Effect of neuropeptide Y antagonist BMS193885 on overeating and emotional responses induced by social isolation in rats

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Как известно, хронический стресс социальной изоляции связан с повышенным риском психических заболеваний, таких как атипичная депрессия, и обычно сопровождается гиперфагией и увеличением массы тела [37, 42]. Многочисленные исследования свидетельствуют об увеличении потребления пищи и массы тела как после выращивания в условиях социальной изоляции, так и после изоляции взрослых грызунов [28, 30, 38, 43, 44, 45]. С другой стороны, повторная социализация изолированных крыс приводит к снижению потребления пищи и массы тела [36]. Социальная изоляция может изменять психоэмоциональный статус у животных и вызывать нарушения в нейромедиаторных системах мозга, в становлении нейроэндокринных взаимодействий, что ведет в дальнейшем к стойкой модификации нейроэндокринных, иммунных и висцеральных реакций [1, 2, 33, 35, 40]. У грызунов в результате социальной изоляции в онтогенезе развивается так называемый синдром социальной изоляции, который выражается в повышении реактивности подкрепляющих систем мозга, гиперактивности и повышенной агрессивности в сочетании с высоким уровнем депрессивности. При этом социальная изоляция вызывает гиперчувствительность к психоактивным веществам и алкоголю [8, 9, 16, 17, 41].

В настоящей работе мы делаем попытку доказать, что длительный стресс выращивания в условиях социальной изоляции вызывает компульсивное переедание, как форму пищевой зависимости. Синдром социальной изоляции, как было ранее показано в отделе нейрофармакологии, формируется на основе гиперчувствительности эмоциогенных звеньев мозга [6, 7, 10, 11, 20–22]. Последнее приводит к пластическим перестройкам стрессо-зависимых лимбико-диенцефальных нейронных популяций и создает предпосылки для формирования химических и нехимических форм зависимости [4, 5, 13, 18, 19]. Если уязвимость животных, выращенных в условиях социальной изоляции, в отношении действия алкоголя и психоактивных веществ исследована достаточно широко [8, 9, 13, 50], то нехимические формы зависимости (пищевая, игровая и др.) практически не рассматриваются. Эмоциональное переедание (соmpulsive overeating, bulimia nervosa, binge eating disorder — BED) лежит в основе нарушений пищевого поведения. BED, в частности, включен в МКБ-10 в качестве нехимической формы зависимости [25].

Известно, что социальная изоляция вызывает изменения в ряде нейромедиаторных систем. У животных после социальной изоляции показано повышение уровня серотонина и нейропептида Y, снижение дофамина, норадреналина, нейростероидов, альфа-меланоцит-стимулирующего гормона и кокаин- и амфетамин-регулируемого пептида (CART) [27, 29, 32, 46, 48, 49]. Однако точные нейрональные механизмы, которые лежат в основе гиперфагии и увеличения массы тела, вызванные социальной изоляцией, еще не выяснены. Ранее нами были исследованы орексигенные пептиды орексин и грелин у животных, выращенных в изоляции [14, 15]. В настоящее время установлена их тесная взаимосвязь с нейропетидом Y в пищевом и эмоциональном поведении [26].

Нейропептид Y (NPY) относится к орексигенным пептидам гипоталамуса, он участвует в регуляции насыщения, эмоционального состояния, сосудистого тонуса и гастроинтестинальной секреции [3]. NPY, идентифицированный в 1982 г. К. Татемото из экстрактов мозга свиньи, состоит из 36 аминокислот [47]. Пептид принадлежит к семейству панкреатических полипептидов, к которым относится сам панкреатический полипептид (РР), NPY и пептид YY (YY). Сходство последовательностей аминокислот в NPY y различных классов позвоночных позволяет его отнести к одному из самых высококонсервативных в эволюционном плане пептиду [24]. NPY вырабатывается из своего предшественника препронейропептида Y, содержащего 98 аминокислотных остатков. Рецепторы NPY сопряжены с G-белком, активируют близкородственные пептиды NPY, YY и РР и участвуют в регуляции аппетита, циркадного ритма и тревоги [39]. Существует 5 типов рецепторов, обозначаемых Y-1, Y-2, Y-4, Y-5, Y-6, они кодируются разными генами и могут служить терапевтическими мишенями для снижения ожирения и других расстройств [34].

