Reactive changes in neurons of the raphe serotonergic ом nucleus of after experimental stress in the neonate period and buspirone therapy


Cite item

Full Text

Abstract

The identification of the raphe nucleus neurons reactive changes after experimental stress in the newborn period is necessary for a better understanding of the mechanisms of damage and adaptation of the serotonergic system in the brain during postnatal development. It is well known that the raphe serotonergic nucleus is the largest source of serotonergic nerve fibers through which the connection with the hypothalamus and other projection centers of “positive reinforcement system”. The study of reactive changes raphe nucleus neurons after experimental stress in the newborn period is necessary for a better understanding of the mechanisms of damage and adaptation of the serotonergic system in the brain during postnatal development as well as for possible correction of behavioral disorders. In 37 day old rats after injection of buspirone (experimental animals) and control (injected with physiologists cal solution) studied pain response in the formalin test (2.5 % injection solution of formalin in 1.0 l of a sole of the hind limb). In sections macrocellular raphe nuclei stained by Nissl, counted the number of unmodified, hypochromic, shrunken and hyperchromatic, shadowly cells, established area little changed neurons. Measured as the distance between the bodies of neurons and glial cells between the bodies and the bodies of neurons. It was found that after the simulation of stress in a large raphe nucleus neurons developing degenerative and compensatory-adaptive changes. Reduces the number and size of bodies of neurons containing substance Nissl, wrinkling occurs, strengthening and weakening of staining, the growth of the share of shadowly neurons. Also activated glioneuronal and interneuronal relationships. Reactive changes in the cells exposed to the compensation correction drugs that block receptors for serotonin.

