Наследственная предрасположенность водяных полевок (Arvicola amphibius L.) к судорожным припадкам в ответ на хэндлинг и ее связь с продолжительностью жизни

Выяснение наследственной предрасположенности к судорогам в ответ на специфические внешние стимулы важно для понимания причин эпилептиформных состояний, нахождения новых методов их предупреждения и лечения. Особи водяной полевки с судорожными припадками встречаются как в природных, так и лабораторных условиях. Проанализированы данные многолетнего содержания и разведения водяных полевок в условиях вивария с целью установления наследственной предрасположенности к судорожным припадкам и влияния пола и возраста на их развитие. В условиях вивария припадки были спровоцированы взятием в руки и отмечены у 2.4 % полевок, отловленных в природной популяции с циклическими колебаниями численности. Судорожные припадки чаще встречали у особей, отловленных в фазы спада и депрессии численности, чем у особей с фаз подъема или пика. Судорожные состояния, вероятно, служат элементом адаптивного поведения, сформировавшегося в системе «хищник–жертва». В природных условиях особи, предрасположенные к судорожным припадкам, могут иметь селективное преимущество при усилении пресса хищников. Судорожные припадки в ответ на хэндлинг отмечены у 29.8 % потомков водяных полевок виварного разведения. Доля таких особей существенно увеличивалась, если у одного или обоих родителей регистрировали судорожные состояния, что свидетельствует о наследственной предрасположенности к припадкам. В парах «родители–потомки» обнаружена достоверная корреляция среднего возраста наступления первых припадков (r = 0.42, p < 0.01). Минимальный возраст регистрации припадков у водяной полевки составляет 39 дней, максимальный – 1105, медианный – 274 дня. Предрасположенность к припадкам не связана с полом. Гены, контролирующие возникновение судорожных состояний, оказывают плейотропное действие на продолжительность жизни: особи с судорожными припадками в условиях вивария живут дольше, чем особи с нормальным фенотипом. Водяная полевка может служить подходящим модельным объектом для изучения природы судорожных состояний и эволюции долголетия.

1. Bronson F.H., De La Rosa J. Tonic-clonic convulsions in meadow voles. Physiol. Behav. 1994;56(4):683-685. DOI 10.1016/0031-9384(94)90227-5.

2. Buchhalter J.R. Animal models of inherited epilepsy. Epilepsia. 1993; 34(Suppl. 3): S31-S41. DOI 10.1111/j.1528-1157.1993.tb05921.

3. Buckmaster P.S. Inherited epilepsy in Mongolian gerbils. In: Pitkä- nen A., Schwartzkroin P.A., Moshé S.L. (Eds.). Models of seizures and epilepsy. Ch. 21. Burlington: Academic Press, 2006;273-294. DOI 10.1016/b978-012088554-1/50023-2.

4. Catala A., Cousillas H., Hausberger M., Grandgeorge M. Dog alerting and/or responding to epileptic seizures: A scoping review. PLoS One. 2018;13(12):e0208280. DOI 10.1371/journal.pone.020828.

5. Evsikov V.I., Muzyka V.Y., Nazarova G.G., Potapova O.F., Potapov M.A. Effect of hydrological conditions on reproduction rate and population structure of the European water vole, Arvicola amphibious. Ekologia = Russian Journal of Ecology. 2017;48(3):290- 293. DOI 10.1134/S1067413617030055

6. Fedotova I.B., Surina N.M., Nikolaev G.M., Revishchin A.V., Poletaeva I.I. Rodent brain pathology, audiogenic epilepsy. Biomedicines. 2021;9(11):1641. DOI 10.3390/biomedicines9111641.

7. Grone B.P., Baraban S.C. Animal models in epilepsy research: legacies and new directions. Nat. Neurosci. 2015;18(3):339-343. DOI 10.1038/nn.3934.

8. Gülersoy E., İyigün S.S., Erol B.B. An overview of seizures and epilepsy in rabbits: etiological differences and clinical management. Nauk. Vìsn. Vet. Med. 2021;1(165):159-164. DOI: 10.33245/2310-4902-2021-165-1-159-164.

9. Jackson R.K. Unusual laboratory rodent species: research uses, care, and associated biohazards. ILAR J. 1997;38(1):13-21. DOI 10.1093/ilar.38.1.13.

10. Krotova L.G. Changes in the adrenal glands and carbohydrate metabolism in the water vole (Arvicola terresrris) in the spring-summer period. In: Issues of the intraspecific variability of mammals. Proceedings of the Institute of Biology. Sverdlovsk, 1962;29:129-140. (in Russian)

11. Ludvig N., Farias P.A., Ribak C.E. An analysis of various environmental and specific sensory stimuli on the seizure activity of the Mongolian gerbil. Epilepsy Res. 1991;8(1):30-35. DOI 10.1016/0920-1211(91)90033-c.

12. Marshall G.F., Gonzalez-Sulser A., Abbott C.M. Modelling epilepsy in the mouse: challenges and solutions. Dis. Model. Mech. 2021;14(3): dmm047449. DOI 10.1242/dmm.047449.

13. Muñoz L.J., Carballosa-Gautam M.M., Yanowsky K., García-Atarés N., López D.E. The genetic audiogenic seizure hamster from Salamanca: The GASH:Sal. Epilepsy Behav. 2017;71(Pt. B):181- 192. DOI 10.1016/j.yebeh.2016.03.002.

14. Myers C.T., Mefford H.C. Advancing epilepsy genetics in the genomic era. Genome Med. 2015;7(1):91. DOI 10.1186/s13073-015-0214-7.

15. Okudan Z.V., Özkara Ç. Reflex epilepsy: triggers and management strategies. Neuropsychiatr. Dis. Treat. 2018;14:327-337. DOI 10.2147/NDT.S107669.

16. Pakozdy A., Halasz P., Klang A. Epilepsy in cats: theory and practice. J. Vet. Intern. Med. 2014;28(2):255-263. DOI 10.1111/jvim.12297.

17. Poletaeva I.I., Kostyna Z.A., Surina N.M., Fedotova I.B., Zorina Z.A. The Krushinsky–Molodkina genetic rat strain as a unique experimental model of seizure states. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii = Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2017;21(4):427- 434. DOI 10.18699/VJ17.261. (in Russian)

18. Schønecker B. Handling-induced tonic/clonic seizures in captive born bank voles (Clethrionomys glareolus). Appl. Anim. Behav. Sci. 2009; 118(1-2):84-90. DOI 10.1016/j.applanim.2009.02.02.

19. Skradski S.L., White H.S., Ptácek L.J. Genetic mapping of a locus (mass1) causing audiogenic seizures in mice. Genomics. 1998;49(2): 188-192. DOI 10.1006/geno.1998.5229.

20. The Water vole: an image of the species. Moscow: Nauka, 2001;527. (in Russian)

21. Weber J.-M., Aubry S., Ferrari N., Fischer C., Lachat Feller N., Meia J.-S., Meyer S. Population changes of different predators during a water vole cycle in a central European mountainous habitat. Ecography. 2002;25(1):95-101. DOI 10.1034/j.1600-0587.2002.250111.