CC BY
40
Раздел II
КЛИНИКА И МЕТОДЫ ЛЕЧЕНИЯ. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ И ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ ДИАГНОСТИКА. НОВЫЕ ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ФОРМЫ
УДК: 616. 8-085. 322-092.4 DOI: 10.12737/ 17022
ВЛИЯНИЕ АНТИОКСИДАНТНЫХ ВЕЩЕСТВ НА ПРОСТРАНСТВЕННУЮ ОРИЕНТАЦИЮ И
ПАМЯТЬ В ТЕСТЕ МОРРИСА
И.А. ТРЕГУБОВА**, В.А.КОСОЛАПОВ***, А.А.СПАСОВ*, В.А.АНИСИМОВА***
*Волгоградский государственный медицинский университет, Пл. Павших борцов, 1, Волгоград, Россия, 400008
"НИИ фармакологии Волгоградского государственного медицинского университета, площадь Павших Борцов, д. 1, г. Волгоград, Россия, 400131 "'Южный федеральный университет, НИИ физической и органической химии, пр. Стачки 194/2, Ростов-на-Дону, Россия, 344090
Аннотация. В статье представлены данные исследований влияния нового антиоксидантного соединения эноксифол (дигидробромид 2-(3,4-дигидроксифенил)-9-диэтиламиноэтилимидазо[1,2-а] бензимидазола) (10 мг/кг) на пространственную ориентацию и память у крыс в тесте Морриса в сравнении с мексидолом (2-этил-6-метил-3-окси-пиридин сукцинат) (100 мг/кг). Показано, что эноксифол статистически значимо сокращал время нахождения платформы в первый день исследований в 3 раза. В группе мексидол так же наблюдалась тенденция к снижению данного показателя. На вторые сутки тестирования сохранить памятный след об обучении в предыдущий день позволил только мек-сидол, фиксировалось время поиска платформы сходное с таковым в четвертой попытке первого дня тестирования. Эноксифол повышал скорость воспроизведения информации при повторном исследовании от первой к четвертой попытке в 4,88 раза, что было статистически значимо. Таким образом, проведенные эксперименты позволили установить эффективное действие мексидола и эноксифола на различные стадии формирования памятного следа и способность к обучению у животных.
Ключевые слова: пространственная ориентация, память, антиоксиданты, тест Морриса.
INFLUENCE OF ANTIOXIDANT COMPOUNDS ON SPATIAL ORIENTATION AND MEMORY IN
RATS IN MORRIS WATER MAZE TEST
I.A. TREGUBOVA**, V.A. KOSOLAPOV***, A.A. SPASOV*, V.A. ANISIMOVA***
*Volgograd State Medical University, Pavshikh Bortsov Sq. 1, Volgograd, Russia, 400008 **Reasearch Institute for Pharmacology of Volgograd State Medical University, Fallen Fighters Square, d. 1, Volgograd, Russia, 400131 "'South Federal University, Research institute for physical and organic chemistry, Stachki Av. 194/2, Rostov-on-Don, Russia, 344090
Abstract. The data of studies of the new antioxidant agent Enoxifol (2-(3,4-dioxyphenyl)-9-diethylaminoethylimidazo[1.2-a] benzimidazole dihydrobromide) (10 mg/kg) action on spatial orientation and memory in rats using Morris test in comparison to Mexidol (2-ethyl-6-methyl-3-oxypyridine succinate) (100 mg/kg) are presented. Morris water maze test is widely used to evaluate spatial orientation and memory in experimental animals. Mexidol was taken as the native etalon antioxidant drug having the wide spec-
trum of psychotropic activities. It was shown that Enoxifol significantly 3 fold diminished the time of platform finding at the first day of investigation. Mexidol has a tendency to decrease that index as well. At the second day of testing only Mexidol allowed rats to keep the memorable track, and the time of platform finding was similar to those in the fourth try at the fist day. Enoxifol significantly 4.88 fold increased the rate of reproduction of the information in the repeated study from the first to the fourth try. Thus the conducted experiments allowed to establish the effective action of Mexidol and Enoxifol at the different stages of the memorable track formation and ability of animals for leaning.
