ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ НЕОНАТАЛЬНОЙ ВОСПАЛИТЕЛЬНОЙ БОЛИ НА КОГНИТИВНЫЕ ПРОЦЕССЫ И РЕАКТИВНОСТЬ ГИПОТАЛАМО-ГИПОФИЗАРНО-АДРЕНОКОРТИКАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ У КРЫС ПРЕПУБЕРТАТНОГО ВОЗРАСТА
PDF

Ключевые слова

неонатальная воспалительная боль
кортикостерон
поздний препубертатный период
когнитивные процессы
крыса

Аннотация

Исследовали влияние воспалительной боли у новорожденных крысят на динамику содержания кортикостерона в плазме крови, а в поздний препубертатный период развития (45-53 дня) − на процессы пространственного обучения, кратковременной и долговременной памяти и реактивность гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной системы (ГГАКС) к стрессу принудительного плавания у крыс обоего пола. Впервые обнаружено продолжительное усиление реактивности ГГАКС в ответ на периферический очаг воспалительной боли, вызванный периферической инъекцией формалина, у новорожденных крысят, что дало возможность предполагать о модификации в развитии ГГАКС и возможном ее участии в регуляции когнитивных способностей. Обнаружено, что неонатальная боль вызывала дефицит пространственного обучения и памяти, проявив половой диморфизм в реализации процессов пространственного обучения и памяти. После регистрации долговременной памяти у 53-дневных крыс в ответ на принудительное плавание обнаружено повышенное содержание кортикостерона по сравнению с базальным уровнем, но различий в уровне гормона между крысами с неонатальной болью и контрольными животными, как и половых различий, не было выявлено. Таким образом, у крыс в поздний препубертатный период развития не обнаружено прямой взаимосвязи между активацией ГГАКС неонатальной болью и показателями пространственного обучения и памяти, что, вероятно, указывает на вовлечение других нейробиологических систем на влияние неонатальной боли на когнитивные способности.

https://doi.org/10.31857/S0044452921050041
PDF

Литература

Romeo RD (2010) Pubertal maturation and programming of hypothalamic-pituitary-adrenal reactivity. Front Neuroendocrinol 31: 232–240. https://doi.org/10.1016/j.yfrne.2010.02.004

McCormick CM, Mathews IZ (2010) Adolescent development, hypothalamic-pituitary-adrenal function, and programming of adult learning and memory. Progress in Neuro-Psychopharmac. Biol. Psychiatry. 34: 756–765. https://doi.org/10.1016/j.pnpbp.2009.09.019

Novak CM, Ozen M, Burd I (2018) Perinatal Brain Injury: Mechanisms, Prevention, and Outcomes. Clin. Perinatol. 45: 357–375. https://doi.org/10.1016/j.clp.2018.01.015

Renz H, Adkins BD, Bartfeld S, Blumberg RS, Farber DL, Garssen J, Ghazal P, Hackam DJ, Marsland BJ, McCoy KD, Penders J, Prinz I, Verhasselt V, von Mutius E, Weiser JN, Wesemann DR, Hornef MW (2018) The neonatal window of opportunity-early priming for life. J. Allergy Clin. Immunol. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2017.11.019

Rulli SB, Cambiasso MJ, Ratner LD (2018) Programming of the reproductive axis by hormonal and genetic manipulation in mice. Reproduction. 156: 101–109. https://doi.org/10.1530/REP-18-0054

Williams MD, Lascelles BDX (2020) Early Neonatal Pain-A Review of Clinical and Experimental Implications on Painful Conditions Later in Life. Front. Pediatr. 7: 8–30. https://doi.org/10.3389/fped.2020.00030

Melchior M, Kuhn P, Poisbeau P (2021) The burden of early life stress on the nociceptive system development and pain responses. Eur. J. Neurosci. https://doi.org/10.1111/ejn.15153

Walker SM (2019) Long-term effects of neonatal pain. Semin. Fetal Neonatal. Med. 24: 101005. https://doi.org/10.1016/j.siny.2019.04.005

Mooney-Leber SM, Brummelte S (2017) Neonatal pain and reduced maternal care: Early-life stressors interacting to impact brain and behavioral development. Neuroscience. 7: 21–36. https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2016.05.001

Butkevich IP, Mikhailenko VA, Vershinina EA, Ulanova NA (2015) Differences in adaptive behaviors of adolescent male and female rats exposed at birth to inflammatory pain or stress. J. Evolutionary Biochem. Physiology. 51: 305–315. https://doi.org/10.1134/S0022093015040067

Schroeder A, Notaras M, Du X, Hill RA (2018) On the developmental timing of stress: delineating sex-specific effects of stress across development on adult behavior. Brain Sci. 8: 121. https://doi.org/10.3390/brainsci8070121

Cordier JM, Aguggia JP, Danelon V, Mir FR, Rivarola MA, Mascó D (2021) Postweaning Enriched Environment Enhances Cognitive Function and Brain-Derived Neurotrophic Factor Signaling in the Hippocampus in Maternally Separated Rats. Neuroscience. 453: 138–147. https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2020.09.058

Dobbing J (1981) Nutritional growth restriction and the nervous system. In: The molecular basis of neuropathology. Eds: AN Davidson, RHS Thompson. London: Edward Arnold Co 221–233.

