Влияние антигипоксанта πQ 226 на поведение мышей в «открытом поле» Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

ПСИХОНЕЙРОФАРМАКОЛОГИЯ

© В.Е. НОВИКОВ, М.В. АРБАЕВА, Э.А. ПАРФЕНОВ; 2005

Государственная медицинская академия, Смоленск; государственный университет, Брянск

ВЛИЯНИЕ АНТИГИПОКСАНТА ^226 НА ПОВЕДЕНИЕ МЫШЕЙ В «ОТКРЫТОМ ПОЛЕ»

Резюме

Изучено влияние нового производного кумарина под лабораторным шифром ПЭ226 на индивидуальное поведение мышей по тесту «открытое поле» в обычных условиях и после воздействия острой гипоксии с гиперкапнией. Показано, что соединение измененяет поведение мышей в этих условиях.

ВВЕДЕНИЕ

В НИИ экспериментальной диагностики и терапии опухолей Российского онкологического научного центра РАМН (Москва) доктором химических наук Э.А. Парфеновым синтезированы на основе природных антиоксидантов новые соединения, обозначаемые как физиологически совместимые антиоксиданты [6, 7]. Ранее нами изучен ряд физиологически совместимых антиоксидантов производных кумарина и выявлено соединение под лабораторным шифром 226, проявляющее выраженную антигипоксическую активность на различных моделях острой гипоксии [1].

Представляло интерес изучить влияние этого соединения на некоторые показатели функции ЦНС по тесту «открытое поле» в обычных условиях и после воздействия гипоксии. Известно, что фармакологические вещества могут изменять структуру поведения животных и тем самым влиять на гуморальные и метаболические процессы в организме.

Ключевые слова

«открытое поле»; индивидуальное поведение; острая гипоксия

МЕТОДИКА

Эксперименты проведены на 130 белых беспородных мышах-самцах массой 18—22 г. Исследованное соединение вводили внут-рибрюшинно за 1 час до эксперимента в дозе 50мг/кг (эффективная доза при гипоксии).

Острую нормобарическую гипоксическую гипоксию с гиперкапнией (ОГсГк) создавали помещением мышей в герметичный аптечный штанглаз емкостью 250 мл.

Индивидуальное поведение мышей изучали по методике свободного поведения в камере «открытое поле» [8]. Камера размером 40 х 40 х 40 см, белого цвета. Пол камеры расчерчен на 16 квадратов, в центре которых круглые отверстия размером 3 см. Мышь помещали в левый угол камеры и в течение 4 мин фиксировали элементы поведения (паттерны):

О — обнюхивание, т.е. принюхивание и поворот головы без существенных изменений координат корпуса в вертикальной и горизонтальной плоскости; П — перемещение, т.е. горизонтальная локомоция; ДнМ — движение на месте, т.е. перемещение передними лапами в горизонтальной плоскости без движения задних лап; Вс — вертикальная стойка на задних лапах;

Су — стойка с упором, т.е. вертикальная стойка на задних лапах с упором передними 980 в стенку камеры [3];

Н — норка, заглядывание в круглое отверстие пола камеры;

С — сидит, т.е. состояние неподвижности; Г — груминг, все разновидности данной реакции, заключающиеся, главным образом, в вылизывании и почесывании [3]; Ф — фризинг (замирание); Деф — дефекация (общее количество болюсов);

У — уринация (общее количество мочеиспусканий).

Рассчитывали объем паттернов (долю паттерна среди других с учетом длительности эксперимента) и вероятность перехода одного элемента поведения в другой. Все паттерны систематизировали, после чего выделяли следующие интегральные характеристики индивидуального поведения:

эмоциональная реактивность — сумма неподвижных паттернов «сидит» и «фризинг» (ЭР = С + Ф);

эмоциональная тревожность — сумма паттернов «движение на месте», «вертикальная стойка» и «стойка с упором» (ЭТ = Дн +Вс + Су);

ориентировочно-исследовательская активность — сумма активных паттернов «перемещение», «обнюхивание» и «норка» (ОИА = П + О + Н);

а также коэффициент подвижности — отношение подвижного паттерна «перемещение» к эмоциональной реактивности (КП = П/ЭР).

