CC BY
169© Гарибова Т.Л., Иноземцев А.Н., Капица И.Г., Воронина Т.А., 2005
ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
повторных функциональных нарушений УРАИ для исследования эффектов нейропсихотропных средств
Т.Л. ГАРИБОВА, А.Н. ИНОЗЕМЦЕВ, И.Г. КАПИЦА, Т.А. ВОРОНИНА
Научно-исследовательский институт фармакологии РАМН,
Государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
Гарибова Т.Л., Иноземцев А.Н., Капица И.Г., Воронина Т.А. Возможности использования повторных функциональных нарушений УРАИ для исследования эффектов нейропсихотропных средств. // Психофармакол. и биол. наркол.2005. Т. 5. № 1.С.804-814. Научно-исследовательский институт фармакологии РАМН, 125315, Москва, Балтийская ул., 8, тел. (095)155-4714; Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, 119899, Москва, Воробьевы горы, Россия.
Исследованы пределы обратимости повторных функциональных нарушений (ФН) условного рефлекса активного избегания (УРАИ) у крыс, основанных на внезапных изменениях причинно-следственных (сбой реакции избегания) и пространственных отношений в экспериментальной среде, и изучена возможность их применения для анализа эффектов веществ с нейропсихотропной активностью. Получены результаты, свидетельствующие об обратимости четырех последовательных ФН, обусловленных чередованием сбоя и пространственной переделки. Показано, что при каждом последующем ФН наблюдается сопоставимое с первым угнетение условного рефлекса, а затем его восстановление до исходного уровня. Установлена воспроизводимость позитивного действия ноотропных препаратов пирацетама (300 мг/кг) и нооглю-тила (10 мг/кг) при повторных ФН, вызываемых как сбоем, так и пространственной переделкой, а
анксиолитика гидазепама (2 мг/ кг) — только при сбое. В условиях пространственной переделки препарат был всегда не эффективен. Вещества, сочетающие анксиоли-тические и ноотропные свойства, мексидол (100 мг/кг) и ИП-5 (0,5 мг/кг) в условиях пространственной переделки уменьшили нарушение УРАИ; напротив, при сбое, если он применялся в качестве второго ФН, соединения не предотвращали разрушительные последствия функционального воздействия. Это отличает вещества подобного типа действия как от но-отропов, которые эффективны при всех ФН, так и от анксиолитиков, которые всегда не эффективны при пространственной переделке, но эффективны при сбое.
Ключевые слова: повторные
»функциональные нарушения УРАИ, пирацетам, гидазепам, нооглютил, мексидол.
■
Garibova T.L., Inozemtsev A.N., Kapitsa I.G., Voronina
T.A. Repetitive functional disruptions of avoidance responses can be used for analysis of neuropychotrop-ic effects. // Psychopharmacol. Biol. Narcol. 2005. Vol. 5. № 1. P. 804814. Institute of Pharmacology RAMS.
The purpose of the work is to asses reversibility bounds of repetitive functional disruptions of twoway avoidance responses in rats provoked by sudden changes of cause-effect («smash» of avoidance responses) and spatial relations in experimental environment and to
analyze possibilities of their use for studying neuropsychotropics effects. Statistical significant results have been obtained demonstrating the reversibility of four consecutive functional disruptions of avoidance responses caused by alternation of the smash and the spatial relearning. Our results pointed out that whatever their nature and number, all of the functional disturbances resulted in a deep statistically significant inhibition of avoidance performance followed by its complete restoration.
We have shown reproducibility of nootropics piracetam (300 mg/kg) and nooglutyl (10 mg/kg) enhancing effects in the repetitive functional disruptions caused by both the smash and the spatial reverse. Anxiolytic guidazepam (2 mg/kg) precluded avoidance performing only from the smash meanwhile it has no effect on the spatial relearning.
Mexidol (100 mg/kg) and IP-5 (0,5 mg/kg) (agents with anxiolytic and nootropic properties) diminished the functional disruption of avoidance responses in case of the spatial relearning but did not precluded them from the smash if it was applied as a second functional disruption. It differs these substances from either nootropics which are effective in both of the models or anxiolytics which are never effective in spatial relearning but effective in the smash of avoidance response.
«Key words: repetitive functional disruptions of avoidance responses, piracetam, guidazepam, H mexidol, nooglutyl.
ВВЕДЕНИЕ
ДЛЯ экспериментального исследования нейро-психотропной активности веществ широко используются модели, основанные на условнорефлекторной деятельности животных, воспроизводящие различные нарушения высших функций ЦНС: тревогу, страх, дефицит когнитивных процессов (внешнее торможение условных рефлексов, модификации оперантного поведения в камере Скиннера, вызванные различными факторами амнезии условных рефлексов и др.) [8,
9, 23, 24].
Ранее были предложены модели функциональных нарушений (ФН) условного рефлекса активного избегания (УРАИ), основанные на нарушении однозначности причинно-следственных отношений [15] и изменении пространственных отношений [16], впоследствии рекомендованные в качестве дополнительных методов исследования веществ, влияющих на мнестические функции или обладающих анксиолитической активностью [8, 9].
Вместе с тем воздействия, приводящие к нарушению когнитивной и эмоциональной сферы человека, часто являются не изолированными, а имеют повторный характер. В связи с этим представляет интерес изучение механизмов повторных нарушений и влияния на них нейропсихот-ропных.
