Участие Bdnf, Ntrk2 и Pi3k в механизмах компульсивного переедания после действия психогенных стрессоров в онтогенезе
- Авторы: Лизунов А.В.1, Лебедев А.А.1, Пюрвеев С.С.1, Надбитова Н.Д.1, Гольц В.А.1, Сексте Э.А.1, Бычков Е.Р.1, Лебедев В.А.1, Евдокимова Н.Р.1, Шабанов П.Д.1
-
Учреждения:
- Институт экспериментальной медицины
- Выпуск: Том 22, № 2 (2024)
- Страницы: 179-189
- Раздел: Оригинальные исследования
- URL: https://ogarev-online.ru/RCF/article/view/263148
- DOI: https://doi.org/10.17816/RCF625676
- ID: 263148
Цитировать
Аннотация
Актуальность. Исследование нейрохимических механизмов пищевой зависимости дает представление об экспериментальном моделировании ряда его клинических проявлений.
Цель — изучение влияния выработки компульсивного переедания, вызванного материнской депривацией в раннем онтогенезе или выращиванием в условиях социальной изоляции, на экспрессию генов Bdnf, Ntrk2 и Pi3k в гипоталамусе крыс.
Материалы и методы. Животных в одной группе со 2-го по 12-й день после рождения на 180 мин отлучали от матери в течение 10 дней, в опытах использовали самцов в возрасте 90–100 дней. Другую группу животных (без отлучения от матери) с 21-го дня после рождения выращивали в индивидуальных клетках, в опытах использовали самцов в возрасте 90–100 дней. При выработке компульсивного переедания животные получали в течение 1 ч диету с высоким содержанием углеводов (шоколадная паста) каждый день или каждый третий день в течение 30 дней. За 15 мин до кормления пасту помещали в 5 см досягаемости при визуальном контакте.
Результаты. В группах с прерывистым воздействием высококалорийной пищи (шоколадную пасту животные получали каждый третий день) ПЦР-анализ показал наличие экспрессии генов Bdnf, Ntrk2 и Pi3k в гипоталамусе. Экспрессия гена Bdnf при этом была выше у группы крыс после материнской депривации по сравнению с контролем. Показано, что экспрессия генов Ntrk2 и Pi3k на фоне высокоуглеводной пищи была выше у крыс, выращенных в изоляции, по сравнению с животными, выращенными в сообществе.
Заключение. Полученные данные предполагают новые пути синтеза фармакологических средств пептидной природы, связанных с сигнальным каскадом PI3K/AKT/mTOR, для коррекции пищевой зависимости, вызванной психогенными стрессами в онтогенезе.
Ключевые слова
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Алексей Владимирович Лизунов
Институт экспериментальной медицины
Автор, ответственный за переписку.
Email: izya12005@yandex.ru
SPIN-код: 8912-3238
канд. биол. наук
Россия, Санкт-ПетербургАндрей Андреевич Лебедев
Институт экспериментальной медицины
Email: aalebedev-iem@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0003-0297-0425
SPIN-код: 4998-5204
д-р биол. наук, профессор
Россия, Санкт-ПетербургСарнг Саналович Пюрвеев
Институт экспериментальной медицины
Email: dr.purveev@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4467-2269
SPIN-код: 5915-9767
Россия, Санкт-Петербург
Наталия Дмитриевна Надбитова
Институт экспериментальной медицины
Email: natali_805@mail.ru
SPIN-код: 4153-1270
канд. мед. наук
Россия, Санкт-ПетербургВладанка Александровна Гольц
Институт экспериментальной медицины
Email: digitalisobscura@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург
Эдгар Артурович Сексте
Институт экспериментальной медицины
Email: sekste_edgar@mail.ru
SPIN-код: 3761-0525
канд. биол. наук
Россия, Санкт-ПетербургЕвгений Рудольфович Бычков
Институт экспериментальной медицины
Email: bychkov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8911-6805
SPIN-код: 9408-0799
д-р мед. наук
Россия, Санкт-ПетербургВиктор Андреевич Лебедев
Институт экспериментальной медицины
Email: vitya-lebedev-57@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1525-8106
SPIN-код: 1878-8392
канд. биол. наук
Россия, Санкт-ПетербургНаталья Рэмовна Евдокимова
Институт экспериментальной медицины
