EFFECT OF HEPTRAL ON THE COGNITIVE FUNCTIONS OF RATS AFTER CHRONIC 153 ALCOHOL INTOXICATION

Full Text

Хорошо известно, что хроническая алкогольная интоксикация (ХАИ) приводит к когнитивной дисфункции, степень тяжести которой может варьироваться от легких отклонений до тяжелой необратимой деменции и зависит от длительности потребления этилового спирта и его дозы [1]. Чрезмерное употребление этанола связано с когнитивными нарушениями, влияющими, в основном, на исполнительные функции, память и зрительно-пространственные возможности [2]. Достаточно часто лица с алкогольной зависимостью испытывают трудности с абстрактным мышлением, сменой установок, познанием, решением проблем и способностью использовать получаемую ими информацию [3]. Это может быть связано с алкоголь-индуцирован-ным повреждением и изменением функционирования различных структур головного мозга, отвечающих за реализацию когнитивных функций - лобной, височной, теменной, поясной и островной коры, мозжечка, таламуса и гиппокампа. Следует отметить, что у лиц, длительно употреблявших этиловый спирт, нейрокогнитивные расстройства могут сохраняться в течение продолжительного периода времени после его отмены. © Бородкина Л.Е., Смольнякова Ю.А., Музыко Е.А., Тивон Я.В., Тивон Я.В., Тюренков И.Н., 2022 В настоящее время отсутствует целевое систематическое лечение когнитивных расстройств, вызванных воздействием этанола, а также то, что терапия алкогольной зависимости не устраняет интеллектуальный дефицит, поэтому вопрос поиска средств для коррекции названных нарушений особенно актуален. Перспективным препаратом является «Гептрал», который обладает выраженным антиоксидантным действием [4, 5] и применятся для лечения различных энцефалопатий, в том числе ассоциированных с печеночной недостаточностью (включая алкогольную). ЦЕЛЬ РАБОТЫ Оценка влияния гептрала на когнитивные функции крыс, подвергшихся ХАИ. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ Данное экспериментальное исследование было проведено на крысах-самках линии Wistar массой 280-320 г в количестве 70 особей, которых получили из питомника лабораторных животных Филиал Столбовая ФГБУН НЦБМТ ФМБА России (Московская область). Все осуществляемые с участием животных процедуры были выполнены с соблюдением требований и рекомендаций ГОСТ Р 33044-2014 «Принципы надлежащей лабораторной практики», Директивы Европейского парламента и Совета Европейского Союза 2010/63/ЕС о защите животных, используемых для научных целей. Протокол настоящего исследования был одобрен локальным этическим комитетом (Региональный независимый этический комитет Волгоградский области) -протокол от 25 января 2019 г. № 2095-2019. Для моделирования ХАИ 10-месячных самок в течение полугода поили 10%-м раствором этилового спирта с сахарозой (50 г/л) вместо питьевой воды [6]. На момент окончания алкоголизации возраст животных составлял 16 месяцев. Далее осуществляли формирование групп. Первую группу (п = 14) - интактную - составляли крысы, которые не получали алкоголь и которым в течение двух недель внутрибрюшинно вводили 0,9%-й раствор хлорида натрия, 2-ю группу (п = 13) - контрольную -самки после ХАИ, которые также получали физиологический раствор, 3-ю группу (п = 9) - опытную - крысы после ХАИ, которым в аналогичном режиме вводили гептрал (S-аденозил-Ь-метионина 1,4-бутандисульфо-нат; Фамар Л'Эйль, Франция) 100 мг/кг. После терапии для оценки когнитивных функций животных проводили тесты «Условный рефлекс пассивного избегания», «Экстраполяционное избавление», «Распознавание нового объекта», «Лабиринт Барнс». Статистическую обработку полученных результатов осуществляли в пакете прикладных программ Statistica v.12.5 (StatSoft Inc., США). Использовали JOURNAL OF VOLGOGRAD STATE I MEDICAL UNIVERSITY критерии Ньюмена - Кейлса и Краскела - Уоллиса с пост-тестом Данна. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ В тесте «Условный рефлекс пассивного избегания» самки контрольной группы заходили в темную камеру (ТК) с первого дня воспроизведения навыка, в то время как интактные крысы начали посещать темный отсек только на 7-й день эксперимента. Полученные данные свидетельствуют о нарушении сохранности памятного следа у самок, подвергшихся алкоголизации. Статистически значимых отличий изучаемых показателей у крыс, получавших гептрал, по сравнению с группой негативного контроля не отмечалось (табл. 1). Таблица 1 Параметры поведенческой активности крыс после ХАИ, получавших гептрал 100 мг/кг, в тесте «Условный рефлекс пассивного избегания» (M ± m) Вре мя, сут. Показатели Группы животных интактная контрольная гептрал 1-е ЛП захода в ТК, с 180 141,23 ± 18,12 142,67 ± 24,69 Время в ТК, с 0 36,62 ± 17,58 37,33 ± 24,69 Количество заходов 0 0,46 ± 0,22 0,33 ± 0,24 3-и ЛП захода в ТК, с 180 126,08 ± 21,59 142,33 ± 19,21 Время в ТК, с 0 43,77 ± 19,13 31,00 ± 19,02 Количество заходов 0 0,46 ± 0,18 0,33 ± 0,17 7-е ЛП захода в ТК, с 151,29 ± 13,95 111,62 ± 23,50 114,67 ± 26,02 Время в ТК, с 5,00 ± 2,73 62,85 ± 22,20 49,67 ± 24,39 Количество заходов 0,29 ± 0,13 0,46 ± 0,14 0,67 ± 0,29 В тесте «Экстраполяционное избавление» у крыс после ХАИ контрольной группы отмечалось увеличение латентного периода (ЛП) подныривания на 3-и и 7-е сутки теста в 1,6 и 2,3 раза (р < 0,05) соответственно, а также числа безуспешных попыток покинуть аверсивную среду (количество прыжков) в 7-й день эксперимента - в 2,3 раза (р < 0,05). Животные, которым вводили гептрал, в 4 и 3,5 раза (р < 0,05) быстрее решали поставленную экстраполяционную задачу на 1-й и 3-й дни эксперимента соответственно, делали в 3,8 и 4,1 раза (р < 0,05) меньше прыжков (табл. 2). Таблица 2 Параметры поведенческой активности крыс после ХАИ, получавших гептрал 100 мг/кг, в тесте «Экстраполяционное избавление» (M ± m) Время, сут. Показатели Группы животных интактная контрольная гептрал 1-е ЛП двигательной активности, с 0,93 ± 0,07 0,92 ± 0,08 0,78 ± 0,15 Количество прыжков 3,00 ± 0,31 5,46 ± 0,82 1,44 ± 0,47# ЛП поднырива-ния, с 11,36 ± 2,18 14,85 ± 1,09 3,67 ± 0,93# 3-и ЛП двигательной активности, с 0,93 ± 0,07 1,15 ± 0,15 0,78 ± 0,15 Количество прыжков 4,79 ± 0,63 6,85 ± 1,38 1,67 ± 0,50# ЛП поднырива-ния, с 7,64 ± 0,91 12,00 ± 1,69* 3,44 ± 0,58# 7-е ЛП двигательной активности, с 0,64 ± 0,13 1,31 ± 0,29 0,78 ± 0,15 Количество прыжков 1,00 ± 0,38 2,31 ± 0,29* 4,33 ± 2,73 ЛП подныри-вания, с 3,57 ± 0,31 8,31 ± 0,75* 10,00 ± 4,00 Изменения статистически значимы: *по сравнению с интактной группой по критерию Краскела - Уоллиса с пост-тестом Данна; "по сравнению с контрольной группой по критерию Краскела - Уоллиса с пост-тестом Данна (р < 0,05). В тесте «Распознавание нового объекта» у самок контрольной группы наблюдалось ухудшение кратковременной рабочей памяти, что выражалось в 1,8 раза (р < 0,05) более низком относительно животных интактной группы коэффициенте дискриминации. У крыс, которым вводили гептрал, коэффициент дискриминации был в 2,6 раза (р < 0,05) больше, чем у животных после алкоголизации (рис.). Изменения статистически значимы: Апо сравнению с интактной группой по критерию Ньюмена - Кейлса, &по сравнению с контрольной группой по критерию Ньюмена - Кейлса (р < 0,05). Рис. Коэффициент дискриминации у крыс после ХАИ, получавших гептрал 100 мг/кг, тест «Распознавание нового объекта» (M ± m) При изучении пространственной памяти в тесте «Лабиринт Барнс» крысы после ХАИ совершали в 1,4; 1 , 3 ; 2,0; 2,1 и 2,2 раза (р < 0,05) больше ошибок во 2, 4, 5, 6-й и 7-й дни эксперимента по сравнению с самками интактной группы. Животные, получавшие гептрал, совершали в 3,0; 10,9; 4,4; 6,4; 6,8; 5,8 и 3,3 раза (р < 0,05) меньше ошибок в 1, 2, 3, 4, 5, 6-е и 7-е сутки эксперимента (табл. 3). Таблица 3 Параметры поведенческой активности крыс после ХАИ, получавших гептрал 100 мг/кг, в тесте «Лабиринт Барнс» (M ± m) День воспроизведения Количество ошибок группы животных интактная контрольная гептрал 1-й 5,63 ± 0,73 6,00 ± 0,69 2,00 ± 0,31& 2-й 5,50 ± 0,33 7,71 ± 0,47л 0,71 ± 0,18& 3-й 5,00 ± 0,27 5,43 ± 0,20 1,29 ± 0,18& 4-й ОО ОО 1+ о О 6,43 ± 0,48л 1,00 ± 0,22& 5-й 2,38 ± 0,26 4,86 ± 0,14* 0,71 ± 0,18# 6-й 1,63 ± 0,18 3,29 ± 0,42* 0,57 ± 0,20# 7-й 1,50 ± 0,19 3,29 ± 0,18* 1,00 ± 0,22# Изменения статистически значимы: Апо сравнению с интактной группой по критерию Ньюмена - Кейлса, &по сравнению с контрольной группой по критерию