Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по биологии  

На правах рукописи

Коношенко Мария Юрьевна

ПОВЕДЕНЧЕСКИЕ И НЕЙРОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ВНУТРИВИДОВОЙ АГРЕССИИ У СЕРЫХ КРЫС: ЭФФЕКТЫ ОТБОРА ПО ПОВЕДЕНИЮ

03.03.01 - Физиология

Автореферат

диссертации  на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Новосибирск

2012

Работа выполнена в Лаборатории эволюционной генетики Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института цитологии и генетики
Сибирского отделения Российской академии наук.

НАУЧНЫЕ РУКОВОДИТЕЛИ:                

Плюснина Ислямия Занятуловна, к.б.н.                

                               

Маркель Аркадий Львович, д.б.н., зав. лабораторией эволюционной генетики Института цитологии и генетики СО РАН                                

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:        

Вольф Нина Валерьевна, доктор биологических наук, проф., зав. лабораторией физиологии когнитивной деятельности ФГБУ НИИ физиологии СО РАМН

Шишкина Галина Трифоновна, д.б.н., в.н.с. лаборатории функциональной нейрогеномики ИЦиГ СО РАН.

                                             

       

Ведущее учреждение:  Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова

Защита состоится____________ 2012 г. в ___ на заседании диссертационного совета Д 001.014.01 при ФГБУ НИИ физиологии СО РАМН (630017б г. Новосибирск, ул. Тимакова, 4).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБУ НИИ физиологии СО РАМН

Автореферат разослан _______________2012г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат биологических наук                                                                Бузуева И.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Проблема агрессивности в современном мире является весьма актуальной. Поэтому изучение биологических и нейрохимических основ агрессивного поведения присутствует в качестве одной из центральных тем в научной литературе, посвященной изучению поведения человека и животных. Агрессивное поведение животных - это совокупность действий, адресованных другой особи и направленных на ее запугивание, подавление или нанесение ей физической травмы. Агрессия - эволюционно закрепленная форма поведения животных и человека и сама по себе патологией не является (Haller and Kruk, 2006). Однако известно, что многие психопатологии ассоциированы с измененными, ненормальными формами агрессивного поведения (Jonson et al., 2002; Bolles and Miotto, 2003; Ryden et al., 2009 и др.). Одним из основных подходов к изучению агрессивного поведения является создание экспериментальных животных моделей адаптивной и патологической агрессии (Miczek et al., 2007; Haller and Kruk, 2006; Veenema et al., 2007;  Natarajan et al., 2009). Изучение моделей межсамцовой агрессии на грызунах показало, что повышенная и ослабленная, адаптивная и патологическая агрессия могут характеризоваться разными нейробиологическими механизмами (Haller et al., 2006; Netter and Rammsayer, 1991; De Boer et al., Van der Vegt et al., 2005; Miczek et al., 2007). Особый интерес представляет  изучение связи  агонистической конфронтации с активацией структур мозга (Raine and Yang, 2006; Chung et al., 2000; Halasz et al., 2002; Veenema et al., 2006).

Установлено, что при длительном разведении диких животных в условиях неволи существенные изменения претерпевает, прежде всего, агрессия по отношению к человеку (King, 1939).  В то же время длительное разведение животных в условиях лаборатории приводит к повышению порога агрессии (Boice 1973; Price, 1984; De Boer et al., 2003). Для изучения влияния доместикации на внутривидовое поведение животных особый интерес представляет многолетний эксперимент по доместикации животных (серебристо-чёрной лисицы, американской норки, серой крысы), который проводится в Институте цитологии и генетики СО РАН. Этот эксперимент, рассматриваемый как модель эволюции, позволяет проследить процессы, вероятно, происходившие при исторической доместикации (Беляев, 1962; Науменко, Беляев, 1981). В результате длительного отбора диких серых крыс (Rattus norvegicus) на отсутствие и усиление агрессивности по отношению к человеку были созданы ручная и агрессивная линии серых крыс. Крысы ручной линии отличаются отсутствием агрессивности по отношению к человеку и толерантностью к взятию в руки, а крысы  агрессивной линии характеризуюутся проявлением высокого уровня агрессивных реакций при взаимодействии с человеком. Накопленные к настоящему времени данные четко свидетельствуют о том, что отбор на отсутствие защитной агрессии по отношению к человеку у серых крыс сопровождается существенными изменениями нейромедиаторных систем мозга и снижением функциональной активности гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы (Naumenko et al., 1989; Plyusnina and Oskina, 1997; Оськина и Плюснина, 2000; Плюснина, 2004). Участие этих систем в механизмах регуляции разных форм агрессивного поведения несомненно. Крысы, селекционированные на отсутствие и усиление агрессивности по отношению к человеку, являются перспективной моделью для изучения механизмов формирования и взаимосвязи различных видов агрессии. Особый интерес представляет собой сравнение селекционированных линий с контрольной популяцией крыс дикого типа. Эти модели обеспечивают возможность комплексного подхода к изучению агрессивного поведения и связанных с ним поведенческих и нейрохимических особенностей.

