desinДезинфектологияDisinfectology3033-64653033-7739Федеральный научный центр гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана10.47470/dez003MAEDFWdesin-6Research ArticleБИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИBIOLOGICAL SCIENCESВозможность использования крыс линии Вистар как модельного объекта при исследовании влияния воспаления и непредсказуемого стресса на тревожность и циклы «сон — бодрствование»The Possibility of Using Wistar Rats as a Model Organism in Studying the Inflammation and Non-Predictable Stress on Anxiety and Sleep-Wake Cycleshttps://orcid.org/0009-0002-5275-2848КульпинаАрина АндреевнаKulpinaArina A.

Бакалавр лаб. общей физиологии и регуляторных пептидов кафедры физиологии человека и животных Биологического факультета ФГБОУ ВО МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия

e-mail: arinakulpina@yandex.ru

Bachelor's degree student, Laboratory of general physiology and regulatory peptides, Department of human and animal physiology, Faculty of biology, Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia

e-mail: arinakulpina@yandex.ru

arinakulpina@yandex.ruhttps://orcid.org/0009-0001-6853-4143ГерасимовАндрей АлексеевичGerasimovAndrey A.

Магистр лаб. общей физиологии и регуляторных пептидов кафедры физиологии человека и животных Биологического факультета ФГБОУ ВО МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия

e-mail: drewgerasimov@gmail.com

Master's degree student, Laboratory of general physiology and regulatory peptides, Department of human and animal physiology, Faculty of biology, Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia

e-mail: drewgerasimov@gmail.com

drewgerasimov@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-7886-1885МанченкоДарья МихайловнаManchenkoDarya M.

Канд. биол. наук, доцент лаб. общей физиологии и регуляторных пептидов кафедры физиологии человека и животных Биологического факультета ФГБОУ ВО МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия

e-mail: dashishka@mail.ru

Cand. Sci. (Biol.), Associate Professor. Laboratory of general physiology and regulatory peptides, Department of human and animal physiology, Faculty of biology, Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia

e-mail: dashishka@mail.ru

dashishka@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3230-7950ГлазоваНаталия ЮрьевнаGlazovaNatalia Yu.

Канд. биол. наук, н. с. лаб. общей физиологии и регуляторных пептидов кафедры физиологии человека и животных Биологического факультета ФГБОУ ВО МГУ Москва, Россия

e-mail: tusy-g@yandex.ru

Cand. Sci. (Biol.), researcher, Laboratory of general physiology and regulatory peptides, Department of human and animal physiology, Faculty of biology, Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia

e-mail: tusy-g@yandex.ru

tusy-g@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9095-2907ЛевицкаяНаталья ГригорьевнаLevitskayaNatalia G.

Д-р биол. наук, с. н. с. лаб. общей физиологии и регуляторных пептидов кафедры физиологии человека и животных Биологического факультета ФГБОУ ВО МГУ, Москва, Россия

e-mail: nglevitskaya@gmail.com

Dr. Sci. (Biol.), senior researcher. Laboratory of general physiology and regulatory peptides, Department of human and animal physiology, Faculty of biology, Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia

e-mail: nglevitskaya@gmail.com

nglevitskaya@gmail.comФГБОУ ВО «Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова»РоссияM.V. Lomonosov Moscow State UniversityRussian Federation202517092025113138Copyright © Кульпина А.А., Герасимов А.А., Манченко Д.М., Глазова Н.Ю., Левицкая Н.Г., 20252025Кульпина А.А., Герасимов А.А., Манченко Д.М., Глазова Н.Ю., Левицкая Н.Г.Kulpina A.A., Gerasimov A.A., Manchenko D.M., Glazova N.Y., Levitskaya N.G.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.dezinfectologiya.ru/jour/article/view/6Введение

Введение. Метод «двойного удара» представляет собой модель воздействия на организм двух повреждающих факторов на разных этапах онтогенеза. Известно, что стресс может играть роль триггера в развитии болезней центральной нервной системы, действуя на фоне изменения уровня про- и противовоспалительных факторов вследствие раннего воспаления.

Материалы и методы

Материалы и методы. В экспериментах на крысах Вистар были использованы в качестве повреждающих факторов неонатальное воспаление, вызванное введением липополисахарида на 7-й и 9-й постнатальные дни (ПНД) в дозе 50 мкг/кг, и повторяющееся стрессогенное воздействие в подростковом возрасте. Уровень тревожности оценивали дважды: до стрессирующего воздействия с помощью О-образного лабиринта (на 31-й ПНД) и после стресса с помощью приподнятого крестообразного лабиринта (на 40-й ПНД). С 36-го по 39-й ПНД часть животных подвергалась субхроническому непредсказуемому стрессу. При достижении возраста 3 месяцев самцам проводили операцию вживления нихромовых электродов и последующую круглосуточную регистрацию полисомнограммы.

