МОНОСИНАПТИЧНІ ВІДПОВІДІ ВЕНТРАЛЬНИХ КОРІНЦІВ СПИННОГО МОЗКУ В УМОВАХ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЇ ГІПОАНДРОГЕНЕМІЇ
DOI:
https://doi.org/10.11603/1811-2471.2020.v.i2.11334Ключові слова:
андрогени, кастрація, мотонейрони, спинний мозок, біоелектрична активністьАнотація
Досліджень, присвячених змінам біоелектричної активності мотонейронів спинного мозку, що виникають у віддалені строки гіпоандрогенемії, майже немає. Ця проблема є маловивченою та актуальною.
Мета – вивчення біоелектричної активності моторного апарату спинного мозку шляхом аналізу викликаних моносинаптичних розрядів (МР) вентрального корінця (ВК) за умов експериментальної гіпоандрогенемії через 4 місяці від початку її моделювання.
Матеріал і методи. Дослідження виконане на щурах-самцях лінії Wistar віком 5–6 міс. та вагою 180–260 г, що були поділені на піддослідну (n=10) та контрольну (n=12) групи. Експериментальну модель було створено шляхом хірургічної кастрації. Відведення викликаної активності проводили від ізольованого вентрального корінця при стимуляції проксимальної ділянки іпсилатерального дорсального корінця сегмента L5 імпульсами тривалістю 0,3 мс та силою від 1 до 5 порогів. Аналізували поріг, хронаксію, латентний період, амплітуду та тривалість викликаних потенціалів, а також досліджували явище рефрактерності за допомогою нанесення парних стимулів з інтервалом від 1 до 1000 мс. Динаміку розповсюдження збудження на різнопорогові нейрони вивчали застосовуючи подразник зростаючої інтенсивності (від 1,1 до 2 П).
Результати. У тварин з орхектомією поріг збудження достовірно збільшувався на (35,29±8,7) %, хронаксія зменшувалась на (6,2±2,66) %, тривалість латентного періоду зростала на (4,59±0,88) % відносно відповідних показників контрольної групи. Застосування подразнення зростаючої інтенсивності виявило більш швидке зростання амплітуди інтегральної відповіді у тварин з експериментальною гіпоандрогенемією на проміжку від 1,1 П до 1,6 П. При нанесенні парних стимулів відновлення амплітуди відповіді на тестуючий стимул мало більш повільний характер при інтервалах від 20 до 200 мс.
Висновки. У віддалених строках гіпоандрогенемії спостерігається відносне зниження порогу збудження середньо- та високопорогових мотонейронів на фоні загального зниження їх збудливості та збільшення тривалості латентного періоду. Також спостерігається зниження лабільності, обумовлене більш за все посиленням явищ гомосинаптичної депресії.
Посилання
Matsumoto, A., Micevych, P.E., & Arnold, A.P. (1988). Androgen regulates synaptic input to motoneurons of the adult rat spinal cord. Neuroscience, 8(11), 4168-4176. ISSN: 0270-6474 DOI: https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.08-11-04168.1988
Verhovshek, T., Rudolph, L.M., & Sengelaub, D.R. (2013). BDNF and androgen interactions in spinal neuromuscular systems. Neuroscience, 239, 103-114. ISSN: 0270-6474 DOI: https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2012.10.028
Fargo, K.N., Galbiati, M., Foecking, & E.M. (2008). Androgen regulation of axon growth and neurite extension in motoneurons. Hormones and Behavior, 53(5), 716-728. ISSN: 0018-506X DOI: https://doi.org/10.1016/j.yhbeh.2008.01.014
Fargo, K.N., Foecking, E.M., & Jones, K.J. (2009). Neuroprotective actions of androgens on motoneurons. Frontiers in Neuroendocrinology, 30 (2), 130-141. ISSN: 0091-3022 DOI: https://doi.org/10.1016/j.yfrne.2009.04.005
Finsterer, J., & Scorza, F.A. (2019). Central nervous system abnormalities in spinal and bulbar muscular atrophy (Kennedy's disease). Clinical Neurology and Neurosurgery, 184, 105426. DOI: 10.1016/j.clineuro.2019.105426. ISSN: 0303-8467 DOI: https://doi.org/10.1016/j.clineuro.2019.105426
Liu, X., Zhu, M., Li, X., Tang, J. (2019). Clinical manifestations and AR gene mutations in Kennedy's disease. Functional & Integrative Genomics, 19(3), 533-539. DOI: 10.1007/s10142-018-0651-7. ISSN: 1438-7948 DOI: https://doi.org/10.1007/s10142-018-0651-7
