The effect of acute mental stress on the exchange of monoamines in the mesocortical and nigrostriatal systems of the rat brain

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Background. Мesocortical and nigrostriatal dopaminergic systems are highly sensitive to stressful events. One of the most adequate models of acute psychogenic stress in animals is the death of a partner upon presentation of a predator.

Aim. To study the content of dopamine (DA), serotonin and their metabolites: dioxyphenylacetic (DOPAC), homovanillic and 5-hydroxyindoleacetic (5-HIAA) acids in the prefrontal cortex, striatum, and ventral tegmental area in rats on days 3, 7, and 14 after the acute psychogenic stress of the death of a partner upon presentation of a predator.

Materials and methods. 28 male Wistar rats were studied. Acute single psychotraumatic situation was used. A group of rats was placed in a tiger python terrarium. One animal died as a result of its nutritional needs, the rest of the rats experienced the death of a partner. The content of monoamines in the brain structures was carried out by high performance liquid chromatography with electrochemical detection.

Results. Changes in the content of monoamines in the prefrontal cortex, striatum, and ventral tegmental area were found on the 7 and 14 days after the presentation of the predator. In the ventral tegmental area on the 7 day, there was an increase in the DOPAC/DA ratio and an increase in the serotonin metabolite 5-HIAA, which reflects an increase in the activity of dopamine and serotonin. In the prefrontal cortex on the 14 day, the DOPAС content and the DOPAС/DA index decreased. The 5-HIAA content in the prefrontal cortex and the 5-HIAA/5-HT value also significantly decreased.

Conclusions. Changes in the metabolism of monoamines after presentation of a predator develop gradually: increase of the dopamine and serotonin activity in the ventral tegmental area was noted on the 7 day after presentation of the predator, decrease in their activity in the striatum and prefrontal cortex only on the 14 day, reflecting the development of depressive states and post-traumatic stress disorder.

作者简介

Eugenii Bychkov

Institute of Experimental Medicine

编辑信件的主要联系方式.
Email: bychkov@mail.ru

MD, PhD, Head of the Laboratory of Chemistry and Pharmacology of Medicinal Compounds, Department of Neuropharmacology

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

Inessa Karpova

Institute of Experimental Medicine

Email: inessa.karpova@gmail.com

PhD (Physiology), Senior Researcher, Department of Neuropharmacology

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

Sergey Tsikunov

Institute of Experimental Medicine

Email: secikunov@yandex.ru

MD, PhD, Dr. Sci. (Med.), Professor, Head of the Laboratory of Psychophysiology of Emotions, I.P. Pavlov Physiological Department

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

Darya Krytskaya

Institute of Experimental Medicine

Email: darya_uladzimirawna@mail.ru

Postgraduate Student, I.P. Pavlov Physiological Department

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

Andrei Lebedev

Institute of Experimental Medicine

Email: aalebedev-iem@rambler.ru

Dr. Biol. Sci. (Pharmacology), Head of the Laboratory of General Pharmacology, Department of Neuropharmacology

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

Ilya Tissen

Institute of Experimental Medicine

Email: iljatis@mail.ru

PhD (Physiology), Senior Researcher, Department of Neuropharmacology

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

Sarng Pyurveev

Institute of Experimental Medicine; St. Petersburg State Pediatric Medical University

Email: dr.purveev@gmail.com

Postgraduate Student (Pharmacology), Department of Neuropharmacology, Assistant Professor, Department of Pathologic Physiology and Course Immunopathology

俄罗斯联邦, Saint Petersburg; Saint Petersburg

Petr Shabanov

Institute of Experimental Medicine

Email: pdshabanov@mail.ru

MD, PhD, Dr. Sci. (Med.), Professor, Head of the Laboratory of Psychophysiology of Emotions, I.P. Pavlov Physiological Department

