1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова
  4. T. 109, № 10, 2023

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова, 2023, T. 109, № 10, стр. 1476-1488

Влияние активации иммунной системы в раннем онтогенезе на агрессивность и сексуальную мотивацию у взрослых крыс Вистар

И. В. Павлова 1, *, Н. Д. Брошевицкая 1

1 Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН
Москва, Россия

* E-mail: pavlovfml@mail.ru

Поступила в редакцию 30.06.2023
После доработки 01.09.2023
Принята к публикации 22.09.2023

Аннотация

Как известно, стрессы в раннем онтогенезе способны оказывать влияние на тревожно-депрессивное, оборонительное и социальное поведение, а также на иммунную и гормональную реактивность взрослых животных. Модель раннего провоспалительного стресса предполагает активацию иммунной системы с помощью введения бактериального липополисахарида (ЛПС) в первые дни постнатального онтогенеза. Каково влияние введения ЛПС в раннем онтогенезе на агрессивность и сексуальную мотивацию взрослых особей неизвестно. Патологическая агрессивность и нарушения в сексуальном поведении характерны для многих психоневрологических заболеваний, поэтому исследование предпосылок для их возникновения высоко актуально. На 3-й и 5-й день после рождения крысятам вводили либо ЛПС в дозе 50 мкг/кг (группа ЛПС), либо физиологический раствор (группа ФИЗ, контроль). Анализировали агрессивное поведение взрослых крыс в тесте резидент–интрудер после недельной социальной изоляции, а также сексуальное предпочтение самцов или самок в трехкамерном тесте. Поведение крыс сопоставляли с базовым уровнем кортикостерона и интерлейкина-1бета в сыворотке крови. У самцов группы ЛПС по сравнению с контролем было больше нападений на интрудера в тесте резидент–интрудер, причем число атак не уменьшалось к концу эксперимента. У самцов группы ЛПС увеличивалось время взаимодействия с самкой на стадии диэструс в тесте на социальное предпочтение самцов и самок. У самок не наблюдалось изменений в агрессивном поведении после введения ЛПС в раннем онтогенезе. Базовый уровень интерлейкина-1бета был выше у самцов, а кортикостерона – у самок, различий между группами ЛПС и ФИЗ по биохимическим показателям обнаружено не было. Полученные результаты свидетельствуют, что у взрослых самцов после раннего провоспалительного стресса по сравнению с контролем происходило увеличение агрессивности, спровоцированной социальной изоляцией, а также сексуальной мотивации, т.е. об изменении мотивационно-эмоциональной составляющей в социальном поведении.

Ключевые слова: ранний провоспалительный стресс, липополисахарид, агрессивность, сексуальное предпочтение самцов или самок, кортикостерон, интерлейкин-1бета

Список литературы

  1. Cristino LMF, Chaves Filho AJM, Custódio CS, Vasconcelos SMM, de Sousa FCF, Sanders LLO, de Lucena DF, Macedo DS (2022) Animal model of neonatal immune challenge by lipopolysaccharide: a study of sex influence in behavioral and immune/neurotrophic alterations in juvenile mice. Neuroimmunomodulation 29: 391–401. https://doi.org/10.1159/000522055

  2. Juruena MF, Bourne M, Young AH, Cleare AJ (2021) Hypothalamic-pituitary-adrenal axis dysfunction by early life stress. Neurosci Lett 759: 136037. https://doi.org/10.1016/j.neulet.2021.136037

  3. Custódio CS, Mello BSF, Filho AJMC, de Carvalho Lima CN, Cordeiro RC, Miyajima F, Réus GZ, Vasconcelos SMM, Barichello T, Quevedo J, de Oliveira AC, de Lucena DF, Macedo DS (2018) Neonatal immune challenge with lipopolysaccharide triggers long-lasting sex- and age related behavioral and immune/neurotrophic alterations in mice: relevance to autism spectrum disorders. Mol Neurobiol 55(5): 3775–3788. https://doi.org/10.1007/s12035-017-0616-1

  4. Alexander C, Rietschel ET (2001) Bacterial lipopolysaccharides and innate immunity. J Endotoxin Res 7: 167–202.

  5. Shanks N, Meaney MJ (1994) Hypothalamic-pituitary-adrenal activation following endotoxin administration in the developing rat: a CRH-mediated effect. J Neuroendocrinol 6(4): 375–383. https://doi.org/10.1111/j.1365-2826.1994.tb00596.x

