Ультраструктурная характеристика аксодендритических и аксосоматических синапсов в орбитофронтальной коре белых лабораторных крыс на фоне малобелковой пищи после острого звукового воздействия

Цель работы – изучить состояние аксодендритических (ADS) и аксосоматических (ASS) синапсов в I–IV слоях орбитофронтальной коры (ОФК) половозрелых белых лабораторных крыс в условиях балансированной и малобелковой пищи после острого звукового воздействия. Опыты выполнены на 64-х белых нелинейных половозрелых лабораторных крысах-самцах массой 180–230 г (8 – интактных, 56 – экспериментальных). После непрерывного звонка интенсивностью 120 дБ в течение 120 с 56 крыс разделены на 2 группы: с балансированной пищей (контрольная – 28) и малобелковой пищей (основная – 28); с двумя подгруппами, в каждой из них: стресс-устойчивые (по 12) и стресс-неустойчивые (по 16 животных). Приём воды – без ограничений. Животные из эксперимента выведены на 10-е, 20-е, 30-е и 40-е сут после звукового воздействия. Параллельно с гистологическими и иммуногистохимическими анализами образцы I–IV слоёв ОФК изучены также трансмиссионной электронной микроскопией. Электронно-микроскопические изменения строения ADS и ASS выявлены во всех слоях ОФК. Отмечены нарушения тонкой структуры как пресинаптического, так и постсинаптического полюсов. Максимальная выраженность ультраструктурных изменений присуща ADS поверхностного (I, молекулярного), наружного зернистого (II), пирамидного (III) и внутреннего зернистого (IV) слоёв ОФК. Дезорганизация ASS отмечена преимущественно в контактах, постсинаптический полюс которых сформирован телами мелких пирамидных нейронов III слоя, а также пирамидных и звёздчатых нейронов IV слоя ОФК. Во всех сроках наблюдений нарушения тонкой организации наиболее выражены у стресс-неустойчивых животных основной группы опытов, особенно на 10-е и 20-е сут после воздействия. Острое звуковое воздействие инициирует нарушения тонкой организации аксодендритических и аксосоматических синапсов в I–IV слоях ОФК белых лабораторных крыс. Очаговая деструкция части отмеченных синапсов у крыс с малобелковой пищей после острого аудиогенного стресса имеет необратимый характер.

1. Кузнецова Г.Д. Аудиогенные судороги у крыс разных генетических линий. Журнал ВНД. 1998;48(1):143–152.

2. Никитина Е.А. Функциональные ансамбли в мозге человека и животных. Физиология человека. 2021;47(5):118–127.

3. Полетаева И.И., Зорина З.А. Формирование поведения животных в норме и патологии. К 100-летию со дня рождения Л.В. Крушинского. М.: Языки славянских культур, РФФИ, 2013:489.

4. Dalley J.W., Cardinal R.N., Robbins T.W. Prefrontal executive and cognitive functions in rodents: Neural and neurochemical substrates. Neurosci. Biobehav. Rev. 2004;28(7):771–784. DOI: 10.1016/j.neubiorev.2004.09.006.

5. Fuster J.M. The prefrontal cortex. Fourth Ed. London, Burlington, San Diego: Academic Press, 2008:410.

6. Guidelines for accommodation and care of animals (article 5 of the convention) approved by the multilateral consultation. Strasbourg, 2006, cons. 123.

7. Harris K.M., Weinberg R.J. Ultrastructure of synapses in the mammalian brain. Cold Spring Harb. Perspect. Biol. 2012;4(5):a005587. DOI: 0.1101/cshperspect.a005587.

8. Holmgren C., Harkany T., Svennenfors B., Zilberter Y. Pyramidal cell communication within local networks in layer 2/3 of rat neocortex. J. Physiol. 2003;551(1):139–153. DOI: 10.1113/jphysiol.2003.044784.

9. Kuo J. Electron microscopy: methods and protocols. Tokyo: Humana Press, 2007:625.

10. National Research Council (US) Subcommittee on Laboratory Animal Nutrition. Nutrient Requirements of Laboratory Animals: Fourth Revised Ed. Washington, DC: National Academies Press, 1995. DOI: 10.17226/4758.

11. Nikinorov M., Urbanek-Karlowska B., Karlowska K. Protein deficient diets. Activity of selected enzymes of protein and carbohydrate metabolism. Toxicology. 1973;1(4):263–276. DOI: 10.1016/0300-483x(73)90033-4.

12. Springer Handbook of Microscopy. Ed. by P. Hawkes, J.C.H. Spence. Springer Nature Switzerland AG, 2019:1543.

13. Watson C., Paxinos G. The rat brain in stereotaxis coordinates. London, San Diego: Academic Press, 2007:456.