NPY обладает выраженным анксиолитическим, антидепрессантным и противосудорожным эффектами [31, 50]. Он вырабатывается в разных структурах мозга, включая гипоталамус, и выполняет ряд функций: увеличение потребления пищи и накопление энергии в виде жира, снижение тревоги и стресса, уменьшение восприятия боли, регуляция циркадного ритма, снижение потребления алкоголя, снижение артериального давления и контроль эпилептических припадков. Пептид также продуцируется нейронами симпатической нервной системы и служит вазоконстриктором, а также вызывает рост жировой ткани [3]. Ранее нами показано, что антагонист NPY Y1R BMS193885 снижает условную реакцию предпочтения места этанола [12]. Можно предположить действие NPY Y1R BMS193885 на нехимические формы зависимости, в частности, на пищевую зависимость.

Цель настоящей работы — анализ действия NPY Y1R BMS193885 на эмоциональные реакции и элементы компульсивного переедания у крыс, вызванные выращиванием в социальной изоляции.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Выращивание животных в условиях частичной сенсорной и полной внутривидовой изоляции

В работе были использованы 79 половозрелых крыс-самцов линии Вистар, выращенных в условиях вивария (в сообществе или в одиночных клетках). Предварительно беременных крыс массой 220–240 г получали из питомника лабораторных животных «Рапполово» (Ленинградская область). Животных содержали при свободном доступе к воде и пище в условиях инвертированного света (8.00–20.00) при температуре 22 ± 2 °C. Пометы крысят отсаживали от матерей на 21-й день жизни. Самцов случайным образом делили на две экспериментальные группы. Крыс одной группы (n = 37) рассаживали в индивидуальные пластмассовые клетки размером 40 × 30 × 25 см (социальная изоляция). Крыс второй, контрольной группы, (n = 42) содержали по 6–8 особей в клетке (53 × 32 × 19 см). С 73-го дня жизни крыс последовательно (с перерывами 24–48 ч) тестировали в ряде поведенческих методик, предварительно за 15 мин до тестирования интраназально вводили исследуемые вещества. После каждого опыта крыс, выращенных в изоляции, помещали в свои индивидуальные клетки.

Тест «приподнятый крестообразный лабиринт». Поведение крыс в тесте «приподнятый крестообразный лабиринт» исследовали в установке, которая состояла из двух открытых рукавов 50 × 10 см и двух закрытых рукавов 50 × 10 см с отрытым верхом, расположенных перпендикулярно относительно друг друга. Высота над полом 1 м. Животное помещали в центр лабиринта. Путем нажатия соответствующей клавиши этографа, связанного с компьютером, фиксировали время пребывания в закрытых и открытых рукавах, время свешивания в отрытых рукавах и выглядывания из закрытых рукавов. Продолжительность теста составляла 5 мин.

Тест «открытое поле». Свободную двигательную активность животных исследовали в тесте «открытое поле», представляющем собой круглую площадку диаметром 80 см, ограниченную по окружности непрозрачными бортами высотой 30 см. По всей площади открытого поля равномерно расположены 16 отверстий (норок), диаметром 3 см каждая, предназначенных для выявления видоспецифического компонента исследовательской активности у грызунов (норковый рефлекс). Освещенность открытого поля равнялась 100 лк. Продолжительность одного опыта составляла 3 мин. На основании поведенческого атласа для грызунов выбирался ряд элементарных двигательных актов и поз, совокупность которых характеризует целостное поведение в «открытом поле». Исходя из требований регистрации и математической обработки, каждому отдельному элементарному акту присваивали определенный номер (код): 0 — «локомоция» (поступательное движение тела в горизонтальной плоскости); 1 — «обнюхивание» (принюхивание и повороты головы без существенных изменений координат корпуса в горизонтальной и вертикальной плоскостях). Этот акт может осуществляться в позах «сидя», «стоя», которые трудно различимы без потери его основного биологического значения, поэтому при регистрации не разделялся в зависимости от позы, в которой он появлялся); 2 — «вертикальная стойка» (стойка на задних лапах в центре открытого поля); 3 — «груминг» (все разновидности этой реакции); 4 — «неподвижность» (покой, сидение, визуально определяемая неподвижность животного обычно в позе «сидя» с подогнутыми конечностями и сгорбленной спиной); 5 — «движение на месте» (изменение координат головы и корпуса в пределах условной окружности, центром которой являются задние конечности животного, координаты которых существенно не меняются, достигается переступанием передних конечностей при опоре на задние); 6 — «заглядывание в норку» (норковый рефлекс); 7 — «стойка на стенку» (вертикальная стойка на задних лапах с упором передними на стенку вольера).