Key words: spatial orientation, memory, antioxidants, Morris water maze test
Область применения антиоксидантных средств, обладающих ноотропными свойствами, в современной клинической медицине достаточно широка. Препараты, позволяющие нейтрализовать когнитивный дефицит, назначают при деменциях различной этиологии [12], ишемических и сосудистых заболеваниях головного мозга [15], черепно-мозговых травмах [16], психических отклонениях, сопровождающих различные патологические состояния [13], опухолевых процессах головного мозга [11], и т.д. В патогенезе всех вышеперечисленных заболеваний одним из ключевых моментов считается развитие оксидативных повреждений клеток ЦНС. Клетки ЦНС обладают крайне сложной организацией, высокой степенью диффе-ренцировки, медленной скоростью восстановления и зачастую несут не только нейрональ-ную, но и гормональную нагрузку. Активация процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) приводит к нарушению трофики, процессов восстановления и повреждению генетического аппарата нейронов. В силу вышеперечисленных фактов поиск средств, позволяющих нивелировать оксидативные повреждения и восстанавливать морфологическую структуру и функцию нейронов, является актуальной задачей психофармакологии.
Цель исследования - изучение влияния антиоксидантных препаратов на функции обучаемости, памяти и пространственной ориентации животных в тесте Морриса.
Материалы и методы исследования. Для проведения исследований было выбрано новое антиоксидантное средство эноксифол, разработанное Волгоградским государственным медицинским университетом, НИИ физической и органической химии Южного федерального университета. Препарат обладает противоги-поксическими свойствами, оказывает церебро-протекторный эффект и улучшает переносимость церебральной гипоксии и ишемии [6].
Эноксифол препятствует активации ПОЛ за счет взаимодействия с липопероксильными, супероксидными, гидроксильными и пероксильными радикалами, активизирует активность соответствующих ферментов антиоксидантной защиты. Препаратом сравнения был выбран мексидол, успешно апробированное в клинической практике антиоксидантное средство, разработанное НИИ фармакологии им. В.В. Закусова РАМН, обладающее нейропсихотропной активностью, реализуемой на нескольких уровнях [3]. Мекси-дол оказывает анксиолитическое, антистрессор-ное, противосудорожное, церебропротекторное, ноотропное, противогипоксическое и вегето-тропное действие. Он ингибирует процессы ПОЛ, что достигается за счет взаимодействия с перекисными радикалами липидов, первичными и гидроксильными радикалами пептидов Мексидол повышает активность ферментов ан-тиоксидантной защиты, прежде всего суперок-сиддисмутазы [1,2,10].
Экспериментальные животные были разделены на три группы. 1 группа - контроль, ин-тактные животные, которые получали физиологический раствор МаСЬ, 2-я группа - животные, которым назначался эноксифол (дигидробро-мид 2-(3,4-дигидроксифенил)-9-диэтиламино-этилимидазо[1,2-а]бензимидазола) [6-8]. 3-я группа - животные, которые получали мексидол (2-этил-6-метил-3-окси-пиридин сукцинат). Эноксифол назначался в дозе 10 мг/кг [8]. Препарат сравнения мексидол, животные получали в дозе 100 мг/кг [2,4]. Изучаемые средства животным вводили внутрижелудочно за один час до тестирования [4,7]. Эксперименты выполнялись на 26 белых нелинейных крысах самцах, массой 200-300 г. Животных содержали в условиях вивария (температура 22-24°С, относительная влажность воздуха 40-50%) с естественным световым режимом на стандартной диете (ГОСТ Р 5025892), соблюдая правила лабораторной практики при проведении доклинических исследований в
РФ (ГОСТ 3 51000.-3-96 и 1000.4.-96), а также правила и Международные рекомендации Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемые при экспериментальных исследованиях (1997). С целью изучения вышеуказанных показателей и выявления степени активности антиоксидантных веществ использовался тест Морриса [5] в нашей модификации. Эксперименты выполняли в интервале 11.00-15.00 по местному времени при естественном освещении. Изучение проводилось в течение 2-х дней. В первый день проводилось обучение животных.
Для тестирования использовался бассейн
США) с использованием непараметрического и-критерия Манна-Уитни для сравнения независимых групп.
Результаты и их обсуждение. В предварительном процессе отбора из дальнейших исследований было исключено 7,69% животных, которые не смогли в течение 2-х попыток найти платформу. В результате первого этапа эксперимента не было обнаружено существенных отличий в стартовой способности к обучению животных, в сформированных группах. В то же время необходимо отметить, что после четырех попыток время нахождения платформы стати-
Таблица 1
Влияние эноксифола и мексидола на формирование памятного следа и пространственную
ориентацию крыс (Ме±к), сек.
Группы n=8 1 сутки 2 сутки
1 попытка 2 попытка 3 попытка 4 попытка 1 попытка 2 попытка 3 попытка 4 попытка
Контроль 40,50±43,0 0 9,50±7,00 9,50±4,00 7,00±3,00* 15,00±6,00 8,50±3,00 6,50±3,00 8,50±4,00
Эноксифол 29,00±6,01 11,00±6,00 10,00±3,00 9,50±3,00* 19,50±12,0 0** 14,50±3,00 7,00±5,00 4,00±2,00***
Мексидол 29,00±9,01 12,00±6,00 7,00±4,00 8,50±3,00 8,50±4,00 10,00±3,00 6,50±2,00 9,50±2,00
Примечание: # - достоверно внутри группы на 1-й день исследований между 1-й и 4-й попыткой, (р<0,01); * - достоверно внутри группы на 1-й день исследований между 1-й и 4-й попыткой, (р<0,05); ** - достоверно внутри группы между 4-й попыткой на 1 сутки и 1-й попыткой на 2-й день исследований, (р<0,05); *** - достоверно внутри группы на 2-й день исследований между 1-й и 4-й попыткой, (р<0,05)
высотой 50 см, шириной 61 см и длиной 76 см, который заполнялся непрозрачной подбеленной молоком водой температурой 26-28°С. В бассейн помещалась платформа высотой 14см размером 5x6 см. До начала эксперимента проводился отбор животных, способных пройти тест. Условно, в проводившемся эксперименте можно выделить три этапа исследований. На первом этапе оценивается стартовая способность крыс к обучению. Второй этап позволяет исследовать влияние изучаемых соединений на процесс воспроизводства информации в течение последующих суток. Третий этап посвящен оценке возможности тестируемых препаратов влиять на память и обучаемость. Все три этапа дают возможность оценивать пространственную ориентацию крыс, как под влиянием препаратов, так и без них.
Статистическая обработка результатов проводилась в программе Statistika 6.0. (StatSoft,
стически значимо сокращалось только в группе контроля и у животных, которым вводили эноксифол.
Второй этап исследований позволил установить, что эноксифол не влияет на воспоминания животных об обучении в предыдущий день.
Время необходимое для нахождения платформы изменяется практически аналогично группе контроля. В группе животных, которым назначали мексидол, памятный след сохраняется на 2-й день исследований. Проведение третьего этапа эксперимента выявило лидирующую позицию эноксифола в возможности влиять на процессы памяти и обучаемости у животных. Под действием эноксифола время нахождения платформы у экспериментальных животных сокращается в 4,78 раза после 4-х попыток с момента первой попытки на вторые сутки тестирования. В группе контрольных животных этот по-
казатель снижается в 1,76 раз, а введение мекси-дола не влияет на измеряемый показатель. Итоговые данные представлены на графике.
■ 1 день 1
■ 2 день 4
Рис. 1. Влияние антиоксидантных веществ эноксифо-ла и мексидола на пространственную ориентацию и память
Примечание: Ось абцисс - группы, сформированные для проведения эксперимента (контроль - 0,9% физиологический раствор; эноксифол - 10 мг/кг; мекси-дол - 100 мг/кг, внутрижелудочно). Ось ординат -время необходимое для поиска платформы, сек. (Ме); * - достоверно внутри группы между 1-й попыткой нахождения платформы в первый день исследований и 4-й попыткой на вторые сутки изучения, (р<0,05); # - достоверно внутри группы между 1-й попыткой нахождения платформы в первый день исследований и 4-й попыткой на вторые сутки изучения, (р<0,01)
Выводы. Таким образом, проведенные эксперименты позволили подтвердить результаты ранее проведенных исследований (тест УРПИ в течение 4-х недель), которые продемонстрировали эффективное действие мексидола и эноксифола на различные стадии формирования памятного следа и способность к обучению у животных [9]. В то же время необходимо отметить, что изучение влияния антиоксидантных средств на функции памяти и обучаемости у животных не всегда приводят к однозначным результатам. Так часть исследователей отмечает зависимость эффективности действия антиок-сидантов от возраста экспериментальных животных [17]. Другие исследовательские данные позволяют констатировать, что антиоксиданты могут снижать или не оказывать влияния на высшие интегративные показатели различных линий трансгенных животных [14]. В заключении необходимо отметить, что применение ан-тиоксидантов положительно влияло на пространственную ориентацию и мнестические функции крыс в тесте Морриса.
