Нарушение экспрессии генов дофаминовой и опиатной систем мозга у животных с пренатальной алкогольной интоксикацией тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.03.01, кандидат наук Разумкина Елена Владимировна

• Разумкина Елена Владимировна
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Разумкина Елена Владимировна

Список сокращений

1. ВВЕДЕНИЕ

1.1. Актуальность темы

1.2. Цели и задачи исследования

1.3. Научная новизна работы

1.4. Практическая и теоретическая значимость

1.5. Основные положения, выносимые на защиту

1.6. Апробация работы

1.7. Публикации по теме диссертации

1.8. Структура диссертации

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

2.1. Экспериментальное моделирование ФАСН

2.2. Основные виды ФАСН

2.3. «Аддиктивное» поведение у животных с ФАСН: фокус на алкоголь

2.4. Исследование эпигенетических механизмов ФАСН

2.5. Исследование нейрохимических основ ФАСН

2.5.1. Дофаминовая система мозга

2.5. 2. Опиатная система мозга

3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1. Экспериментальные животные

3.2. Методы изучения поведения

3.3. Изучение экспрессии мРНК в мозге

3.4. Статистическая обработка данных

4. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

4.1.Влияние пренатального воздействия этанола на алкогольную мотивацию экспериментальных животных

4.2. Анализ пренатального действия этанола на поведение крыс

4.3. Экспрессия генов ключевых белков дофаминовой и опиатной

систем в мозге пренатально алкоголизированных и контрольных животных

4.3.1. Средний мозг

4.3.2. Стриатум

4.4. Экспрессия генов ферментов ДНК-метилтрансфераз ЭММИ и ОММТ3А в мозге пренатально алкоголизированных и контрольных животных

4.4.1. Средний мозг

4.4.2. Стриатум

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

6. ВЫВОДЫ

7. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

8. СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ

Список сокращений

ФАС - фетальный алкогольный синдром

ФАСН - нарушения фетального алкогольного спектра

ПАВ - психоактивные вещества

ЦНС - центральная нервная система

PND - postnatal days (постнатальные дни)

БА - дофамин

D1 - дофаминовый рецептор первого подтипа

D2 - дофаминовый рецептор второго подтипа

ТН - тирозингидроксилаза

DAT - дофамин-транспортный белок

Vamp2 - vesicle associated membrane protein

Snap25 - synaptosomal-associated protein 25-кД

KOP - kappa opioid receptor

MOP - mu opioid receptor

DNMT - ДНК-метилтрансфераза

SAM - S-аденозилметионин

SAH - S-аденозилгомоцистеин

ГАМК - гамма-аминомасляная кислота

Nac - Nucleus accumbens (прилежащее ядро)

MSN - medium spiny neurons (среднешипиковые нейроны)

VTA - Ventral tegmental area (вентральная покрышка среднего

мозга)

DYN - динорфин

ОТ-ПЦР - полимеразная цепная реакция в режиме реального времени после обратной транскрипции кДНК- комплементарная ДНК

1. ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Нарушение экспрессии генов дофаминовой и опиатной систем мозга у животных с пренатальной алкогольной интоксикацией»

1.1. Актуальность темы

Употребление женщиной алкоголя во время беременности является причиной развития у потомства разнообразных физиологических, психических, поведенческих и интеллектуальных отклонений, объединяемых термином «нарушения фетального алкогольного спектра» (ФАСН), [Sokol et al., 2003; Nash et al., 2006; Kodituwakku et al., 2007; Spadoni et al., 2007; Kelly et al., 2009; Марянян, 2013; Gangisetty et al., 2015; Basavarajappa et al., 2016]. Наиболее тяжелым проявлением ФАСН является фетальный алкогольный синдром (ФАС), при котором наблюдаются задержка роста в пренатальный и /или постнатальный периоды, дисфункция центральной нервной системы, нарушения в строении головного мозга и черепно-лицевого отдела [Sokol et al., 2003; Bertrand et al., 2005; Hoyme et al., 2005]. Согласно последним эпидемиологическим данным частота встречаемости ФАСН у детей в разных странах составляет от 3.1% - 9.9% [Popova et al., 2017; May et al., 2018] до 17% [McQuire et al., 2019]. В связи с этим изучение последствий пренатального действия алкоголя является актуальной, социально значимой задачей во всем мире. Однако, несмотря на высокий интерес медицинского сообщества к решению данной проблемы, механизмы, лежащие в основе описанных нарушений, на сегодняшний день до конца не выяснены [Marjonen et al., 2015; Basavarajappa et al., 2016; Mandal et al., 2017]. Соответственно, в настоящее время не существует эффективных способов профилактики и лечения ФАС и ФАСН [Марянян, 2013].