Тест принудительного плавания Порсолта. Тест вынужденного плавания основан на наблюдении, что у животного при неизбегаемом плавании в цилиндре с водой наблюдается неподвижная поза (иммобилизация). В этом тесте неподвижность животного интерпретируется как пассивный стресс, депрессии, то есть как поведение отчаяния. Животные помещались в прозрачный цилиндр высотой 0,7 м, наполненный водой, при температуре 25 °C, на 5 мин. Предварительно, за сутки до тестирования каждое животное опускали в сосуд с водой на 5–6 мин для адаптации. В день эксперимента животное помещали в цилиндр с водой таким образом, чтобы оно не могло ни выбраться из сосуда, ни найти в нем опору, то есть касаться лапами дна. Попадая в воду, животные начинали проявлять бурную двигательную активность, направленную на поиск выхода из аверсивной стрессорной ситуации, но затем оставляли эти попытки и зависали в воде в характерной позе, оставаясь полностью неподвижными или совершая незначительные движения, необходимые для поддержания головы над поверхностью воды. Это поведение расценивается как проявление отчаяния, подавленности, депрессивноподобного состояния. Основным показателем выраженности депрессивноподобного состояния по данному тесту является длительность неподвижности, то есть сумма эпизодов иммобилизации у каждого животного в течение 6 мин наблюдения.

Тест «чужак – резидент». Подопытное животное — «резидент» — в течение часа находилось в клетке размерами 20 × 36 × 20 см, после чего к нему подсаживали на 5 мин второе животное — «чужака». «Чужаками» считались крысы-самцы массой 170–180 г, то есть заведомо меньших размеров, чем «резиденты», что создавало условия для зоосоциального доминирования последних. Регистрировали число поведенческих проявлений агрессивности и защиты, а также общее число поведенческих актов, описывающих взаимоотношение двух особей крыс.

Исследование потребления пищи и элементов пищевой зависимости

У животных при выращивании как в сообществе, так и в изоляции определяли массу тела на 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9-й неделях жизни. У специальных групп животных, выращенных в сообществе и в изоляции, которых не использовали в дальнейшем для изучения поведения, проводили анализ пищевого поведения. Для этого производили измерения веса сухого брикетированного корма перед подачей пищи и через 24 ч после ее подачи у крыс на 10-й неделе жизни, выращенных в сообществе и в изоляции, после одной недели ежедневного интраназального введения 20 мкг BMS193885, разведенного в дистиллированной воде 1 мг/мл. В качестве контроля использовали интраназальное введение 20 мкл 0,9 % раствора NaCl (физиологического раствора).

Элементы пищевой зависимости исследовали у крыс при формировании инструментальных пищевых рефлексов. Для пищевого подкрепления использовали очищенные семена подсолнуха. При пищевой депривации животных содержали в условиях специальной диеты — кормили ежедневно стандартным брикетированным кормом, ограничивая время доступа к пище 4 ч, при свободном доступе к воде. Соответственно, перед каждым тестированием выдерживалась пищевая депривация в течение 20 ч. Крыс, которых содержали в условиях специальной диеты с пищевой депривацией, помещали в камеру с кормушкой в течение 3 дней по 10 мин. После выработки пищевого рефлекса переходили на режим свободного доступа к пище и в течение последующих 4 дней продолжали помещать животных в камеру с кормушкой по 10 мин в день. На 10-й день опыта регистрировали число съеденных семян и число подходов к кормушке.

Фармакологические вещества. Были использованы следующие препараты: конкурентный антагонист Y₁ рецепторов (Y1R) нейропептида Y BMS193885 (Cat. No. 3242, Tocris, UK), разведенный в дистиллированной воде 1 мг/мл, вводили раствор интраназально в дозе 20 мкг (по 10 мкл в каждую ноздрю) за 15 мин до исследования поведения. В качестве контроля использовали введение 20 мкл 0,9 % раствора NaCl (физиологического раствора). Измерение количества принимаемого корма происходило после 7 дней ежедневного интраназального введения 20 мкг BMS193885, разведенного в дистиллированной воде 1 мг/мл.

Статистические методы анализа. Оценку статистической достоверности различий проводили при помощи пакета программ SPSS Sigma Stat 3,0, GraphPad Prism 6 с использованием однофакторного дисперсионного анализа. Для сравнения контрольной и экспериментальных групп использовали однофакторный дисперсионный анализ ANOVA. Из непараметрических критериев использовали критерий Краскела–Уоллиса для сравнения групп. Различия считали статистически значимыми при р < 0,05. Для представления полученных данных использовали такие показатели описательной статистики, как среднеарифметическое значение и ошибка среднего.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

У животных при выращивании как в сообществе, так и в изоляции, определяли массу тела с 3-й по 9-ю неделю жизни. Уже к 1,5 мес. жизни наблюдалась тенденция к увеличению массы тела у животных, выращенных в изоляции (119,1 ± 6,1 г у крыс, выращенных в сообществе, и 130,2 ± 4,4 г у крыс, выращенных в изоляции). На 8-й неделе жизни масса тела у крыс, выращенных в сообществе, была значительно ниже, чем у животных, выращенных в изоляции (р ≤ 0,05) (211,3 ± 7,6 г у крыс, выращенных в сообществе, и 236,1 ± 8,9 г у крыс, выращенных в изоляции). На 9-й неделе жизни масса тела у крыс, выращенных в сообществе, была так же значительно ниже, чем у животных, выращенных в изоляции (р < 0,05) (238,4 ± 11,1 г у крыс, выращенных в сообществе, и 272,3 ± 9,4 г у крыс, выращенных в изоляции) (рис. 1).

 

Рис. 1. Динамика увеличения массы тела крыс, выращенных в сообществе и в изоляции. * р < 0,05 относительно группы крыс, выращенных в сообществе

 

У животных, выращенных в сообществе и в изоляции, проводили анализ пищевого поведения: измерение веса корма перед подачей пищи и через 24 ч после ее подачи у крыс на 10-й неделе жизни после одной недели ежедневного интраназального введения BMS193885. В качестве контроля использовали интраназальное введение 20 мкл 0,9 % раствора NaCl. Животные, выращенные в изоляции, в течение суток потребляли достоверно больше брикетированного корма, чем животные, выращенные в сообществе (р < 0,05) (20,1 ± 0,4 г — среднее по группе из 9 крыс, выращенных в сообществе, и 26,0 ± 1,3 г у крыс, выращенных в изоляции). После одной недели ежедневного интраназального введения 20 мкг BMS193885 у животных, выращенных как в изоляции, так и в сообществе, потребление корма снижалось относительно 0,9 % раствора NaCl (р < 0,05) (16,3 ± 0,3 г — среднее по группе из 9 крыс, выращенных в сообществе, и 21,0 ± 1,8 г у крыс, выращенных в изоляции). При этом животные, выращенные в изоляции, после недели ежедневного введения BMS193885 потребляли то же количество пищи, как и животные, выращенные в сообществе после недели ежедневного введения 0,9 % раствора NaCl (20,1 ± 0,8 г — среднее по группе из 9 крыс, выращенных в сообществе, и 21,0 ± 1,8 г у крыс, выращенных в изоляции) (рис. 2).

 

Рис. 2. Суточное потребление пищи у крыс, выращенных в сообществе и в изоляции, после 1 недели ежедневного интраназального введения BMS193885. * р < 0,05 относительно группы крыс, выращенных в сообществе, после одной недели ежедневного интраназального введения 0,9 % раствора NaCl

 

У животных, выращенных в сообществе и в изоляции, проводили анализ элементов пищевой зависимости: измерение числа съеденных семян и числа подходов к кормушке при оценке ранее выработанного пищевого инструментального рефлекса у сытых крыс. У крыс, выращенных в изоляции, в камере с кормушкой на 7-й день эксперимента наблюдалось увеличение числа съеденных семян и числа подходов к кормушке по сравнению с животными, выращенными в сообществе (р < 0,05). После 1 нед. ежедневного интраназального введения BMS193885 у крыс, выращенных в изоляции, в камере с кормушкой на 7-й день эксперимента не наблюдалось увеличения числа съеденных семян и числа подходов к кормушке по сравнению с животными, выращенными в сообществе.

В тесте «открытое поле» после интраназального введения BMS193885 у животных, выращенных в сообществе, достоверно снизилось число локомоций (р < 0,05) (табл. 1). В отношении других паттернов поведения достоверных различий не наблюдалось. После введения BMS193885 у крыс, выращенных в условиях социальной изоляции, по сравнению с изолянтами до введения наблюдалось увеличение числа обнюхиваний, движений на месте, исследования норок и суммы всех актов (р ≤ 0,05). Для точности исследования регистрировались как время наблюдаемого паттерна за опыт, так и количество актов за опыт. Дополнительно вычислялись число пересеченных квадратов и сумма всех актов за опыт.

