Роль дофаминовой и опиоидной систем в регуляции материнской мотивации и поведения потомства

• Роль опиоидов в регуляции материнского поведения.16.

• Дофаминергическая система и материнское поведение.18.

• Гены, вовлеченные в регуляцию материнского поведения.21.

• Материнская агрессия.26.

• Состояние послеродовой депрессии.27.

• Методы исследования материнского поведения.30.

3. Методика.33.

3.1. Материнское поведение.33.

3.2. Исследование тревожности, двигательной активности и болевой чувствительности потомства.35.

4. Результаты исследований.39.

4.1. Материнское поведение и дофаминергическая система.39.

• Динамика материнского поведения в контроле.40.

• Влияние галоперидола на материнское поведение белых крыс.48.

• Влияние клебоприда на материнское поведение белых крыс.52.

• Влияние SCH 23 390 на материнское поведение белых крыс.56.

• Влияние повторно вводимого галоперидола на материнское поведение нелинейных белых крыс.63.

4.2. Исследование материнского поведения крыс линии WAG/Rij.69.

4.3. Материнское поведение и опиоидная система.83.

• Влияние налоксона на материнское поведение белых крыс.83.

• Влияние хронически вводимого морфина на материнское поведение нелинейных белых крыс.91.

4.4. Влияние морфина, хронически вводимого самкам перед спариванием, на поведение потомства.98.

4.5. Влияние галоперидола, повторно вводимого самкам после родов, на поведение потомства.114.

5. Обсуждение результатов.120.

6.

Заключение

151.

7. Выводы.154.

8.

Список литературы

156.

Актуальность проблемы. Как известно, материнские (родительские) реакции являются важнейшей составляющей комплекса врожденно заданных поведенческих программ и характерны для всех высокоразвитых животных. Исследования показали, что у млекопитающих в обеспечении этого типа поведения участвуют такие структуры, как медиальная преоптическая область (МПО), прилежащее ядро прозрачной перегородки (п. accumbens), вентральная область покрышки (VTA) и др. (Brunton, Russell, 2008). Доказано, что материнские реакции опосредуются не только эндокринными влияниями (эстрогены, окситоцин, пролактин), но и рядом нейромедиаторных систем мозга, в первую очередь, дофаминергической и опиоидной. Морфин и бета-казоморфины снижают уровень материнской мотивации (Panksepp et al., 1994; Дубынин с соавт., 2005; Sukikara et al., 2007), в то время как антагонист опиоидных рецепторов налоксон увеличивает длительность кормления и нахождениясамки в гнезде (Byrnes et al., 2000). Системное введение антагонистов D1- и Б2-рецепторов (SCH 23 390 и клебоприд) непосредственно после родов^ нарушает проявление родительской заботы (Byrnes et al., 2002) — инъекции SKF 38 393 (Dl-агонист) в п. accumbens и МПО облегчают инициацию материнских реакций (Stolzenberg et al., 2007). Вместе с тем, несмотря на значительное число работ, многие аспекты нейрохимической регуляции родительского поведения, остаются не изучены. Дальнейшее исследование этого вопроса представляется актуальным как с фундаментальной, так и с практической, точек зрения- (поиск препаратов, способных корректировать недостаточные либо избыточные проявления материнской мотивации).

Изменения материнского поведения можно моделировать, и изучать не только с помощью* воздействий' на эндокринную сферу и нейромедиаторные системы. Как известно, выраженность и особенности родительских реакций зависят' также от генетических факторов (прежде всего,* линии экспериментальных животныхPoltyrev, Weinstock, 1999; Braw et al., 2009). Крысы линии WAG/Rij, одной из наиболее изученных моделей абсансной эпилепсии, характеризуются измененной активностью дофаминовой и опиоидной систем мозга (Przewlocka et al., 1998; Саркисова с соавт., 2002; Birioukova et al., 2005). Следовательно, можно ожидать, что у самок WAG/Rij уровень родительской мотивации изменен (снижен) — животные этой линии могут служить моделью для изучения не только эпилепсии, но и нарушений материнского поведения.

