Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова, 2022, T. 72, № 4, стр. 520-542

Изменения социальности и предпочтения социальной новизны у самок крыс в условиях пролонгированной социальной изоляции

С. Д. Ширенова 1, Н. Н. Хлебникова 1, Н. А. Крупина 1*

1 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение “Научно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии”
Москва, Россия

* E-mail: krupina-na@yandex.ru

Поступила в редакцию 01.11.2021
После доработки 16.01.2022
Принята к публикации 26.04.2022

Аннотация

Хронический стресс социальной изоляции (СИ) может приводить к дистрессу с негативными последствиями как для человека, так и для животных. В число многочисленных нарушений, вызванных СИ, входят расстройства эмоционально-мотивационной сферы и когнитивных функций, изменение социального поведения. В настоящее время нет данных о том, каковы последствия СИ при значительном увеличении ее длительности. Несмотря на то, что показана большая чувствительность самок крыс к стрессу, исследований на них недостаточно. В настоящей работе мы оценили социальность (общительность) и предпочтение “социальной новизны” в трехкамерном социальном тесте у самок крыс Wistar в двух сериях исследований на разных сроках пролонгированной СИ, начинавшейся в подростковом возрасте и продолжавшейся до возраста 5.5 и 9.5 месяцев. После СИ длительностью 2 месяца у крыс выявлено повышение предпочтения социального объекта несоциальному (повышение социальности) одновременно с появлением признаков снижения предпочтения нового социального объекта уже знакомому социальному объекту (признаки снижения предпочтения “социальной новизны”). В тесте социального взаимодействия крысы также демонстрировали увеличение длительности социальных контактов, в том числе агрессивных; у них отмечено снижение исследовательских оценок риска (свешиваний с открытых рукавов) в тесте “Приподнятый крестообразный лабиринт” и снижение исследовательской активности. После СИ длительностью 8.5 месяцев у крыс выявлены признаки дефицита социальности и выраженное снижение предпочтения “социальной новизны”. Признаков повышенной агрессивности не обнаружено. Таким образом, влияние СИ на социальное поведение зависело от ее длительности и, как мы считаем, сопровождалось изменением стратегий преодоления.

Ключевые слова: стресс, социальная изоляция, самки крыс, социальность, предпочтение “социальной новизны”, тревожность, агрессия, двигательная и исследовательская активность, стратегии преодоления

Список литературы

  1. Крупина Н.А., Хлебникова Н.Н., Орлова И.Н. Ранняя социальная изоляция увеличивает агрессивность и нарушает кратковременное привыкание у крыс. Патол. физиол. эксперим. тер. 2015. 59(4): 4–15.

  2. Куприянов Р.В., Жданов Р.И. Стресс и аллостаз: проблемы, перспективы и взаимосвязь. Журн. высш. нерв. деят. им. И.П. Павлова. 2014. 64(1): 21–31.

  3. Павлова И.В., Брошевицкая Н.Д., Онуфриев М.В., Моисеева Ю.В. Половые различия в тревожно-депрессивном и оборонительном поведении крыс Вистар. Журн. высш. нервн. деят. им. И.П. Павлова. 2020. 70(2): 243–258.

  4. Степаничев М.Ю., Тишкина А.О., Новикова М.Р., Левшина И.П., Пискунов А.К., Лазарева Н.А., Гуляева Н.В. Эффекты хронического комбинированного стресса: изменения поведения крыс с разной реакцией на новизну. Журн. высш. нервн. деят. им. И.П. Павлова. 2016. 66(5): 611–625.

  5. Хлебникова Н.Н., Медведева Ю.С., Крупина Н.А. Ранняя социальная изоляция, вызывающая эмоционально-мотивационные нарушения у крыс, сопровождается дефицитом кратковременного привыкания, но не влияет на пространственную память. Журн. высш. нервн. деят. им. И.П. Павлова. 2018. 68(5): 647–662.

  6. Ширенова С.Д., Хлебникова Н.Н., Крупина Н.А. Тревожно-депрессивный профиль самцов и самок крыс, подвергнутых длительной социальной изоляции. В кн.: Нейронаука для медицины и психологии. Москва: ООО “МАКС Пресс”, 2021. XVII Международный Междисциплинарный Конгресс. Судак, Крым, Россия, 4–10 июня 2021 г. С. 438–439.

  7. Agrawal A., Jaggi A.S., Singh N. Pharmacological investigations on adaptation in rats subjected to cold water immersion stress. Physiol. Behav. 2011. 103(3–4): 321–329.

