Нарушения пищевого поведения и активация провоспалительных маркеров в гипоталамусе крыс, вызванные витальным стрессом предъявления хищника
- Авторы: Пюрвеев С.С.1,2, Лебедев А.А.1, Надбитова Н.Д.1, Гусельникова В.В.1, Бычков Е.Р.1, Безнин Г.В.1, Цикунов С.Г.1, Шабанов П.Д.1
-
Учреждения:
- Институт экспериментальной медицины
- Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет
- Выпуск: Том 23, № 3 (2025)
- Страницы: 323-332
- Раздел: Оригинальные исследования
- URL: https://journals.rcsi.science/RCF/article/view/352625
- DOI: https://doi.org/10.17816/RCF677720
- EDN: https://elibrary.ru/GYZAXN
- ID: 352625
Цитировать
Аннотация
Обоснование. Стресс — важнейший фактор риска развития психоневрологических расстройств, в частности и расстройств пищевого поведения. Одним из ключевых медиаторов стрессового ответа является грелин — гормон, участвующий в регуляции пищевого поведения и нейровоспалительных процессов. Исследование его роли в формировании стресс-ассоциированных нарушений и активации микроглии открывает новые перспективы для понимания патогенеза психических расстройств и разработки эффективных терапевтических стратегий.
Цель исследования. Изучение влияния острого психотравмирующего стресса предъявления хищника на уровень дезацил-грелина в гипоталамусе, активность микроглии и пищевое поведение крыс.
Методы. Эксперимент проводили на модели стресса предъявления хищника. Животных подвергали психотравмирующему воздействию, после чего оценивали их пищевое поведение на модели компульсивного переедания. Содержание дезацил-грелина в гипоталамусе определяли методом высокочувствительного иммуноферментного анализа. Активацию микроглии оценивали с использованием иммуногистохимической реакции на кальций-связывающий белок Iba-1, а уровень экспрессии гена Tlr4 в гипоталамусе — методом полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией.
Результаты. Показано, что стресс предъявления хищника приводит к достоверному снижению потребления как стандартного корма, так и высококалорийной пищи у крыс. Кроме того, выявлено существенное уменьшение концентрации дезацил-грелина в гипоталамусе стрессированных животных (в 6 раз по сравнению с контрольной группой) и двукратное повышение экспрессии гена Tlr4. Иммуногистохимический анализ продемонстрировал очаговую активацию микроглии в гипоталамусе у крыс, переживших стресс предъявления хищника.
Заключение. Острый стресс предъявления хищника сопровождается значительным снижением уровня дезацил-грелина в гипоталамусе, повышенной экспрессией гена Tlr4 и активацией микроглии, что указывает на вовлеченность воспалительных механизмов в стрессорный ответ. Установлено, что стресс приводит к изменениям в пищевом поведении, снижая потребление как стандартного корма, так и высококалорийной пищи, что может указывать на нарушение механизмов адаптации. Снижение уровня грелина под воздействием стресса может запускать каскад иммунных реакций, включая активацию микроглии, что в свою очередь способствует развитию локального нейровоспаления и повреждению структур головного мозга. Это может лежать в основе формирования стресс-ассоциированных психоневрологических расстройств.
Ключевые слова
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Сарнг Саналович Пюрвеев
Институт экспериментальной медицины; Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: dr.purveev@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4467-2269
SPIN-код: 5915-9767
канд. мед. наук
Россия, 197022, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, д. 12; Санкт-ПетербургАндрей Андреевич Лебедев
Институт экспериментальной медицины
Email: aalebedev-iem@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0003-0297-0425
SPIN-код: 4998-5204
д-р биол. наук, профессор
Россия, 197022, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, д. 12Наталья Дмитриевна Надбитова
Институт экспериментальной медицины
Email: natali_805@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2957-226X
SPIN-код: 4153-1270
канд. мед. наук
Россия, 197022, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, д. 12Валерия Владимировна Гусельникова
Институт экспериментальной медицины
Email: guselnicova.valeriia@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9499-8275
SPIN-код: 5115-4320
канд. биол. наук
Россия, 197022, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, д. 12Евгений Рудольфович Бычков
Институт экспериментальной медицины
Email: bychkov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8911-6805
SPIN-код: 9408-0799
д-р мед. наук
Россия, 197022, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, д. 12Глеб Владимирович Безнин
Институт экспериментальной медицины
Email: beznin.gv@iemspb.ru
ORCID iD: 0000-0001-5730-4265
SPIN-код: 7796-1107
канд. мед. наук
Россия, 197022, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, д. 12Сергей Георгиевич Цикунов
Институт экспериментальной медицины
Email: secikunov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7097-1940
SPIN-код: 7771-1940
д-р мед. наук, профессор
Россия, 197022, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, д. 12Петр Дмитриевич Шабанов
Институт экспериментальной медицины
