События раннего возраста и созревание зубчатой извилины: последствия для нейронов и глиальных клеток
Зубчатая извилина (ЗГ), важная часть гиппокампа, играет значительную роль в обучении, памяти и эмоциональном поведении. Факторы, потенциально влияющие на нормальное развитие нейронов и глиальных клеток ДГ во время его созревания, могут оказывать долговременное влияние на функции мозга. Стресс в раннем возрасте может изменить созревание ГД и вызвать пожизненные изменения в его структуре и функционировании, лежащие в основе патологий головного мозга у взрослых. В этой статье всесторонне рассмотрено созревание нейронов и глиальных клеток (микроглии и астроцитов), а также влияние событий раннего возраста на процессы созревания в ДГ. Ранние постнатальные вмешательства, влияющие на ДГ, в конечном итоге приводят к изменению количества гранулярных нейронов в ДГ, эктопическому расположению нейронов и изменениям нейрогенеза у взрослых. Неблагоприятные события в раннем возрасте провоцируют провоспалительные изменения в глии гиппокампа на клеточном и молекулярном уровнях сразу после воздействия стресса. Позже клеточные изменения могут исчезнуть, хотя изменения в характере экспрессии генов сохраняются. Дополнительные стрессовые события в более позднем возрасте способствуют проявлению глиальных изменений и поведенческих нарушений. Изменения в созревании нейрональных и глиальных клеток, вызванные стрессом в раннем возрасте, взаимозависимы и влияют на развитие нейронных сетей, тем самым предрасполагая мозг к развитию когнитивных и психических расстройств.
Два классических хирургических подхода к внутрипросветной окклюзии средней мозговой артерии (MCAO), Longa et al. (LM) и Коидзуми и др. методы (КМ) используются в качестве альтернативы в доклинических исследованиях для индуцирования инсульта у грызунов. Сравнение этих моделей MCAO на мышах показало критические различия между ними наряду со сходством (Smith et al. 2015; Morris et al. 2016). В этом исследовании было проведено прямое сравнение MCAO-KM и MCAO-LM у крыс. Через три дня после MCAO объем инфаркта, уровень смертности, неврологический дефицит и потеря веса в этих моделях были одинаковыми. У крыс MCAO-LM наблюдалось повышение уровня АКТГ, а у крыс MCAO-KM - повышение уровня кортикостерона и интерлейкина-1β в сыворотке крови. Накопление кортикостерона выявлено в лобной коре (ФК) и гиппокампе группы МКАО-КМ. IL1β бета повышался в ипсилатеральном гиппокампе в группе MCAO-KM и снижался в контралатеральном FC крыс MCAO-LM. Выявленные различия между MCAO-KM и MCAO-LM позволяют предположить, что выброс кортикостерона и интерлейкина-1β, а также накопление в гиппокампе более выражены у крыс MCAO-KM, что предрасполагает их к кортикостерон-зависимому отдаленному нейровоспалительному повреждению гиппокампа. Различия между двумя моделями, в частности, нарушение функции гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси, следует учитывать при интерпретации, сравнении и переводе результатов доклинических экспериментов.
Обсуждаются глюкокортикоидзависимые механизмы воспалительного отдаленного повреждения гиппокампа с акцентом на последствия черепно-мозговой травмы. Эффекты глюкокортикоидов на определенные популяции нейронов гиппокампа зависят от их концентрации, продолжительности воздействия и типа клеток. Предыдущий стресс и повышенный уровень глюкокортикоидов до начала провоспалительного воздействия, а также длительное, хотя и умеренное, повышение уровня глюкокортикоидов могут усилить провоспалительные эффекты. Длительные изменения нейрональных цепей гиппокампа, опосредованные глюкокортикоидами, после травмы головного мозга участвуют в развитии поздних посттравматических патологий, таких как эпилепсия, депрессия и когнитивные нарушения. Комплексное и разнообразное действие гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы на нейровоспаление может иметь важное значение для поздней посттравматической патологии. Эти механизмы применимы при отдаленных повреждениях гиппокампа, возникающих после других видов очагового поражения головного мозга (инсульт, эпилепсия) или заболеваний ЦНС без выраженного очагового поражения. Таким образом, связь избыточного количества глюкокортикоидов/дисфункции гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы с опасным для гиппокампа нейровоспалением может иметь решающее значение для отдаленного повреждения гиппокампа при многих заболеваниях головного мозга. Принимая во внимание, что гиппокамп контролирует как когнитивные функции, так и эмоциональное состояние, жизненно важными являются дальнейшие исследования потенциальных связей между передачей сигналов глюкокортикоидов и воспалительными процессами в мозге и соответствующими механизмами.
- Степень подавления мю-ритма у женщин связана с наличием детей, а также уровнем эмпатии и тревожности
- Роль мобильных элементов генома человека в функции и патологии нейронов
- Комбинированный эффект G-квадраплекса и нейроиндукторов как альтернативный подход к лечению глиабластомы человека
- Влияние частоты на распознавание орфографических ошибок: исследование ERP
- Нейровоспаление и утрата нейронов в гиппокампе связаны с непосредственными посттравматическими припадками и проявлением кортикостерона у крыс
- Восприятие эмоций в мимике лица у молодых женщин-студенток с субсиндромальным паническим расстройством. Изучение поведения и вызванных потенциалов
- Кальциевые каналы и инструменты для лечения эпилепсии
- Neuroscience and Behavioral Physiology
- Нейронная и альтернативная интегративные системы: молекулярные идеи на происхождения нейротрансмиттеров
- Глюкокортикоид-опосредованные механизмы повреждения гиппокампа: вклад в субгранулярный нейрогенез
- Гиперглутаматергическая сигнализация в гиппокампе: раннее нацеливание на нейротрансмиссию глутамата как профилактическая стратегия при болезни Альцгеймера
- Ca2+ -активированные калиевые каналы KCa3.1 способствуют медленной постгиперполяризации в пирамидных нейронах неокортекса L5
- Эпигенетическая регуляция как основа долговременных изменений нервной системы: в поисках механизмов специфичности
- Трансляционное исследование острой травмы головного мозга: высокая частота эпилептиформной активности на электрокортикограммах человека и крысы и гистологические корреляты у крыс
- Индуцированный слуховой ответ на частоте в 40 Гц как биомаркер генетического дефицита в гене SHANK3: клинический отчёт о 15-летней девочке с редким частичным дублированием гена SHANK3