The effect of oxytocin on the level and monoamines turnover in the brain of isolated mice of highand low-aggressive lines

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Objective. In the course of the study, the effect of oxytocin on the behavior and level of monoamines of the brain in aggressive male isolates of the initially low-aggressive C57Bl/6 line with similar indices of highly aggressive white outbred mice was compared.

Methods. In experiments on isolated male mice of the low-aggressive C57Bl/6 line and highly aggressive white outbred mice, the effects of oxytocin on the aggressive behavior and the activity of monoaminergic systems of the left and right cerebral hemispheres was investigated. After prolonged social isolation, the male mice, who attacked in the resident-intruder test, were selected for further research. Oxytocin (5 IU/ml, 20μl) was admitrated intranasally. Control animals was treated with saline. With the HPLC-method, in the cerebral cortex, hippocampus, olfactory tubercle and striatum of the left and right sides of the brain the concentrations of dopamine, norepinephrine, serotonin and their metabolites of dioxyphenylacetic, homovaniline and 5-hydroxyindoleacetic acids were measured.

Results. Among the male isolates of the C57Bl/6 line, the proportion of aggressive individuals was 56.5%, and among white outbred mice 87.5%. The investigated lines also differed in the attack latency time: aggressive C57Bl/6 mice attacked an average on the 113.1±23.5 second, while in white outbred mice the attack followed on the 35.3±14.7 second (p < 0.01). In the aggressive male isolates of the C57Bl/6 line, which received intranasally saline solution, the content of serotonin and 5-hydroxyindoleacetic acid in the hippocampus was significantly higher on the right. In C57Bl/6, oxytocin reduced the manifestation of aggression caused by prolonged social isolation (p < 0.05), but had no absolute ability to stop this type of behavior. Under its influence, the level of dopamine in the left cortex (p = 0.054), as well as serotonin content in the right hippocampus (p < 0.05) and in the left striatum (p < 0.05) decreased. In addition, the use of oxytocin in C57Bl/6 neutralized the asymmetry of serotonin and 5-hydroxyindoleacetic acid levels in the hippocampus. At the same time there was an asymmetry in the content of dopamine in the cerebral cortex with the predominance of this mediator in the right hemisphere (p< 0.05). In male isolates of highly aggressive white outbred mice, the effect of oxytocin on behavior was not found. However, in these animals oxytocin caused certain changes in monoaminergic systems of the brain. Under the action of oxytocin, the inicial right-sided asymmetry of the level of dopamine metabolites in the striatum and left-sided asymmetry in the level of serotonin in the cortex disappeared. Oxytocin caused an increase in the content of 5-hydroxyacetic acid in the right striatum (p < 0.05) and norepinephrine in the left hippocampus (p < 0.05). In addition, white outbred mice under the influence of oxytocin developed asymmetry with the predominance of norepinephrine in the right olfactory tubercle (p < 0.05).

Conclusions. It can be assumed that relatively weak changes in the state of serotonergic and dopaminergic systems against the background of high reactivity of the noradrenergic system are a feature of the reaction of the brain of highly aggressive animals to oxytocin. The data obtained are discussed in terms of the lateralization of neurotransmitter systems responsible for intraspecific aggression caused by prolonged social isolation.

About the authors

Inessa V. Karpova

Institute of Experimental Medicine

Author for correspondence.
Email: inessa.karpova@gmail.com

PhD, Docent, Senior Researcher, Anichkov Dept. of Neuropharmacology

Russian Federation, 12, Academic Pavlov street, Saint-Petersburg, 197376

Evgenii R. Bychkov

Institute of Experimental Medicine; SM Kirov Military Medical Academy

Email: bychkov@mail.ru

Assistant Professor, Dept. of Pharmacology

Russian Federation, 12, Academic Pavlov street, Saint-Petersburg, 197376; 6G, Akademika Lebedeva street, Saint-Petersburg, 194044