Целью настоящего исследования явилось экспериментальное изучение пределов обратимости повторных ФН УРАИ, вызванных сбоем или пространственной переделкой условной реакции у крыс, и возможности их использования для исследования известных и новых нейропсихотропных соединений: бензадиазепинового анксиолитика гидазепама [4], ноотропов пирацетама, нооглюти-ла [7, 11], веществ, сочетающих анксиолитичес-кие и ноотропные свойства — мексидола [6, 12] и производного цианопирролидида карбобензоксил-метионина — соединения под шифром ИП-5 [7, 10,
13, 27].
МЕТОДИКА
Работа выполнена на белых беспородных кры-сах-самцах массой 180-250 г., содержавшихся в условиях вивария при нормальном световом режиме и свободном доступе к пище и воде.
Выработку оборонительного условного рефлекса активного избегания (УРАИ) у крыс проводили в челночной камере фирмы «Ugo Basile» (Италия). Конструктивно установка представляет собой камеру, разделенную перегородкой с отверстием на два одинаковых отделения размером
19 х 21 х 22 см, с электрифицированным решетчатым полом. Крысу помещали в камеру за 5 минут до опыта. Выработку УРАИ начинали с определения порога индивидуальной чувствительности животного к электрическому току. Затем к звуковому условному раздражителю через 10 с изолированного действия подключался безусловный раздражитель—электрический ток силой
0,5-0,6мА. При переходе животного через отверстие в другую половину камеры (реакция избавления) звук и ток выключались. Если животное осуществляло перебежку в продолжение звукового сигнала (реакция избегания), то тока не следовало, а звук прекращался. Если животное не совершало перехода при действии раздражителей, то через 10 с они оба автоматически выключались (рис. 1). Каждый опыт состоял из 25 предъявлений с 30 секундным межсигнальным периодом. Опыты проводили ежедневно в течение 5 дней до формирования устойчивого рефлекса, который оценивали по критерию обученности (более 80% реакций избегания от числа предъявлений). Фиксировалось число реакций избегания, избавления и межсигнальных реакций (МСР).
В работе использованы два приема функциональных нарушений УРАИ, которые вызывались внезапным изменением условий опыта, а именно: сбой УРАИ и перемена местоположения отверстия (ПМПО).
Функциональное нарушение в виде сбоя УРАИ проводили после достижения животными критерия обученности рефлексу. В опыт вводили следующие изменения: перебегание крысы в другую половину камеры переставало приводить к выключению раздражителей, что повторялось при 5 побежках, так что животное подвергалось экстренному воздействию электрическим током. После последней реакции ток выключался немедленно, а звук — спустя 2 с (рис. 1). Затем в течение 20 предъявлений тестировали уровень воспроизведения условных реакций в стандартных условиях [15].
Функциональное нарушение, вызванное пространственной переделкой УРАИ проводили согласно методике А.Н. Иноземцева и Л.Л. Праги-ной (1992). Для этого после достижения животными критерия обученности УРАИ осуществляли перемену местоположения отверстия (ПМПО), т. е. отверстие, через которое животное переходило в другую половину камеры при обучении, закрывали и открывали в противоположной стороне перегородки. Сразу после этого в течение
20 предъявлений проводили тестирование УРАИ в измененных условиях (рис. 1). Фиксировалось число условных реакций, МСР. Поскольку ФН
Рис. 1.
Последовательность процедур при проведении у крыс функциональных нарушений УРАИ, вызванных: А — сбоем (первая партия животных) и Б — пространственной переделкой условной реакции (вторая партия животных).
условный стимул, безусловный сти-
мул, 3 — в другую камеры.
переходы
половину
Рис. 2.
Схема исследования обратимости функциональных нарушений (ФН) условного рефлекса активного избегания
наиболее выражено сразу после воздействия, а затем происходит восстановление условной реакции до исходного уровня, то результаты представлены в 4 блоках, состоящих каждый из 5 предъявлений.
Изучение пределов обратимости ФН осуществляли в условиях попеременного чередования сбоя и ПМПО. Перед каждым очередным ФН животных в течение 2-3 дней содержали в стандартных условиях вивария. Далее в течение 1-2 дней проводили восстановление условного рефлекса до достижения животными критерия обученности (рис. 2). Затем проводили ФН, меняя его характер. Для этого
в 1-й партии животных при первом функциональном воздействии применяли сбой, а при втором — использовали пространственную переделку, а — во 2-й партии животных использовали обратную последовательность (рис. 2). Подобная схема позволила исключить возможность влияния на поведение крыс порядка чередования изучаемых приемов ФН. После этого, осуществляли восстановление условной реакции до прежнего уровня и повторяли блок из двух предшествующих функциональных нарушений (рис. 2).
В работе использованы следующие вещества с нейропсихотропной активностью: пирацетам
(300 мг/кг), разработанные в ГУ НИИ фармакологии им. В.В. Закусова РАМН анксиолитик бензодиазепинового ряда гидазепам (2,0 мг/кг) [4], препарат с транквилизирующей, ноотропной и церебропротективной активностью мексидол (100 мг/кг) [6, 12], ноотропный препарат с ней-ропротективным действием нооглютил — М-(5-оксиникотиноил)^-глутаминовая кислота (10 мг/кг) [5, 11] и производное цианопирролиди-да карбобензоксилметионина — соединение под шифром ИП-5 в дозе 0,5 мг/кг, вещество, сочетающее анксиолитические и ноотропные свойства [10, 13]. Субстанция синтезирована и предоставлена д.х.н. В.Ф. Поздневым и д.б.н.
Н.Н. Золотовым. Все вещества вводились внутри-брюшинно по соответствующей каждому эксперименту схеме. Животные контрольных групп получали физиологический раствор. Каждая группа состояла из 12-17 животных.