Результаты

Результаты. Раннее постнатальное воспаление не влияет на уровень тревожности и архитектуру сна у крыс, в то время как непредсказуемое субхроническое стрессирующее воздействие в предпубертатный период приводит к развитию гиперактивности и нарушает продолжительность циклов «сон — бодрствование».

Обсуждение

Обсуждение. Лабораторные крысы (в частности крысы линии Вистар) подвергались длительной доместикации и содержались в контролируемых условиях в течение многих поколений, что привело к снижению их адаптивного потенциала. Таким образом, лабораторные крысы, подобно современному человеку, существуют в искусственно стабилизированной среде, что делает их более чувствительными к внешним воздействиям по сравнению с дикими сородичами.

Заключение

Заключение. Несмотря на изначально высокую биологическую пластичность вида Rattus norvegicus, лабораторные линии крыс являются адекватной моделью для изучения различных процессов, актуальных для человеческой популяции.

Этическое утверждение

Этическое утверждение. Работа одобрена комиссией по биоэтике ФГБОУ ВО «Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова» (протокол № 194-ж от 26.12.2024), проведено в соответствии с Европейской конвенцией о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях (ETS N 123), директивой Европейского парламента и Совета Европейского союза.

Благодарность

Благодарность. Коллектив авторов сердечно благодарит Владимира Матвеевича Ковальзона за помощь в организации экспериментов и бесценные советы по обработке данных.

Источник финансирования

Источник финансирования. Исследование выполнено в рамках государственного задания МГУ имени М.В. Ломоносова.

Конфликт интересов

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Поступила 07

Поступила 07.07.2025 / Принята к печати: 20.08.2025 / Опубликована: 10.09.2025

Introduction

Introduction. The “Double Hit” method represents a model of exposure to two damaging factors acting at different stages of ontogenesis. It is well established that stress may serve as a trigger for the development of central nervous system disorders, particularly when occurring against a background of altered levels of pro- and anti-inflammatory factors induced by early-life inflammation.

Materials and Methods

Materials and Methods. Wistar rats were used to model the effects of two damaging factors: neonatal inflammation induced by intraperitoneal administration of lipopolysaccharide on postnatal days (PND) 7 and 9 at a dose of 50 μg/kg, and repeated stress exposure during adolescence. Anxiety-like behavior was assessed twice: prior to stress exposure using the O-maze (PND 31) and after stress using the Elevated Plus Maze (PND 40). Between PND 36 and 39, a subset of animals was subjected to a subchronic unpredictable stress protocol. At the age of three months, male rats underwent surgical implantation of nichrome electrodes followed by continuous polysomnographic recording.

Results

Results. Early postnatal inflammation did not affect anxiety levels or sleep architecture in rats. In contrast, exposure to subchronic unpredictable stress during the prepubertal period led to the development of hyperactivity and disrupted the duration of sleep–wake cycles.

Discussion

Discussion. Laboratory rats (in particular, Wistar rats) were subjected to prolonged domestication and kept in controlled conditions for many generations, which led to a decrease in their adaptive potential. Thus, laboratory rats, like modern humans, exist in an artificially stabilized environment, which makes them more sensitive to external influences compared to their wild relatives.

Conclusion

Conclusion. Despite the inherently high biological plasticity of Rattus norvegicus, laboratory rat strains represent an adequate and informative model for studying processes relevant to the human population.

Ethics approval

Ethics approval. The study was approved by the Bioethics Committee of Lomonosov Moscow State University (Protocol No. 194-zh, dated December 26, 2024) and conducted in accordance with the European Convention for the Protection of Vertebrate Animals Used for Experimental and Other Scientific Purposes (ETS No. 123) and Directive 2010/63/EU of the European Parliament and of the Council.

Acknowledgments

Acknowledgments. The authors sincerely thank Vladimir M. Kovalzon for his assistance in organizing the experiments and for invaluable advice on data processing.

Contributions

Contributions: Kulpina A.A. — methodological development, experimental work; Gerasimov A.A. — methodological development, experimental work; Manchenko D.M. — literature review, manuscript writing; Glazova N.Yu. — statistical analysis, manuscript writing; Levitskaya N.G. — overall project coordination, manuscript writing. All authors approved the final version of the manuscript and take responsibility for the integrity of all its parts.