Одной из наиболее сложных и актуальных проблем, связанных с проявлениями ФАСН, является определение риска злоупотребления алкоголем и другими психоактивными веществами (ПАВ) во взрослом возрасте [MacPherson et al., 2010]. Было показано, что 46% подростков, перенесших пренатальную алкогольную интоксикацию, злоупотребляли алкоголем в возрасте старше 21 года [Streissguth et al., 2004], причем

характерной особенностью было раннее начало первых проб алкоголя [Alati et al., 2006]. Существует несколько гипотез о возможных физиологических механизмах влияния алкоголизации в пренатальном периоде на формирование аддиктивного поведения во взрослом возрасте [Spear et al., 2005; Molina et al., 2007; Youngentob et al., 2009]. В частности, высокий уровень потребления алкоголя связывают с возможным нарушением вкусовых предпочтений и снижением его аверсивного эффекта при первых пробах, что было подтверждено в ряде экспериментальных работ [Faas et al., 2000; Youngentob et al., 2009]. Вместе тем, выявленные нарушения объясняют первоначально менее выраженную аверсию по отношению к алкоголю, но не причины роста алкогольной мотивации во времени и другие особенности аддиктивного поведения детей с ФАСН.

В настоящем исследовании проведена экспериментальная проверка гипотезы о формировании аддиктивного поведения у пренатально алкоголизированных животных, как следствия изменения функций дофаминовой и опиатной систем мозга. Дисфункция этих систем, как известно, может приводить к целому ряду поведенческих, когнитивных, аффективных нарушений [Анохина, 1994, 2013, 2016], хорошо описанных в исследованиях, использующих экспериментальные модели ФАСН [Kelly et al., 2009]. Однако нейрохимические и молекулярные механизмы, лежащие в основе этих нарушений, до сих пор мало изучены [Marjonen et al., 2015; Basavarajappa et al., 2016; Mandal et al., 2017].

Настоящая работа направлена на 1) экспериментальное исследование поведения и показателей потребления алкоголя у половозрелых крыс -потомков самок, получавших алкоголь во время беременности; 2) выяснение особенностей острого эффекта этанола на поведение пренатально алкоголизированных животных; 3) исследование пренатального действия этанола на уровеньэкспрессии мРНК ключевых белков дофаминовой и опиатной систем в мезолимбических областях мозга взрослых животных; 4) изучение уровня мРНК ДНК-метилтрансфераз, играющих важную роль в

эпигенетической регуляции экспрессии генов, в мезолимбических областях мозга пренатально алкоголизированных и контрольных животных.

Выяснение молекулярных механизмов поведенческих нарушений необходимо для более полного понимания патогенеза ФАСН и разработки эффективных средств профилактики и терапии данных нарушений.

1.2. Цели и задачи исследования

Целью данного исследования было изучение поведения, потребления алкоголя и экспрессии генов, кодирующих ключевые белки дофаминовой и опиатной систем мозга у пренатально алкоголизированных животных.

Для достижения этих целей были поставлены следующие задачи:

1. Получение потомства самок крыс, получавших алкоголь во время беременности;

2. Анализ особенностей поведения пренатально алкоголизированного потомства во взрослом возрасте;

3. Оценка уровня предпочтения алкоголя взрослыми животными, перенесшими пренатальную алкоголизацию;

4. Изучение особенностей острого эффекта алкоголя («первая проба») на поведение пренатально алкоголизированных животных;

5. Сравнительный анализ уровня экспрессии мРНК ключевых белков дофаминовой (тирозингидроксилазы, дофамин-транспортного белка, дофаминовых рецепторов 1-го и 2-го подтипов) и опиоидной (мю- и каппа-опиоидные рецепторы) систем в мезолимбических областях мозга потомства алкоголизированных во время беременности и контрольных самок.

