Введение к работе
Актуальность проблемы
Аффективные расстройства типа депрессии, высокой тревожности, агрессии являются серьезной медико-биологической проблемой, связанной с высоким процентом больных и отсутствием избирательных корректирующих средств. Эта проблема обусловлена недостаточностью фундаментальных знаний о нейрохимических механизмах данных нарушений и, в первую очередь, когнитивных дефектов при таких состояниях.
Сейчас не вызывает сомнений существование связи между обучением и особенностями поведенческого статуса животных, хотя предпосылки относительно роли предварительной установки, рассматриваемой как состояние готовности к определенной деятельности на основе потребностей организма и объективной ситуации ее удовлетворения, намечались еще в 60-х годах (Дубровина, Лоскутова, 2003; Balogh, Wehner, 2003; Bush et al., 2007). Но анализ только обучаемости не всегда позволяет оценить такую взаимосвязь. Важным представляется исследование способности к сохранению следа памяти и устойчивости к амнезирующим воздействиям, так как степень доступности следа памяти к воспроизведению непосредственно связана с адаптивным поведением индивидуума, основанного на сравнении оценки внешних стимулов при повторяющихся встречах с ними и информации, хранящейся в памяти. Снижение адекватности при оценке окружающей обстановки является основным фактором развития нарушений в психоэмоциональной сфере. От исходного состояния организма зависит эффективность нейрофармакологических воздействий на память и с этой точки зрения в современной медицине разработка дифференцированного подхода к применению лекарственных средств и психологической коррекции в зависимости от индивидуального психоэмоционального статуса организма стала одной из ключевых. В этой связи очевидна актуальность и значимость выявления нейрохимических механизмов сохранения памяти при разных аффективных состояниях с использованием экспериментальных моделей на животных.
Неспособность к быстрому восстановлению к исходному состоянию после аверсивного события является ключевым элементом индивидуальной уязвимости к индуцированным эмоциональным стрессом расстройствам. Не случайно основным когнитивным симптомом болезней, обусловленных стрессом, является неспособность пациентов тормозить проявления памяти о неприятных событиях (Hofmann, 2008; Tronson et al., 2008; Clark et al., 2009; Davis, 2011; Graham et al., 2011; Hong et al., 2011). В экспериментальных исследованиях научный поиск механизмов такого нарушения осуществляется с помощью соответствующих биологических моделей, с учетом главной причины психопатологий – неспособности торможения угашения памяти о страхе. Следует отметить, что нарушение угашения памяти о страхе не является симптомом только депрессии. Данный признак наблюдали исследователи в экспериментальной модели болезни Альцгеймера на мышах в тесте условной реакции (УР) страха и в клинике у шизофреников.
Ранее дефицит угашения условной реакции пассивного избегания (УРПИ) выявлен у мышей с агрессивным стереотипом поведения, сформированным в результате ежедневных конфронтаций, у мышей линии ASC (Antidepressant Sensitive Catalepsy), рассматриваемой как генетическая модель депрессии, у мышей линии DBA/2J, рассматриваемой в качестве модели шизофрении, а также у высокотревожных мышей (Дубровина, Лоскутова, 2003; Дубровина, Томиленко, 2006; Дубровина, 2011; Дубровина, Редькина, 2012).
Угашение представляет собой результат измененной иерархии выученных ответов, когда вновь приобретаемое поведение замещает ранее сформированный условный рефлекс, то есть это один из примеров интерференционного торможения, когда новое обучение тормозит старое (Bouton et al., 2008; , ; Davis, 2011; Myers et al., 2011). Исследователи отмечали, что ассоциации условного и безусловного стимулов, специфические по своему сенсорному содержанию, полностью сохраняются во время угашения. Параллельно, во время многократного тестирования в отсутствии безусловного раздражения, происходит обучение тормозным ассоциациям, когда условный стимул не свидетельствует о наказании. Угашение представляет собой форму эмоциональной регуляции, которая имеет прямое отношение к лечению болезней, обусловленных повышенными страхом и тревожностью (Blechert et al., 2007; Hofmann, 2008; Tronson, 2008; Sotres-Bayon et al., 2009; Hong et al., 2011). Протокол использования процедуры угашения хорошо известен клиницистам, специализирующимся в лечении болезней, обусловленных длительным сохранением реакций страха. Она заключается в предъявлении объектов или ситуаций, ранее сопряженных с появлением страха, при отсутствии какой либо угрозы. В опытах на животных поведенческой парадигмой служит угашение выработанной УР страха, в том числе и УРПИ, результатом которого является снижение воспроизведения следа памяти при многократном тестировании без наказания.
