CC BY
78
ИЗВЕСТИЯ
ПЕНЗЕНСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ПЕДАГОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА имени В. Г. БЕЛИНСКОГО ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ № 29 2012
IZVESTIA
PENZENSKOGO GOSUDARSTVENNOGO PEDAGOGICHESKOGO UNIVERSITETA imeni V. G. BELINSKOGO NATURAL SCIENCES № 29 2012
УДК 577.112.6
ВЛИЯНИЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ ПЕПТИДОВ НА ВЫРАБОТКУ УСЛОВНОГО ПИЩЕДОБЫВАТЕЛЬНОГО РЕФЛЕКСА И МЕЖПОЛУШАРНУЮ АСИММЕТРИЮ У КРЫС ПРИ РАЗРУШЕНИИ ЛИМБИЧЕСКИХ СТРУКТУР МОЗГА
© И. В. ЛАТЫНОВА, М. Т. ГЕНГИН, Т. Н. СОЛЛЕРТИНСКАЯ, Л. В. ЖИВАЕВА Пензенский государственный педагогический университет им. В.Г. Белинского,
кафедра биохимии e-mail: [email protected]
Латынова И. В., Генгин М. Т., Соллертинская Т. Н., Живаева Л. В. - Влияние синтетических пептидов на выработку условного пищедобывательного рефлекса и межполушарную асимметрию у крыс при разрушении лимбических структур мозга // Известия ПГПУ им. В.Г. Белинского. 2012. № 29. С. 33-37. - Проведено исследование влияния пептидов семакса и селанка на выработку условного пищедобывательного рефлекса у крыс, а также функциональную межполушарную асимметрию при разрушении поля СА1 гиппокампа и базо-латерального ядра амигдалы. Показано, что церебропротективная роль селанка в восстановлении нарушенных функций мозга более значительна при разрушении поля СА1 гиппокампа. Семакс же оказывает компенсаторное влияние на высшую нервную деятельность при разрушении как поля СА1 гиппокампа, так и базо-латерального ядра амигдалы. Ключевые слова: семакс, селанк, поле CA1 гиппокампа, базо-латеральное ядро амигдалы, межполушарная асимметрия, условный пищедобывательный рефлекс.
Latynova I. V., Gengin M. Т., Sollertinskaya T. N., Zhyvaeva L. V. - The influence of synthetic peptides on the development of a conditioned alimentary reflex and hemispheric asymmetry at destruction of limbic structures of a brain by rats // Izv. Penz. gos. pedagog. univ. im.i V. G. Belinskogo. 2012. № 29. P. 33-37. - The influence of peptides semax and a selank on the development of a conditioned alimentary reflex by rats, and also the functional hemispheric asymmetry at destruction of a field CA1 of hippocampus and a bazo-lateral kernel of amygdala were studied. It is shown that the cerebroprotective role of selanka in restoration of the broken functions of a brain is more considerable at destruction of a field CA1 of hippocampus. Semax makes compensatory effect on the highest nervous activity at destruction as a field CA1 of hippocampus, and a bazo-lateral kernel of amygdala.
Keywords: semax, selank, a field CA1 of hippocampus, a bazo-lateral kernel of amygdala, hemispheric asymmetry, a conditioned alimentary reflex.
ВВЕДЕНИЕ
Проблема поиска и исследования новых ней-ротропных средств, способных оказывать нейропро-текторное действие в условиях различной патологии центральной нервной системы, определяется увеличением стрессорной нагрузки, длительным психическим напряжением, сопровождающим многие сферы деятельности человека, ростом числа различных неврологических заболеваний [4, 8, 9, 13]. Нейропротекторная терапия направлена на улучшение выживания нейронов в пораженной области и нормализацию нейропла-стических процессов в мозге в целом [14].
