РЕОРГАНИЗАЦИЯ СЕТИ ИНТЕРНЕЙРОНОВ, ЭКСПРЕССИРУЮЩИХ ПАРВАЛЬБУМИН, В НЕОКОРТЕКСЕ КРЫС ПОСЛЕ ПЕРИНАТАЛЬНОЙ ГИПОКСИИ И ВОЗМОЖНОСТЬ ЕЕ ФАРМАКОЛОГИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИИ
PDF

Ключевые слова

неонатальный период
перинатальная гипоксия
ГАМК
парвальбумин
фенибут

Как цитировать

Хожай, Л. И., & Отеллин, В. А. (2021). РЕОРГАНИЗАЦИЯ СЕТИ ИНТЕРНЕЙРОНОВ, ЭКСПРЕССИРУЮЩИХ ПАРВАЛЬБУМИН, В НЕОКОРТЕКСЕ КРЫС ПОСЛЕ ПЕРИНАТАЛЬНОЙ ГИПОКСИИ И ВОЗМОЖНОСТЬ ЕЕ ФАРМАКОЛОГИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИИ. Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова, 107(10), 1289–1298. https://doi.org/10.31857/S0869813921100125

Аннотация

Известно, что популяция тормозных ГАМКеpгичеcкиx интернейpонов неодноpодна и cоcтоит из неcколькиx субпопуляций нейронов, имеющиx pазное функциональное назначение. Одной из них является субпопуляция нейронов, экспрессирующих кальций-cвязывающий белок паpвальбумин и влияющих на cинxpонную импульcную активноcть основных пирамидных нейpонов. Целью исследования было изучить реакцию интернейронов неокортекса, экспрессирующих парвальбумин, на воздействие гипоксии в неонатальный период и оценить нейропротективные свойства фенибута (гидрохлорида гамма-амино-бета-фенилмасляной кислоты), ноотропного препарата, производного ГАМК. Воздействие гипоксии осуществляли в камере с дыхательной смесью, содержащей 7,8% кислорода. Выявление нейронов, содержащих парвальбумин, проводили с использованием первичных кроличьих поликлональных антител к парвальбумину. Исследование сенсомоторной области неокортекса осуществляли на 10-е постнатальные сутки (П10). Показано, что к концу неонатального периода (П10) в неокортексе у контрольных животных присутствует значительная по численности субпопуляция нейронов, экспрессирующих парвальбумин, представленная двумя типами клеток. Наибольшая их локализация выявлена в верхних и средних слоях неокортекса (II-IV и слое V). После воздействия перинатальной гипоксии во всех слоях коры численность нейронов, экспрессирующих парвальбумин, значительно сокращалась: в слое II в 1.4 раза; в слоях III и IV в 2.4 раза; в глубоких слоях: в слое V в 1.9 раза; в слое VI в 1.4 (p < 0.05). Применение фенибута в терапевтической дозе сразу после воздействия гипоксии нивелировало эти нарушения. Во всех слоях неокортекса у животных, переживших воздействие гипоксии, число нейронов, экспрессирующих парвальбумин, увеличивалось и соответствовало контрольным значениям. Полученные данные свидетельствуют о том, что воздействие гипоксии снижает численность нейронов, экспрессирующих парвальбумин, и дают основание предполагать, что в неонатальный период после воздействия гипоксии фармакологический препарат фенибут может оказывать нейропротективное действие на клетки этой субпопуляции тормозных интернейронов.

 

https://doi.org/10.31857/S0869813921100125
PDF

Литература

Druga R (2009) Neocortical Inhibitory System (cortical interneurons / GABAergic neurons / calcium-binding proteins / neuropeptides). Folia Biol (Praha) 55: 201–217.

Jones EG (1975) Varieties and distribution of non-pyramidal cells in the somatic sensory cortex of the squirrel monkey. J Comp Neurol 160: 205–267.

Eggermann Е, Jonas P (2011) How the 'slow' Ca2+ buffer parvalbumin affects transmitter release in nanodomain-coupling regimes. Nat Neurosci 15: 20–22. doi: 10.1038/nn.3002

Turovsky EA, Turovskaya MV, Kononov AV, Zinchenko VP (2013) Shortterm episodes of hypoxia induce posthypoxic hyperexcitability and selective death of GABAergic hippocampal neurons. Exp Neurol 250 : 1–7. https://doi.org/10.1016/j.expneurol.2013.09.006

Зинченко ВП, Туpовcкая МВ, Теплов ИЮ, Беpежнов АВ, Туpовcкий ЕА (2016) Роль парвальбумин-содержащих интернейронов в регуляции спонтанной синхронной активности нейронов мозга в культуре. Биофизика 61: 102–111 [Zinchenko VP, Turovskaya MV, Teplov IY, Berezhnov AV, Turovsky EA (2016) The role of parvalbumin-containing interneurons in the regulation of spontaneous synchronous activity of brain neurons in vitro. Biophysics 61: 102–111. (In Russ)].