Email: evdokimova.nr@mail.ru
канд. биол. наук
Россия, Санкт-ПетербургПетр Дмитриевич Шабанов
Институт экспериментальной медицины
Email: pdshabanov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1464-1127
SPIN-код: 8974-7477
д-р мед. наук, профессор
Россия, Санкт-ПетербургСписок литературы
- Nathan PJ, Bullmore ET. From taste hedonics to motivational drive: central µ-opioid receptors and binge-eating behavior. Int J Neuropsychopharmacol. 2009;12(7):995–1008. doi: 10.1017/S146114570900039X
- American Psychiatric Association. Diagnostic and statistical manual of mental disorders. 5th edit. Arlington, VA: American Psychiatric Publishing, 2013. doi: 10.1176/appi.books.9780890425596
- Boggiano MM, Artiga AI, Pritchett CE, et al. High intake of palatable food predicts binge-eating independent of susceptibility to obesity: an animal model of lean vs obese binge-eating and obesity with and without binge-eating. Int J Obes. 2007;31(9):357–1367. doi: 10.1038/sj.ijo.0803614
- Lebedev AА, Pyurveev SS, Nadbitova ND, et al. Reduction of compulsive overeating in rats caused by maternal deprivation in early ontogenesis with the use of a new ghrelin receptor antagonist agrelax. Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy. 2023;21(3):255–262. EDN: SLBOTQ doi: 10.17816/RCF562841
- Deussing JM, Chen A. The corticotropin-releasing factor family: physiology of the stress response. Physiol Rev. 2018;98(4): 2225–2286. doi: 10.1152/physrev.00042.2017
- Lebedev AA, Karpova IV, Bychkov ER, et al. The ghrelin antagonist [D-Lys3]-GHRP-6 decreases signs of risk behavior in a model of gambling addiction in rats by altering dopamine and serotonin metabolism. Neurosci Behav Physiol. 2022;52(3):415–421. doi: 10.19163/MedChemRussia2021-2021-259
- Pyurveev SS, Lebedev AA, Bychkov ER, Shabanov PD. Intranasal administration of ghrelin receptor antagonist [D-Lys-3]-GHRP-6 reduces the manifestations of impulsivity and compulsivity induced by maternal deprivation in rats. Research Results in Pharmacology. 2024;10(2):97–105. doi: 10.18413/rrpharmacology.10.448
- Potenza MN, Koran LM, Pallanti S. The relationship between impulse-control disorders and obsessive-compulsive disorder: A current understanding and future research directions. Psychiatry Res. 2009;170(1):22–31. doi: 10.1016/j.psychres.2008.06.036
- Patterson ZR, Ducharme R, Anisman H, Abizaid A. Altered metabolic and neurochemical responses to chronic unpredictable stressors in ghrelin receptor-deficient mice. Eur J Neurosci. 2010;32(4):632–639. doi: 10.1111/j.1460-9568.2010.07310.x
- Aliasghari F, Yaghin NL, Mahdavi R. Relationship between hedonic hunger and serum levels of insulin, leptin and BDNF in the Iranian population. Physiol Behav. 2019;199:84–87. doi: 10.1016/j.physbeh.2018.11.013
- Bechara RG, Kelly AM. Exercise improves object recognition memory and induces BDNF expression and cell proliferation in cognitively enriched rats. Behav Brain Res. 2013;245:96–100. doi: 10.1016/j.bbr.2013.02.018
- Ameroso D, Meng A, Chen S, et al. Astrocytic BDNF signaling within the ventromedial hypothalamus regulates energy homeostasis. Nat Metab. 2022;4(5):627–643. doi: 10.1038/s42255-022-00566-0
- Rivera C, Li H, Thomas-Crusells J, et al. BDNF-induced TrkB activation down-regulates the K+–Cl– cotransporter KCC2 and impairs neuronal Cl– extrusion. J Cell Biol. 2002;159(5):747–752. doi: 10.1083/jcb.200209011
- Nakagawara A, Liu X-G, Ikegaki N, et al. Cloning and chromosomal localization of the human TRK-B tyrosine kinase receptor gene (NTRK2). Genomics. 1995;25(2):538–546. doi: 10.1016/0888-7543(95)80055-Q
- Ooi CL, Kennedy JL, Levitan RD. A putative model of overeating and obesity based on brain-derived neurotrophic factor: Direct and indirect effects. Behav Neurosci. 2012;126(4):505–514. doi: 10.1037/a0028600
