CC BY
23
УДК 616.831:616.127-008.6-092
О.Г. Родинський, ПОВЕД1НКОВ1 РОЗЛАДИ У ЩУР1В
Ю.В. Козлова НА ФОН1 ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬН01
XPOHI4HOI М10КАРД1АЛЬН01 ДИСФУНКЦ11
ДЗ «Дтпропетровсъка медична академгя МОЗ Украти» кафедра фЫологп
(зав. - д.мед.н., проф. О.Г. Родинський) вул. Дзержинського, 9, Днтропетровськ, 49044, Украта SE "Dnipropetrovsk medical academy of Health Ministry of Ukraine" Department of physiology
Dzerzhins'kogo str., 9, Dnipropetrovsk, 49044, Ukraine e-mail: jyliftuna@ukr.net
Ключов! слова: noeediHKoeiрозлади, MioKapdia^bHa дисфункщя, доксорубщин, емоцштсть, тривожтсть Key words: behavioral disorders, myocardial dysfunction, doxorubicin, emotion, anxiety
Реферат. Поведенческие расстройства у крыс на фоне хронической миокардиальной дисфункции. Родинский А.Г., Козлова Ю.В. Наблюдение кардиологов и психиатров свидетельствуют о том, что сердечно-сосудистые заболевания и депрессия являются наиболее распространенными и часто коморбидными состояниями. Поэтому целью исследования стало выявление поведенческих расстройств у крыс на фоне миокардиальной дисфункции в эксперименте. Материалом исследования стали 60 половозрелых крыс-самцов линии Вистар, весом 200-220 г, которые были разделены на 2 группы - контрольную и экспериментальную. Миокардиальную дисфункцию моделировали путем внутрибрюшинного введения доксорубицина 5 мг/кг массы животного. Для верификации модели миокардиальной дисфункции проводили ЭКГ, а также гистологическое исследование миокарда. Оценку реакций высших отделов ЦНС проводили с помощью метода «открытое поле» по таким показателям: вертикальная и горизонтальная двигательные активности (понижение на 71,4%), акты и болюсы дефекаций (понижение на 85-88%), количество норок (понизилось на 57-90%), груминг (понижение на 23%), все показатели достоверны (при р<0,05). Наблюдалось постепенное снижение эмоциональности крыс, угнетение ЦНС и повышение степени тревожности. Было установлено, что расстройства поведения в эксперименте были характерны для тревого- и депрессивноподобных состояний.
Abstract. Behavioral disorders in rats with chronic myocardial dysfunction. Rodinskiy A.G., Kozlova Yu.V.
Observation of cardiologists and psychiatrists suggest that cardiovascular diseases and depression are the most common and frequent comorbid conditions. Therefore the aim of the study was to identify behavioral disorders in rats on the background of myocardial dysfunction in the experiment. Material of the research: 60 adult male rats of Wistar line, weighing 200-220 g, divided into 2 groups - control and experimental. Myocardial dysfunction was modeled by intraperitoneal injection of doxorubicin by 5 mg/kg of animal weight. To verify the model of myocardial dysfunction ECG and histological examination of the myocardium were performed. Evaluation of higher divisions of the CNS reactions was performed using the "open field" method by such indicators: vertical and horizontal motor activity (decreased by 71,4%), acts and defecation boluses (down by 85-88%), the number of burrows (decreased by 57-90%), grooming (decreased by 23%), all parameters were reliable (in p<0,05). There was a gradual decline of rats' emotionality, CNS depression and increased anxiety. It was found that behavioral disorders in the experiment were typical for anxiety and depression states.
Хвороби серця залишаються головною причиною смертносп та швалщизацп серед людей зршого вшу. Встановлено, що бшьше тж у 75% пащен-пв з оргатчними ураженнями серцевого м'яза рееструються розлади з боку ЦНС, серед яких мають першкть невротичт стани, психопата, розлади особистосп, що супроводжуються змшами поведшки. Спостереження кардюлопв та псих1атр1в свщчать про те, що серцево-су-динт захворювання та депреая е найбшьш
поширеними та часто коморбщними станами [3]. Кореляци патогенетичних змш у центральнш нервовш систем! та серцево-судиннш систем! на тепершнш час залишаються недостатньо роз-критими, а результата експериментальних до-слщжень залишаються поодинокими, фрагмен-тарними та розр1зненими. Бшьшють дослщжень показали, що ключову роль у патогенез! порушень штегративно1 функци ЦНС вадграють змши гемодинамши головного мозку [6].