 

Таблица 1. Условный пищевой рефлекс у сытых крыс, выращенных в условиях социальной изоляции, в камере с кормушкой на 7-й день эксперимента после 1 недели ежедневного интраназального введения BMS193885 (M ± m)

Показатели	Контрольные крысы (0,9 % NaCl)		После курса введения BMS
	сообщество	изоляция	сообщество	изоляция
Число съеденных семян	35,67 ± 4,53	43,35 ± 3,14*	31,82 ± 4,56	34,76 ± 5,85
Число подходов к кормушке	6,54 ± 1,49	10,62 ± 3,95*	5,38 ± 0,47	7,34 ± 2,32

^{* р < 0,05 относительно группы крыс, выращенных в сообществе после одной недели ежедневного интраназального введения 0,9 % раствора NaCl без введения препарата.}

 

Поведение изолянтов в тесте «открытое поле» отличалось от поведения крыс, выращенных в сообществе: увеличивалось число локомоций и болюсов дефекаций (р < 0,05), снижалось время грумминга (р < 0,05). После введения BMS193885 у крыс, выращенных в условиях социальной изоляции, по сравнению с животными, выращенными в сообществе, наблюдалось увеличение числа и времени локомоций, пересеченных квадратов, общего количества актов, а также числа обнюхиваний и исследований норок (р < 0,05) (табл. 2).

 

Таблица 2. Поведение животных, выращенных в социальной изоляции, в тесте «открытое поле» после интраназального введения BMS193885 (M ± m)

Паттерн		Контрольные животные		После введения BMS
		сообщество	изоляция	сообщество	изоляция
Локомоция	n	18,6 ± 3,97	27,80 ± 3,83*	9,60 ± 3,04#	20,60 ± 4,93*
	t	12,25 ± 2,88	14,29 ± 3,23	7,83 ± 2,35	17,40 ± 4,82*
Обнюхивание	n	45,20 ± 3,67	48,00 ± 5,33	49,20 ± 5,82	68,60 ± 6,66*#
	t	100,03 ± 13,07	120,32 ± 11,77	105,18 ± 9,22	107,54 ± 5,71
Движение на месте	n	28,4 ± 4,62	28,40 ± 1,29	37,80 ± 2,71	42,00 ± 1,38#
	t	15,55 ± 3,14	20,52 ± 1,29	30,01 ± 4,15	24,33 ± 2,75
Груминг	n	2,59 ± 1,32	0,20 ± 0,18	2,20 ± 1,11	2,20 ± 1,02
	t	30,01 ± 15,31	0,67 ± 0,34*	8,45 ± 3,81	9,21 ± 4,46
Вертикальные стойки	n	1,51 ± 0,77	0,39 ± 0,20	1,47 ± 0,74	2,20 ± 0,58
	t	1,40 ± 0,72	0,45 ± 0,23	1,79 ± 0,91	2,15 ± 0,65
Стойки с упором	n	3,00 ± 0,89	1,80 ± 0,49	2,56 ± 1,30	4,60 ± 1,08
	t	2,88 ± 0,74	2,13 ± 0,73	3,36 ± 1,71	4,30 ± 0,89
Исследование норок	n	3,60 ± 1,29	4,40 ± 1,36	5,00 ± 0,45	11,60 ± 2,11*#
	t	8,91 ± 4,06	4,16 ± 1,19	8,79 ± 2,61	14,10 ± 1,35
Фризинг	n	0	0,39 ± 0,20	0	0,78 ± 0,40
	t	0	0,37 ± 0,19	0	1,33 ± 0,68
Покой	n	1,80 ± 0,73	2,29 ± 1,17	1,24 ± 0,63	0
	t	13,48 ± 6,74	32,85 ± 16,76	22,37 ± 11,41	0
Сумма всех актов	n	103,80 ± 6,61	102,40 ± 10,70	108,20 ± 11,98	152,40 ± 14,23*#
Пересеченные квадраты		18,40 ± 2,38	25,20 ± 6,42	11,80 ± 3,97	28,60 ± 7,84*
Количество болюсов		1,80 ± 0,20	0,80 ± 0,37*	1,47 ± 0,74	0,48 ± 0,24

^{* р ≤ 0,05 относительно группы крыс, выращенных в сообществе; # р ≤ 0,05 относительно группы крыс до введения BMS193885.}

Примечание. n — количество актов за опыт, t — время акта за опыт, с.

 

При исследовании поведения животных в тесте «приподнятый крестообразный лабиринт» после введения BMS193885 у крыс, выращенных в сообществе, не наблюдалось анксиогенного эффекта. Наоборот, наблюдалась тенденция к увеличению времени в открытых рукавах. Для дополнительной интегральной оценки поведения в приподнятом крестообразном лабиринте применяли показатели анксиолитического действия (открытый рукав + свешивание) и анксиогенного действия (закрытый рукав + выглядывание) препарата, которые достоверно не изменялись по сравнению с контрольной группой крыс.

