Изучение влияния глипролинов на поведение лабораторных животных в условиях экспериментального гипертиреоза

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ

На сегодняшний день заболевания эндокринной системы представляют собой серьезную медицинскую проблему и приобретают особую значимость, связанную, в большей степени, с возникновением дизрегуляторных нарушений нейроэндокринного взаимодействия [1–3]. Известно, что существует тесная двусторонняя взаимосвязь между нервной и эндокринной системами. Установлено, что изменение уровня тиреоидных гормонов приводит к нарушениям психоэмоционального состояния, проявляющимися его изменениями от психомоторного возбуждения до угнетения [4–6]. Снижение уровня тироксина способствует развитию когнитивных и диссомнических расстройств, а также ряда неврологических нарушений (вестибулоатактические, мозжечковые, полиневропатические и др.) [7–9]. Принимая во внимание роль тиреоидных гормонов в патогенезе различных патологических состояний, остро встает вопрос о необходимости поиска и изучения средств коррекции неврологических нарушений [10–12].

В настоящее время особый интерес уделяется препаратам пептидной природы, целесообразность применения которых обоснована их широким спектром фармакологической активности [13–15]. Экспериментально показано, что введение препарата нейроспецифического действия «Семакс» в условиях стресса восстанавливает психоэмоциональный статус и функции долговременной памяти крыс, повышая уровень гамма-аминомасляной кислоты в мозге, что объясняет активацию исследовательского поведения у животных в методике «Открытое поле» [16]. Показано стресспротекторное воздействие пептидов глипролинового ряда — Pro-Glu-Pro, Pro-Glu, Glu-Pro в методиках «Приподнятый крестообразный лабиринт» и «Норковая камера» [17]. В настоящее время идет активное исследование биологических свойств нейропептидов с доказанными психотропными эффектами, нейрохимические молекулы которых состоят из аминокислотных остатков глицина и пролина. Наиболее известным представителем данной группы является лекарственный препарат «Селанк». Данный глипролиновый нейропептид обладает ноотропным, антидепрессивным, иммунотропным и анксиолитическим свойствами [18]. Однако, несмотря на достаточное количество работ, посвященных изучению фармакологических эффектов глипролинов, остается очевидной необходимость проведения дополнительных экспериментальных исследований по изучению их влияния на нервную систему в условиях экспериментальной патологии щитовидной железы [19–21].

Цель исследования — изучить особенности поведенческих реакций и психоэмоциональный статус белых крыс в условиях экспериментального гипертиреоза, а также проанализировать особенности корригирующего действия пептидов глипролинового ряда (селанк и трипептид Pro-Gly-Pro) на поведенческие реакции лабораторных животных.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Все эксперименты проводились на белых нелинейных крысах-самцах 6–8-месячного возраста, массой тела 210–220 г в соответствии с Приказом Министерства здравоохранения Российской Федерации № 199н от 01.04.2016 «Об утверждении Правил лабораторной практики», ГОСТ 33215-2014 «Руководство по содержанию и уходу за лабораторными животными» [22, 23]. Лабораторные животные были разделены на 4 группы по 10 особей в каждой. Первую группу составляли контрольные крысы, получавшие внутрибрюшинно воду для инъекций в эквиобъеме. Вторую группу — особи с экспериментальным гипертиреозом, смоделированным путем внутрижелудочного введения L-тироксина фирмы «Берлин-Хеми» (Германия) в дозе 150 мкг/кг/сут в течение 21 дня. Третью и четвертую группы составляли животные с моделью гипертиреоза, получавшие внутрибрюшинно селанк и Pro-Gly-Pro в дозе 200 мкг/кг/сут в течении 21 дня после развития модели гипертиреоза. Препарат «Селанк» и его аналог Pro-Gly-Pro разработаны в Институте молекулярной генетики Национального исследовательского центра «Курчатовский институт».

Определение поведенческой активности лабораторных животных проводили, используя методику «Открытое поле», широко применяющуюся при анализе ориентировочно-исследовательской активности, локомоторной стереотипии и уровня эмоциональной реактивности грызунов. Исследование проводили в звукоизолированной комнате при дневном освещении. Продолжительность исследования составляла 3 мин. В процессе наблюдения за животными регистрировали количество пересеченных квадратов (горизонтальная двигательная активность, или локомоция), количество стоек (вертикальная двигательная активность), число заходов в центр, количество актов груминга, число заглядываний в отверстие (частота проявления норкового рефлекса), количество фекальных болюсов, фризинг.