  6. MacRae M, Kenkel WM, Kentner AC (2015) Social rejection following neonatal inflammation is mediated by olfactory scent cues. Brain Behav Immun 49: 43–48. https://doi.org/10.1016/j.bbi.2015.02.026

  7. Kentner AC, Khan U, MacRae M, Dowd SE, Yan S (2018) The effect of antibiotics on social aversion following early life inflammation. Physiol Behav 194: 311–318. https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2018.06.006

  8. Broshevitskaya ND, Pavlova IV, Zaichenko MI (2022) Early proinflammatory stress affects the social behavior of adult rats: effects of sex and the basal level of interleukin 1-beta in the blood. Neurochem J 16: 302–310. https://doi.org/10.1134/S1819712422030023

  9. Кудрявцева НН (2013) Нейробиология агрессии: мыши и люди. Новосибирск. Наука-Центр. [Kudryavtseva NN (2013) Neurobiology of aggression: mice and humans. Novosibirsk. Nauka-Center. (In Russ)].

  10. Das S, Deuri SK, Sarmah A, Pathak K, Baruah A, Sengupta S, Mehta S, Avinash PR, Kalita KN, Hazarika J (2016) Aggression as an independent entity even in psychosis – the role of inflammatory cytokines. J Neuroimmunol 292: 45–51. https://doi.org/10.1016/j.jneuroim.2016.01.012

  11. Idova GV, Markova EV, Gevorgyan MM, Alperina EL, Zhukov EN (2016) Changes in production of cytokines by C57Bl/6J mouse spleen during aggression provoked by social stress. Bull Exp Biol Med 160: 679–682. https://doi.org/10.1007/s10517-016-3248-y

  12. Alperina E, Idova G, Zhukova E, Zhanaeva S, Kozhemyakina R (2019) Cytokine variations within brain structures in rats selected for differences in aggression. Neurosci Lett 692: 193–198. https://doi.org/10.1016/j.neulet.2018.11.012

  13. Takahashi A, Flanigan ME, McEwen BS, Russo SJ (2018) Aggression, social stress, and the immune system in humans and animal models. Front Behav Neurosci 12: 56. https://doi.org/10.3389/fnbeh.2018.00056

  14. Sylvia KE, Demas GE (2017) Overcoming neonatal sickness: Sex-specific effects of sickness on physiology and social behavior. Physiol Behav 179: 324–332. https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2017.07.002

  15. Mayila Y, Matsuzaki T, Iwasa T, Tungalagsuvd A, Munkhzaya M, Yano K, Yanagihara R, Tokui T, Minato S, Takeda A, Sachiko Endo S, Maeda T, Irahara M (2020) The reduction in sexual behavior of adult female rats exposed to immune stress in the neonatal period is associated with reduced hypothalamic progesterone receptor expression. Gen Comp Endocrinol 288: 113360. https://doi.org/10.1016/j.ygcen.2019.113360

  16. Davis LK, Bolton JL, Hanson H, Guarraci FA (2020) Modified limited bedding and nesting is a model of early-life stress that affects reproductive physiology and behavior in female and male Long-Evans rats. Physiol Behav 224: 113037. https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2020.113037

  17. Greisen MH, Bolwig TG, Husum H, Nedergaard P, Wortwein G (2005) Maternal separation affects male rat copulatory behaviour and hypothalamic corticotropin releasing factor in concert. Behav Brain Res 158: 367–375. https://doi.org/10.1016/j.bbr.2004.09.018

  18. Tonelli LH, Katz M, Kovacsics CE, Gould TD, Joppy B, Hoshino A, Hoffman G, Komarow H, Postolache TT (2009) Allergic rhinitis induces anxiety-like behavior and altered social interaction in rodents. Brain Behav and Immunity 23: 784–793. https://doi.org/10.1016/j.bbi.2009.02.017

  19. Becker JB, Arnold AP, Berkley KJ, Blaustein JD, Eckel LA, Hampson E, Herman JP, Marts S, Sadee W, Steiner M, Taylor J, Young E (2005) Strategies and methods for research on sex differences in brain and behavior. Endocrinology 146: 1650–1673. https://doi.org/10.1210/en.2004-1142

