CC BY
44
МЕДИЦИНСКИЕ НАУКИ
ВЛИЯНИЕ ЭКСТРАКТА ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ РОДА КОПЕЕЧНИК НА ЭКСТРАПОЛЯЦИОННОЕ ИЗБЕГАНИЕ КРЫС Федорова Ю.С.1, Суслов Н.И.2, Шапошников К.В.3, Кульпин П.В.4 Email: Fedorova652@scientifictext.ru
1Федорова Юлия Сергеевна - кандидат фармацевтических наук, доцент, кафедра фармацевтической и общей химии, Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кемеровский государственный медицинский университет Министерство здравоохранения Российской Федерации, г. Кемерово; 2Суслов Николай Иннокентьевич - доктор медицинских наук, профессор, заведующий
лабораторией; 3Шапошников Кирилл Валерьевич - аспирант; 4Кульпин Павел Валерьевич - младший научный сотрудник, лаборатория фитофармакологии и специального питания, Научно-исследовательский институт фармакологии и регенеративной медицины
им. Е.Д. Гольдберга Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Томский национальный исследовательский медицинский центр Российская Академия наук, г. Томск
Аннотация: в результате проведенного исследования установлено, что спиртовой экстракт из растительного сырья рода Hedysarum улучшает показатели экстраполяционного избегания лабораторных крыс, превосходя в этом отношении галоперидол. Проведенные экспериментальные исследования показали, что введение экстракта травы копеечника альпийского оптимизирует когнитивное поведение крыс в условиях методики экстраполяционного избегания. При этом он оказывает на поведение животных более благоприятное действие по сравнению с галоперидолом. Ключевые слова: растения рода Hedysarum, экстраполяционное избегание.
INFLUENCE OF THE EXTRACT FROM PLANT RAW MATERIAL OF THE GENUS HEDYSARUM ON EXTRAPOLATION AVOIDANCE OF RATS Fedorova Yu.S.1, Suslov N.I.2, Shaposhnikov K.V.3, Kulpin P.V.4
1Fedorova Yulia Sergeevna - Candidate of Pharmaceutical Sciences, Associate Professor, DEPARTMENT OF PHARMACEUTICAL AND GENERAL CHEMISTRY, FEDERAL STATE EDUCATIONAL INSTITUTION OF HIGHER PROFESSIONAL EDUCATION KEMEROVO STATE MEDICAL UNIVERSITY MINISTRY OF HEALTH OF THE RUSSIAN FEDERATION, KEMEROVO;
2Suslov Nikolay Innokentevich - Doctor of Medical Sciences, Professor, Head of the Laboratory;
3Shaposhnikov Kirill Valerievich - Graduate Student;
4Kulpin Pavel Valerievich - Junior Researcher, LABORATORY OFPHYTOPHARMACOLOGY AND SPECIAL NUTRITION, GOLDBERG RESEARCH INSTITUTE OF PHARMACOLOGY AND REGENERATIVE MEDICINE FEDERAL STATE BUDGETARY INSTITUTION TOMSK NATIONAL RESEARCH MEDICAL CENTER RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES, TOMSK
Abstract: as a result of the study, it was established that an alcohol extract from plant materials of the genus Hedysarum improves the extrapolation avoidance of laboratory rats, surpassing haloperidol in this respect. Experimental studies have shown that the administration of an extract of Hedysarum Alpinum herb optimizes the cognitive behavior of rats under the conditions of the extrapolation avoidance technique. At the same time, it has a more favorable effect on the behavior of animals than haloperidol. Keywords: plants of the genus Hedysarum, extrapolational avoidance.
УДК 615.035.1:615.322
Актуальность поиска новых психотропных лекарственных веществ обусловлена современными тенденциями к обеспечению высокого качества жизни пациентов при терапевтическом воздействии. Одно из важнейших направлений этого поиска представлено разработкой антипсихотических, и анксиолитических средств. Авторами S. Gershon и A. Eison, в соответствии с нейробиологической радикальной теорией C. Koch [12] были выделены основные свойства «идеального» транквилизатора - препарат должен быть безопасным, обладать надежным и эффективным действием, способным селективно уменьшать тревогу, при этом не оказывая депримирующего действия, не должен негативно влиять на психомоторные и когнитивные функции, не вызывать физическую или психологическую зависимость и синдром отмены, а также не должен обладать токсичностью и взаимодействием с веществами, угнетающими ЦНС [14].
Профиль «идеального» антипсихотического средства, по мнению Мосолова С.Н. состоит в следующем: препарат должен обладать мощным антипсихотическим действием, способствовать редукции продуктивной симптоматики, улучшать когнитивное функционирование, обладать высоким противорецидивным потенциалом и быть безопасным [4].
В настоящее время в мировой практике отсутствуют синтетические и полусинтетические лекарственные психотропные препараты, полностью отвечающие вышеперечисленным требованиям, поэтому весьма актуальным является поиск данной группы веществ среди растительных средств.