Целью работы является изучение поведенческих и нейрохимических особенностей внутривидовой агрессии у линий серых крыс, полученных при отборе на отсутствие (лручные) и усиление (лагрессивные) агрессии по отношению к человеку. В связи с этим были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать эффекты отбора на отсутствие и усиление агрессии по отношению к человеку на межсамцовую агрессию серых крыс с применением тестов на видоспецифическое и патологическое поведение.
2. Исследовать эффекты отбора по поведению на онтогенез игровой борьбы у серых крыс.
3. Исследовать влияние социальной конфронтации в тесте Урезидент-интрудерФ на уровни глюкокортикоидов плазмы крови, а также на обмен серотонина и дофамина в  структурах мозга у крыс селекционируемых линий и неселекционированной популяции.
4. Исследовать активацию структур мозга в процессе агонистической конфронтации у ручных и агрессивных крыс методом иммуногистохимического c-Fos окрашивания.
5. Изучить материнскую агрессию у ручных, агрессивных и диких самок.

Научная новизна.

• Изучено влияние отбора по поведению на различные виды внутривидовой межсамцовой агрессии. Впервые показано, что ручные крысы характеризуются существенным ослаблением внутривидовой межсамцовой агрессии по сравнению, как с агрессивными, так и с дикими крысами. Внутривидовая межсамцовая агрессия крыс дикого типа и агрессивных не различается.
• Изучено влияние отбора по поведению на игровую борьбу крыс. Показано, что ручные крысята характеризуются более длительным сохранением в онтогенезе элементов игрового поведения, характерных для раннего адолесцентного периода.
• Впервые проведено изучение влияния агонистического взаимодействия на уровень глюкокортикоидов в плазме крови ручных, агрессивных и диких серых крыс. Показано, что уровень кортикостерона плазмы крови после агонистической конфронтации достоверно выше у диких самцов, чем у ручных и агрессивных.
• Показано, что агонистическое взаимодействие не вызывает существенного

изменения уровня обмена серотонина и дофамина у ручных, агрессивных и диких крыс.

• Описано влияние агонистического взаимодействия на активацию структур мозга у ручных и агрессивных самцов. Впервые выявлена большая активация гипоталамической области атаки после агонистического взаимодействия у агрессивных самцов по сравнению с ручными.
• Впервые проведено изучение материнской агрессии и тревожности лактирующих самок ручных, агрессивных и диких серых крыс. Показано, что материнская агрессия ручных и агрессивных крыс не различалась и была повышена по сравнению с агрессией диких животных. У последних преобладает поведение затаивания.

Научно-практическая ценность.

Теоретическое значение работы заключается в расширении представлений об агрессивном поведении, в частности о влиянии генетической селекции на усиление и отсутствие агрессии по отношению к человеку на различные виды внутривидового агрессивного поведения. Данные об изменении внутривидового поведения и его регуляции добавляют новые характеристики линии ручных серых крыс, которых можно рассматривать в качестве экспериментальной модели доместикации. Особый интерес представляет собой проведенное сравнение поведенческих и физиологических харатеристик селекционированных линий с крысами дикого типа. Кроме того, освещается вопрос о гормональных и нейрохимических механизмах внутривидовой агрессии разного уровня. Проведенный анализ активации структур мозга в процессе агонистической конфронтации позволяет расширить имеющиеся представления о нейрональных механизмах повышенной и ослабленной агрессии. Полученные данные имеют значение для раскрытия механизмов видоспецифического и патологического агрессивного поведения.

       Положения, выносимые на защиту:

1. Отбор серых крыс на отсутствие агрессивности по отношению к человеку привел к существенному ослаблению межсамцовой агрессии с сохранением поведенческого репертуара.
2. Отбор на отсутствие агрессивности по отношению к человеку привел к более длительному сохранению в онтогенезе черт игрового поведения, характерных для раннего адолесцентного периода.
3. Уровень  глюкокортикоидов в плазме крови после агонистического взаимодействия у ручных и агрессивных самцов не различается и достоверно ниже чем у неселекционированных крыс. Агонистическое взаимодействие не приводит к существенному изменению обмена серотонина и дофамина в структурах мозга ручных, агрессивных и диких крыс.
4. Показано, что агонистическая конфронтация сопровождается в общем сходной картиной активации структур мозга у ручных и агрессивных крыс. Однако активация гипоталамической области атаки была достоверно выше у агрессивных самцов по сравнению с ручными.
5. Защитная агрессия лактирующих самок ручной и агрессивной линий не

различалась и была выше, чем у диких животных.

Апробация работы.

