Некоторые аспекты влияния комбинированного облучения гамма-лучами и ядрами углерода (12C) на серотонинергическую систему мозга крыс
Аннотация
Поток атомных ядер галактического происхождения, обладающих высокой кинетической энергией, несёт существенную угрозу живым организмам за пределами магнитного поля Земли. Удивительно, но ряд наземных исследований с использованием прогрессивных моделей комбинированного облучения выявил позитивные эффекты последнего в отношении функций центральной нервной системы (ЦНС). Молекулярный механизм этого феномена остаётся нераскрытым. Ранее нами была предложена гипотеза о том, что серотонинергическая система может быть вовлечена в реализацию этих эффектов. Настоящее исследование посвящено изучению содержания ряда биомолекул участников серотонинергической нейромедиации в избранных морфологических структурах мозга крыс, подвергнутых комбинированному (γ-лучи и 12С6+) облучению. Повышение содержания кортикального 5-HT2a , выявленное в ходе исследования, может являться ключевым звеном механизмов, ответственных за прокогнитивный эффект умеренных доз ионизирующего излучения.
Ключевые слова
галактические космические лучи,
углерод,
префронтальная кора,
5-HT2a-рецептор,
прокогнитивный эффект
Об авторе
В. С. Кохан
ФГБУН «Научный центр биомедицинских технологий Федерального медико-биологического агентства России»
Россия
Россия
Кохан Виктор Сергеевич, к.б.н.
143442, Московская обл., Красногорский р-н, п. Светлые горы, владение 1
Список литературы
1. Cekanaviciute E., Rosi S., Costes S.V. Central Nervous System Responses to Simulated Galactic Cosmic Rays. International Journal of Molecular Sciences. 2018;19(11). DOI: 10.3390/ijms19113669.
2. Collingridge G.L., Volianskis A., Bannister N., France G., Hanna L., Mercier M., et al. The NMDA receptor as a target for cognitive enhancement. Neuropharmacology. 2013;64:13–26. DOI: 10.1016/j.neuropharm.2012.06.051.
3. Cucinotta F.A., Kim M.H., Chappell L.J., Huff J.L. How safe is safe enough? Radiation risk for a human mission to Mars. PloS One. 2013;8(10):e74988. DOI: 10.1371/journal.pone.0074988.
4. Garrett-Bakelman F.E., Darshi M., Green S.J., Gur R.C., Lin L., Macias B.R., et al. The NASA Twins Study: A multidimensional analysis of a year-long human spaceflight. Science. 2019;364(6436). DOI: 10.1126/science.aau8650.
5. Kokhan V.S., Anokhin P.K., Belov O.V., Gulyaev M.V. Cortical Glutamate/GABA Imbalance after Combined Radiation Exposure: Relevance to Human Deep-Space Missions. Neuroscience. 2019;416:295–308. DOI: 10.1016/j.neuroscience.2019.08.009.
6. Kokhan V.S., Lebedeva-Georgievskaya K.B., Kudrin V.S., Bazyan A.S., Maltsev A.V., Shtemberg A.S. An investigation of the single and combined effects of hypogravity and ionizing radiation on brain monoamine metabolism and rats’ behavior. Life Sciences in Space Research. 2019;20:12–19. DOI: 10.1016/j.lssr.2018.11.003.
7. Letzkus J.J., Wolff S.B., Luthi A. Disinhibition, a Circuit Mechanism for Associative Learning and Memory. Neuron. 2015;88(2):264–276. DOI: 10.1016/j.neuron.2015.09.024.
8. Puig M.V., Gulledge A.T. Serotonin and prefrontal cortex function: neurons, networks, and circuits. Molecular Neurobiology. 2011;44(3):449–464. DOI: 10.1007/s12035-011-8214-0.
9. Raber J., Marzulla T., Kronenberg A., Turker M.S. (16)Oxygen irradiation enhances cued fear memory in B6D2F1 mice. Life Sci. Space Res. (Amst). 2015;7:61–65. DOI: 10.1016/j.lssr.2015.10.004.
10. Sargin D., Jeoung H.S., Goodfellow N.M., Lambe E.K. Serotonin Regulation of the Prefrontal Cortex: Cognitive Relevance and the Impact of Developmental Perturbation. ACS Chem. Neurosci. 2019;10(7):30783093. DOI: 10.1021/acschemneuro.9b00073.
11. Temple M.D., Kosik K.S., Steward O. Spatial learning and memory is preserved in rats after early development in a microgravity environment. Neurobiology of Learning and Memory. 2002;78(2):199–216. DOI: 10.1006/nlme.2001.4049.
12. Whoolery C.W., Yun S., Reynolds R.P., Lucero M.J., Soler I., Tran F.H., et al. Multi-domain cognitive assessment of male mice shows space radiation is not harmful to high-level cognition and actually improves pattern separation. Scientific Reports. 2020;10(1):2737. DOI: 10.1038/s41598-020-59419-z.
13. Woodcock E.A., Anand C., Khatib D., Diwadkar V.A., Stanley J.A. Working Memory Modulates Glutamate Levels in the Dorsolateral Prefrontal Cortex during (1)H fMRS. Frontiers in Psychiatry / Frontiers Research Foundation. 2018;9:66. DOI: 10.3389/fpsyt.2018.00066.
14. Zhang G., Stackman R.W. Jr. The role of serotonin 5-HT2A receptors in memory and cognition. Frontiers in Pharmacology. 2015;6:225. DOI: 10.3389/fphar.2015.00225.
Рецензия
Для цитирования:
Кохан В.С. Некоторые аспекты влияния комбинированного облучения гамма-лучами и ядрами углерода (12C) на серотонинергическую систему мозга крыс. БИОМЕДИЦИНА. 2020;16(3):68-72. https://doi.org/10.33647/2074-5982-16-3-68-72
For citation:
Kokhan V.S. Some Aspects of the Effect of Combined Irradiation by Gamma-Rays and Carbon Nuclei (12C) on the Serotonergic System in Rat Brain. Journal Biomed. 2020;16(3):68-72. (In Russ.) https://doi.org/10.33647/2074-5982-16-3-68-72
Просмотров: 965
Послать статью по эл. почте 