У животных, выращенных в условиях социальной изоляции, в тесте «приподнятый крестообразный лабиринт» увеличилось время выглядываний из закрытых рукавов лабиринта. После введения BMS193885 у животных, выращенных в сообществе, количество переходов из рукава в рукав было достоверно ниже, чем у крыс-изолянтов (табл. 3).

 

Таблица 3. Поведение животных, выращенных в изоляции, в тесте «приподнятый крестообразный лабиринт» после интраназального введения нейропептида Y (M ± m)

Показатель	Контрольные крысы		После введения BMS
	сообщество	изоляция	сообщество	изоляция
Центр, с	5,82 ± 2,53	9,35 ± 3,02	10,90 ± 5,56	14,85 ± 5,85
Открытый рукав, с	14,77 ± 7,76	13,62 ± 6,95	100,88 ± 51,47	21,06 ± 8,89
Свешивание, n	0	0	0	0
Открытый рукав, с + свешивание, n	14,77 ± 7,76	13,62 ± 6,95	100,88 ± 51,47	21,06 ± 8,89
Закрытый рукав, с	274,38 ± 9,13	247,86 ± 12,78	207,39 ± 48,20	212,04 ± 20,54
Выглядывание, n	5,70 ± 2,91	29,85 ± 8,48*	29,84 ± 15,22	52,06 ± 14,19
Закрытый рукав, с + выглядывание, n	278,8 ± 8,68	277,71 ± 8,18	231,28 ± 50,63	264,10 ± 13,11
Число переходов из рукава в рукав, n	8,00 ± 2,28	13,20 ± 3,54	8,20 ± 3,59	18,40 ± 3,38*

^{* р ≤ 0,05 относительно группы крыс, выращенных в сообществе. Примечание. n — количество актов за опыт.}

 

В тесте внутривидового взаимодействия «интрудер – резидент» у животных, которым интраназально вводили BMS193885, достоверно (р ≤ 0,05) снижалась вероятность появления паттернов, относящихся к защитному поведению (табл. 4). Ввиду скоротечности отдельных актов в данном тесте использовали показатель вероятности, численно равный отношению числа актов данного паттерна поведения к общему числу всех актов за опыт. Дополнительно в данном тесте также вычисляли показатель суммы всех актов, как интегральный показатель активности животного.

 

Таблица 4. Поведение крыс в тесте «интрудер – резидент» после интраназального введения BMS193885 (M ± m)

Поведение		Контрольные животные		После введения BMS
		сообщество	изоляция	сообщество	изоляция
Индивидуальное поведение	n	48,00 ± 6,04	68,00 ± 4,94*	56,80 ± 5,46	85,00 ± 9,50*
	р	0,767 ± 0,054	0,703 ± 0,009	0,771 ± 0,027	0,729 ± 0,017
Коммуникативное поведение	n	11,80 ± 4,49	28,00 ± 2,51**	16,80 ± 3,17	29,40 ± 4,43*
	p	0,176 ± 0,068	0,288 ± 0,008	0,222 ± 0,029	0,248 ± 0,014
Агрессивное поведение	n	0,39 ± 0,20	0,78 ± 0,40	0	2,18 ± 1,11
	p	0,007 ± 0,004	0,010 ± 0,005	0	0,018 ± 0,009
Защитное поведение	n	3,20 ± 1,28	0,40 ± 0,24*	0,48 ± 0,24	2,35 ± 1,20
	p	0,054 ± 0,020	0,006 ± 0,002*	0,008 ± 0,004	0,019 ± 0,009
Сумма всех актов	n	63,20 ± 7,65	96,60 ± 6,73**	74,00 ± 7,22	117,40 ± 13,80*

^{* р ≤ 0,05; ** р ≤ 0,01 относительно животных, выращенных в сообществе. Примечание. n — количество актов, p — вероятность.}

 

В тесте «интрудер — резидент» у животных, выращенных в условиях социальной изоляции, возрастало количество паттернов, относящихся к индивидуальному, коммуникативному и защитному поведению, а также общее число актов, наблюдаемых за опыт. После интраназального введения BMS у крыс-изолянтов по сравнению с животными из сообщества увеличивалось количество паттернов коммуникативного и индивидуального поведения и общее число актов.

В тесте Порсолта достоверно (р ≤ 0,01) снижалось количество нырков и их время у экспериментальных животных после введения BMS193885 по сравнению с интактным контролем (табл. 5). Дополнительно в данном тесте использовали показатели «сумма всех актов» и «активное плавание + нырки» для оценки общей двигательной активности животного.