Материалы диссертации обсуждены на VI Сибирском физиологическом съезде с участием иностранных специалистов (Барнаул, 2008),  международной школе-конференции Поведение человека и животных: эволюционные и генетико-физиологические аспекты (Новосибирск, 2008), научной конференции Поведение и поведенческая экология млекопитающих (Черноголовка, 2009), Всероссийском XXI Съезде Физиологического общества им. Павлова (Калуга, 2010), Международной научно-практической конференции УВысокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования в физиологии и медицинеФ (Санкт-Петербург, 2010), международном конгрессе УСтресс и поведениеФ (Санкт-Петербург, 2012). Также полученные результаты были представлены и обсуждены на отчётной сессии Института цитологии и генетики СО РАН (Новосибирск, 2010).

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 4 статьи в рецензируемых отечественных (1 статья)  и зарубежных (3 статьи)  журналах. Кроме того, опубликовано 10 тезисов в сборниках трудов конференций.

Структура и объем работы.

Диссертация содержит следующие разделы: введение, обзор литературы, материалы и методы, результаты исследования, обсуждение, выводы, список цитируемой литературы. Работа изложена на 145 страницах, содержит 17 рисунков, 4 таблицы, список цитируемой литературы включает 259 ссылок.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Животные. Эксперименты проводили на серых крысах-пасюках, 68-78 поколений селекции на отсутствие (ручные) и усиление (агрессивные) агрессивности по отношению к человеку. Кроме того, в качестве контроля в некоторых экспериментах были использованы крысы дикого типа из неселекционированной популяции 3-гоЦ7-го поколений разведения в условиях вивария, далее условно называемые дикими. В качестве нейтральных оппонентов в тестах на агрессивное поведение были использованы взрослые самцы линии Вистар. Животных содержали в стандартных условиях вивария Института цитологии и генетики СО РАН.

Отбор ручных и агрессивных крыс осуществлялся на основе балльной оценки поведения в тесте на перчатку. При тестировании рука экспериментатора в перчатке помещается в клетку с крысой.  Поведение крысы по отношению к человеку оценивали по  шкале от -4 до +4 (Plyusnina et al., 2008).

Тест Урезидент Ц интрудерФ (De Boer et al., 2003) проводили в клетке резидента. За 30 мин до проведения теста ее помещали в комнату, где проводили эксперимент. По окончании периода адаптации к новой комнате в клетку помещали интрудера. Длительность теста составляла 5 мин.

Тест на межсамцовую агрессию в незнакомой клетке проводили в клетке из прозрачного пластика, в которую помещали двух крыс одинаковой массы (Naumenko et al., 1989). Анализ агонистического поведения на соответствие критериям патологической агрессии проводили путем изучения агрессивного поведения по отношению к наркотизированным самцам (Natarajan et al., 2009) и к незнакомым самкам. Длительность каждого теста составляла 10 мин.

Изучение игровой борьбы (Meaney 1981; Pellis ans Pellis 1998) крысят осуществлялось в специальных клетках с прозрачными передними стенками из оргстекла. Перед каждой клеткой была установлена высокочувствительная видеокамера. Наблюдение за игровым поведением крысят проводили с 16-го по 45-ый постнатальные дни. Оценивали различные параметры поведения через каждые 8 минут (по 30 сек) в течение двух часов 4 раза в сутки (07.00-09.00, 14.00-16.00, 18.00-20.00; 22.00-24.00).

Агрессию хищника изучали, подсаживая мышь линии C75Bl в УдомашнююФ клетку самца крысы (Naumenko et al., 1987). Тест останавливали сразу после проявления крысой атаки.

Тест на материнскую агрессию проводили на 6-ой день после родов, в  присутствии крысят в клетке (Neumann et al., 2005). Самца-интрудера помещали в домашнюю клетку самки. Длительность теста составляла 5 минут.

Стартл-тест (Popova et al., 2000; Albert et al., 2008)  проводили через 2 дня после изучения материнской агрессии. Амплитуда реакции вздрагивания вычислялась как максимальное давление на платформу, деленное на вес тела. Через 2 дня, проводили тестирование лактирующих самок в светло-темной камере. Крыс помещали в светлый отсек камеры и в течение 5 минут производили видеонаблюдение (Costall et al., 1989).

Поведение во всех тестах регистрировали с помощью видеокамеры, видео в последующем обрабатывали с помощью программы, разработанной в лаборатории,  которая позволяет оценить число, время и латентный период проявления каждого поведенческого паттерна (Плюснина и др., 2003).

Измерение уровня кортикостерона в плазме крови проводилось методом конкурентного белкового связывания (Murphy, 1967) в модификации Тинникова А.А. и Бажан Н.М. (1984). У опытных групп животных забор крови проводили из кончика хвоста сразу после теста резидент-интрудер, у контрольных животных - без проведения теста на территориальную агрессию.

Определение уровня моноаминов мозга проводили методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с электрохимической  детекцией на колонке Nucleosil C8. Для изучения уровня моноаминов мозга после теста резидент-интрудер у самцов-резидентов выделяли гипоталамус и средний мозг. У контрольной группы животных выделение структур мозга проводили без предварительного агонистического взаимодействия. Высоту пиков, соответствующих 5-HT, 5-ГИУК, ДА и ДОФУК оценивали с помощью пакета программ MultiChrom v.1.5 и калибровали относительно внутреннего (DHBA) и соответствующего внешнего стандартов. Уровень обмена моноаминов вычислялся как отношение уровня метаболита к уровню соответствующего медиатора.

