Aim: To assess the changes in temporal characteristics and total motor activity (MA) during the sleep-wake cycle in old rats in the model of the preclinical stage of Parkinson's disease (PD).
Material and methods: Progressing inhibition of proteasome system and prolonged (up to the 21st day) development of the preclinical stage of PD in 19-20-month Wistar rats was caused by the specific proteasomal inhibitor lactacystin administered twice with a week interval. Telemetric monitoring of sleep-wake cycle was performed along with the video recording of MA. Dopamine level in the dorsal striatum was measured by high-performance liquid chromatography.
Results: During the 13-21st days, the preclinical stage of PD in old rats was characterized by the following features: 1) increased drowsiness in the active (dark) phase of day that can be compared with the excessive daytime sleepiness in patients with PD; 2) growth of delta-activity indicating presumably a compensatory increase in the deep slow-wave sleep (SWS) stage; 3) decreased MA during SWS and drowsiness, which was coupled with the lowered dopamine level in the dorsal striatum typical for the preclinical stage of PD.
Conclusion: Both increased drowsiness and reduced MA during sleep, reflecting dopamine deficit in the nigrostriatal system, may be recommended for using in clinical research as inexpensive early markers of the preclinical stage of PD.
Цель исследования. Оценка изменений временных характеристик цикла сон-бодрствование и суммарной двигательной активности у старых крыс в модели доклинической стадии болезни Паркинсона (БП). Материал и методы. У старых крыс (19-20 мес) популяции Вистар воспроизведена модель пролонгированной (до 21 сут) модели доклинической стадии БП на основе нарастающего угнетения протеасомной системы с помощью интраназального введения специфического ингибитора лактацистина дважды с недельным интервалом. Телеметрическую регистрацию показателей суточного цикла сон-бодрствование проводили одновременно с видеозаписью суммарной двигательной активности. Дофамин определяли в дорсальном стриатуме методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Результаты и заключение. В разные сроки (13-21 сут) доклинической стадии впервые выявлены: увеличение дремоты в активной фазе суток, что можно сопоставить с повышением дневной сонливости у пациентов с БП; предположительно компенсаторное усиление на электроэнцефалограмме дельта-волновой активности, указывающее на увеличение глубокой фазы медленноволнового сна; уменьшение суммарной двигательной активности в состояниях медленноволнового сна и дремоты и сопряженное с этими изменениями падение содержания дофамина в дорсальном стриатуме до уровня, характерного для доклинической стадии. Возрастание дремоты и снижение суммарной двигательной активности в состояниях сна, отражающие дефицит дофамина в нигростриатной системе, могут быть рекомендованы для апробации в клинических исследованиях как ранние незатратные маркеры доклинической стадии БП.
Keywords: Parkinson’s disease; dopamine; preclinical stage; proteasome system; sleep; total motor activity.