CC BY
7
DOI 10.31718/2077-1096.20.4.157 УДК 617.51-089:616.82:599.323.4 Явтушенко 1.В., Левков А.А., Костенко В.О.
ЗМ1НИ ПОВЕД1НКОВИХ РЕАКЦ1Й ЩУР1В П1СЛЯ В1ДТВОРЕННЯ ЧЕРЕПНО-МОЗКОВО1 ТРАВМИ ТА 1ХНЯ КОРЕКЦ1Я МОДУЛЯТОРАМИ ТРАНСКРИПЦ1ЙНИХ ЧИННИК1В
УкраТнська медична стоматолопчна академiя, м. Полтава
Досл'джено вплив модулятор'т фактор'т транскрипц) NF-кB, АР-1 та N^2 на повед'тков! реакцИ в тестах «Темно-свтла камера» та «В'дкрите поле» псля нанесення експериментально) черепно-мозковоТ травми (ЧМТ). Досл1'ди були проведен на 42 блих щурах-самцях лш Встар масою 180-220 г, розподтених на 6 груп по 7 щур'т: контрольна (тестування проводилося до моделювання експериментальноУ ЧМТ та через 3 i 7 д'б псля нього); тваринам нших груп псля в'дтворення ЧМТ про-тягом 7-д'\б внутршньочеревинно вводили модулятори транскрип^йних чинник/'в: iнгiбiтор ядерно)' транслокаци NF-кB пiролiдиндитiокарбамат амоню в доз/' 76 мг/кг, ^бтор АР-1 SR 11302 в доз/' 1 мг/кг, ндуктори N^2: диметилфумарат в дозi 15 мг/кг у 10% розчинi диметилсульфоксиду та еп-галокатехн-3-галат в доз'! 1 мг/кг, а також водорозчинну форму кверцетину (корвiтин), що вияв-ляе властивост'! iнгiбiтора NF-кB та '¡ндуктора N^2, у дозi 100 мг/кг (10 мг/кг у перерахунку на кве-рцетин). Тваринам контрольно)' групи замсть досл'джуваних сполук внутршньочеревинно вводили 1 мл iзотонiчного розчину хлориду натрiю. Показано, що протягом першого тижня п'юля ЧМТ по-рушуеться локомоторна активнсть i психоемо^йний стан блих щур'т: пог'1ршуються показники рухово)' та досл'дницько)' активност'!, ор'ентувально)' реакци, зростае р'тень емоцшно)' тривожнос-тi, страху, пдвищуеться частота акт'т грумнгу. Застосування iнгiбiторiв транскрип^йних чин-ниюв NF-кB (п'рол'диндит'юкарбамату амоню) та АР-1 (SR 11302), ¡ндукторв N^2 (диметилфума-рату та еп'1галокатех'1н-3-галату) та водорозчинно)' форми кверцетину (корвтину) покращуе протягом першого тижня псля в 'дтворення ЧМТ показники рухово)' та досл'дницько)' активност '!, орiе-нтувально)' реакци, зменшуе р'тень емоцшно)' тривожностi та страху.
Ключов1 слова: транскрипцшж чинники NF-кB, АР-1 та Nrf2, черепно-мозкова травма, повед1нков1 реакцп, тести «Темно-св1тла камера» та «Вщкрите поле».
Робота е фрагментом НДР Робота «Роль транскрипцшних фактюрiв, системи циркадiаннюгю осцилятора та метаболч-них рюзладiв в утвюреннi та фуищоиубанн патюлюгiчнuх систем» (№ держреестрацп 0119и103898).
Черепно-мозкова травма (ЧТМ) вважаеться одшею з головних причин смерт i недiездатностi людей в сучасному свт, характеризуемся висо-кою летальнютю i швалщиза^ею потершлих [1, 2]. Загальн наслщки ЧМТ включають в себе змн ни особистосп, когштивш проблеми, порушення функцш рiзних систем оргашзму та зниження якост життя, що е наслщками розвитку синдро-мiв нейроендокринноТ дизрегуляцп, ендогенноТ штоксикацп, запального, iмунодефiцитного та аутамунного, а також синдрому функцюнальних порушень нервовоТ системи [3].