Полученные данные изображали в виде граф-структур, используя методику, предложенную A.M. Чирковым идр. [10].

Острую токсичность вещества при внутрибрю-шинном введении с вычислением ЛД50 рассчитывали по методу В.Б. Прозоровского и др. [9].

Статистическую обработку цифровых данных проводили параметрическим методом. Для оценки достоверности двух выборок применяли t-критерий Стьюдента [4].

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В обычных условиях введение вещества достоверно увеличивало объем паттернов «перемещение» на 27 % и «сидит» на 70 %, но снижало объем паттерна «стойка с упором» на 67 % в сравнении с контролем (табл. 1).

Таблица 1

Влияние я^226 на объем и структуру поведения мышей по тесту «открытое поле» в обычных условиях (п = 8)

Паттерн поведения Контроль абс. п0226

абс. % Р

Обнюхивание 140,0 ± 8,3 148,2 ± 5,3 106 0,5

Перемещение 70,7 ± 4,6 89,8 ± 6,5 127 0,05

Норка 40,0 ± 2,8 41,0 ± 4,1 103 0,5

Движение на месте 19,3 ± 3,5 21,9 ± 3,7 113 0,5

Сидит 28,0 ± 4,4 47,7 ± 4,8 170 0,02

Груминг 4,2 ± 1,1 2,7 ± 1,2 64 0,5

Стойка с упором 7,0 ± 1,4 2,3 ± 1,1 33 0,05

Под влиянием исследованного соединения у мышей в обычных условиях изменялся характер связей между элементами поведения (рис. 1А, Б). Исчезли связи между паттернами «обнюхивание» и «движение на месте», «груминг» и «обнюхивание». Появилась связь между паттернами «груминг» и «сидит». Такие изменения в поведении животных могут указывать на снижение чувства тревоги и повышение чувства комфорта.

В обычных условиях соединение 226 изменяло некоторые интегральные показатели в поведении мышей. Так, введение вещества мышам значимо стимулировало их эмоциональную реактивность на 70 % в сравнении с контролем и повышало ориентировочно-исследовательскую активность на 11 %, что можно рассматривать в качестве показателя быстрой адаптации к окружающей обстановке (табл. 2).

Под влиянием острой гипоксии (ОГсГк) наблюдались следующие изменения в поведении подопытных животных (табл. 3). Достоверно уменьшалась доля паттернов «обнюхивание», «перемещение», «норка», «движение на месте» на 63, 53, 67 и 69 % соответственно по сравнению с контролем. Паттерн «стойка с упором» исчезал из поведения мышей, объем паттерна «сидит» возрастал на 411%.

Под влиянием ОГсГк исчезают связи между паттернами «обнюхивание» и «движение на месте»,

Изучение действия :^226 по тесту «открытое поле» показало, что соединение изменяет основные показатели поведения животных как в обычных условиях, так и после действия острой нормобари-ческой гипоксической гипоксии с гиперкапнией.

Таблица 2

Влияние я^226 на интегральные показатели поведения мышей по тесту «открытое поле» в обычных условиях (п = 8)

Показатель поведения Контроль абс. nQ226

абс. % Р

Эмоциональная реактивность 28 ± 4,4 47,7 ± 4,8 170 0,02

Эмоциональная тревожность 26,3 ± 2,3 24,2 ± 0,9 92 0,5

Ориентировочно- исследовательская активность 250,7 ± 7,8 279,5 ± 9,7 111 0,05

Коэффициент подвижности 2,5 ± 0,9 1,9 ±0,5 76 0,5

Дн:

Су

н

В

ДнМ

Рис. I

Таблица 3

Влияние ОГсГк на объем и структуру поведения мышей по тесту «открытое поле» (п = 8)

Паттерн поведения Контроль абс. Гипоксия

абс. % Р

Обнюхивание 140,0 ±8,3 52,2 ± 5,3 37 0,001

Перемещение 70,7 ± 4,6 33,0 ± 4,2 47 0,001

Норка 40,0 ± 2,8 13,3 ±2,5 33 0,001

Движение на месте 19,3 ±3,5 6,0 ± 1,4 31 0,001

Сидит 28,0 ± 4,4 143,2 ± 11,3 511 0,001

Груминг 4,2 ± 1,1 5,3 ± 1,4 126 0,5

Стойка с упором 7,0 ± 1,4 0 0 0,001

Структура индивидуального поведения мышей по тесту «открытое поле»: А — контроль; Б — Ю226 (50 мг/кг); В — острая гипоксия; Г — Я0226 (50 мг/кг) + острая гипоксия. Условные обозначения:

вероятность перехода паттернов более 0,5;

-вероятность перехода паттернов от 0,5 до 0,3;

— —► вероятность перехода паттернов от 0,3 до 0,1. Масштаб: 1 см — 90 ''

1

«норка» и «обнюхивание», «стойка с упором» и «обнюхивание». Связи «обнюхивание» и «норка», «об-982 нюхивание» и «перемещение» становятся менее прочными (рис. 1А, В). Такое изменение характера связей между элементами поведения может свидетельствовать о том, что ОГсГк снижает уровень познавательной деятельности животного.

Высказанное предположение подтверждается анализом интегральных показателей поведения мышей по тесту «открытое поле» после воздействия ОГсГк, представленных в табл.4. Из таблицы видно, что острая гипоксия достоверно снижает уровень эмоциональной тревожности на 77 %, ориентировочно-исследовательской активности на 61 % и коэффициент подвижности на 91 % в сравнении с контролем. Уровень эмоциональной реактивности при этом повышается на 411 %.

Полученные нами результаты хорошо согласуются с данными литературы [2], в которых показано, что острая гипоксия — мощный стрессовый фактор, который изменяет поведенческие реакции животных, обусловливая повышение эмоциональной реактивности.

После введения соединения пО 226 в поведении животных, подвергшихся воздействию ОГсГк, наблюдались значимые изменения в сравнении с мышами, подвергшимися воздействию гипоксии без предварительного введения лекарственного вещества. Отмечалось достоверное увеличение объемов паттернов «обнюхивание», «норка», «движение на месте» и «стойка с упором» соответственно на 43, 95, 100 и 170% (табл.5).

Совместное действие пО 226 и ОГсГк изменяло соотношение объемов паттернов и вероятности перехода одного паттерна поведения в другой по тесту «открытое поле» (рис. 1В, Г). Так, регистрировалось появление связей между паттернами «стойка

Таблица 4

Влияние ОГсГк на интегральные показатели поведения мышей по тесту «открытое поле» (п = 8)

Таблица 5

Влияние пО 226 на объем и структуру поведения мышей по тесту «открытое поле» после воздействия ОГсГк

(п = 8)

Показатель поведения Контроль абс. Гипоксия

абс. % Р

Эмоциональная реактивность 28 ± 4,4 143,2 ± ± 11,3 511 0,001

Эмоциональная тревожность 26,3 ± ±2,3 6,0 ± ± 1,4 23 0,001

Ориентировочно- исследовательская активность 250,7 ± ±7,8 98,5 ± ± 8,5 39 0,001

Коэффициент подвижности 2,5 ± 0,9 0,23 9 0,02

Паттерн поведения Гипоксия абс. nQ226 ± гипоксия

абс. % Р

Обнюхивание 52,2 ±5,3 74,9 ±3,0 143 0,02

Перемещение 33,0 ±4,2 21,5 ±3,2 65 0,1

Норка 13,3 ±2,5 25,9 ± 1,9 195 0,01

Движение на месте 6,0 ± 1,4 12,0 ±2,1 200 0,05

Сидит 143,2 ±11,3 133,5 ± 4,2 93 0,5

Груминг 5,3 ± 1,4 2,2 ± 1,4 42 0,1

Стойка с упором 0 2,7 ± 1,1 270 0,05

Таблица 6

Влияние пО226 на интегральные показатели поведения мышей по тесту «открытое поле» после воздействия ОГсГк (п = 8)

Показатель поведения Гипоксия абс. nQ226 ± гипоксия

абс. % Р

Эмоциональная реактивность 143,2 ± ± 11,3 133,5 ± ±4,2 93 0,5

Эмоциональная тревожность 6,0 ± 1,4 14,7 ±0,7 245 0,001

Ориентировочно- исследовательская активность 98,5 ±8,5 122,3 ± ±4,2 124 0,05

Коэффициент подвижности 0,23 0,15 70 0,5

с упором» и «обнюхивание», «груминг» и «сидит», но при этом исчезала связь между паттернами «гру-минг» и «обнюхивание».

Применение соединения пО 226 в условиях острой гипоксии достоверно повышало ориентировочно-исследовательскую активность на 24 % и эмоциональную тревожность мышей на 145 %. Эти изменения свидетельствуют о положительной динамике интегральных показателей поведения в сторону контрольных значений. Вместе с тем, изученное вещество не устраняло стрессирующего влияния ОГсГк на поведение животных по показателю «эмоциональная реактивность» (табл. 6).

Изучение острой токсичности соединения пО226 показало, что оно относится к среднеток-сичным соединениям. ЛД50 пО 226 при внутрибрю-

шинном введении мышам составляет в среднем 547 мг/кг.

По токсичности химические соединенияделят на 4 группы: чрезвычайно токсичные (ЛД50 менее 15 мг/кг), высокотоксичные (ЛД50 15—150 мг/кг), среднетоксичные (ЛД50 151 — 1500 мг/кг) и малотоксичные (ЛД50 более 1500мг/кг) [5].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, на основании проведенного исследования можно заключить, что новое химическое соединение под лабораторным шифром 226 является среднетоксичным веществом. В обычных условиях оно стимулирует эмоциональную реактивность и ориентировочно-исследовательскую активность животных, а в условиях острой гипоксии — ориентировочно-исследовательскую активность и эмоциональную тревожность. Такие изменения интегральных показателей поведения животных в тесте «открытое поле» могут свидетельствовать о том, что 226 способствует адаптации животных в осложненных условиях (условия гипоксии), но не устраняет стрессирующего влияния острой гипоксии на поведение мышей. Производное кумарина :^226 представляет научный и практический интерес для дальнейшего фармакологического изучения в качестве возможного адаптогена и потенциального корректора ги-поксических состояний.

ЛИТЕРАТУРА

1. Арбаева М.В. и др. Влияние хелаторов на продолжительность жизни мышей в усло-

виях острой гипоксии с гиперкапнией // Вестн. Смоленской мед. акад. — 2000. — №3. — С. 94-95.

2. Атрощенко О.Н. и др. Изучение психотропной активности тиетазола по тесту «открытое поле» // Человек и лекарство: тез. докл. VII Росс. нац. конгр. — М., 1999. — С. 13.

3. Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Дж.П. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. — М., 1991. — 398 с.

4. Леонов В.П., Ижевский П.В. Применение статистики в статьях и диссертациях по медицине и биологии // Межд. журн. мед. практ. — 1998. — №4. — С. 7-12.

5. Лужников Е.А. Клиническая токсикология. М.: Медицина, 1999. — 416 с.

6. Парфенов Э.Б. Физиологически совместимые антиоксиданты. Молекулярно-механистический аспект биологической активности и повышение защитной эффективности природных антиоксидантов в результате химической модификации. — М., 2000.

7. Парфенов Э.А., Смирнов Л.Д. Фармакологический потенциал антиоксидантов на основе кумарина // Хим.-фарм. журн. — 2000. — № 12. — С. 1438-1448.

8. Пошивалов В.П. Экспериментальная психофармакология агрессивного поведения. — Л.: Наука, 1986. — 174 с.

9. Прозоровский А.В., Прозоровская М.Н., Демченко В.М. Экспресс-метод определения средней эффективной дозы и ее ошибки // Фармакол. и токсикол. — 1978. — №4. — С. 497-502.

10. Чирков А.М. и др. Поведенческие и нейрогормональные проявления эмоци-онально-стрессорных состояний у обезьян // Физиол. журн. им. И.М. Сеченова. — 1993. — Т. 79, №1. — С. 25-32.