Vera V. Marysheva

SM Kirov Military Medical Academy

Email: vmarycheva@rambler.ru

Dr. Chem. Sci., Head of training laboratory, dept. of Pharmacology

Russian Federation, 6G, Akademika Lebedeva street, Saint-Petersburg, 194044

Vladimir V. Mikheyev

SM Kirov Military Medical Academy

Email: vmikheev58@gmail.com

Dr. Biol. Sci., Assistant Professor, dept. of Pharmacology

Russian Federation, 6G, Akademika Lebedeva street, Saint-Petersburg, 194044

Petr D. Shabanov

SM Kirov Military Medical Academy

Email: pdshabanov@mail.ru

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

Russian Federation, 6G, Akademika Lebedeva street, Saint-Petersburg, 194044

References

  1. Карпова И.В., Бычков Е.Р., Марышева В.В., Михеев В.В. Асимметричное влияние окситоцина на метаболизм моноаминов в мозге изолированных самцов белых беспородных мышей // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. – 2015. – Т. 13 (спецвыпуск). – C. 69. [Karpova IV, Bychkov ER, Marysheva VV, Miheev VV. Asimmetrichnoe vliyanie oksitocina na metabolizm monoaminov v mozge izolirovannyh samcov belyh besporodnyh myshej. Obzory po klinicheskoj farmakologii i lekarstvennoj terapii. 2015;13(suppl): 69 (In Russ.)]
  2. Карпова И.В., Михеев В.В., Марышева В.В., и др. Изменения содержания моноаминов в симметричных структурах мозга агрессивных мышей-изолянтов линии C57Bl/6 под влиянием окситоцина // Бюлл. эксперим. биол. и мед. – 2015. – Т. 160. – № 11. – С. 546–550.[Karpova IV, Miheev VV, Marysheva VV, et al. Izmeneniya soderzhaniya monoaminov v simmetrichnyh strukturah mozga agressivnyh myshej-izolyantov linii C57Bl/6 pod vliyaniem oksitocina. Byull Ehksperim Biol I Med. 2015;160(11):546-550 (In Russ.)]
  3. Anacker AMJ, Beery AK. Life in groups: the roles of oxitocin in mammalian sociality. Front Behav Neurocsi. 2013;7:185-207. doi: 10.3389/fnbeh.2013.00185.
  4. Calcagholi F, Kreutzmann JC, de Boer SF, et al. Acute and repeated intranasal oxytocin administration exerts anti-aggressive and pro-affiliative effects in male rats. Psychoneuroendocrinology. 2015;51:112-121. doi: 10.1016/ j.psyneuen.2014.09.019.
  5. Karpova IV, Mikheev VV, Marysheva VV, et al. Oxytocin-Induced Changes in Monoamine Level in Symmetric Brain Structures of Isolated Aggressive C57Bl/6 Mice. Bull Exp Biol Med. 2016Mar;160(5):605-9. doi: 10.1007/s10517-016-3228-2.
  6. Kirsch P, Esslinger C, Chen Q, et al. Oxytocin modulates neural circuitry for social cognition and fear in humans. J Neurosci. 2005;25:11489-11493. doi: 10.1523/ JNEUROSCI.3984-05.2005.
  7. Mottolese R, Redoute J, Costes N, et al. Switching brain serotonin with oxytocin. Proc Natl Acad Sci USA. 2014;111(23):8637-42. doi: 10.1073/pnas.1319810111.
  8. Takahashi A, Shiroishi T, Koide T. Genetic mapping of escalated aggression in wild-derived mouse strain MSM/Ms: assosiation with serotonin-related genes. Frontiers of Neurosci. Neuroendocrine science. 2014;8(Article156):1-12. doi: 10.3389/fnins.2014.00156.
  9. Yoshida M, Takayanagi Y, Inoue K, et al. Evidence that oxytocin exerts anxiolytic effects via oxytocin receptor expressed in serotonergic neurons in mice. J Neurosci. 2009;29:2259-2271. doi: 10.1523/JNEUROSCI.5593- 08.2009.
  10. Young KA, Liu Y, Wang Z. The neurobiology of social attachment: a comparative approach to behavioral, neuroanatomical, and neurochemical studies. Comp Diochem Physiol and Toxicol Pharmacol. 2008;148(4):401-410. doi: 10.1016/j.cbpc.2008.02.004.
  11. Zink CF, Meyer-Lidenberg A. Human neuroimaging of oxytocin and vasopressin in social cognition. Horm Behav. 2012;61(3):400-409. doi: 10.1016/j.yhbeh.2012.01.016.

Copyright (c) 2017 Karpova I.V., Bychkov E.R., Marysheva V.V., Mikheyev V.V., Shabanov P.D.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 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».