Статистическую обработку результатов проводили на персональном компьютере по программам «Биостат» и «Стадия» с использованием критериев: параметрического — Стьюдента (при нормальном распределении) и непараметрического — Вилкоксона — Манна — Уитни, а также однофакторного дисперсионного анализа.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
1. Изучение обратимости ФН УРАИ.
С целью изучения пределов обратимости повторных ФН УРАИ и возможности их использования для исследования эффектов соединений с нейро-психотропной активностью были проведены четырехкратные ФН стабильного УРАИ в условиях чередования сбоя и пространственной переделки навыка (рис. 2). Для оценки обратимости ФН были приняты следующие критерии: 1) восстановление УРАИ до исходного уровня (как необходимое условие для очередного ФН); 2) сопоставимое нарушение УРАИ при каждом очередном воздействии и 3) одинаковый эффект нейропсихотропных веществ при каждом очередном ФН, т. е. воспроизводимость эффектов соединений.
Как следует из полученных экспериментальных данных (табл. 1), величины УРАИ перед всеми функциональными воздействиями статистически значимо не отличались друг от друга, т. е. каждое ФН проводилось в исходно одинаковых условиях. Последнее обеспечивалось тем, что после каждого нарушения происходило восстановление УРАИ до изначально заданного уровня. Полученные результаты свидетельствуют о соблюдении первого критерия обратимости ФН.
Применение каждого ФН вызывало статистически достоверное снижение количества условных реакций относительно исходного уровня (табл. 1). Одновременно наблюдался рост генерализованной двигательной активности животных, который выражался в возрастании МСР (табл. 1), а также в виде прыжков, хаотичного бега, вокализации и других реакций, свидетельствующих об эмоциональном напряжении животных [3, 15]. Однофакторный дисперсионный анализ результатов, полученных при использовании повторных ФН, показал, что характер функционального воздействия и его очередность не оказывали влияния на воспроизведение реакций избегания как в первом, так и в последующих блоках предъявлений. Это свидетельствует о выполнении второго критерия обратимости ФН УРАИ.
2. Изучение воспроизводимости эффектов нейротропных препаратов при четырехкратных ФН УРАИ. Для изучения воспроизводимости эффектов нейропсихотропных препаратов при четырехкратных ФН были использованы пирацетам и бензодиазепиновый анксиолитик гидазепам в дозах, не оказывающих существенного влияния на процессы формирования УРАИ. Установлено, что животные всех групп достигли критерия обученности на 5-й день эксперимента, что позволило провести у них функциональные нарушения УРАИ (рис. 1). Показано, что пирацетам оказывал положительный эффект при всех ФН УРАИ, вызванных как сбоем, так и ПМПО, что выражалось в статистически достоверном увеличении уровня воспроизведения условных реакций сразу после ФН (с первого по пятое предъявление) после каждого разрушающего воздействия в сравнении с контрольными животными (рис. 3). На фоне пираце-тама отмечалось также более быстрое восстановление нарушенного рефлекса в дальнейших предъявлениях (табл. 2). Эти результаты свидетельствуют о полном воспроизведении эффектов пирацетама в условиях повторных 4-х кратных ФН УРАИ.
Гидазепам снизил нарушения УРАИ, вызванные сбоем, только при первом и втором ФН в первой и второй партии животных, соответственно (табл. 2). При этом в первом блоке предъявлений сразу после сбоя на фоне препарата число УРАИ было в первой партии в 1,5, а во-вто-рой — в 2,6 раза больше, чем в контроле (рис. 3). Положительный эффект гидазепама на воспроизведение реакций избегания наблюдался и в последующих блоках предъявлений (табл. 2). Влияние гидазепама на число УРАИ в условиях пространственной переделки навыка отсутствовало как при первом, так и при последующем применении дан-
Таблица 1
Реакции избегания и межсигнальные реакции при повторных функциональных нарушениях УРАИ у крыс
Функциональное наруш ение ФН 1 ФН 2 ФН 3 ФН 4
Сбой 1 П М П 01 П М П О 1 Сбой 1 Сбой 2 П М П О 2 ПМПО 2 Сбой 2
Г руппа ж ивотных, (п) Г руппа 1 п = 18 Г руппа 2 п = 18 Г руппа 1 п = 18 Г руппа 2 п = 17 Г руппа 1 п = 13 Г руппа 2 п = 12 Г руппа 1 п = 13 Г руппа 2 п = 12
Реакции избегании, %
Блоки предъявлений До ФН 21—25 100 98,9 ± ± 1,1 97,8 ± ± 1,5 98,8 ± ± 1,2 98,5 ± ± 1,6 100 96,9 ± ± 2,1 100
После ФН 1-5 27,8 ± ± 4,9 ## 31,1 ± ± 7,3 ## 28,9 ± ± 7,8 ## 25,9 ± ± 7,3 ## 41,6 ± ± 7,3 ## 53,3 ± ± 9,0 ## 56,9 ± ± 9,0 ## 55,0 ± ± 6,1 ##
6—10 55,6 ± ± 6,6 48,9 ± ± 6,7 47,8 ± ± 6,5 52,9 ± ± 7,3 75,4 ± ± 6,5 80,0 ± ± 7,0 75,4 ± ± 9,9 76,7 ± ± 8,1