Уровень тревожности животных оценивали, используя методику «Приподнятый крестообразный лабиринт». Крысу помещали в центр лабиринта и в течение 3 мин регистрировали количество посещений закрытых рукавов и «выглядываний» из них, время, проведенное в центре, выходы в центр, число пересечений центра лабиринта, количество стоек и актов груминга.

Полученные экспериментальные данные статистически обработаны с помощью программ Microsoft Office Excel 2007, BIOSTAT 2008 Professional 5.8.4.3 с определением t-критерия Стьюдента с поправкой Бонферрони.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Выявлено, что экспериментальный гипертиреоз, вызванный путем введения L-тироксина в методике «Открытое поле», сопровождается повышением уровня показателей тревожно-депрессивного состояния в поведении крыс-самцов. Так, в поведении особей с гипертиреозом наблюдалось повышение горизонтальной двигательной активности на 49% (p < 0,001), вертикальной — на 70% (p < 0,01) и специфической норковой в 2,8 раза (p < 0,001) по сравнению с группой контрольных животных (рис. 1).

 

Рис. 1. Влияние селанка и Pro-Gly-Pro на двигательную активность крыс-самцов в условиях экспериментального гипертиреоза в методике «Открытое поле» Здесь далее: * — p < 0,05; ** — p < 0,01; *** – p < 0,001 в сравнении с контролем; # — p < 0,05; ## — p < 0,01; ### — p < 0,001 в сравнении с животными с моделью гипертиреоза

Fig. 1. The effects of Selang and Pro-Gly-Pro on motor activity of male rats under experimental hyperthyroidism in the "Open Field" method

Hereinafter: * — p < 0.05; ** — p < 0.01; *** — p < 0.001 compared with controls; ^# — p < 0.05; ^## — p < 0.01; ^### — p < 0.001 compared with animal models of hyperthyroidism

 

Установлено, что селанк в условиях экспериментального гипертиреоза способствует снижению вертикальной двигательной активности крыс-самцов на 39% и специфической норковой — на 54% по сравнению с группой «гипертиреоз» (p < 0,001). Введение соединения Pro-Gly-Pro крысам с гипертиреозом привело к уменьшению вертикальной двигательной активности на 9% (p > 0,05) и специфической норковой — на 50% (p < 0,001) по отношению к животным с моделью экспериментального гипертиреоза.

Кроме того, поведение животных в условиях экспериментального гипертиреоза сопровождалось локомоторной стереотипией и нарастанием уровня эмоциональной реактивности, что проявлялось в увеличении количества актов груминга на 41% (p < 0,01) и времени фризинга на 50% (p < 0,05) в сравнении с контрольной группой (рис. 2).

 

Рис. 2. Влияние селанка и Pro-Gly-Pro на уровень тревожности крыс-самцов в условиях экспериментального гипертиреоза в методике «Открытое поле»

Fig. 2. The effect of Selang and Pro-Gly-Pro on the anxiety level of male rats under experimental hyperthyroidism in the "Open Field" method

 

Введение селанка крысам-самцам с моделью экспериментального гипертиреоза способствовало снижению числа груминговых реакций на 29% (p < 0,05) и замираний — на 94% в сравнении с группой животных с гипертиреозом (p < 0,05). Применение Pro-Gly-Pro в условиях экспериментального гипертиреоза сопровождалось также уменьшением количества груминговых реакций на 60% (p < 0,01) относительно группы особей с экспериментальным гипертиреозом. При этом в данной группе животных фризинг не наблюдался. Таким образом, применение препарата «Селанк» и его аналогичного структурного трипептида Pro-Gly-Pro в условиях экспериментального гипертиреоза приводит к восстановлению ориентировочно-исследовательской двигательной активности и показателей тревожности (число актов груминга и времени фризинга) лабораторных животных.

В методике «Приподнятый крестообразный лабиринт» у лабораторных животных в условиях экспериментального гипертиреоза наблюдалось увеличение количества заходов в закрытые рукава в 2,3 раза (p < 0,01), переходов через центр — в 1,7 раза и выходов в центр — в 2 раза (рис. 3), а также продолжительности времени пребывания в центре лабиринта — в 2,75 раза по сравнению с контрольной группой (p < 0,05) (рис. 4).

 

Рис. 3. Влияние селанка и Pro-Gly-Pro на двигательную активность крыс-самцов в условиях экспериментального гипертиреоза в методике «Приподнятый крестообразный лабиринт»

Fig. 3. The effects of Selang and Pro-Gly-Pro on the motor activity of male rats under experimental hyperthyroidism in the "Raised cross-shaped maze" method

 

Рис. 4. Влияние селанка и Pro-Gly-Pro на ориентировочно-исследовательскую активность крыс-самцов в условиях экспериментального гипертиреоза в методике «Приподнятый крестообразный лабиринт»

Fig. 4. The effects of Selang and Pro-Gly-Pro on the estimated research activity of male rats under experimental hyperthyroidism in the "Raised cross-shaped maze" method

 

Применение селанка в условиях экспериментального гипертиреоза сопровождалось уменьшением количества заходов в закрытые рукава на 17% (p > 0,05), переходов через центр — на 42% относительно группы особей с гипертиреозом (p < 0,05). Введение Pro-Gly-Pro крысам-самцам с моделью гипертиреоза привело к снижению числа посещений закрытых рукавов лабиринта на 42%, выходов в центр — на 35%, переходов через центр — на 44% (см. рис. 3), а также времени пребывания в центральной зоне теста — на 63% по отношению к группе с гипертиреозом (p < 0,05).

Кроме того у крыс-самцов с моделью гипертиреоза в методике «Приподнятый крестообразный лабиринт» наблюдалось повышение числа «выглядываний» из закрытых рукавов практически в 3 раза (p < 0,001), количества стоек и актов груминга — в 1,5 раза по сравнению с контрольными особями (p < 0,05) (рис. 5, 6).

 

Рис. 5. Влияние селанка и Pro-Gly-Pro на исследовательскую активность крыс-самцов в условиях экспериментального гипертиреоза в методике «Приподнятый крестообразный лабиринт»

Fig. 5. The effects of Selang and Pro-Gly-Pro on the research activity of male rats under experimental hyperthyroidism in the "Raised cross-shaped maze" method

 

Рис. 6. Влияние селанка и Pro-Gly-Pro на уровень тревожности крыс-самцов в условиях экспериментального гипертиреоза в методике «Приподнятый крестообразный лабиринт»

Fig. 6. The effects of Selang and Pro-Gly-Pro on the anxiety of male rats under experimental hyperthyroidism in the "Raised cross-shaped maze" method

 

Применение селанка сопровождалось снижением количества «выглядываний» из закрытых рукавов на 66% (p < 0,001), стоек и реакций груминга — на 28 и 33% относительно животных с моделью гипертиреоза (p < 0,05). Введение структурного аналога Pro-Gly-Pro крысам на фоне экспериментального гипертиреоза привело к уменьшению числа «выглядываний» из закрытых рукавов и стоек в среднем на 30% по сравнению с особями с моделью гипертиреоза (p < 0,05).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При изучении влияния препарата «Селанк» и его структурного аналога Pro-Gly-Pro на психоэмоциональный статус крыс-самцов при использовании методик «Открытое поле» и «Приподнятый крестообразный лабиринт» в условиях экспериментального гипертиреоза выявлено восстановление ориентировочно-исследовательской двигательной активности лабораторных животных, что свидетельствует о психомодулирующей активности нейропептидов глипролинового ряда.

Об авторах

Мариям Утежановна Сергалиева

Астраханский государственный медицинский университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: charlina_astr@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9630-2913
SPIN-код: 7976-9321

кандидат биологических наук

Россия, Астрахань

Александра Александровна Цибизова

Астраханский государственный медицинский университет

Email: sasha3633@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9994-4751
SPIN-код: 2206-3898

кандидат фармацевтических наук

Россия, Астрахань

Эльвира Ильдаровна Абдулкадырова

Астраханский государственный медицинский университет

Email: elvira_abdulkadyrova@mail.ru

аспирант 

Россия, Астрахань

Людмила Александровна Андреева

Курчатовский институт — Институт молекулярной генетики

Email: landr@img.ras.ru
ORCID iD: 0000-0002-3927-8590
SPIN-код: 4785-5621

руководитель сектора

Россия, Москва

Марина Александровна Самотруева

Астраханский государственный медицинский университет

Email: ms1506@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5336-4455
SPIN-код: 5918-1341

доктор медицинских наук, профессор

Россия, Астрахань

Николай Федорович Мясоедов

Курчатовский институт — Институт молекулярной генетики

Email: nfm@img.ras.ru
ORCID iD: 0000-0003-1294-102X
SPIN-код: 1262-2698

доктор химических наук, профессор

Россия, Москва

Список литературы

Дополнительные файлы