Протеомные особенности гиппокампа у крыс с разными характеристиками поведения после острой стрессорной нагрузки

Эмоциональный стресс вызывает комплекс вегетативных расстройств, сопровождающихся изменением системной организации физиологических функций, развитием иммунных и гормональных нарушений, расстройствами психической деятельности [2]. Структурно-функциональные компоненты головного мозга не только характеризуются высокой чувствительностью к воздействию стрессорных факторов, но и играют определяющую роль в реализации системного ответа организма на стресс. Ряд исследований выявили активное вовлечение гиппокампа и других лимбических структур ЦНС млекопитающих в организацию эмоциональных реакций. Доказательством этого, например, служат данные о высокой плотности специфических мест связывания эндогенных биологически активных веществ в гиппокампе [5]. Кроме того, в гиппокампе животных обнаружены выраженные изменения выделения нейротрансмиттеров при эмоциональных стрес-сорных нагрузках [4].

В настоящее время особое значение имеет возможность прогнозирования устойчивости или предрасположенности субъектов к стрессорным нагрузкам до возникновения конфликтных ситуаций. Установлено, что надежным прогностическим критерием чувствительности крыс к стрессу являются особенности их поведения в тесте «открытое поле» [1]. В частности, поведенчески активные животные оказались более устойчивыми к стрессорным воздействиям по сравнению с пассивными особями.

Несмотря на множество клинических и экспериментальных данных о роли гиппокампа в системной организации эмоциональных состояний у млекопитающих, многие вопросы в этой области остаются открытыми. Неизвестно, в частности, специфическое участие гиппокампа в формировании стрессорного ответа у особей с разными характеристиками поведения, имеющих различную прогностическую устойчивость к негативным последствиям однотипных стрес-сорных нагрузок. Не исследованы изменения функциональной активности гиппокампа у млекопитающих на разных стадиях после эмоциональных стрессорных воздействий.

Целью нашей работы явилось изучение про-теомных особенностей гиппокампа у поведенчески активных и пассивных крыс в разные временные периоды после эмоционального стресса.

Материалы и методы.

Эксперименты выполнены на 48 крысах-самцах Вистар массой 253,8 ± 3,1 г. Индивидуальнотипологические характеристики животных определяли при их тестировании в открытом поле в течение 3 мин [1]. В зависимости от исходных параметров поведения выделены поведенчески активные (n=24) и пассивные (n=24) особи. В качестве модели острой эмоциональной стрессорной нагрузки использовали 12-часовую иммобилизацию крыс в индивидуальных пластиковых пеналах в ночное время суток (21:00-09:00). В течение этого периода контрольные особи находились в «домашних» клетках. Животных, подвергнутых стрессор-ному воздействию, декапитировали сразу после стресса, а также на 1-е и 3-и сутки опыта. После декапитации выделяли гиппокамп.

Перед проведением протеомного анализа к пробам цельного гиппокампа (18,2±2,4 мг) добавляли 250 мкл буфера для разведения образцов, содержащего ингибиторы протеаз (100:1). Образец помещали в ультразвуковую ванну на 10 мин, а затем центрифугировали при 20,000 g в течение 10 мин. Супернатант использовали для двумерного электрофореза. Про-теомное картирование, гидролиз белка трипсином и регистрацию масс-спектров проводили по ранее описанным методикам [3].

Результаты и обсуждение.

На электрофореграммах гиппокампа крыс на разных стадиях опыта были выявлены дифференциально экспрессирующиеся белки. Значимые различия экспрессии белков установлены в 5 областях электрофоретической карты.

Масс-спектрометрический анализ выделенных пятен позволил идентифицировать целый ряд функциональных белков (калретикулин, альфа-синуклеин, фосфатидилэтаноламин связанный белок, лактатдегидрогеназа, тиоморфолин-карбоксилат дегидрогеназа, прогибитин, субъединица альфа-2 F-кэпирующего белка, Cu-Zn супероксиддисмутаза, глутаминсинтетаза) и один белок с неопределенной функцией (gi 256000796 + gi 149053421).

Сделан вывод о дифференциальной экспрессии ряда белков, в частности, Cu-Zn супероксиддисмутазы у крыс с различными параметрами поведения как в исходном состоянии, так и после стрессорного воздействия. Межгрупповые различия экспрессии альфа-синуклеина у поведенчески пассивных и активных особей были выявлены после экспериментальной стрессорной нагрузки.

Полученные данные демонстрируют специфику вовлечения гиппокампа в реализацию стрессорного ответа у особей с разной чувствительностью к эмоциональному стрессу. Установлено, что поведенчески активные и пассивные животные характеризуются выраженными различиями протеомных особенностей гиппокампа в разные периоды после стрессорной нагрузки. Это иллюстрируют важность индивидуального подхода к анализу физиологических механизмов, лежащих в основе устойчивости или предрасположенности субъектов к отрицательным последствиям стрес-сорных воздействий.