 

Таблица 5. Поведение животных в тесте Порсолта после интраназального введения BMS193885 (M ± m)

Паттерн		Контрольные животные		После введения BMS
		сообщество	изоляция	сообщество	изоляция
Активное плавание	n	33,00 ± 9,73	25,40 ± 7,46	33,80 ± 9,87	27,00 ± 2,94
	t	354,64 ± 67,38	194,74 ± 22,51*	393,76 ± 69,72	229,82 ± 25,22
Пассивное плавание	n	11,40 ± 2,50	50,80 ± 2,06**	9,40 ± 2,42	53,60 ± 13,46**
	t	196,59 ± 82,45	302,02 ± 45,12	171,83 ± 77,12	290,50 ± 7,29
Иммобилизация	n	25,40 ± 9,78	67,20 ± 5,46*	30,60 ± 9,46	47,60 ± 14,64
	t	43,04 ± 15,37	102,68 ± 27,73	34,22 ± 16,95	77,50 ± 23,42
Нырки	n	2,00 ± 0,32	0,78 ± 0,40**	0,39 ± 0,20	0,80 ± 0,97
	t	5,72 ± 1,44	0,62 ± 0,32**	0,41 ± 0,21	2,18 ± 1,09
Активное плавание + нырки	n	35,00 ± 9,96	25,80 ± 7,52	34,00 ± 9,92	27,80 ± 3,26
	t	360,36 ± 68,49	195,06 ± 22,50*	393,97 ± 69,80	232,00 ± 25,36*
Сумма всех актов	n	71,80 ± 18,36	143,80 ± 11,55*	74,00 ± 19,15	129,00 ± 26,09

^{* р ≤ 0,05; ** р ≤ 0,01 по сравнению с животными, выращенными в сообществе. Примечание. n — количество актов, t — время состояния, с.}

 

В тесте Порсолта у крыс-изолянтов по сравнению с животными, выращенными в сообществе, снижалось время активного плавания и время нырков, при этом увеличивалось количество паттернов пассивного плавания, иммобилизация и сумма всех актов. После введения нейропептида Y у животных, выращенных в социальной изоляции, наблюдалось возрастание паттернов, относящихся к пассивному плаванию и снижалось время активного плавания.

Таким образом, поведение крыс, выращенных в условиях социальной изоляции, по сравнению с животными, выращенными в сообществе, характеризуется увеличением двигательной активности и коммуникативности при увеличении уровня депрессивности. После интраназального введения BMS у крыс, выращенных в условиях социальной изоляции, по сравнению с животными, выращенными в сообществе, наблюдается увеличение двигательной активности, исследовательской деятельности и коммуникативности.

ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

Настоящее исследование выявило новые свойства нейропептида Y в опосредовании эффектов социальной изоляции, таких как увеличение потребления пищи и массы тела. Ранее было показано, что социальная изоляция у грызунов вызывает повышение потребления пищи и приводит к увеличению веса [28, 30, 36]. В нашем исследовании также показано, что социальная изоляция в онтогенезе у крыс приводит к увеличению потребления пищи и массы тела по сравнению с крысами, выращенными в сообществе. Увеличение потребления пищи наблюдалось у крыс, выращенных в изоляции, на 10-й неделе жизни (рис. 1). Прирост массы тела у крыс, выращенных в изоляции, по сравнению с крысами, выращенными в сообществе, наблюдался к 1,5 мес. жизни и далее сохранялся. Для объяснения отмеченного увеличения потребления пищи и массы тела после социальной изоляции ранее был предложен ряд гипотез. В частности, социальная изоляция у крыс в раннем или взрослом возрасте вызывает хронический психический стресс или депрессивно-подобные состояния, что и стало причиной увеличения потребления пищи и патологического увеличения веса [50]. В то же время, базальный уровень кортикостерона в плазме крови как ключевой показатель стресса у социально изолированных крыс не изменялся. Поэтому вызванное социальной изоляцией потребление пищи и увеличение веса не могут быть напрямую связаны с психическим стрессом или депрессией. В качестве альтернативы была также высказана гипотеза, что отсутствие конкуренции за пищу у крыс, выращенных в изоляции, является причиной увеличения потребления пищи и массы тела [50]. Кроме того, во время свободного режима подачи пищи крысы, выращенные в изоляции, имеют тенденцию переедать, чтобы минимизировать состояние монотонной обстановочной афферентации, то есть «одиночества». Было также показано, что крысы в условиях изоляции демонстрируют низкий уровень физической активности и потребляют пищу больше, чем животные, с обычным уровнем двигательной активности. В данном случае увеличение потребления пищи и снижение расхода энергии может привести к увеличению веса у социально изолированных животных [50]. В настоящей работе показано, что животные, выращенные в изоляции, после одной недели ежедневного введения BMS193885 потребляли такое же количество пищи, что и животные, выращенные в сообществе, после недели ежедневного введения 0,9 % раствора NaCl (рис. 2). Более того, при изучении условного пищевого рефлекса показано, что у сытых крыс, выращенных в изоляции, формируются элементы пищевой зависимости, которые проявляются в повышении числа съеденных семян и подходов к кормушке. В настоящей работе показано, что после 1 недели ежедневного интраназального введения BMS193885 у крыс, выращенных в изоляции, в камере с кормушкой на 7-й день эксперимента не наблюдалось увеличения числа съеденных семян и числа подходов к кормушке по сравнению с животными, выращенными в сообществе (табл. 1).

