CC BY
24
удк 577.861: Э. А. Манвелян [E. A. Manveljan],
615.214/015.45 Н. А. Анисимова [N. A. Anisimova],
И. М. Лисова [I. M. Lisova].
косинор-анализ суточных ритмов двигательной активности и эмоциональной реактивности
при многопараметрическом тестировании крыс, получавших диазепам
Kosinor-analysis of circadian rhythms of locomotor activity and emotional reactivity in multivariable testing rats treated with diazepam
В статье проведен косинор-анализ циркадианных ритмов индексов двигательной активности и эмоциональной реактивности интактных и адреналэктомирован-ных самцов и самок крыс при введении диазепама (0,1; 0,5 мг/кг) до и после стресса при многопараметрическом тестировании.
Ключевые слова: диазепам, двигательная активность и эмоциональная реактивность, циркадианный ритм, самки и самцы, косинор-анализ, стресс, адреналэктомия.
In the article there kosinor method analysis evaluated daily rhythms of indices of motor activity and emotional reactivity in intact and adrenalectomized male and female rats when administered diazepam (0,1 and 0,5 mg/kg ) before and after stress in multivariable testing.
Keywords: diazepam, locomotor activity and emotional reactivity, circadian rhythm, males and females, kosinor-analysis, stress, adrenalectomy.
Изменения эффективности лекарственных средств под влиянием стресса с учетом суточного периодизма, фактора пола, функционального состояния надпочечников недостаточно изучены в клинических и экспериментальных условиях. Установлено стресс-индуцированное ограничение антиконфликтной и противотревожный активности транквилизаторов, инверсия антиагрессивного действия (9, 13, 15, 16).
Целью исследования является оценка суточных ритмов индексов двигательной активности и эмоциональной реактивности интактных и адреналэктомированных самцов и самок крыс при введении диазепама в
дозах 0,1 и 0,5 мг/кг до и после стресса при многопараметрическом тестировании методом косинор-анализа.
Материалы и методы.
Серии исследований были проведены на половозрелых белых крысах - самцах и самках линии Wistar (по 10 в группах), содержавшихся в условиях вивария при стандартной температуре и естественном освещении. Кормление и уход осуществляли с 8 до 10 ч в привычном для животных режиме вивария. Обеспечивался свободный доступ крыс к пище и воде. При работе с крысами полностью соблюдались международные принципы Хельсинкской декларации о гуманном обращении с животными.
Для комплексной оценки тревожно-фобического статуса у крыс использовали многопараметрическое тестирование - МПТ (17). С этой целью каждой крысе в специальной камере предъявляли в определенной последовательности 9 тестов на определение латентных периодов: 1- спуска с высоты,
2 - прохождение через отверстие,
3 - выхода из темного «домика»,
4 - выхода из центра «открытого поля»; реакцию на смену
освещенности:
5 - пячение-1;
а также реакции на руку экспериментатора:
6 - пячение-2,
7 - затаивание,
8 - вокализация,
9 - прижимание ушей.
Ответ на каждый тест оценивали от 0 до 3 баллов (большая оценка в баллах соответствовала более выраженной ответной реакции у животного):
по тестам I-II: 0 - 0 < t < 30 c; 1 - 30 < t < 60 c; 2 - 60 < t < 180 c; 3 - не спускается (не проходит) за 180 с.
По тесту III: 0 - 0 < t < 15 c; 1 - 15 < t < 30 c; 2 - 30 < t < 180 c; 3 - не выходит за 180 с.
По тесту IV: 0 - 0 < t < 15 c; 1 - 15 < t < 30 c; 2 - 30 < t < 60 c; 3 - не выходит за 60 с.
По тестам У1-1Х отсутствие реакций животного в ответ на «живой объект» оценивалось по минимуму - 0 баллов. При возникновении реакции на контактный раздражитель (поглаживание) присуждали меньшее число баллов - 1, чем на дистантный (приближение руки) - 2 балла. Сохранение указанных реакций (в случае возникновения) после прекращения действия раздражителей оценивалось по максимуму - 3 балла.