  8. Altun M., Bergman E., Edström E., Johnson H., Ulfhake B. Behavioral impairments of the aging rat. Physiol. Behav. 2007. 92(5): 911–923.

  9. Arakawa H. Ethological approach to social isolation effects in behavioral studies of laboratory rodents. Behav. Brain Res. 2018. 341: 98–108.

  10. Arakawa H. The effects of isolation rearing on open-field behavior in male rats depends on developmental stages. Development. Psychobiol. 2003. 43(1): 11–19.

  11. Ari C., D’Agostino D.P., Diamond D.M., Kindy M., Park C., Kovács Z. Elevated plus maze test combined with video tracking software to investigate the anxiolytic effect of exogenous ketogenic supplements. J. Vis. Exp. 2019. 143: e58396, https://doi.org/10.3791/58396

  12. Bale T.L., Epperson C.N. Sex differences and stress across the lifespan. Nat. Neurosci. 2015. 18(10): 1413–1420.

  13. Bangasser D.A., Eck S.R., Telenson A.M., Salvatore M. Sex differences in stress regulation of arousal and cognition. Physiol. Behav. 2018. 187: 42–50.

  14. Beery A.K., Kaufer D. Stress, social behavior, and resilience: Insights from rodents. Neurobiol. Stress. 2015. 1: 116–127.

  15. Beery A.K., Zucker I. Sex bias in neuroscience and biomedical research. Neurosci. Biobehav. Rev. 2011. 35: 565e572.

  16. Begni V., Sanson A., Pfeiffer N., Brandwein C., Inta D., Talbot S.R., Riva1 M.A., Gass P., Mallien A.S. Social isolation in rats: Effects on animal welfare and molecular markers for neuroplasticity. PLoS ONE. 2020. 15(10): e0240439.

  17. Bourke C.H., Neigh G.N. Behavioral effects of chronic adolescent stress are sustained and sexually dimorphic. Horm. Behav. 2011. 60(1): 112–120.

  18. Campos A.C., Fogaca M.V., Aguiar D.C., Guimaraes F.S. Animal models of anxiety disorders and stress. Revista Brasileira de Psiquiatria. 2013. 35(suppl 2): S101–S111.

  19. Carnevali L., Statello R., Vacondio F., Ferlenghi F., Spadoni G., Rivara S., Mor M., Sgoifo A. Antidepressant-like effects of pharmacological inhibition of FAAH activity in socially isolated female rats. Eur. Neuropsychopharmacol. 2020. 32: 77–87.

  20. Couzin-Frankel J. National Institutes of Health. Needed: more females in animal and cell studies. Science. 2014. 344(6185): 679.

  21. Dantzer R. Behavior: Overview. In: Stress: Concepts, Cognition, Emotion, and Behavior. 1st Edition. Handbook of Stress. Vol. 1. Editor: George Fink. Elsevier, Academic Press, 2016. Ch. 6. P. 57–63. ISBN: 978-0-12-800951-2.

  22. De Jesús-Burgos M., Torres-Llenza V., Pérez-Acevedo N.L. Activation of amygdalar metabotropic glutamate receptors modulates anxiety, and risk assessment behaviors in ovariectomized estradiol-treated female rats. Pharmacol. Biochem. Behav. 2012. 101(3): 369–378.

  23. Einon D.F., Morgan M.J. A critical period for social isolation in the rat. Developmental Psychobiology. 1977. 10(2): 123–132.

  24. Ennaceur A. Tests of unconditioned anxiety – Pitfalls and disappointments. Physiol. Behav. 2014. 135: 55–71.

  25. Faraday M.M. Rat sex and strain differences in responses to stress. Physiol. Behav. 2002. 75(4): 507–522.

  26. Ferdman N., Murmu R., Bock J., Braun K., Leshem M. Weaning age, social isolation, and gender, interact to determine adult explorative and social behavior, and dendritic and spine morphology in prefrontal cortex of rats. Behav. Brain Res. 2007. 180(2): 174–182.

  27. Fone K.C., Porkness M.V. Behavioural and neurochemical effects of post-weaning social isolation in rodents-relevance to developmental neuropsychiatric disorders. Neurosci. Biobehav. Rev. 2008. 32(6): 1087–1102.

  28. Gorenko J.A., Moran C., Flynn M., Dobson K., Konnert C. Social Isolation and Psychological Distress Among Older Adults Related to COVID-19: A Narrative Review of Remotely-Delivered Interventions and Recommendations. J. Applied Gerontol. 2020. 40(1): 3–13.

  29. Hatch A.M., Wiberg G.S., Zawidzka Z., Cann M., Airth J.M., Grice H.C. Isolation syndrome in the rat. Toxicol. Appl. Pharmacol. 1965. 7(5): 737–745.

  30. Heck A.L., Handa R.J. Sex differences in the hypothalamic–pituitary–adrenal axis’ response to stress: an important role for gonadal hormones. Neuropsychopharmacology. 2019. 44(1): 45–58.

  31. Heidbreder C.A., Weiss I.C., Domeney A.M., Pryce C., Homberg J., Hedou G., Feldon J., Moran M.C., Nelson P. Behavioral, neurochemical and endocrinological characterization of the early social isolation syndrome. Neurosci. 2000. 100(4): 749–768.

  32. Hellemans K.G., Benge L.C., Olmstead M.C. Adolescent enrichment partially reverses the social isolation syndrome. Brain Res. Dev. Brain Res. 2004. 150(2): 103–115.

  33. Hermes G., Li N., Duman C., Duman R. Post-weaning chronic social isolation produces profound behavioral dysregulation with decreases in prefrontal cortex synaptic-associated protein expression in female rats. Physiol. Behav. 2011. 104(2): 354–359.

  34. Hirnstein M., Hausmann, M. Sex/gender differences in the brain are not trivial—A commentary on Eliot et al. 2021. Neurosci. Biobehav. Rev. 2021.130: 408–409.

  35. Holt-Lunstad J., Smith T.B., Layton B. Social relationships and mortality risk: A meta-analytic review. PLOS Med. 2010. 7(7): 1–20.

  36. Hong S., Flashner B., Chiu M., Hoeve E.V., Luz S., Bhatnagar S. Social isolation in adolescence alters behaviors in the forced swim and sucrose preference tests in female but not in male rats. Physiol. Behav. 2012. 105(2): 269–275.

  37. Ieraci A., Mallei A., Popoli M. Social isolation stress induces anxious-depressive- like behavior and alterations of neuroplasticity-related genes in adult male mice. Neural. Plas. 2016. 2016: 6212983.

  38. Jahng J.W., Yoo S.B., Ryu V., Lee J.-H. Hyperphagia and depression-like behavior by adolescence social isolation in female rats. Int. J. Dev. Neurosci. 2012. 30(1), 47–53.

  39. Joshi N., Leslie R.A., Perrot T.S. Analyzing the experiences of adolescent control rats: Effects of the absence of physical or social stimulation on anxiety-like behaviour are dependent on the test. Physiol. Behav. 2017. 179: 30–41.

  40. Karpenko O., Syunyakov T.S., Kulygina M.A., Pavlichenko A.V., Chetkina A.S., Andrushchenko A.V. Impact of COVID-19 pandemic on anxiety, depression and distress – online survey results amid the pandemic in Russia. Consortium Psychiatricum. 2020.1(1): 8–20.

  41. Krupina N.A., Shirenova S.D., Khlebnikova N.N. Prolonged social isolation, started early in life, impairs cognitive abilities in rats depending on sex. Brain Sci. 2020. 10(11): 799.

  42. Leussis M.P., Andersen S.L. Is adolescence a sensitive period for depression? Behavioral and neuroanatomical findings from a social stress model. Synapse. 2007. 62(1): 22–30.

  43. Lukkes J.L., Watt M.J., Lowry C.A., Forster G.L. Consequences of post-weaning social isolation on anxiety behavior and related neural circuits in rodents. Front. Behav. Neurosci. 2009. 3: 18.

  44. Mann L.M., Walker B.R. The role of equanimity in mediating the relationship between psychological distress and social isolation during COVID-19. J. Affect. Disord. 2022. 296: 370–379. Epub 2021 Oct 2.https://doi.org/10.1016/j.jad.2021.09.087

  45. Martis L.-S., Krog S., Tran T.P., Bouzinova E., Christiansen S.L., Møller A., Holmes M.C., Wiborg O. The effect of rat strain and stress exposure on performance in touchscreen tasks. Physiol. Behav. 2018. 184: 83–90.

  46. Matisz C.E., Badenhorst C.A., Gruber A.J. Chronic unpredictable stress shifts rat behavior from exploration to exploitation. Stress. 2021. 24(5): 635–644.

