Уровень тревожности и содержание нейрометаболитов в гиппокампе и амигдале крыс после завершения хронического предаторного стресса

В этом исследовании для изучения соотношения между уровнем тревожности с изменениями нейрометаболического профиля в гиппокампе и амигдале воспроизводилась экспериментальная модель предаторного стресса, в которой крысы линии Sprague-Dawley в течение 10 минут подвергались экспозиции кошачьей мочи на протяжении 10 дней ежедневно. В момент предъявления стимула велась съемка поведенческих реакций. Регистрировались реакции испуга, агрессивности, избегания стимула и груминга. Через 14 дней после завершения последнего стрессорного воздействия в тесте «крестообразный лабиринт» определялся общий уровень тревожности. С помощью метода прижизненной ЯМР-спектроскопии определяли содержание нейрометаболитов в гиппокампе и амигдале. По особенностям поведенческих реакций на стрессор животные были ретроспективно разделены на два фенотипа. Первый фенотип использовал пассивную поведенческую стратегию, а второй – активную. У животных первого фенотипа показатели тревожного поведения сохранялись на контрольном уровне, в то время как у животных второго фенотипа наблюдалось снижение этого показателя. В гиппокампе у животных второго фенотипа отмечалось повышенное содержание лактата по сравнению с животными первого фенотипа, тогда как уровень N-ацетиласпартата имел самые низкие значения, отличные от таковых у животных двух других групп. В амигдале у животных второго фенотипа было снижено содержание таурина по сравнению с животными первого фенотипа и контрольной группы. Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о связи постстрессорных изменений тревожности с особенностями поведенческих реакций, выявленных в момент непосредственного действия стрессора. Среди нейрометаболитов гиппокампа и амигдалы определены наиболее информативные для характеристики анксиолитического действия предаторного стресса.

1. American Psychiatric Association. Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, Fifth Edition (DSM-5). Arlington, V.A.: Amer. Psychiatric Publ., 2013.

2. Cohen H., Matar M.A., Buskila D., Kaplan Z., Zohar J. Early poststressor intervention with high-dose corticosterone attenuates posttraumatic stress response in an animal model of posttraumatic stress disorder. Biol. Psychiatry. 2008;64:708-717. DOI 10.1016/j.biopsych.2008.05.025.

3. Cohen H., Zohar J. An animal model of posttraumatic stress disorder: the use of cut-off behavioral criteria. Ann. NY Acad. Sci. 2004;1032:167-178. DOI 10.1196/annals.1314.014.

4. Coplan J.D., Mathew S.J., Abdallah C.G., Mao X., Kral J.G., Smith E.L., Rosenblum L.A., Perera T.D., Dwork A.J., Hof P.R., Gorman J.M., Shungu D.C. Early-life stress and neurometabolites of the hippocampus. Brain Res. 2010;1358:191-199. DOI 10.1016/j.brainres.2010.08.021.

5. De Kloet E.R. From receptor balance to rational glucocorticoid therapy. Endocrinology. 2014;155(8):2754-2769. DOI 10.1210/en.2014-1048.

6. Gruetter R. Automatic, localized in vivo adjustment of all firstand second-order shim coils. Magn. Reson. Med. 1993;29:804-811.

7. Gulevich R.G., Akulov A.E., Shikhevich S.G., Kozhemyakina R.V., Plyusnina I.Z. Proton magnetic resonance spectroscopy of neurometabolites in the hippocampi of aggressive and tame male rats. Russ. J. Genet.: Appl. Res. 2016;6(4):430-436. DOI 10.1134/S2079059716040079.

8. Hemanth Kumar B.S., Mishra S.K., Rana P., Singh S., Khushu S. Neurodegenerative evidences during early onset of depression in CMS rats as detected by proton magnetic resonance spectroscopy at 7T. Behav. Brain Res. 2012;232(1):53-59. DOI 10.1016/j.bbr.2012.03.011.

9. Kondashevskaya M.V., Tseilikman V.E., Manukhina E.B., Downey H.F., Komelkova M.V., Lapshin M.S., Samoylov E.A., Popkov P.N., Aliluev A.V., Vasileva M.V., Kurganov A.S., Maltseva N.V., Tseilikman O.B. Disorder in the morphology and function of adrenal glands in experimental post-traumatic stress disorder in rats: correlation with behavioral markers. Rossiyskiy Fiziologicheskiy Zhurnal im. I.M. Sechenova = I.M. Sechenov Physiological Journal. 2017;103(7):808-818. (in Russian)

10. McCool B.A., Chappell A. Strychnine and taurine modulation of amygdala-associated anxiety-like behavior is ‘state’ dependent. Behav. Brain Res. 2007;178(1):70-81. DOI 10.1016/j.bbr.2006.12.002.

11. Moffett J.R., Ross B., Arun P., Madhavarao C.N., Namboodiri A. N-Acetylaspartate in the CNS: from neurodiagnostics to neurobiology. Prog. Neurobiol. 2007;81:89-131. DOI 10.1016/j.pneurobio.2006.12.003.

12. Moshkin M.P., Akulov A.E., Petrovski D.V., Saik O.V., Petrovsky E.D., Savelov A.A., Koptyug I.V. Proton magnetic resonance spectroscopy of brain metabolic shifts induced by acute administration of 2-deoxi-D-glucose and lipopolisacharides. NMR Biomed. 2014; 27(4):399-405. DOI 10.1002/nbm.3074.

13. Pitman R., Rasmusson A., Koenen K., Shin L., Orr S., Gilbertson M., Milad M., Liberzon I. Biological studies of post-traumatic stress disorder. Nat. Rev. Neurosci. 2012;13:769-787. DOI 10.1038/nrn3339.

14. Provencher S.W. Estimation of metabolite concentrations from localized in vivo proton NMR spectra. Magn. Reson. Med. 1993;30(6):672-679. Schwabe L., Dalm S., Schachinger H., Oitzl M.S. Chronic stress modulates the use of spatial and stimulus-response learning strategies in mice and man. Neurobiol. Learn. Mem. 2008;90(3):495-503. DOI 10.1016/j.nlm.2008.07.015.

15. Shevelev O.B., Seryapina A.A., Zavjalov E.L., Gerlinskaya L.A., Goryachkovskaya T.N., Slynko N.M., Kuibida L.V., Peltek S.E., Markel A.L., Moshkin M.P. Hypotensive and neurometabolic effects of intragastric Reishi (Ganoderma lucidum) administration in hypertensive ISIAH rat strain. Phytomedicine. 2018;41:1-6. DOI 10.1016/j.phymed.2018.01.013.

16. Tkáč I., Starčuk Z., Choi I.-Y., Gruetter R. In vivo 1H NMR spectroscopy of rat brain at 1 ms echo time. Magn. Reson. Med. 1999;41:649656.

17. Tseilikman V.E., Shevelev O.B., Khotskin N.V., Dotsenko A.S., Kontsevaya G.V., Lapshin M.S., Moshkin M.P., Komelkova M.V., Feklicheva I.V., Tseilikman O.B., Dremencov E., Zavjalov E.L. Magnetic resonance spectroscopy of hippocampal and striatal neurometabolites in experimental PTSD rat modeling. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii = Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2017;21(7):783-787. DOI 10.18699/VJ17.293. (in Russian)

18. Wong A., Lee H.S., Lee H.P., Choi Y.K., Lee J.H. Posttraumatic stress disorder symptoms and posttraumatic growth following indirect trauma from the Sewol ferry disaster, 2014. Psychiatry Investig. 2018;15(6):613-619. DOI 10.30773/pi.2017.12.03.