Кттчт спостереження вказують на те, що при р1зних мехатзмах ураження серця та на р1зних термшах хвороби спостер1гаеться широкий симптомокомплекс уражень ЦНС [11]. Так, у пащент1в з шем1чною хворобою серця депрес1ю д1агностували в 20 % випадюв, частота тривоги коливалася в межах 10-34%. Показано, що перенесений гострий шфаркт мюкарда призводив до розвитку симптом1в депреси в 27% випадюв, а тривога рееструвалася в майже половини гост-тал1зованих. Констатовано, що частота псих1ч-них розлад1в корелювала з тяжюстю серцево! недостатнога, зумовлено! систол1чною дисфунк-щею л1вого шлуночка [10].
Таким чином, поглиблене дослщження ште-гративно! функци ЦНС за умов патологи серця може розкрити важлив1 ланки патогенезу змш, що виникають. Це, в свою чергу, вщкрие мож-ливост1 для своечасно! пpoфiлaктики та покра-щення д1агностування 1 фармаколопчно! корекци цих статв.
Тому, виходячи з усього перел1ченого, метою нашого дослщження був анатз реакцш ЦНС в динамщ1 розвитку експериментально! хротчно! мюкард1ально1 дисфункци.
МАТЕР1АЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛ1ДЖЕНЬ
У дослщжент було використано 60 стате-возрших щур1в-самщв лши В1стар, вагою 200220г. Тварини були розподшет на 2 групи. Перша трупа - контрольна (п=30) - тварини, що отримували внутршньоочеревинт ш'екцп 0,9% ф1зюлопчного розчину №С1 в об'ем1 5 мл/кг маси. Щурам друго! групи - експериментально! (п=30) - внутршньоочеревинно 1 раз на тиждень впродовж 5 тижтв вводили доксорубщин (Д) !з розрахунку 5 мг/кг маси тварини. В умовах асептики вм1ст флакона розчиняли в 0,9% ф!зюло-пчному розчит №С1 з розрахунком, щоб в 1 мл розчину мютилося 2 мЫграми Д [7].
Доксорубщин - добре вщомий препарат, який використовують для х!м!отерапи, з1 встанов-леним кардютоксичним ефектом [7]. Кардюток-сичтсть зумовлена утворенням вшьних ради-катв, активащею перикисного окиснення лшдав (ПОЛ), що, як вщомо, призводить до змш у л1зосомах, сарколем1, мгтохондр1ях та саркоплаз-матичному ретикулум1. Ц1 змши шщюють по-рушення обмшу кальщю, активаци пдрол!тич-них фермента та редукци утворення енерге-тичних продукта [9].
Для верифшаци модел1 мюкард!ально! дисфункци у щур1в на 1-у добу теля вщтворення доксорубщинового стану проводили електрокар-
дюграф1чне дослщження [5]. Шд тюпенталовим наркозом тваринам контрольно! та експериментально! груп проводили реестращю електрокар-дюграми (ЕКГ) в другому стандартному вщ-ведент. ЕКГ реестрували на електрокардюграф1 за допомогою голкових електрод1в, що були введен! в кшщвки щура. За допомогою комп'ю-терно! програми «Кардюлаб-2000» визначали: ЧСС (уд/хв.), амплгтуду зубщв ЕКГ (Р, Я, 8, Т / мВ) та часов! штервали (сегменти Рр та рт /мс). Показники ЕКГ дослщно! групи тварин мали достов!рт змши у вщповщт термши спостереження пор1вняно з контрольною групою щур1в. У вс1х дослщних щур1в були заре-естроват: брадикардш, депреая сегмента 8Т, а також збшьшення штерватв 8Т та рт пор1вняно з ЕКГ щур1в штактно! групи.
Для морфолопчно! верифшаци доксорубщи-нового ушкодження мюкарда л1вого шлуночка тварин проводили пстолопчне дослщження. Зразки фшсували в 10% розчит формалшу на фосфатному буфер! (рН 7,4) та заливали в парафш. За допомогою мшротому виготовляли зр1зи товщиною 5-7 мкм. Забарвлення пстоло-пчних зр1з1в здшснювали гематоксилшом 1 еозином та за МалорьСлшченко [8].
Патопстолопчне дослщження мюкарда щур1в з доксорубщиновою кардюмюпатаю показало структурт змши практично вах тканинних компонента стшки серця пор1вняно з штак-тними тваринами. Як наслщок введения кардю-токсичних доз доксоруб1цина, основними г1сто-патолог1чними ознаками, як1 були присутт в ус1х шарах стшок серця, була втрата кард1ом1о-цитами попереково-смугасто! структури за ра-хунок л1зису м1оф1ламент1в. Також встановлено, що разом з прогресуючим м1оцитол1зом м'язов1 волокна стоншувалися, спостер1галося !х роз-шарування, 1нтерстиц1альн1 простори були р1зко розширен1. Кр1м того, окр1м явищ м1оцитол1зу в цитоплазм! кард1ом1оцит1в, спостер1гали появу вакуолей, частина з яких була оптично порож-ньою, частина була заповнена др1бнодисперсною речовиною з рожевим в1дт1нком. Наведен1 пато-морфолопчт ознаки можуть бути св1дченням розвитку порушення не т1льки структури, але й функцИ' м1окарда [9].
Оцшку реакц1й вищих в1дд!л1в ЦНС, а саме зм1ни повед1нки експериментальних щур1в п1сля формування м1окард1ально! дисфункцИ', проводили за допомогою методу «вщкрите поле» на 1, 3, 7, 14, 21 та 28 добу теля вщтворення модельного стану [2].
14/ Том XIX/ 3
11
Впродовж визначеного часу спостереження у тварин тдраховували кшьюсть переачених квадрат1в, вертикальних стшок, число обстеже-них HipoK, юльюсть акт1в дефекацй та болюав, Грум1нг1в [4].
Динамшу зм1н рухово! активносп щур1в ощ-нювали за результатами горизонтально! та вертикально! рухово! активноси (ГРА та, вщповщно, ВРА). Оцшка «емоцшноел» проводилась при розрахунку юлькоел акпв дефекацй та кiлькocтi болюав, оскшьки вщомо, що збшь-шення юлькоел болюс1в за один акт дефекацй вщображуе пщвищення тривожносл тварини [4]. Дослщницька активтсть щур1в дослщжувалася за кшьюстю обстежених HipoK. Р1вень «тривоги» - за кшьюстю аклв грумшгу в тесл «вщкрите поле» [2].
Шд час дослщження тварини знаходились у стандартних умовах в1варто. Експерименти на тваринах проводили вщповщно до «Загальних етичних принцитв експеримент1в на тваринах» (Ки!в, 2001), яю узгоджет з Свропейською кон-венщею про захист хребетних тварин (Страсбург, 1986).
Тварин виводили з експерименту шляхом декаттаци на тт еф1рного наркозу. Такий ва-piaHT евтаназй' пов'язаний з тим, що за таких умов у мюкард1 спостер1гаються найменш1 морфо-функщональт пошкодження.
Bei KinbKicm показники, яю були нами отри-ман1, оцшювали за вар1ацшно-статистичними методами. Достов1ртсть розб1жностей м1ж се-редтми оцшювали за допомогою критер1ю Ст'юдента [1].
РЕЗУЛЬТАТИ ТА IX ОБГОВОРЕННЯ
Поведшкова д1яльтсть тварин за умов вшь-ного перемщення вщбуваеться за участю вищих нервових центр1в i мае штегративний характер. 3 другого боку, змши в поведшщ щур1в вщо-бражають можливкть пристосувальних реакцш за умов дй стресорних фактор1в. Тому для виз-начення штегративно! реакцй мозку за умов мюкард1ально! дисфункцй вивчення рухливо-до-слщницько! активност1 е адекватною i достатньо шформативною методикою [4].
Дослщження поведшки щур1в у тесл «вщ-крите поле» за умов експериментально! мюкар-д1ально! дисфункцй показало вщмшносл м1ж контрольною та експериментальною трупами тварин.
Показниками тзнавально! активносл е горизонтальна та вертикальна рухливосл. Так, горизонтальна рухова активн1сть в yci термши спостереження була меншою пор1вняно з контрольною групою, причому нaйбiльшi змши вщбу-валися починаючи з 14-! доби спостереження i нагадували сходинопод1бний характер.
Динамша змш вертикально! рухово! актив-ност1 мала аналопчт тенденцй'. У першу добу мало м1сце максимальне зменшення вертикально! рухово! активност1 - на 71,4% (у 3,5 разу) пор1вняно з контрольною групою. Зменшення вертикально! рухово! активносл в дослщнш rpyni мало хвильопод1бний характер з тками зменшення на 1-у, 7-у (68,8%) та 21-у (64,7%) добу в експериментальнш rpyni (при р<0,05). Враховуючи те, що ГРА та ВРА дозво-ляють кшьюсно вщобразити найважливший показник ступеня нервово-псих1чного збуджен-ня, за отриманими результатами (табл. ГРА, ВРА) можна говорити про тормозт процеси в ЦНС на тл1 мюкард1ально! дисфункцй в експе-римент1 [5].
Динамша змш кiлькocтi аклв дефекацй' та болюав дефекацй упродовж термЫв спостереження в дослщнш rpyni щур1в мала поступове зменшення починаючи з 7-! доби та 3i стр1мким стабшьним зменшенням (на 85-88%) з 14-! доби експерименту (при р<0,05). Зменшення цих по-казниюв евщчить про поступове зниження емоцшноел пщдослщних тварин (табл., акти дефекацш та кшьюсть болюав).
Ор1ентовно-дослщницька д1яльтсть (за кшьюстю обстежених трок) у щур1в з мюкар-д1альною дисфункщею на Bcix термшах спостереження була зменшена в межах 57-90% (при р<0,05). Зниження цього показника евщчить про значне пригтчення функци ЦНС щур1в (табл., кшьюсть трок).
За даними науковщв вщомо, що грумшг - це один з найбшьш шформативних показниюв по-ведшкових реакцш, що вщображае стутнь тривожнога тварин. У щур1в з мюкард1альною дисфункщею на 3-ю та 14-у добу експерименту (табл., грумшг) ми спостершали збшьшення кшькога аклв «некомфортного» грумшгу на 23% та 29% вщповщно (при р<0,05). Пщвищення кшькога акт1в грумшгу, порушення послщов-HOCTi pyxiB евщчить про центратзащю уваги на co6i i вщволшання вщ довколишнього середовища [6].
Результати дослвдження поведшки щур1в у тест1 «Вщкрите поле» за умов експериментально!' мюкард1ально1 дисфункцй'
^^^^^ Доба Показник ^^^^^ 1 3 7 14 21 28
M±m M±m M±m M±m M±m M±m
ГРА 1 38,6±0,9 27,6±0,6 43,6±0,6 39,4±0,5 41,8±0,8 40,4±0,5
2* 23,2±0,6 19,2±0,4 18,8±0,9 5±0,4 8,4±0,5 5,6±0,7
ВРА 1 9,8±0,9 3,8±0,9 6,4±0,5 7,4±0,5 6,8±0,9 7,2±0,4
2* 2,8±0,6 2,4±0,2 2,0±0,3 6,2±0,4 2,4±0,4 3,2±0,4
Акти дефекаци 1 0,6±0,2 0,6±0,2 1,2±0,4 1,4±0,2 1,6±0,2 1,4±0,2
2 0,8±0,2 0,6±0,2 0,8±0,2* 0,2±0,2* 0,2±0,2* 0,6±0,2*
Кшьккть болюйв 1 0,6±0,2 1,0±0,3 1,6±0,2 1,4±0,2 1,6±0,2 1,0±0,3
2 1,2±0,2* 1,0±0,3 1,2±0,2 0,2±0,2* 0,2±0,2* 0,2±0,2*
Кшьккть HipoK 1 6,0±0,7 11±0,6 8±0,4 10±0,9 8±0,3 8±0,4
2* 2,6±0,2 2,4±0,2 2,6±0,2 1,0±0,3 1,0±0,3 1,4±0,2
Грумшг 1 4,8±0,4 2,6±0,2 4,8±0,4 3,4±0,2 3,8±0,2 4,0±0,3
2 4±0,4 3,2±0,4 3±0,3* 4,4±0,2* 1,2±0,2* 1,2±0,4*
Прим1тки : 1 - щури контрольно! групн, 2 - щурн з мюкард1альною дисфункщею, * - наявнють достов1рннх вщмшностей пор1вняно з контрольною групою тварин при р<0,05.
висновки
1. Анал1з функщональнпх змш ЦНС за умов експериментально! мюкард1ально1 дисфункцй показав поведшков1 розлади, характерт для тривого- та депресивнопод1бних статв, причому тривогопод1бний стан мав тковпй характер на 3-ю та 14-у добу, а депресивнопод1бний - з 7-1 доби теля формування мюкард1ально1 дисфункцй. Шдвищення р1вня тривоги у щур1в з мюкардальною дпсфункщею пор1вняно з штакт-ною групою щур1в вщбувалося на 3-ю та 14-у добу експерименту. Показник «некомфортного» грумшгу у щур1в з мюкард1альною дпсфункщею був збiльшeний на 23% та 29% вщповщно (р<0,05).
2. Характерним поведшковим маркером мю-кард1ально1 дисфункцй теля останнього введения доксорубщпну було достов1рне (р<0,05) зменшеиня просторово-рухово! д1яльносп у щу-piB впродовж всього термшу спостереження. Ор1ентовно-дослщницька д1яльтсть у щур1в з мюкард1альною дпсфункщею на Bcix термшах спостереження була зменшена в межах 57-90% (р<0,05).
3. Кшьюсть дефекацш та болюав у експери-ментальиих щур1в поступово зменшувалися по-чинаючи з 7-1 доби та 3i стр1мким стабшьнпм його зменшенням (на 85-88%) з 14-1 доби експерименту.
СПИСОК Л1ТЕРАТУРИ
1. Антомонов М. Ю. Математическая обработка и анализ медико-биологических данных / М.Ю. Антомонов. - К., 2006. - 558 с.
2. Буреш Я. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения / Я. Буреш, О. Буре-шова, Д. П. Хьюстон — М.: Высш. шк., 1991. — 399 с.
3. Дiaгнocтикa та лжування депресш у хворих на iшeмiчнy хворобу серця, якi перенесли стеиувания ко-ронарних артерш / Л.М. Юр'ева, Л.1. Васильева,
О.Й. Мамчур [та in] - Дишропетровськ: РВА «Дш-про-VAL», 2009. — 87 с.
4. Калуев A.B. Изучение тревожности у животных - вчера, сегодня, завтра // Стресс и поведение: материалы 7-й междисциплинарной конф. по биологической психиатрии. - М., 2003. - С. 145-148.
5. Лабораторные животные. Разведение, содержание, использование в эксперименте / И.П. Запад-нюк, В.И. Западнюк, Е.А. Захария, Б.В. Западиюк. —
14/ Том XIX/ 3
13
8-е изд., перераб. и доп. — К.: Вища школа, 1983. -383 с.
6. Расстройства памяти в психоневрологической практике. Методическое пособие / А.Л. Дроздов, Л.А. Дзяк, А.Н. Кушнир, Н.Г. Вишневская. - Днепропетровск, 2005. — 38 с.
7. Регионарные особенности развития и строения сердца в онтогенезе / Л.В. Абдул-Оглы, C.B. Козлов, В.В. Кошарный [и др.] — Днепропетровск, 2014. — 248 с.
8. Ромейс Б. Микроскопическая техника / Б. Ро-мейс [пер. с нем.]. — М.: Изд-во иностр. литературы, 1953. - 718 с.
9. LaManna J.C. Structural and functional adaptation to hypoxia in the rat brain / J.C. LaManna, J.C. Chavez, P. Pichiulec // J. Experim. Biology. - 2007. - P. 3163-3169.
10. Relationship between left ventricular dysfunction and depression following myocardial infarction: data from the MIND-IT / J. P. Van Melle, P. de Jonge, J. Ormel [et al.] // Eur. Heart. J. - 2005. - Vol. 26. - P. 2650-2656.
11. Treatment of depression after coronary artery bypass surgery: a randomized controlled trial / K.E. Freed-land, J.A. Skala, R.M. Carney [ et al.] // Arch. Gen. Psychiatry. — 2009. — Vol. 66, N 4. — P. 387-396.
REFERENCES
1. Antomonov MYu. [Mathematical processing and analysis of biomedical data]. 2006;558. Ukrainian.
2. Buresh Ya. [Techniques and basic experiments to study the brain and behavior]. 1991;399. Russian.
3. Yur'eva LN, Vasil'eva LI, Mamchur OI. [Diagnosis and treatment of depression in patients with coronary heart disease who underwent coronary artery stenuvannya]. 2009;87. Ukrainian.
4. Kaluev AV. [Study of anxiety in animals -yesterday, today and tomorrow]. Stress and Behavior: Proceedings of the 7th Interdisciplinary Conference of the biological psychiatry. 2003;145-8. Russian.
5. Zapadnyuk IP. [Laboratory animals. Breeding, maintenance, use in the experiment]. 1983;383. Ukrainian.
6. Drozdov AL. [Memory disorders in mental practice. Toolkit]. 2005;38. Ukrainian.
7. Abdul-Ogly LV, Kozlov SV, Kosharnyy VV. [Regional features of the development and structure of the heart in the ontogeny]. 2014;248. Ukrainian.
8. Romeys B. [Microscopic technique]. 1953:718. Russian.
9. LaManna JC, Chavez JC, Pichiulec P. Structural and functional adaptation to hypoxia in the rat brain. J. of exper. Boil. 2007;3163-9.
10. Van Melle JP, Jonge de P, Ormel J. Relationship between left ventricular dysfunction and depression following myocardial infarction: data from the MIND. J. Eur Heart. 2005;26:2650-6.
11. Freedland KE. Treatment of depression after coronary artery bypass surgery: a randomized controlled trial. Arch. Gen. Psychiatry. 2009;66:387-96.
♦