Эндогенные пептидные биорегуляторы, их синтетические аналоги и фрагменты могут выступать в качестве нейрофизиологических факторов, участвующих в регуляции высшей нервной деятельности при расстройствах различного генеза [1, 7, 10]. Семакс и
селанк, синтезированные в Институте молекулярной генетики РАН (г. Москва), оказывают положительное влияние на функционирование центральной нервной системы. В клинических работах установлена высокая терапевтическая активность данных пептидов при ишемии мозга и в комплексной терапии при черепномозговых травмах [11, 12].
Кроме того, многочисленные исследования позволяют охарактеризовать данные соединения как препараты, которые положительно влияют на когнитивные и мнестические функции [3, 5, 6, 7].
Установлено, что структуры лимбической системы такие, как гиппокамп и амигдала, наиболее богаты по содержанию различных нейропептидов [2]. Эти отделы мозга связывают с регуляцией процессов памяти и обучения [2], а также с контролем эмоций, страха и тревоги. Однако роль гиппокампальных и амигдало-
идных структур в опосредовании влияний селанка и семакса на деятельность новой коры к настоящему времени мало изучена.
С учетом вышеизложенного настоящее исследование посвящено изучению роли исследуемых пептидов в компенсации нарушенных функций мозга при органической патологии (деструкции поля СА1 гиппокампа и базо-латерального ядра амигдалы), а, следовательно, и роли лимбических структур в опосредовании эффектов семакса и селанка.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Работа по изучению влияния препаратов на высшую нервную деятельность выполнена на самцах белых беспородных крыс массой 200-250 г, выращенных в виварии. Животные содержались в виварии при свободном доступе к пище и воде в 12-часовом световом режиме (освещение с 7:00 до 19:00). Все поведенческие опыты проводились в зимне-весенний период.
В опыте при выработке условного рефлекса была использована модель пищевого поведения как экологически более адекватная для грызунов. Условный пищевой рефлекс вырабатывался у животных в условиях экспериментальной камеры, состоящей из двух отсеков: стартового и рабочего, в котором располагались кормушки с пищей. Крыс с пищевой депривацией в течение 24 ч помещали в стартовый отсек. Через 30-60 с
после посадки открывали дверцу стартового отсека. Звуковой сигнал служил условным раздражителем. Регистрировалось время побежки животного из стартового отсека до кормушки, число правильных (возвращение в стартовый отсек) и неправильных ответов. В качестве критерия выработки рефлекса выбиралось 8 правильных сочетаний из 10 предъявляемых.
Для исследования межполушарной асимметрии у животных, т.е. доминирование правого или левого полушария головного мозга, применяли метод «Т-образного лабиринта». После помещения в центр площадки, у каждой особи подсчитывали число побе-жек в правую и левую сторону. По результатам тестирования все животные были разделены на З группы: правши, левши и амбидекстры.
Разрушение полей гиппокампа и базолатерального ядра амигдалы осуществляли электролитически путем пропускания постоянного тока в течение З0-40 секунд. С этой целью крысу помещали в стереотаксический станок и вводили биполярный электрод в поле CA1 гиппокампа и базо-латеральное ядро амигдалы по координатам атласа Гоушера.
Селанк и семакс вводились интраназально в виде 1% раствора на дистиллированной воде в дозе 250 мкг на 1 кг массы тела за 10 минут до начала эксперимента.
Оценку достоверности наблюдаемых изменений проводили с помощью t-критерия Стьюдента.
СЕМАКС (aмигдaлa)
СЕЛАНК (aмигдaлa)
СЕМАКС (гиппогамп)
СЕЛАНК (гиппогамп)
Рис. 1. Скорость формирования условных пищедобывательных рефлексов у крыс после деструкции СА1 поля гиппокампа и базолатерального ядра амигдалы.
Ось абсцисс - дни опыта, ось ординат - это критерий выполнения правильных реакций, * - p < 0.05 относительно интактной группы.
