Введение к работе
Актуальность проблемы. Важнейшей составляющей поведенческой активности новорожденных млекопитающих являются зависимые от самки реакции (детская привязанность, «infant-mother attachment», «maternal bonding»). Такие реакции возникают исключительно в раннем постнатальном периоде в связи с незрелостью большинства структур мозга, в том числе сенсорных систем. Формирование привязанности к матери у крыс завершается к 10-му дню жизни (Moriceau, Sullivan, 2005). Согласно существующим представлениям, зависимое от матери поведение является результатом взаимодействия центров, ответственных, с одной стороны, за обучение; с другой стороны, за подкрепление (Крэйн, 2002). Взаимодействие с матерью имеет собственное подкрепляющее значение, которое не связано с тем, что самка служит для детеныша источником пищи и тепла. Степень привязанности новорожденного зависит от многих факторов, в том числе генетических, эндокринных, нейроанатомических, нейрофизиологических, а также выраженности материнской заботы (Menard et al., 2007).
Несмотря на высокую биологическую значимость зависимых от матери реакций, большинство авторов изучает лишь отдельные компоненты «детского» поведения (Branchi et al., 2001; Muller et al., 2005; McNamara et al., 2008). Практически отсутствуют работы, в которых анализируется выраженность стремления новорожденных экспериментальных животных находиться в контакте с самкой. В предыдущих исследованиях нашей лаборатории предложена новая методика комплексной оценки зависимого от матери поведения (Ивлева, 2004; Дубынин, Каменский, 2010). Благодаря ее применению показано, что введение опиоидных пептидов пищевого происхождения Р-казоморфинов приводит к росту стремления детенышей крыс находиться в контакте с самкой (Ивлева, 2004). Продолжение работ с использованием этой методики, а также ее совершенствование, является актуальным, поскольку изменения поведения детенышей, спровоцированные применением фармакологических агентов, могут представлять собой модели патологий, связанных с нарушением привязанности ребенка к матери. В частности, снижение стремления детенышей находиться в контакте с самкой рассматривается как одно из проявлений аутизма (McNamara et al., 2008).
Среди медиаторов, составляющих основу зависимого от матери поведения, одно из первых мест занимают катехоламины, в том числе, дофамин. Введение антагонистов рецепторов дофамина ослабляет проявление зависимых от матери реакций (Cagiano et al., 1988; Shair et al., 2009). Вместе с тем, многие аспекты онтогенеза дофаминергической системы мозга новорожденных остаются малоизученными. Так, в литературе почти не имеется данных о вкладе D1- и D2-подсистем в «детское» поведение, а также о последствиях хронического неонатального введения антагонистов соответствующих рецепторов.
Особый интерес представляет изучение взаимодействия дофаминергической и опиоидной систем мозга в ранний постнатальный период. По общему мнению, Р-казоморфины, поступающие в организм новорожденного с молоком матери, играют роль своеобразных «экзогормонов», оказывающих адаптогенное действие (Teschemacher, 2003). Подкрепляющее влияние опиоидов в значительной мере опосредуется именно через дофаминергическую систему (Hirose, 2005). Следовательно, можно ожидать, что Р-казоморфины вызовут компенсацию нарушений зависимого от матери поведения детенышей, спровоцированных предварительным введением антагонистов рецепторов дофамина. Помимо этого, представляется важным исследовать влияние на поведение детенышей экзорфинов немолочного происхождения, которые отличаются от производных казеина по первичной структуре и специфичности связывания с [і- и 8- типами опиоидных рецепторов (Yang et al., 2003). Одним из наиболее интересных представителей этой группы является фрагмент белка зеленых листьев РУБИСКО рубисколин-5 (YPLDL) (Yang etal., 2001).
Исследование нейротропной активности экзорфинов актуально не только с фундаментальной, но и с практической точки зрения, поскольку позволяет оценить влияние рациона на поведение и онтогенез медиаторных систем мозга новорожденных, в том числе в условиях патологии.
Цель и задачи исследования. Основной целью выполненной работы является нейрофармакологический анализ зависимого от матери поведения детенышей белых крыс, изучение последствий введения лигандов рецепторов дофамина и опиоидных рецепторов. Часть работы посвящена анализу влияния Р-казоморфина-7 (наиболее исследованного представителя группы Р-казоморфинов) на поведение детенышей на
фоне предварительной инъекции Б2-антагониста клебоприда. В работе были поставлены следующие конкретные задачи:
подобрать дозы Б2-антагониста клебоприда, D1-антагониста SCH23390, а также рубисколина-5, пороговые для проявления влияния на двигательную активность детенышей беспородных белых крыс в возрасте 10 и 15 дней;
исследовать влияние блокаторов рецепторов дофамина (клебоприд, SCH23390) на зависимое от матери поведение детенышей крыс в возрасте 10 и 15 дней; сравнить эффекты препаратов;
оценить характер влияния Р-казоморфина-7 на зависимое от матери поведение детенышей крыс в возрасте 10 и 15 дней на фоне предварительного введения клебоприда;
определить направленность и выраженность влияния рубисколина-5 на зависимое от матери поведение детенышей крыс; сравнить эффекты рубисколина-5 и Р-казоморфина-7;
оценить изменения зависимого от матери поведения и двигательной активности 10- и 15-дневных детенышей крыс при хроническом введении клебоприда в период с 1 по 7 дни жизни.
