VYYaVLENIE DVIGATEL'NYKh NARUShENIY NA MODELI BOLEZNI AL'TsGEYMERA

Abstract

Full Text

Введение. К нейродегенеративным заболеваниям, имеющим огромную социальную значимость в силу своего широкого распространения, относится болезнь Альцгеймера (БА), которая развивается преимущественно в пожилом возрасте и приводит к прогрессирующему снижению интеллекта, нарушениям памяти и изменениям личности [7]. Наиболее характерным патоморфологическим признаком БА является накопление бета-амилоида (Аβ) во внутриклеточных нейрофибриллярных клубках и внеклеточных бляшках в мозге у больных. В последние годы в многочисленных исследованиях получили развитие гипотезы о роли Аβ, тау-белка [4, 5] и инфекционного поражения в происхождении и развитии БА [9]. Помимо психопатологической симптоматики при БА описан широкий спектр неврологических симпто- мов, в том числе двигательные расстройства: паркинсонизм, нарушения ходьбы, пирамидный синдром и др. [2]. Уточнение их характера и представленность на разных стадиях БА, особенно на стадии умеренной и тяжелой деменции, может иметь значение для улучшения диагностики этого заболевания. Необходимость изучения причин возникновения, развития и способов лечения нейродегенеративных заболеваний и, в частности, БА, диктует совершенствование экспериментальных моделей на животных. Такие модели должны имитировать как можно больше патологических процессов, т.к. они должны быть полезными как для более ясного и детального понимания комплексных биохимических изменений в мозге при БА, так и в транс- ляционных исследованиях для выбора экспериментальной терапии. Идея использования стрептозоцина (STZ) - вещества, повреждающего бета-клетки поджелудочной железы - для моделирования БА возникла на основании представлений о спорадической БА как о заболевании, этиологически сходном с сахарным диабетом («диабет 3-го типа») [8]. Модель, индуцированная интрацеребровентрикулярным (icv) введением STZ, имитирует спорадичес- кую форму БА и весьма сходна с ее развитием по стадиям у пациентов, что, по-видимому, менее четко видно на трансгенных моделях. Цель данной работы - выявление двигательных нарушений у крыс на разных сроках после icv введения STZ. Материалы и методы. Моделирование БА проводилось на крысах линии Wistar в возрасте 3-4 месяца (n=18). Для получения модели БА крысам (n=9) билатерально во время стереотаксических операций вводили STZ в 0,9 % растворе NaCl в дозе 3 мг/кг по 5 µl в каждый боковой желудочек мозга. Для стереотаксического введения использовали следующие координаты: AP=-0,8; L=1,5; V=3,5. Контрольным крысам (n=9) вводили физиологичес- кий раствор в том же объеме. Через 2, 4 и 9 недель после введения определяли изменения двигательной активности и пространственной памяти животных с помощью тестов «открытое поле» (ОП) и «приподнятый крестообразный лабиринт» (ПКЛ) (только через 4 и 9 недель). Установка «открытое поле» представляла собой короб 75×75×35 см, где регистрировали расстояние, пройденное экспериментальным животным за 3 минуты; в ПКЛ («Открытая наука», Россия) крысу помещали на конце одного из открытых рукавов лабиринта, головой от центральной пло- щадки. Регистрировали время, затраченное животным для перехода с конца открытого рукава в закрытый рукав (латентный период, ЛП) [6]. Фиксирование и анализ поведенческих экспериментов проводили с помощью системы видео наблюде- ния за поведением животных Any-maze. По окончанию эксперимента было проведено стандартное морфохимическое исследование мозга экспе- риментальных крыс. Полученные данные обрабатывали в программе Statistica 12, используя однофакторный дисперсионный анализ (ANOVA) с последующими апостериорными сравнениями по критерию Фишера. Статистически значимы- ми считали различия при p<0,05. Результаты. Тестирования в ПКЛ показали, что у крыс контрольной группы ЛП перехода в закрытый рукав в первый день 1-го и 2-го тестирований не различался, однако во второй день 1-го тестирования ЛП значимо снижался, а