаминергических ядер среднего мозга. Вольтамперометрические записи подвергали анализу главных компонент и для дальнейшего анализа оставляли только те, на которые влияет дофамин. Определяли значения параметров кривых выброса и обратного захвата дофамина. Проводили факторный и дисперсионный анализ полученных данных.

Результаты. Факторный анализ показал, что множество параметров волны выброса и обратного захвата дофамина может быть сведено к четырем факторам, которые сопоставимы с переменными известной из литературы математической модели на базе уравнения Михаэлиса – Ментен. Два из четырех факторов и соответствующие им параметры кривой выброса и обратного захвата дофамина различаются в пределах дорзального и вентрального стриатума. С фактором 1 связаны параметры HL, T, T80_20, T20_0, наклон T20T0, которые достоверно больше в сердцевине прилежащего ядра; с фактором 3 — параметры T50_2, AUC, FWHH, T100_80, которые достоверно меньше в дорзальном стриатуме.

Выводы. Наилучшим образом кривая выброса и обратного захвата дофамина характеризуется параметрами T50_1, DAc, T100_80 и T20_0. Кинетика стимулированного выброса и обратного захвата дофамина различается в пределах дорзального и вентрального стриатума. В сердцевине прилежащего ядра по сравнению с оболочкой и дорзальным стриатумом замедлена финальная фаза обратного захвата дофамина. В дорзальном стриатуме обратный захват дофамина отличается более крутой начальной фазой.

Об авторах

Валерий Николаевич Мухин

ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины»

Автор, ответственный за переписку.
Email: Valery.Mukhin@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0999-6847
SPIN-код: 3655-9126
ResearcherId: E-6735-2014

канд. мед. наук, старший научный сотрудник Физиологического отдела им. И.П. Павлова

Россия, Санкт-Петербург

Иван Романович Боровец

ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины»

Email: o.1330medach@gmail.com

аспирант, младший научный сотрудник Физиологического отдела им. И.П. Павлова

Россия, Санкт-Петербург

Вадим Викторович Сизов

ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины»

Email: sizoff@list.ru

ведущий инженер Физиологического отдела им. И.П. Павлова

Россия, Санкт-Петербург

Константин Иванович Павлов

ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины»

Email: youngexp@yandex.ru
SPIN-код: 4135-4264

канд. психол. наук, старший научный сотрудник Физиологического отдела им. И.П. Павлова

Россия, Санкт-Петербург

Виктор Матвеевич Клименко

ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины»

Email: klimenko_victor@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9701-4537
SPIN-код: 8709-5642

д-р мед. наук, профессор, заведующий Физиологическим отделом им. И.П. Павлова, заведующий лабораторией нейробиологии интегративных функций мозга

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Yorgason JT, Espana RA, Jones SR. Demon voltammetry and analysis software: analysis of cocaine-induced alterations in dopamine signaling using multiple kinetic measures. J Neurosci Methods. 2011;202(2):158-164. https://doi.org/10.1016/j.jneumeth.2011.03.001.
  2. Jones SR, O’Dell SJ, Marshall JF, Wightman RM. Functional and anatomical evidence for different dopamine dynamics in the core and shell of the nucleus accumbens in slices of rat brain. Synapse. 1996;23(3):224-231. https://doi.org/10.1002/(SICI)1098-2396(199607)23:3<224::AID-SYN12>3.0.CO;2-Z.
  3. Jones SR, Mathews TA, Budygin EA. Effect of moderate ethanol dose on dopamine uptake in rat nucleus accumbens in vivo. Synapse. 2006;60(3):251-255. https://doi.org/10.1002/syn.20294.
  4. Мухин В.Н., Сизов В.В., Павлов К.И., Клименко В.М. β-Амилоид 25-35 подавляет секреторную активность дофаминергических систем мозга крыс // Российский физиологический журнал им И.М. Сеченова. – 2017. – Т. 103. – № 12. – С. 1350–1360. [Mukhin VN, Sizov VV, Pavlov KI, Klimenko VM. Amyloid β 25-35 downregulates phasic secretory activity of the brain dopaminergic systems in rats. Russian journal of physiology. 2017;103(12):1350-1360. (In Russ.)]
  5. González-Mora JL, Salazar P, Martín M, Mas M. Monitoring extracellular molecules in neuroscience by in vivo electrochemistry: methodological considerations and biological applications. In: In Vivo Neuropharmacology and Neurophysiology. Ed. by A. Philippu. New York: Springer New York; 2017. P. 181-206.
  6. Saddoris MP. Terminal dopamine release kinetics in the accumbens core and shell are distinctly altered after withdrawal from cocaine self-administration. eNeuro. 2016;3(5). https://doi.org/10.1523/ENEURO.0274-16.2016.
  7. Wightman RM, Amatorh C, Engstrom RC, et al. Real-time characterization of dopamine overflow and uptake in the rat striatum. Neuroscience. 1988;25(2):513-523. https://doi.org/10.1016/0306-4522(88)90255-2.
  8. Wightman RM, Zimmerman JB. Control of dopamine extracellular concentration in rat striatum by impulse flow and uptake. Brain Res Rev. 1990;15(2):135-144. https://doi.org/10.1016/0165-0173(90)90015-g.
  9. Harun R, Grassi CM, Munoz MJ, et al. Neurobiological model of stimulated dopamine neurotransmission to interpret fast-scan cyclic voltammetry data. Brain Res. 2015;1599:67-84. https://doi.org/10.1016/j.brainres.2014.12.020.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Параметры кинетики стимулированного выброса дофамина в мозге крыс. Сплошная линия — изменение уровня внеклеточного дофамина во времени. DAc — максимальный уровень дофамина, T100 — время достижения максимального уровня; T50_1 и T50_2 — время достижения уровня 50 % максимума на восходящем и нисходящем участке; T80, T20 и T — время достижения уровня 80 и 20 и 0 % максимума на нисходящем участке; T0_T100 — наклон восходящего участка, обусловленный преобладанием выброса дофамина над его обратным захватом; T100_T80, T80_T20 и T20_T0 — наклоны соответствующих сегментов нисходящего участка кривой, обусловленные преобладанием обратного захвата дофамина и его фазами; FWHH (full width at half height) — время между восходящим и нисходящим участками кривой на половине ее высоты; HL (half-life) — половина времени от момента максимума дофамина до исходного уровня; AUC (area under the curve) — площадь под кривой

Скачать (142KB)

© Мухин В.Н., Боровец И.Р., Сизов В.В., Павлов К.И., Клименко В.М., 2020

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

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».