Kawaguchi Y, Kondo S (2002) Parvalbumin, somatostatin and cholecystokinin as chemical markers form specific GABAergic interneuron types in the rat frontal cortex. J Neurocytol 31: 277–287. https://doi.org/10.1023/a:1024126110356

Kawaguchi Y, Kubota Y (1993) Correlation of physiological subgroupings of nonpyramidal cells with parvalbumin and calbindin D28k-immunoractive neurons in layer V of rat frontal coztex. J Neurophysiol 70: 387–396. https://doi.org/10.1152/jn.1993.70.1.387

Houser C (1991) GABA neurons in seizure disorders: a review of immunocytochemical studies. Neurochem Rev 16: 295–308. https://doi.org/10.1007/BF00966093

Markram H, Toledo-Rodriguez M, Wang Y, Gupta A, Silberberg G, Wu C (2004) Interneurons of the neocortical inhibitory system. Nat Rev Neurosci 5: 793–807. https://doi.org/10.1038/nrn1519

Rees S, Harding R, Walker D (2011) The biological basis of injury and neuroprotection in the fetal and neonatal brain. Int J Dev Neurosci 29: 551–563. https://doi.org/10.1016/j.ijdevneu.2011.04.004

Тюренков ИН, Перфилова ВН, Попова ТА, Иванова ЛБ, Прокофьев ИИ, Гуляева ОВ, Штепа ЛИ (2013) Изменение оксидантного статуса у самок с экспериментальным гестозом под влиянием производных ГАМК. Бюлл экспер биол мед 155 : 340–344. [Tyurenkov IN, Perfilova VN, Popova TA, Ivanova LB, Prokofiev II, Gulyaeva OV, Shtepa LI (2013) Changes in oxidative status in females with experimental gestosis under the influence of GABA derivatives. Bull Exper Biol Med 155: 340–344.(In Russ)].

Попова А, Перфилова ВН, Жакупова ГА, Веровский ВЕ, Островский ОВ, Тюренков ИН (2016) Влияние сулодексида на функциональное состояние митохондрий плеценты cамок крыс с экспериментальной преэклампсией. Биомед химия 62 : 572–576. [Popova A, Perfilova VN, Zhakupova GA, Verovsky VE, Ostrovsky OV, Tyurenkov IN (2016) Influence of sulodexide on the functional state of mitochondria in the placenta of female rats with experimental preeclampsia. Biomed Chem 62: 572–576. (In Russ)].

Paxinos G, Watson C (1998) The Rat Brain in stereotaxic coordinates. London: Press.

Gabbott PL, Bacon SJ (1996) Local circuit neurons in the medial prefrontal cortex (areas 24a, b, c, 25 and 32) in the monkey: I. Cell morphology and morphometrics. Compar Neurol 364: 567–608. https://doi.org/10.1002/(SICI)1096-9861(19960122)364:4<567::AID-CNE1>3.0.CO;2-1

Zaitsev AV, Gonzalez-Burgos G, Povysheva NV, Kröner S, Lewis DA, Krimer LS (2005) Localization of calcium-binding proteins in physiologically and morphologically characterized interneurons of monkey dorsolateral prefrontal cortex. Cereb Cortex 15:1178–1186. https://doi.org/10.1093/cercor/bhh218

Lewén A, Matz P, Chan PHJ (2000) Free radical pathways in CNS injury. Neurotrauma 17: 871–890. https://doi.org/10.1089/neu.2000.17.871

White BC, Sullivan JM, DeGracia DJ, O'Neil BJ, Neumar RW, Grossman LI, Rafols JA, Krause GSJ (2000) Brain ischemia and reperfusion: molecular mechanisms of neuronal injury. Neurol Sci 179:1–33. https://doi.org/10.1016/s0022-510x(00)00386-5

Heiss WD (2012) The ischemic penumbra: how does tissue injury evolve? Ann N Y Acad Sci 1268:26–34. https://doi.org/10.1111/j.1749-6632.2012.06668.x

Shouman BO, Mesbah A, Aly H (2008) Iron metabolism and lipid peroxidation products in infants with hypoxic ischemic encephalopathy. J Perinato 28: 487–491. https://doi.org/10.1038/jp.2008.22

Fritz KI, Delivoria-Papadopoulos M (2006) Mechanisms of injury to the newborn brain. Clin Perinatol 33 : 573–591. https://doi.org/10.1016/j.clp.2006.06.012

Thibault O, Gant JC, Landfield PW (2007) Expansion of the calcium hypothesis of brain aging and Alzheimer's disease: minding the store. Aging Cell 6: 307–317. https://doi.org/10.1111/j.1474-9726.2007.00295.x

Verkhratsky A, Toescu ECJ (2003) Endoplasmic reticulum Ca2+ homeostasis and neuronal death. Cell Mol Med 7: 351–361. https://doi.org/10.1111/j.1582-4934.2003.tb00238.x

Tauskela JS, Morley P (2004) On the role of Ca2+ in cerebral ischemic preconditioning. Cell Calcium 36: 313–322. https://doi.org/10.1016/j.ceca.2004.02.008

Distefano G, Praticò AD (2010) Actualities on molecular pathogenesis and repairing processes of cerebral damage in perinatal hypoxic-ischemic encephalopathy. Ital J Pediatr 16: 36–63. https://doi.org/10.1186/1824-7288-36-63

Tyurenkov IN, Perfilova VN, Sadikova NV (2014) Change of cardiac ino- and chronotropic functions in stressed animals with blockade of different NO-synthases. Vestn Ross Acad Med Nauk 1-2: 46–50. https://doi.org/10.15690/vramn.v69i1-2.941