На основании анализа отечественной и зарубежной литературы в качестве объектов исследования в данной работе выбраны растения рода Hedysarum. По данным народной медицины растения данного рода обладают психостимулирующим [7, 13, 15], седативным [6, 8, 9], противосудорожным и противоэпилептическим действиями [9] без выраженных побочных эффектов, что позволяет их широкое применение без опасности развития серьезных нежелательных последствий. Конкретные характеристики психотропных эффектов растения не описаны и требуют специального изучения.
В плане оценки психотропной активности извлечений из растения интерес представляет его влияние на экстраполяционное поведение. Преимущество данной методики состоят в в том, что она позволяет оценить влияние исследуемых веществ на психотические реакции, а также судить об их влиянии на когнитивные функции и тревожные состояния.
Материалы и методы
Объектом исследования являлся экстракт из травы копеечника альпийского (H. alpium L.) который получали по ранее разработанному и запатентованному способу (Патент RU 2402344 С1, опубл. 27.10.2010).
Фармакологические исследования выполнены на 24 крысах самцах линии Вистар. Все животные конвенциональные 1 категории, получены из отдела экспериментальных биологических моделей НИИ фармакологии и регенеративной медицины им. Е.Д. Гольдберга ТНИМЦ РАН. Работы в рамках эксперимента осуществляли с 9 до 15 ч. дня. Животных содержали в стандартных условиях вивария на обычном рационе кормления в соответствии с правилами, принятыми Европейской
конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных целей (Страсбург, 1986 г.).
Было изучено влияние спиртового извлечения из растительного сырья растений рода копеечник на экстраполяционное избегание крыс. Методика экстраполяционного избегания основана на изучении способности животного выходить из аверсивной ситуации способом, неочевидным с точки зрения пространственного расположения объектов, составляющих стимульную ситуацию. В использованном варианте методики животное должно было поднырнуть под край опущенного в воду цилиндра вместо того, чтобы пытаться подняться по нему вверх.
Установка для исследования экстраполяционного избегания представляла собой бак цилиндрической формы из нержавеющей стали диаметром 35 см и высотой 44 см. Внутри него был укреплен полый цилиндр из пластика без дна и крышки диаметром 15 см и высотой 14 см. Верхний край внутреннего цилиндра находился ниже верхнего края бака на 6 см. Наружный бак был залит водой таким образом, что нижний край внутренней трубы был погружен в воду на 2,5 см. На внутренней стенке наружного бака была укреплена матерчатая сетка длиной 25 см и шириной 20 см и ее нижний край был также погружен в воду на 2,5 см. Температура воды на протяжении всего эксперимента поддерживалась на уровне 28°С [1].
Экспериментальная процедура выглядела следующим образом. Крыса помещалась во внутренний цилиндр в воду хвостом вниз, что провоцировало попытки избегания. Единственным способом выбраться из аверсивной ситуации у животного было поднырнуть под край внутреннего цилиндра. После этого животное начинало плавать в пространстве между внутренним цилиндром и стенкой наружного бака, достигало сетки и по ней выбиралось из воды. При этом регистрировали время:
1) от момента помещения животного во внутренний цилиндр до подныривания;
2) от подныривания до залезания на сетку;
3) достижения наружного края бака (время выхода).
Отдельно подсчитывалось количество фекальных болюсов. В качестве самостоятельного показателя оценивалась доля животных, не поднырнувших в течение 180 сек.
Лекарственное средство вводили внутрижелудочно в дозе 200 мг/кг массы тела животного, предварительно растворив в 1 мл воды очищенной, в течение 4 дней до проведения эксперимента в день эксперимента за 1 час до тестирования. В качестве препарата сравнения использовали галоперидол в дозе 2 мг/кг массы тела животного. Контрольная группа получала воду очищенную из расчета 1 мл на 200 г массы теля животного.
О вероятности нулевой гипотезы судили по t-критерию Стьюдента при P < 0,05. Для статистической обработки данных использовали статистический пакет Statistica версии 10.0 для Windows MicrosoftExcel.
Результаты и их обсуждение
При исследования поведения животного в условиях эксперимента экстраполяционного избегания обнаружено достоверное снижение времени полного выхода у животных, получавших экстракт травы копеечника альпийского, по сравнению с контрольной группой и группой, получавшей галоперидол (табл 1).
Таблица 1. Влияние галоперидола и экстракта травы копеечника альпийского на поведение экстраполяционного избегания крыс (X ±т; п=8)
Группа Латентное время подныривания, с Время на сетке, с Время выхода, с Количество болюсов %
Интактный контроль 78,7±16,0 2,2±0,6 66,7±23,6 3±0,3 12,5±1,0
Галоперидол 56,5±13,9 3,7±1,2 70,5±21,8 1±0,2* 12,5±1,0
На-009 21,85±5,3* 4,3±1,3 40,2±3,5 1±0,2* 0±0
Ведущим показателем, характеризующим функцию экстраполяции, является латентное время подныривания. Как видно из данных таблицы, этот показатель у животных, получавших галоперидол, сократился в 1,4 раза. При этом данное уменьшение не носило статистически значимой величины. В то же время, у животных, получавших экстракт травы копеечника альпийского, было отмечено уменьшение данного показателя в 3,6 раза при высоком уровне статистической значимости. Отмечалось также статистически значимое уменьшение количества болюсов, в группах, получавших галоперидол и изучаемый препарат, что говорит о снижении психоэмоционального напряжения. Остальные показатели не претерпели существенных изменений.
