Нарушения пищевого поведения и активация провоспалительных маркеров в гипоталамусе крыс, вызванные витальным стрессом предъявления хищника

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

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.

Об 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-Петербург

Андрей 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. 12

Наталья 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. 12

Валерия 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. 12

Евгений 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. 12

Глеб 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. 12

Сергей 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. 12

Петр 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. 12

Список литературы

  1. 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
  2. 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
  3. 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
  4. 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
  5. 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
  6. Sominsky L, Spencer SJ. Eating behavior and stress: a pathway to obesity. Front Psychol. 2014;5:434. doi: 10.3389/fpsyg.2014.00434
  7. Kyrou I, Tsigos C. Stress mechanisms and metabolic complications. Horm Metab Res. 2007;39(6):430–438. doi: 10.1055/s-2007-981462
  8. 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
  9. 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
  10. McEwen BS, Gianaros PJ. Stress- and allostasis-induced brain plasticity. Annu Rev Med. 2011;62:431–445. doi: 10.1146/annurev-med-052209-100430
  11. 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
  12. 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
  13. 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
  14. 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
  15. 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
  16. 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
  17. 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
  18. 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
  19. 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
  20. 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
  21. 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
  22. 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.)
  23. Smirnov LG, Kuznetsova NN. Resilience and neuroplasticity: interrelation and research perspectives. Journal of Neurosciences. 2019;9(2):78–85. (In Russ.)
  24. Gorbunova EA, Nikolaeva IU. The role of neurochemical mechanisms in resilience formation. Journal of Experimental Psychology. 2020;25(4):112–119. (In Russ.)
  25. Krylov AA, Mikhailova ES. Neurobiological mechanisms of resilience: the role of neurotransmitters and neuromediators. Journal of Neurosciences. 2021;11(1):30–38. (In Russ.)
  26. 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
  27. 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
  28. 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
  29. 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
  30. 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
  31. 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
  32. 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
  33. 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
  34. 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
  35. 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
  36. 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
  37. 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
  38. 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

© Эко-Вектор, 2025

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».