Не секрет, что классические антидепрессанты и анксиолитики при всех положительных эффектах, мало корректируют нарушения в когнитивной сфере при аффективных состояниях, связанных с нарушением угашения памяти о страхе, и остается достаточно много пациентов с хроническими симптомами. Что касается участия нейромедиаторных систем, то мировые исследования последних лет выделяют работу глутаматных рецепторов, нарушение функционирования которых может оказаться ключевым фактором развития расстройств когнитивных процессов при аффективных состояниях, поскольку они регулируют активность дофамина и ГАМК в нейронных цепях (Schechter et al., 2005; El-Ghundi et al., 2007; Davis, 2011; Hashimoto, 2011; Abraham et al., 2012; Dunlop et al., 2012). Поэтому в качестве потенциальных источников препаратов для ускорения угашения памяти о страхе начали активно анализировать вклад глутаматергической, как возбуждающей, и дофаминергической, как модулирующей, медиаторных систем в механизмы нарушения угашения. Но фундаментальных исследований на биологических моделях аффективных состояний разного генеза чрезвычайно мало, хотя проведение их позволит приблизиться к пониманию рецепторных механизмов развития аффективных расстройств и внести конкретные предложения для разработки новых индивидуально-адаптированных средств терапии и профилактики. В связи с этим значимость выявления нейрохимических механизмов, обеспечивающих длительное сохранение воспроизведения аверсивных событий у животных с разным исходным психоэмоциональным статусом и возможности ускорения угашения памяти о страхе очевидна. Решение этих задач позволит расширить представления о центральной регуляции адаптивного поведения и наметить пути повышения эффективности корригирующих воздействий.
Цель и задачи исследования:
Целью работы был нейрофармакологический анализ влияний активации и блокады N-метил-D-аспартатных (NMDA) и дофаминовых (ДА) рецепторов разных типов на процесс угашения следа памяти о страхе у мышей с депрессивноподобным состоянием, с высоким уровнем тревожности и агрессии.
В связи с этим были поставлены следующие задачи:
1. Исследовать вклад NMDA–рецепторов в модуляцию обучения, угашения УРПИ у мышей в норме и с разным психоэмоциональным статусом.
2. Изучить влияния активации и блокады дофаминовых D1- и D2-рецепторов на выработку и угашение УРПИ у агрессивных и субмиссивных мышей и у мышей с реакцией «поведенческого отчаяния».
3. Поиск повышения эффективности фармакологических воздействий при сочетанном изменении активностей дофаминовых и NMDA-рецепторов в ускорении угашения памяти о страхе при депрессивноподобном состоянии у мышей.
Положения, выносимые на защиту:
В доклинических исследованиях на экспериментальных моделях аффективных состояний (депрессия, высокая тревожность, агрессия) с когнитивным симптомом нарушения угашения памяти о страхе показана избирательность фармакологической коррекции при изменениях активности NMDA-, дофаминовых D1- и D2-рецепторов.
Ускорение угашения УРПИ достигалось активацией NMDA- , активацией и блокадой D1-рецепторов у мышей с депрессивноподобным состоянием. У высоко-тревожных и агрессивных особей с дефектом угашения воздействия на NMDA- и дофаминовые D1-, D2-рецепторы оказались не эффективными.
Показано повышение эффективности коррекции нарушения угашения памяти о страхе у «депрессивных» мышей при одновременной активации NMDA- и D1-рецепторов по сравнению с одиночными введениями D-циклосерина и SKF 38393.
У мышей с депрессивноподобным состоянием антиамнестическое действие вызывают агонисты и антагонисты NMDA-рецепторов, а также антагонист D1-рецепторов, а у интактных особей – агонисты NMDA- и D1-рецепторов.
Научная новизна работы
В настоящей работе впервые показано следующее:
- зависимость модуляции обучения и угашения УРПИ при нейрофармакологических воздействиях на глутаматные NMDA-, дофаминовые D1- и D2-рецепторы от вида аффективного состояния на экспериментальных моделях с когнитивным симптомом нарушения угашения памяти о страхе;
- выработка УРПИ ослаблялась при блокаде NMDA- и D2-рецепторов независимо от исходного психоэмоционального статуса, а также у низко-тревожных мышей при активации NMDA-рецепторов и у агрессоров при активации D1-рецепторов;
- у интактных и субмиссивных мышей процесс угашения УРПИ замедлялся при блокаде NMDA-рецепторов и активации D2-рецепторов и ускорялся у интактных и средне-тревожных мышей при активации NMDA рецепторов;
- возможность ускорения угашения УРПИ активацией NMDA-рецепторов у мышей с депрессивноподобным состоянием, но не у высоко-тревожных особей, а также активацией и блокадой D1-рецепторов у «депрессивных» мышей, но не у агрессоров;
- антиамнестические влияния активации и блокады NMDA- и блокады D1-рецепторов у мышей с реакцией «поведенческого отчаяния»;
- повышение эффективности коррекции нарушения угашения памяти о страхе у мышей с депрессивноподобным состоянием при одновременной активации NMDA- и D1-рецепторов.
Научно-практическая ценность. Результаты работы существенно расширяют фундаментальные представления об избирательности вклада глутаматных NMDA-, дофаминовых D1- и D2-рецепторов в процесс угашения памяти о страхе при депрессивноподобном состоянии, высоком уровне тревожности и агрессии. Исследование представляется важным в попытках конструирования нейрохимической мозаики мозга, характерной для аффективных расстройств разного генеза. Полученные в доклинических исследованиях данные о дифференцированной фармакологической коррекции нарушения угашения памяти о страхе при разных аффективных состояниях будут способствовать выбору стратегии в создании индивидуально адаптированных препаратов направленного действия. Показано повышение эффективности фармакологических воздействий при одновременной активации NMDA- и D1-рецепторов для предотвращения нарушения угашения памяти о страхе при депрессии.
Апробация работы
Материалы диссертации обсуждались на VI Физиологическом съезде (Барнаул, 2008), на Конференции молодых ученых Института физиологии СО РАМН (2008).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 10 работ, из них 7 статей в отечественных рецензируемых журналах и 3 статьи за рубежом (перевод).
Структура и объем работы