Email: pdshabanov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1464-1127
SPIN-код: 8974-7477
д-р мед. наук, профессор
Россия, 197022, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, д. 12Список литературы
- Oyola MG, Handa RJ. Hypothalamic-pituitary-adrenal and hypothalamic-pituitary-gonadal axes: sex differences in regulation of stress responsivity. Stress. 2017;20(5):476–494. doi: 10.1080/10253890.2017.1369523
- Mbiydzenyuy NE, Qulu L-A. Stress, hypothalamic-pituitary-adrenal axis, hypothalamic-pituitary-gonadal axis, and aggression. Metab Brain Dis. 2024;39(8):1613–1636. doi: 10.1007/s11011-024-01393-w
- Kinlein SA, Phillips DJ, Keller CR, Karatsoreos IN. Role of corticosterone in altered neurobehavioral responses to acute stress in a model of compromised hypothalamic-pituitary-adrenal axis function. Psychoneuroendocrinology. 2019;102:248–255. doi: 10.1016/j.psyneuen.2018.12.010
- Lam VYY, Raineki C, Wang LY, et al. Role of corticosterone in anxiety- and depressive-like behavior and HPA regulation following prenatal alcohol exposure. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 2019;90:1–15. doi: 10.1016/j.pnpbp.2018.10.008
- Raise-Abdullahi P, Meamar M, Vafaei AA, et al. Hypothalamus and post-traumatic stress disorder: A review. Brain Sci. 2023;13(7):1010. doi: 10.3390/brainsci13071010
- Sominsky L, Spencer SJ. Eating behavior and stress: a pathway to obesity. Front Psychol. 2014;5:434. doi: 10.3389/fpsyg.2014.00434
- Kyrou I, Tsigos C. Stress mechanisms and metabolic complications. Horm Metab Res. 2007;39(6):430–438. doi: 10.1055/s-2007-981462
- Possamai-Della T, Cararo JH, Aguiar-Geraldo JM, et al. Prenatal stress induces long-term behavioral sex-dependent changes in rats offspring: the role of the HPA axis and epigenetics. Mol Neurobiol. 2023;60(9):5013–5033. doi: 10.1007/s12035-023-03348-1
- McEwen BS, Seeman T. Protective and damaging effects of stress mediators: Elaborating and testing the concepts of allostasis and allostatic load. Ann NY Acad Sci. 1999;896:30–47. doi: 10.1111/j.1749-6632.1999.tb08103.x
- McEwen BS, Gianaros PJ. Stress- and allostasis-induced brain plasticity. Annu Rev Med. 2011;62:431–445. doi: 10.1146/annurev-med-052209-100430
- McDermott CE, Salowe RJ, Di Rosa I, O’Brien JM. Stress, allostatic load, and neuroinflammation: Implications for racial and socioeconomic health disparities in glaucoma. Int J Mol Sci. 2024;25(3):1653. doi: 10.3390/ijms25031653
- Lebedev AA, Pyurveev SS, Sexte EA, et al. Models of maternal neglect and social isolation in ontogenesis reveal elements of gambling addiction in animals, increasing GHSR1A expression in brain structures. Journal of Addiction Problems. 2022;(11–12):44–66. EDN: SSLSSZ
- Lebedev AA, Pyurveev SS, Sexte EA, et al. Studying the involvement of ghrelin in the mechanism of gambling addiction in rats after exposure to psychogenic stressors in early ontogenesis. Russian Journal of Physiology. 2023;109(8):1080–1093. doi: 10.31857/S086981392308006X EDN: FCMBCJ
- Raptanova VA, Droblenkov AV, Lebedev AA, et al. Reactive changes in the gastric mucosa and a decrease in desacyl-ghrelin content in the rat brain caused by psychoemotional stress. Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy. 2021;19(2):203–210. doi: 10.17816/RCF192203-210 EDN: QJFGXA
- Pyurveev SS, Lebedev AA, Bychkov ER, Shabanov PD. Intranasal administration of ghrelin receptor antagonist [D-Lys-3]-GHRP-6 reduces the manifestations of impulsivity and compulsivity induced by maternal deprivation in rats. Research Results in Pharmacology. 2024;10(2):97–106. doi: 10.18413/rrpharmacology.10.448 EDN: QRRFAV
- Airapetov MI, Eresko SO, Lebedev AA, et al. Expression of ghrelin receptor GHS-R1a in the brain (mini review). Molecular Biology. 2021;55(4):578–584. doi: 10.31857/S0026898421040029 EDN: NUCCOT
- Russo C, Valle MS, Russo A, Malaguarnera L. The interplay between ghrelin and microglia in neuroinflammation: implications for obesity and neurodegenerative diseases. Int J Mol Sci. 2022;23(21):13432. doi: 10.3390/ijms232113432
- Sufieva DA, Razenkova VA, Antipova MV, Korzhevsky DE. Microglia and tanycytes of the infundibular recess region of the rat brain in early postnatal ontogenesis and aging. Russian Journal of Developmental Biology. 2020;51(3):225–234. doi: 10.31857/S047514502003009X EDN: OJKAZD
- Konner AC, Bruning JC. Toll-like receptors: linking inflammation to metabolism. Trends Endocrinol Metab. 2011;22(1):16–23. doi: 10.1016/j.tem.2010.08.007
- Lizunov AV, Lebedev AA, Pyurveev SS, et al. Involvement of Bdnf, Ntrk2 and Pi3k in the mechanism of binge eating after psychogenic stressors in ontogenesis. Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy. 2024;22(2):179–189. doi: 10.17816/RCF625676 EDN: LHLHZU
- Harris RB. Chronic and acute effects of stress on energy balance: are there appropriate animal models? Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2015;308(4):R250–R265. doi: 10.1152/ajpregu.00361.2014
- Ivanov AB, Petrov VB. Neurobiological aspects of resilience in people with high stress status. Journal of Psychology and Psychiatry named after S.S. Korsakov. 2018;118(3):45–52. (In Russ.)