Funding

Funding. This research was carried out within the framework of the state assignment to Lomonosov Moscow State University.

Conflict of interest

Conflict of interest. The authors declare no apparent or potential conflicts of interest related to the publication of this article.

Received

Received: 07.07.2025 / Accepted: 20.08.2025 / Published: 10.09.2025

стрессвоспалениелипополисахаридтревожностьмодельный объектлиния Wistarсерая крыса (Rattus norvegicus)циклы «сон – бодрствование»stressinflammationlipopolysaccharideanxietymodel organismWistar strainNorway rat (Rattus norvegicus)sleep–wake cyclesReferencesMrdalj J., Pallesen S., Milde A.M., Jellestad F.K., Murison R., Ursin R., et al. Early and later life stress alter brain activity and sleep in rats. PLoS One. 2013; 8(7): e69923. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0069923Mrdalj J., Pallesen S., Milde A.M., Jellestad F.K., Murison R., Ursin R., et al. Early and later life stress alter brain activity and sleep in rats. PLoS One. 2013; 8(7): e69923. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0069923Rohan Walker F., Nilsson M., Jones K. Acute and chronic stress-induced disturbances of microglial plasticity, phenotype and function. Curr. Drug Targets. 2013; 14(11): 1262–76. DOI: https://doi.org/10.2174/13894501113149990208Rohan Walker F., Nilsson M., Jones K. Acute and chronic stress-induced disturbances of microglial Plasticity, Phenotype and Function. Curr. Drug Targets. 2013; 14(11): 1262–76. DOI: https://doi.org/10.2174/13894501113149990208Walker A.K., Nakamura T., Byrne R.J., Naicker S., Tynan R.J., Hunter M., et al. Neonatal lipopolysaccharide and adult stress exposure predisposes rats to anxiety-like behaviour and blunted corticosterone responses: implications for the double-hit hypothesis. Psychoneuroendocrinology. 2009; 34(10): 1515–25. DOI: https://doi.org/10.1016/j.psyneuen.2009.05.010Walker A.K., Nakamura T., Byrne R.J., Naicker S., Tynan R.J., Hunter M., et al. Neonatal lipopolysaccharide and adult stress exposure predisposes rats to anxiety-like behaviour and blunted corticosterone responses: implications for the double-hit hypothesis. Psychoneuroendocrinology. 2009; 34(10): 1515–25. DOI: https://doi.org/10.1016/j.psyneuen.2009.05.010Mao M., Li S., Zong M., Qiu L., Yang J., Xia J., et al. Two-hit model of postintensive care syndrome induced by lipopolysaccharide challenge and subsequent chronic unpredictable stress in mice. Int. Immunopharmacol. 2019; 70: 446–58. DOI: https://doi.org/10.1016/j.intimp.2019.03.012Mao M., Li S., Zong M., Qiu L., Yang J., Xia J., et al. Two-hit model of postintensive care syndrome induced by lipopolysaccharide challenge and subsequent chronic unpredictable stress in mice. Int. Immunopharmacol. 2019; 70: 446–58. DOI: https://doi.org/10.1016/j.intimp.2019.03.012Манченко Д.М., Глазова Н.Ю., Себенцова Е.А., Андреева Л.А., Долотов О.В., Каменский А.А. и др. Влияние фрагмента АКТГ15-18 и его аналога АКТГ15-18PRO-GLY-PRO на последствия острого стрессогенного воздействия. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2022; 72(4): 561–75. DOI: https://doi.org/10.31857/S0044467722040074EDN: https://elibrary.ru/qfpbooManchenko D.M., Glazova N.YU., Sebentsova E.A., Andreeva L.A., Dolotov O.V., Kamensky A.A., et al. Effects of fragment ACTH15-18 and its analog ACTH15-18PGP on the consеquences of the acute stress exposure. Zhurnal vysshei nervnoi deyatel'nosti im. I.P. Pavlova. 2022; 72(4): 561–75. DOI: https://doi.org/10.31857/S0044467722040074EDN: https://elibrary.ru/qfpboo (in Russian)Papp M., Willner P. Models of affective illness: chronic mild stress in the rat. Curr. Protoc. 2023; 3(3): e712. DOI: https://doi.org/10.1002/cpz1.712Papp M., Willner P. Models of affective illness: chronic mild stress in the rat. Curr. Protoc. 