В настоящее время убедительно доказано, что различные факторы, повлиявшие на самок до либо после родов, могут снизить выраженность родительских реакций и тем самым нарушить развитие потомства. В число таких факторов входят стресс, гормональные нарушения, нейротоксические и нейрофармакологические воздействия (Yang et al., 2006, Champagne, Meaney, 2006; Toki et al., 2007; Kurata et al., 2009). Показано, что не только инъекции морфина беременным самкам вызывают замедление неврологического развития новорожденных (Slamberova et al., 2005), но и введение препарата до спаривания нарушает память потомков, изменяет их активность гиппокампа (Sarkaki et al., 2008).

Введение

Б2-антагониста сульперида и Б2/5НТ2-антагониста рисперидона самкам во время беременности ослабило двигательную активность детенышей, снизило способность к обучению (Rosengarten, Quartermain, 2002; Zuo et al., 2008). Представляется важным продолжить работы в этом направлении, исследуя, в первую очередь, последствия воздействий на опиоидную и дофаминергическую системы самок.

Цель и задачи исследования

Основной целью нашего исследования стал нейрофармакологический анализ материнского поведения самок белых крыс, изучение последствий влияния на опиоидную и дофаминергическую системы их мозга. Часть работы, посвящена анализу действия морфина, вводимого самкам белых крыс до спаривания, и галоперидола, вводимого самкам непосредственно после родов, на постнатальное развитие потомства. В работе были поставлены следующие конкретные задачи: определить характер влияния блокатороврецепторов дофамина (галоперидол, клебоприд, SCH 23 390) на материнское поведение самок беспородных белых крыс при однократном введениисравнить эффекты препаратовоценить влияние малой дозы галоперидола, хронически вводимого самкам после родов, на уровень материнской мотивацииизучить воздействие хронически вводимого галоперидола на уровень тревожности и двигательной активности потомстваисследовать особенности материнского поведения крыс линии WAG/Rij в сравнении с крысами Wistarизучить действие малой дозы повторно вводимого галоперидола на выраженность материнских реакций самок обеих линийопределить направленность и выраженность влияния налоксона на материнские реакции беспородных белых крыс при остром введениисравнить эффекты интраназально и внутрибрюшинно вводимого препаратаоценить изменения материнского поведения белых крыс при хроническом введении морфина самкам до спариванияизучить воздействие хронически вводимого морфина на уровень тревожности и болевой чувствительности потомства:

Каждому из разделов работы предшествовал анализ литературы, выбор и отработка соответствующих методических подходов. Эксперименты с крысами линий WAG/Rij и Wistar выполнены на базе кафедры биологической психологии (Университет г. Неймеген, Нидерланды) — серии опытов с введением, морфинасовместно с ННЦ наркологии Росздрава.

Научная новизна. В рамках настоящей работы впервые исследовано влияние ряда фармакологических препаратов на выраженность материнского поведения самок белых крыс в условиях экспресс-оценки родительской мотивации в тесте «открытое поле». Показано, что все исследованные блокаторы дофаминовых рецепторов (галоперидол, клебоприд, SCH 23 390) ослабляют материнское поведение, причем в ряде случаев в дозах, не влияющих на двигательную и исследовательскую’активность самок. Хроническое-введение низкой дозы галоперидола не только снижает уровень материнской мотивации, но и вызывает отставленные изменения поведения потомства. Результаты исследования подтвердили представление об активирующем влиянии на родительское поведение антагониста опиоидных рецепторов налоксона. Как впервые показано, такое действие препарата сохраняется при неинвазивном интраназальном введении, что указывает на перспективы расширения клинического применения налоксона (использование в ситуациях развития материнской депрессии). Впервые показано, что самки линии WAG/Rij, деятельность мозга которых характеризуется спонтанными пик-волновыми разрядами, демонстрируют стабильно низкий уровень материнской мотивации. Оценена реакция самок линии WAG/Rij на введение галоперидола в сравнении с самками Wistar. Впервые показано, что морфин, хронически вводимый самкам крыс до спаривания, вызывает определенное усиление материнских реакцийобнаруживается также отставленное влияние опиоида на уровень болевой чувствительности, двигательной и исследовательской активности потомства.