С учетом особенностей поведения животных и интерпретации действия препаратов в ОП, в других поведенческих ситуациях, а также изменения показателей МПТ в других работах (8, 9, 13) по изменению суммарного показателя по тестам 1-4 (ИДА - индекс двигательной активности) судили о «седативном» (повышение показателей, снижение двигательной активности) или активирующем (снижение показателей, повышение двигательной активности) эффекте, а по изменению показателей по тестам 5-9 (ИЭР - индекс эмоциональной реактивности - о «противотревожном» (снижение показателей и снижение эмоциональной реактивности) или «анксиогенном» (повышение показателей и повышение эмоциональной реактивности) эффекте использованного препарата.
Унилатеральная адреналэктомия проводилась под эфирным наркозом (5, 7). Все запланированные эксперименты начинали спустя неделю после операции. Стрессирование животных проводили путем подвешивания крысы за дорсальную кожную шейную складку в течение одного часа за 3 часа до начала тестирования (9, 14).
На модели МПТ оценивали свойства: эталонного транквилизатора бензодиазепиновой структуры диазепама (0,1; 0,5 мг/кг). Контрольной в каждой серии экспериментов для каждой методики была группа животных, получавших растворитель. Диазепам вводили за 30 минут до начала экспериментов внутрибрюшинно.
При сравнении эффектов анксиолитика у самцов и самок использовали средние арифметические показатели по результатам полного тестирования. Для наилучшего выявления половых различий и учитывая неодинаковую циркадианную чувствительность к психотропным веществам, заметно меняющуюся в переходные фазы суток (4, 8), использовали хронобиологический подход: исследования проводили в 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 3 ч.
При обработке результатов сопоставляли данные, полученные в опытных группах, с контрольными и исходными показателями. Результа-
Рис. 1. Суточная динамика циркадианного ритма ИДА у самок (А) и самцов (Б), получавших физиологический раствор:
1 - интактные животные; 2 - стрессированные; 3 - АЭ; 4 - АЭ стрессированные.
Рис. 2. Суточная динамика циркадианного ритма ИЭР у самок (А) и самцов (Б), получавших физиологический раствор:
1 - интактные животные;
2 - стрессированные;
3 - АЭ;
4 - АЭ стрессированные.
ты наблюдений над животными после адреналэктомии сравнивали с данными ложнооперированных и интактных крыс.
Статистическую обработку полученных результатов проводили с использованием стандартных компьютерных программ. Результаты многопараметрического тестирования были проанализированы с помощью косинор-анализа (2).
Рис. 3. Суточная динамика циркадианного ритма ИДА у самок (А) и самцов (Б), получавших диазепам в дозе 0,1 мг/кг:
1 - интактные животные; 2 - стрессированные; 3 - АЭ; 4 - АЭ стрессированные.
Рис. 4. Суточная динамика циркадианного ритма ИЭР у самок (А) и самцов (Б), получавших диазепам в дозе 0,1 мг/кг: 1 - интактные животные; 2 - стрессированные; 3 - АЭ; 4 - АЭ стрессированные.
Результаты и их обсуждение.
Проведенный косинор-анализ циркадианных ритмов индексов двигательной активности и эмоциональной реактивности животных, получавших физиологический раствор, выявил сформированность суточного ритма ИДА у интактных самок (акрофаза - 15,26 ч), а также у самок и самцов, перенесших операцию по удалению надпочечника (ад-реналэктомию) и подвергшихся влиянию стресса (акрофаза - 13,08 ч и 11,42 ч соответственно). Остальные группы контрольных самок и самцов
Рис. 5. Суточная динамика циркадианного ритма ИДА у самок (А) и самцов (Б), получавших диазепам в дозе 0,5 мг/кг:
1 - интактные животные; 2 - стрессированные; 3 - АЭ; 4 - АЭ стрессированные.
Рис. 6. Суточная динамика циркадианного ритма ИЭР у самок (А) и самцов (Б), получавших диазепам в дозе 0,5 мг/кг:
1 - интактные животные; 2 - стрессированные; 3 - АЭ; 4 - АЭ стрессированные.
демонстрировали разрушение ритма суточной организации ИДА, возможно, под влиянием стрессовых факторов (рис. 1).
Суточная организация ритма ИЭР была выявлена у интактных и стрессированных самок, получавших физиологический раствор (акрофа-зы - 22,13 ч и 14,08 ч соответственно), также у АЭ и АЭ стрессирован-ных самцов с акрофазой ритма в 14,23 ч и 13,98 ч соответственно. Другие группы животных характеризовались отсутствием организованного циркадианного ритма ИЭР (рис. 2).
Косинор-анализ ритма ИДА при введении диазепама в дозе 0,1 мг/ кг выявил его сформированность только в группе стрессированных самок (акрофаза - 7,11 ч). Группы интактных самок и самцов, стрессированных самцов, АЭ самок и самцов и АЭ стрессированных самок и самцов продемонстрировали разрушение ритма, что, возможно, связано с угнетающим влиянием диазепама на локомоторную активность - седативным действием, наиболее отчетливым в меньшей из использованных доз (10, 11) (рис. 3).
По результатам косинор-анализа ритмов эмоциональной реактивности животных, получавших анксиолитическое средство в меньшей дозе, четкая структура не была выявлена ни в одной группе исследованных особей. Диазепам в большей степени влиял на разрушение ритма данного показателя (рис. 4).
Введение транквилизатора в дозе 0,5 мг/кг показало сформирован-ность циркадианного ритма ИДА у стрессированных самок (акрофаза -20,24 ч), АЭ стрессированных самок (акрофаза - 17,02 ч). Остальные животные характеризовались разрушенной структурой ритма (рис. 5).
Косинор-анализ ритма ИЭР при введении анксиолитика в большей дозе выявил четкую структуру ритма у интактных самцов с акрофазой в 3,35 ч, что согласуется с наблюдениями о большей эффективности препарата в указанной дозе у самцов (11, 12). Остальные группы характеризовались отсутствием ритма данного параметра, вероятно, обусловленным использованной дозой транквилизатора (рис. 6)
Таким образом, результаты косинор-анализа выявили более частую сформированность циркадианного ритма показателей поведения при МПТ - индексов двигательной активности и эмоциональной реактивности - у самок, нежели у самцов крыс. Полученные данные согласуются со сложившимся представлением о более высоких резервах адаптационных систем женского организма по сравнению с мужским (1, 3, 6, 8, 12-14).
Также проведенный косинор-анализ подтвердил наличие суточного ритма седативной и противотревожной активности транквилизирующего средства, выявил чувствительность доз к половым различиям. Следовательно, дозы соответствуют решению поставленных задач и правильно выбраны как доказательство адекватности модели МПТ при оценке функционального состояния противотревожной системы. Кроме того, исследование подтвердило необходимость и целесообразность использования и анализа хронограмм при разрушении суточного ритма активности транквилизатора.
ЛИТЕРАТУРА 1. Басенко С. Н. Взаимодействие яичников и надпочечников у крыс в
регуляции адаптационного ответа на стресс: автореф. дис.....канд.
биол. наук: Астрахань, 1999. 19 с.
2. Батурин В. А. Хронобиологические аспекты фармакодинамики антидепрессантов: автореф. дис. ... д-ра мед.наук. М., 1992. 48 с.
3. Батурин В. А., Колодийчук Е. В. Половая диссимиляция эффектов кардиотропных средств. Ставрополь, 2003. 111 с.
4. Батурин В. А., Манвелян Э. А. Противотревожная активность психотропных препаратов у самок и самцов крыс в разное время суток // Экология человека. 2006. № 4/2. С. 47-49.
5. Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Дж. П. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. М.: Высш. шк., 1991. 398 с.
6. Игошева Н. Б. Роль физиологических и средовых факторов в обеспечении половых различий в кардиоваскулярной чувствительности к стрессам человека и животных: автореф. дис. ... докт. биол. наук. Астрахань, 2009. 43. с.