2023; 3(3): e712. DOI: https://doi.org/10.1002/cpz1.712Glazova N.Y., Manchenko D.M., Volodina M.A., Merchieva S.A., Andreeva L.A., Kudrin V.S., et al. Semax, synthetic ACTH(4-10) analogue, attenuates behavioural and neurochemical alterations following early-life fluvoxamine exposure in white rats. Neuropeptides. 2021; 86: 102114. DOI: https://doi.org/10.1016/j.npep.2020.102114Glazova N.Y., Manchenko D.M., Volodina M.A., Merchieva S.A., Andreeva L.A., Kudrin V.S., et al. Semax, synthetic ACTH(4-10) analogue, attenuates behavioural and neurochemical alterations following early-life fluvoxamine exposure in white rats. Neuropeptides. 2021; 86: 102114. DOI: https://doi.org/10.1016/j.npep.2020.102114Манолов А.И., Ковальзон В.М., Украинцева Ю.В., Моисеенко Л.С., Дорохов В.Б. Зависимость точности автоматического выделения состояний сна и бодрствования у мышей от спектральных характеристик электроэнцефалограммы. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2015; 65(5): 635. DOI: https://doi.org/10.7868/S0044467715040097EDN: https://elibrary.ru/uveuajManolov A.I., Koval'zon V.M., Ukraintseva YU.V., Moiseenko L.S., Dorokhov V.B. Dependence of the accuracy of automatic isolation of sleep and wakefulness states in mice on the spectral characteristics of the electroencephalogram. Zhurnal vysshei nervnoi deyatel'nosti im. I.P. Pavlova. 2015; 65(5): 635. DOI: https://doi.org/10.7868/S0044467715040097EDN: https://elibrary.ru/uveuaj (in Russian)Costa-Nunes J., Zubareva O., Araújo-Correia M., Valença A., Schroeter C.A., Pawluski J.L., et al. Altered emotionality, hippocampus-dependent performance and expression of NMDA receptor subunit mRNAs in chronically stressed mice. Stress. 2014; 17(1): 108–16. DOI: https://doi.org/10.3109/10253890.2013.872619Costa-Nunes J., Zubareva O., Araújo-Correia M., Valença A., Schroeter C.A., Pawluski J.L., et al. Altered emotionality, hippocampus-dependent performance and expression of NMDA receptor subunit mRNAs in chronically stressed mice. Stress. 2014; 17(1): 108–16. DOI: https://doi.org/10.3109/10253890.2013.872619Radwan B., Jansen G., Chaudhury D. Sleep-wake dynamics pre- and post-exposure to chronic social stress. iScience. 2021; 24(10): 103204. DOI: https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.103204Radwan B., Jansen G., Chaudhury D. Sleep-wake dynamics pre- and post-exposure to chronic social stress. iScience. 2021; 24(10): 103204. DOI: https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.103204Cooper T.K., Meyerholz D.K., Beck A.P., Delaney M.A., Piersigilli A., Southard T.L., et al. Research-relevant conditions and pathology of laboratory mice, rats, gerbils, guinea pigs, hamsters, naked mole rats, and rabbits. ILAR J. 2021; 62(1-2): 77–132. DOI: https://doi.org/10.1093/ilar/ilab022Cooper T.K., Meyerholz D.K., Beck A.P., Delaney M.A., Piersigilli A., Southard T.L., et al. Research-relevant conditions and pathology of laboratory mice, rats, gerbils, guinea pigs, hamsters, naked mole rats, and rabbits. ILAR J. 2021; 62(1-2): 77–132. DOI: https://doi.org/10.1093/ilar/ilab022Mouse Genome Sequencing Consortium. Initial sequencing and comparative analysis of the mouse genome. Nature. 2002; 420(6915): 520–62. DOI: https://doi.org/10.1038/nature01262Mouse Genome Sequencing Consortium. Initial sequencing and comparative analysis of the mouse genome. Nature. 2002; 420(6915): 520–62. DOI: https://doi.org/10.1038/nature01262Cheeta S., Ruigt G., van Proosdij J., Willner P. Changes in sleep architecture following chronic mild stress. Biol. Psychiatry. 1997; 41(4): 419–27. DOI: https://doi.org/10.1016/s0006-3223(96)00058-3Cheeta S., Ruigt G., van Proosdij J., Willner P. Changes in sleep architecture following chronic mild stress. Biol. Psychiatry. 1997; 41(4): 419–27. DOI: https://doi.org/10.1016/s0006-3223(96)00058-3

The authors declare that there are no conflicts of interest present.