Оценку активации структур мозга проводили после агонистического взаимодействия ручных и агрессивных крыс с самцом линии Вистар в тесте Урезидент-интрудерФ и без него методом c-fos иммуногистохимии. Иммуногистохимическое окрашивание свободноплавающих срезов проводилось согласно стандартному протоколу (Haller et al., 2006; Halasz 2002) с помощью высокоселективных кроличьих поликлональных антител к белку c-fos (Abcam plc 330 Cambridge Science Parc, UK, ab53036) и кроличье-специфичного набора вторичной детекции - HRP/DAB detection kit (Abcam plc 330, ab64261). Подсчет c-fos положительных клеток проводился в ядре ложа конечной полоски, гипоталамической области атаки, медиальной минделине, кортикальной миндалине, периакведуктальном сером веществе.

Статистическая обработка данных проводилась с помощью дисперсионного анализа ANOVA.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Эффекты отбора на отсутствие и усиление агрессии по отношению к человеку на внутривидовую межсамцовую агрессию

Сравнение агрессивного поведения самцов селекционируемых линий и дикой популяции при взаимодействии с нейтральным оппонентом (самцом линии Вистар) в тесте Урезидент-интрудерФ показало, что ручные самцы характеризовались значительным ослаблением внутривидовой агрессии по сравнению с дикими и агрессивными крысами (Рис.1). Кроме того, поведение ручных крыс характеризовалось усилением роли демонстрационного поведения (боковых поз угрозы). Агрессивные самцы  достоверно не отличались  по поведению в тесте резидент-интрудер  от диких.

Аналогичные результаты были получены при изучении агрессивного поведения серых крыс самцов трех генетических групп при взаимодействии с самцом линии Вистар в тесте на нейтральной территории (табл.1).

Анализ поведения на соответствие критериям патологической агрессии показал, что ручные, агрессивные и дикие самцы практически не проявляли агрессии по отношению к самкам и наркотизированным самцам линии Вистар (Табл. 1.)

Таблица 1. Тест на агрессию на нейтральной территории. Анализ агонистического поведения на соответствие критериям патологической агрессии.

иния	Оппонент	атентный период атаки	Число атак	Процент времени агрессивного поведения
Дикие	Ненаркотизирован-ный самец	100.84 49.79	2.001.26	2,531.82
	Наркотизированный самец	3000	00	00
	Самка	3000	00	00
Агрессивные	Ненаркотизирован-ный самец	200,10 49.94	1.330.65	4,823.82
	Наркотизированный самец	266.79 33.21	0.110.11	0,0550,055
	Самка	3000	00	00
Ручные	Ненаркотизирован-ный самец	3000**,x	00**,x	0.15 0.15*,x
	Наркотизированный самец	3000	00	00
	Самка	3000	00	00

* p<0.05, **p<0.01 по сравнению с дикими, x p<0.01 по сравнению с агрессивными

Известно, что поведение интрудера может оказывать существенное влияние на поведение резидента (Lucion and de Almeida, 1991; Takahashi and Blanchard, 1982). В настоящей работе было проведено изучение территориальной агрессии ручных и агрессивных серых крыс в тесте резидент-интрудер при взаимодействии с оппонентами разных линий (самцы линии Вистар, ручные и агрессивные). Показано, что подсаживание более агрессивного оппонента вызывало усиление территориальной агрессии резидентов ручной линии (Рис. 2). Показатели агрессивности ручных  самцов, такие как латентный период агрессии, время агрессивного поведения, число ударов задними лапами и вертикальных стоек, увеличивались при взаимодействии с Уручными интрудерамиФ по сравнению с интрудерами линии Вистар, а при подсаживании УагрессивныхФ достигали наибольшей величины. В то же время поведение агрессивных самцов мало изменялось при взаимодействии с интрудерами разных линий. Данные результаты свидетельствуют о том, что при отборе на отсутствие защитной агрессии по отношению к человеку происходит повышение порога агрессии, для которой характерен высокий уровень агрессивных столкновений.

Ранее, с использованием крыс до 30-х поколений селекции было показано, что отбор на отсутствие агрессивности по отношению к человеку не оказал существенного влияния на внутривидовую агрессию на нейтральной территории, но вызвал ослабление агрессии, индуцированной электрическим током (Naumenko et al., 1989). Результаты настоящей работы, проведенной на крысах селекционированных линий 69-78 поколений селекции, демонстрируют, что отбор серых крыс на отсутствие агрессивности по отношению к человеку привел к значительному ослаблению внутривидовой межсамцовой агрессии по сравнению как с селекционированными в противоположном направлении, так и с дикими крысами. Полученные данные полностью согласуются с результатами исследований, посвященных сравнению агрессии диких и лабораторных крыс (Boice 1973; Hale 1969).