Full Text

Актуальность Известно, что большое ядро шва является наиболее крупным источником серотонинергических нервных волокон, благодаря которым устанавливается связь с гипоталамусом и другими проекционными центрами системы «положительного подкрепления». Изучение реактивных изменений нейронов большого ядра шва после экспериментального стресса в новорожденном периоде необходимо для более глубокого понимания механизмов повреждения и адаптации серотонинергической системы головного мозга в процессе постнатального развития, а также для возможной коррекции поведенческих нарушений. Серотонинергические рецепторы типа 1A (5-HT1A), интенсивно представленные в ядрах шва и префронтальной коре, участвуют в обработке ноцицептивных сигналов и в психоэмоциональном поведении [2, 3]. Агонист 5-HT1A, буспирон, использован в настоящей работе в препубертатный период развития для возможной коррекции последствий болевого стресса новорожденных. Ранее нами впервые было обнаружено, что хроническая инъекция буспирона самкам до стресса в период беременности нормализовала у потомства болевой ответ при воспалении и психоэмоциональное поведение, нарушение которых вызывает пренатальный стресс [1]. Цель работы Исследовать влияние хронического введения буспирона в препубертатный период развития (24-36 дни) у самцов крыс, подвергнутых в новорожденном состоянии болевому воздействию при воспалении, на функциональную активность тонической ноцицептивной системы в условиях формалинового теста и на реактивные изменения нейронов большого серотонинергического ядра шва. Материал и методы Новорожденные самцы крысята были подвергнуты болевому воздействию (0,5 мкл 2,5 %-го раствора формалина в подошву задней конечности) последовательно в первый и второй дни жизни, контроль - крысята без воздействий. Предварительные данные при исследовании крыс с инъекцией физиологического раствора в новорожденном периоде показали отсутствие изменений в болевой чувствительности при достижении животными препубертатного периода развития (при сравнении с контрольными крысами без инъекций), поэтому в качестве контроля использованы крысы без воздействий. Внутрибрюшинные инъекции буспирона (3,0 мг/кг, 100 мкл) осуществляли с 24-го по 36-й постнатальные дни. У 37-дневных крыс после инъекции буспирона (подопытные животные) и у контрольных (с инъекцией физиологического раствора) исследовали болевой ответ в формалиновом тесте (инъекция 2,5 %-го раствора формалина 1,0 мкл в подошву задней конечности). Регистрировали продолжительность вылизывания инъецированной конечности (с) у контрольных и подопытных крыс. Каждая группа животных состояла из 8 особей. После завершения экспериментов у подопытных и контрольных крыс декапитацией вынимали мозг и погружали в формалин. Статистический анализ проводили с применением критерия Стьюдента и критерия Манна-Уитни. Данные представлены в виде среднего ± стандартная ошибка. Принятый уровень значимости составил 5 %. После окрашивания фронтальных срезов крупноклеточного ядра шва по Нисслю на площади 0,01 мм 2 у каждой особи (m, общее количество подсчетов =12) определяли фенотип нейронов согласно классификации Ю. М. Жаботинского. Раздельно подсчитывали количество неизмененных, гипохромных, сморщенных гиперхромных и теневидных клеток, устанавливали площадь малоизмененных нейронов. Определяли также расстояние между телами нейронов и между телами глиоцитов и телами нейронов. Морфометрию проводили с помощью программы Imagescope (Russia). Различия средней величины и ее ошибки считали значимыми при р < 0,05. Полученные результаты В поведенческих экспериментах у подопытных самцов препубертатного периода, которых подвергали болевому стрессу, вызванному очагом воспаления в первые два дня жизни, обнаружено увеличение продолжительности вылизывания в формалиновом тесте по сравнению с контролем (р < 0,05). Хроническая инъекция буспирона нормализовала продолжительность вылизывания, поведенческую реакцию, организованную на супраспинальном уровне (p < 0,05). В морфологическом исследовании установлено (рис. 1), что после моделирования болевого стресса в большом ядре шва развиваются дегенеративные и компенсаторно-приспособительные изменения. Первые выражаются сокращением доли и уменьшением площади малоизмененных нейронов, сморщиванием и гиперхромией, гипохромией, ростом удельного количества теневидных форм. Вторые выражаются признаками активации глио-нейрональных и межнейрональных взаимоотношений. Многие реактивные изменения клеток подвержены компенсационной коррекции препаратом буспироном, который является агонистом 5-HT1A рецепторов. Заключение Таким образом, болевой стресс, вызванный воспалительным агентом в период новорожденности, проявился при достижении животными препубертатного периода развития в гипералгезии в условиях повторно вызванного очага воспаления в формалиновом тесте. Хроническая инъекция буспирона в течение двух недель до формалинового теста нормализовала болевую чувствительность тонической ноцицептивной системы. Установлено, что поведенческие изменения сочетаются с полученными результатами морфофункционального исследования большого ядра шва, вовлеченного в нисходящую серотонинергическую систему, осуществляющую модуляцию ноцицептивных сигналов на уровне задних рогов спинного мозга и имеющую нейроанатомические связи с префронтальной корой, вовлеченной в психоэмоциональное поведение.
×

About the authors

Andrey Vsevolodovich Droblenkov

St. Petersburg State Pediatric Medical University

Email: Droblenkov_a@mail.ru
MD, PhD, Dr Med Sci, Associate Professor. Department of Histology and Embryology

Alexandr Vladimirovich Pivnev

St. Petersburg State Pediatric Medical University

Email: a.v.pivnev@gmail.com
student. Department of Histology and Embryology

Vasiliy Alexandrovich Pyzhov

St. Petersburg State Pediatric Medical University

Email: vasiliy-pyzhov@ya.ru
student. Department of Histology and Embryology

Irina Pavlovna Butkevich

Pavlov Institute of Physiology, Russian Academy of Sciences

Email: Droblenkov_a@mail.ru
PhD, Leading Scientist. Laboratory of the Nervous System Ontogenesis and Embryology

Viktor Anatol’evich Mikhailenko

Pavlov Institute of Physiology, Russian Academy of Sciences

Email: Droblenkov_a@mail.ru
PhD, Senior Researcher. Laboratory of the Nervous System Ontogenesis and Embryology