В останн роки в лiтературi обговорюеться роль редоксчутливих транскрипцшних чиннимв (ЫР-кВ, АР-1, та ш.) як ключових учаснимв низки нейрофiзiологiчних i нейропатолопчних процеав за умов ЧМТ [4-6]. У попередых публка^ях нами повщомлялося, що застосування iнгiбiторiв NF-кB та АР-1, а також iндукторiв N112, ютотно обмежуе в тканин великих твкуль головного мозку щурiв на 7 добу експерименту ознаки окисно-ытрозативного стресу, зменшуе генерацш супероксидного анюн-радикала та активнють синтази оксиду азоту (загальноТ та шдуцибельноТ), покращуе спряженнють ТТ конститутивно!' iзоформи, обмежуе концентрацш пероксиытриту, пiдвищуе антиоксидантний потенцiал [7, 8]. Призначення цих сполук вiрогiдно збтьшуе на 7 добу посттравматичного перюду виживанiсть бiлих щурiв, ютотно обмежуе у них ознаки невролопчного дефщи-ту та його штегральний показник [9].
Проте дiя модуляторiв редоксчутливих транскрипцiйних чинникiв на поведiнковi реакцп тварин пiсля вщтворення ЧМТ залишаеться нез'ясованою. Вивчення комплексу порушень поведшки ссавцiв у посттравматичному пер^ е необхiдним для розумшня патогенезу найбiльш тяжких нервово-психiчних ускладнень ЧМТ [2].
Метою роботи було вивчення впливу модуля-торiв факторiв транскрипцп NF-kB, AP-1 та Nrf2 на поведiнковi реакцп в тестах «Темно-свп"ла камера» та «Вiдкрите поле» пюля нанесення експериментальноУ черепно-мозковоТ травми.
Матерiал та методи дослiдження
Дослiдження були проведет на 42 бтих щу-рах-самцях лiнiТ Вiстар масою 180-220 г, розпо-дiлених на 6 груп по 7 щурiв: контрольна (тесту-вання проводилося до моделювання експери-ментальноТ ЧМТ та через 3 i 7 дiб пюля нього); тваринам шших груп пюля вщтворення ЧМТ протягом 7^i6 внутршньочеревинно вводили модулятори транскрипцiйних чинникiв: шпбп~ор ядерноТ транслокаци NF-kB шролщиндитюкар-бамат амонш (PDTC, "Sigma-Aldrich, Inc.", США) в дозi 76 мг/кг [10], шпбтор AP-1 SR 11302 ("Tocris Bioscience", Велика Британiя) в дозi 1 мг/кг [11], iндуктори Nrf2: диметилфумарат (DMF, "Sigma-Aldrich, Inc.", США) в дозi 15 мг/кг у 10% розчин диметилсульфоксиду [12] та етгалока-техiн-3-галат (EGCG, "Tocris Bioscience", Велика Бриташя) в дозi 1 мг/кг [13], а також водорозчин-
ну форму кверцетину (корв^ин, ЗАТ НВЦ «Бор-щапвський хФз», Украша), що виявляе власти-BOCTi iнгiбiтора NF-kB та iндуктора Nrf2, у дозi 100 мг/кг (10 мг/кг у перерахунку на кверцетин) [14]. Тваринам контрольно!' групи замють дослн джуваних сполук внутрiшньочеревинно вводили 1 мл iзотонiчного розчину хлориду натрiю.
Модель ЧМТ середнього ступеня тяжкост вщтворювали за рекомендацiями В.М. бльсько-го та С.В. Зяблiцева [15], дотримуючись принци-пiв бюмедично!' етики (шд легким ефiрним наркозом).
Вивчення поведшкових реакцiй тварин проводили за допомогою тестiв «Темно-свiтла камера» та «Вщкрите поле».
Тест «Темно-свИта камера» призначений для вивчення поведшки тварин при вiльному виборi комфортних умов. Установка являла собою арену з двома вщаками, вiдокремленими один вщ одного перегородкою з невеликим отвором: першим, забарвленим у бтий колiр i яскраво освн тленим, i другим - темним, закритим вщ доступу свiтла. Розмiри вiдсiкiв становили 30x30 см, ви-сота стiнок - 30 см. Щурiв помiщали всередину св^ло!' частини арени, тривалють експерименту для кожно!' тварини становила 5 хв. Не менш нiж за 60 хв до початку тесту щурiв витримували без стороншх звукiв, в слабо освптеному примщен-нi. У темно-св^лш камерi реестрували такi пока-зники активности як вiдносний час (у вщсотко-вому спiввiдношеннi), проведений тваринами в темному вщаку, а також ктькють переходiв мiж вiдсiками [2].
Тест «Вщкрите поле» призначений для вивчення поведшки гризушв за нових стресогенних умов i дозволяе оцшити характеристики окремих поведшкових елеменпв; рiвень емоцшно-поведшково!' активностi тварин; стратепю дослн дницько!' / захисно!' поведiнки; ознаки невролоп-чного дефщиту [2, 16]. Установка складалася з прямокутного поля розмiром 140x70 см, роздн леного на квадрати 10x10 см i обгородженого непрозорими стшками заввишки 50 см, забарв-леними у бтий колiр (крiм передньо!' прозоро!' стiнки, через яку здшснювалося спостереження протягом 5 хв) [16]. Не менш ыж за 60 хв до тес-тування щурiв переносили в тихе, слабо осв^-лене примiщення, залишаючи у споко!'. Пiд час дослiдження реестрували тривалють латентного перюду (час перебування тварини у стаж спо-кою пюля перемiщення на арену), показники вертикально!' i горизонтально!' рухово!' активности кiлькiсть виходiв до центру, число дефекацш i актiв грумiнгу (вмивання).
Статистичн розрахунки проводили з викори-станням непараметричного тесту Манна-Вiтнi (пакет програм Microsoft Office Excel з розши-ренням Real Statistics).
Результати дослщження та ïx обговорення
У тест з використанням темно-св^ло!' камери (табл. 1) здоровi тварини проводили в темному вщаку 28.3±1.4% часу. За час дослщу вони переходили з одые!' частини камери в шшу 9.1±0.4 раза.
Таблиця 1
Дослiдження рухово)' aKmueHocmi w,ypie у «mемно-свimлiй KaMepi» у динамц посттравматичного перюду псля ЧМТ (M±m)
Показники Фонова активнють Термiн пiсля ЧМТ
на 3-тю добу на 7-му добу
Час, проведений у темнш частит камери, % 28.3±1.4 71.0±5.2 * 77.1±5.1 *
Ктькють переходiв мiж частинами камери 9.1±0.4 1.9±0.3 * 3.1±0.3 */**
npuMimKa (у таблицях 1-2):: * - р<0.05 при поpiвняннi peзyльтaтiв 3i значенням до нанесення ЧМТ (фоновоТ активност); ** - р<0.05 при поpiвняннi peзyльтaтiв 3i значеннями попереднього термну спостереження.
Тривалють часу, проведеного щурами з ЧМТ в темнш частит камери значно збтьшувалася та становила на 3-тю добу посттравматичного перюду - 71.0±5.2%; на 7-му добу - 77.1 ±5.1%, тобто в 2.5 та 2.7 раза (p<0.001) порiвняно з фо-новою активнютю тварин.
Число переходiв мiж частинами камери тваринами, як перенесли ЧМТ, на 3-тю та 7-му добу було знижено щодо того ж показника фоново!' активност - на 79.1 та 65.9% (p<0.001), вщповн дно. При цьому через 7 дiб пюля ЧМТ ктькють переходiв мiж частинами камери дещо покра-щилася - збтьшилася на 63.2% (p<0.02) порiв-няно з даними на 3-тю добу посттравматичного перюду.
Отриман результати дозволяють зробити ви-сновок, що щури, як перенесли ЧМТ, упродовж першого тижня пюля ïï' нанесення знаходяться в стаж пригшчення, обмежують свое перемщення
та перебувають переважно в темному вщаку камери, що свщчить про Тхню тривожнiсть i зме-ншення дослщницько!' активностi.
Такий висновок пщтверджуеться результатами дослiдження поведшкових реакцш у тестi «вiдкрите поле» (табл. 2).
Безпосередньо перед вщтворенням ЧМТ було вобрано «стресостшких» тварин, фоновий нейроетологiчний портрет яких характеризував-ся нормальним фiзичним i психоемоцшним статусом [16].
Через 3 доби пюля ЧМТ спостер^алося збн льшення латентного перiоду - втричi (р<0.01), зменшення кiлькостi вертикальних стшок - на 53.6% (р<0.01), числа перетнутих квадратiв - на 60.0% (р<0.001), кiлькостi виходiв до центру - на 64.5% (р<0.001). Число дефекацш та актв грумн нгу вiрогiдно не змiнювалося.
Таблиця 2
Дослiджeння поведнкових реакцй у тeстi «вiдкpитe поле» у тварин у динамц посттравматичного пepiодy пюля ЧМТ (M±m)
Показники Фоновий нейроетолопчний портрет, n=7 Термш пюля ЧМТ
на 3-тю добу, n=7 на 7-му добу, n=7
Латентний перюд, с 1.7±0.3 5.1±0.8 * 6.1±0.6 *
Ктькють вертикальних стшок 18.1 ±1.9 8.4±1.3 * 8.1±0.8 *
Ктькють перетнутих квадрат 85.1±9.9 34.0±5.1 * 36.3±4.2 *
Ктькють виходiв до центру 3.1±0.3 1.1±0.3 * 1.3±0.2 *
Ктькють дефекацш 2.4±0.2 1.9±0.4 2.0±0.3
Ктькють акпв грумшгу 4.0±0.3 3.4±0.5 6.9±0.5 */**
Через 7 дiб пюля ЧМТ латентний перюд за-лишався пщвищеним - в 3.6 раза. Вертикальна рухова активнють, що включае в себе стшки як з упором на стшку, так i без упору, залишалася зниженою впродовж усього першого тижня спостереження та поступалася на 7-му добу посттравматичного перюду на 55.2% (р<0.001) да-ним фонового нейроетолопчного портрету. По-казник горизонтально! активност у цей термiн також був зменшеним - на 57.3% (р<0.001), а кн лькiсть виходiв до центру - на 58.1% (р<0.001). Ц данi поряд з результатом оцшки вертикально! активностi (rearing) вщображають суттеве обме-ження дослщницько!' активност [16].