Влияние отбора по поведению на онтогенез игровой борьбы у серых крыс

Ювенильное социальное игровое поведение оказывает существеннное влияние на формирование поведения взрослых особей, в том числе и  агрессивнного (Van den Berg et al., 1999). Игровая борьба является основной формой игрового поведения у крыс. Исследование эффектов отбора на агрессивность по отношению к человеку на онтогенез игровой борьбы у серых крыс показало, что крысята всех генотипов проявляют игровую борьбу на всем исследованом возрастном промежутке (до 45 дня), начиная с 16-го-18-го дней жизни (Рис. 3). При взрослении игровая борьба крысят становится УгрубееФ - т.е. происходит снижение показателей, отличающих игровое поведение от агрессии взрослых особей, особенно ярко это проявляется у  диких крысят. Так, хотя к позднему адолесцентному периоду не наблюдается снижения абсолютных показателей игровой борьбы (среднее время борьбы, число атак и ударов задними лапами), у диких крысят отмечено снижение отношения числа контратак к числу атак и процента крысят, проявляющих одновременно и поваливание на спину, и позу подчинения. Кроме того, наблюдаются изменения структуры игровой борьбы - увеличение процента вертикальных стоек от среднего времени игровой борьбы и снижение процента борьбы. Полученные результаты согласуются с  литературными данными. Известно, что в процессе взросления крысят наблюдается изменение тактики защитного поведения (Pellis and Pellis, 1987), что выражается в снижении частоты поваливаний на спину и увеличении частоты вертикальных стоек и боковых поз угрозы (Meaney and Stewart, 1981; Pellis and Pellis, 1990).

Среднее время и число игровых атак ручных крысят в изученном возрастном промежутке достоверно не отличались от таковых у диких, однако, ручные крысята в течение более длительного возраста сохраняли черты поведения, характерные для раннего ювенильного периода. Так, у ручных крысят наблюдалось сохранение высоких значений отношения числа контратак к числу атак, процента крысят, проявляющих одновременно и поваливание на спину, и позу подчинения, даже на поздней стадии адолесцентного периода. Вклад паттернов в игровое поведение оценивался как процент времени отдельного паттерна от времени игрового поведения. У ручных крысят, как и у диких,  наблюдалось снижение вклада борьбы в среднее время игровой борьбы, но вклад поваливаний на спину в среднее время игровой борьбы был достоверно выше, чем у неселекционированных на средней и поздней стадии адолесцентного периода, процент вертикальных стоек увеличивался до уровня такового у диких крысят только на поздней стадии адолесцентного периода.  Можно предполагать, что перечисленные выше изменения в формировании игровой борьбы у ручных крыс связаны с последующим ослаблением внутривидовой межсамцовой агрессии у взрослых крыс. Более того, сравнение структуры игровой борьбы и территориальной агрессии показало, что некоторые из перечисленных выше специфических черт игровой борьбы ручных крысят характерны и для агрессивного поведения взрослых ручных самцов (Рис.4).

Агрессивное поведение ручных самцов характеризуется меньшим вкладом вертикальных стоек по сравнению с дикими и агрессивными крысами и большим вкладом поваливаний на спину по сравнению с агрессивными. Такое процентное распределение по паттернам агрессивного поведения приближено к игровой борьбе ювенильных особей. Кроме того, ручные крысята сохраняют низкий процент преследований, в то время как вклад данного паттерна в территориальную агрессию взрослых крыс существенно больше, чем в игровую борьбу крысят, как у диких, так и у агрессивных крыс.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что хотя селекция на усиление агрессивности по отношению к человеку вызвала некоторое усиление игрового поведения на средней стадии адолесцентного периода, однако не привела к существенным изменениям игровой борьбы. Так,  время игровой борьбы на средней стадии адолесцентного периода было достоверно больше у агрессивных крыс по сравнению с дикими.

Влияние агрессивного взаимодействия на уровень глюкокортикоидов

Особенности агонистического поведения ручных крыс могут быть обусловлены изменением активности гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы. Ранее было показано, что ручные крысы характеризуются сниженной активностью гипоталамо-гипофизарно надпочечниковой системы по сравнению с агрессивными (Оськина и др., 2008; Оськина и Плюснина, 2000; Plyusnina and Oskina, 1997). В настоящей работе было впервые показано увеличение уровня глюкокортикоидов в плазме крови после 5-ти минутной агонистической конфронтации у ручных, агрессивных и диких крыс (Рис 5.). Увеличение уровня глюкокортикоидов после социального стресса полностью согласуется с многочисленными данными, полученными на других линиях грызунов (Sgoifo et al., 1996; Kruk et al., 2004; Veenema et al., 2007; Veenema and Neumann, 2007). При этом как базальный, так и стрессорный уровень глюкокортикоидов был достоверно выше у диких самцов по сравнению с животными селекционированных линий. В то же время ручные и агрессивные самцы по данным показателям достоверно не различались.

