Везде

ОФФизиология человека Human Physiology

  • ISSN (Print) 0131-1646
  • ISSN (Online) 3034-6150

Половые различия в эффекте полиморфизма Val66Met мозгового нейротрофического фактора (BDNF) в отношении показателей базовой ЭЭГ-коннективности

Вы можете
Код статьи
10.31857/S0131164624020024-1
DOI
10.31857/S0131164624020024
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Приводнова Е. Ю.
  • Аффилиация:
    ФГБНУ Научно-исследовательский институт нейронаук и медицины
    Новосибирский государственный университет
Том/ Выпуск
Том 50 / Номер выпуска 2
Страницы
20-31
Аннотация
Зависимая от генотипа по полиморфизму Val66Met гена BDNF секреция нейротрофина влияет на морфологические и функциональные изменения в развивающейся и зрелой нервной системе, в частности, может вносить вклад в связанные с деградацией белого вещества изменения коннективности, наблюдаемые при старении. Также показано, что ассоциированные с Val66Met полиморфизмом различия в коннективности между корковыми структурами опосредованы полом испытуемых. Однако работы, в которых эффекты полиморфизма в отношении коннективности рассматриваются с учетом возрастных и половых различий отсутствуют. В связи с этим в настоящем исследовании рассмотрены ассоциации полиморфизма Val66Met гена BDNF с характеристиками отставленной фазовой синхронизации на основе данных электроэнцефалограммы (ЭЭГ) у 223 молодых (от 18 до 35 лет) и 134 пожилых (старше 55 лет) мужчин и женщин. В анализ вошли связи между 84 корковыми областями, выделенными на основе 42 областей Бродмана, расположенных в левом и правом полушарии. Статистически значимым эффектом, включающим фактор полиморфизма, было взаимодействие ПОЛ × ГЕНОТИП при рассмотрении связей на частоте α1-ритма: у мужчин Val/Met сила тридцати трех связей выше по сравнению с мужчинами Val/Val генотипа. Усиление связей наблюдалось преимущественно между парагиппокампальными областями разных полушарий. На частоте γ-ритма ассоциированные с генотипом особенности коннективности различались в зависимости от пола и возраста. У молодых испытуемых значение коннективности у женщин Val/Val было меньше по сравнению с мужчинами, однако различий между Val/Val и Met-носителями не было выявлено ни в одной возрастной группе. Обнаруженное совместное влияние пола и генотипа BDNF на показатели фоновой ЭЭГ-коннективности мозга является предпосылкой для дальнейшего изучения роли этих факторов в формировании базовых характеристик активности мозга.
Ключевые слова
нейротрофический фактор мозга BDNF Val66Met полиморфизм коннективность фоновая ЭЭГ отставленная фазовая синхронизация половые различия
Дата публикации
01.02.2024
Год выхода
2024
Всего подписок
0
Всего просмотров
20