Положения, выносимые на защиту. Полученные результаты показывают, что все исследованные препараты дозозависимо воздействуют на проявления материнского поведения: антагонист опиоидных рецепторов налоксон в сторону активации, антагонисты дофаминовых рецепторов (галоперидол, клебоприд и SCH 23 390) — в сторону торможения. Изучен эффект хронического введения малой (пороговой) дозы галоперидола, заключающийся в снижении количества переносов детенышей и увеличении латентного периода подхода к ним. Показано усиление материнских реакций при хроническом применении морфина в дозе 10 мг/кг. Исследованная доза опиоида, вводимая самкам до спаривания, вызывает увеличение количества подходов к детенышам и снижение латентных периодов их переносов.

Анализ материнского поведения крыс линии WAG/Rij позволил сделать вывод об устойчивом снижении у них уровня родительской мотивации. Такое заключение находится в соответствии с данными об усилении проявлений депрессии и снижении у животных этой линии исследовательской" активности (Саркисова с соавт., 2006). Причиной подобных изменений, по-видимому, является общее нарушение деятельности потребностно-мотивационных центров мозга, связанное со стабильно эпилептиформным статусом нервной системы WAG/Rij.

В случае детенышей показано, что морфин, хронически вводимый самкам до спаривания, оказывает значимое влияние на развитие потомства (30−50 дни) и изменяет целый ряд поведенческих характеристик (двигательная и исследовательская активность, болевая чувствительность). Хронические инъекции галоперидола самкам после родов (1−6 дни) приводят к устойчивому росту тревожности детенышей. Следовательно, оба изученных препарата могут рассматриваться в качестве факторов, способных вызывать отставленные нарушения в развитии потомства.

Теоретическая и практическая значимость работы. Автором использована оригинальная методика экспресс-оценки материнского поведения самок крыс в условиях «открытого поля». Метод дает возможность изучать не только материнские реакции при разном уровне стрессогенных влияний (яркий и красный свет), но также двигательную и исследовательскую активность животных. Полученные результаты позволяют значительно расширить представления об участии нейромедиаторов в управлении родительским поведением, подтвердить и конкретизировать ряд имевшихся в этом отношении гипотез, прежде всего, о вовлеченности дофаминергической и опиоидной систем в регуляцию материнской мотивации. Часть обнаруженных эффектов имеют также существенное значение для понимания механизмов отставленного влияния нейролептиков и опиоидов на развитие потомства. С практической точки зрения данное исследование создает базу для разработки методов коррекции (как. усиления, так и ослабления) уровня материнской мотивации в клинике и ветеринарии. Особенно перспективным представляется’использование неинвазивного, интраназального пути введения препаратов, эффективность которого доказана в экспериментах с налоксоном.

Апробация работы: Апробация результатов представленного диссертационного исследования успешно прошла на XI международной конференции студентоваспирантов и молодых ученых «Ломоносов 2004» (Москва, 2004) — XII международной конференции студентов, аспирантов, и молодых ученых «Ломоносов 2005» (Москва, 2005) — I съезде физиологов СНГ (Сочи, Дагомыс, 2005) — 18th Congress of European College of.

Neuropsychopharmacology (ECNP) (Амстердам, Нидерланды, 2005) — Всероссийской конференции молодых исследователей (Санкт-Петербург, 2005) — 5th Forum of European Neuroscience (FENS) (Вена, Австрия, 2006) — 19th Congress of European College of Neuropsychopharmacology (ECNP) (Париж, Франция, 2006) — 20th Congress of European College of Neuropsychopharmacology (ECNP) (Вена, Австрия, 2007) — 6th Forum of European Neuroscience (FENS) (Женева, Швейцария, 2008), 10th Regional Meeting of European College of Neuropsychopharmacology (ECNP) (Таллинн, Эстония, 2009), Annual Meeting of Scandinavian Physiological Society (Уписала, Швеция, 2009), а также на ряде заседаний кафедры физиологии человека и животных Биологического факультета МГУ.

Структура и объем работы. Диссертационая работа состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, результатов исследования, их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы. Работа изложена на 165 страницах, содержит 31 рисунок и 24 таблицы.

Список литературы

включает 172 источников, из них 15 отечественных.

выводы.

В экспериментах на 191 кормящей самке и 185 детенышах белых крыс изучено влияние лигандов опиоидных и дофаминовых рецепторов на выраженность материнского поведения, а также поведение и болевую чувствительность потомства, в результате чего можно заключить:

1. Неспецифический антагонист дофаминовых рецепторов галоперидол (0,1 мг/кг) и D2 антагонист клебоприд (0,2 мг/кг) в дозах, не влияющих на двигательную и исследовательскую активность, способны ослаблять выраженность материнского поведения кормящих самок белых крыс.

2.

Введение

более высоких доз галоперидола (0,2 мг/кг) и клебоприда (0,5 мг/кг) привело к падению двигательной активности и более выраженному снижению родительских реакцийаналогичное действие оказал антагонист D1 рецепторов SCH 23 390 (0,05 мг/кг).

3. Для интраназально вводимого антагониста опиоидных рецепторов, налоксона (1 мг/кг) показана способность активировать проявления материнского поведенияналоксон в дозе 5 мг/кг ослабил родительские реакции кормящих самок.

4. Анализ материнских реакций крыс линии WAG/Rij свидетельствует об устойчивом снижении у них уровня родительской мотивации, что позволяет рассматривать самок линии WAG/Rij как генетически обусловленное проявление материнской депрессии.

5. Хроническое введение морфина (10 либо 10−60 мг/кг, до спаривания) привело к отставленной активации родительских реакций кормящих самок, а также к значительным нарушениям поведения потомства (падение исследовательской и двигательной активности, увеличение порогов болевой чувствительности и др.).

6. Хроническое введение малой дозы галоперидола (0,1 мг/кгтестирование через сутки после введения) кормящим самкам белых крыс привело к ослаблению материнского поведения, а также к отставленным изменениям поведения потомства (рост уровня тревожности).

7. Полученные результаты доказывают важную роль опиоидной и дофа-минергической систем мозга в регуляции материнской мотивации, позволяют наметить пути ее фармакологической коррекции, а также предложить способы фармакологического и генетического моделирования состояния послеродовой депрессии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Материнское поведение является особым и чрезвычайно важным проявлением активности нервной системы млекопитающих (кормящих самок). Его специфика заключается в огромной значимости для выживания биологического вида в целом. При этом материнское поведение может приходить в противоречие с другими потребностями организма (в безопасности, пищевой и т. п.). Как и половое поведение, родительские реакции зависят от гормонального фона и носят периодический характер, однако длятся существенно дольше, чем половое поведение. Запуск и поддержание материнской мотивации связано с активацией таких структур головного мозга как МПО, VTA, BNST, п. accumbens, а также эффектами прогестерона, эстрогенов, пролактина. Непосредственный запуск родительских реакций осуществляется врожденно заданными сенсорными стимулами, источником которых являются новорожденные. В ряду нейрохимических систем, I специфически вовлеченных в реализацию материнской, мотивации, важную роль играют опиоидная и дофаминергическая1 системы мозга.

В нашей работе был проделан нейрофармакологический анализ вклада опиоидной и дофаминергической систем в управление материнским поведением. Для этого нами была разработана и апробирована методика экспресс-оценки материнского поведения в тесте «открытое поле». Ее применение позволило проанализировать не только последствия однократного и повторного введения нейротропных препаратов, но и учесть эффекты обучения (выработки условной реакции на место расположения детенышей), сравнить животных разных линий (беспородные крысы, Wistar, WAG/Rij) и т. п.