Каждому из разделов работы предшествовал анализ литературы, выбор и отработка соответствующих методических подходов. Исследование влияния препаратов на двигательную активность детенышей крыс проводилось с целью подбора дозы, которая могла бы оказывать воздействие на структуры мозга, ответственные специфически за формирование зависимого от матери поведения, без изменений двигательной активности.
Научная новизна. В рамках настоящей работы впервые исследовано влияние ряда фармакологических препаратов на «детское» поведение детенышей белых крыс с использованием оригинального метода комплексной экспресс-оценки выраженности зависимых от матери реакций. Ориентированное на мать (родителя) поведение является мало изученной областью физиологии. В связи с этим практически все полученные нами результаты обладают высоким уровнем новизны и не имеют аналогов в литературе. Показано, что все исследованные препараты в зависимости от дозы могут снижать подвижность детенышей крыс, а также влияют на зависимое от матери поведение в дозах, не изменяющих двигательную активность.
Введение Б2-антагониста клебоприда приводит к ослаблению зависимых от матери реакций, a D1-антагонист, напротив, способен усиливать стремление детенышей находиться в контакте с самкой. Впервые показано, что введение опиоидного пептида молочного происхождения Р-казоморфина-7 компенсирует ослабление зависимого от матери поведения, вызванное предварительным применением клебоприда. Впервые показано, что введение детенышам крыс рубисколина-5 приводит к снижению выраженности зависимых от самки реакций. Впервые показано, что хроническое введение клебоприда в ранний постнатальный период приводит к отставленному увеличению двигательной активности, а также к изменению стремления детеныша находиться в контакте с матерью.
Положения, выносимые на защиту. Показано, что Б2-антагонист клебоприд в дозе 0,5 мг/кг, не влияющей на двигательную активность, приводит к ослаблению зависимых от матери реакций крысят как в 10, так и в 15 дней жизни. Последующее применение опиоидного пептида Р-казоморфина-7 компенсирует негативное влияние клебоприда с обращением эффектов в 15-дневном возрасте. Показано, что инъекция детенышам крыс D1-антагониста SCH23390 приводит к активации зависимого от матери поведения у детенышей как в 10-, так и в 15-дневном возрасте. Эффект препарата более выражен в 10 дней, а также зависит от пола животных. Изучены последствия однократного введения новорожденным опиоидного пептида рубисколина-5, заключающиеся в ослаблении зависимого от матери поведения в 10-дневном возрасте. Анализ отставленных эффектов хронического применения клебоприда в первые дни жизни детенышей крыс позволил сделать вывод об увеличении двигательной активности, которое проявлялось только в 10-дневном возрасте. Одновременно с этим наблюдалось усиление зависимого от матери поведения (преимущественно у самок), не связанное с ростом подвижности.
Теоретическая и практическая значимость работы. Использована оригинальная методика экспресс-оценки выраженности зависимых от матери реакций. Метод дает возможность изучать не только отдельные компоненты «детского» поведения, но и оценивать направленность изменений такого поведения в целом. Полученные результаты позволяют значительно расширить представления об участии дофаминергической и опиоидной систем мозга в управлении привязанностью новорожденного к матери, подтвердить и конкретизировать ряд имевшихся в этом
отношении гипотез, прежде всего о различном вкладе D1- и Б2-подсистем, а также о разнонаправленном влиянии экзорфинов молочного и растительного происхождения. Часть обнаруженных эффектов имеют существенное значение для понимания отставленного воздействия нейролептиков на онтогенез поведения и медиаторных систем мозга. С практической точки зрения данное исследование создает базу для разработки методов коррекции уровня детской привязанности в условиях различных врожденных и приобретенных патологий.
Апробация работы. Работа была представлена и апробирована на 5-м Европейском Форуме по нейронаукам (Вена, 2006); XX (Москва, 2007) и XXI (Калуга, 2010) съездах Физиологического общества им. И.П. Павлова, 20-м (Вена, 2007) и 23-м (Амстердам, 2010) Конгрессах Европейской нейрофармако логической ассоциации (ECNP), 1-й Всероссийской научно-практической конференции «Физиология адаптации» (Волгоград, 2008), 5-й Международной конференции «Биологические основы индивидуальной чувствительности к психотропным средствам» (Москва-Клязьма, 2010), Научной конференции «Физиологическая активность регуляторных пептидов» (Москва, 2010), а также ряде конференций молодых ученых и заседаниях кафедры физиологии человека и животных Биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, результатов исследования, их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы. Работа изложена на 157 страницах, содержит 25 рисунков и 45 таблиц. Список литературы включает 195 источников, из них 14 отечественных.