- Grilo CM, White MA, Barnes RD, Masheb RM. Posttraumatic stress disorder in women with binge eating disorder in primary care. J Psychiatr Pract. 2012;18(6):408–412. doi: 10.1097/01.pra.0000422738.49377.5e
- Gnanapavan S, Kola B, Bustin SA, et al. The tissue distribution of the mRNA of ghrelin and subtypes of its receptor, GHS-R, in humans. J Clin Endocrinol Metab. 2002;87(6):2988–2991. doi: 10.1210/jcem.87.6.8739
- Kharbanda KK, Farokhnia M, Deschaine SL, et al. Role of the ghrelin system in alcohol use disorder and alcohol-associated liver disease: A narrative review. Alcoholism: Clin Exp Res. 2022;46(12):2149–2159. doi: 10.1111/acer.14967
- Tapia-Arancibia L, Rage F, Givalois L, Arancibia S. Physiology of BDNF: focus on hypothalamic function. Front Neuroendocrinol. 2004;25(2):77–107. doi: 10.1016/j.yfrne.2004.04.001
- Chawla A, Cordner ZA, Boersma G, Moran TH. Cognitive impairment and gene expression alterations in a rodent model of binge eating disorder. Physiol Behav. 2017;180:78–90. doi: 10.1016/j.physbeh.2017.08.004
- McCubrey JA, Steelman LS, Chappell WH, et al. Mutations and deregulation of Ras/Raf/MEK/ERK and PI3K/PTEN/Akt/mTOR cascades which alter therapy response. Oncotarget. 2012;3(9):954–987. doi: 10.18632/oncotarget.652
- Balakina ME, Degtyareva EV, Nekrasov MS, et al. Effect of early postnatal stress upon psychoemotional state and development of excessive consumption of high-carbohydrate food in rats. Russian biomedical research. 2021;6(2):27–37. EDN: ABECPH
- Bąk-Sosnowska M. Differential criteria for binge eating disorder and food addiction in the context of causes and treatment of obesity. Psychiatria Polska. 2017;51(2):247–259. doi: 10.12740/PP/OnlineFirst/62824
- Rossi MA, Stuber GD. Overlapping brain circuits for homeostatic and hedonic feeding. Cell Metab. 2018;27(1):42–56. doi: 10.1016/j.cmet.2017.09.021
- Cottone P, Wang X, Park JW, et al. Antagonism of sigma-1 receptors blocks compulsive-like eating. Neuropsychopharmacology. 2012;37(12):2593–2604. doi: 10.1038/npp.2012.89
- Piccoli L, Micioni Di Bonaventura MV, Cifani C, et al. Role of orexin-1 receptor mechanisms on compulsive food consumption in a model of binge eating in female rats. Neuropsychopharmacology. 2012;37(9):1999–2011. doi: 10.1038/npp.2012.48
- Sekste EA, Lebedev AA, Bychkov ER, et al. Increase in the level of orexin receptor 1 (OX1R) mRNA in the brain structures of rats prone to impulsivity in behavior. Biomeditsinskaya Khimiya. 2021;67(5):411–417. EDN: ZVENEQ doi: 10.18097/PBMC20216705411
- Vetlugin EA, Bychkov ER, Abrosimov ME, et al. Anxiolytic and antidepressant effects of melanin-concentrating hormone 1 receptor antagonist SNAP 94847. Pediatrician (St. Petersburg). 2022;13(1):25–34. EDN: ZETGTI doi: 10.17816/PED13125-34
- Alvarez-Crespo M, Skibicka KP, Farkas I, et al. The amygdala as a neurobiological target for ghrelin in rats: neuroanatomical, electrophysiological and behavioral evidence. PloS one. 2012;7(10):e46321. doi: 10.1371/journal.pone.0046321
- Shabanov PD, Yakushina ND, Lebedev AA. Pharmacology of peptide mechanisms of gambling behavior in rats. Journal of Addiction Problems. 2020;(4):24–44. EDN: JBUQJN doi: 10.47877/0234-0623_2020_4_24
- Moghaddam SAP, Amiri P, Saidpour A, et al. The prevalence of food addiction and its associations with plasma oxytocin level and anthropometric and dietary measurements in Iranian women with obesity. Peptides. 2019;122:170151. doi: 10.1016/j.peptides.2019.170151
- Roik RO, Lebedev AA, Shabanov PD. The value of extended amygdala structures in emotive effects of narcogenic with diverse chemical structure. Research Results in Pharmacology. 2019;5(3):11–19. EDN: BUBAZX doi: 10.3897/rrpharmacology.5.38389
- Cabral A, Suescun O, Zigman JM, Perello M. Ghrelin indirectly activates hypophysiotropic CRF neurons in rodents. PloS one. 2012;7(2): e31462. doi: 10.1371/journal.pone.0031462
