ГЕНЕТИКА ПОВЕДЕНИЯ: АССОЦИАЦИЯ ГЕНОТИПА ПО ЛОКУСУ TAG 1A DRD2
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 А1/А2, А1/А1 и А2/А2 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 (А1/А1 и А2/А2, 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 |
|
А1/А1 |
0,55+0,49
|
1,15+0,98 |
98,03+8,09 |
6,78+2,05 |
91,25+6,04 |
А2/А2 |
10,25+2,24
|
31,45+9,25 |
48,26+5,99 |
2,68+0,67 |
45,58+5,32 |
Уровень значимости |
<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 |
|
А1/А1 |
29,97+3,54
|
1,72+0,54 |
28,25+3,00 |
5,87+0,48 |
14,62+4,05 |
0,31+0,12 |
А2/А2 |
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:
- Акмаев И.Г., Калимуллина Л.Б. Миндалевидный комплекс мозга: функциональная морфология и нейроэндокринология. М.: Наука, 1993.272 с.
- Зорина З.А.., Полетаева И.И., Резникова Ж.B. Основы этологии и генетики поведения. М.: Высшая школа, 2002. 383c.
- Калимуллина Л.Б., Ахмадеев А.В., Бикбаев А.Ф.и др. Медицинская генетика, 2005, №5, с.198.
- Леушкина Н.Ф., Ахмадеев А.В., Калимуллина Л. Б. В сб. научных статей «Интегративная физиология», Уфа, БашГУ, с.48.
- Мидзяновская И.С., Кузнецова Г.Д., Туомисто Л. и др. // Нейрохимия, 2004, т.21, № 4, с.264.
- Нуца Н.А., Калуев А.В. Современная биологическая психиатрия: проблемы и перспективы. Нейронауки, 2008, №3, с.23.
- Чепурнов С.А., Чепурнова Н.Е. Миндалевидный комплекс мозга. М.: Из-во МГУ, 1981.- 267 с.
- Шуваев В.Т., Суворов Н.Ф. Базальные ганглии и поведение. CПб.: Наука, 2001. - 278 с.
- Hall C.S.// J.Comp. Psychol., 1934. V.18, N.3, p.385
- 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.
Статья в формате PDF
112 KB...
08 07 2025 14:11:52
Статья в формате PDF
274 KB...
07 07 2025 22:38:51
06 07 2025 22:28:32
Статья в формате PDF
285 KB...
05 07 2025 3:50:59
Статья в формате PDF
109 KB...
04 07 2025 2:56:38
Статья в формате PDF
144 KB...
03 07 2025 8:45:50
Статья в формате PDF
117 KB...
02 07 2025 19:36:30
Статья в формате PDF 110 KB...
01 07 2025 12:36:29
Статья в формате PDF
133 KB...
30 06 2025 21:24:51
Статья в формате PDF
105 KB...
29 06 2025 10:46:27
27 06 2025 16:12:13
Статья в формате PDF
109 KB...
26 06 2025 8:41:10
Статья в формате PDF
129 KB...
25 06 2025 1:19:42
Статья в формате PDF
102 KB...
24 06 2025 23:47:54
В статье представлены различные классификации систем антиоксидантной защиты клеток, в частности, проанализирована возможность 5 уровней защиты клеток от свободнорадикального окисления в интерпретации разных авторов. Дана классификация антиоксидантов с точки зрения их химической природы, молекулярной массы, гидрофильности и гидрофобности, особенностей молекулярно - клеточных механизмов инактивации свободных радикалов.
...
23 06 2025 3:30:51
Статья в формате PDF
112 KB...
22 06 2025 12:51:11
Статья в формате PDF
254 KB...
21 06 2025 12:24:30
Статья в формате PDF
251 KB...
20 06 2025 7:53:28
Статья в формате PDF
112 KB...
19 06 2025 7:25:54
В данной работе авторами обоснована актуальность исследований в области пенсионного обеспечения, раскрыты основные направления дальнейшего развития пенсионной модели.
...
15 06 2025 0:30:24
Статья в формате PDF
110 KB...
14 06 2025 19:34:15
Статья в формате PDF
267 KB...
13 06 2025 10:15:20
Статья в формате PDF
102 KB...
12 06 2025 22:30:57
Статья в формате PDF
295 KB...
11 06 2025 12:26:14
Статья в формате PDF
109 KB...
10 06 2025 13:21:29
Приведены результаты опыта искусственного разведения лиственницы, проведенного впервые в Центральной Якутии с целью ускорения лесообразовательного процесса в зеленой зоне с. Матта Мегино-Кангаласского района. Выявлен высокий процент приживаемости саженцев (98,3-83,5 %). Установлено, что в первые годы после посадки идет адаптация саженцев к новым условиям среды, начиная с 3-4 года после посадки дают хороший прирост в высоту.
...
08 06 2025 8:34:31
Статья в формате PDF
122 KB...
07 06 2025 4:48:37
Статья в формате PDF
110 KB...
05 06 2025 18:49:23
Статья в формате PDF
110 KB...
04 06 2025 5:54:14
Статья в формате PDF
116 KB...
02 06 2025 8:46:35
Статья в формате PDF
132 KB...
01 06 2025 6:50:44
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 ::