7. Изучение уровня экспрессии мРНК ферментов ДНК-метилтрансфераз (DNMT1 и DNMT3A) в мезолимбических областях мозга потомства алкоголизированных во время беременности и контрольных самок.

1.3. Научная новизна работы

Хотя клинические проявления ФАСН, характеризующегося разнообразными физическими, психическими, поведенческими и интеллектуальными отклонениями, хорошо описаны, механизмы нарушения функций ЦНС, лежащие в их основе, до конца не изучены. Данное исследование позволило получить новые знания, необходимые для решения фундаментальной проблемы - изучения пренатальных факторов риска нарушений регуляции транскрипции в мозге. В ходе данной работы впервые проведен анализ уровней экспрессии мРНК ключевых белков дофаминовой и опиатной систем мозга взрослых животных, подвергнутых пренатальному воздействию алкоголя. Впервые выявлены нарушения - снижение уровня мРНК дофаминовых (Э1 и Э2) и опиатных (мю-, каппа-) рецепторов в мезолимбических областях мозга пренатально алкоголизировнных животных и повышение уровня мРНК ферментов метилтрансфераз, определяющих статус метилирования этих генов. Эти нарушения могут лежать в основе дисфункции дофаминовой и опиатной систем, и, как следствие, поведенческих, когнитивных, аффективных нарушений и высокого риска формирования аддиктивного поведения во взрослом возрасте.

1.4. Практическая и теоретическая значимость

Роль эпигенетического репрограммирования под влиянием экзогенных факторов в критические периоды развития в формировании фенотипа взрослого организма является важной фундаментальной проблемой. Один из таких факторов - алкоголь, воздействие которого в период пренатального онтогенеза может приводить к развитию ФАСН. Изучение механизмов этих нарушений представляет как теоретическую, так и практическую значимость.

Теоретическая значимость работы заключается в установлении разнонаправленного эффекта пренатальной алкогольной интоксикации на уровень экспрессии мРНК ключевых нейромедиаторных белков и ферментов

метилтрансфераз в мезолимбических областях, что может лежать в основе функциональной недостаточности «системы награды» взрослого мозга. Поиск новых подходов к ранней профилактике аддиктивного поведения осложняется из-за отсутствия достаточных знаний об эпигенетических механизмах ФАСН. Поэтому, с практической точки зрения, экспериментальное изучение профилей экспрессии мРНК потенциальных генов-мишеней в мозге приведет к более полному пониманию патогенеза ФАСН и разработке эффективных средств терапии данного заболевания.

1.5. Основные положения, выносимые на защиту

1. Потомство самок крыс, получавших алкоголь с 1-го по 21-й дни беременности, отличается гиперактивностью в новой среде, выраженным седативным эффектом алкоголя и высоким уровнем его предпочтения в модели «свободный выбор».

2. Пренатальная алкоголизизация приводит к снижению уровня транскрипции генов дофаминовых и опиатных рецепторов и синаптических белков в ключевых областях мезолимбической системы - среднем мозге и стриатуме взрослых крыс.

3. Нарушение эпигенетических механизмов регуляции экспрессии генов в стриатуме пренатально алкоголизированных животных может быть связано с высокой транскрипционной активностью гена ДНК-метилтрансферазы 1-го подтипа (ОЯМП).

4. Пренатальная алкоголизация крыс может быть использована в качестве экспериментальной модели нарушений фетального алкогольного спектра, лежащих в основе высокого риска аддиктивного поведения во взрослом возрасте.

1.6. Апробация работы

Результаты работы представлены на:

1) 30-м Европейском конгрессе по нейропсихофармакологии (ECNP, 2-5 September, 2017, Paris, France);

2) Всероссийской научно-практической конференции с международным участием "Генетика и эпигенетика психических заболеваний" 21-22 ноября 2017, Москва;

3) V съезде фармакологов России «Научные основы поискаи создания новых лекарств» 14-18 мая 2018 г., г. Ярославль;

4) 31-м Европейском конгрессе по нейропсихофармакологии (ECNP, 6-9 October, 2018, Barcelona, Spain);

5) 32-м Европейском конгрессе по нейропсихофармакологии (ECNP, September, 2019, Copenhagen, Denmark);

6) XIV Юбилейной Всероссийской Школе молодых психиатров "Суздаль-2019" 17-22 апреля 2019, г. Суздаль.