11—15 68,9 ± ± 5,2 67,8 ± ± 7,3 63,3 ± ± 7,3 75,3 ± ± 5,3 86,2 ± ± 5,7 91,7 ± ± 3,9 84,6 ± ± 7,6 85,0 ± ± 7,0
16—20 77,8 ± ± 5,3 73,3 ± ± 6,3 72,2 ± ± 7,4 87,1 ± ± 3,4 92,3 ± ± 2,8 91,7 ± ± 3,0 86,2 ± ± 8,0 93,3 ± ± 3,8
Межсигнальные реакции, %
Блоки предъявлений До ФН 21—25 4,4 ± ± 3,5 4,4 ± ± 2,6 17,8 ± ± 5,3* 4,7 ± ± 2,7 10,8 ± ± 5,4 10,0 ± ± 3,9 1,5 ± ± 1,5 10,0 ± ± 3,4
После ФН 1-5 8,9 ± ± 1,3 # 26,7 ± ± 8,7 ##* 28,9 ± ± 5,2 #** 13,6 ± ± 3,9 # 19,2 ± ± 3,7 # 30,0 ± ± 11,4 #* 24,6 ± ± 6,9 ## 17,3 ± ± 2,5#
6—10 6,7 ± ± 2,3 18,9 ± ± 5,5 18,9 ± ± 6,6 9,4 ± ± 3,5 3,1 ± ± 2,1 21,7 ± ± 9,0* 16,9 ± ± 7,5 6,7 ± ± 3,8
11—15 5,6 ± ± 2,7 20,0 ± ± 5,4* 22,2 ± ± 5,8** 4,7 ± ± 2,7 6,2 ± ± 3,5 28,3 ± ± 10,6* 13,9 ± ± 8,0 10,0 ± ± 5,2
16—20 11,1 ± ± 4,9 12,2 ± ± 3,3 6,7 ± ± 3,2 8,2 ± ± 3,5 6,2 ± ± 4,8 16,7 ± ± 7,3 6,2 ± ± 4,2 8,3 ± ± 6,7
Примечание. *— р < 0,05, ** — р < 0,01 относительно животных, подвергшихся сбою реакции избегания в соответствующих блоках предъявления; # — р < 0,05, ## — р < 0,01 относительно средней величины фиксируемого показателя до функционального нарушения (ФН) УРАИ, соответственно (^критерий Стьюдента).
ного ФН. Кроме того, под действием пирацетама и, особенно, гидазепама у крыс после ФН УРАИ в 1,5 и 2,1 раза (р < 0,05), соответственно снижалось количество межсигнальных реакций. Таким образом, показано, что в обеих партиях животных пирацетам был в сопоставимой степени эффективен при всех четырех ФН УРАИ независимо от их характера и очередности. Воспроизводимость положительного эффекта гидазепама имела место только при сбое в пределах двух функциональных воздействий. В условиях пространственной переделки препарат был всегда не эффективен.
Как показано на примере с использованием пирацетама и гидазепама, для определения воспроизводимости эффектов веществ в условиях ФН УРПИ достаточно использовать блок, состоящий
не из четырех, а из двух ФН УРПИ. В связи с этим в дальнейшем именно этот блок ФН применялся для исследования эффектов других нейропсихот-ропных препаратов.
3. Использование повторных ФН УРАИ для анализа эффективности нейропсихотропных соединений с анксиолитической и/или ноотропной активностью. Для подтверждения и обобщения результатов по воспроизводимости эффектов но-отропов и анксиолитиков на модели повторных ФН УРАИ, полученных с использованием пира-цетама и гидазепама, исследовались относительно новый ноотроп нооглютил и вещества, сочетающие в спектре фармакологической активности анксиолитический и ноотропный компоненты действия, мексидол и соединение ИП-5.
Установлено, что при первом ФН, вызванном сбоем (согласно схеме 1 первая партия животных), под действием нооглютила отмечалось статистически значимое снижение нарушения УРАИ. На фоне препарата число реакций избегания сразу после сбоя было в 2,4 раза выше, чем в контроле. Сходные результаты наблюдались и при последующем тестировании (рис. 4). В этих условиях мек-сидол увеличивал число УРАИ в первом блоке предъявлений после сбоя в 2,1 (р < 0,05) раза. Положительное влияние мексидола на воспроизведение навыка отмечалось и при дальнейших предъявленьях (с 6 по 20) (рис. 4).
Отчетливым позитивным эффектом в условиях сбоя УРАИ обладало соединение ИП-5. Вещество снизило негативное влияние ФН, что выражалось в увеличении условных реакций в 2,2 раза (р < 0,05) относительно контроля в 1-5 предъяв-леньиях и более быстром воспроизведении навыка в последующих предъявлениях (рис. 4). Кроме того, мексидол и ИП-5 снижали или предотвращали вызванную сбоем условного рефлекса генерализованную двигательную активность животных. В частности, количество МСР уменьшилось
с 26,4 ± 4,4 в контроле до 12,8 ± 3,2 для мексидо-ла и до 6,8 ± 1,6 для ИП-5 (р < 0,05).
В другой серии экспериментов, когда первым ФН была перемена местоположения отверстия (вторая партия животных, рис. 1), нооглютил существенно уменьшил негативные последствия пространственной переделки навыка, что характеризовалось увеличением УРАИ сразу после воздействия в 2,9 раз относительно контроля (р < 0,01). В ходе дальнейшего тестирования уровень воспроизведения УРАИ на фоне препарата был также выше (рис. 4).
На фоне мексидола уровень воспроизведения выработанного ранее условного рефлекса сразу после пространственной переделки был в 4 раза выше (р < 0,05), чем в контроле. В дальнейшем число условных реакций на фоне препарата превышало контрольные значения, достигая статистической значимости в последнем блоке предъявлений (рис. 4). Под влиянием ИП-5 уменьшилось нарушение сформированного условного рефлекса, вызванное пространственной переделкой, и уровень воспроизведения УРАИ в течение всего тестирования после ФН был статистически значимо
Рис. 3.
Влияние пирацетама и гидазепама на воспроизведение УРАИ сразу после каждого функционального нарушения (ФН1, ФН2 и т. д.), вызванных сбоем и пространственной переделкой условного рефлекса.
А — пирацетам (300 мг/кг), Б — гидазе-пам (2 мг/кг).
| | — контрольная группа; ^ — опытная группа; * — р < 0,05; ** — р <0,01; *** — р <0,001 относительно показателей контрольной группы животных (И-критерий Вилкоксона-Манна-Уитни).
Таблица 2
Влияние пирацетама и гидазепама на УРАИ при повторных функциональных нарушениях условного рефлекса, вызванных сбоем и пространственной переделкой навыка (ПМПО)
№ ФН К S н CL л с Вещество, доза, число животных (п) Реакции избегания, %
Блоки предъявлений
До ФН П осле Ф Н
20-21 1-5 6-10 11-15 16-20
ФН 2-ПМПО 1 Контроль, п = 13 98,5 ± 1,5 33,9 ± 10,2# 50,8 ± 8,4 66,2 ± 9,7 72,3 ± 10,3
Пирацетам, 300 мг / кг, п = 13 100 60,0 ± 6,8#* 73,9 ± 8,6* 87,7 ± 3,6* 93,9 ± 2,7
Г идазепам 2 мг / кг, п = 11 98,2 ± 1,8 47,3 ± 8,7# 67,3 ± 9,8 76,4 ± 8,5 87,3 ± 4,9
ФН 2-сбой 2 Контроль, п = 12 98,3 ± 1,7 21,7 ± 7,6# 53,3 ± 9,0 76,7 ± 7,3 90,0 ± 3,9
Пирацетам, 300 мг/кг п = 15 100 65,3 ± 6,0#*** 88,0 ± 4,3*** 88,0 ± 4,3 97,3 ± 1,8*
Г идазепам, 2 мг / кг, п = 14 100 58,6 ± 6,1#*** 77,1 ± 6,9* 92,9 ± 3,4 98,6 ± 1,4*
ФН 3-сбой 1 Контроль, п = 13 98,5 ± 1,6 41,5 ± 7,3# 75,4 ± 6,5 86,2 ± 5,7 92,3 ± 2,8
Пирацетам, 300 мг / кг, п = 13 100 66,2 ± 6,9#* 92,3 ± 2,8* 89,2 ± 4,3 90,8 ± 5,4
Г идазепам, 2 мг / кг, п = 11 98,2 ± 1,8 47,3 ± 9,1# 81,8 ± 9,1 87,3 ± 9,1 83,6 ± 9,3
ФН 3-ПМПО 2 Контроль, п=12 100 53,3 ± 9,0# 80,0 ± 7,0 91,7 ± 3,9 91,7 ± 3,0
Пирацетам, 300 мг / кг, п = 15 100 84,0 ± 4,5#** 100*** 98,7 ± 1,3* 100**
Г идазепам, 2 мг / кг, п = 14 100 70,0 ± 5,8# 92,9 ± 3,4& 95,7 ± 2,3 98,6 ± 1,4*
ФН 4-ПМПО 1 Контроль, п = 13 96,9 ± 2,1 56,9 ± 9,0# 75,4 ± 9,9 84,6 ± 7,6 86,2 ± 8,0
Пирацетам, 300 мг / кг, п = 13 100 84,6 ± 4,6#* 100** 98,5 ± 1,5* 100*
Г идазепам 2 мг / кг, п = 11 96,4 ± 2,4 65,5 ± 7,2#& 83,6 ± 9,3& 96,4 ± 2,4 92,7 ± 7,3
ФН 4-сбой 2 Контроль, п = 12 100 55,0 ± 6,1# 76,7 ± 8,1 85,0 ± 7,0 93,3 ± 3,8
Пирацетам, 300 мг / кг, п = 15 100 76,0 ± 5,2#** 90,7 ± 4,3* 93,3 ± 3,7 93,3 ± 4,7
Г идазепам, 2 мг / кг, п = 14 100 61,4 ± 9,7# 85,7 ± 8,0 88,6 ± 7,2 97,1 ± 2,9
Примечание. *— р < 0,05, **— р < 0,01, ***— р < 0,001 относительно контроля; ## — р < 0,01, ### — р < 0,001 относительно средней величины до функционального нарушения (ФН); & — р < 0,01 относительно пирацетама (^ критерий Стьюдента).
выше контрольного (рис. 4). Мексидол полностью предотвращал, а ИП-5 существенно ослаблял рост МСР, характерный для данного ФН УРПИ.
Таким образом, мексидол, нооглютил и ИП-5 ослабляли негативные последствия ФН, вызванные сбоем и пространственной переделкой УРАИ, улучшая воспроизведение условного рефлекса, как это характерно для классического ноотропа пирацетама. Помимо этого, мексидол и вещество ИП-5, имеющие в спектре фармакологической активности анксиолитический компонент действия, подобно гидазепаму, снижали вызванный ПМПО рост МСР.
Исследование эффектов веществ при повторных ФН показало, что в первой партии животных, когда повторное функциональное воздействие — ПМПО проводилось после сбоя УРАИ, нооглютил, мексидол и ИП-5 уменьшили негативный эффект ФН. Под действием нооглютила сразу после пространственной переделки число условных реакций было в 2,9 раза выше, чем в контроле (р <
0,05). Превышение количества УРАИ наблюдалось и в дальнейшем и было наиболее выраженным в 6-10 предъявлениях (табл. 3). На фоне мек-сидола в первом блоке предъявлений после ПМПО число реакций избегания было в 2,7 раза выше,
Таблица 3
Влияние нейропсихотропных препаратов на УРАИ при повторном применении ФН
№ партии ж и вотных Вещество, доза Блоки предъявлений
Реакции избегания, %
До ФН П М П О
21-25 1-5 6-10 11-15 16-20
Партия 1 Контроль, физ. р-р 96,0 ± 4,0## 16,0 ± 7,5 40,0 ± 6,9 56,0 ± 7,5 72,0 ± 4,9
Мексидол, 100 мг / кг 100# 44,0 ± 9,7* 48,0 ± 4,9 76,0 ± 7,5 92,0 ± 4,9*
Нооглютил, 10 мг/кг 100## 43,3 ± 9,6* 63,3 ± 5,6* 73,3 ± 6,7 83,3 ± 6,2
ИП-5, 0,5 мг / кг 97,5 ± 2,5# 62,5 ± 5,9** 77,5 ± 7,0** 80,0 ± 5,4* 92,5 ± 3,7**
До ФН СБОЙ
Партия 2 Контроль, физ. р-р 100## 36,0 ± 7,5 52,0 ± 7,6 72,0 ± 4,9 80,0 ± 6,3
Мексидол, 100 мг / кг 100## 24,0 ± 7,5 60,0 ± 8,9 76,0 ± 7,5 88,0 ± 4,9
Нооглютил, 10 мг/кг 100## 45,7 ± 5,7 71,4 ± 6,0 85,7 ± 5,7* 94,3 ± 3,7*
ИП-5, 0,5 мг / кг 100## 44,4 ± 7,3 62,2 ± 7,8 77,8 ± 6,2 88,9 ± 4,8
Примечание. * — р< 0,05; ** — р < 0,01 относительно контроля; # — р < 0,01; ## — р < 0,001 относительно средних значений после второго функционального нарушения (и-критерий Вилкоксона-Манна-Уитни).
Рис. 4.
Влияние нооглютила (10 мг/кг), мексидола (100 мг/кг) и вещества ИП-5 (0,5 мг/кг) на функциональные нарушения (ФН) УРАИ, вызванные первым применением сбоя (первая партия) и пространственной переделки — ПМПО (вторая партия)
Ось абсцисс — блоки предъявлений: 1 — 16-20 до ФН; 2 — 1-5, 3 — 6-10, 4 — 11-15, 5 — 16-20 после ФН; ось ординат — реакции избегания в %; * — р< 0,05, ** — р< 0,01 по сравнению с контролем; # — р< 0,01, ## — р < 0,001 по сравнению со значениями до ФН, соответственно (и-критерий Вилкоксона-Манна-Уитни).
( Т.Л. Гарибова, А.Н. Иноземцев, И.Г. Капица, Т.А. Воронина |
Рис. 5. Влияние нейропсихотропных веществ на блок повторных ФН УРАИ
Блок ФН УРАИ
----отсутствие эффекта соединения на ФН УРАИ.
чем в контроле (р < 0,05). Воспроизведение УРАИ под влиянием ИП-5 в первом блоке предъявлений было на 46,5% выше, чем в контроле (р < 0,01). ИП-5 способствовал и более быстрому восстановлению нарушенного навыка, статистически значимо увеличивая число УРАИ относительно контроля на протяжении всего тестирования (табл. 3).
Во второй партии животных повторное функциональное воздействие в виде сбоя УРАИ проводилось после пространственной переделки условной реакции. Показано оптимизирующее действие но-оглютила в условиях данного повторного ФН, которое было наиболее выраженным в последних двух блоках предъявлений (р < 0,05) (табл. 3). Применение мексидола и вещества ИП-5 при повторном ФН, вызванном сбоем, не способствовало уменьшению нарушений УРАИ (табл. 3). Как следует из приведенных данных, влияние мексидола и ИП-5 на сбой в рассмотренных условиях отличается от положительного действия этих соединений при сбое, которому не предшествовала пространственная переделка условной реакции.
Таким образом, нооглютил, подобно пирацета-му, уменьшал последствия нарушения УРАИ, вызываемые сбоем и пространственной переделкой как при однократном, так и при повторном применении любого ФН. Вещества, имеющие в спектре своего действия ноотропный и анксиолитический компоненты (мексидол, ИП-5), в условиях однократных ФН вели себя подобно ноотропам, а при втором ФН
эффекты этих соединений отличались как от ноот-ропов, так и от анксиолитиков: эффект этих веществ воспроизводился только при пространственной переделке, и отсутствовал при сбое (рис. 5).
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
В проведенных исследованиях получены результаты, свидетельствующие об обратимости ФН УРАИ при четырех последовательных стрессорных воздействиях, обусловленных чередованием сбоя и пространственной переделки, то есть, при каждом последующем ФН наблюдается сопоставимое с первым угнетение условного рефлекса, а затем его восстановление до исходного уровня. Как правило, использование повторных ФН условных рефлексов приводит к быстрой адаптации животных к новым условиям, что исключает обратимость ФН [20]. Показанная в настоящем исследовании обратимость 4-кратных ФН УРАИ объясняется, по-видимому, использованием двух ФН различного характера и их чередованием, поскольку подобная модификация опыта усиливает эффект изменения предъявляемой животным задачи и исключает возможное облегчение ее решения.
Изучение эффектов нейротропных веществ при первом применении ФН (сбоя или пространственной переделки условных оборонительных рефлексов) и чередующихся повторных ФН разных типов, согласно принятой схеме (рис. 2) показало, что ан-
ксиолитики гидазепам (а ранее и феназепам) [14], и ноотропы пирацетам и нооглютил уменьшили последствия стрессогенной процедуры сбоя. То есть, несмотря на принадлежность к разным группам нейротропных препаратов, их влияние было одинаковым и на воспроизведение УРАИ, и на генерализованную двигательную активность. В то же время в условиях пространственной переделки при очевидном сходстве по позитивному влиянию на эмоциональное напряжение у веществ отмечались существенные отличия по влиянию на воспроизведение нарушенного условного рефлекса: реакций избегания на фоне ноотропов было больше, чем в контроле, а на фоне анксиолитиков их уровень не изменялся. Установленные в опыте общие закономерности и отличительные особенности эффектов анксиолитиков и ноотропов на функциональные нарушения условного оборонительного рефлекса могут быть обусловлены следующими причинами.
Известно, что внезапные изменения в среде обитания вызывают у животных эмоциональное напряжение, увеличение генерализованной двигательной активности, что обеспечивает поиск новых путей решения задачи в изменившейся обстановке, когда старые перестают быть эффективными [2, 17, 21, 22]. Как отмечено выше, транквилизаторы феназе-пам и гидазепам уменьшают эмоциональное напряжение в условиях обоих функциональных нарушений. При этом в условиях сбоя уменьшение эмоционального напряжения, по-видимому, достаточно для воспроизведения ранее выработанной реакции избегания, поскольку она остается неизмененной, и это обеспечивает эффективность анксиолитиков. При пространственной переделке уменьшение эмоционального напряжения недостаточно для выполнения новой задачи, так как, в отличие от сбоя, требуется усвоение видоизмененного навыка, которое анксиолитические свойства вещества обеспечить не могут.
Успешное решение задачи животными на фоне пирацетама и нооглютила как после сбоя, так и после пространственной переделки навыка объясняется, по-видимому, их способностью, оптимизируя аналитико-синтетическую деятельность и активируя интегративные возможности ЦНС, улучшать процессы обучения и памяти. Уменьшение генерализованной двигательной активности, отражающей уровень эмоционального напряжения у этих животных, может быть обусловлено известным фактом, что успешное решение задачи уменьшает эмоциональное напряжение [21]. Таким образом, ноотропы улучшают решение задачи и опосредованно уменьшают эмоциональное напряжение, а анк-сиолитики уменьшают эмоциональное напряжение и опосредованно улучшают решение задачи.
В проведенных исследованиях показано, что положительный эффект пирацетама воспроизводился при всех четырех ФН УРАИ, независимо от их характера и очередности. Этот факт обратимости эффекта пирацетама делает возможным повторное использование ноотропов при многократных ФН УРАИ.
Воспроизводимость эффекта гидазепама соблюдалась в пределах двух ФН и только при сбое. Возможно, что исчезновение положительного эффекта гидазепама на сбой при третьем и четвертом ФН обусловлено влиянием предшествующей пространственной переделки.
Можно было предположить, что вещества со смешанными свойствами мексидол и ИП-5 будут эффективны в условиях обеих моделей ФН УРАИ, поскольку обладают как ноотропной, так и анк-сиолитической активностью. Действительно, вещества были эффективны при ФН, вызванных и сбоем и пространственной переделкой, но только при их однократном первом применении. На модели блока повторных ФН мексидол и ИП-5 в условиях пространственной переделки уменьшили нарушение УРАИ, существенно увеличивая число реакций избегания. Напротив, при сбое, который применялся в качестве второго ФН, соединения не предотвращали разрушительные последствия функционального воздействия. Это отличает данные вещества как от ноотропов, которые эффективны при всех ФН, так и от анксиолитиков, которые всегда не эффективны при ПМПО, но эффективны при сбое (рис. 5).
Пирацетам является производным пирролидо-на, и его нейрохимический механизм действия связан, прежде всего, с изменением метаболических, биоэнергетических процессов в нервной клетке, повышением скорости оборота информационных молекул и активации синтеза белка [1, 19, 25, 26]. Нооглютил представляет собой производное 5-ок-синикотиноил L-глутаминовой кислоты и помимо ноотропного действия обладает выраженным ней-ропротективным эффектом. По механизму действия препарата является позитивным модулятором АМРА рецепторов глутаматергической системы [5, 7, 18]. Приведенные данные о химическом строении и механизме действия пирацетама и ног-лютила позволяют предположить, что для эффективного решения задачи, в частности, при повторных ФН УРАИ, неважно, как реализуется позитивное действие препаратов на когнитивные и мнестические процессы, а важно наличие ноотроп-ных свойств в спектре фармакологической активности соединений.
В той же степени это заключение можно отнести к веществам, сочетающим в спектре фармаколо-
гического действия анксиолитический и ноотроп-ный компоненты, мексидолу и веществу ИП-5, поскольку, несмотря на приведенные ниже особенности строения и механизмы действия, вещества проявили одинаковый эффект в условиях повторных ФН УРАИ. Так, мексидол, (2-этил-6-метил-3-ок-сиперидин сукцинат), обладая выраженным анти-оксидантным и мембранопротекторным действием, ингибирует процессы перекисного окисления липидов биомембраны, повышает активность антиокси-дантных ферментов, уменьшая вязкость мембраны и ее текучесть, модулирует активность мембранносвязанных ферментов и рецепторных комплексов мембран мозга [6, 10, 12]. Механизм действия вещества ИП-5 реализуется через пептидергическую систему. Являясь ингибитором ПЭП, соединение действует на метаболизм пролилсодержащих нейропептидов, таких как субстанция Р, аргинил-ва-зопрессин и тиролиберин, нейротропные свойства которых хорошо известны [10, 13].
Таким образом, предложенная модель повторных ФН УРАИ является объективным методом для выявления и подтверждения фармакологических свойств нейропсихотропных веществ (анксиолити-ческого и/или ноотропного), поскольку независимо от способов реализации эффектов, их наличие в спектре фармакологического действия дает однозначный результат.
В целом, полученные сведения об эффективности использованных соединений на модели повторных обратимых ФН УРАИ расширяют представления о природе фармакологических эффектов веществ с анксиолитическими и/или ноотропными свойствами.
Работа поддержана грантом РФФИ №03-0449223.
ЛИТЕРАТУРА
1. АбрамецИ.И., Самойлович И.И., Кузнецов Ю.В. Нейрофизиологические механизмы депотенциации синаптической передачи. // Нейрофизиология. 1998. № 30. С.113-121.
2. Анохин П.К. Биология и нейрофизиология условного рефлекса. М.: Медицина, 1968.
3. Вальдман А.В., Козловская М.М., Медведев О.С. Фармакологическая регуляция эмоционального стресса. М., 1979.
4. Воронина Т. А. Фармакология гидазепама. //Гида-зепам / Под ред. С.А. Андронати. Киев: Наукова думка, 1992. С. 63-75.
5. Воронина Т.А. Новые направления поиска ноотроп-ных препаратов (проблемная статья). // Вестник РАМН. 1998. № 1. С. 16-21.
6. Воронина ТА. Антиоксидант мексидол. Основные ней-ропсихотропные эффекты и механизм действия. // Психофармакол. и биол. наркол. 2001. Т. 1. № 1. С. 2-12.
7. Воронина ТА. Новые ноотропные препараты с ней-ропротективной активностью. // Психофармакол. и биол. наркол. 2002. № 3-4. С. 375.
8. Воронина ТА., Островская Р.У. Методические указания по изучению ноотропной активности фармакологических веществ. // Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. М.: Минздрав РФ ЗАО ИИА Ремедиум, 2000.
9. Воронина ТА, Середенин С.Б. Методические указания по изучению транквилизирующего (анксиолити-ческого) действия фармакологических веществ. // Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ М.: Минздрав РФ ЗАО ИИА Ремедиум, 2000.
10. Воронина ТА, Середенин С.Б. Перспективы поиска новых анксиолитиков. //Эксперим. и клин. фармакол. 2002. Т. 65. № 5. С. 4-17.
11. Гарибова Т.Л., Галаева И.П., Воронина ТА. и др. //
Эксперим. и клин. фармакол. 2003. Т. 66. № 2. С. 45-48.
12. Дюмаев К.М., Воронина ТА., Смирнов Л.Д. Антиоксиданты в профилактике и терапии патологий ЦНС. М.: Наука, 1995.
13. Золотов Н.Н., Наркевич В.Б., Раевский В.Ф. и др. //
Докл. Рос. акад. наук. 1992. Т. 322. № 4. С. 776-779.
14. Иноземцев А.Н., Воронина ТА., Прагина Л.Л. и др. //Эксперим. и клин. фармакол. 1996. Т. 59. № 6. С. 3-5.
15. Иноземцев А.Н., Прагина Л.Л. // Журн. высш. нервн. деят. 1989. Т. 39. № 4. С. 764-766.
16. Иноземцев А.Н., Прагина Л.Л. Методические приемы стрессогенных воздействий для исследования ноотропных влияний на обучение и память. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 16. Биология. 1992. № 4. С. 23-31
17. Кеннон В.Б. Физиология эмоций. Л.: Прибой, 1927.
18. Комиссаров И.В. Синаптические ионотропные рецепторы и познавательная деятельность. Донецк: мед. универ., 2001. С. 99-110.
19. Новиков В.Е., Ковалева ЛА. // Эксперим. и клин. фармакол. 1997. Т. 60. № 1. С. 59-61.
20. Разенков И.П. Изменение раздражительного процесса коры полушарий головного мозга собаки при трудных условиях. // Тр. физиол. лаб. акад. И.П. Павлова. М.: Акад. мед. наук СССР. 1953. Т. 1. Вып. 1. С. 83-97.
21. Симонов П.В. Эмоциональный мозг. М.: Наука, 1981.
22. Судаков К.В. Системные механизмы эмоционального стресса. М.: Медицина, 1982.
23. Colpaert F.C. Drug discrimination in neurobiology. //
Pharmacol. Biochem. and Behav. 1999. Vol. 64. N 2. P.337-345.
24. LeMerrer J, Nogues X. Cognitive neuropharmacology: new perspectives for the pharmacology of cognition. // Pharmacol. Res. Vol. 41. N 5. 2000. P. 503-514.
25. Shiotani T., Nacomoto Y., Watabe S., et al. //Brain Res. 2000. Vol. 859. N 2. P. 255-261.
26. Tissot M., Sarfati G., Roch-Arveiller M., et al. // Biochem. Pharmacol. 1999. Vol. 57. N 2. P. 163-170.
27. Zolotov N.N., Garibova T.L., Nazarova GA., et al. //
Biological basis of individual sensitivity to Psychotropic Drugs. Abstract Second Int. Conf. M. 1993. P.153.