Как агрессивные, так и ручные крысы прошли длительную селекцию на приспособленность к содержанию в условиях неволи. Возможно, это привело к снижению биологической значимости агонистической конфронтации, что и выразилось в низких уровнях глюкокортикоидов в плазме крови. Ранее было показано, что уровень глюкокортикоидов после несоциального стресса быстрее возращается к базальному у ручных крыс, чем у агрессивных (Оськина и др., 2000). Хотя уровни кортикостерона сразу после агонистической конфронтации у ручных и агрессивных крыс не различаются, возможно, существуют межлинейные различия по паттерну изменения глюкокортикоидов в ответ на социальный стресс. Кроме того, известно, что временные изменения уровня глюкокортикоидов в плазме крови могут различаться в зависимости от вида стресса (Veenema et al., 2007). В то же время, агрессивное поведение может быть связано с высокими уровнями АКТГ (адренокортикотропный гормон) и КРФ (кортико-релизинг фактор) (Skutella et al., 1994). Селекция на отсутствие агрессии по отношению к человеку ассоциирована со снижением уровня АКТГ плазмы крови (Oskina and Plyusnina, 2000; Oskina et al., 2008) и матричной РНК КРФ в гипоталамусе (AmelТkina, неопубликованные данные) по сравнению с крысами, селекционированными в противоположном направлении. Сниженная активность центральных и периферических звеньев ГГНС может лежать в основе ослабления межсамцовой агрессии ручных крыс.

Влияние агрессивного взаимодействие на обмен серотонина и дофамина

Отбор серых крыс на отсутствие агрессивности по отношению к человеку оказал существенное влияние на состояние медиаторных систем головного мозга, и прежде всего серотонинергической системы (Naumenko et al., 1989; Popova et al., 1991, 2005). Недавние исследования свидетельствовали об активации нейротрансмиссии серотонина при проявлении агрессивного поведения, в результате было высказано предположение о различиях в функционировании серотонинергической системы при патологических и адаптивных формах агрессии (Van der Vegt et al., 2003). В настоящей работе впервые изучены изменения активности серотонин- и дофаминергических систем мозга в процессе агонистической конфронтации ручных, агрессивных и диких самцов серых крыс в тесте резидент-интрудер. Обмен серотонина в гипоталамусе и в среднем мозге был достоверно меньше у ручных крыс контрольной группы, чем у контрольных крыс дикого типа (Рис. 6). Агрессивные самцы занимали промежуточное положение по данному параметру, при этом, уровень обмена серотонина у них был достоверно меньше, чем у диких и достоверно больше, чем у ручных. Обмен дофамина в среднем мозге был достоверно меньше у ручных крыс контрольной группы, чем у контрольных крыс дикого типа. Агрессивные самцы достоверно не отличались ни от ручных, ни от диких по обмену дофамина в среднем мозге. Обмен дофамина в гипоталамусе был достоверно больше у ручных крыс контрольной группы, чем у контрольных крыс дикого типа. Обмен дофамина у агрессивных самцов был достоверно меньше, чем у ручных и не отличался от такового у диких. Достоверного изменения обмена серотонина и дофамина в гипоталамусе и среднем мозге крыс разного генотипа после агонистического взаимодействия обнаружено не было (Рис.6). Существуют литературные данные, свидетельствующие об изменении активности серотонин- и дофаминергических систем в процессе агонистической конфронтации (Tidey and Miczek, 1996; Van der Vegt et al., 2003; Haller et al., 2005). Возможно, изменение активности медиаторных систем в процессе агрессивного взаимодействия и после него наблюдается, в основном, на уровне выброса медиатора в синаптическую щель.

Влияние агрессивного взаимодействия на активацию структур мозга

В настоящей работе было впервые проведено изучение активации структур мозга ручных, агрессивных и диких крыс после агонистического взаимодействия. Агонистическое взаимодействие вызвало схожий паттерн активации структур мозга крыс селекционированных на усиление и отсутствие агрессивности по отношению к человеку. Так,  у ручных и у агрессивных крыс после агонистического взаимодействия в тесте Урезидент-интрудерФ наблюдалось достоверное увеличение числа c-fos положительных клеток в ядре ложа конечной полоски, гипоталамической области атаки и медиальной миндалине (Рис. 7.). У агрессивных самцов активация гипоталамической области атаки была достоверно больше чем у ручных. Вероятно, меньшая активация гипоталамической области атаки у ручных крыс по сравнению с агрессивными связана с ослаблением территориальной агрессии в процессе отбора на отсутствие агрессивности по отношению к человеку. Более того, как свидетельствуют результаты изучения территориальной агрессии, ручные самцы проявляют атаки, но данный паттерн не является основным компонентом их агонистического поведения. Полученные результаты подтверждают гипотезу о ключевой роли гипоталамической области атаки в индукции агрессивного поведения в целом и такого поведенческого паттерна как атака в частности (Hrabovszky et al., 2005).