7. Кабак Я. М. Практикум по эндокринологии. Основные методики экспериментально-эндокринологических исследований. М.: Изд-во Московского университета, 1968. 276 с.
8. Манвелян Э. А. Половая диссимиляция эффектов психотропных средств. Ставрополь, Изд.- во: СГУ, 2008.106 с.
9. Манвелян Э. А., Анисимова Н. А. Циркадианные различия эффективности диазепама у стрессированных самок и самцов крыс // Вестник СГУ. 2011. Выпуск 74. №3. С. 46-52.
9. Манвелян Э. А., Батурин В. А. Влияние мелатонина на поведение крыс в услових конфликтной ситуации // Эксперим. и клинич. фармакология. 1995. № 6. С.17-18.
10. Манвелян Э. А., Батурин В. А. Половые и хронобиологические различия в активности диазепама у крыс в тесте конфликтной ситуации // Эксперим. и клинич. фармакол. 2008. № 4. С.11-13.
11. Манвелян Э., Батурин В. Гендерные различия в эффектах психотропных препаратов. Saarbrücken: Lap-publishing.com., 2011. с. 126.
12. Манвелян Э. А., Батурин В. А., Анисимова Н. А. Изменение эффективности диазепама у адреналэктомированных самцов и самок крыс при многопараметрическом тестировании // Эксперим. и клинич. фармакол. 2013. № 4. С. 7-10.
13. Манвелян Э. А., Батурин В.А., Булгакова М.Д. О выраженности галоперидоловой каталепсии у животных, зависимой от дозы, времени суток и пола // Биомедицина». 2012. № 2. С.14-21.
14. Молодавкин Г. М., Воронина Т. А., Рамхин Е. Я., Мелетова О. К. Изменение антиконфликтного действия анксиолитиков под влиянием стресса // Эксперим и клинич. фармакол. 2002. Т. 65. № 4. С. 3-6.
15. Молодавкин Г. М., Воронина Т. А., Алдармаа ж., Мелетова О. К. Изменение антиагрессивного действия анксиолитиков под влиянием стресса // Эксперим и клинич. фармакол. 2004. Т. 67. № 4. С. 3-6.
16. Родина В. И., Крупина Н. А., Крыжановский Г. Н., Окнина Н. Б. Многопараметровый метод комплексной оценки тревожно-фоби-
ческих состояний у крыс // Журн. высш. нерв. деятельности им. И. П. Павлова. 1993. № 5. С. 1006-1017.
ОБ АВТОРАХ Манвелян Элеонора Аслибековна
Доктор фармацевтических наук, профессор кафедры медицинской биохимии, клинической лабораторной диагностики и фармации СКФУ. 355013, г. Ставрополь, ул. Пушкина, 1а. Тел. 35-50-68; моб. 8-909-770-66-95. Е-маП: [email protected]
Manveljan Eleonora Aslibekovna
Doctor of pharmaceutical sciences, professor of chair of medical biochemistry, clinical laboratory diagnostics and pharmacy SKFU, 355013, Stavropol, Pushkin St., 1а. Office phon. 35-50-68; mobile. 8-909-770-66-95. Е-маП: [email protected]
Анисимова Наталья Александровна
ассистент кафедры медицинской биохимии, клинической лабораторной диагностики и фармации СКФУ Адрес: 355000, Ставрополь, ул. Пушкина, 1а. Тел. раб. 35-50-68; моб. 8-928-264-94-65.
Anisimova Natalia Aleksandrovna
Assistant of chair of medical biochemistry, clinical laboratory diagnostics and pharmacy SKFU, 355013, Stavropol, Pushkin St., 1а. Office phon. 35-50-68; mobile. 8-928-264-94-65. Е-маП: [email protected]
Лисова Ирина Михайловна
доцент кафедры анатомии и физиологии СКФУ Адрес: 355000, Ставрополь, ул. Пушкина, 1а. Тел. раб. 35-34-65. Е-маП: [email protected]
Lisova Irina michaylovna
Docent of chair of anatomy and physiology SKFU, 355013, Stavropol, Pushkin St., 1а. Office phon. 35-34-65. Е-маН: [email protected]