Tirelli E, Laviola G, Adriani W (2003) Ontogenesis of behavioral sensitization and conditioned place preference induced by psychostimulants in laboratory rodents. Neurosci. Biobehav. Rev. 27: 163–178. https://doi.org/10.1016/s0149-7634(03)00018-6

Chen M, Xia D, Min C, Zhao X, ChenY, Liu L, Li X (2016) Neonatal repetitive pain in rats leads to impaired spatial learning and dysregulated hypothalamic-pituitary-adrenal axis function in later life. Sci. Rep. 14: 39159. https://doi.org/10.1038/srep39159

Xia D, Min C, Chen Y, Ling R, Chen M, Li X (2020) Repetitive Pain in Neonatal Male Rats Impairs Hippocampus-Dependent Fear Memory Later in Life. Front. Neurosci. 14: 722. https://doi.org/10.3389/fnins.2020.00722

Morris RGM (1981) Spatial localization does not require the presence of local cues. Learning and Motivation 12: 239–260. https://doi.org/10. 1016/0023-9690(81)90020-5

Vorhees CV, Williams MT (2014) Assessing spatial learning and memory in rodents. ILAR J. 55, 310–332. https://doi.org/10.1093/ilar/ilu013

Henderson YO, Victoria NC, Inoue K, Murphy AZ, Parent MB (2015) Early life inflammatory pain induces long-lasting deficits in hippocampal-dependent spatial memory in male and female rats. Neurobiol. Learn. Mem. 118: 30–41. https://doi.org/10.1016/j.nlm.2014.10.010

Victoria NC, Inoue K, Young LJ, Murphy AZ (2013) Long-term dysregulation of brain corticotrophin and glucocorticoid receptors and stress reactivity by single early-life pain experience in male and female rats. Psychoneuroendocrinology. 38: 3015–3028. https://doi.org/10.1016/j.psyneuen.2013.08.013

Amaral C, Antonio B, Oliveira MG, Hamani C, Guinsburg R, Covolan L (2015) Early postnatal nociceptive stimulation results in deficits of spatial memory in male rats. Neurobiol. Learn. Mem. 125: 120–125. https://doi.org/10.1016/j.nlm.2015.08.012

Anand KJ, Garg S, Rovnaghi CR, Narsinghani U, Bhutta AT, Hall RW (2007) Ketamine reduces the cell death following inflammatory pain in newborn rat brain. Pediatr. Res. 62: 283–290. https://doi.org/10.1203/pdr.0b013e3180986d2f

Butkevich IP, Mikhailenko VA, Vershinina EA (2020) The Influence of Perinatal Stress and Antidepressants on Different Types of Adaptive Behavior and Cognitive Abilities of Prepubertal Female Rats. J. Evolutionary Biochemistry and Physiology. 56: 133–144. https://doi.org/10.1139/cjpp-2020-0307

Herman JP, Figueiredo H, Mueller NK, Ulrich-Lai Y, Ostrander MM, Choi DC, Cullinan WE (2003) Central mechanisms of stress integration: hierarchical circuitry controlling hypothalamo-pituitary-adrenocortical responsiveness. Front. Neuroendocrinol. 24: 151–80. https://doi.org/10.1016/j.yfrne.2003.07.001

Euston DR, Gruber AJ, McNaughton BL (2012) The role of medial prefrontal cortex in memory and decision making. Neuron. 76: 1057–1070. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2012.12.002

Schwarz J M, Sholar P W, Bilbo S D (2012) Sex differences in microglial colonization of the developing rat brain. J. Neurochem. 120, 948–963. https://doi.org/10.1111/j.1471-4159.2011.07630.x

Nelson L H, Lenz K H (2017) The immune system as a novel regulator of sex differences in brain and behavioral development. J. Neurosci. Res. 95, 447–461. https://doi.org/10.1002/jnr.23821

Van Ryzin J W, Pickett L A, McCarthy M M (2018) Microglia: driving critical periods and sexual differentiation of the brain. Dev. Neurobiol. 78, 580–592. https://doi.org/10.1002/dneu.22569

Bereshchenko O, Bruscoli S, Riccardi C (2018) Glucocorticoids, sex hormones, and immunity. Front. Immunol. 9, 1332. https://doi.org/10.3389/fimmu.2018.01332

McCarthy MM, Nugent BM, Lenz KM (2017) Neuroimmunology and neuroepigenetics in the establishment of sex differences in the brain. Nat. Rev. Neurosci. 18: 471-484. https://doi.org/10.1038/nrn.2017.61

Mooney-Leber SM, Brummelte S (2020) Neonatal pain and reduced maternal care alter adult behavior and hypothalamic-pituitary-adrenal axis in a sex-specific manner. Dev. Psychobiol. 62: 631-643. https://doi.org/10.1002/dev.21941