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

参考

  1. Pertsov SS, Sudakov KV, Koplik EV, et al. Catecholamines in the adrenals of August and Wistar rats with acute emotional stress. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 1997;123(6):645–648. (In Russ.)
  2. Pshennikova MG. Role of genetic peculiarities in resistance of the body to detrimental impacts and protective effects of adaptation. Pathological Physiology and Experimental Therapy. 2011;(4):7–16. (In Russ.)
  3. Tsikunov SG, Pshenichnaya AG, Klyuyeva NN, et al. Vital stress causes long-term disorders of behavior and lipid metabolism in female rats. Reviews on clinical pharmacology and drug therapy. 2016;(4):32–41. (In Russ.) doi: 10.17816/RCF14432-41
  4. Shabanov PD, Lebedev AA, Morozov VI. The role of ghrelin in the control of emotional, exploratory, and motor behavior in experimental PTSD. Medico-biological and socio-psychological problems of safety in emergency situations. 2018;(1):65–74. (In Russ.) doi: 10.25016/2541-7487-2018-0-1-65-74
  5. Abercrombie ED, Keefe KA, DiFrischia DS, et al. Differential effect of stress on in vivo dopamine release in striatum, nucleus accumbens and medial frontal cortex. J Neurochem. 1989;52:1655–1658. doi: 10.1111/j.1471-4159.1989.tb09224.x
  6. Carhart-Harris RL, Nutt DJ. Serotonin and brain function: a tale of two receptors. J Psychopharmacol. 2017;31(9): 1091–1120. doi: 10.1177/0269881117725915
  7. Caspi A, Sugden K, Moffitt TE, et al. Influence of life stress on depression: moderation by a polymorphism in the 5-HTT gene. Science. 2003;301:386–389. doi: 10.1126/science.1083968
  8. Datson NA, van der Perk J, de Kloet ER, et al. Identification of corticosteroid-responsive genes in rat hippocampus using serial analysis of gene expression. Eur J Neurosci. 2001;14:675–689. doi: 10.1046/j.0953-816x.2001.01685.x
  9. Imperatoа A, Cabib S, Puglisi-Allegra S. Repeated stressful experiences differently affect the time-dependent responses of the mesolimbic dopamine system to the stressor. Brain Res. 1993;60:333–336. doi: 10.1016/0006-8993(93)91732-8
  10. Kirby LG, Lucki I. The effect of repeated exposure to forced swimming on extracellular levels of 5-hydroxytryptamine in the rat. Stress. 1998;2:251–263. doi: 10.3109/10253899809167289
  11. McEwen BS. Protective and damaging effects of stress mediators: central role of the brain. Dialog. Clinical Neurosci. 2006;8(4):367–381. doi: 10.31887/DCNS.2006.8.4/bmcewen
  12. Mijnster MJ, Isovich E, Fuchs E. Chronic psychosocial stress alters the density of dopamine D2-like binding sites. Soc Neurosci Abstr. 1998;24:277.
  13. Mora F, Segovia G, Del Arco A, et al. Stress, neurotransmitters, corticosterone and body-brain integration. Brain Res. 2012;1476:71–85. doi: 10.1016/j.brainres.2011.12.049
  14. Stahl S.M. Stahl’s essential psychopharmacology: neuroscientific basis and practical application. 4th Edition. Cambridge. Cambridge Univer Press. 2013.
  15. Spielewoy C, Roubert C, Hamon M, et al. Behavioural disturbances associated with hyperdopaminergia in dopamine-transporter knockout mice. Behav Pharmacol. 2000;11:279–290. doi: 10.1097/00008877-200006000-00011

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Content of dopamine (DA) and its metabolite DOPAC in the prefrontal cortex rats on 3, 7 and 14 days after exposure to predator. *p < 0.05 – significantly different from control group; #p < 0.05 – parameter is significantly different between rats on 7 and 14 days after stress

下载 (127KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Content of serotonin (5-HT) and its metabolite 5-HIAA in the prefrontal cortex rats on 3, 7 and 14 days after exposure to predator. *p < 0.05, **p < 0.01 – significantly different from control group; #p < 0.05 – parameter is significantly different between rats on 7 and 14 days after stress

下载 (134KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Content of dopamine and its metabolite DOPAC in the striatum rats on 3, 7 and 14 days after exposure to predator. ##p < 0.01 – parameter is significantly different between rats on 7 and 14 days after stress

下载 (139KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Content of dopamine (DA) and its metabolite DOPAC in the ventral tegmental area rats on 3, 7 and 14 days after exposure to predator. *p < 0.05 – significantly different from control group

下载 (123KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Content of serotonin and its metabolite 5-HIAA in the ventral tegmental area rats on 3, 7 and 14 days after exposure to predator. *p < 0.05 – significantly different from control group

下载 (126KB)
索引源数据
7. Fig. 1. Content of dopamine (DA) and its metabolite DOPAC in the prefrontal cortex rats on 3, 7 and 14 days after exposure to predator. *p < 0.05 – significantly different from control group; #p < 0.05 – parameter is significantly different between rats on 7 and 14 days after stress

下载 (128KB)
索引源数据
8. Fig. 2. Content of serotonin (5-HT) and its metabolite 5-HIAA in the prefrontal cortex rats on 3, 7 and 14 days after exposure to predator. *p < 0.05, **p < 0.01 – significantly different from control group; #p < 0.05 – parameter is significantly different between rats on 7 and 14 days after stress

下载 (132KB)
索引源数据
9. Fig. 3. Content of dopamine and its metabolite DOPAC in the striatum rats on 3, 7 and 14 days after exposure to predator. ##p < 0.01 – parameter is significantly different between rats on 7 and 14 days after stress

下载 (130KB)
索引源数据
10. Fig. 4. Content of dopamine (DA) and its metabolite DOPAC in the ventral tegmental area rats on 3, 7 and 14 days after exposure to predator. *p < 0.05 – significantly different from control group

下载 (123KB)
索引源数据
11. Fig. 5. Content of serotonin and its metabolite 5-HIAA in the ventral tegmental area rats on 3, 7 and 14 days after exposure to predator. *p < 0.05 – significantly different from control group

下载 (124KB)
索引源数据

版权所有 © Bychkov E., Karpova I., Tsikunov S., Krytskaya D., Lebedev A., Tissen I., Pyurveev S., Shabanov P., 2022

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名 4.0国际许可协议的许可
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».