Основная часть нашего исследования посвящена изучению влияния на материнское поведение кормящих самок антагонистов рецепторов дофамина^ (галоперидол, клебоприд, SCH 23 390), а также лигандов. опиоидных рецепторов (налоксон, морфин). Нами изучены возможности моделирования нарушений родительской мотивации и их коррекции при остром и хроническом введении фармакологических препаратов. В частности, налоксон проявил способность компенсировать последствия негативного влияния галоперидола.

Такие работы, по нашему мнению, представляют не только фундаментальный, но и практический интерес. Действительно, примерно, у 50% женщин после родов наблюдается депрессивное состояние, влияющее на уровень родительской заботы (Brunton, Russell, 2008). Другое, менее распространенное нарушение материнского поведения — материнские психозы, развивающиеся в первые 2−4 недели после родов. Они встречаются у одной из 500 женщин. В первую очередь психозы связаны с биполярными расстройствами и характеризуются скачками настроения, галлюцинациями, дизорганизацией локомоторных функций, нарушением мышления (Pearlstein et al., 2009). Полученные нами данные создают базу для разработки методов коррекции (как усиления, так и ослабления) уровня материнской мотивации в клинике и ветеринарии.

Показано, что все исследованные блокаторы дофаминовых рецепторов (галоперидол, клебоприд, SCH 23 390) снижают уровень материнского поведения, причем в ряде случаев в дозах, не влияющих на двигательную и исследовательскую активность самок. Хроническое введение низких доз галоперидола не только снижает уровень материнской мотивации, но и вызывает отставленные изменения поведения потомства. С другой стороны, результаты исследования подтвердили представления об активирующем влиянии на родительское поведение антагониста опиоидных рецепторов налоксона (Byrnes et al., 2000). Впервые показано, что такое действие препарата сохраняется при неинвазивном интраназальном введении. Это указывает на возможности расширения клинического применения налоксона и перспективы его использования в ситуациях развития материнской депрессии.

Один из разделов, нашего исследования посвящен сравнительному анализу родительского поведения крыс линий WAG/Rij и Wistar. Показано, что самки WAG/Rij характеризуются более низким уровнем материнской мотивации. Подобные результаты, очевидно, связаны со стабильным эпилептиформным статусом крыс этой линии, а также изменением работы дофаминергической и опиоидергической систем их мозга (Przewlocka et al., 1998; Birioukova et al., 2005). В дальнейшем планируется изучение крыс линии WAG/Rij как генетической модели материнской депрессии.

В особом разделе работы нами изучены отставленные изменения поведения потомства при хроническом введении фармакологических препаратов кормящим самкам (галоперидол) и самкам до спаривания (морфин). Актуальность такого исследования определяется тем, что около 35% беременных и/или кормящих женщин применяют лекарственные психотропные препараты. Не следует также игнорировать возможность приема женщиной наркотических препаратов, влияющих на опиоидную и дофаминергическую системы мозга. Показано, что морфин, хронически вводимый самкам крыс до спаривания, приводит к определенному усилению материнских реакцийвместе с тем у потомства обнаруживается снижение исследовательской активности, рост тревожности и изменения болевой чувствительности.

Таким образом, наше исследование позволило получить новые, оригинальные данные, характеризующие вклад дофаминергической и. и опиоидной систем мозга врегуляцию материнского поведения. Было проанализировано большое количество эффектов, вызванных введением агонистов и антагонистов соответствующих рецепторов. Знания о возможных последствиях таких ситуаций полезно, интересно и позволяет внести важные штрихи в общую картину процессов, протекающих в ЦНС млекопитающих в период беременности и лактации. Обратим также внимание на реальные перспективы клинического применения исследованных препаратов (в том числе налоксона) в качестве соединений, регулирующих уровень материнской мотивации.