Синаптические процессы в околоводопроводном сером веществе мозга на модели болезни Паркинсона c протекцией гидрокортизоном

  • М. Э. Овсепян Ереванский государственный медицинский университет имени Мхитара Гераци (Армения, 0025, г. Ереван, ул. Корюна, д. 2) https://orcid.org/0009-0002-3992-2486 maia.hovsepyan@gmail.com
  • М. В. Погосян Институт физиологии им. Л.А. Орбели НАН РА (Армения, г. Ереван, 0028, ул. Бр. Орбели, 22) https://orcid.org/0009-0001-2456-9248 avanecmisha@yahoo.com
  • Р. Ш. Саркисян Институт физиологии им. Л.А. Орбели НАН РА (Армения, г. Ереван, 0028, ул. Бр. Орбели, 22) https://orcid.org/0000-0003-4023-4306 rafsarg@yahoo.com
  • М. А. Даниелян Институт физиологии им. Л.А. Орбели НАН РА (Армения, г. Ереван, 0028, ул. Бр. Орбели, 22) https://orcid.org/0000-0001-8334-706 margaritadanielyan76@gmail.com
  • К. В. Карапетян Институт физиологии им. Л.А. Орбели НАН РА (Армения, г. Ереван, 0028, ул. Бр. Орбели, 22) https://orcid.org/0009-0008-2519-122 karapetyanchristine@gmail.com
  • А. Г. Ваградян Медицинский Институт Еревана Айбусак (Армения, 0038, г. Ереван, ул. Абеляна, 6) https://orcid.org/0009-0004-4209-3986 vahradyan.hasmik@yandex.com
  • Л. Г. Симонян Институт физиологии им. Л.А. Орбели НАН РА (Армения, г. Ереван, 0028, ул. Бр. Орбели, 22) https://orcid.org/0000-0003-4528-7271 luizasimonyan@hotmail.com
  • А. Л. Минасян Университет традиционной медицины (Армения, г. Ереван, ул. Маршал Бабаджаняна 38) https://orcid.org/0009-0000-2263-5267 arsenminasyan76@gmail.com
  • Г. Г. Карамян Институт физиологии им. Л.А. Орбели НАН РА (Армения, г. Ереван, 0028, ул. Бр. Орбели, 22) https://orcid.org/0009-0003-3986-1908 gagik_karam@yahoo.com
  • Д. С. Саркисян Институт физиологии им. Л.А. Орбели НАН РА (Армения, г. Ереван, 0028, ул. Бр. Орбели, 22) https://orcid.org/0009-0004-7535-2972 johnsarkissyan@gmail.com
Ключевые слова: активность одиночных нейронов, высокочастотная стимуляция, синаптические ответы, ротеноновая модель болезни Паркинсона, ротенон, болезнь Паркинсона, околоводопроводное серое вещество мозга, большое ядро шва, гидрокортизон

Аннотация

Обоснование: при нейродегенеративных болезнях, в особенности при болезни Паркинсона (БП), поражаются антиноцицептивные центры, что сопровождается хронической болью. Поэтому является актуальным изыскание фармакологических препаратов, приводящих к протекции развития БП и возможного купирования боли, связанного с БП. Цель: оценить возможную протекторную роль гидрокортизона в процессе развития болезни Паркинсона (БП) на примере высших структур мозга, участвующих в контроле боли, – околоводопроводного серого вещества мозга (Periaqueductal gray matter – PAG) и ядра шва магнус (Nucleus Raphe magnus – RMG). Для достижения поставленной цели проводился анализ импульсной активности 241 одиночного нейрона PAG при высокочастотной (100 Гц в течение 1 с) стимуляции (ВЧС) RMG в норме, ротеноновой модели развития БП и ротеноновой модели развития БП в условиях протекцией гидрокортизоном. Результаты. В норме для всех зарегистрированных нейронов RMG до, во время и после ВЧС RMG регистрируется нейрональная активность с частотой от 3 до 17 Гц, при этом показано наличие определенного баланса депрессорных и возбудительных постстимульных проявлений активности исследуемых нейронов. В экспериментах с формированием ротеноновой модели БП до, во время и после ВЧС RMG регистрируется нейрональная активность с частотой от 124 до 150 Гц, что в 10–40 раз выше контрольных показателей. При этом показано отсутствие превалирования возбудительных или депрессорных постстимульных проявлений активности нейронов PAG. В экспериментах с ротеноновой моделью БП в условиях протекции гидрокортизоном до, во время и после ВЧС RMG формируется нейрональная активность с частотой от 3 до 5 Гц. При этом показано восстановление определенного баланса депрессорных и возбудительных постстимульных проявлений активности исследуемых нейронов. Вместе с тем расчеты с использованием критерия χ2 показали, что при уровне значимости p < 0,05 распределения частот в контрольной группе экспериментов совпадает с распределением частот нейронов в экспериментах с ротеноновой моделью БП в условиях протекции гидрокортизоном. Заключение. Полученные результаты приводят к однозначному заключению об эффективности использования гидрокортизона для протекции формирования БП. Предположительно это может стать основанием для использования гидрокортизона в качестве первого фармакологического шага в купировании боли, связанной с БП.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Информация об авторах

М. Э. Овсепян , Ереванский государственный медицинский университет имени Мхитара Гераци (Армения, 0025, г. Ереван, ул. Корюна, д. 2)

Ассистент кафедры медицинской биологии

М. В. Погосян , Институт физиологии им. Л.А. Орбели НАН РА (Армения, г. Ереван, 0028, ул. Бр. Орбели, 22)

Кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории физиологии компенсации функций ЦНС

Р. Ш. Саркисян , Институт физиологии им. Л.А. Орбели НАН РА (Армения, г. Ереван, 0028, ул. Бр. Орбели, 22)

Доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией интегративной биологии

М. А. Даниелян , Институт физиологии им. Л.А. Орбели НАН РА (Армения, г. Ереван, 0028, ул. Бр. Орбели, 22)

Кандидат биологических наук, научный сотрудник, лаборатория гистохимии и морфологии

К. В. Карапетян , Институт физиологии им. Л.А. Орбели НАН РА (Армения, г. Ереван, 0028, ул. Бр. Орбели, 22)

Кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории гистохимии и морфологии

А. Г. Ваградян , Медицинский Институт Еревана Айбусак (Армения, 0038, г. Ереван, ул. Абеляна, 6)

Доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой биохимии и неорганической химии

Л. Г. Симонян , Институт физиологии им. Л.А. Орбели НАН РА (Армения, г. Ереван, 0028, ул. Бр. Орбели, 22)

Кандидат биологических наук, научный сотрудник, лаборатория интегративной биологии

А. Л. Минасян , Университет традиционной медицины (Армения, г. Ереван, ул. Маршал Бабаджаняна 38)

Доктор биологических наук, профессор, проректор по учебной части

Г. Г. Карамян , Институт физиологии им. Л.А. Орбели НАН РА (Армения, г. Ереван, 0028, ул. Бр. Орбели, 22)

Кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, лаборатория интегративной биологии

Д. С. Саркисян , Институт физиологии им. Л.А. Орбели НАН РА (Армения, г. Ереван, 0028, ул. Бр. Орбели, 22)

Доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией физиологии компенсации функций ЦНС

Литература

1. Yi G., Wang Y., Wang L. et al. Capturing the Abnormal Brain Network Activity in Early Parkinsons Disease with Mild Cognitive Impairment based on Dynamic Functional Connectivity. IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 2023;31;1238–1247. DOI: 10.1109/TNSRE.2023.3243035
2. Broom D.M. Evolution of pain. In Pain: its nature and management in man and animals. Ed. Soulsby, Lord and Morton, D. Royal Society of Medicine International Congress Symposium Series. 2001;246:17–25.
3. Walters E.T., de C Williams A.C. Evolution of mechanisms and behaviour important for pain. Philosophical Transactions of the Royal Society B. 2019;374(1785):20190275. DOI: 10.1098/rstb.2019.0275
4. Nesse R.M., Schulkin J. An evolutionary medicine perspective on pain and its disorders. Philosophical Transactions of the Royal Society B. 2019;374(1785):20190288. DOI: 10.1098/rstb.2019.0288
5. Strausfeld N.J., Hirth F. Introduction to Origin and evolution of the nervous system. Philosophical Transactions of the Royal Society B. 2015;370(1684):20150033. DOI: 10.1098/rstb.2015.0033
6. Wenzel J.M., Oleson E.B., Gove W.N. et al. Phasic Dopamine Signals in the Nucleus Accumbens that Cause Active Avoidance Require Endocannabinoid Mobilization in the Midbrain. Current Biology. 2018;28(9):1392–1404.e5. DOI: 10.1016/j.cub.2018.03.037.
7. Langston J.W. The Parkinsons complex: Parkinsonism is just the tip of the iceberg. Annals of Neurology. 2006;59:591–596. DOI: 10.1002/ana.20834
8. Blanchet P.J., Brefel-Courbon C. Chronic pain and pain processing in Parkinsons disease. Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry. 2018;87(Pt.B):200–206. DOI: 10.1016/j.pnpbp.2017.10.010
9. Antonini A., Tinazzi M., Abbruzzese G. et al. Pain in Parkinsons disease: facts and uncertainties. European Journal of Neurology. 2018;25(7):917–e969. DOI: 10.1111/ene.13624
10. Nguy V., Barry B.K., Moloney N. et al. The associations between physical activity, sleep, and mood with pain in people with Parkinsons disease: an observational cross-sectional study. Journal of Parkinsons Disease. 2020;10:1161–1170. DOI: 10.3233/JPD-201938
11. Brunner R., Gerberich A. Managing Pain in Parkinsons Disease. Practical Pain Manage-ment. 2021;21(1). URL: https://www.medcentral.com/neurology/parkinsons/managing-pain-parkinson-disease (accessed 24.11.2023)
12. Gandolfi M., Geroin C., Antonini A. et al. Understanding and treating pain syndromes in Parkinsons disease. International Review of Neurobiology. 2017;134:827–858. DOI: 10.1016/bs.irn.2017.05.013
13. Rukavina K., Leta V., Sportelli C. et al. Pain in Parkinsons disease: new concepts in path-ogenesis and treatment. Current Opinion in Neurology. 2019;32:579–588. DOI: 10.1097/WCO.0000000000000711
14. Suppa A., Leone C., Di Stasio F. et al. Pain-motor integration in the primary motor cortex in Parkinsons disease. Brain Stimulation. 2017;10(4):806–816. DOI: 10.1016/j.brs.2017.04.130
15. Sung S., Vijiaratnam N., Chan D.W.C. et al. Parkinson disease: A systemic review of pain sensitivities and its association with clinical pain and response to dopaminergic stimulation. Journal of the Neurological Sciences. 2018;395:172–206. DOI: 10.1016/j.jns.2018.10.013
16. Joseph C., Jonsson-Lecapre J., Wicksell R. et al. Pain in persons with mild-moderate Parkinsons disease: a cross-sectional study of pain severity and associated factors. International Journal of Rehabilitation Research. 2019;42(4):371–376. DOI: 10.1097/MRR.0000000000000373
17. Back F.P., Carobrez A.P. Periaqueductal gray glutamatergic, cannabinoid and vanilloid receptor interplay in defensive behavior and aversive memory formation. Neuropharmacology. 2018;135:399–411. DOI: 10.1016/j.neuropharm.2018.03.032
18. Bourbia N., Pertovaara A. Involvement of the periaqueductal gray in the descending antinociceptive effect induced by the central nucleus of amygdala. Physiological Research. 2018;67(4):647–655. DOI: 10.33549/physiolres.933699
19. Wang Q.P., Nakai Y. The dorsal raphe: an important nucleus in pain modulation. Brain Research Bulletin. 1994;34(6):575–585. DOI: 10.1016/0361-9230(94)90143-0
20. Ham S., Lee Y.I., Jo M. et al. Hydrocortisone-induced parkin prevents dopaminergic cell death via CREB pathway in Parkinsons disease model. Scientific Reports. 2017;7(1):525. DOI: 10.1038/s41598-017-00614-w
21. Paxinos G., Watson C. The rat brain in stereotaxic coordinates. Elsevier. Academic Press. 2005:367.
22. Kilkenny C., Browne W., Cuthill I.C. et al. Animal research: Reporting in vivo experiments: The ARRIVE guidelines. British Journal of Pharmacology. 2010;160(7):1577–1579. DOI: 10.1111/j.1476-5381.2010.00872.x
23. Орлов А.И. Прикладная статистика. М.: Изд-во «Экзамен». 2004. 656 c.
24. Hynd M.R., Scott H.L., Dodd P.R. Glutamate-mediated excitotoxicity and neurodegeneration in Alzheimers disease. Neurochemistry International. 2004;45(5):583–595. DOI: 10.1016/j.neuint.2004.03.007.
25. Lucas D.R., Newhouse J.P. The toxic effect of sodium L-glutamate on the inner layers of the retina. AMA Archives of ophthalmology. 1957;58(2):193–201. DOI: 10.1001/archopht.1957.00940010205006.
26. Olney J.W. Brain lesions, obesity, and other disturbances in mice treated with monosodium glutamate. Science. 1969;164(3880):719–721. DOI: 10.1126/science.164.3880.719.

References

-
Опубликован
2024-07-01
Как цитировать
Овсепян, М., Погосян, М., Саркисян, Р., Даниелян, М., Карапетян, К., Ваградян, А., Симонян, Л., Минасян, А., Карамян, Г., & Саркисян, Д. (2024). Синаптические процессы в околоводопроводном сером веществе мозга на модели болезни Паркинсона c протекцией гидрокортизоном. Психология. Психофизиология, 17(2), 89-99. https://doi.org/10.14529/jpps240208
Раздел
Психофизиология