во 2-й день при 2-м тестировании динамики изменения ЛП не было. У животных с введением STZ ЛП был значительно выше, чем у контрольных крыс, во все дни тестирования; внутри группы этот показатель не различался между первым и вторым днем (таб. 1). Исследование в ОП показало, что к 9-й неделе эксперимента двигательная активность крыс с STZ-моде- лью БА драматично снизилась, тогда как ложнооперированные животные продолжали демонстрировать достаточ- но высокий уровень локомоции (таб. 2). Ниже приведены примеры характерных треков в ОП для одного и того же животного (рис. 1). Латентный период (с) перехода в закрытый рукав ПКЛ у ложнооперированных крыс (NaCl) и крыс с STZ-моделью БА (STZ). Таблица 1. 4 недели 9 недель 1-й день 2-й день 1-й день 2-й день NaCl 45,75±6,13 25,41±4,24* 58,25±14,13 81,08±18,51 STZ 102,72±19,71# 76,36±22,95# 140,09±17,45# 135,81±19,11# Примечание: различия значимы: * - по сравнению с первым днем, # - между группами при р≤0,05. Данные приве- дены в виде m±sem. Длина пробега (м) в ОП ложнооперированных крыс (NaCl) и крыс с STZ-моделью БА (STZ). Таблица 2. 2 недели 4 недели 9 недель NaCl 12,30±0,66 11,12±1,39 7,10±0,72* STZ 9,93±1,51# 9,87±1,40 1,70±0,12* # Примечание: обозначения - как в таб.1. Рис. 1. Характерные треки в ОП ложнооперированных (А) и животных с STZ-моделью (Б) через 4 и 9 недель после введения STZ (слева направо). Действие STZ на структуры мозга было верифицировано в последующем морфохимическом исследова- нии (рис. 2). Были выявлены увеличение просвета желудочков, дегенерация белого вещества (см. рис. 2), а также снижение плотности и размеров нейронов и активация глии в поле СА3 гиппокампа. Обсуждение. Нарушения при БА затрагивают память, способность воспринимать окружающее, ориен- тирование в пространстве, времени и собственной личности и др. В течении заболевания традиционно выделяют 3 основные стадии: инициальную, стадии умеренной и тяжелой деменций. На стадии клинически выраженных проявлений болезни (стадия умеренной деменции) преобладают признаки синдрома нарушений высших корковых функций. На этом этапе появляются различные неврологические симптомы, в том числе паркинсоноподобные расстройства (акинетико-ригидный, амиостатический синдром). Несмотря на то, что неврологическая симп- томатика при БА хорошо описана, проблема неврологических нарушений при БА нуждается в дополнительном исследовании, поскольку в последние годы взгляды на этиологию, патогенез БА и систематизацию двигательных нарушений изменились. Кроме того, изменились и представления о диагностических критериях и фенотипичес- ких градациях БА [2], и здесь детальное изучение двигательных нарушений может иметь значение для улучшения диагностики этого заболевания [1]. Воспроизведение с той или иной степенью точности нарушений, выявленных у пациентов с БА, на моде- лях является основополагающим условием для установления механизмов развития патологических процессов в мозге и разработки новых методов диагностики и лечения. Очевидно, что с объективной точки зрения получение «идеальной» модели какого-либо заболевания на отличном от человека объекте практически невозможно; тем не менее, STZ-индуцированная модель воспроизводит основные клинические и патологические особенности, харак- терные для БА. Введение стрептозоцина в желудочки мозга вызывало у крыс глубокие нарушения обучаемости и долговременной памяти при отставленном тестировании, а также приводило к снижению латентного периода захода в темный отсек, что свидетельствует об амнестическом эффекте этого токсина у крыс [3]. В данном исследовании получены новые данные, свидетельствующие о развитии двигательных нарушених, которые имитируют таковые на клинических стадиях БА. Это открывает новые перспективы исследования возмож- ностей коррекции полученных неврологических и поведенческих проявлений, что, в свою очередь, поможет ускоре- нию трансляции результатов фундаментальных и экспериментальных исследований в клиническую практику.