CC BY
49
УДК 616-001.8:615.355
ВЛИЯНИЕ АНТИГИПОКСАНТОВ ТИАЗОЛОИНДОЛЬНОГО РЯДА НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ
СОСТОЯНИЕ ЦНС ЖИВОТНЫХ
В.В. Дикманов1, В.Е. Новиков1, В.В. Марышева2
1 Смоленская государственная медицинская академия, Россия, 214019, Смоленск, ул. Крупской, 28 2Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова, Россия, 194044, Санкт-Петербург, ул. Ак. Лебедева, 6
В опытах на крысах в тестах «открытое поле» и «приподнятый крестообразный лабиринт» установлено, что производные тиазолоиндола под шифром ВМ-601, ВМ-606, ВМ-615 оказывают угнетающее действие на функциональное состояние ЦНС. В условиях гипоксии соединения оказывают стресспротекторное действие. Выявленные свойства производных тиазолоиндола, вероятно, имеют определенное значение в их антигипоксическом эффекте.
Ключевые слова: гипоксия, производные тиазолоиндола, «открытое поле», «приподнятый крестообразный лабиринт»
THE INFLUENCE OF TIAZOLOINDOLE'S ANTIHYPOXANTS ON THE FUNCTIONAL STATE OF CENTRAL NERVOUS SYSTEM OF ANIMALS V.V. Dikmanov1, V.E. Novikov1, V.V. Marysheva2
1Smolensk State Medical Academy, Russia, 214019, Smolensk, Krupskaya St., 28
2Military Medical Academy named after S.M. Kirov, Russia, 190044, St. Petersburg, Ac. Lebedev St., 6
INFLUENCE OF TIAZOLOINDOLE ANTIHYPOXANTS ON THE FUNCTIONAL STATE OF THE
CENTRAL NERVOUS SYSTEM IN ANIMALS
V.V. Dikmanov1, V.E. Novikov1, V.V. Marysheva2
1Smolensk State Medical Academy, Russia, 214019, Smolensk, Krupskaya St., 28
2Military Medical Academy named after S.M. Kirov, Russia, 190044, St. Petersburg, Ac. Lebedev St., 6
With experiments on rats in tests «open field» and «elevated plus maze» it has been found that tiazoloindole derivatives under the codes VM-601 VM-606 VM-615 have a depressing effect on the functional state of the central nervous system. Compounds have a stress protection effect in hypoxia. Discovred properties of tiazoloindole derivatives probably have an impact in their antihypoxic effect.
Key words:hypoxia, tiazoloindole derivatives, «open field», «elevated plus maze»
Деятельность современного человека нередко осуществляется в условиях чрезмерного нервно-психического напряжения, тяжелых физических нагрузок, неблагоприятной экологической обстановки. Все эти факторы приводят к нарушению потребления и утилизации кислорода клетками организма и, как следствие, энергодефициту и гипоксии. Гипоксия занимает особое место, так как вызываемые ею функциональные изменения и структурные сдвиги в различных органах и тканях наблюдаются не только при ее непосредственном воздействии, но и в отдаленном постгипоксичеком периоде, играя важную роль в патогенезе многих заболеваний [3, 4]. В свете современных знаний гипоксию можно определить как несоответствие энергопотребности клетки энергопродукции в системе митохондриального окислительного фосфорилирования [5]. В настоящее время основным способом коррекции гипоксических состояний является применение лекарственных средств, относящихся к группе антигипоксантов. Нами выявлены антигипоксические свойства у ряда производных тиазолоиндола [1].
Одним из возможных механизмов действия антигипоксантов может являться изменение функционального состояния ЦНС организма. Так, среди средств, изменяющих поведенческие реакции, для защиты от гипоксии использовались препараты как возбуждающие центральную нервную систему (аналептики, психостимуляторы, антидепрессанты и общетонизирующие средства), так и препараты, угнетающие ЦНС (снотворные, нейролептики, транквилизаторы и противосудорожные) [6].
Цель исследования: изучить влияние антигипоксантов тиазолоиндольного ряда на функциональное состояние ЦНС животных.
Методика
Опыты проведены на крысах-самцах линии Wistar массой 150-180 г. Изучены 3 производных тиазолоиндола под лабораторными шифрами ВМ-601, ВМ-606, ВМ-615. Соединения вводили животным внутрибрюшинно однократно в виде водных растворов в дозе 50 мг/кг (эффективная антигипоксическая доза) за 1 час до исследования поведения животных.
Индивидуальное поведение животных изучали по методике свободного поведения в камере «открытое поле» в обычных условиях и после воздействия острой гипоксии с гиперкапнией (ОГсГк), которую моделировали путем помещения крыс в гермобъем емкостью 1 литр. Крысу помещали в левый угол камеры и в течение 4 мин фиксировали элементы поведения (паттерны): П
- перемещение (поступательное движение тела в горизонтальной плоскости); О - обнюхивание (принюхивание и повороты головы без существенных изменений координат корпуса в горизонтальных и вертикальных плоскостях); ДнМ - движение на месте (переступание передними конечностями при опоре на задние); ВС - вертикальная стойка (стойка на задних лапах); СУ -стойка с упором (вертикальная стойка с упором передними конечностями на стенку камеры); Н -норка (заглядывание в круглое отверстие камеры); С - сидит на месте (состояние неподвижности); Деф - акт дефекации (общее количество болюсов); Гр - груминг (все разновидности этой реакции, главным образом, вылизывание и почесывание). Рассчитывали объем паттернов (долю паттерна среди других с учетом длительности эксперимента). Все паттерны систематизировали, после чего выделяли интегральные характеристики индивидуального поведения: эмоциональная реактивность - показатель неподвижного паттерна «сидит» (ЭР=С); эмоциональная тревожность -сумма паттернов «движение на месте», «вертикальная стойка» и «стойка с упором» (ЭТ=ДнМ+ВС+СУ); ориентировочно-исследовательская деятельность - сумма активных паттернов «перемещение», «обнюхивание» и «норка» (ОИД=П+О+Н); коэффициент подвижности
- отношение паттерна «перемещение» к эмоциональной реактивности (КП=П/ЭР).
Поведение крыс в приподнятом крестообразном лабиринте исследовали в обычных условиях и после воздействия ОГсГк. Установка лабиринта состоит из двух открытых и двух закрытых рукавов 50x10 см, расположенных перпендикулярно друг к другу, высота над полом 1 м. Животное помещали в центр лабиринта и регистрировали время пребывания в открытых и закрытых частях лабиринта, число выглядываний из закрытой части и свешиваний в открытом рукаве. Продолжительность теста составляла 5 мин.
Статистическую обработку результатов производили на ПЭВМ с помощью прикладного пакета «Excel». Обработанные данные представлены в виде М+m, где М - среднее арифметическое, m -стандартная ошибка среднего. Достоверность отличий междусредними в различных группах опытов находили при помощи t-критерия Стьюдента.
Результаты исследования
Предварительное введение производных тиазолоиндола в условиях нормоксии достоверно увеличивает показатели паттернов «движение на месте» на 40,41%, 32,64%, 48,19%; «сидит» на 388,67%, 366,37%, 429,52% для ВМ-601, ВМ-606, ВМ-615 соответственно. При этом достоверно уменьшались показатели паттернов «перемещение», «обнюхивание», «норка», «вертикальная стойка», «стойка с упором» и практически не изменялись «уровень дефекации» и «груминг». При систематизации паттернов в интегральные характеристики индивидуального поведения животных, мы установили, что на фоне введения исследуемых соединений происходит увеличение показателя эмоциональной реактивности для ВМ-601 - на 386,67%, ВМ-606 - на 368,57%, ВМ-615
- на 429,52%; снижение параметров эмоциональной тревожности, ориентировочно-исследовательской деятельности и значительное уменьшение коэффициента подвижности (табл. 1).
После воздействия острой гипоксии с гиперкапнией наблюдались следующие изменения поведения в контрольной группе животных. Достоверно уменьшалась доля паттернов «перемещение», «обнюхивание», «норка» на 57%, 81%, 61% соответственно по сравнению с нормальными условиями. При этом значительно возрастал показатель паттерна «сидит» на 287%.
Применение производных тиазолоиндола в условиях острой гипоксии повышало объем паттернов «движение на месте» и «стойка с упором», что свидетельствует о повышении эмоциональной тревожности животных соответственно на 46,99%, 69,88%, 44,58% для ВМ-601, ВМ-606, ВМ-615 (табл. 2). Значительное место в поведении животных занимал паттерн «сидит», показатели
которого в среднем на 84% выше контрольных, что свидетельствует о повышении эмоциональной реактивности после применения ВМ-601 - на 90,4%, ВМ-606 - на 83,77%, ВМ-615 - на 98,01%. В ходе эксперимента мы отметили тенденцию к увеличению объема активных паттернов «обнюхивание», «норка», что, в свою очередь, отвечает за повышение ориентировочно-исследовательской деятельности на 11,77%, 22,39%, 15,82% для ВМ-601, ВМ-606, ВМ-615 соответственно.