Библиография

  1. 1. Anastasia A., Deinhardt K., Chao M.V. et al. Val66Met polymorphism of BDNF alters prodomain structure to induce neuronal growth cone retraction // Nat. Commun. 2013. V. 4. P. e2490.
  2. 2. Szarowicz C.A., Steece-Collier K., Caulfield M.E. New Frontiers in Neurodegeneration and Regeneration Associated with Brain-Derived Neurotrophic Factor and the rs6265 Single Nucleotide Polymorphism // Int. J. Mol. Sci. 2022. V. 23. № 14. P. 8011.
  3. 3. Kowiański P., Lietzau G., Czuba E. et al. BDNF: A Key Factor with Multipotent Impact on Brain Signaling and Synaptic Plasticity // Cell. Mol. Neurobiol. 2018. V. 38. № 3. P. 579.
  4. 4. Knyazev G.G., Volf N.V., Belousova L.V. Age-related differences in electroencephalogram connectivity and network topology // Neurobiol. Aging. 2015. V. 36. № 5. P. 1849.
  5. 5. Varangis E., Habeck C.G., Razlighi Q.R., Stern Y. The Effect of Aging on Resting State Connectivity of Predefined Networks in the Brain // Front. Aging Neurosci. 2019. V. 11. P. 234.
  6. 6. Kailainathan S., Piers T.M., Yi J.H. et al. Activation of a synapse weakening pathway by human Val66 but not Met66 pro-brain-derived neurotrophic factor (proBDNF) // Pharmacol. Res. 2016. V. 104. P. 97.
  7. 7. Thomason M.E., Yoo D.J., Glover G.H., Gotlib I.H. BDNF genotype modulates resting functional connectivity in children // Front. Hum. Neurosci. 2009. V. 3. P. 55.
  8. 8. Wei S.M., Eisenberg D.P., Kohn P.D. et al. Brain-derived neurotrophic factor Val⁶⁶Met polymorphism affects resting regional cerebral blood flow and functional connectivity differentially in women versus men // J. Neurosci. 2012. V. 32. № 20. P. 7074.
  9. 9. Yin Y., Hou Z., Wang X. et al. The BDNF Val66Met polymorphism, resting-state hippocampal functional connectivity and cognitive deficits in acute late-onset depression // J. Affect. Disord. 2015. V. 183. P. 22.
  10. 10. Toh Y.L., Ng T., Tan M. et al. Impact of brain-derived neurotrophic factor genetic polymorphism on cognition: A systematic review // Brain Behave. 2018. V. 8. № 7. P. e01009.
  11. 11. Rodríguez-Rojo I.C., Cuesta P., López M.E. et al. BDNF Val66Met Polymorphism and Gamma Band Disruption in Resting State Brain Functional Connectivity: A Magnetoencephalography Study in Cognitively Intact Older Females // Front. Neurosci. 2018. V. 12. P. 684.
  12. 12. Wang C., Zhang Y., Liu B. et al. Dosage effects of BDNF Val66Met polymorphism on cortical surface area and functional connectivity // J. Neurosci. 2014. V. 34. № 7. P. 2645.
  13. 13. Jang J.H., Yun J.-Y., Jung W.H. et al. The impact of genetic variation in comt and bdnf on resting-state functional connectivity // Int. J. Imaging Syst. Technol. 2012. V. 22. № 1. P. 97.
  14. 14. Colclough G.L., Smith S.M., Nichols T.E. et al. The heritability of multi-modal connectivity in human brain activity // eLife. 2017. V. 6. P. e20178.
  15. 15. Barber A.D., Hegarty C.E., Lindquist M., Karlsgodt K.H. Heritability of Functional Connectivity in Resting State: Assessment of the Dynamic Mean, Dynamic Variance, and Static Connectivity across Networks // Cereb. Cortex. 2021. V. 31. № 6. P. 2834.
  16. 16. Popov T., Tröndle M., Baranczuk-Turska Z. et al. Test-retest reliability of resting-state EEG in young and older adults // Psychophysiology. 2023. V. 60. № 7. P. e14268.
  17. 17. Вольф Н.В., Приводнова Е.Ю., Базовкина Д.В. Ассоциации между эффективностью полушарных процессов вербальной памяти и BDNF VAL66MET полиморфизмом у мужчин и женщин // Ж. высш. нервн. деят. им. И.П. Павлова. 2022. T. 72. № 6. С. 826.
  18. 18. Вольф Н.В., Приводнова Е.Ю. Фоновая ЭЭГ активность опосредует ассоциации между BDNF VAL66MET полиморфизмом и памятью // Ж. высш. нервн. деят. им. И.П. Павлова. 2023. Т. 73. № 3. С. 398.
  19. 19. Annett M. A classification of hand preference by association analysis // Br. J. Psychol. 1970. V. 61. № 3. P. 303.
  20. 20. van Diessen E., Numan T., van Dellen E. et al. Opportunities and methodological challenges in EEG and MEG resting state functional brain network research // Clin. Neurophysiol. 2015. V. 126. № 8. P. 1468.
  21. 21. Rossini P.M., Di Iorio R., Bentivoglio M. et al. Methods for analysis of brain connectivity: An IFCN-sponsored review // Clin. Neurophysiol. 2019. V. 130. № 10. P. 1833.