1.7. Публикации по теме диссертации

По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе 4 статьи в периодических изданиях, соответствующих Перечню ВАК, и 5 сообщений в сборниках докладов научных конференций.

1.8. Структура диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, методов и материалов исследования, полученных результатов и их обсуждения, выводов и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 133 страницах, иллюстрирована 26 рисунками, 1 таблицей. Список цитируемой литературы включает 285 наименований.

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

При употреблении алкоголя женщиной во время беременности он быстро проходит через плацентарный барьер и вызывает у потомства серьезные нарушения физического развития и функций ЦНС [Марянян, 2013; Kelly et al., 2009; Gangisetty et al., 2015; Basavarajappa et al., 2016]. Совокупность физических, психических, поведенческих и интеллектуальных отклонений, возникающих в результате пренатального воздействия алкоголя на организм, обобщают под термином ФАСН - нарушения фетального алкогольного спектра [Sokol et al., 2003; Nash et al., 2006; Kodituwakku et al., 2007; Spadoni et al., 2007]. Наиболее тяжелым проявлением ФАСН является фетальный алкогольный синдром (ФАС), основные диагностические критерии которого - задержка роста в пренатальный и/или постнатальный периоды, морфо-функциональные нарушения нервной системы, характерные аномалии черепно-лицевого отдела [Sokol et al., 2003; Bertrand et al., 2005; Hoyme et al., 2005].

Данные о распространенности всех нарушений фетального алкогольного спектра противоречивы. В ранних работах сообщалось, что частота встречаемости ФАСН составляет до 10 случаев на 1000 живорожденных [Sampson et al., 1997; May et al., 2001; O'Leary et al., 2004] с более высокой встречаемостью среди определенных групп населения в зависимости от социальных, демографических, поведенческих и других факторов риска [Abel et al., 1995; May et al., 2007, 2008]. Результаты исследований последних лет показывают, что частота встречаемости ФАСН у детей в США и Канаде составляет от 3.1% до 9.9% [Popova et al., 2017; May et al., 2018], тогда как в Великобритании достигает 17% [McQuireet al., 2019]. В России точных эпидемиологических данных о частоте ФАС и ФАСН нет. Имеются лишь отдельные сообщения, которые также указывают на высокую частоту встречаемости данных заболеваний в РФ (примерно 3,5 случаев ФАС на 1000 живорожденных) [Протопопова, 2013]. Авторы отмечают более высокую распространенность ФАС по сравнению с рядом других врожденных

нарушений, например синдромом Дауна (1,3 случаев на 1000 случаев рождения для синдрома Дауна) [Протопопова, 2013].

Последствия употребления матерью алкоголя во время беременности у детей выражаются, прежде всего, в нарушении когнитивных функций, ухудшении способности к обучению, снижении концентрации внимания на фоне гиперактивности [Kodituwaki et al., 2007]. Среди отклонений в поведении детей с ФАСН исследователи отмечают трудности в межличностном общении, связанные с задержкой в развитии социальных навыков [Streissguth et al., 1991; Thomas et al., 1998a; Mattson et al., 2011]. Особенности социального поведения детей и подростков с ФАСН заключаются в том, что они склонны к чрезмерному, но малосодержательному речевому поведению, лжи [Rasmussen et al., 2007], слишком эмоционально реагируют на ситуации, не осознают последствий своих действий [Streissguth et al., 1998] и имеют трудности с оценкой своего поведения в социальной группе [Schonfeld et al., 2005]. Появлению трудностей в социальном поведении в значительной степени способствует слабость исполнительных функций при ФАСН [Schonfeld et al., 2006; McGee et al., 2008]. Динамика этих нарушений в подростковом и взрослом возрасте крайне мало изучена [Lynch et al., 2017]. Одной из наиболее сложных и до сих пор мало изученных проблем, связанных с проявлениями ФАСН, является определение риска злоупотребления алкоголем и другими психоактивными веществами (ПАВ) во взрослом возрасте [MacPherson et al., 2010]. Было показано, что 46% подростков, перенесших пренатальную алкогольную интоксикацию, злоупотребляли алкоголем в возрасте старше 21 года [Streissguth et al., 2004], причем характерная особенность подростков с ФАСН - это раннее начало первых проб алкоголя [Alati et al., 2006]. Интерпретация этих данных осложняется тем, что исследователи не могут соотнести вклад биологических и социальных факторов, влияющих на развитие ребенка и риск формирования аддиктивного поведения в подростковом и взрослом возрасте.

2.1. Экспериментальное моделирование ФАСН.

Особое значение для выяснения механизмов нейроповеденческих нарушений, ассоциированных с пренатальным действием алкоголя, имеет экспериментальное моделирование ФАСН. Преимущество экспериментального подхода связано с возможностью контролировать такие факторы как стресс, питание, социальный и поведенческий контекст и др., а при необходимости манипулировать ими [Anokhina, 1990; Анохина, 1994]. Экспериментальные исследования на животных позволяют оценить вклад эпигенетических и средовых факторов в развитие ФАСН, что практически невозможно в исследованиях, проводимых на людях.

Учитывая, что ФАСН представляет собой сложное заболевание, при его моделировании необходимо учитывать целый ряд факторов. В первую очередь, это уровень и продолжительность алкогольной интоксикации, период внутриутробного развития (первый, второй или третий триместры беременности), способы (острый или хронический) и пути (пероральный, инъекционный, ингаляционный) введения алкоголя животным.

Для моделирования ФАСН используются, главным образом, грызуны (крысы, мыши, морские свинки), так как именно у них удалось обнаружить аномалии, специфические для ФАС и ФАСН у человека - морфологические особенности краниофасциальной области [Sulik et al., 2005], пренатальный и/или постнатальный дефицит роста и веса [Abel et al., 1978], нарушение ряда функций эндокринной и иммунной систем [Zhang et al., 2005], неврологические аномалии, нарушения поведения и когнитивных функций [Kelly et al., 2000]. Однако нужно иметь в виду, что у детей, перенесших пренатальную алкогольную интоксикацию, проявления ФАСН так разнообразны, что ни одна из сущетвующих экспериментальных моделей не отражает полностью всю клиническую картину ФАСН у человека.

Первая проблема, возникающая при постановке эксперимента - это контроль концентрации алкоголя в крови матери во время беременности. Показано, что превышение показателя в 200 mg/dl приводит к формированию ФАС [Maier et al., 2001]. Меньшие концентрации алкоголя в крови матери связывают с развитием различных форм ФАСН. Большая часть экспериментальных исследований использует такую схему алкоголизации, чтобы уровень алкоголя в крови животных составлял от 100 до 400 mg/dl. Так, для достижения низких и средних уровней концентрации алкоголя (до 150 mg/dl) обычно используют модели добровольного потребления алкоголя в условиях «свободного выбора» между алкоголем и водой или ингаляционный путь. Для достижения более высоких концентраций (>200 mg/dl) используют интубационный или инъекционный методы введения. При этом нейротоксический эффект этанола на развивающийся мозг может обнаруживаться даже при однократном введении большой дозы [Ieraci et al., 2007; Parnell et al., 2009] или при продолжительном введении низких доз этанола [Wigal et al., 1990].

Вторая важная проблема - это выбор наиболее чувствительного к действию алкоголя периода внутриутробного развития. У человека наиболее уязвимым является первый триместр беременности - период максимальной клеточной дифференциации, когда происходит закладка органов и тканей. Поэтому воздействие патогенных факторов, в том числе алкоголя, в этот период приводит к наиболее существенным поражениям центральной нервной системы (ЦНС) [Erecinska et al., 2004].

У мышей и крыс продолжительность пренатального периода составляет 18-21 дней. При экспериментальном моделировании ФАСН важно учитывать, что 1-10 дни пренатального онтогенеза грызунов соотносят с первым триместром у человека, 10-20 дни - со вторым триместром, а ранний неонатальный период соответствует третьему триместру беременности у человека [Bayer et al., 1993]. Последний - это период стремительного роста нейронов, увеличения количества глиальных клеток и активного

синаптогенеза, что определяет уязвимость мозга к воздействию алкоголя [Tran et al., 2000].

Определенную сложность для экспериментатора представляют различия механизмов всасывания, выведения, распределения и метаболизма этанола в пре- и неонатальном периодах. Так, активность ключевого фермента метаболизма алкоголя - алкогольдегидрогиназы у новорожденных крысят в 4 раза ниже, чем у взрослых животных, поэтому высокий уровень алкоголя в крови неонатально алкоголизированных животных может быть достигнут при использовании более низких доз алкоголя [Raiha et al., 1967].

Учитывая все это, современные модели ФАСН на грызунах разработаны таким образом, чтобы исследовать воздействие алкоголя на организм животных во время пре- и неонатального периодов, а также при их комбинации.

Третьей важной проблемой при планировании эксперимента является выбор пути введения алкоголя животным в период беременности. Чаще всего в экспериментах на грызунах самки на протяжении всей беременности получают только жидкую пищу, содержащую этанол (обычно 6 - 7%). Таким образом, одно животное потребляет в среднем 12-18 г/кг абсолютного спирта в сутки [Patten et al., 2014]. Обычно концентрацию этанола в пище повышают постепенно в течение первых дней беременности таким образом, чтобы достичь концентрации этанола в крови от 80 до 180 mg/dl, что приводит к неврологическим и когнитивным нарушениям у потомства, сходным с картиной ФАСН у детей [Patten et al., 2014].

Другая широко используемая модель алкоголизации -«полупринудительное потребление», когда животные получают в качестве единственного источника жидкости раствор этанола (6-15%). Согласно данным Allan c соавторами [Allan et al., 2003], при использовании такой схемы эксперимента животные получают в среднем 14 г/кг абсолютного спирта в сутки, а концентрация алкоголя в крови достигает 120 mg/dl [Allan et al., 2003]. Преимущество описанных моделей заключается, прежде всего, в

их простоте и минимизации дополнительных стрессорных факторов и рисков, которые могут привести к потере потомства.

Еще один метод алкоголизации - интубационный, при котором растворенный в воде или физиологическом растворе этанол вводится через зонд непосредственно в желудок беременным самкам или детенышам в неонатальном периоде [Green et al., 2005; Kelly et al., 2008]. При таком способе введения доза этанола обычно составляет от 2 до 6 г/кг/сутки, но концентрация этанола в крови при этом превышает 200 mg/dl [Driscoll et al., 1990]. Недостатками этого способа введения являются неизбежный стресс для животного, инвазивность и трудоемкость.

Инъекционный способ введения (подкожно или внутрибрюшинно) используется, главным образом, в тех случаях, когда задача исследования -выяснить острый эффект этанола в определенные периоды развития [Izumi et al., 2005].

Ингаляционное введение этанола осуществляется в специальной камере, заполненной парами алкоголя, в которую на несколько часов в сутки помещают животное [Karanian et al., 1986]. При этом способе алкоголизации наблюдается быстрое повышение концентрации алкоголя в крови, однако, как и инъекционный путь, он не может полностью имитировать картину потребления алкоголя у человека и, следовательно, быть полноценной моделью ФАСН.

Поскольку при моделировании ФАСН на животных в различных исследованиях используются разные дозы алкоголя, время и способ их введения, их результаты не всегда согласуются между собой. Тем не менее, в целом, эффекты воздействия алкоголя, обнаруженные при использовании различных моделей ФАСН на животных, соответствуют клиническим данным [Driscoll et al., 1990; Kelly et al., 2000; Kelly et al., 2008].

2.2. Основные виды ФАСН

1. Поведенческие нарушения

Моторные навыки. Известно, что у детей с ФАСН часто наблюдаются гиперактивность, нарушение координации движений, способности сохранять равновесие [Roebuck et al., 1998; Domellof et al., 2011; Mattson et al., 2011]. Кроме того, у детей с ФАСН отмечают нарушения саккад глаз: в тесте слежения за перемещающимся объектом при быстрых движениях глаз обнаруживается невозможность фиксировать взгляд на этом объекте. Эти нарушения связывают с поражением мозжечка, верхних бугорков четверохолмия и базальных ганглиев под действием этанола in utero [Paolozza et al., 2013].

Экспериментально показано, что двигательная дисфункция у животных с ФАСН проявляется на ранних этапах постнатального развития [Bond et al., 1977]. Так, у крыс - потомков матерей, употреблявших во время беременности жидкую диету, содержавшую этанол, на 28-й и 56-й, но не на 112-й дни жизни была обнаружена гиперактивность [Bond et al., 1977]. Анализ походки по следам показал, что у пренатально алкоголизированных крыс в возрасте 55 дней наблюдались признаки атаксии, была короче длина шага, шаг был более развернутым, а походка менее симметричной по сравнению с потомством контрольных самок [Hannigan et al., 1988].

Наиболее чувствительным периодом с точки зрения нарушения моторных функций оказался ранний неонатальный период. Введение этанола животным со 2-го по 10-й дни жизни приводило к гиперактивности, сохранявшейся в течение 3-х месяцев [Tran et al., 2000]. Все эти нарушения, как предполагают, связаны с дисфункцией мозжечка. Показано, что при алкоголизации на всем сроке пренатального и в раннем постнатальном периоде у потомства отмечается снижение общего объема мозжечка и числа клеток Пуркинье [Maier et al., 1999]. При алкоголизации в пренатальный

период у потомства на 10-й день после рождения наблюдается задержка в созревании клеток Пуркинье [Lewandowska et al., 2012].

Стресс-реактивность. Согласно данным литературы, у 52% пациентов с диагнозом ФАСН наблюдается депрессия, а также чаще, чем у здоровых лиц, обнаруживаются тревожные расстройства [Famy et al., 1998; Barr et al., 2006]. Предполагают, что один из механизмов этих нарушений может быть связан с дисфункцией гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы (ГГН-системы). Показано, что если женщины употребляли алкоголь во время беременности, то у их детей в возрасте 2 и 13 месяцев был повышен уровень кортизола в крови [Ramsay et al., 1996; Jacobson et al., 1999]. Представляют интерес данные, согласно которым при использовании теста «неподвижное лицо» у мальчиков c ФАСН в возрасте 5-7 месяцев изменение уровня кортизола в крови было более выражено, чем у девочек [Haley et al., 2006].

Стресс-реактивность организма является одним из ключевых факторов, учитывающихся при разработке путей коррекции ФАСН. На экспериментальных моделях ФАСН показано, что такие стрессорные стимулы как иммобилизация, громкий звук, удар током, помещение в новую среду вызывают у пренатально алкоголизированных крыс более выраженный ответ и более медленное восстановление ГГН-системы, чем у потомков контрольных самок [Weinberg et al., 1988; Lee et al., 1996; 2000; Проскурякова с соавт., 2014, 2018].

Интересные гендерные особенности эффекта пренатальной алкоголизации на стресс-реактивность были выявлены в экспериментальных моделях. Так, активация ГГН-системы при использовании в качестве стрессорных стимулов длительной иммобилизации или холода была более выражена у пренатально алкоголизированных самцов [Weinberg et al., 1992; Kim et al., 1999], а при использовании короткой иммобилизации или острого введения алкоголя или морфина - у самок [Weinberg et al., 1992; Halasz et al., 1993].

Исполнительные функции. Исполнительные функции представляют сложную совокупность процессов в мозге, позволяющих вычленять важные стимулы, планировать и изменять поведение в зависимости от цели и контекста, что чрезвычайно важно для обеспечения когнитивной гибкости при появлении ранее не встречавшихся стимулов. Эффективность когнитивной «исполнительной системы», как полагают, регулируется, в первую очередь, нейронами префронтальных областей коры [Ridderinkhof et al., 2004], что не исключает вовлечение в реализацию исполнительных функций и других структур мозга [Alvarez et al., 2006].

Для оценки эффективности исполнительных функций у людей разработан комплекс стандартных тестов [Connor et al., 2000; Rasmussen et al., 2005]. При использовании 9-ти из 58 показателей у 30 юношей с диагнозом ФАСН удалось выявить достоверные различия показателей исполнительных функций по сравнению с контрольной группой лиц [Connor et al., 2000]. Важно отметить, что степень нарушений при решении задач у детей с ФАСН становится все более выраженной при усложнении задач, тогда как простые тесты не выявляют отличий от контрольной группы [Aragon et al., 2008]. Так, Висконсинский Тест Сортировки Карточек, используемый для оценки нарушения внимания и гибкости в условиях смены психологической установки, показал, что дети с ФАСН допускают больше ошибок при переключении задач, чем дети контрольной группы [Vaurio et al., 2008]. Поиск биологических основ этих нарушений ведется с помощью экспериментальных моделей ФАСН. Гистологический анализ префронтальной коры взрослых пренатальноалкоголизированных крыс выявил у них меньшее число клеток в слоях II и V медиальной префронтальной коры по сравнению с контролем [Mihalick et al., 2001]. Примечательно, что у этих животных во взрослом возрасте было затруднено обучение с переучиванием.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Разумкина Елена Владимировна, 2019 год

8. СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ

1. Разумкина Е.В., Анохин П.К., Проскурякова Т.В., Шамакина И.Ю. Экспериментальные подходы к изучению поведенческих нарушений, ассоциированных с пренатальным действием алкоголя. // Журнал неврологии и психиатрии им. С.С.Корсакова - 2018. - № 118 - С. 79-88.

2. Разумкина Е.В., Анохин П.К., Нижарадзе М.П., Сарычева Н.Ю., Шамакина И.Ю. Эффект пренатальной алкогольной интоксикации на уровень мРНК альфа-синуклеина в мозге крыс. // Вопросы наркологии -2018. - №3(163) - С. 60-73.

3. Разумкина Е.В., Анохин П.К., Сарычева Н.Ю., Каменский А.А., Шамакина И.Ю. Пренатальное действие алкоголя и метилирование днк: обзор. // Вопросы наркологии - 2018. - №9 - С. 18-42.

4. Анохин П.К., Разумкина Е.В., Шамакина И.Ю. Сравнительный анализ экспрессии мРНК дофаминовых рецепторов, тирозингидроксилазы и дофамин-транспортного белка в мезолимбической системе крыс с различным уровнем потребления алкоголя. // Нейрохимия - 2019 . - Т. 36. - № 2 - С. 119-127.

Тезисы докладов на международных и российских конференциях

1. Razumkina E., Nizharadze M., Anokhin P., Shamakina I., Kamensky A.A. Prenatal alcohol exposure disrupts dopamine-related gene expression in the rat midbrain. // European Neuropsychopharmacology - 2017. - Vol. 27(4) - P. S1045-1046. (Материалы 30-го Европейского конгресса по нейропсихофармакологии, ECNP, 2-5 September, 2017, Paris, France).

2. Анохин П.К., Разумкина Е.В. Алкоголь как эпигенетический фактор: анализ экспрессии мРНК дофаминового рецептора второго подтипа (DRD2) в мозге при экспериментальном алкоголизме. // Биологические аспекты психического здоровья - 2018. - №3 - С. 7-9. (Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием "Генетика и эпигенетика психических заболеваний", 21-22 ноября 2017, г. Москва).

3. Шамакина И.Ю., Анохин П.К., Проскурякова Т.В., Шохонова В.А., Разумкина Е.В., Веретинская А.Г., Анохина И.П. Агонисты

дофаминовых рецепторов в терапии алкогольной зависимости: перспективы и ограничения. // Материалы V съезда фармакологов России «Научные основы поиска и создания новых лекарств» (14-18 мая 2018 г., г. Ярославль)

4. Nizharadze M., Razumkina E., Anokhin P., Saricheva N. Prenatal alcohol exposure suppresses locomotion, social interaction behavior and decreases a-synuclein mRNA level in the midbrain of adolescent rats. // European Neuropsychopharmacology - 2019. - Vol. 29(1) - P. S588-589. (Материалы 31-го Европейского конгресса по нейропсихофармакологии, ECNP, 6-9 October, 2018, Barcelona, Spain).

5. Разумкина Е., Анохин П. «Прайминг-эффект» пренатальной алкогольной интоксикации: поведенческие и молекулярные основы риска злоупотребления алкоголем во взрослом возрасте» // Материалы XIV Юбилейной Всероссийской Школы молодых психиатров "Суздаль-2019" (17-22 апреля 2019, г. Суздаль), С. 271274.