- Smirnov LG, Kuznetsova NN. Resilience and neuroplasticity: interrelation and research perspectives. Journal of Neurosciences. 2019;9(2):78–85. (In Russ.)
- Gorbunova EA, Nikolaeva IU. The role of neurochemical mechanisms in resilience formation. Journal of Experimental Psychology. 2020;25(4):112–119. (In Russ.)
- Krylov AA, Mikhailova ES. Neurobiological mechanisms of resilience: the role of neurotransmitters and neuromediators. Journal of Neurosciences. 2021;11(1):30–38. (In Russ.)
- Lebedev AA, Droblenkov AV, Pyurveev SS, et al. Impact of social stress in early ontogenesis on food addiction and ghrelin levels in the hypothalamus of rats. Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy. 2024;22(3):309–318. doi: 10.17816/RCF631566 EDN: CKYVNL
- Blazhenko AA, Khokhlov PP, Lebedev AA, et al. Ghrelin levels in different brain regions in Danio rerio exposured to stress. Psychopharmacology and Biological Narcology. 2022;13(3):37–42. doi: 10.17816/phbn267375 EDN: BFOJYK
- McKim DB, Weber MD, Niraula A, et al. Microglial recruitment of IL-1beta-producing monocytes to brain endothelium causes stress-induced anxiety. Mol Psychiatry. 2018;23:1421–1431. doi: 10.1038/mp.2017.64
- Fonken LK, Frank MG, Gaudet AD, et al. Neuroinflammatory priming to stress is differentially regulated in male and female rats. Brain Behav Immun. 2018;70:257–267. doi: 10.1016/j.bbi.2018.03.005
- Jaworski J, Kalita K, Knapska E. c-Fos and neuronal plasticity: The aftermath of Kaczmarek’s theory. Acta Neurobiol Exp (Wars). 2018;78:287–296. doi: 10.21307/ane-2018-027
- Kirsten K, Pompermaier A, Koakoski G, et al. Acute and chronic stress differently alter the expression of cytokine and neuronal markers genes in zebrafish brain. Stress. 2021;24(1):107–112. doi: 10.1080/10253890.2020.1724947
- Brites D, Fernandes A. Neuroinflammation and depression: microglia activation, extracellular microvesicles and microRNA dysregulation. Front Cell Neurosci. 2015;9:476. doi: 10.3389/fncel.2015.00476
- Sorrells SF, Caso JR, Munhoz CD, Sapolsky RM. The stressed CNS: when glucocorticoids aggravate inflammation. Neuron. 2009;64(1):33–39. doi: 10.1016/j.neuron.2009.09.032
- Hermoso MA, Matsuguchi T, Smoak K, Cidlowski JA. Glucocorticoids and tumor necrosis factor alpha cooperatively regulate toll-like receptor 2 gene expression. Mol Cell Biol. 2004;24(11):4743–4756. doi: 10.1128/MCB.24.11.4743-4756.2004
- Menard C, Pfau ML, Hodes GE, Russo SJ. Immune and neuroendocrine mechanisms of stress vulnerability and resilience. Neuropsychopharmacology. 2017;42(1):62–80. doi: 10.1038/npp.2016.90
- Palasz E, Wilkaniec A, Stanaszek L, et al. Glia-neurotrophic factor relationships: possible role in pathobiology of neuroinflammation-related brain disorders. Int J Mol Sci. 2023;24(7):6321. doi: 10.3390/ijms24076321
- Dixit VD, Schaffer EM, Pyle RS, et al. Ghrelin inhibits leptin- and activation-induced proinflammatory cytokine expression by human monocytes and T cells. J Clin Invest. 2004;114(1):57–66. doi: 10.1172/JCI21134
- Li WG, Gavrila D, Liu X, et al. Ghrelin inhibits proinflammatory responses and nuclear factor-kappaB activation in human endothelial cells. Circulation. 2004;109(18):2221–2226. doi: 10.1161/01.CIR.0000127956.43874.F2