Tat’yana Nikolaevna Shimaraeva

St. Petersburg State Pediatric Medical University

Email: Droblenkov_a@mail.ru
MD, PhD, Associate Professor. Department of Human Physiology

References

  1. Буткевич И. П., Шимараева Т. Н., Михайленко В. А. Пренатальные влияния буспирона и стресса на поведенческие реакции у разнополых крысят в период онтогенеза с пониженным уровнем мозгового серотонина. Педиатр. 2014; 5 (1): 90-96.
  2. Bernasconia F., Kometera M., Pokornya T., Seifritzb E., Vollenweidera F. X. The electrophysiological effects of the serotonin 1A receptor agonist buspirone in emotional face processing. Europ. Neuropsychopharmacology. 2015. In press.
  3. Huo F. Q., Huang F. S., Ly B. C., Chen T., Feng J., Qu C. L., Tang J. S., Li Y. Q. Activation of serotonin 1A receptors in ventrolateral orbital cortex depresses persistent nociception: a presynaptic inhibition mechanism. Neurochem. Int. 2010; 57 (7): 749-755.
  4. Воронина Т. А., Середенин С. Б. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. М.; 2000.
  5. Дьяконова М. М., Каменский А. А. Пептидная нейропротекция. СПб.: Наука; 2009.
  6. Зарубина И. В., Павлова Т. В. Нейропептиды как корректоры функционально-метаболических нарушений ишемии головного мозга. Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. 2007; 5 (2): 20-33.
  7. Зарубина И. В., Шабанов П. Д. Ишемия головного мозга, прекондиционирование и нейропротекция. Цереброваскулярная патология - новые возможности низкодозированной нейропротекции. СПб.: Наука; 2014.
  8. Зарубина И. В., Шабанов П. Д. Травматический токсикоз и антитоксические средства. Фармакология экстремальных состояний. СПб.: Информ-навигатор; 2014.
  9. Лебедев А. А., Ганапольский В. П., Павленко В. П., Стеценко В. П., Лавров Н. В., Воейков И. М., Марков С. В., Шабанов П. Д. Сопоставление центральных эффектов кортексина и церебролизина при их введении в желудочки мозга и системно (внутрибрюшинно). Психофармакология и биологическая наркология. 2006; 6 (3): 275-1283.
  10. Михеев В. В., Шабанов П. Д. Фармакологическая ассиметрия мозга. СПб.: Элби-СПб; 2007.
  11. Путилина Ф. Е., Галкина О. В., Ещенко Н. Д., Диже Г. П. Практикум по свободнорадикальному окислению. СПб.: Изд-во СПбГУ; 2006.
  12. Шабанов П. Д. Доказательность нейропротекторных эффектов полипептидных препаратов: нерешенные вопросы. Нервные болезни. 2011; 1 (4): 17-20.
  13. Шабанов П. Д., Лебедев А. А., Стеценко В. П., Лавров Н. В., Марков С. В., Воейков И. М. Сравнительное изучение эффектов кортексина и церебролизина при их введении в желудочки мозга. Нейронауки. 2007; 2 (10): 9-14.
  14. Gross G. J., Fryer R. M. Mitochondrial KATP channels: triggers or distal effectors of ischemic or pharmacologic preconditioning? Circ. Res. 2000; 87: 431-433.
  15. Porsolt R. D., Lenegre A., Experimental Approaches to Anxiety and Depression/Ed. by J. M. Elliot, D. J. Heal, C. A. Marsden. New York-London: John Willey and Sons; 1992.
  16. Shabanov P. D., Lebedev A. A., Stetsenko V. P., Lavrov N. V., Markov S. V., Vojeikov I. M. Comparison of behavioral effects of cortexin and cerebrolysin injected into cerebral ventriculi. Bull. Exp. Biol. Med. 2007; 143: 437-441.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2015 Droblenkov A.V., Pivnev A.V., Pyzhov V.A., Butkevich I.P., Mikhailenko V.A., Shimaraeva T.N.

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».