Reactive changes of gastric mucosa and reduction of desacyl grelin in rat brain due to psychoemotional stress

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

BACKGROUND: The work is devoted to the analysis of the elements the reactivity of grelin system in the model of psychogenic stress. In recent years, it has been shown that the ghrelin brain system is not limited only to the regulation of energy balance and eating behavior. Along with other peptide regulatory systems, it plays an important role in the mechanisms of stress, reward and addiction. Therefore, the elements of this system should be considered primarily as molecular targets of pharmacological action in order to correct the states of addiction and post-stress disorders.

MATERIALS AND METHODS: To produce psychoemotional stress, we used an acute single traumatic situation in male Wistar rats. The animals were placed in the tiger python, one animal died as a result of its nutritional needs, the rest of the rats experienced the death of a partner. One week after exposure to python, the animals were decapitated, and the brain structures were isolated. Aliquots of the brain structures suspensions were examined for the content of desacyl ghrelin (DAG) using a highly sensitive enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). In another group, rats were decapitated on the 4th day after exposure to python, stomachs were removed, which were fixed in 10% formalin solution. In horizontal paraffin sections of the gastric mucosa, after staining with hematoxylin and eosin, the heights of superficial and dimple mucous cells, the height of the dimple stroma, the area of superficial, dimple mucocytes and stroma of the dimples, and the number of dead mucocytes were calculated. To clarify the differentiation of epithelial cells, they were stained with alcian blue

RESULTS: DAG was detected in all studied brain structures: amygdala, hippocampus, and hypothalamus. The highest concentration of DAG was noted in the hypothalamus (p < 0.05), which may serve as an indirect confirmation of the data on the presence of ghrelin-containing neurons in the nuclei of the hypothalamus. After exposure to stress, a sharp decrease in the level of DAG was observed in all studied brain structures (8–12 times, p < 0.01): amygdala, hippocampus, and hypothalamus. It has been established that the experience of the stress of the death of a partner is expressed by erosive inflammation of the gastric mucosa, the death of many mucous cells, and an increase in mucus production in viable epithelial cells.

CONCLUSION: Psychoemotional stress completely suppresses the content of desacyl ghrelin of the brain in rats, which may be based on both a disturbance of the central mechanisms of limbic regulation and a violation of peripheral mechanisms, in particular, reactive changes in the gastric mucosa.

About the authors

Vladislava A. Raptanova

Institute of Experimental Medicine; St. Petersburg Medicо-Social Institute

Author for correspondence.
Email: vladislavaraptanova@yandex.ru

postgraduate student

Russian Federation, 12, Acad. Pavlov str., Saint Petersburg, 197376; Saint Petersburg

Andrei V. Droblenkov

Institute of Experimental Medicine; St. Petersburg Medicо-Social Institute

Email: droblenkov_a@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5155-1484
SPIN-code: 8929-8601

PhD, Dr. Sci. (Med.)

Russian Federation, 12, Acad. Pavlov str., Saint Petersburg, 197376; Saint Petersburg

Andrei A. Lebedev

Institute of Experimental Medicine

Email: aalebedev-iem@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0003-0297-0425
SPIN-code: 4998-5204

PhD, Dr. Sci. (Biol.), Professor

Russian Federation, 12, Acad. Pavlov str., Saint Petersburg, 197376

Pavel S. Bobkov

Institute of Experimental Medicine; St. Petersburg Medicо-Social Institute

Email: bobkov_pl@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4858-6170
SPIN-code: 2382-8246

PhD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, 12, Acad. Pavlov str., Saint Petersburg, 197376; Saint Petersburg

Platon P. Khokhlov

Institute of Experimental Medicine

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

PhD, Cand. Sci. (Biochemistry)

Russian Federation, 12, Acad. Pavlov str., Saint Petersburg, 197376

Ilia Y. Thyssen

Institute of Experimental Medicine

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

PhD, Cand. Sci. (Biol.)

Russian Federation, 12, Acad. Pavlov str., Saint Petersburg, 197376

Anatoliy D. Lisovskiy

Institute of Experimental Medicine

Email: lisovskiy.t@mail.ru

postgraduate

Russian Federation, 12, Acad. Pavlov str., Saint Petersburg, 197376

Eugeny R. Bychkov

Institute of Experimental Medicine

Email: bychkov@mail.ru

PhD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, 12, Acad. Pavlov str., Saint Petersburg, 197376

