Биология

Ультразвук вызвал у грызунов депрессию

jennifer blakeslee/Flickr

Международная команда ученых с участием специалистов МГУ имени М.В. Ломоносова с помощью ультразвука вызвала у мышей эмоциональный стресс и изучила его физиологические последствия. В организмах животных были зафиксированы изменения, характерные для депрессивных расстройств. Результаты работы опубликованы в журнале Progress in Neuropsychopharmacology & Biological Psychiatry.

Ученые определяют эмоциональный стресс как разновидность психологического стресса, возникающего под действием эмоциогенных факторов. Он может проявляться в виде тревоги и депрессии, а также приводить к развитию психических заболеваний. Ранее считалось, что эмоциональный стресс — исключительно человеческая черта, смоделировать его на животных не удавалось. По этой же причине физиологические последствия этого вида стресса были изучены крайне скудно.

«Наше исследование расширяет представления о моделировании депрессивных расстройств на грызунах неинвазивными подходами, основанными на натуралистических стимулах. Мы рассматривали ультразвуковой стресс грызунов как модель информационного стресса людей, проживающих в крупных городах и находящихся в состоянии хронической информационной неопределенности. Поскольку среди жителей современных больших городов все чаще регистрируются психоэмоциональные заболевания, то дальнейшее изучение этого протокола позволит оценить роль эмоционального стресса в аффективных расстройствах, — комментирует ведущий автор исследования Дмитрий Павлов из МГУ. — Это критически важно для разработки таргетированной терапии широкого спектра психоэмоциональных заболеваний, ассоциированных с влиянием информационно-обогащенной среды на жителей современных мегаполисов».

Для моделирования эмоционального стресса у мышей животных из опытной группы подвергали воздействию ультразвука с различными частотами. Животные из контрольной группы жили в идентичных условиях, только без ультразвукового воздействия. После трех недель эксперимента ученые проводили поведенческие тесты и выявляли биохимические изменения в их организме.

Ультразвук играют важную функцию в коммуникации многих животных. Так, у грызунов ультразвук частотой 20-25 кГц соответствуют сигналам опасности, частота 25-45 кГц свойственна нейтральным сигналам. Звуки с частотой выше 50 кГц отмечены в коммуникации между самкой и детенышами, а некоторые характерные сигналы в этом диапазоне частот считают смехом у крыс и мышей. Для создания стрессовых условий ученые использовали внезапно чередующиеся звуки с частотами 20-25 кГц и 25-40 кГц, которые звучат как «ультразвуковой белый шум».

Поведенческие тесты показали, что ультразвук вызывает у мышей эмоциональный стресс. Мыши из опытной группы были более тревожными и агрессивными, демонстрировали признаки депрессии. Как отмечают ученые, у животных под воздействием ультразвука изменилась экспрессия генов, связанных с выработкой серотонина — одного из основных гормонов, отвечающих за удовольствие и суточные циклы сна и бодрствования. Известно, что при нарушении метаболизма серотонина, возникают нарушения сна, развивается депрессия.

После серии поведенческих тестов исследователи стали искать в мозге биохимические маркеры депрессии и стрессового воздействия. Ученые обнаружили, что в гиппокампе стрессированных мышей было меньше клеток, содержащих ответственные за нейрогенез белки Ki67 и даблкортин (DCX). Плотность клеток с содержанием ионизированного кальций-связывающего фактора 1 (Iba-1) была наоборот повышена, что обычно бывает при травмах или болезнях мозга. Уровень экспрессии ряда генов, отвечающих за синтез белков, защищающих нейроны и способствующих образованию новых нервных клеток, оказался снижен. В частности, изменения коснулись генов нейротрофического фактора мозга (BDNF), его рецептора TrkB, а также противоапоптотической протеин-киназы B, фосфоролированной по серину 473.

Помимо изменения уровня экспрессии генов у мышей из опытной группы в тканях мозга и в плазме было повышено содержание прововоспалительных сигнальных молекул: интерлейкина-1β (IL-1β) и интерлейкина-6. Активность фермента гликогенсинтазакиназы 3, с которым связывают развитие болезни Альцгеймера, сахарного диабета II типа и биполярного расстройства, также была повышена. В совокупности все перечисленные молекулярные признаки свидетельствуют о запуске воспалительных процессов и о снижении скорости образования новых нейронов и нервных связей.

Схожие молекулярные изменения возникают в мозге при депрессивном расстройстве. Таким образом, с помощью ультразвука нейробиологи впервые воссоздали модель эмоционального стресса на животных. Эту модель можно будет в дальнейшем применять для поисков и тестирования новых лекарственных препаратов и более глубокого изучения механизмов эмоционального стресса.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.