Эффекты отбора по поведению на агрессию хищника

В настоящей работе показано, что процент животных, проявляющих агрессию хищника, у ручных, диких и агрессивных крыс не различался, так же как и в более раннем исследовании на этих же линиях крыс до 30-го селекционного поколения (Naumenko et al., 1989). У ручных крыс процент атакующих мышей был равен 100%, у диких - 80%, у агрессивных - 90%. В то же время,  латентный период атаки мыши ручной крысой был достоверно меньше, чем дикой и агрессивной. Поведение диких и агрессивных самцов в тесте на хищническую агрессию не различалось. Вероятно, уменьшение латентного периода в данном тесте у ручных крыс связано с существенным снижением тревожности, вызываемой незнакомой ситуацией, при отборе на отсутствие агрессивности по отношению к человеку.

Влияние отбора по поведению на материнскую агрессию у серых крыс

В настоящей работе было также впервые проведено изучение эффектов отбора на отсутствие и усиление агрессивности по отношению к человеку на материнскую агрессию крыс (Рис. 8.). Рассматривая межлинейные различия по материнской агрессии, надо иметь в виду, что появление нового объекта вблизи гнезда может приводить к по сути противоположным реакциям матери - прежде всего к состоянию замирания (затаивания) и затем, по мере приближения объекта к гнезду - к атаке. Изучение агрессии лактирующих самок показало, что самки обеих селекционированных линий демонстрировали сильную материнскую агрессию, превосходящую таковую у диких самок. Так, латентный период атаки был достоверно меньше, а суммарное время агрессии и число ее паттернов - достоверно больше у ручных и агрессивных самок по сравнению с дикими, которые проявляли поведение затаивания. Эти данные хорошо согласуются с результатами, полученными ранее в тесте на перенос крысят (Konoshenko and Plyusnina, 2012).  Таким образом, вероятно, селекция и содержание крыс в условиях неволи оказали существенное влияние на общие звенья  регуляции материнской агрессии и мотивации материнского поведения.

В тесте светло-темная камера ручные лактирующие крысы характеризовались большей активностью и меньшей тревожностью по сравнению с дикими. Агрессивные самки занимали промежуточное положение между ручными и дикими крысами по показателям активности в светлом отсеке. В Устартл-тестеФ амплитуда реакции вздрагивания в ответ на первые пять стимулов была меньше у ручных лактирующих крыс по сравнению с дикими, реакция на последние пять стимулов была одинаковой. У агрессивных самок амплитуда реакции вздрагивания в ответ на первые и последние пять стимулов была достоверно больше чем у ручных и диких. Таким образом, в целом, ручные крысы характеризуются низкой тревожностью, а дикие и агрессивные - более высокой тревожностью, причем различия между ними в проявлении тревожности зависят от используемого теста. Полученные результаты согласуются с исследованиями, посвященными сравнению связанного с тревожностью поведения виргинных ручных, агрессивных и диких крыс (Plyusnina et al., 2008; Albert et al., 2008; Konoshenko and Plyusnina, 2012).

ВЫВОДЫ

1. Отбор на отсутствие агрессивности по отношению к человеку привел к существенному ослаблению межсамцовой агрессии в популяции ручных крыс. Поведение агрессивных и диких крыс в тестах на межсамцовую агрессию не различалось. Признаков патологической агрессии в поведении крыс разного генотипа обнаружено не было.
2. Отбор на отсутствие агрессии по отношению к человеку привел к пролонгированию черт игрового поведения, характерных для раннего ювенильного периода, однако время игровой борьбы на разных этапах адолесцентного периода у ручных и диких крыс не различалось. Отбор на усиление агрессивности по отношению к человеку не оказал существенного влияния на структуру игрового поведения, время игровой борьбы на средней стадии адолесцентного периода было достоверно больше у агрессивных крысят по сравнению с дикими.
3. Агонистическое взаимодействие приводит к увеличению концентрации кортикостерона в плазме крови у крыс трех сравниваемых групп. У диких крыс уровень кортикосетрона достоверно превышает соответствующие значения у ручных и агрессивных крыс.
4. Агонистическое взаимодействие не вызывает существенного изменения обмена серотонина и дофамина в гипоталамусе и среднем мозге ручных, агрессивных и диких крыс.
5. Методом иммуногистохимического c-fos окрашивания показано, что агонистическая конфронтация вызывает активацию ядра ложа конечной полоски, гипоталамической области атаки и медиальной миндалины, как у ручных, так и у агрессивных самцов крыс. При этом активация гипоталамической области атаки после агрессивного взаимодействия больше у агрессивных самцов, чем у ручных. Существенное ослабление внутривидовой межсамцовой агрессии у ручных крыс ассоциировано с меньшей активацией гипоталамической области атаки после агонистического взаимодействия по сравнению с агрессивными самцами.
6. Агрессия лактирующих самок ручной и агрессивной линий не различается и превосходит таковую у диких животных.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ РАБОТЫ

