ГЕНЕТИКА ПОВЕДЕНИЯ: АССОЦИАЦИЯ ГЕНОТИПА ПО ЛОКУСУ TAG 1A DRD2 > Полезные советы
Тысяча полезных мелочей    

ГЕНЕТИКА ПОВЕДЕНИЯ: АССОЦИАЦИЯ ГЕНОТИПА ПО ЛОКУСУ TAG 1A DRD2

ГЕНЕТИКА ПОВЕДЕНИЯ: АССОЦИАЦИЯ ГЕНОТИПА ПО ЛОКУСУ TAG 1A DRD2

Леушкина Н.Ф. Калимуллина Л.Б. В работе впервые приведены сведения об особенностях аудиогенной чувствительности и поведения в «открытом поле» двух групп крыс, гомозиготных по локусу TAG 1A DRD2. Статья в формате PDF 127 KB

Изучение механизмов взаимодействия организма с факторами внешней среды, а также организации простых и сложных форм поведения - актуальная проблема учения о высшей нервной деятельности, которая занимает центральное место в системе нейронаук. Современная нейробиология обладает широким набором методических приемов, позволяющих проследить путь от гена к психологическому признаку (психогенетика), использует разнообразные подходы в анализе поведенческих реакций животных с модификациями структуры гена (генетика поведения).

Целью данной работы явился анализ поведенческих реакций и аудиогенной чувствительности двух субпопуляций крыс линии WAG/Rij, различающихся аллельной структурой по локусу TAG 1A гена рецептора дофамина второго типа (DRD2). Проведенные ранее исследования полиморфизма TAG 1A рестрикционного локуса дофаминового рецептора второго типа (DRD2) у этой линии крыс [3], показали наличие двух аллелей (А1 и А2) и выявили частоту представительства генотипов А12, А11 и А22 в популяции крыс линии WAG/Rij. Целенаправленное скрещивание крыс позволило получить на кафедре морфологии и физиологии человека Башкирского госуниверситета две субпопуляции гомозиготных крыс указанной линии (А11 и А22, далее обозначены как группы крыс А1А1 и А2А2).

Крысы линии WAG/Rij являются инбредной линией с генетически детерминированной абсансной эпилепсией. Важным звеном в патогенетических механизмах этой формы эпилепсии является дефицит дофаминэргической системы, при этом ведущее значение имеет изменение уровня функционирования дофаминовых рецепторов второго типа (DRD2) [5].

Всех использованных в работе пoлoвoзрелых крыс (в возрасте шести месяцев) содержали в стандартных условиях вивария, хаpaктеризующихся постоянством комнатной температуры (200-220)С и уровнем влажности. Еду и питье животные получали ad libitum. Аудиогенную чувствительность крыс определяли в специальной камере (60x60x60см) по методике Г.Д.Кузнецовой, используя «звон ключей» («keys ringing»). Звуковой сигнал имел диапозон 13-85 kHz (максимум спектра 20-40 kHz) и среднюю интенсивность 50-60 dB с величиной пиков до 80-90 дБ (рис.). Стимульный раздражитель включал в себя ультразвуковую часть (20 кГц и выше) и был более эффективным для вызова большого судорожного припадка, чем звук звонка или гудка [10]. Он предъявлялся в течение 1,5 минут.

Поведение крыс изучали в тесте - «открытое поле». «Открытое поле» представляло собой квадратную освещенную арену, разделенную на 16 равных частей. В течение 5 минут регистрировали такие параметры как латентный период до первого движения, число пересеченных квадратов в центре и на периферии поля, количество стоек в центре и на периферии поля, эпизоды груминга и общее время их проведения, неподвижность, уринации, число болюсов с занесением их в протокольные листы. Регистрацию параметров поведения проводили в течение десяти дней. Тест «открытое поле» был разработан еще в тридцатые годы прошлого века К. Холлом для оценки поведения крыс [9] и в настоящее время это один из самых распространенных методов регистрации поведения грызунов, который широко используется в экспериментальной нейробиологии. Полученные результаты систематизировали и подвергали статистической обработке.

Процент животных, гомозиготных по аллелю А1 по локусу TAG 1A DRD2 (условно обозначаемая в работе как группа А1А1), проявивших чувствительность к аудиогенной стимуляции формированием большого судорожного припадка в выборке из десяти поколений (общее количество - 78), составил 16 процентов. Среди крыс, гомозиготных по аллелю А2 (условно обозначены в работе как группа А2А2) в тождественном локусе DRD2 в тех же условиях наблюдения (общее количество 112 особей), процент отреагировавших на звуковой стимул судорожным припадком оказался равным 80.

