Изучение механизмов ответственных за развитие гипогравитационного двигательного синдрома (ГДС) направлено на выявление адаптаций в разных звеньях локомоторного аппарата, при этом наиболее охарактеризованными являются изменения в скелетных мышцах [1]. Однако большой интерес представляет исследование реакции спинного мозга, где находятся мотонейроны, иннервирующие и контролирующие свойства волокон этих мышц [2, 3]. В настоящее время остаются мало исследованными изменения в спинном мозге млекопитающих на ранних этапах развития данного синдрома и реадаптации к нормальным условиям локомоторной функции. В связи с чем, целью настоящего исследования явилось проведение иммунофлуоресцентного исследования экспрессии синаптофизина (белок располагающийся на пресинаптической мембране и обеспечивающий процессы экзо- и эндоцитоза [4]) в мотонейронах поясничного утолщения спинного мозга у крыс на ранних этапах развития гравитационного двигательного синдрома и реадаптации до 7 суток.
Эксперименты проводили на половозрелых самцах крыс линии Wistar массой 289±57г. Все процедуры с животными проводили в соответствии с правилами, рекомендованными Физиологической секцией Российского национального комитета по биологической этике (протокол № 319 от 04.04.2013 г.). Для изучения механизмов развития ГДС на Земле использовали модель антиортостатического вывешивания (АОВ), воспроизводящую эффекты гипогравитационной опорной разгрузки мышц задних конечностей у грызунов, аналогичные пребыванию в условиях невесомости и постельного режима. Крыс разделили на 9 групп: «Контроль» — животные 7 суток находились в стандартных в клетках; «АОВ 12 часов», «АОВ 24 часа», «АОВ 72 часа» и «АОВ 7 суток» пребывали в условиях антиортостатического вывешивания задних конечностей определенное время; «Реадаптация 12 часов», «Реадаптация 24 часа» «Реадаптация 72 часа» и «Реадаптация 7 суток» — после 7-суточного АОВ животные находились в условиях нормальной двигательной активности определенное время. Криостатные поперечные срезы поясничного отдела спинного мозга (20 мкм) окрашивали первичными антителами к синаптофизину (1: 400, Abcam; 12 часов при +4 ºС) и вторичными антителами (IgG козлиные против кролика, конъюгированные с Alexa488; 1: 1000, Invitrogen). Изображения микропрепаратов получали на конфокальном сканирующем микроскопе Leica TCS SP5 MP (Германия). Анализировали интенсивность флуоресцентного свечения в мотонейронах передних рогов поясничного отдела спинного мозга, с применением программы ImageJ (NIH, США). Статистическую обработку результатов проводили с помощью программы Origin 8.0 с использованием U-критерия Манна — Уитни и непараметрического дисперсионного анализа Краскела — Уоллиса (приp ≤ 0,05).
В контрольной группе крыс интенсивность флуоресценции после окрашивания мотонейронов антителами к синаптофизину составила 112 ± 4 о.е. Анализ интенсивности свечения у крыс после антиортостатического вывешивания показал, что средние значения после 12 часов эксперимента составили 118 ± 5 о.е., после 24 часов — 116 ± 4 о.е., после 72 часов — 98 ± 3 о.е., а после 72 суток — 146 ± 5 о.е. В группах животных, которых после 7-суточного антиортостатического вывешивания содержались в обычных условиях вивария (после восстановительного периода) средние значения интенсивности флуоресценции составили после 12 часов 113 ± 4 о.е., после 24 часов — 131 ± 3 о.е., после 72 часов — 131 ± 3 о.е., а после 72 суток — 96 ± 3 о.е. Статистический анализ показал снижение интенсивности флуоресценции на 12 % к 3 суткам АОВ и увеличение на 31 % к 7 суткам АОВ (p < 0,05). В ходе реадаптации наблюдалось увеличение интенсивности свечения начиная с 24 часов до 72 часов на 18 % (p < 0,05) и снижение к 7 суткам реадаптации на 15 % (p < 0,05).
Таким образом, изменение флуоресценции в мотонейронах поясничного утолщения спинного мозга после окрашивания антителами к синаптофизину свидетельствует об изменении количества этого белка, что может отразиться на реализации синаптической передачи между клетками.