  22. 22. Pascual-Marqui R.D. Instantaneous and lagged measures of linear and nonlinear dependence between groups of multivariate time series: Frequency decomposition // Int. J. Psychophysiol. 2007. V. 79. P. 55.
  23. 23. Chella F., Pizzella V., Zappasodi F., Marzetti L. Impact of the reference choice on scalp EEG-connectivity estimation // J. Neural Eng. 2016. V. 13. № 3. P. e036016.
  24. 24. Miljevic A., Bailey N.W., Vila-Rodriguez F. et al. Electroencephalographic Connectivity: A Fundamental Guide and Checklist for Optimal Study Design and Evaluation // Biol. Psychiatry Cogn. Neurosci. Neuroimaging. 2022. V. 7. № 6. P. 546.
  25. 25. Scally B., Burke M.R., Bunce D., Delvenne J.F. Resting-state EEG power and connectivity are associated with alpha peak frequency slowing in healthy aging // Neurobiol. Aging. 2018. V. 71. P. 149.
  26. 26. Angelakis E., Lubar J.F., Stathopoulou S., Kounios J. Peak alpha frequency: an electroencephalographic measure of cognitive preparedness // Clin. Neurophysiol. 2004. V. 115. № 4. P. 887.
  27. 27. Doppelmayr M., Klimesch W., Pachinger T., Ripper B. Individual differences in brain dynamics: important implications for the calculation of event-related band power // Biol. Cybern. 1998. V. 79. № 1. Р. 49.
  28. 28. Sheikh H.I., Hayden E.P., Kryski K.R. et al. Genotyping the BDNF rs6265 (val66met) polymorphism by one-step amplified refractory mutation system PCR // Psychiatr. Genet. 2010. V. 20. № 3. P. 109.
  29. 29. Utoomprurkporn N., Hardy C.J.D., Stott J. et al. “The Dichotic Digit Test” as an Index Indicator for Hearing Problem in Dementia: Systematic Review and Meta-Analysis // J. Am. Acad. Audiol. 2020. V. 31. № 9. P. 646.
  30. 30. Zalesky A., Fornito A., Bullmore E.T. Network-based statistic: Identifying differences in brain networks // NeuroImage. 2010. V. 53. № 4. P. 1197.
  31. 31. Bullmore E.T., Suckling J., Overmeyer S. et al. Global, voxel, and cluster tests, by theory and permutation, for a difference between two groups of structural MR images of the brain // IEEE Trans. Med. Imaging. 1999. V. 18. № 1. P. 32.
  32. 32. West S.G., Finch J.F., Curran P.J. Structural equation models with non-normal variables / Structural equation modeling: Concepts, issues and applications // Ed. Hoyle R.H. Thousand Oaks, CA: Sage, 1995. P. 56.
  33. 33. Bagit A., Hayward, G.C., MacPherson R.E.K. Exercise and estrogen: common pathways in Alzheimer’s disease pathology // Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 2021. V. 321. № 1. P. E164.
  34. 34. Allen A., McCarson K. Estrogen increases nociception-evoked brain-derived neurotrophic factor gene expression in the female rat // Neuroendocrinology. 2005. V. 81. № 3. P. 193.
  35. 35. Barha C.K., Liu-Ambrose T., Best J.R. et al. Sex-dependent effect of the BDNF Val66Met polymorphism on executive functioning and processing speed in older adults: Evidence from the Health ABC study // Neurobiol. Aging. 2018. V. 74. P. 161.
  36. 36. Filová B., Ostatníková D., Celec P., Hodosy J. The effect of testosterone on the formation of brain structures // Cells Tissues Organs. 2013. V. 197. № 3. P. 169.
  37. 37. Spets D.S., Slotnick S.D. Are there sex differences in brain activity during long-term memory? A systematic review and fMRI activation likelihood estimation meta-analysis // Cogn. Neurosci. 2021. V. 12. № 3–4. P. 163.
  38. 38. Luft C.D.B., Zioga I., Thompson N.M. et al. Right temporal alpha oscillations as a neural mechanism for inhibiting obvious associations // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2018. V. 115. № 52. P. e12144.
  39. 39. De Vincenti A.P., Ríos A.S., Paratcha G., Ledda F. Mechanisms That Modulate and Diversify BDNF Functions: Implications for Hippocampal Synaptic Plasticity // Front. Cell. Neurosci. 2019. V. 13. P. e135.
  40. 40. Stacho M., Manahan-Vaughan D. The Intriguing Contribution of Hippocampal Long-Term Depression to Spatial Learning and Long-Term Memory // Front. Behave. Neurosci. 2022. V. 16. P. 806356.
  41. 41. Matyi M.A., Spielberg J.M. The structural brain network topology of episodic memory // PloS One. 2022. V. 17. № 6. P. e0270592.
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека