Научная статья на тему 'Влияние антигипоксанта πQ 226 на поведение мышей в «открытом поле»'

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

CC BY
288
121
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
"ОТКРЫТОЕ ПОЛЕ" / ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ПОВЕДЕНИЕ / ОСТРАЯ ГИПОКСИЯ / OPEN FIELD / INDIVIDUAL BEHAVIOR / ACUTE HYPOXIA

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Новиков В. Е., Арбаева М. В., Парфенов Э. А.

Изучено влияние нового производного кумарина под лабораторным шифром πQ 226 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.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Новиков В. Е., Арбаева М. В., Парфенов Э. А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Influence of antihypoxic agent πQ 226 on open field behavior in mice

The influence of a new qumarin derivative (laboratory code πQ 226) on individual behavior of mice in open field test in usual conditions and after action of acute hypoxia with hypercapnia has been investigated. The peculiarities of open field behavior of mice after hypoxia were described.

Текст научной работы на тему «Влияние антигипоксанта πQ 226 на поведение мышей в «открытом поле»»

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

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

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.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.