Выявленные различия в аудиогенной чувствительности исследованных нами групп крыс (А1А1 и А2А2) позволили предположить особенности в функционировании вестибуло-кохлеарного анализатора и поставили следующий вопрос, который решался в данной работе - проявляется ли различная настройка вестибуло-кохлеарного анализатора в поведении животных. Известно, что хаpaктеристики поведенческих реакций весьма адекватно отражают функциональные свойства нервной системы, при этом «поведенческий акт - это всегда результат системной (с учетом нейрофизиологических, медиаторных и гормональных механизмов) обработки энергетических и информационных свойств раздражителя корковыми и подкорковыми структурами [8].

В экспериментальной группе животных (общее количество А1А1 и А2А2 равно 27), результаты исследования поведения которых приводятся в данной работе, процент аудиогенных особей составил в группе А1А1 25 % и 95% в группе А2А2.

Полученные результаты по регистрации поведения систематизированы в таблицах 1 и 2.

Таблица 1. Показатели двигательной активности крыс группы А1А1 и А2А2 в открытом поле (ОП)

 

Генотип по TAG 1A DRD2

 

Неподвижность (сек)

Двигательная активность (число амбуляций - количество пересеченных квадратов)

До первого движения

В течение сеанса ОП

общая

Центр ОП

Периферия ОП

А11

0,55+0,49

 

1,15+0,98

98,03+8,09

6,78+2,05

91,25+6,04

А22

10,25+2,24

 

31,45+9,25

48,26+5,99

2,68+0,67

45,58+5,32

Уровень значимости
p

 

<0,01

 

<0,05

 

<0,01

 

>0,05

 

<0,001

Приведенные в таблице 1 данные показывают, что у крыс А2А2 по сравнению с А1А1 значимо увеличен латентный период до начала локомоции, при этом различия достигают 20-кратного значения. Также крысы А2А2 в процессе тестирования в открытом поле чаще замирают, оставаясь в неподвижности. Общая продолжительность неподвижности у крыс А2А2 в тридцать раз превышает этот показатель у крыс А1А1.

Анализ двигательной активности крыс, основанный на подсчете числа амбуляций, выявил, что крысы А2А2 в течение всего сеанса наблюдения за их поведением в открытом поле, меньше двигаются. Они посещают в два раза меньшее число квадратов (общая двигательная активность, p<0,01). При этом снижение общей двигательной активности приводит к тому, что крысы А2А2 меньше пересекают квадраты как в центре (р<0,05), так и на периферии поля (р<0,001). При этом следует отметить, что крысы обеих групп предпочитают двигаться по периферии поля и редко посещают его центр, что позволяет предполагать, что обеим группам крыс присуща тревожность.

Показателем исследовательской деятельности крыс является количество вертикальных стоек, которые крысы совершают, становясь на задние лапы, и совершая повороты головы, что часто сопровождается движением вибрисс. Эти данные приведены в таблице 2.

Таблица 2. Показатели исследовательской деятельности и груминга крыс группы А1А1 и А2А2 в открытом поле (ОП)

Генотип TAG 1A DRD2

Количество вертикальных стоек

Груминг

Уринация

общая

Центр ОП

Периферия ОП

Кол-во

эпизодов

Общее

время

сек

число

А11

29,97+3,54

 

1,72+0,54

28,25+3,00

5,87+0,48

14,62+4,05

0,31+0,12

А22

14,34+2,08

 

0,29+0,16

14,05+1,92

4,28+0,53

12,21+1,28

0,09+0.04

Уровень значимости p

 

<0,001

 

<0,01

 

<0,001

 

>0,05

 

>0,05

 

<0,05

Как следует из данных таблицы 2, у крыс А2А2 мы отметили уменьшение числа стоек как в центре (p<0,01) и на периферии (р< 0,001) по сравнению с крысами другой группы - А1А1. Общее количество стоек у крыс группы А2А2 уменьшено вдвое (p<0,001), что свидетельствует о значительно меньшей исследовательской деятельности этой группы крыс. Показатели груминга, как по времени, так и по числу эпизодов не различались между изучаемыми группами крыс. Крысы А2А2 имели меньшее количество уринаций (р<0,05). В целом, полученные результаты свидетельствуют о том, что крысы А2А2 меньше двигаются, значительно реже совершают стойки и чаще «замирают», пребывая в состоянии неподвижности.

  Результаты исследования поведения двух групп крыс (А1А1 и А2А2) выявили наличие большего по длительности латентного периода до первой амбуляции у крыс А2А2. Это послужило основанием для предположения о том, что у этой группы крыс существуют затруднения в афферентном синтезе раздражений, поступающих из внешней среды в условиях новой обстановки (открытое поле).

