Effect of orexin and its antagonist on the organization of emotional and exploratory behavior of rats in a model of psychic trauma

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

BACKGROUND: A number of recent studies have revealed the role of orexins in regulating emotional behavior and emotional memory. The rationale for this role of orexin regulation is the close bi-directional interaction of orexin neurons with emotional structures of the brain, such as the bed nucleus of the stria terminalis, locus ceruleus, central and dorsomedial amygdala, hippocampus, medial prefrontal cortex. There is experimental and clinical evidence that an endogenous or induced deficiency of orexin effects accelerates the elimination of traumatic memory.

AIM: To study the effect of the OX1R Orexin Receptor Antagonist SB408124 and orexin on the emotional and exploratory behavior of animals after predator-induced stress.

MATERIALS AND METHODS: The experiments were made with 36 male Wistar rats, divided into 4 groups of 8 animals. Animals of 3 groups were exposed to single simulation of post-traumatic stress disorder by exposition with the indian python and subsequent death of one rat as a result of predator activity. The rats of 2 experimental groups received SB408124 OX1R antagonist in a dose of 20 µl of 0.1% solution and Orexin A in the same dose intranasally. The other animals received physiological solution in a dose of 20 µl intranasally. Behavior tests was made 7 days after the modeling of psychotrauma. A panel of behavioral tests was used: an elevated X-maze, an “open field” test, and an “resident–intruder” test. The obtained data were statistically processed using the Student t-test and ANOVA dispersion analysis. The differences were considered statistically significant at p < 0.01.

RESULTS: Orexin antagonist SB408124 showed anxiolytic effects. SB408124 showed anxiolytic properties in stressed rats. It restored the time spent in the light arm of the elevated X-maze to the intact level. In the open field test SB408124 increased (p < 0.01) the orientation behavior and reduced the frequency of freezing in stressed animals. Orexin A suppressed (p < 0,01) locomotor activity of animals in the open field. In the “resident–intruder” test in stressed animals SB408124 restored suppressed communication activity (p < 0,01). Orexin A reduced communicative behavior and increased aggression of animals.

CONCLUSIONS: The work shows a moderate anxiolytic action of SB408124 in the post-traumatic stress model in rats.

Keywords

About the authors

Ilia Y. Tissen

Institute of Experimental Medicine

Author for correspondence.
Email: iljatis@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8710-9580
SPIN-code: 9971-3496

Cand. Sci. (Biol.), Senior Researcher

Russian Federation, Saint Petersburg

Andrei A. Lebedev

Institute of Experimental Medicine

Email: aalebedev-iem@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0003-0297-0425

Dr. Sci. (Biol., Pharmacology), Head of the Laboratory

Russian Federation, Saint Petersburg

Platon P. Khokhlov

Institute of Experimental Medicine

Email: platonkh@list.ru
ORCID iD: 0000-0001-6553-9267
SPIN-code: 8673-7417

Cand. Sci. (Biol., Biochemistry), Senior Researcher

Russian Federation, Saint Petersburg

Eugeny R. Bychkov

Institute of Experimental Medicine

Email: bychkov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8911-6805
SPIN-code: 9408-0799

Cand. Sci. (Med., Pathophysiology), Head of the Lab

Russian Federation, Saint Petersburg

Sergei G. Tsikunov

Institute of Experimental Medicine

Email: cikunov@mail.ru

Dr. Sci. (Physiology), Professor, Head of the Laboratory

Russian Federation, Saint Petersburg

Petr D. Shabanov

Institute of Experimental Medicine

Email: pdshabanov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1464-1127
SPIN-code: 8974-7477

