Сетевое издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Ахмадеев А.В. 1

---

1 ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный университет Минобрнауки РФ»

Целью работы явился анализ структурно-количественных характеристик миндалевидного комплекса мозга (МК) и содержания в нем дофамина (ДА) у крыс с генотипами А1/А1 и А2/А2 по локусу Taq 1 A DRD2. Морфометрический анализ МК выявил, что его площадь не различается у крыс с генотипами А1/А1 и А2/А2, но обнаружил высоко значимое увеличение удельной площади базолатеральной группировки структур МК и большую относительную массу головного мозга у крыс с генотипом А2/А2. Хроматографический анализ ткани МК показал: а) в МК крыс с генотипом А1/А1 содержится больше дофамина по сравнению с крысами, имеющими генотип А2/А2; б) у крыс с генотипом А2/А2 нет различий в содержании дофамина между кортикомедиальной и базолатеральной группировками при наличии таковой у крыс с генотипом А1/А1, что может обуславливать изменение взаимосвязей между этими группировками.

Статья в формате PDF

147 KB

миндалевидный комплекс мозга

локус Taq 1 A DRD2

изоформы дофаминового рецептора второго типа

дофамин

1.Анохин П.К. Биология и нейрофизиология условного рефлекса. М.: Медицина, 1968. – 547 с.

2.Ахмадеев А.В., Калимуллина Л.Б. Древняя амигдала: цитоархитектоника, организация и цитологические характеристики нейронов. // Морфология. - 2004. - Т. 126. № 5. - С. 15-19.

3.Григорьян Г.А. Проблема подкрепления. От целостного поведения к нейрохимическим основам и развитию психопатологий. // Журнал ВНД. - 2005. - Т.58. № 6. - С.747-761.

4.Леушкина Н.Ф., Ахмадеев А.В., Калимуллина Л.Б. Полиморфизм гена Д2-рецептора и катехоламины в регуляции ориентировочно-исследовательского поведения крыс. // Успехи современного естествознания. – 2011 - №9. - С. 8-10.

5.Равич-Щербо И.В., Марютина Т.М., Григоренко Е.Л. Психогенетика. М.: Аспект Пресс. - 1999. - 447 с.

6.Чепурнов С.А., Чепурнова Н.Е. Миндалевидный комплекс мозга. М.: Изд-во МГУ. - 1981. - 298 с.

7.Чепурнов С.А., Чепурнова Н.Е. Нейропептиды и миндалина. М.: Изд-во МГУ. - 1985. - 128 с.

8. Шаляпина В.Г. Основы нейроэндокринологии. СПб.: Элби, 2005. - 156 с.

9.Zhang Y., Bertolino A., Fazio L. et al. Polymorphisms in human dopamine D2 receptor gene affect gene expression, splicing, and neuronal activity during working memory. // Journal The Proceedings of the National Academy of Sciences USA. - 2007. - V.104, №51. - P.20552-20557

Известно, что поведенческий акт любой сложности начинается со стадии афферентного синтеза [1], в осуществлении которого принимает участие МК, являющийся полисенсорным центром. Афферентный синтез заключается в том, что возбуждение в ЦНС, вызванное внешним стимулом, действует не изолированно, а непременно вступает во взаимодействие с другими афферентными возбуждениями, которые формируются в головном мозгу сигналами, приходящими по другим сенсорным каналам. И только в результате синтеза этих афферентных возбуждений создаются условия для осуществления определенного целенаправленного поведения. Какое будет осуществляться поведение, зависит от того, какие процессы разовьются во время афферентного синтеза.

Исследование поведенческих реакций у животных позволяет получить общие сведения о механизмах реализации поступившей в организм животного информации, но эти сведения нуждаются в морфо - функциональном анализе основных блоков функциональной системы поведения, ибо «путь от гена к психологическому признаку лежит через морфо - функциональный уровень, т.к. в геноме человека закодирован не интеллект в столько-то баллов, а такие морфо - функциональные особенности организма, которые вместе со средовыми влияниями и создают все разнообразие интеллектов, темпераментов» [5].

Сведения литературы о морфо-функциональных коррелятах основных блоков функциональной системы поведения по П.К.Анохину [1] хорошо характеризуют аппарат эфферентного синтеза, и крайне недостаточны относительно организации процессов афферентного синтеза [3]. Между тем, основной структурой мозга, осуществляющей афферентный синтез, является миндалевидный комплекс (МК).

Целью работы явился анализ структурно-количественных характеристик МК мозга и содержания в нем дофамина (ДА) у крыс с разными генотипами по локусу Taq 1 A DRD₂.

Материал и методы исследования. Исследования проведены на двух группах половозрелых гомозиготных крысах линии WAG/Rij с генотипами А₁/А₁ и А₂/А₂ по локусу Taq 1A гена DRD2 с массой тела 250-320 г. Всех использованных в работе половозрелых крыс содержали в стандартных условиях вивария, характеризующихся постоянством комнатной температуры (20⁰-22⁰)С и уровнем влажности. Пищу и питьё животные получали ad libitum, продолжительность светового дня составляла 12-14 часов. Все процедуры с животными выполняли с соблюдением международных правил и норм (Eropean Communities Council Directives,1986).

Цитоархитектонические и цитологические характеристики структур МК изучали на серии фронтальных парафиновых срезов мозга толщиной 20 мкм, которые окрашивали по методу Ниссля. Морфометрические исследования МК выполнены с использованием цитоархитектонических препаратов. Препараты изучали с помощью тринокулярного светового микроскопа серии МС-300 (Австрия), пользуясь объективом 10. Микрофото получали с использованием цифрового фотоаппарата Nicon CoolPix 4500. Полученные изображения экспортировали в компьютер, и анализировали с помощью программы JmageJ 1.38 (USA). Для определения относительной массы мозга крыс линии WAG/Rij, имеющих различия генотипа по изучаемому локусу, использованы данные, полученные при измерениях массы тела и мозга 224 крыс [112 крыс (равное количество самцов и самок) в каждой группе].

Методом высокоэффективной жидкостной хроматографии определяли содержание ДА в МК, забирая материал для исследования от 3-4 крыс, умерщвленных передозировкой эфирного наркоза. Образцы, взятые из правого и левого полушария у крыс, взвешивали (в среднем, вес навески был 25-30 мг) и анализировали в одной пробе. Очищенные супернатанты анализировали на хроматографе (Аквилон, Россия) со спектрофотометрическим детектором (UVV-104 M) в ЦКП БашГУ.

Статистическую обработку данных проводили с помощью программы Statistica 6.0. Сравнение вариационных рядов осуществляли с помощью параметрического критерия Стьюдента и непараметрического критерия U- критерий Манна-Уитни. Различия считали статистически значимыми при p<0,05.

Результаты исследований и их обсуждение. Изучение цитоархитектоники МК крыс линии WAG/Rij с генотипами А₁/А₁ и А₂/А₂ по локусу Taq 1A DRD₂ и сопоставление ее с крысами линии Вистар показало, что общий план строения (топографии структур, ход волокнистых трактов, разделяющих его группировки - кортикомедиальную и базолатеральную) не различается. Выявляются все, присущие МК, ядерные, палеокортикальные и межуточные формации.

Результаты структурно-количественного анализа МК приведены в табл. 1. Они отражают суммарную в обоих полушариях удельную площадь структур.

Таблица 1

Удельная площадь МК и ее группировок у крыс с генотипами А₁/А₁ и А₂/А₂ (M+m, проценты)

Примечание: ***p<0,001 при сравнении базо-латеральной группировки у крыс с разными генотипами

Приведенные в табл. 1 данные удельных площадей показывают, что площадь МК не различается у крыс с разными генотипами. Удельные площади кортикомедиальных группировок меньше значений удельных площадей базолатеральных группировок, как у крыс с генотипом А₁/А₁, так и у крыс с генотипом А₂/А₂. Сравнение удельных площадей кортикомедиальной и базолатеральной группировки у крыс с разными генотипами показывает, что существуют высоко значимые различия по величине базолатеральной группировки, которая больше у крыс с генотипом А₂/А₂.