Petr D. Shabanov

Institute of Experimental Medicine

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

MD, PhD, Dr. Sci. (Med.), Professor

Russian Federation, 12, Acad. Pavlov str., Saint Petersburg, 197376

References

  1. Tsikunov SG, Pshenichnaya AG, Klyueva NN, et al. Vital stress causes long-lasting behavioral disorders and lipid metabolism deviations in female rats. Reviews on clinical pharmacology and drug therapy. 2016;14(4):32–41. (In Russ.) doi: 10.17816/RCF14432-41
  2. Shabanov PD, Lebedev AA, Morozov VI. The role of ghrelin in control of emotional, explorative and motor behavior in experimental posttraumatic stress disorder. Medicо-Biological and Socio-Psychological Problems of Safety in Emergency Situations. 2018;(1):65–74. (In Russ.) doi: 10.25016/2541-7487-2018-0-1-65-74
  3. Shabanov PD, Vinogradov PM, Lebedev AA, Morozov VI. Ghrelin system of the brain participates in control of emotional, explorative behavior and motor activity in rats rearing in conditions of social isolation stress. Psikhicheskoe zdorov’e. 2017;15(5):3–11. (In Russ.) doi: 10.17816/RCF15438-45
  4. Khokhlov PP, Tsikunov SG, Tissen IYu, et al. Effects of ghrelin agonist and antagonist on endogenous desacyl-ghrelin content in the brain limbical structures under psychoemotional stress in rats. Reviews on clinical pharmacology and drug therapy. 2017;15(3): 22–27. (In Russ.) doi: 10.17816/RCF15322-27
  5. Kojima M, Hosoda H, Date Y, et al. Ghrelin is a growth-hormone-releasing acylated peptide from stomach. Nature. 1999;402(6762):656–660. doi: 10.1038/45230
  6. Chanoine JP, Wong ACK. Ghrelin Gene Expression is Markedly Higher in Fetal Pancreas Compared with Fetal Stomach: Effect of Maternal Fasting. Endocrinology. 2004;14(5):3813–3820. doi: 10.1210/en.2004-0053
  7. Korbonits M, Blaine D, Elia M, Powell-Tuck J. Re feeding David Blaine — studies after a 44-day fast. N Engl J Med. 2005;353(21):2306–2307. doi: 10.1056/NEJM200511243532124
  8. Ueberberg B, Unger N, Saeger W, et al. Expression of ghrelin and its receptor in human tissues. Horm Metab Res. 2009;41(11): 814–821. doi: 10.1055/s-0029–1233462
  9. Granata R, Isgaard J, Alloatti G, Ghigo E. Cardiovascular actions of the ghrelin gene-derived peptides and growth hormone-releasing hormone. Exp Biol Med (Maywood). 2011;236(5):505–514. doi: 10.1258/ebm.2011.010365
  10. Date Y, Nakazato M, Hashiguchi S, et al. Ghrelin is present in pancreatic alpha-cells of humans and rats and stimulates insulin secretion. Diabetes. 2002;51(1):124–129. doi: 10.2337/diabetes.51.1.124
  11. Zigman JM, Jones JE, Lee CE, et al. Expression of ghrelin receptor mRNA in the rat and the mouse brain. J Comp Neurol. 2006;494(3):528–548. doi: 10.1002/cne.20823
  12. Holsen LM, Lawson EA, Christensen K, et al. Abnormal relationships between the neural response to high- and low-calorie foods and endogenous acylated ghrelin in women with active and weight-recovered anorexia nervosa. Psychiatry Res. 2014;223(2):94–103. doi: 10.1016/j.pscychresns.2014.04.015.
  13. Kroemer NB, Krebs L, Kobiella A, et al. Fasting levels of ghrelin covary with the brain response to food pictures. Addict Biol. 2012;18(8):855–862. doi: 10.1111/j.1369-1600.2012.00489.x
  14. Patterson ZR, Ducharme R, Anisman H, Abizaid A. Altered metabolic and neurochemical responses to chronic unpredictable stressors in ghrelin receptor-deficient mice. Eur J Neurosci. 2010;32(4):632–639. doi: 10.1111/j.1460-9568.2010.07310.x
  15. Shabanov PD, Lebedev AA, Azarenko SV. Effect of ghrelin and corticoliberin antaginists administered into brain ventriculi on reinforcing properties of amphetamine. Narcology. 2020;19(6):22–31. (In Russ.) doi: 10.25557/1682-8313.2020.06.22-31
  16. Smith RG, Van der Ploeg LH, Howard AD, et al. Peptidomimetic regulation of growth hormone secretion. Endocr Rev. 1997;18(5):621–645. DOI: doi.org/10.1210/edrv.18.5.0316
  17. Cabral A, Suescun O, Zigman JM, et al. Ghrelin indirectly activates hypophysiotropic CRF Neurons in rodents. PLoS One. 2012;7(2): e31462. doi: 10.1371/journal.pone.0031462
  18. Batyrova AN, Berdalina GS. Role of stress and adaption in the development of gastro-intestinal tract erosive-ulceral lesions (review article). KazNMU VESTNIK. 2014;(1):7–8.
  19. Horxath TL, Abizaid A, Dietrich MO, et al. Ghrelin-immunopositive hypothalamic neurons tie the circadian clock and visual system to rhe lateral hypothalamic arousal center. Mol Metab. 2012;1 (1–2):79–85. doi: 10.1016/j.molmet.2012.08.003
  20. Shabanov PD, Lebedev AA, Bychkov ER., et al. Neurochemical mechanisms and pharmacology of ghrelins. Reviews on clinical pharmacology and drug therapy. 2020;18(1):5–22. doi: 10.17816/RCF1815-22.

Copyright (c) 2021 Raptanova V.A., Droblenkov A.V., Lebedev A.A., Bobkov P.S., Khokhlov P.P., Thyssen I.Y., Lisovskiy A.D., Bychkov E.R., 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».