  47. McCormick C.M., Green M.R. From the stressed adolescent to the anxious and depressed adult: Investigations in rodent models. Neurosci. 2013. 249: 242–257.

  48. McEwen B.S. Protection and damage from acute and chronic stress: allostasis and allostatic overload and relevance to the pathophysiology of psychiatric disorders. Ann. N. Y. Acad. Sci. 2004. 1032(1): 1–7.

  49. McEwen B.S., Eiland L., Hunter R.G., Miller M.M. Stress and anxiety: Structural plasticity and epigenetic regulation as a consequence of stress. Neuropharmacology. 2012. 62(1): 3–12.

  50. McEwen B.S., Gianaros P. J. Stress- and Allostasis-Induced Brain Plasticity. Annu. Rev. Med. 2011. 62(1): 431–445.

  51. McKibben C.E., Reynolds G.P., Jenkins T.A. Analysis of sociability and preference for social novelty in the acute and subchronic phencyclidine rat. J. Psychopharmacol. 2014. 28(10): 955–963.

  52. Mohammad F., Ho J., Woo J.H., Lim C.L., Poon D.J.J., Lamba B., Claridge-Chang A. (2016). Concordance and incongruence in preclinical anxiety models: Systematic review and meta-analyses. Neurosci. Biobehav. Rev. 2016. 68: 504–529.

  53. Mumtaz F., Khan M.I., Zubair M., Dehpour A.R. Neurobiology and consequences of social isolation stress in animal model – A comprehensive review. Biomed. Pharmacother. 2018. 105: 1205–1222.

  54. O’Leary T.P., Gunn R.K., Brown R.E. What Are We Measuring When We Test Strain Differences in Anxiety in Mice? Behav. Genet. 2013. 43: 34–50.

  55. Oyola M.G., Handa R.J. Hypothalamic–pituitary–adrenal and hypothalamic–pituitary–gonadal axes: Sex differences in regulation of stress responsivity. Stress. 2017. 20(5): 476–494.

  56. Pellow S., Chopin P., File S.E., Briley M. Validation of open:closed arm entries in an elevated plus-maze as a measure of anxiety in the rat. J. Neurosci. Methods. 1985. 14(3): 149–167.

  57. Prut L., Belzung C. The open field as a paradigm to measure the effects of drugs on anxiety-like behaviors: a review. Eur. J. Pharmacol. 2003. 463(1–3): 3–33.

  58. Rivera-Irizarry J.K., Skelly M.J., Pleil K.E. Social isolation stress in adolescence, but not adulthood, produces hypersocial behavior in adult male and female C57BL/6J mice. Front. Behav. Neurosci. 2020. 14: 129. https://doi.org/10.3389/fnbeh.2020.00129

  59. Rykova V.I., Leberfarb E.Yu., Stefanova N.A., Shevelev O.B., Dymshits G.M., Kolosova N.G. Brain proteoglycans in postnatal development and during behavior decline in senescence-accelerated OXYS rats. . Adv. Gerontol. 2011. 24(2): 234–243.

  60. Schneider T., Przewłocki R. Behavioral alterations in rats prenatally exposed to valproic acid: animal model of autism. Neuropsychopharmacol. 2004. 30(1): 80–89.

  61. Scholl J.L., Afzal A., Fox L.C., Watt M.J., Forster G.L. Sex differences in anxiety-like behaviors in rats. Physiol. Behav. 2019. 211: 112670.

  62. Schweinfurth M.K. The social life of Norway rats (Rattus norvegicus). Elife. 2020. Apr 9; 9: e54020.

  63. Seillier A., Giuffrida A. Disruption of social cognition in the sub-chronic PCP rat model of schizophrenia: Possible involvement of the endocannabinoid system. Europ. Neuropsychopharmacol. 2016. 26(2): 298–309.

  64. Smith A.S., Wang Z. Hypothalamic oxytocin mediates social buffering of the stress response. Biol. Psychiatry. 2014. 76(4): 281–288.

  65. Tanaka K., Osako Y., Takahashi K., Hidaka C., Tomita K., Yuri K. Effects of post-weaning social isolation on social behaviors and oxytocinergic activity in male and female rats. Heliyon. 2019. 5(5): e01646.

  66. Yildirim E., Erol K., Ulupinar E. Effects of sertraline on behavioral alterations caused by environmental enrichment and social isolation. Pharmacol. Biochem. Behav. 2012. 101(2): 278–287.

Дополнительные материалы отсутствуют.