Эпилепсия является одним из наиболее распространенных неврологических заболеваний, имеет сложный полигенный хаpaктер и осложнена тем, что 30% пациентов резистентны к фармакотерапии. Много неясного в этиологии и патогенезе этого заболевания. Поэтому понимание биологических механизмов патогенеза и фармакорезистентности эпилепсии является актуальной задачей биологической психиатрии, невозможной без использования экспериментальных моделей [6].

Молекулярно-генетические исследования у грызунов с аудиогенными припадками немногочисленны. Недавно показано, что у крыс КМ отсутствуют определенные гипервариабельные фрагменты ДНК (маркеры, свойственные резистентным лабораторным животным), которые, вероятно, отражают структурные изменения в геноме и связаны с проявлением аудиогенного приступа [2]. Признак «чувствительность к звуку» используется для исследования механизма развития судорожных состояний. Линии мышей и крыс, обладающие аудиогенной чувствительностью, служат моделями эпилепсии человека. Аудиогенная эпилепсия относится к категории патологических состояний, которые провоцируются внешней стимуляцией, иначе говоря, рефлекторно.

Сравнение поведенческих показателей крыс А1А1 и А2А2 в тесте «открытое поле» позволило обратить внимание на выраженную неподвижность крыс А2А2 (превышающую по времени пpaктически в 30 раз аналогичный показатель у А1А1). Неподвижность крыс группы А2А2 приводила к меньшей двигательной активности (количество пересеченных квадратов по периферии поля уменьшено вдвое по сравнению с крысами А1А1). Наблюдалось и резкое снижение исследовательской деятельности (количество стоек на периферии поля у крыс А2А2 уменьшено вдвое, а в центре - в семь раз).

Эти данные указывают, что у крыс, гомозиготных по аллелю А2 в локусе TAG 1A DRD2, вероятно, в связи с изменением (снижением порога чувствительности к акустическим сигналам) функционального состояния слухового анализатора, а вследствие этого и баланса полисенсорных взаимовлияний в центре их анализа - в миндалевидном комплексе, возникают затруднения в осуществлении афферентного анализа. В ранее опубликованной работе [4], посвященной особенностям структурной организации миндалевидного комплекса данных субпопуляций крыс, приведены доказательства правомерности этого предположения. Было показано, что удельная площадь комплекса ядер базолатеральной группировки миндалевидного комплекса больше у крыс А1А1 в обоих полушариях по сравнению с крысами А1А1. Базолатеральная группировка имеет обширные связи с различными областями новой, старой и межуточной коры, а также с ядерными центрами слухового и стато-кинетического анализаторов [1,7]. Вероятно, затруднения, возникающие на этапе афферентного синтеза, приводят к нарушению работы программирующих блоков в функциональной системе поведения и формированию определенных препятствий в реализации поступившей в организм информации из окружающей среды в виде локомоторных актов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Акмаев И.Г., Калимуллина Л.Б. Миндалевидный комплекс мозга: функциональная морфология и нейроэндокринология. М.: Наука, 1993.272 с.
  2. Зорина З.А.., Полетаева И.И., Резникова Ж.B. Основы этологии и генетики поведения. М.: Высшая школа, 2002. 383c.
  3. Калимуллина Л.Б., Ахмадеев А.В., Бикбаев А.Ф.и др. Медицинская генетика, 2005, №5, с.198.
  4. Леушкина Н.Ф., Ахмадеев А.В., Калимуллина Л. Б. В сб. научных статей «Интегративная физиология», Уфа, БашГУ, с.48.
  5. Мидзяновская И.С., Кузнецова Г.Д., Туомисто Л. и др. // Нейрохимия, 2004, т.21, № 4, с.264.
  6. Нуца Н.А., Калуев А.В. Современная биологическая психиатрия: проблемы и перспективы. Нейронауки, 2008, №3, с.23.
  7. Чепурнов С.А., Чепурнова Н.Е. Миндалевидный комплекс мозга. М.: Из-во МГУ, 1981.- 267 с.
  8. Шуваев В.Т., Суворов Н.Ф. Базальные ганглии и поведение. CПб.: Наука, 2001. - 278 с.
  9. Hall C.S.// J.Comp. Psychol., 1934. V.18, N.3, p.385
  10. Kuznetsova G. D., Coenen A.M.L., van Luijtelaar E.L.M. In: The WagRij rat model of absence epilepsy: The Nijmegen - Moscow research. 2000, Nijmegen, NICI, 141 p.


ГЕРМАНСКИЕ ФАШИСТЫ В УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЯХ ИРАНА

ГЕРМАНСКИЕ ФАШИСТЫ В УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЯХ ИРАНА Статья в формате PDF 106 KB...

10 07 2024 21:34:53

Олимпийское движение и его культурное значение

Олимпийское движение и его культурное значение Статья в формате PDF 110 KB...

08 07 2024 12:21:55

НОВЫЙ ВИД АМФИБИЙ В ВОДОЕМАХ СРЕДНЕГО УРАЛА

НОВЫЙ ВИД АМФИБИЙ В ВОДОЕМАХ СРЕДНЕГО УРАЛА Изучены особенности биологии и некоторые демографические хаpaктеристики двух популяций озерной лягушки (Rana ridibunda Pall.), случайно интродуцированной в водоемы-охладители тепловых станций, на территории Среднего Урала. Условия существования в новых водоемах оказались благоприятными. За интродукцией последовало самостоятельное расселение, обе популяции в настоящее время занимают значительную территорию. Животные, обитающие в этих популяциях, отличаются по размерно-возрастному составу размножающихся особей, типу нереста, плодовитости. Полученные данные позволяют утверждать, что обнаруженные различия носят адаптивный хаpaктер. ...

29 06 2024 11:32:22

БАХРУШИН ВЛАДИМИР ЕВГЕНЬЕВИЧ

БАХРУШИН ВЛАДИМИР ЕВГЕНЬЕВИЧ Статья в формате PDF 114 KB...

28 06 2024 17:25:40

БОШЕНЯТОВ БОРИС ВЛАДИМИРОВИЧ

БОШЕНЯТОВ БОРИС ВЛАДИМИРОВИЧ Статья в формате PDF 114 KB...

27 06 2024 3:27:10

STATISTICAL DESCRIPTION OF CONTROL SYSTEMS IN NANOLITHOGRAPHY

STATISTICAL DESCRIPTION OF CONTROL SYSTEMS IN NANOLITHOGRAPHY Статья в формате PDF 144 KB...

26 06 2024 7:38:22

ВОЛГИН ВАСИЛИЙ ИЛЬИЧ

ВОЛГИН ВАСИЛИЙ ИЛЬИЧ Статья в формате PDF 220 KB...

22 06 2024 7:14:36

Поливариантная модель первичной сукцессии растительности на экотопически гетерогенной территории (на примере карьеров лесотундры)

Поливариантная модель первичной сукцессии растительности на экотопически гетерогенной территории (на примере карьеров лесотундры) На примере самозарастания песчаных карьеров разработана модель, описывающая формирование растительности в ходе первичной сукцессии на территории со сложным рельефом поверхности и соседством контрастных экотопов. ...

21 06 2024 14:26:37

РОЛЬ МЕЖБЮДЖЕТНЫХ ОТНОШЕНИЙ В ВОСПРОИЗВОДСТВЕННОМ ПРОЦЕССЕ

РОЛЬ МЕЖБЮДЖЕТНЫХ ОТНОШЕНИЙ В ВОСПРОИЗВОДСТВЕННОМ ПРОЦЕССЕ Основным направлением совершенствования межбюджетных отношений является достижение сбалансированности бюджетов различных уровней, что, в свою очередь, позволит регионам активно используя потенциал всех форм собственности, иметь самостоятельную базу финансовых ресурсов как основу саморазвития и самообеспечения воспроизводственного процесса. ...

19 06 2024 12:49:38

Французская модель несостоятельности

Французская модель несостоятельности Статья в формате PDF 293 KB...

18 06 2024 4:29:51

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЕ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫЕ ПРОЕКТЫ КАК ФАКТОР ФОРМИРОВАНИЯ ТВОРЧЕСКИХ СПОСОБНОСТЕЙ УЧАЩИХСЯ

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЕ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫЕ ПРОЕКТЫ КАК ФАКТОР ФОРМИРОВАНИЯ ТВОРЧЕСКИХ СПОСОБНОСТЕЙ УЧАЩИХСЯ Школьная научно-исследовательская деятельность – это сочетание приемов и методов, направленных на решение актуальных проблем, которые служат активизации познавательной деятельности учащихся. Научно-исследовательская работа учащихся – это пpaктическая работа поискового хаpaктера, которая способствует расширению знаний учащихся, развитию их пpaктических умений. В процессе создания естественнонаучных проектов у школьников возрастает познавательный интерес к общим законам природы, стремление к приобретению обширных знаний, обогащается умственная деятельность учащихся, развивается умение мыслить творчески. ...

15 06 2024 6:28:42

ИСТОРИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ГОРНОГО БЕГА

ИСТОРИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ГОРНОГО БЕГА Статья в формате PDF 279 KB...

14 06 2024 3:41:55

ЦИРКИН ВИКТОР ИВАНОВИЧ

ЦИРКИН ВИКТОР ИВАНОВИЧ Статья в формате PDF 216 KB...

05 06 2024 7:46:27

Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::