1. Плюснина И.З., Соловьева М.Ю. Внутривидовая межсамцовая агрессия у ручных и агрессивных серых крыс // Журн. Высш. Нервн. Деят. - 2010. - Т 60(2). - C. 175Ц183.
2. Plyusnina I.Z., Solov'eva M.Y., Oskina I.N.  Effect of domestication on aggression in gray rats // Behavior genetics. - 2011. - V. 41. - N4. - P. 583-592.
3. Konoshenko M.Y., Plyusnina I.Z. Behavioral effects of bidirectional selection for behavior towards human in virgin and lactate Norway rats // Behav Processes. - 2012. - V. 90. - P. 180-188.
4. Konoshenko M.Y., Timoshenlo T.V., Plyusnina I.Z. c-Fos activation and intermale aggression in rats selected for behavior towards humans // Behav Brain Res. - 2012. DOI: 10.1016/j.bbr.2012.09.022
5. Соловьева М.Ю., Плюснина И.Ф. Межсамцовая агрессия у серых крыс: эффекты отбора на элиминацию агрессивности по отношению к человеку // Вестник НГУ. Серия: психология. - 2008. - Т.2(2). - С. 151-152.
6. Solov'eva M.Y., Plyusnina I.Z., Tarancev I.G., Bulushev E.D. Automated Video Registration in Home Cage for Measuring Maternal Behavior of Wild, Aggressive and Tame Rats // Proceedings of Measuring Behavior. - 2010 (Eindhoven, The Netherlands, August 24-27, 2010) Eds. A.J. Spink, F. Grieco, O.E. Krips, L.W.S. Loijens, L.P.J.J. Noldus, and P.H. Zimmerman. - P. 379-381.
7. Konoshenko M.Y., Kozhemyakina R.V., Plyusnina I.Z. Effects of bidirectional selection for behavior towards human on the behavior of postpartum female Norway rats // 17th International "Stress and BehaviorФ Conference, St-Petersburg. - 2012. - P 35-36.
8. Соловьева М. Ю., Плюснина И. З., Таранцев И. Г., Булушев Е. Д.аОнтогенез игровой борьбы у серых крыс при отборе на агрессию //аЧетырнадцатое международное совещание и седьмая школа поаэволюционной физиологии. Тезисы докладов и лекций. - СПб. ВВМ. - 2011. - C.176.
9. Соловьева М.Ю., Науменко В.С., Плюснина И.З. Влияние агонистической конфронтации на серотонин и дофамин мозга у крыс, селекционированных по поведению // Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования в физиологии и медицине. Т. 1: сборник трудов Первой международной научно-практической конференции УВысокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования в физиологии и медицинеФ. 23-26 11.2010, Санкт-Петербург, Россия / под ред. А.П.Кудинова, Б.В.Крылова. - СПб.: Изд-во Политехн. Ун-та. - 2010. - С. 216-217.
10. Соловьева М.Ю., Плюснина И.Ф. Об изменении порога внутривидовой агрессии при отборе по поведению у серых крыс // P.  573 XXI Съезд Физиологического общества им. Павлова. - М. - Калуга: Типография ООО "БЭСТ-принт", - 2010.
11. Соловьева М.Ю., Плюснина И.З. Влияние доместикации на внутривидовую агрессию у серых крыс // Поведение и поведенческая экология млекопитающих. Материалы 2 научной конференции 2009 г., г. Черноголовка. М.: Тов-во научных изданий КМК. - 2009. С.14.
12. Плюснина И.З., Оськина И.Н., Соловьева М.Ю., Шихевич С.Г. Эффекты длительной материнской депривации на поведение и стрессорную реактивность у взрослых потомков ручных и агрессивных серых крыс // Поведение и поведенческая экология млекопитающих. Материалы 2 научной конференции 9-12 ноября 2009 г., г. Черноголовка. М.: Тов-во научных изданий - 2009. - С. 26.
13. Соловьева М.Ю., Плюснина И.З. Территориальная агрессия у серых крыс при отборе на элиминацию агрессивности по отношению к человеку. VI Сибирский физиологический съезд. - Барнаул: Принтэкспресс. - 2008. - Т.1. - С. 191-192.
14. Коношенко М.Ю.,  Плюснина И.З. Взаимосвязь тревожности и материнской агрессии при отборе на агрессивность по оношению к человеку у серых крыс // VII Сибирский съезд физиологов. Материалы съезда/ Под ред. Л.И. Афтанаса, В.А. Труфакина, В.Т. Манчука, И.П. Артюхова. - Красноярск. - 2012. - С. 245-246.
15. Konoshenko M.Y., Kozhemyakina R.V., Plyusnina I.Z. Effects of bidirectional selection for behavior towards human on the behavior of postpartum female Norway rats. 17th Multidisciplinary Interdisciplinary International conference on Neuroscience and Biological Psychiatry УStress and behaviorФ St-Petersburg, Russia May 16-19, 2012.

Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по биологии