На 7-му добу посттравматичного перюду ви-являеться значне збтьшення числа актiв грумш-гу, що перевищуе на 72.5% (р<0.001) дан фонового нейроетологiчного портрету та вдвiчi (р<0.001) - результат, одержаний через 3 доби пюля ЧМТ.
На думку дослщникв [16], грумшг може роз-
Вплив м<
глядатися як прояв «замюно!» поведiнки за умов безвихщно!' стресорно!' ситуацп, при якш у головному мозку виникае синхрошзована бюелект-рична активнють, що мае, виходячи з концепцп М.Г. Айрапетянца «про охоронно-стаб^зувальний характер гальмiвних мехашз-мiв у стресових ситуа^ях», адаптивне значення, так як вона близька за характером до активност спокою, комфорту та пщкртлення.
Застосування iнгiбiторiв NF-kB i AP-1 виявило значний вплив на показники рухово!' активност щурiв у «темно-свп"лш камерi (табл. 3).
Так, введення PDTC та SR 11302 супрово-джувалося вiрогiдним зменшенням на 7 добу посттравматичного перюду часу, проведеного тваринами у темнш частин камери, - на 32.9% (p<0.01) та 18.2% (p<0.05), число переходiв мiж частинами камери - збтьшувалося в 2.45 раза (p<0.001) та 1.6 раза (p<0.01), вiдповiдно, порiв-няно з даними контролю.
Таблиця 3
тоpiв транскрип^йних чинниюв на рухову^ aктивнiсть шypiв у «тeмно-свiтлiй кaмepi» через 7 di6 псля ЧМТ (M±m)
Показники Контроль (ЧМТ) Модулятори транскрипцiйних чинникiв, призначенi пюля вщтворення ЧМТ
PDTC SR 11302 DMF EGCG кверцетин
Час, проведений у темнiй частинi камери, % 77.1±5.1 * 51.7±5.3 * 63.1±2.8 * 44.7±4.2 * 58.4±6.1 * 62.0±2.7 *
Ктькють переходiв мiж частинами камери 3.1±0.3 */** 7.6±0.3 * 5.0±0.4 * 7.1 ±0.1 * 5.6±0.3 * 7.1±0.3 *
Пpимiткa (у таблицях 3-4): * - р<0.05 при поpiвняннi peзyльтaтiв 3i значеннями контролю.
Таблиця 4
Вплив модyлятоpiв транскрип^йних чинниюв на повeдiнковi реакцИ' у тeстi «вiдкpитe поле» у тварин через 7 di6 псля ЧМТ (M±m)
Показники Контроль (ЧМТ) Модулятори транскрипцiйних чинникiв, призначенi пiсля вiдтворення ЧМТ
PDTC SR 11302 DMF EGCG кверцетин
Латентний перюд, с 6.1±0.6 2.9 ±0.3 * 3.7±0.5 * 3.3±0.3 * 3.4±0.3 * 3.0±0.4 *
Ктькють вертикальних стшок 8.1±0.8 14.1 ±1.1 * 11.9±1.2 * 14.0±1.4 * 13.0±1.3 * 13.7±0.8 *
Ктькють перетнутих квадрат 36.3±4.2 67.4±6.2 * 52.6±6.3 74.6±9.3 * 65.0±7.8 * 64.9±8.6 *
Ктькють виходiв до центру 1.3±0.2 2.7±0.3 * 2.3±0.3 * 2.9±0.3 * 2.3±0.5 2.4±0.7
Ктькють дефекацш 2.0±0.3 2. 1 ±0. 1 1.7±0.2 1.9±0.3 2.0±0.3 2.4±0.2
Ктькють акпв грумшгу 6.9±0.5 4.6±0.4 * 5.4±0.4 * 5.0±0.3 * 5.6±0.3 * 5.3±0.6
При застосуванн NRF2 DMF та EGCG тривалють часу, проведеного тваринами у темнш частит камери, поступалася на 42.0% (p<0.001) та 24.3% (p<0.05), а число переходiв мiж частинами камери - перевищувало в 2.3 та 1.8 раза (p<0.001), вщповщно, результати контролю.
Введення кверцетину також покращувало ру-
хову активнють щурiв у «темно-св^лш камерЬ що пщтверджувалося вiрогiдним зменшенням на 7 добу посттравматичного перюду часу, проведеного тваринами у темнш частин камери, -на 19.6% (p<0.05), а також збтьшенням числа переходiв мiж частинами камери - в 2.3 раза (p<0.001) порiвняно з даними контролю.
Покращення локомоторних реакцш при дм за умов ЧМТ зазначених модуляторiв транскрипцшних чинниш пщтверджуеться результатами тесту «вщкрите поле» (табл. 4).
При введены PDTC на 52.5% (p<0.001) зме-ншувався латентний перiод порiвняно з даними контролю. При цьому значно збтьшувалися показники амбуляцш: кiлькiсть вертикальних стiйок - на 74.1% (р<0.001), число перетнутих квадра-тiв - на 85.7% (р<0.01), кiлькiсть виходiв до центру - в 2.1 раза (р<0.01) порiвняно з результатом групи порiвняння. Число актiв грумiнгу зменшувалося на 33.3% (р<0.01).
При застосуваннi SR 11302 латентний перюд на час дослщження знижувався на 39.3% (p<0.01) порiвняно з даними контролю. Ктькють вертикальних стiйок збiльшувалася на 46.9% (р<0.05), кiлькiсть виходiв до центру - на 76.9% (р<0.02) порiвняно з результатом групи порiв-няння. Проте число перетнутих квадра^в ютотно не змшювалося. Число актiв грумшгу зменшувалося на 21.7% (р<0.05).
При призначеннi DMF на 45.9% (p<0.01) зме-ншувався латентний перюд порiвняно з даними контролю. При цьому значно збтьшувалися показники вертикально!' та горизонтально!' рухово!' активности ктькють вертикальних стшок - на 72.8% (р<0.01), число перетнутих квадра^в - у
2.1 раза (р<0.01), кiлькiсть виходiв до центру - в
2.2 раза (р<0.001) порiвняно з результатом групи порiвняння. Число актiв грумiнгу зменшувалося на 27.5% (р<0.01).
При застосуваннi EGCG латентний перiод на час дослщження знижувався на 44.3% (p<0.01) порiвняно з даними контролю. Ктькють вертикальних стшок збтьшувалася на 60.5% (р<0.01), число перетнутих квадра^в - на 79.1% (р<0.01) порiвняно з результатом групи порiвняння. Проте ктькють виходiв до центру ютотно не змшю-валася. Число ак^в грумiнгу зменшувалося на 18.8% (р<0.05).
При введеннi кверцетину на 50.8% (p<0.01) зменшувався латентний перюд порiвняно з даними контролю, значно збтьшувалися показники вертикально!' та горизонтально!' рухово!' активности ктькють вертикальних стшок - на 69.1% (р<0.001) та число перетнутих квадра^в - на 78.8% (р<0.02) порiвняно з результатом групи порiвняння.
Вщомо, що NF-kB i AP-1 виявляють у забез-печеннi процеав нейрозапалення та нейродеге-нерацп' [12, 17, 18, 19]. Було доведено також нейротективний потен^ал активацп системи Nrf2 (при iшемiчному та геморапчному iнсультах, нейродегенеративних захворюваннях [6, 20]. Nrf2 найчастiше розглядаеться як функцюналь-но антагонiстичний чинник порiвняно з NF-kB i AP-1, що пщтверджують i результати наших до-слщжень.
Примiтно, що кверцетин також досить ефек-тивно впливае на покращення поведшкових реа-кцiй за умов ЧМТ. Нейропротекторн властивостi
цього препарату, вочевидь, не можуть обмежу-ватися його здатнiстю взаемодiяти з втьними радикалами, пригнiчувати фосфолiпазу, лтокси-геназу, циклооксигеназу [21]. В останн роки показано, що кверцетин може зменшувати бюсин-тез компонент NF-kB, зокрема, p65 [22], пригш-чувати убiквiтинзалежний протеолiз комплексу NF-kB з шпбторним бiлком IkB [23], а також впливати на активацш Nrf2-асоцiйованого сигнального шляху та залежну вщ нього гемоксиге-назу 1 [23]. Це дае пщставу розглядати кверцетин як перспективних зааб корекцп метаболiч-них, невролопчних та поведiнкових розладiв при ЧМТ.