Таблица 1. Влияние производных тиазолоиндола на интегральные характеристики поведения крыс в «открытом поле» в условиях нормоксии
Характеристика индивидуального поведения Интактная группа ВМ-601 ВМ-606 ВМ-615
абс. абс. % к интактной группе абс. % к интактной группе абс. % к интактной группе
Эмоциональная реактивность 10,5 51,1 486,67 49,2 468,57 55,6 529,52
Эмоциональная тревожность 43,9 33,8 76, 80 32,1 73,12 36,8 83,83
Ориентировочно-исследовательская деятельность 211,4 67,01 31, 70 67,1 31,74 72,2 34,15
Коэффициент подвижности 6,49 0,54 8,32 0,51 7,85 0,58 8,94
Таблица 2. Влияние производных тиазолоиндола на интегральные характеристики поведения крыс в «открытом поле» в условиях гипоксии
Характеристика индивидуального поведения Интакт. группа Контроль ВМ-601 ВМ-606 ВМ-615
абс. абс. абс. % к контр. абс. % к контр. абс. % к контр.
Эмоциональная реактивность 10,5 30,2 57,5 190,4 55,5 183,77 59,8 198,01
Эмоциональная тревожность 10,5 16,6 24,4 146,99 28,2 169,88 24 144,58
Ориентировочно-исследовательская деятельность 211,4 59,4 67 111,77 72,7 122,39 68,8 115,82
Коэффициент подвижности 6,49 0,96 0,5 52,08 0,54 56.25 0,5 52,08
В тесте «приподнятый крестообразный лабиринт» у крыс в условиях нормоксии на фоне введения производных тиазолоиндола достоверно увеличивался показатель времени пребывания в открытой части лабиринта ВМ-601 - на 13,4%, ВМ-606 - на 10,6%, ВМ-615 - на 11%; уменьшалось время пребывания в закрытых рукавах установки на 12%, 8%, 12,4% соответственно (табл. 3).
После воздействия острой гипоксии с гиперкапнией крысы в контрольной группе проявляли высокий уровень тревоги, что выражалось в значительном снижении времени нахождения в открытых рукавах лабиринта (0,25+0,1 мин), числа выглядываний из закрытых частей (1,1+0,1), выходов в центр и свешиваний с краев установки (0,7+0,1). Данные результаты подтверждают то, что гипоксия является мощным стрессовым фактором и значительно изменяет поведенческие
реакции животных. На фоне предварительного введения ВМ-606 и ВМ-615 в условиях гипоксии мы отметили увеличение пребывания крыс в открытой части лабиринта.
Таблица 3. Влияние производных тиазолоиндола на поведение крыс в тесте «приподнятый крестообразный лабиринт»
N=8 Время пребывания в открытых рукавах Время пребывания в закрытых рукавах Число выглядываний Число свешиваний
мин %1 мин %1 п п
НОРМОКСИЯ
Интакт. группа 1,33+0,1 26 3,5+0,1 70 10,2+1,1 5,5+0,9
ВМ-601 1,97+0,11* 39,4 2,90+0,15* 58 8,8+0,8 3,9+0,5
ВМ-606 1,83+0,1* 36,6 3,1+0,2* 62 8,3+0,6* 4,8+0,6
ВМ-615 1,85+0,12* 37 2,88+0,12* 57,6 9+1,1 4,1+0,5
ГИПОКСИЯ
контроль 0,25+0,1* 5 4,75+0,2* 95 1,1+0,1* 0,7+0,1*
ВМ-601 0,29+0,5 5,8 4,68+0,3 93,6 0,87+0,12 0,5+0,11
ВМ-606 0,44+0,1** 8,8 4,5+0,3 90 1,1+0,1 0,95+0,1
ВМ-615 0,45+0,2** 9 4,5+0,42 90 0,95+0,1 0,45+0,08**
Примечание: - по отношению к общему времени тестирования (5 минут); * - р<0,05 по отношению к интактной группе; ** - р<0,05 по отношению к контрольной группе
Обсуждение результатов
Изучая поведение крыс в тесте «открытое поле», было установлено, что предварительное введение производных тиазолоиндола снижает ориентировочно-исследовательскую деятельность крыс, проявления эмоциональной тревожности и увеличивает уровень эмоциональной реактивности крыс в условиях нормоксии. Данный эффект проявлялся снижением доли активных паттернов движения. В поведении животных преобладал паттерн «сидит». Преобладание неподвижного поведения над двигательной активностью после введения производных тиазолоиноиндола может свидетельствовать об их угнетающем действии на функциональное состояние ЦНС в условиях нормоксии. Острая гипоксия является мощным стрессорным фактором для организма животного и вызываемые ею изменения проявляются как на уровне метаболических реакций, так и в поведении крыс. Тревога и беспокойство, вызываемые гипоксией, преобладают над исследовательскими инстинктами и, как следствие, происходит значительное снижение ориентировочно-исследовательской деятельности, повышение эмоциональной реактивности в контрольной группе крыс. Предварительное введение производных тиазолоиндола несколько повышало показатели ориентировочно-исследовательской деятельности, тем самым уменьшая проявления острой гипоксии [4].
В ходе выполнения экспериментов в тесте «приподнятый крестообразный лабиринт» мы установили, что на фоне введения производных тиазолоиндола в условиях нормоксии достоверно увеличивался показатель времени нахождения в открытой части лабиринта по сравнению с интактными животными; уменьшалось время пребывания в закрытых рукавах установки. Увеличение времени пребывания в открытой части лабиринта свидетельствует об уменьшении эмоциональной тревожности в условиях нормоксии. Полученные данные согласуются с результатами теста «открытое поле» в условиях нормоксии и свидетельствуют о возможном анксиолитическом действии производных тиазолоиндола. После воздействия ОГсГк крысы в контрольной группе проявляли высокий уровень тревоги, что выражалось в значительном снижении времени нахождения в открытых рукавах лабиринта. На фоне предварительного введения производных тиазолоиндола в условиях гипоксии мы отметили увеличение времени пребывания крыс в открытой части лабиринта [6].
Заключение
Производные тиазолоиндола под шифрами ВМ-601, ВМ-606, ВМ-615 оказывают угнетающее действие на функциональное состояние центральной нервной системы животных по тестам «открытое поле», «приподнятый крестообразный лабиринт» в условиях нормоксии, что проявляется снижением ориентировочно-исследовательской деятельности и коэффициента подвижности. В условиях гипоксии соединения проявляют стресспротекторное действие, что вызывает увеличение ориентировочно-исследовательской деятельности и снижение эмоциональной тревожности экспериментальных животных. Угнетающее действие производных тиазолоиндола на ЦНС приводит к снижению энергозатрат организма крыс, что, вероятно, имеет определенное значение в развитии антигипоксического действия производных тиазолоиндола, проявляющегося замедлением метаболических процессов и экономизацией потребляемого кислорода [1, 2].
Список литературы
1. Дикманов В.В., Новиков В.Е., Марышева В.В., Шабанов П.Д. Антигипоксические свойства производных тиазолоиндола // Обзоры по клин.фармакол. лек. терапии. - 2011. - Т.9, №3 - С. 60-64.
2. Дикманов В.В., Новиков В.Е., Марышева В.В. Влияние антигипоксантов триазиноиндольного ряда на показатели основного обмена животных // Фармация и общественное здоровье. Мат. V Междунар. конф. / Под ред. А.С. Гаврилова. - Екатеринбург: УГМА, 2012 - С. 341-343.
3. Лукьянова Л.Д. Современные проблемы адаптации к гипоксии. Сигнальные механизмы и их роль в системной регуляции // Патофизиол. физиол. эксперим. терапия. - 2011. - №1. - С. 3-19.
4. Новиков В.Е., Левченкова О.С. Фармакология гипоксии. - Смоленск.: СГМА, 2007. - 130 с.
5. Оковитый С.В., Шуленин С.Н., Смирнов А.В. Клиническая фармакология антигипоксантов и антиоксидантов. - СПб.: Фарминдекс, 2005. - 72 с.
6. Шабанов П.Д. Зарубина И.В., Новиков В.Е., Цыган В.Н. Фармакологические корректоры гипоксии / Под ред. А.Б. Белевитина. - СПб.: Информ-новигатор, 2010. - 916 с.