Dr. Med. Sci. (Pharmacology), Professor and Head of the Department

Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Tissen IYu, Lebedev AA, Bychkov ER, et al. Orexins and the brain reinforcing systems. Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy. 2019;17(4):5–18. (In Russ.) doi: 10.17816/RCF1745-18
  2. Tsikunov SG, Makarova TM, Kusov AG, et al. Vliyaniye “chistoy” psikhogennoy travmy na strukturu emotsional’nogo povedeniya krys. Proceedings of the Scientific Conference “Aktual’nyye problemy fundamental’nykh issledovaniy v oblasti biologii i meditsiny” (Saint Petersburg, 2000 Dec 18–20). Saint Petersburg: Nauka; 2000. P. 184–185. (In Russ.)
  3. Akanmu MA, Honda K. Selective stimulation of orexin receptor type 2 promotes wakefulness in freely behaving rats. Brain Res. 2005;1048(1–2):138–145. doi: 10.1016/j.brainres.2005.04.064
  4. Aston-Jones G, Smith RJ, Sartor H, et al. Lateral hypothalamic orexin/hypocretin neurons: A role in reward-seeking and addiction. Brain Res. 2010;1314:74–90. doi: 10.1016/j.brainres.2009.09.106
  5. Arendt DH, Hassell J, Li H, et al. Anxiolytic function of the orexin 2/hypocretin A receptor in the basolateral amygdala. Psychoneuroendocrinology. 2014;40:17–26. doi: 10.1016/j.psyneuen.2013.10.010
  6. De Lecea L. Hypocretins and the neurobiology of sleep-wake mechanisms. Prog Brain Res. 2012;198:15–24. doi: 10.1016/B978-0-444-59489-1.00003-3
  7. Gotter AL, Roecker AJ, Hargreaves R, et al. Orexin receptors as therapeutic drug targets. Prog Brain Res. 2012;198:163–188. doi: 10.1016/B978-0-444-59489-1.00010-0
  8. Harris GC, Aston-Jones G. Arousal and reward: a dichotomy in orexin function. Trends Neurosci. 2006;29(10):571–577. doi: 10.1016/j.tins.2006.08.002
  9. Herry C, Ciocchi S, Senn V, et al. Switching on and off fear by distinct neuronal circuits. Nature. 2008;454(7204):600–606. doi: 10.1038/nature07166
  10. Johnson PL, Molosh A, Fitz SD, et al. Orexin, stress, and anxiety/panic states. Prog Brain Res. 2012;198:133–161. doi: 10.1016/B978-0-444-59489-1.00009-4
  11. Mieda M, Sakurai T. Overview of orexin/hypocretin system. Prog Brain Res. 2012;198:5–14. doi: 10.1016/B978-0-444-59489-1.00002-1
  12. Mikrouli E, Wörtwein G, Soylu R, et al. Increased numbers of orexin/hypocretin neurons in a genetic rat depression model. Neuropeptides. 2011;45(6):401–406. doi: 10.1016/j.npep.2011.07.010
  13. Myers KM, Davis M. Mechanisms of fear extinction. Mol Psychiatry. 2007;12(2):120–150. doi: 10.1038/sj.mp.4001939
  14. Ponz A, Khatami R, Poryazova R, et al. Reduced amygdala activity during aversive conditioning in human narcolepsy. Ann Neurol. 2010;67(3):394–398. doi: 10.1002/ana.21881
  15. Sears RM, Fink AE, Wigestrand MB, et al. Orexin/hypocretin system modulates amygdala-dependent threat learning through the locus coeruleus. Proc Natl Acad Sci USA. 2013;110(50):20260–20265. doi: 10.1073/pnas.1320325110
  16. Staples LG, Cornish JL. The orexin-1 receptor antagonist SB-334867 attenuates anxiety in rats exposed to cat odor but not the elevated plus maze: An investigation of Trial 1 and Trial 2 effects. Horm Behav. 2014;65(3):294–300. doi: 10.1016/j.yhbeh.2013.12.014
  17. Tissen I, Kurbanov R, Khohlov P, et al. OX1R antagonist SB408124 action and exyrahypothalamic CRF in rats after psychotraumatic exposure. Georgian Med News. 2019;(290):127–131.

Copyright (c) 2022 Tissen I.Y., Lebedev A.A., Khokhlov P.P., Bychkov E.R., Tsikunov S.G., Shabanov P.D.

Creative Commons License
This work is licensed under a 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».