Не связана ли большая площадь базолатеральной группировки у крыс с генотипом А₂/А₂ с большей массой мозга? Для ответа на этот вопрос мы провели анализ величин массы тела и головного мозга, а также рассчитали относительную массу мозга (ОММ - масса мозга в мг разделена на массу тела г) у двух изучаемых нами групп крыс. Полученные результаты представлены в табл. 2.

Таблица 2

Показатели массы тела, головного мозга и относительной массы мозга у крыс с генотипами А₁/А₁ и А₂/А₂

Эти данные показали, что масса тела крыс с генотипом А₁/А₁ значимо больше при p<0,001, в то время, как масса головного мозга и ОММ больше у крыс с генотипом А₂/А₂ (p<0,001). Это обстоятельство указывает на то, что большая удельная площадь базолатеральной группировки у крыс с генотипом А₂/А₂ связана с большей относительной массой мозга у этих крыс.

Результаты анализа содержания ДА в МК показали, что:

1. В МК крыс с генотипом А₁/А₁ содержится практически вдвое больше (на 75%, p<0,05) ДА по сравнению с крысами, имеющими генотип А₂/А₂. Это подтвердило мнение нейрофизиологов о том, что ДА причастен к активному типу поведения [8].
2. У крыс с генотипом А₁/А₁ существуют значимые различия по содержанию дофамина в кортикомедиальной и базолатеральной группировках структур МК, в то время, как у крыс с генотипом А₂/А₂ содержание дофамина снижено и различий в его содержании в группировках структур МК у этих крыс не выявляется; это может отражать изменение взаимосвязей между этими группировками.

Известно, что кортикомедиальная группировка представляет собой филогенетически древнюю часть МК, и представляет субстрат палеоамигдалы [2], в то время, как базолатеральная формируется в историческом развитии организмов позднее, и может быть обозначена как неоамигдала. Между указанными группировками существуют тесные функциональные связи, при этом кортикомедиальная оказывает стимулирующее на базолатеральную, а базолатеральная, наоборот, ингибирующее влияние на кортикомедиальную группировку структур МК [6,7]. Поскольку дофаминергическая система способна оказывать модулирующее влияние на глутамат- и ГАМК - ергические системы, которые широко представлены в МК, наличие различий в содержании ДА или отсутствие, несомненно, скажется на взаимоотношениях указанных отделов МК, что проявится и в поведении. Возможно, изменение функциональных связей кортикомедиальной и базолатеральной группировки представляет один из факторов, определяющих формирование различий в поведении изучаемых нами двух групп крыс.

Выводы:

1. Морфометрический анализ МК выявил, что его площадь не различается у крыс линии WAG/Rij с генотипами А₁/А₁ и А₂/А₂, но обнаружил высоко значимое увеличение удельной площади базолатеральной группировки структур МК и большую относительную массу головного мозга у крыс с генотипом А₂/А₂.

2. Хроматографический анализ ткани МК и его группировок показал:

а) в МК крыс с генотипом А₁/А₁ содержится больше дофамина по сравнению с крысами, имеющими генотип А₂/А₂;

б) у крыс с генотипом А₂/А₂ нет различий в содержании дофамина между кортикомедиальной и базолатеральной группировками при наличии таковой у крыс с генотипом А₁/А₁, что может обуславливать изменение взаимосвязей между этими группировками;

в) сравнение содержания дофамина в базолатеральной группировке у крыс с разными генотипами выявило, что у крыс с генотипом А₂/А₂ его содержание значимо меньше, чем у крыс с генотипом А₁/А₁.

Работа выполнена при финансовой поддержке базовой части Госзадания Минобрнауки РФ, тема № 301-14.

Рецензенты:

Хисматуллина З.Р., д.б.н., профессор, зав.кафедрой физиологии человека и зоологии Башгосуниверситета, г.Уфа

Башкатов С.А., д.б.н., профессор, профессор кафедры генетики и фундаментальной медицины Башгосуниверситета, г.Уфа.

Библиографическая ссылка