Badders, N.M., Korff, A., Miranda, H.C., Vuppala, P.K., Smith, R.B., et al. (2018). Selective modulation of the androgen receptor AF2 domain rescues degeneration in spinal bulbar muscular atrophy. Nature Medicine, 24(4), 427-437. DOI: 10.1038/nm.4500. ISSN: 1078-8956 DOI: https://doi.org/10.1038/nm.4500
McLeod, V.M., Lau, C.L., Chiam, M.D.F., Rupasinghe, T.W., Roessner, U., et all. (2019). Androgen receptor antagonism accelerates disease onset in the SOD1G93A mouse model of amyotrophic lateral sclerosis. British Journal of Pharmacology, 176(13), 2111-2130. DOI: 10.1111/bph.14657. ISSN: 0007-1188 DOI: https://doi.org/10.1111/bph.14657
Rodynskiy, O.G., Tkachenko, S.S., & Huz, L.V. (2015). Monosynaptychni vidpovidi ventralnykh korintsiv spynnoho mozku v umovah eksperymentalnoi menopauzy [Monosynaptic responses of the ventral roots of the spinal cord in experimental menopause]. Klinichna ta eksperymentalna patolohiia – Clinical and Experimental Pathology, 4 (54), 128-132. ISSN 1727-4338
Narayanan, R., Mohler, M.L., & Bohl, C.E. (2008). Selective androgen receptor modulators in preclinical and clinical development. Nuclear Receptor Signaling Atlas, 6, 1-26. DOI: 10.1621/nrs.06010. ISSN: 15507629 DOI: https://doi.org/10.1621/nrs.06010
Hammond, J., Le, Q., & Goodyer, C. (2001). Testosterone-mediated neuroprotection through the androgen receptor in human primary neurons. Journal of Neurochemistry, 77, 1319-1326. DOI: 10.1046/j.1471-4159.2001.00345. ISSN: 0022-3042
Pike, C.J., Carroll, J.C., & Rosario, E.R. (2009). Protective actions of sex steroid hormones in Alzheimer’s disease. Frontiers in Neuroendocrinology, 30 (2), 239–258. DOI: 10.1016/j.yfrne.2009.04.015. ISSN: 0091-3022 DOI: https://doi.org/10.1016/j.yfrne.2009.04.015
Dmitriyeva, O.A., & Sherstyuk, B.V. (2007). Vliyaniye stress-indutsirovannogo snizheniya urovnya testosterona na gistokhimicheskiye izmeneniya polovykh organov krys [The effect of stress-induced decrease in testosterone levels on histochemical changes in genital organs of rats]. Pacific Medical Journal, 3, 55-57. ISSN: 0022-3042
Biatek, M., Zaremba, P., Borowicz, K.K. (2004). Neuroprotective role of testosterone in the nervous system. Polish Journal of Pharmacology, 56 (5), 509-518. ISSN 1230-6002.
Foradori, C.D., Weiser, M.J., & Handa, R.J. (2008). Non-genomic actions of androgens. Frontiers in Neuroendocrinology, 29 (2), 169-181. DOI: 10.1016/j.yfrne.2007.10.005. ISSN: 0091-3022. DOI: https://doi.org/10.1016/j.yfrne.2007.10.005
Asuthkar, S., Demirkhanyan, L., Sun, X., Elustondo, P.A., Krishnan, V., et al. (2015). The TRPM8 protein is a testosterone receptor. The Journal of Biological Chemistry, 290 (5), 2670-88. DOI: 10.1074/jbc.M114.610873. ISSN: 0021-9258. DOI: https://doi.org/10.1074/jbc.M114.610873
Lambert, J.J., Belelli, D., Hill-Venning, C., & Peters, J.A. (1995). Neurosteroids and GABAA receptor function. Trends in Pharmacological Sciences, 16 (9), 295-303. DOI: 10.1016/s0165-6147(00)89058-6. ISSN: 0165-6147. DOI: https://doi.org/10.1016/S0165-6147(00)89058-6
Liu, C., Ward, P.J., & English, A.W. (2014). The effects of exercise on synaptic stripping require androgen receptor signaling. PLoS ONE, 9 (6), e98633. DOI: 10.1371/journal.pone.0098633. ISSN: 1932-6203 DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0098633
Hussain, R., Ghoumari, A.M., & Bielecki, B. (2013). The neural androgen receptor: a therapeutic target for myelin repair in chronic demyelination. Brain a Journal of Neurology, 136, 132-146. DOI: 10.1093/brain/aws284. ISSN: 0006-8950 DOI: https://doi.org/10.1093/brain/aws284
Pesaresi, M., Soon-Shiong, R., & French, L. (2015). Axon diameter and axonal transport: In vivo and in vitro effects of androgens. Neuroimage, 115, 191-201. DOI: 10.1016/j.neuroimage.2015.04.048. ISSN: 1053-8119 DOI: https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2015.04.048