  20. Oliveira VEM, Neumann ID, de Jong TR (2019) Post-weaning social isolation exacerbates aggression in both sexes and affects the vasopressin and oxytocin system in a sex-specific manner. Neuropharmacology 156: 107504. https://doi.org/10.1016/j.neuropharm.2019.01.019

  21. Biro L, Toth M, Sipos E, Bruzsik B, Tulogdi A, Bendahan S, Sandi C, Haller J (2017) Structural and functional alterations in the prefrontal cortex after post-weaning social isolation: relationship with species-typical and deviant aggression. Brain Struct Funct 222: 1861–1875. https://doi.org/10.1007/s00429-016-1312-z

  22. Toth M, Tulogdi A, Biro L, Soros P, Mikics E, Halle Jr (2012) The neural background of hyper-emotional aggression induced by post-weaning social isolation. Behav Brain Res 233: 120–129. https://doi.org/10.1016/j.bbr.2012.04.025

  23. Hashikawa Y, Hasikawa K, Falkner AL, Lin D (2017) Ventromedial hypothalamus and the generation of aggression. Front System Neuroscie 11: 1–13.https://doi.org/10.2289/fnsys,2017.00094

  24. Sylvia KE, Ramos PB, Demas GE (2018) Sickness-induced changes in physiology do not affect fecundity or same-sex behavior. Physiol Behav 184: 68–77. https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2017.11.002

  25. Shin SY, Han SH, Woo R-S, Jang SH, Min SS (2016) Adolescent mice show anxiety- and aggressive-like behavior and the reduction of long-term potentiation in mossy fiber-CA3 synapses after neonatal maternal separation. Neuroscience 316: 221–231. https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2015.12.041

  26. Yang CR, Bai YY, Ruan CS, Zhou HF, Liu D, Wang XF, Shen LJ, Zheng HY, Zhou XF (2015) Enhanced aggressive behaviour in a mouse model of depression. Neurotox Res 27: 129–142. https://doi.org/10.1007/s12640-014-9498-4

  27. Barabas AJ, Lucas JR, Erasmus MA, Cheng HW, Gaskill BN (2021) Who’s the boss? Assessing convergent validity of aggression-based dominance measures in male laboratory mice, Mus Musculus. Front Vet Sci 8: 695948. https://doi.org/10.3389/fvets.2021.695948

  28. Mayila Y, Matsuzaki T, Iwasa T, Tungalagsuvd A, Munkhzaya M, Yano K, Yanagihara R, Tokui T, Kato T, Kuwahara A, Irahara M (2018) The reduction in sexual behavior induced by neonatal immune stress is not related to androgen levels in male rats. Int J Dev Neurosci 71: 163–171. https://doi.org/10.1016/j.ijdevneu.2018.08.003

  29. Rhees RW, Lephart ED, Eliason D (2001) Effects of maternal separation during early postnatal development on male sexual behavior and female reproductive function. Behav Brain Res 123: 1–10. https://doi.org/10.1016/s0166-4328(00)00381-8

  30. Broshevitskaya N, Pavlova I, Zaichenko M, Gruzdeva V, Grigoryan GA (2021) Effects of early pro-inflammatory stress on anxiety and depression-like behavior in rats of different ages. Neurosci Behav Physiol 51: 390–401. https://doi.org/10.1007/s11055-021-01083-5

  31. Grigoryan GA (2020) Sex differences in behaviour and biochemical markers in animals in response to neuroinflamatory stress. Uspehi Physiol Nauk 51: 18–32. https://doi.org/10.31857/S0301179820010051

  32. Fonken LK, Frank MG, Gaudet AD, D’Angelo HM, Daut RA, Hampson EC, Ayala MT, Watkins LR, Maier SF (2018) Neuroinflammatory priming to stress is differentially regulated in male and female rats. Brain Behav Immun 70: 257–267. https://doi.org/10.1016/j.bbi.2018.03.005

  33. Villa A, Rizzi N, Vegeto E, Ciana P, Maggi A (2015) Estrogen accelerates the resolution of inflammation in macrophagic cells. Sci Rep 5: 15224. https://doi.org/10.1038/srep15224

  34. Najjar F, Ahmad M, Lagace D, Leenen FHH (2018) Sex differences in depression-like behavior and neuroinflammation in rats post MI: role of estrogens. Am J Physiol Heart Circ Physiol 315: H1159–H1173. https://doi.org/10.1152/ajpheart.00615.2017

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал