Поведение крыс линии WAG/Rij

 

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

Башкирский государственный  университет

Биологический факультет

Кафедра физиологии человека и зоологии

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

ПОВЕДЕНИЕ КРЫС ЛИНИИ WAG/Rij

 

 

 

 

 

 

 

Студентки 6 курса

заочного отделения

Якиной В.О.

 

 

                                         Уфа - 2013

 

СОДЕРЖАНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………с.3-4

ГЛАВА 1. Крысы линии WAG/Rij-генетическая модель абсансной эпилепсии человека………………………………………………………………………с.5-8

ГЛАВА 2 . Характеристика неконвульсивного и конвульсивного типа эпилепсии крыс линии WAG/Rij ……………………….…………………с.9-19

1. Чистая абсанс-эпилепсия, 2 типа разрядов в ЭЭГ…………………с.9-14
2. Поведение крыс со смешанным типом эпилепсии………………..с.15-19

ГЛАВА 3. Структурные основы эпилепсии крыс линии  WAG/Rij…….с.20-22

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ………………………………………………..с.23-26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

Эпилепсия – это хроническое заболевание центральной нервной системы, проявляющееся в виде различных пароксизмальных состояний и сопровождающееся разнообразными клиническими и параклиническими симптомами.Она является тяжелым психоневрологическим заболеванием со сложным и не до конца раскрытым этио-патогенезом, относится к наиболее распространенным заболеваниям нервной системы, так как заболеваемость ею составляет 50-70 случаев на 100 тысяч человек, а распространенность 5-10 на одну тысячу человек, у 20-30% больных заболевание является пожизненным. В 1/3 случаев причина смерти больных связана с тяжелым судорожным припадком. Предложено много различных классификаций эпилепсии, отражающих своеобразие ее клинической картины, и общим для всех форм этого заболевания остается наличие фокальных или вторично генерализованных припадков, предопределяемых синхронизацией активности нейронов, формирующих различные по своим масштабам системы - от одного эпилептического  очага до полностью эпилептического мозга. В диагностике судорожной готовности мозга большую роль играют электро-энцефалографические показатели, но какими структурными перестройками они сопровождаются, как происходит формирование первых группировок нейронов с измененными свойствами, создающими эпилептогенный очаг - остается неясным. Клиницисты, занимающиеся изучением биопсийного и аутопсийного материала, могут зарегистрировать только исходные процессы эпилептизации мозга механизм же их формирования можно изучить только с помощью эксперимента или с использованием животных, болеющих эпилепсией .

 Также эпилепсия  представляет собой одно из наиболее распространенных неврологических расстройств - многообразие ее проявлений, внезапность развития приступов, тяжелые нарушения сознания и жизненных функций, приводящих к инвалидизации, определяют неизменную актуальность данной проблемы для здравоохранения и фундаментальной медико-биологической науки. Около 70% всех форм эпилепсии начинается в детском возрасте, когда происходит становление организма и формирование личности человека, его отношения к окружающему миру и обществу. Это определяет эпилепсию детского возраста как актуальнейшую медико-социальную проблему.

Одной из самых распространенных форм является детская абсансная  эпилепсия (ДАЭ) – форма эпилепсии, генерализованная наличием на  ЭЭГ специфического паттерна. В общей популяции больных с эпилепсией ДАЭ встречается в 2-8% случаев и составляет 10-12% всех эпилепсий в возрасте до 16 лет .Она относится к разряду идиопатических(то есть единственная ее причина -наследственная предрасположенность).

Схематично симптомы эпилепсии можно подразделить на собственно припадки, так называемые психические эквиваленты припадков и изменения психики (длительные, стойкие, прогрессирующие нарушения поведения и восприятия).

На сегодняшний день  в литературе  применяется обобщенное понятие «предрасположенности». И собственно,  предрасположенность,  можно подразделить на наследственную, врожденную и приобретенную .

На основании электроэнцефалографических данных, симптоматики, а также типа припадков эпилепсию в целом  можно подразделить на генерализованную и фокальную (парциальную), каждая из которых включает в себя еще несколько специфических форм . 

 Следствием разнообразия  классифицированных форм эпилепсии  стало соответствующее количество  экспериментальных моделей, в  той или иной степени адекватно  отражающих естественное развитие этой патологии .

 

 

 

Глава 1.

Крысы линии WAG/Rij – генетическая модель абсансной эпилепсии человека.

 

В исследовании процессов  инициации, развития, распространения  и

окончания эпилептических пароксизмов большую роль играет использование

моделей эпилепсии на животных.

1.1.Последние двадцать лет большинство исследований по абсансной эпилепсии проводится на крысах линий WAG/Rij и GAERS , генетических моделях абсансной эпилепсии.

Крысы инбредной линии WAG/Rij выведены в питомнике TNO в Нидерландах в ходе многократного (более 100 поколений) близкородственного скрещивания крыс линии Wistar. Работами голландских ученых выявлено наличие у данной линии спонтанных несудорожных приступов, по ряду параметров сходных с абсансными припадками, возникающими при абсансной форме несудорожной эпилепсии у человека . На основании поведенческих и электрофизиологических исследований сделан вывод о функциональной недостаточности дофаминэргической системы мозга крыс линии WAG/Rij .

Крысы линии Wistar , являются неэпилептической линией, и часто используют в качестве контроля при проведении исследований по эпилептогенезу.

Крысы линии WAG/Rij являются одной из экспериментальных моделей генерализованной несудорожной формы  absence- эпилепсии человека и характеризуются генетически детерминированной повышенной предрасположенностью к абсансным несудорожным припадкам. Для

электроэнцефалограммы (ЭЭГ) крыс линий WAG/Rij , так же как и для ЭЭГ пациентов с абсансной эпилепсией, характерны спонтанно возникающие генерализованные разряды пик-волна (7-9 Гц). Многочисленные электрофизиологические и фармакологические исследования подтверждают валидность этих генетических моделей неконвульсивной эпилепсии.

Абсансы («petit mal», малый припадок) имеют высокоспецифичные поведенческие проявления и сопровождаются определенными электрофизиологическими паттернами (билатеральные синхронизированные пик-волновые разряды ).Они широко используются в качестве  адекватной модели для изучения механизмов генерализованной абсансной эпилепсии человека, причины возникновения которой остаются до настоящего времени неизвестными. В клинической картине абсанса, протекающего с нарушением сознания и полной утратой реакции на слуховые, зрительные и другие раздражители, обращает на себя характерное выражение лица больного: глаза заведены за надбровные дуги, имеют место миоклонические подергивания лицевых мышц, век и глазных яблок, которые позволяют предполагать участие в ее генезе стволовых вестибуло-кохлерных центров. 
   По определению  Меерена и его соавторов « Абсансная эпилепсия является кортико-таламическим типом эпилепсии» (20,с.17). В ее формировании принимают участие такие структуры, как кора больших полушарий с эпилептогенной зоной (находящейся в периоральной области сенсомоторной коры), вентробазальное и ретикулярное ядро таламуса (РТЯ). Морфология и реактивные изменения этих, вовлеченных в патогенез эпилепсии, структур мозга у крыс линии WAG/Rij не изучены.

Поведенческие и электрографические корреляты спонтанных абсансов, включая  высокоамплитудные пик-волновые разряды на ЭЭГ, у крыс данной линии сближают их с приступами этого типа, наблюдаемыми у человека в клинике. Крысы линии WAG/Rij используются в экспериментальных исследованиях, направленных на изучение механизмов генеза и генерализации судорожной активности в мозге, а также на поиск адекватной терапии данной формы несудорожной эпилепсии у человека.

 

 

1.2.Около 30% крыс линии WAG/Rij на предъявление звукового стимула дают судорожный припадок, сопровождающийся клоническими и тоническими судорогами с исходом их в каталепсию. Это послужило основанием рассматривать указанную субпопуляцию крыс данной линии в качестве модели смешанной эпилепсии , для которой характерны наряду с малыми припадками «petit mal» и так называемые большие припадки («grand mal»). А это является показателем того, что эпилептическая система у крыс со смешанной формой эпилепсии обширней, чем у крыс с просто абсансной эпилепсией. Ее  формирование, несомненно, происходит (это правило отмечено эпилептологами как «формирование новых путей на основе уже проторенных») через уже имеющиеся в мозге эпилептические очаги.

Также остаются неизвестными структурные перестройки ретикулярного ядра таламуса и вестибуло-кохлеарных центров мозга, происходящие при формировании смешанной (аудиогенной) эпилепсии у крыс линии WAG/Rij. Исследование механизмов формирования этой судорожной формы смешанной эпилепсии только начинаются , а потому остаются неизвестными как структуры мозга, вовлеченные в состав ее эпилептической системы, так и происходящие в них морфологические процессы.

 Крысы линии WAG/Rij со смешанным типом эпилепсии чувствительны к аудиогенной стимуляции, что проявляется в выраженном моторном ответе на предъявляемый звуковой стимул . Учитывая данные о патологическом воздействии, которое оказывает даже единичный генерализованный припадок на мозг , представляет определенный интерес исследование влияния повторных судорожных припадков на поведение и эмоциональное состояние крыс. Показано, что у этих крыс  линии WAG/Rij зарегистрировано два типа эпилептической активности: аудиогенные судороги (АС) и пик-волновые разряды, характерные для absence-эпилепсии, в электрокортикограмме .

Такой смешанный тип  эпилепсии - одна из наиболее трудных  клинических проблем для фармакотерапии.

Существует  гипотеза о том, что конвульсивная и неконвульсивная формы эпилепсии имеют в основе нарушения различных медиаторных систем . Некоторые экспериментальные данные  позволяют предположить, что в мозге крыс WAG/Rij существует дефект дофаминовой системы.