з4
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Особый интерес представляют данные о влиянии пептидов в условиях деструкции (разрушения) двух лимбических структур мозга: гиппокампа и амиг-далы, то есть изучение возможных путей влияния пептидов на деятельность новой коры (рис. 1). В этих опытах было показано, что на фоне деструкции поля СА1 гиппокампа и базо-латерального ядра амигдалы формирование условного пищедобывательного рефлекса (УПР) было затруднено. Однако введение селанка и семакса ускоряло выработку УПР у крыс: в случае семакса уже на второй день после введения критерий осуществления правильных реакций достигал 78 %.
Изучение межполушарных отношений у гиппо-кампэктамированных животных после введения селанка показало, что на фоне препарата особенно выражена тенденция к изменению межполушарных отношений у крыс «амбидекстров», у которых моторная реакция осуществлялась преимущественно на левую сторону (рис.2). Моторные реакции имели место и на противоположную сторону, хотя их критерий был низок. В случае же семак-са установлено, что его введение крысам «правшам» с упроченными УПР меняло межполушарные отношения на левую сторону на 30 %. У крыс на начальных этапах обучения введение семакса способствовало отчетливому изменению профиля поведения на левую сторону.
СЕЛАНК (с упроченными УПР)
100
80
« 60 и р е
s 40 р
20 0
1 2 3 4 5 6 7 8
СЕЛАНК (на начальных этапах обучения)
СЕМАКС (с упроченными УПР)
120
100
80
а. 60 е
ь
i 40 20
0
Семаке
СЕМАКС (на начальных этапах обучения)
100
Семаке
Рис. 2. Изменение межполушарных отношений у крыс после деструкции поля СА1 гиппокампа.
- правая сторона, п - левая сторона, ось абсцисс - дни опыта, ось ординат - это критерий выполнения правильных реакций,
* - p < 0.05 относительно интактной группы.
Изучение роли амигдалы при деструкции ее базо-латерального ядра в опосредовании восходящих путей влияния селанка и семакса на деятельность новой коры установило, что у крыс с упроченными УПР на фоне деструкции амигдалы после введения селанка наблюдается изменение межполушарных отношений, которое заключается в снижении критерия осуществления правильных реакций на ранее предпочитаемую сторону (правую) и в появлении реакций на противоположную сторону (рис. 3). Его эффекты проявляются на 2-3 день после введения и заключаются в появлении выраженных реакций на ранее недоминирующую сторону (левую). Введение семакса крысам с упрочен-
ными УПР не меняло межполушарные отношения, т.е. реакции выбора стороны подкрепления так и осуществлялись на ранее доминирующую (правую) сторону. Однако у крыс на начальных этапах обучения введение семакса способствовало изменению профиля поведения на левую сторону.
Таким образом, семакс и селанк оказывают об-щеоблегчающее действие на процессы памяти и обучения у крыс при разрушении гиппокампа и амигда-лы, что подтверждает данные о церебропротективной роли пептидов [12, 13]. Однако их влияние носит дифференцированный характер. Эффекты семакса в изменении межполушарных отношений более выражены
СЕЛАНК (с упроченными УПР)
СЕЛАНК (на начальных этапах обучения)
120 100 5і? 80
>5
о. 60 е т
I 40 20 0
Селанк
1 2 3 4 5 6 7
СЕМАКС (с упроченными УПР)
СЕМАКС (на начальных этапах обучения)
1 2 3 4 5 6 7
Рис. 3. Изменение межполушарных отношений у крыс после деструкции базо-латерального ядра амигдалы.
- правая сторона, П - левая сторона, ось абсцисс - дни опыта, ось ординат - это критерий выполнения правильных реакций,
* - р < 0.05 относительно интактной группы.
на ранних этапах обучения как при деструкции гиппокампа, так и амигдалы. К тому же восстановление и ускорение выработки условных рефлексов на его фоне проявляется уже на второй опытный день. Селанк оказывает более выраженное влияние на межполу-шарные отношения у невротизированных животных с упроченными условными реакциями, эффект преимущественно выявляется при разрушении гиппокампа. Можно предположить, что селанк осуществляет свои влияния на деятельность новой коры в большей степени через гиппокамп. Действие же семакса опосредуется и через амигдалу.
