ЭМБРИОГЕНЕЗ НЕЙРОНАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ (ГЛИОБЛАСТОВ И ГАМКА-РЕЦЕПТОРОВ) НЕЙРОИММУННОЙ СИСТЕМЫ МОЗГА ЧЕЛОВЕКА ПРИ ПРЕНАТАЛЬНОМ ВЛИЯНИИ АЛКОГОЛЯ

Воздействие алкоголя вызывает дисбаланс нейроиммунной функции и приводит к нарушению развития мозга. Алкоголь активирует сигнальные пути врожденного иммунитета в мозге. Нейроиммунные молекулы, экспрессируемые и секретируемые глиальными клетками головного мозга (микроглия, олигодендроглия), изменяют функцию нейронов и стимулируют в дальнейшем развитие алкогольного поведения. В передаче нейроиммунных сигналов участвуют различные сигнальные пути и клетки мозга. Глиальные клетки являются основными источниками иммунных медиаторов в головном мозге, которые отвечают на иммунные сигналы в центральной нервной системе и выделяют их. Целью настоящего исследования было изучение нейрональных элементов: морфометрических параметров глиобластов, синаптических структур и свойств синаптосомальных ГАМКА-бензодиазепиновых рецепторов нейроиммунной системы в эмбриогенезе мозга человека при перинатальном воздействии алкоголя. Выявлены изменения глиобластов в ткани мозга эмбрионов и плодов человека в условиях хронической пренатальной алкоголизации с увеличением срока беременности по сравнению с контрольными подгруппами: достоверное увеличение среднего количества глиобластов, длины периметров пресинаптических терминальных структур, постсинаптической плотности, пресинаптические терминальные области были значительно меньше (p < 0,01) в исследуемой группе, чем в контрольной группе сравнения. Воздействие этанола приводит к снижению аффинности ГАМКАбензодиазепиновых рецепторов, что влияет на нейрональную пластичность, связанную с развитием и дифференцировкой клеток-предшественников (глиобластов и нейробластов) в период эмбриогенеза головного мозга человека и приводит к подавлению ГАМКергической функции в головном мозге. Это вызывает нарушение взаимосвязей эмбриональных клеток в головном мозге, приводит к чрезмерным явлениям апоптоза из-за активации глиальных клеток нервной ткани, нарушению нейроиммунной функции в развивающемся мозге, изменениям нейрональных цепей, а также к изменению баланса возбуждающих и тормозных эффектов, что оказывает влияние на функциональную активность в центральной нервной системе. Активация глии – это компенсаторная реакция, вызванная нейропластическими изменениями, направленная на адаптацию развивающегося мозга эмбриона и плода в условиях нейротоксичности и гипоксии под воздействием пренатальной алкоголизации материнского организма и влияния этанола на плод. Динамика изменений глиальных элементов и рецепторной активности в нервной ткани эмбрионов и плодов человека в условиях пренатального воздействия алкоголя свидетельствует о более выраженном влиянии алкоголя на самые ранние стадии развития эмбриона человека, что имеет большое практическое значение при планировании беременности и недопустимость алкоголизации матери во избежание негативных последствий у потомства. 

1. Akiyoshi R., Wake H., Kato D., Horiuchi H., Ono R., Ikegami A., Haruwaka K., Omori T., Tachibana Y., Moorhouse A.J., Nabekura J. Microglia enhance synapse activity to promote local network synchronization. eNeuro, 2018, Vol. 5, no. 5, ENEURO.0088-18.2018. doi: 10.1523/ENEURO.0088-18.2018.

2. Andoh M., Koyama R. Microglia regulate synaptic development and plasticity. Dev. Neurobiol., 2021. doi: 10.1002/dneu.22814.

3. Aronne M.P., Guadagnoli T., Fontanet P., Evrard S.G., Brusco A. Effects of prenatal ethanol exposure on rat brain radial glia and neuroblast migration. Exp. Neurol., 2011, Vol. 229, pp. 36-371.

4. Cuzon V.C., Yeh P.W.L., Yanagawa Y., Obata K., Yeh H.H. Ethanol consumption during early pregnancy alters the disposition of tangentially migrating GABAergic interneurons in the fetal cortex. J. Neurosci., 2008, Vol. 28, pp. 1854-1864.

5. Dantzer R. Neuroimmune interactions: from the brain to the immune system and vice versa. Physiol. Rev., 2018, Vol. 98, pp. 477-504.

6. Erickson E.K., Grantham E.K., Warden A.S., Harris R.A. Neuroimmune signaling in alcohol use disorder. Pharmacol. Biochem. Behav., 2019, Vol. 177, pp. 34-60.

7. Ferrini F., de Koninck Y. Microglia control neuronal network excitability via BDNF signalling. Neural. Plast., 2013, 429815. doi: 10.1155/2013/429815.

8. Gaiarsa J.L. Plasticity of GABAergic synapses in the neonatal rat hippocampus. J. Cell. Mol. Med., 2004, Vol. 8, pp. 1-37.

9. Gemma C., Bachstetter A.D. The role of microglia in adult hippocampal neurogenesis. Cell Neurosci., 2013, Vol. 7, 229. doi: 10.3389/fncel.2013.00229.

10. Koob G.F., Volkow N.D. Neurobiology of addiction: a neurocircuitry analysis. Lancet Psychiatry, 2016, Vol. 3, pp. 760-773.

11. Mayfield J., Harris R.A. The neuroimmune basis of excessive alcohol consumption. Neuropsychopharmacology, 2017, Vol. 42, 376. doi: 10.1038/npp.2016.177.

12. Miyamoto A., Wake H., Moorhous J., Nabekura J. Microglia and synapse interactions: fine tuning neural circuits and candidate molecules. Cell Neurosci., 2013, Vol. 7, 70. doi: 10.3389/fncel.2013.00070.

13. Nisticò R., Salter E., Nicolas C., Feligioni M., Mango D., Bortolotto Z.A., Gressens P., Collingridge G.L., Peineau S. Synaptoimmunology – roles in health and disease. Mol. Brain, 2017, Vol. 10, 26. doi: 10.1186/s13041-017-0308-9.

14. Nimmerjahn A., Kirchhoff F., Helmchen F. Resting microglial cells are highly dynamic surveillants of brain parenchyma in vivo. Science, 2005, Vol. 308, pp. 1314-1318.

15. Ohsawa K., Kohsaka S. Dynamic motility of microglia: purinergic modulation of microglial movement in the normal and pathological brain. Glia, 2011, Vol. 59, no. 12, pp. 1793-1799.

16. O’Leary C.M., Bower C., Zubrick S., Geelhoed E., Kurinczuk J., Nassar N. A new method of prenatal alcohol classification accounting for dose, pattern and timing of exposure: improving our ability to examine fetal effects from low to moderate alcohol. J. Epidemiol. Community Health., 2010, Vol. 64, pp. 956-962.

17. Riley E.P., Infame M.A., Warren K.R. Fetal alcohol spectrum disorders: an overview. Neuropsychol. Rev., 2011, Vol. 21, no. 2, pp. 73-80.

18. Shushpanova T.V., Solonskii A.V., Novozheeva T.P., Udut V.V. Effect of meta-chlorobenzhydryl urea (m-CLBHU) on benzodiazepine receptor system in rat brain during experimental alcoholism. Bull. Exp. Biol. Med., 2014, Vol. 156, no. 6, pp. 813-818.

19. Skaper S.D., Facci L., Zusso M., Giusti P. An inflammation-centric view of neurological disease: beyond the neuron. Front. Cell. Neurosci., 2018, Vol. 12, 72. doi: 10.3389/fncel.2018.00072.

20. Valenzuela C.F., Puglia M.P., Zucca S. Focus on: neurotransmitter systems. Alcohol Res. Health, 2011, Vol. 34, pp. 106-120.