Висновки
1. Протягом першого тижня пюля ЧМТ пору-шуеться локомоторна активнють i психоемоцш-ний стан бтих щурiв: погiршуються показники рухово!' та дослщницько!' активностi, орiентувально!' реакци', зростае рiвень емоцшно!' тривожностi, страху, пщвищуеться частота актiв грумiнгу.
2. Застосування iнгiбiторiв транскрипцiйних чинникiв NF-kB (шролщиндитюкарбамату амо-нiю) та AP-1 (SR 11302), шдук^в Nrf2 (диме-тилфумарату та епiгалокатехiн-3-галату) та во-дорозчинно!' форми кверцетину (корвiтину) по-кращуе протягом першого тижня пюля вщтворення ЧМТ показники рухово!' та дослщницько!' активности орiентувальноï' реакци, зменшуе рь вень емоцiйно!' тривожност та страху.
Лiтература
1. Capizzi A, Woo J, Verduzco-Gutierrez M. Traumatic Brain Injury: An Overview of Epidemiology, Pathophysiology, and Medical Management. Med Clin North Am. 2020 Mar;104(2):213-238.
2. Dmitrenko YeV, Filatenkova TA, Rybakina YeG, Korneva YeA. Povedencheskiye reaktsii zhivotnykh posle eksperimental'noy cherepno-mozgovoy travmy: vliyaniye preparata nukleotidnoy prirody [Impairments of rats' behavioral reactions under experimental traumatic brain injury and the means for their corrections]. Vestn. Sankt-Peterburgskogo un-ta. 2014; 11(3):180-190. (Russian)
3. Ziablitsev SV, Yelskyy VM. Syndromy travmatychnoyi khvoroby pry cherepno-mozkoviy travmi [Syndromes of traumatic disease in traumatic brain injury]: monograph. Kramatorsk: Kashtan; 2020. 264 p. (Ukrainian).
4. Bhakar AL, Tannis LL, Zeindler C et al. Constitutive nuclear factor-kappa B activity is required for central neuron survival. J Neurosci. 2002 Oct 1 ;22(19):8466-8475.
5. Tao L, Li D, Liu H et al. Neuroprotective effects of metformin on traumatic brain injury in rats associated with NF-kB and MAPK signaling pathway. Brain Res Bull. 2018 Jun;140:154-161.
6. Sun Y, Yang T, Leak RK et al. Preventive and Protective Roles of Dietary Nrf2 Activators Against Central Nervous System Diseases. CNS Neurol Disord Drug Targets. 2017;16(3):326-338.
7. Yavtushenko IV, Kostenko VO. Pryhnichennya transkryptsiynykh chynnykiv NF kappa B ta AP-1 obmezhuye rozvytok okysno-nitrozatyvnoho stresu v tkanyni velykykh pivkul' holovnoho mozku shchuriv pislya vidtvorennya eksperymental'noyi cherepno-mozkovoyi travmy [Inhibition of transcription factors NF kappa B and AP-1 limits the progression of oxidative-nitrosative stress in the tissue of cerebral hemispheres in rats after modelled traumatic brain injury]. Aktual'ni problemy suchasnoyi medytsyny: Visn Ukr med stomatol akad. 2020;20(1):80-85. (Ukrainian).
8. Yavtushenko IV, Kostenko VO. Vplyv induktoriv transkryptsiynoho chynnyka Nrf2 na rozvytok okysno-nitrozatyvnoho stresu v tkanyni velykykh pivkul' holovnoho mozku shchuriv pislya modelyuvannya cherepno-mozkovoyi travmy [Influence of Nrf2 transcription factor inducers on the development of oxidative-nitrosative stress in the tissue of cerebral hemispheres in rats after modeled traumatic brain injury]. Ukrayins'kyy zhurnal medytsyny, biolohiyi ta sportu. 2020; 5(4):117-123. (Ukrainian).
9. Yavtushenko IV, Kostenko VO. Vplyv modulyatoriv redokschutlyvykh transkryptsiynykh chynnykiv na nevrolohichnyy defitsyt u shchuriv pislya vidtvorennya cherepno-mozkovoyi
10.
11.
12.
13.
14.
15.
travmy [Effects of modulators of redox-sensitive transcription factors on neurologic deficit in rats after traumatic brain injury]. Aktual'ni problemy suchasnoyi medytsyny: Visn Ukr med stomatol akad. 2020; 20(2):198-202. (Ukrainian).
Yelins'ka AM, Shvaykovs'ka OO, Kostenko VO. Vplyv pirolidyndytiokarbamatu amoniyu na produktsiyu aktyvnykh form kysnyu i azotu v tkanynakh parodonta ta slynnykh zaloz shchuriv za umov systemnoho vvedennya lipopolisakharydu Salmonella typhi [Influence of ammonium pyrrolidine dithiocarbamate on the production of reactive oxygen and nitrogen species in tissues of periodontium and salivary glands in rats exposed to Salmonella typhi lipopolisaccharide]. Fiziol Zh. 2018;64(5):63-69. (Ukrainian) Sun Y, Lin Z, Liu CH et al. Inflammatory signals from photoreceptor modulate pathological retinal angiogenesis via c-Fos. J Exp Med. 2017 Jun 5;214(6):1753-1767. Zhao X, Sun G, Zhang J et al. Dimethyl Fumarate Protects Brain From Damage Produced by Intracerebral Hemorrhage by Mechanism Involving Nrf2. Stroke. 2015 Jul;46(7):1923-1928. Yelins'ka AM, Shvaykovs'ka OO, Kostenko VO. Epigallocatechin-3-gallate prevents disruption of connective tissue in periodontium and salivary glands of rats during systemic inflammation. Wiad Lek. 2018;71(4):869-873.
Khmil' DO, Kostenko VO. Poyednanyy vplyv L-arhininu ta vodorozchynnoyi formy kvertsetynu na markery okysno-nitrozatyvnoho stresu v shkiri shchuriv za umov nadlyshkovoho nadkhodzhennya v orhanizm nitratu natriyu [Combined effect of L-arginine and water-soluble form of quercetin on markers of oxida-tive-nitrosative stress in skin of rats exposed to excessive sodium nitrate]. Fiziol Zh. 2017;63(6):53-59. (Ukrainian). Yelskyy VN, Zyablitsev SV. Modelirovaniye cherepno-mozgovoy travmy [Modeling of a craniocerebral injury]. Donetsk; 2008. 140 p. (Russian)
16. Mayorov OYu. Otsenka individual'no-tipologicheskikh osobennostey povedeniya i ustoychivosti intaktnykh belykh krys-samtsov na osnove faktornoy modeli normal'nogo etologicheskogo spektra pokazateley v teste «otkrytoye pole» [Evaluation of individual typological features of behaviour and resistance of intact white male rats on the basis of the factor model of the normal ethological spectrum of parameters in the open-field test]. Klin inform i telemed. 2011;7(8):21-32. (Russian)
17. Shih RH, Wang CY, Yang CM. NF-kappaB Signaling Pathways in Neurological Inflammation. Front Mol Neurosci. 2015 Dec 18;8:77.
18. Powell AL, Hindley E, Nelson AJ et al. Lesions of retrosplenial cortex spare immediate-early gene activity in related limbic regions in the rat. Brain Neurosci Adv. 2018 Nov 13;2:2398212818811235.
19. Farooqui AA. Therapeutic Potentials of Curcumin for Alzheimer Disease. Heidelberg, New York, Dordrecht, London: Springer; 2016.
20.
21.
22.
23.
Dinkova-Kostova AT, Kostov RV, Kazantsev AG. The role of Nrf2 signaling in counteracting neurodegenerative diseases. FEBS J. 2018 Oct;285(19):3576-3590.
Maksyutina NP, Moibenko AA, Mohort NA et al. Bioflavonoidy kak organoprotektory (kvertsetin, korvitin, kvertin) [Bioflavonoids as organoprotectors (quercetin, corvitin, quertin). Kyiv: Naukova Dumka; 2012. 274 p. (Russian)
Lai WW, Hsu SC, Chueh FS et al. Quercetin inhibits migration and invasion of SAS human oral cancer cells through inhibition of NF-kB and matrix metalloproteinase-2/-9 signaling pathways. Anticancer Res. 2013 May;33(5):1941-1950. Kang CH, Choi YH, Moon SK et al. Quercetin inhibits lipopolysaccharide-induced nitric oxide production in BV2 microglial cells by suppressing the NF-kB pathway and activating the Nrf2-dependent HO-1 pathway. Int Immunopharmacol. 2013 Nov; 17(3):808-813.
Реферат
ИЗМЕНЕНИЯ ПОВЕДЕНЧЕСКИХ РЕАКЦИИ КРЫС ПОСЛЕ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЧЕРЕПНО-МОЗГОВОЙ ТРАВМЫ И ИХ КОРРЕКЦИЯ МОДУЛЯТОРАМИ ТРАНСКРИПЦИОННЫХ ФАКТОРОВ Явтушенко И.В., Левков А.А., Костенко В.А.
Ключевые слова: транскрипционные факторы NF-kB, AP-1 и Nrf2, черепно-мозговая травма, поведенческие реакции, тесты «Темно-светлая камера» и «Открытое поле».