На основании полученных данных можно сделать вывод о том, что нейрохимические механизмы действия пептидов при осуществлении их эффектов на деятельность новой коры различны.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ашмарин И. П., Незавибатько В. Н., Мясоедов Н. Ф. и др. Ноотропный аналог адренокортикотропина 4-10 - Семакс // Журн. ВНД. 1997. Т. 47. № 3. С. 420-430.
2. Ашмарин И.П., Стукалова П.В., Ещенко Н.Д. Биохимия мозга. СПб.: Издательство Санкт-Петербургского университета, 1999. 328с.
3. Белозерцев Ф. Ю., Козловский И. И., Семенова Т. П., Козловская М. М. Влияние нейропептида селанка на выработку адаптивного навыка пространственной
зрительной ориентировки у крыс с нарушением мне-стических функций // Психофармакол. и биол. наркология. 2009. Т.9. № 3-4. С. 2591-2596.
4. Гусев Е. И., Скворцова В. И., Мясоедов Н. Ф., Незавибатько В. Н., Журавлева Е. Ю., Ваничкин А. В. Эффективность семакса в остром периоде полушарного ишемического инсульта // Журнал неврологии и психиатрии. 1997. Т. 97. № 6. С. 26-34.
5. Долотов О. В., Карпенко Е. А., Иноземцева Л. С., Сере-денина Т. С., Левицкая Н. Г., Дубинина Е. В. Семакс-аналог АКТГ(4-10), когнитивные эффекты // 2006. Т. 1117. № 1. С. 54-60.
6. Козловская М. М., и др. Сравнительное изучение фрагментов тафтсина на показатели условной реакции пассивного избегания // Хим. фарм. журн. 2001. Т. 35. № 6. С. 3-6.
7. Козловский И. И., Данчев Н. Д. Оптимизирующее действие синтетического пептида Селанка на условный рефлекс активного избегания у крыс // Журн. высш. нерв. деят. 2002. Т. 57. № 5. С. 579-584.
8. Левицкая Н. Г., Каменский А. А. Меланокортиновая система // Успехи физиологических наук. 2009. Т. 40. № 1. С. 44-65.
9. Саркисова К. Ю., Козловский И. И., Козловская М. М. Эффекты гептапептида селанка на генетически обусловленные и ситуационно вызванные симптомы депрессии в поведении у крыс линии Wag/Rij и Шізіаг и у мышей линии Ва1Ь/с // Журн. высш. нерв. деят. 2008. Т. 58. № 2. С. 226-237.
10. Середенин С. Б., Козловская М. М., Семенова Т. П. Роль серотонинергического компонента в формировании противотревожного действия синтетического аналога тафтсина // Клин. фармакология и токсикология. 1995. Т. 58. № 6. С. 2-6.
11. Силачев Д. Н., Шрам С. И., Шакова Ф. М., Романова Г. А., Мясоедов Н. Ф. Формирование пространственной памяти у крыс с ишемическим повреждением пре-фронтальной коры мозга; эффекты синтетического аналога АКТГ (4-7) // Журн. высш. нерв. деят. 2008. Т. 58. № 4. С. 458-466.
12. Соллертинская Т. Н. Эволюционные особенности нейрохимической компенсации нарушенных функ-
ций мозга // Нейроиммунология. 2009. Т. 7. № 2. С. 4-17.
13. Соллертинская Т. Н., Шорохов М. В. Церебропро-тективная роль нейропептидов при нарушении и деструкции гиппокампа у млекопитающих (коррекция нарушенных интегративных функций мозга) // Журнал эволюционной биохимии и физиологии. 2007. Т. 9. № 3. С. 117-141.
14. Levitskaya N. G., Sebentsova E. A., Andreeva L. A., Alfeeva L. Y., Kamenskii A. A., Myasoedov N. F. The neuroprotective effects of Semax in conditions of MPTP-induced lesions of the brain dofaminergic system // Neurosci. Behav. Physiol. 2004. V. 34. № 4. P. 399-405.