 

Итак, можно подытожить, что у крыс линии WAG/Rij существуют 2 формы эпилепсии:

1. Неконвульсивная форма или чистая absence-эпилепсия,которая встречается у людей.
2. Конвульсивная форма или смешанная (так называемые аудиогенные крысы,склонные к конвульсивным припадкам). Крысам характерны  аудиогенные судороги и пик-волновые разряды absence-эпилепсии.

 

Также хорошо известно, что  судорожные и неконвульсивные эпилепсии  значительно отличаются по фармакологическому профилю.

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 2.

 Характеристика  неконвульсивного и конвульсивного типа эпилепсии крыс линии WAG/Rij.

1.1.Чистая абсанс-эпилепсия(неконвульсивный тип).

У пациентов с абсансной  эпилепсией и на генетической модели этой болезни (у крыс WAG / Rij) было исследовано одновременное появление двух типов неконвульсивных эпилептических разрядов в ЭЭГ. С помощью модифицированного вейвлет-преобразования, было показано, что частотно-временная структура генерализованных и окципитальных разрядов у пациентов и, соответственно, разрядов 1-го и 2-го типа у крыс похожи. И у пациентов и крыс линии  WAG/Rij выявлено, что помимо отдельных разрядов в окципитальной области имеются также “сцепленные” разряды этих двух типов. Эти “сцепленные” пароксизмы всегда начинаются с окципитального разряда и далее, без разрыва во времени следует генерализованный разряд. В экспериментах с крысами линии WAG/Rij был показан противоположный эффект действия фармакологических веществ на неконвульсивные разряды 1-го и 2-го типов. Полученные данные указывают на возможность использования популяции крыс WAG / Rij в качестве хорошей модели для исследования особенностей фармакотерапии этой сложной патологии головного мозга.

 Для этого вида  эпилепсии типичны двусторонние симметричные генерализованные разряды пик-волна, которые можно найти в ЭЭГ у пациентов с детской абсансной эпилепсией (ДАЭ), юношеской абсансной

эпилепсией (ЮАЭ), юношеской  миоклонический эпилепсией (ЮМЭ), абсансной миоклонической эпилепсией (АМЭ), абсансной миоклонии с опущением века и случаях нетипичной абсансной эпилепсии . Сосуществование двух различных типов разрядов были описаны у этих пациентов. Классические генерализованные разряды, типичные для детской абсансной эпилепсии могут наблюдаться в сочетании с менее генерализованными эпизодами эпилептоморфной активности, ограничивающиеся затылочной корой. Однако, типичные абсансы с сопутствующими затылочными пароксизмами наблюдаются нечасто.

Около 30% этих крыс имеют  два типа эпилептические разрядов в ЭГГ.

 В ЭЭГ крыс линии WAG/Rij регистрируются типичные для абсансной эпилепсии пик-волновые разряды, которые клинически проявляются периодами замирания животных и тремором вибрисс. Они получили название пик-волновых разрядов первого типа.

Разряды 1-го типа являются генерализованными и двусторонне- симметричными, они сопровождаются слабыми изменениями поведения.

Разряды 2-го типа короче, имеют более низкий пик частоты  и локализованы в затылочной коре .Специальная модификация метода вейвлет-преобразования была разработана для извлечения частотно-временной динамики основной частоты разряда.

 

 

Характеристика двух типов разрядов у крыс WAG/Rij с абсансной (несудорожной) эпилепсией.

Примеры типичных (генерализованных) разрядов (1-й тип), записанных в коре крыс приведены на рисунке 1. Средняя продолжительность разряда пик-волна составляет 7,1 ± 2,2 сек. Средняя частота начала разряда пик-волна составляет 9,9 ± 0,8 Гц, в конце это 7,1± 2,2Гц.На рисунке 1б, представлены разряды 2-го типа у крыс, и на рис 1в показан случай сцепленных разрядов 1-го типа и 2-го типа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1. Два типа разрядов у крыс WAG/Rij и сцепленный разряд в разный областях коры. 

 a) типичный генерализованный разряд пик-волна; б) окципитальный разряд, справа – в обоих полушариях, слева –только в правом полушарии;в) сцепленный разряд в правой окципитальной области коры.

Пароксизмы 2-го типа локализуются в затылочной коре. Их продолжительность меньше, чем разряды 1-го типа (1,4 ±0,1 сек), а также их частота меньше частоты разрядов первого типа (6,3±0,7 Гц).

 

Поэтому можно сделать  вывод, что и локализация и  общие характеристики

разрядов 2-го типа у крыс WAG / Rij похожи на окципитальные разряды у пациентов с абсансной эпилепсией. Частотно-временной структуру разрядов у крыс WAG / Rij исследовали с помощью модифицированного вейвлет-преобразования. Этот анализ сделал возможным детальное сравнение двух типов разрядов у животных с неконвульсивной генетической эпилепсией и у пациентов с абсансной эпилепсией.