ПРЕНАТАЛЬНАЯ ГИПОКСИЯ ПРИВОДИТ К НАРУШЕНИЮ ФОРМИРОВАНИЯ НЕРВНОЙ ТКАНИ ЭНТОРИНАЛЬНОЙ ОБЛАСТИ КОРЫ МОЗГА КРЫС
PDF

Ключевые слова

энторинальная кора
пренатальная гипоксия
эмбриогенез
крыса
нейрогенез
миграция нейробластов

Как цитировать

Васильев, Д. С., Туманова, Н. Л., & Калинина, Д. С. (2020). ПРЕНАТАЛЬНАЯ ГИПОКСИЯ ПРИВОДИТ К НАРУШЕНИЮ ФОРМИРОВАНИЯ НЕРВНОЙ ТКАНИ ЭНТОРИНАЛЬНОЙ ОБЛАСТИ КОРЫ МОЗГА КРЫС. Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова, 106(10), 1278–1288. https://doi.org/10.31857/S086981392010012X

Аннотация

Пренатальная гипоксия нарушает формирование головного мозга, что приводит к развитию когнитивного дефицита в постнатальный период. Вероятные причины такого дефицита могут быть связаны с нарушением функционирования дорсального гиппокампа и областей новой коры, участвующих в его афферентации, в частности, энторинальной коры, проекционные нейроны которой иннервируют поле СА1. В задачи настоящего исследования входила оценка влияния пренатальной гипоксии на формирование нервной ткани энторинальной коры в раннем онтогенезе крыс, перенесших пренательную гипоксию на 14-й или 18-й дни эмбриогенеза. Путём прижизненного мечения 3’-этинил-5-дезоксиуридином нейробластов, образующихся у эмбрионов в момент действия гипоксии, было показано, что гипоксия нарушала образование и миграцию нейробластов в нижние (при гипоксии на 14-й день беременности) или верхние (при гипоксии на 18-й день) слои энторинальной коры в зависимости от срока гипоксического воздействия. Гипоксия на Е14, но не на Е18 приводила к снижению количества нейронов в энторинальной коре у крысят в первый месяц постнатального онтогенеза. Такое снижение свидетельствует об их гибели. Нарушение процесса нейрогенеза затрагивало образование проекционных пирамидных нейронов, но не влияло на популяцию тормозных интернейронов. Электронная микроскопия выявила патологические изменения нейронов энторинальной коры крысят на 20-е сутки после рождения (лизис органелл в цитоплазме либо гиперхроматоз). При гипоксии на 18-й день беременности изменений клеточного состава и гибели пирамидных нейронов в постнатальном онтогенезе у потомства не происходило. По-видимому, пренатальная гипоксия на Е14 приводит к нарушению радиальной миграции нейробластов в энторинальной коре, усилению элиминации проекционных нейронов в раннем постнатальном онтогенезе. Гибель проекционных нейронов энторинальной коры может приводить к нарушению афферентации нейронов гиппокампа. Избирательное действие пренатальной гипоксии на популяцию возбуждающих нейронов энторинальной коры мозга крыс может приводить к нарушению баланса процессов возбуждения и торможения в ходе дальнейшего развития.

https://doi.org/10.31857/S086981392010012X
PDF

Литература

Rice D., Baron S. Critical periods of vulnerability for the developing nervous system: evidence from humans and animal models Environ. Health Perspect. 108. (3): 511-533. 2000.

Rakic P. Specification of cerebral cortical areas. Science. 241(4862): 170-176. 1988.

Bayer S.A. Development of the hippocampal region in the rat. II. Morphogenesis during embryonic and early postnatal life J. Comp. Neurol. 190(1-2): 115-134. 1980.

Bayer S.A. Development of the hippocampal region in the rat. I. Neurogenesis examined with 3H -thymidine autoradiography J. Comp. Neurol. 190(1-2): 87-114. 1980.

Kempermann G., Jessberger S., Steiner B., Kronenberg G. Milestones of neuronal development in the adult hippocampus. Trends Neurosci. 27(8): 447-452. 2004. DOI:10.1016/j.tins.2004.05.013

Vasilyev D.S., Tumanova N.L.,Zhuravin I.A. Change of the neocortex nervous tissue in rat ontogenesis after hypoxia at various times of embryogenesis. Zh. Evol. Biokhim. Fiziol. 44: 258-267. 2008.

