Acta NaturaeActa NaturaeActa Naturae2075-8251Acta Naturae Ltd1151610.32607/actanaturae.11516Research ArticlesЭкспериментальные статьиResearch ArticleA Comparative Analysis of CSF and the Blood Levels of Monoamines As Neurohormones in Rats during OntogenesisСравнительный анализ содержания моноаминов как нейрогормонов в ликворе и крови крыс в онтогенезеhttps://orcid.org/0000-0003-1630-185557188881130K-6464-2018MurtazinaAlya R.МуртазинаАлия Рустемовна
Russian Federation

Candidate of Biological Sciences, Researcher, laboratory of nervous and neuroendocrine regulation

кандидат биологических наук, научный сотрудник, лаборатория нервных и нейроэндокринных регуляций

aliyamurtazina1109@gmail.com56622467900E-5199-2014BondarenkoNadegda S.БондаренкоНадежда Сергеевна
Russian Federation

Candidate of Biological Sciences, Researcher, laboratory of nervous and neuroendocrine regulation

кандидат биологических наук, научный сотрудник, лаборатория нервных и нейроэндокринных регуляций

n.s.bondarenko@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-8582-83466701747775E-4624-20149829-6790ProninaTatiana S.ПронинаТатьяна Сергеевна
Russian Federation

Candidate of Biological Sciences, Senior Researcher, laboratory of nervous and neuroendocrine regulation

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, лаборатория нервных и нейроэндокринных регуляций

tatiana.pronina@mail.ru2400-1401ChandranKristina I.ЧандранКристина Ильинична
Russian Federation

research engineer, laboratory of nervous and neuroendocrine regulation

инженер-исследователь, лаборатория нервных и нейроэндокринных регуляций

kristinaam-p@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7324-237557219860448BogdanovVsevolod V.БогдановВсеволод Владимирович
Russian Federation

junior researcher, laboratory of nervous and neuroendocrine regulation

младший научный сотрудник, лаборатория нервных и нейроэндокринных регуляций

vse-bogd@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6122-702857193565262DilmukhametovaLilya K.ДильмухаметоваЛилия Кадырова
Russian Federation

Candidate of Biological Sciences, Researcher, laboratory of nervous and neuroendocrine regulation

кандидат биологических наук, научный сотрудник, лаборатория нервных и нейроэндокринных регуляций

lili.dilm@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-3040-182855684228700E-2527-2014UgrumovMichael V.УгрюмовМихаил Вениаминович
Russian Federation

Academician of the Russian Academy of Sciences, Head of the Laboratory, laboratory of nervous and neuroendocrine regulation

академик РАН, заведующий лабораторией, лаборатория нервных и нейроэндокринных регуляций

michael.ugrumov@mail.ruInstitute of Developmental Biology RASИнститут биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН1512202113489971207202129102021Copyright ©; 2021, Murtazina A.R., Bondarenko N.S., Pronina T.S., Chandran K.I., Bogdanov V.V., Dilmukhametova L.K., Ugrumov M.V.Copyright ©; 2021, Муртазина А.Р., Бондаренко Н.С., Пронина Т.С., Чандран К.И., Богданов В.В., Дильмухаметова Л.К., Угрюмов М.В.2021Murtazina A.R., Bondarenko N.S., Pronina T.S., Chandran K.I., Bogdanov V.V., Dilmukhametova L.K., Ugrumov M.V.Муртазина А.Р., Бондаренко Н.С., Пронина Т.С., Чандран К.И., Богданов В.В., Дильмухаметова Л.К., Угрюмов М.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/11516

According to the literature, the cerebrospinal fluid (CSF) in the cerebral ventricles contains numerous neuron-derived physiologically active substances that can function as neurohormones and contribute to volume neurotransmission in the periventricular region of the brain. This study was aimed at carrying out a comparative analysis of CSF and the blood levels of monoamines in rats during ontogenesis as an indicator of age-related characteristics of monoamine transport to body fluids and their function as neurohormones in volume neurotransmission in the periventricular region of the brain. We have shown that CSF in the perinatal period and adulthood contains the most functionally significant monoamines: dopamine, noradrenaline, and serotonin. A comparison of the monoamine levels in the CSF and blood of animals of different age groups revealed that CSF contains monoamines of predominantly neuronal (cerebral) origin and almost no monoamines derived from the general circulation. We also established that monoamines are found in the CSF at physiologically active levels that allow them to act as neurohormones in both reversible volume neurotransmission in the adult brain and irreversible regulation of brain development in the perinatal period.

Ликвор желудочков мозга содержит многочисленные физиологически активные вещества нейронального происхождения, которые в качестве нейрогормонов могут участвовать в объемной нейротрансмиссии в перивентрикулярной области мозга. Нами проведен сравнительный анализ уровня моноаминов в ликворе и крови крыс в онтогенезе как показателя возрастных особенностей их поступления в указанные гуморальные среды и участия в качестве нейрогормонов в объемной нейротрансмиссии в мозге. Показано, что ликвор взрослых крыс и крыс в перинатальном периоде содержит функционально наиболее значимые моноамины – дофамин, норадреналин и серотонин. Из сопоставления концентраций моноаминов в ликворе и в крови животных разных возрастных групп следует, что моноамины, содержащиеся в ликворе, имеют преимущественно нейрональное (мозговое) происхождение и практически не поступают из общей системы циркуляции. Кроме того, показано, что в ликворе моноамины присутствуют в физиологически активной концентрации, в которой они могут действовать как нейрогормоны в обратимой объемной нейротрансмиссии в мозге взрослых животных и в регуляции развития мозга в перинатальном периоде.

ratbraincerebrospinal fluidplasmamonoaminesontogenesisкрысамозгликворплазмамоноаминыонтогенезГрант РНФRussian Science Foundation grant20-14-00325Russian Science FoundationРоссийский научный фондFuxe K., Borroto-Escuela D.O. // Neural. Regen. Res. 2016. V. 11. № 8. P. 1220–1223.Ugrumov M.V. // Int. J. Dev. Biol. 1997. V. 41. № 6. P. 809–816.Gaspar P., Cases O., Maroteaux L. // Nat. Rev. Neurosci. 2003. V. 4. № 12. P. 1002–1012.Pronina T., Ugrumov M., Adamskaya E., Kuznetsova T., Shishkina I., Babichev V., Calas A., Tramu G., Mailly P., Makarenko I. // J. Neuroendocrinol. 2003. V. 15. № 6. P. 549–558.Izvolskaia M., Duittoz A.H., Tillet Y., Ugrumov M.V. // Brain Struct. Funct. 2009. V. 213. № 3. P. 289–300.Shaywitz B.A., Anderson G.M., Cohen D.J. // Brain Res. 1985. V. 349. № 1–2. P. 225–232.Abbott N.J., Pizzo M.E., Preston J.E., Janigro D., Thorne R.G. // Acta Neuropathol. 2018. V. 135. № 3. P. 387–407.Kaur C., Ling E.A. // Histol. Histopathol. 2017. V. 32. № 9. P. 879–892.Murtazina A.R., Pronina T.S., Chandran K.I., Dilmukhametova L.K., Bondarenko N.S., Bogdanov V.V., Blohin V.V., Ugrumov M.V. // Russ. J. Dev. Biol. 2021. V. 52. № 6. P. 467–475.Муртазина А.Р., Пронина Т.С., Чандран К.И., Дильмухаметова Л.К., Бондаренко Н.С., Блохин В.Е., Богданов В.В., Угрюмов М.В. // Онтогенез. 2021. Т. 52. № 6. С. 467–475.Zappaterra M.W., LaMantia A.S., Walsh C.A., Lehtinen M.K. // J. Vis. Exp. 2013. № 73. P. e50333.Liu L., Duff K. // J. Vis. Exp. 2008. № 21. P. e960.Ashwell K.W.S., Paxinos G. Atlas of the developing rat nervous system. 3d ed. London: Acad. Press, 2008.Vígh B., Manzano e Silva M.J., Frank C.L., Vincze C., Czirok S.J., Szabó A., Lukáts A., Szél A. // Histol. Histopathol. 2004. V. 19. № 2. P. 607–628.Ugrumov M.V. // Neurochem. Res. 2010. V. 35. № 6. P. 837–850.Ugrumov M.V. Mechanisms of neuroendocrine regulations. Moscow: Nauka, 1999. 299p.Угрюмов М.В. Механизмы нейроэндокринной регуляции. М.: Наука, 1999. 299 с.Nguyen L., Rigo J.M., Rocher V., Belachew S., Malgrange B., Rogister B., Leprince P., Moonen G. // Cell Tissue Res. 2001. V. 305. № 2. P. 187–202.Niederkofler V., Asher T.E., Dymecki S.M. // ACS Chem. Neurosci. 2015. V. 6. № 7. P. 1055–1070.Thomas G.B., Cummins J.T., Smythe G., Gleeson R.M., Dow R.C., Fink G., Clarke I.J. // J. Endocrinol. 1989. V. 121. P. 141–147.Liu J., Morrow A.L., Devaud L., Grayson D.R., Lauder J.M. // J. Neurosci. 1997. V. 17. № 7. P. 2420–2428.Dai S.Q., Yu L.P., Shi X., Wu H., Shao P., Yin G.Y., Wei Y.Z. // Braz. J. Med. Biol. Res. 2014. V. 47. № 9. P. 759–765.Martínez-Méndez R., Padilla-Cortés P., Gómez-Chavarín M., Gutiérrez-Ospina G. // PeerJ. PrePrints. 2016. V. 4. P. e1782v1. https://doi.org/10.7287/peerj.preprints.1782v1Baba H., Shimoji K., Yoshimura M. // Anesthesiology. 2000. V. 92. № 2. P. 473–484.Ghosh A., Purchase N.C., Chen X., Yuan Q. // Front. Cell. Neurosci. 2015. V. 9. P. 450.Bacon T.J., Pickering A.E., Mellor J.R. // Cerebral Cortex. 2020. V. 30. № 12. P. 6135–6151.Bruinink A., Lichtensteiger W. // J. Neurochem. 1984. V. 43. № 2. P. 578–581.Schlumpf M., Bruinink A., Lichtensteiger W., Cortés R., Palacios J.M., Pazos A. // Dev. Pharmacol. Ther. 1987. V. 10. № 6. P. 422–435.Happe H.K., Coulter C.L., Gerety M.E., Sanders J.D., O’Rourke M., Bylund D.B., Murrin L.C. // Neuroscience. 2004. V. 123. № 1. P. 167–178.Zhang L., Lidow M.S. // Int. J. Dev. Neurosci. 2002. V. 20. № 8. P. 593–606.Miyaguchi H., Kato I., Sano T., Sobajima H., Fujimoto S., Togari H. // Pediatr. Int. 1999. V. 41. № 4. P. 363–368.Murtazina A.R., Nikishina Y.O., Bondarenko N.S., Dil’mukhametova L.K., Sapronova A.Y., Ugrumov M.V. // Brain Struct. Funct. 2019. V. 224. № 9. P. 3059–3073.Catecholamine research: From molecular insights to clinical medicine: Advances in Behavioral Biology. V. 53 / Eds. Nagatsu T., Nabeshima T., McCarty R., Goldstein D.S. Springer, 2002. 558 p.Catecholamine research: From molecular insights to clinical medicine: Advances in Behavioral Biology. V. 53 / Eds Nagatsu T., Nabeshima T., McCarty R., Goldstein D.S. Springer, 2002. 558 p.Goldstein D.S., Eisenhofer G., KopinI.J.l. // J. Pharmacol. Exp. Ther. 2003. V. 305. № 3. P. 800–811.Goldstein D.S., Eisenhofer G., Kopin I.J. // J. Pharmacol. Exp. Ther. 2003. V. 305. № 3. P. 800–811.Bornstein S.R., Ehrhart-Bornstein M., Androutsellis-Theotokis A., Eisenhofer G., Vukicevic V., Licinio J., Wong M.L., Calissano P., Nisticò G., Preziosi P., et al. // Mol. Psychiatry. 2012. V. 17. № 4. P. 354–358.Redzic Z. // Fluids Barriers CNS. 2011. V. 8. № 1. P. 3.Saunders N.R., Daneman R., Dziegielewska K.M., Liddelow S.A. // Mol. Aspects. Med. 2013. V. 34. № 2–3. P. 742–752.Bueno D., Parvas M., Nabiuni M., Miyan J. // Semin. Cell Dev. Biol. 2020. V. 102. P. 3–12.