Вклад динамической стимуляции стопы в регуляцию нейрогенеза гиппокампа при двигательной разгрузке задних конечностей

Морфологические, поведенческие и биохимические исследования подтверждают, что реальная и искусственная микрогравитации вызывают изменения в функционировании нейронов, и что связанная с этим гипокинезия может влиять на взрослый нейрогенез гиппокампа. Целью нашего исследования было проанализировать роль динамической стимуляции стоп в регуляции нейрогенеза гиппокампа во время разгрузки задних конечностей.

В экспериментах использовали 3-месячных самцов крыс линии Wistar. Животные были разделены на 3 группы: контроль, вывешивание и вывешивание с механической стимуляцией задних конечностей. Эксперименты были длительностью 3, 7 и 14 дней. В 14- дневном эксперименте динамическая стимуляция применялась в течение одной недели. Для группы DFS использовали имитатор подошвенной нагрузки для грызунов.

Нейрональные клетки-предшественники (НКП) выявляли путем окрашивания на белок даблкортин, пролиферирующие клетки – Ki67. Активность ERK1/2, Akt и PKA, которые регулируют пролиферацию, дифференцировку и созревание новорожденных клеток, анализировали вестерн-блоттингом.

Результаты показали, что количество НКП снижалось уже после 3-дневного вывешивания, тогда как количество Ki67 уменьшалось после 7-и и 14-ти дней. Мы также наблюдали активацию транскрипционного фактора CREB и снижение активности ERK1/2 спустя 3 дня вывешивания и повышение активности PKA спустя 14 дней в обеих экспериментальных группах. При этом, применение динамической стимуляции стоп восстанавливало популяцию НКП только в 3-х дневной группе, что сопровождалось активацией Akt-сигнального каскада.

Таким образом, двигательная разгрузка снижает уровень взрослого нейрогенеза в зубчатой извилине крыс, о чем свидетельствует снижение количества даблкортин- и Ki67- позитивных клеток, что при краткосрочном вывешивании сопровождается снижением активности протеинкиназы ERK1/2. При этом, механическая стимуляция задних конечностей восстанавливает уровень нейрогенеза гиппокампа только в условиях краткосрочной двигательной разгрузки.