Литература
1. Белых Е.В., Троицкий А.С., Хадарцев А.А., Несмеянов А.А. Комплексное воздействие Мексидола и лазерного излучения у тяжелоатлетов // Клиническая медицина и фармакология. 2015. №2. С. 49-50.
2. Воронина Т.А. Антиоксидант мексидол. Основные нейропсихотропные эффекты и механизм действия // Психофармакология и биологическая наркология. 2001. №1. С. 2-12.
3. Воронина Т.А. Мексидол: основные нейропсихотропные эффекты и механизм действия // Фарма-тека. 2009. №6. С. 28-31.
4. Дюмаев К.М., Воронина Т.А., Смирнов Л.Д. Антиоксиданты в профилактике и терапии патологии ЦНС. М.: Институт биомедицинской химии РАМН, 1995. С. 127.
5. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. М.: Гриф и К,
2012. 944 с.
6. Противоишемические свойства нового анти-оксидантного средства эноксифола / Спасов А.А., Косолапов В.А., Островский О.В. [и др.] // Экспериментальная и клиническая фармакология. 2003. №4. С. 17-20.
7. Фармакология производных бензимидазолов / Спасов А.А., Смирнова Л.А., Озеров А.А. [и др.]. // Биомедицинская химия. 2002. № 3. С. 252-258.
8. Средство, обладающее противогипоксиче-ским, актопротекторным, ноотропным действием и влияющее на физическую работоспособность: пат. 2462245 Рос. Федерация. №2011128943(042784); заявл. 12.07.11; опубл. 12.07.11, Бюл. №27.19с.
9. Трегубова И.А., Косолапов В.А., Спасов А.А. Экспериментальное изучение влияния нового анти-оксидантного средства на обучение и память // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины.
2013. №12. С. 757-759.
10. Фудин Н.А., Хадарцев А.А., Несмеянов А.А. Возможности активации митохондриальной активности у спортсменов мексидолом // Вестник новых медицинских технологий. Электронное издание. 2015. №2. Публикация 2-8. URL: http://www.medtsu.tula.ru/VNMT/Bulletin/E2015-2/5171.pdf (дата обращения: 05.05.2015). DOI: 10.12737/11204
11. DeLorenze G.N., McCoy L., Tsai A.L. Daily-intake-of-antioxidants-in-relation-to-survival-among-adult-patients-diagnosed-with-malignant-glioma // BMC Cancer. 2010. 19. Р.215.
12. Melatonin fails to improve sleep or agitation in a double-blind randomized placebo-controlled trial of institutionalized patients with Alzheimer's disease / Gehrman P.R., Connor D.J., Martin J.L. [et al.] // Am. J. Geriatr. Psychiatry. 2009. 17(2). Р. 166-169.
13. Ghanizadeh A., Moghimi-Sarani E. A-randomized-double-blind-placebo-controlled-clinical-
45
40,5
40
15
10
trial-of-N-Acetylcysteine-added-to-risperidone // BMC Psychiatry. 2013. 13. P. 196.
14. Vitamin C reduces spatial learning deficits in middle-aged and very old APP/PSEN1 transgenic and wild-type mice / Harrison F.E., Hosseini A.H., McDonald M.P. [et al.] // Pharmacol. Biochem Behav. 2009. 93(4). P. 443-450.
15. Effect of long-term oral treatment with L-arginine and idebenone on the prevention of stroke-like episodes in an adult MELAS patient / Lekoubou A., Kouamé-Assouan A.E., Cho T.H. [et al.] // Rev. Neurol. (Paris). 2011. 167(11). P. 852-855.
16. Savenkov A.A., Badalian O.L., Avakian G.N. Nootropics and antioxidants in the complex therapy of symptomatic posttraumatic epilepsy // Zh. Nevrol. Psik-hiatr. Im S.S. Korsakova. 2013. 113(6). P. 26-34.
17. Stephanova N.A., Fursova A.G., Kolosova N.H. Behavioral effects induced by mitochondria-targeted antioxidant SkQ1 in Wistar and senescence-accelerated OXYS rats // J. Alzheimer Dis. 2010. Vol.21(2). P. 479491.
References
1. Belykh EV, Troitskiy AS, Khadartsev AA, Ne-smeyanov AA. Kompleksnoe vozdeystvie Meksidola i lazernogo izlucheniya u tyazheloatletov. Klinicheskaya meditsina i farmakologiya. 2015;2:49-50. Russian.
2. Voronina TA. Antioksidant meksidol. Os-novnye neyropsikhotropnye effekty i mekhanizm deystviya. Psikhofarmakologiya i biologicheskaya nar-kologiya. 2001;1:2-12. Russian.
3. Voronina TA. Meksidol: osnovnye neyropsi-khotropnye effekty i mekhanizm deystviya. Farmate-ka. 2009;6:28-31. Russian.
4. Dyumaev KM, Voronina TA, Smirnov LD. An-tioksidanty v profilaktike i terapii patologii TsNS. Moscow: Institut biomeditsinskoy khimii RAMN; 1995. Russian.
5. Rukovodstvo po provedeniyu doklinicheskikh issledovaniy lekarstvennykh sredstv. Moscow: Grif i K; 2012. Russian.
6. Spasov AA, Kosolapov VA, Ostrovskiy OV, et al. Protivoishemicheskie svoystva novogo antioksi-dantnogo sredstva enoksifola. Eksperimental'naya i kli-nicheskaya farmakologiya. 2003;4:17-20. Russian.
7. Spasov AA, Smirnova LA, Ozerov AA, et al. Farmakologiya proizvodnykh benzimidazolov. Bio-meditsinskaya khimiya. 2002;3:252-8. Russian.
8. Sredstvo, obladayushchee protivogipoksiche-skim, aktoprotektornym, nootropnym deystviem i vliyayushchee na fizicheskuyu rabotosposobnost': pat. 2462245 Ros. Federatsiya. №2011128943(042784); zayavl. 12.07.11; opubl. 12.07.11, Byul. №27.19s.
9. Tregubova IA, Kosolapov VA, Spasov AA. Eks-perimental'noe izuchenie vliyaniya novogo anti-oksidantnogo sredstva na obuchenie i pamyat'. Byulle-ten' eksperimental'noy biologii i meditsiny. 2013;12:757-9. Russian.
10. Fudin NA, Khadartsev AA, Nesmeyanov AA. Vozmozhnosti aktivatsii mitokhondrial'noy aktiv-nosti u sportsmenov meksidolom. Vestnik novykh meditsins-kikh tekhnologiy. Elektronnoe izdanie [internet]. 2015 [cited 2015 May 05];2:[about 3 p.]. Russian. Available from: http://www.medtsu.tula.ru/VNMT/ Bulle-tin/E2015-2/5171.pdf. DOI: 10.12737/11204
11. DeLorenze GN, McCoy L, Tsai AL. Daily-intake-of-antioxidants-in-relation-to-survival-among-adult-patients-diagnosed-with-malignant-glioma. BMC Cancer. 2010;19:215.
12. Gehrman PR, Connor DJ, Martin JL, et al. Mela-tonin fails to improve sleep or agitation in a doubleblind randomized placebo-controlled trial of institutionalized patients with Alzheimer's disease. Am. J. Ge-riatr. Psychiatry. 2009;17(2):166-9.
13. Ghanizadeh A, Moghimi-Sarani E. A-randomized-double-blind-placebo-controlled-clinical-trial-of-N-Acetylcysteine-added-to-risperidone. BMC Psychiatry. 2013;13:196.
14. Harrison FE, Hosseini AH, McDonald MP, et al. Vitamin C reduces spatial learning deficits in middle-aged and very old APP/PSEN1 transgenic and wild-type mice. Pharmacol. Biochem Behav. 2009;93(4):443-50.
15. Lekoubou A, Kouamé-Assouan AE, Cho TH, et al. Effect of long-term oral treatment with L-arginine and idebenone on the prevention of stroke-like episodes in an adult MELAS patient. Rev. Neurol. (Paris). 2011;167(11):852-5.
16. Savenkov AA, Badalian OL, Avakian GN. Noo-tropics and antioxidants in the complex therapy of symptomatic posttraumatic epilepsy. Zh. Nevrol. Psik-hiatr. Im S.S. Korsakova. 2013.;113(6):26-34.
17. Stephanova NA, Fursova AG, Kolosova NH. Behavioral effects induced by mitochondria-targeted antioxidant SkQ1 in Wistar and senescence-accelerated OXYS rats . J. Alzheimer Dis. 2010;Vol.21(2):479-91.