Ньюмена - Кейлса, *по сравнению с интактной группой по критерию Краскела - Уоллиса с пост-тестом Данна; " по сравнению с контрольной группой по критерию Краскела - Уоллиса с пост-тестом Данна (р < 0,05). Таким образом, полученные нами в тестах «Условный рефлекс пассивного избегания», «Экстраполяционное избавление», «Распознавание нового объекта» и «Лабиринт Барнс» результаты говорят о том, что у самок крыс после ХАИ наблюдаются когнитивные нарушения, проявляющиеся плохой сохранностью памятного следа, более слабой по сравнению с интактными животными кратковременной рабочей и пространственной памятью. Очевидно, это связано с тем, что употребление этанола в течение длительного периода времени способствует нарушению функционирования и гибели клеток головного мозга, угнетению центральной нервной системы (ЦНС), подавлению активности нервных путей возбуждения, что приводит к серьезным расстройствам внимания, обучаемости, памяти. В экспериментальном исследовании King J.A. и соавт. (2020) показано, что ХАИ ассоциируется с увеличением экспрессии провоспалительных цитокинов в гиппокампе и префронтальной коре. Это вызывает ухудшение памяти и сенсомоторной координации у самок мышей [7]. Установлено, что алкоголь-индуцированное повреждение гиппокампа и нарушение его работы свя-з ан ы с и зменением синаптической передачи и митохондриальной дисфункцией [8]. Вероятно, ключевую роль в повреждении клеток ЦНС и митохондрий играют интенсификация продукции ацетальдегида при метаболизме этилового спирта и окислительный стресс [9], сопровождающийся усилением перекисного окисления липидов с одновременным снижением активности антиоксидантных ферментов. В ранее проведенных нами исследованиях было выявлено, что у крыс после ХАИ наблюдались увеличение концентрации диеновых конъюгатов, дикетонов и малонового диальдегида, уменьшение активности глутатионпероксидазы и супероксиддисмутазы, разобщение процессов тканевого дыхания и продукции АТФ в митохондриях головного мозга [10]. Ограничение когнитивной дисфункции у животных, получавших гептрал, скорее всего, связано с его протекторной активностью в отношении нервной системы. Установлено, что внутрижелудочное введение гептрала в течение 14 дней крысам после ХАИ приводит к ограничению нитрозативного стресса, о чем свидетельствовали уменьшение активности и экспрессии индуцибельной нитроксидсинтазы и, как следствие, снижение образования NO и нитротирозина в цитозоле и митохондриях головного мозга [4]. Еще одним механизмом антиоксидантного действия гептрала может являться то, что он способен повышать активность глутатионпероксидазы и глутатионредуктазы, увеличивая количество восстановленного глутатиона [5]. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Таким образом, у самок крыс после ХАИ отмечалось нарушение сохранности памятного следа, кратковременной рабочей и пространственной памяти в тестах «Условный рефлекс пассивного избегания», «Экстраполяционное избавление», «Распознавание нового объекта» и «Лабиринт Барнс». Гептрал ограничивал когнитивную дисфункцию у животных после 6-месячной алкоголизации.

About the authors

Lyudmila E. Borodkina

Volgograd State Medical University

Email: leborodkina@mail.ru
MD, Associate Professor, Professor of the Department of Pharmacology and Pharmacy Volgograd, Russia

Yulia A. Smolnyakova

Volgograd State Medical University

Email: smolnyakova.yul@mail.ru
Postgraduate Student of the Department of Pharmacology and Pharmacy Volgograd, Russia

Elena A. Muzyko

Volgograd State Medical University

Email: muzyko.elena@mail.ru
Candidate of Medical Sciences, Assistant of the Department of Theoretical Biochemistry with a course in Clinical Biochemistry Volgograd, Russia

Yakov V. Tivon

City Clinical Hospital of Emergency Medical Care No. 25

Email: bob.80@inbox.ru
Head of the Department of Intensive Care and Intensive Care Volgograd, Russia

Ivan N. Tyurenkov

Volgograd State Medical University

Email: fibfuv@mail.ru
Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, Doctor of Medical Sciences, Professor, Head of the Department of Pharmacology and Pharmacy Volgograd, Russia

References

Supplementary files