Vasilev D.S., Dubrovskaya N.M., Tumanova N.L., Zhuravin I.A. Prenatal hypoxia in different periods of embryogenesis differentially affects cell migration, neuronal plasticity and rat behavior in postnatal ontogenesis Front. Neurosci. 10:126. 2016.

Журавин И.А., Туманова Н.Л., Васильев Д.С. Структурные изменения нервной ткани гиппокампа в онтогенезе крыс после пренатальной гипоксии Ж. эвол. биох. физиол. 45(1): 138-140. 2009. [Zhuravin I.A., Tumanova N.L., Vasilev D.S. Structural changes in the nervous tissue of the hippocampus in rat ontogenesis after prenatal hypoxia J. Evol. Biochem. Phyziol. 45(1): 138-140. 2009. (In Russ)].

Zhuravin I.A., Dubrovskaya N.M., Vasilev D.S., Postnikova T.Yu., Zaitsev A.V. Prenatal hypoxia produces memory deficits associated with impairment of long-term synaptic plasticity in young rats. Neurobiol. Learning and Memory. 1-10. 2019.

Perez-Cruz C., Nolte M.W., van Gaalen M.M., Rustay N.R., Termont A., Tanghe A., Kirchhoff F., Ebert U. Reduced spine density in specific regions of CA1 pyramidal neurons in two transgenic mouse models of Alzheimer’s disease. J. Neurosci. 31(10): 3926–3934. 2011.

Bayer S.A., Altman J. Neurogenetic Timetables in the Telencephalon. In: The Rat Nervous System. 3rd edition. Elsevier, Acad. Press. 28-36. 2004

Paxinos G., Watson C. The rat brain in stereotaxic coordinates. 6th Edition. Elsevier Inc. 2007.

Васильев Д.С., Туманова Н.Л., Коваленко А.А., Зубарева О.Е., Калеменев С.В., Магазаник Л.Г. Нейровоспалительные процессы влияют на структурные изменения в миндалине крыс в литий-пилокарпиновой модели эпилепсии. Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 105(6): 694–706. 2019. (Vasilev D.S., Tumanova N.L., Kovalenko A.A., Zubareva O.E., Kalemenev S.V., Magazanik L.G. Neuroinflammation Affects the Structural Abnormalities in Amygdalain the Lithium-Pilocarpine Model of Epilepsy in Rats. Russ. J. Physiol. 105(6): 694–706. (In Russ)].

Tumanova N.L., Vasilev D.S., Dubrovskaya N.М., Zhuravin I.A. Ultrastructural alterations in the sensorimotor cortex upon delayed development of motor behavior in early ontogenesis of rats exposed to the prenatal hypoxia. Cell and Tissue Biology. 12(5): 419-425. 2018.

Ang E.S. Jr., Gluncic V., Duque A., Schafer M.E., Rakic P. Prenatal exposure to ultrasound waves impacts neuronal migration in mice. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 103(34): 12903-10. 2006.

Miller M.W. Effects of alcohol on the generation and migration of cerebral cortical neurons. Science. 233(4770): 1308-1311. 1986.

Aronne M.P., Guadagnoli T., Fontanet P., Evrard S.G., Brusco A. Effects of prenatal ethanol exposure on rat brain radial glia and neuroblast migration. Exp. Neurology. 229: 364–371. 2011.

Kalinina D.S., Vasilev D.S., Volnova A.V., Nalivaeva N.N., Zhuravin I.A. Age Dynamics Of Electrocorticogram And 4-Aminopyridine-Induced Seizures In Rats Undergoing Prenatal Hypoxia. Development. Neurosci. 41(1-2): 56-66. 2019.

Zhuravin, I.A., Tumanova, N.L., Vasilyev, D.S. Changes mechanisms of brain adaptation in postnatal ontogenesis of rats after prenatal hypoxia. Dokl. Akad. Nauk. 425: 123-125. 2009.

Okubo-Suzuki R., Okada D., Sekiguchi M., Inokuchi K. Synaptopodin maintains the neural activity-dependent enlargement of dendritic spines in hippocampal neurons. J. Mol. Cell Neurosci. 38 (2): 266-76. 2008.

Golan M.H., Mane R., Molczadzki G., Zuckerman M., Kaplan-Louson V., Huleihel M., Perez-Polo J.R. Impaired migration signaling in the hippocampus following prenatal hypoxia. Neuropharmacology. 57: 511–522. 2009.