Исследовано влияние модуляторов факторов транскрипции NF-kB, AP-1 и Nrf2 на поведенческие реакции в тестах «Темно-светлая камера» и «Открытое поле» после нанесение экспериментальной черепно-мозговой травмы (ЧМТ). Опыты были проведены на 42 белых крысах-самцах линии Вистар массой 180-220 г, распределенных на 6 групп по 7 крыс: контрольная (тестирование проводилось до моделирования экспериментальной ЧМТ и через 3 и 7 суток после него); животным других групп после воспроизведения ЧМТ в течение 7-суток внутрибрюшинно вводили модуляторы транскрипционных факторов: ингибитор ядерной транслокации NF-kB пиролидиндитиокарбамат аммония в дозе 76 мг/кг, ингибитор AP-1 SR 11302 в дозе 1 мг/кг, индукторы Nrf2: диметилфумарат в дозе 15 мг/кг в 10% растворе диметилсульфоксида и эпигаллокатехин-3-галлат в дозе 1 мг/кг, а также водорастворимую форму кверцетина (корвитин), проявляющий свойства ингибитора NF-kB и индуктора Nrf2, в дозе 100 мг/кг (10 мг/кг в пересчете на кверцетин). Животным контрольной группы вместо исследуемых соединений внутрибрюшинно вводили 1 мл изотонического раствора хлорида натрия. Показано, что в течение первой недели после ЧМТ нарушается локомоторная активность и психоэмоциональное состояние белых крыс: ухудшаются показатели двигательной и исследовательской активности, ориентировочной реакции, увеличивается уровень эмоциональной тревожности, страха, повышается частота актов груминга. Применение ингибиторов транскрипционных факторов NF-kB (пиролидиндитиокарба-мата аммония) и AP-1 (SR 11302), индукторов Nrf2 (диметилфумарата и эпигаллокатехин-3-галлата) и водорастворимой формы кверцетина (корвитина) улучшает в течение первой недели после воспроизведения ЧМТ показатели двигательной и исследовательской активности, ориентировочной реакции, уменьшаются уровень эмоциональной тревожности и страха.
Summary
CHANGES IN BEHAVIOURAL REACTIONS OF RATS FOLLOWING MODELLED TRAUMATIC BRAIN INJURY AND THEIR CORRECTION WITH TRANSCRIPTION FACTORS MODULATORS Yavtushenko I.V., Levkov A.A., Kostenko V.A.
Key words: transcription factors NF-kB, AP-1 and Nrf2, traumatic brain injury, behavioural reactions, "Dark-light chamber" and "Open field" tests.
This study aimed at investigating the effect of modulators of transcription factors NF-kB, AP-1 and Nrf2 on the behavioural responses of rats in the "Dark-light chamber" and "Open field" tests following the simulation of traumatic brain injury (TBI). The study included 42 white Wistar male rats weighing 180-220 g, divided into 6 groups of 7 rats in each: the control group included the animals exposed to the above mentioned tests before TBI modelling and 3 - 7 days after it; as for the animals of other groups, for 7 days after TBI simulation they were given intraperitoneal injections of the following transcription factor modulators:
BICHHK yKpaiHCbKa MeduHHa cmoM.amon.ozw.Ha aKodeMin.
ammonium pyrrolidine dithiocarbamate, an inhibitor of nuclear translocation NF-kB, was injected in a dose of 76 mg/kg; AP-1 SR 11302 inhibitor given in a dose of 1 mg/kg; Nrf2 inductors as dimethyl fumarate given in a dose of 15 mg/kg of a 10% dimethyl sulfoxide solution and epigallocatechin-3-gallate in a dose of 1 mg/kg as well as a water-soluble form of quercetin (corvitin), which acts as an NF-kB inhibitor and Nr inducer, in a dose of 100 mg / kg (10 mg / kg in terms of quercetin). Unlike the test animals, the rats of the control group were given intraperitoneal injections of 1 ml of isotonic sodium chloride solution. It has been found out that during the first week following TBI simulation, the locomotor activity and psycho-emotional state of the rats were disturbed: the indicators of motor and exploratory activity, orienting reaction became deteriorated, anxiety and fear increased as well as the frequency of self-grooming actions. The use of inhibitors of transcription factors NF-kB (ammonium pyrolidindithiocarbamate) and AP-1 (SR 11302), Nrf2 inducers (dimethyl fumarate and epigallocatechin-3-gallate) and the water-soluble form of quercetin (corvitin) for the 1st week after TBI simulation improves motor performance and exploratory activity, orienting reaction, and reduces emotional anxiety and fear as well.