Методика экстраполяционного избегания отражает работу эмоциональной системы достижения цели [2] преимущественно дофаминергической природы [16], одной из функций которой является предвидение, основанное на предшествующем опыте [10]. Способность к экстраполяции одновременно является проявлением наиболее сложной и свершенной когнитивной деятельности [3, 5]. Дофаминергическая система стриатума участвует в формировании и реализации эмоциональных реакций, которые осуществляют поведение достижения цели. При этом система управляет как отрицательными, так и позитивными реакциями, трансформируя отрицательные эмоции в позитивные в поведении избегания при успешности действия. В случае с положительным подкреплением наблюдается трансформация позитивных эмоций в негативные в случае неуспеха поведения. Чрезмерно высокая эмоциональная активность, вызывает избыточную генерализацию возбуждения, что ведет к ухудшению когнитивной деятельности. В таких случаях, препараты, ограничивающие дофаминергическую активность, могут улучшать показатели когнитивной активности [1, 10, 11]. Заключение
Таким образом, проведенные экспериментальные исследования показали, что введение экстракта травы копеечника альпийского оптимизирует когнитивное поведение крыс в условиях методики экстраполяционного избегания. При этом он оказывает на поведение животных более благоприятное действие по сравнению с галоперидолом.
Исследования выполнены с помощью средств фонда содействия инновациям, по программе «Умник», договор 12366ГУ/2017.
Список литературы /References
1. Бондаренко Н.А. Избирательный эффект нейролептиков на нарушение дофамин-зависимого поведения у крыс в тесте экстрополяционного избавления // Бюлл. эксп. биол. и мед. 1990. № 11. С. 506-508.
2. Грей Дж. Нейропсихология эмоций и структура личности // Журн. высш. нервн. деят., 1987. Т. 37. № 6. С. 1011-1024.
3. Зорина З.А., Полетаева И.И. Зоопсихология. Элементарное мышление животных: Учебное пособие. М.: Аспект Пресс, 2003. 320 с.
4. Клиническое руководство: шизофрения / Питер Б. Джонс, Питер Ф. Бакли / Под ред. С.Н. Мосолова. М.: МЕДпрессс-информ, 2009. 191 с.
5. Крушинский Л.В. Биологические основы рассудочной деятельности. М.: Изд-во Московского ун-та, 1986. 276 с.
6. Крылов Г.В. Травы жизни и их искатели / Г.В. Крылов. Новосибирск: Западно Сибирское издательство, 1972. 232 с.
7. Минаева В.Г. Лекарственные растения Сибири / В.Г. Минаева. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1991. С. 273-274.
8. Телятьев В.В. Полезные растения Центральной Сибири / В.В. Телятьев. Иркутск: Восточно-Сибирское книжное издательство, 1985. 118 с.
9. Тихонов В.Н. Лекарственные растения, сырье и фитопрепараты: учеб. пособие / В.Н. Тихонов, Г.И. Калинкина, Е.Н. Сальникова; под ред. С.Е. Дмитрук. Томск, 2004. Ч. 2. С. 126-127.
10.Aron, A., Fisher H., Mashek D. J. et al. Reward, Motivation, and Emotion Systems Associated With Early-Stage Intense Romantic Love // J. Neurophysiol., 2005. V. 94. P. 327. 337.
11. Charney D.S. Psychobiological mechanisms of resilience and vulnerability; implication for successful adaptation to extreme stress // Am. J. Psychiatry. 2004. Vol. 161 February. P. 195 - 216.
12. Koch C. A Neuroscientist's Radical Theory of How Networks Become Conscious. Wired (11.14.13).
13. Coumestans from Hedysarum multijugum / W. Wang, Y.Y. Zhao, H. Liang et al. // Asian Nat Prod Res., 2006. Vol. 69. Issue 6. P. 876-880.
14. Gershon S., Elison A. Anxiolytic Profiles. J Clin Psychiatry 1983; 44 (11, Sec. 2): 45-56.
15. Quan J. Protective effect of Astragalus membranaceus (Fishc.) Bge. and Hedysarum polybotrys Hand. Mazz. on experimental model of cerebral ischemia in rats / J. Quan // Zhonggo Zhong Yao Za Zhi, 1998. Vol. 23. P. 371-373.
16. Schultz W. The Reward Signal of Midbrain Dopamine Neurons // News Physiol. Sci., 1999. Vol. 14. № 6. Р. 249-255.