При анализе эмоционального поведения у крыс, выращенных как в изоляции, так и в сообществе, после введения BMS193885 не наблюдалось анксиогенного эффекта в тесте «приподнятый крестообразный лабиринт», оцениваемого по увеличению актов «закрытый рукав + выглядывания». В тесте Порсолта также не наблюдалось у отмеченных групп животных повышения уровня депрессивности, оцениваемого по увеличению актов иммобилизации, активного плавания и числа нырков. Более того, наблюдалось достоверное снижение числа и времени нырков, то есть уменьшения хаотичных активных движений при страхе обстановочных раздражителей водного теста, как косвенного показателя снижения уровня депрессивности. В то же время в тесте «интрудер – резидент» снижалось защитное поведение, как показатель снижения стрессогенности внутривидового взаимодействия в отсутствие актов агрессии. Более того, в тесте «открытое поле» увеличивалось движение на месте, как показатель подавленной страхом двигательной активности животного, и таким образом, также снижения стрессогенности обстановочных раздражителей открытого поля. Поведение крыс, выращенных в условиях социальной изоляции, по сравнению с животными, выращенными в сообществе, как показано настоящими исследованиями, характеризуется увеличением двигательной активности и коммуникативности при незначительном увеличении уровня депрессивности. При этом после интраназального введения BMS193885 у крыс, выращенных в условиях социальной изоляции, по сравнению с животными, выращенными в сообществе, наблюдается увеличение двигательной активности, исследовательской активности и коммуникативности.

Полученные данные во многом согласуются с данными литературы. В частности, было показано, что BMS193885 не оказывает существенного влияния на двигательную активность вплоть до увеличения дозы до 20 мг/кг внутрибрюшинно. После внутрижелудочкого и внутрибрюшинного введений BMS193885 не наблюдалось и анксиогенного эффекта в приподнятом крестообразном лабиринте [23]. Поскольку BMS193885 является мощным, селективным, проникающим в мозг антагонистом рецептора Y1, который снижает потребление пищи и массу тела на животных моделях ожирения как после острого, так и при хроническом введении, это может свидетельствовать о снижении им потребления пищи без влияния на тревожность [23]. В то же время данных о действии BMS193885 на поведение у крыс, выращенных в изоляции, в доступной литературе не отмечено.

Результаты, представленные в настоящей работе, актуальны для исследования компульсивного переедания, вызванного хроническим стрессом социальной изоляции. Анализ показывает, что крыс, выращенных в изоляции, можно рассматривать как потенциальную модель для компульсивного переедания, основы для метаболического дисбаланса, вызванного индивидуальным содержанием у грызунов. Следовательно, фармацевтические, пищевые или другие вмешательства, направленные на коррекцию пищевого и эмоционального поведения, могут зависеть от наличия элементов социальной изоляции в жизни. Эти соображения имеют особое значение при оценке эффективности лекарств, диеты или других вмешательств в отношении метаболического здоровья или других эффектов.

About the authors

Andrei A. Lebedev

Institute of Experimental Medicine

Author for correspondence.
Email: aalebedev-iem@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0003-0297-0425
SPIN-code: 4998-5204

PhD, Dr. Sci. (Biol.), Professor

Russian Federation, 12, Acad. Pavlov str., 197376, Saint Petersburg

Aleksandr R. Moskalev

Institute of Experimental Medicine

Email: dr.moskalev91@gmail.com

postgraduate student

Russian Federation, 12, Acad. Pavlov str., 197376, Saint Petersburg

Maksim E. Abrosimov

Institute of Experimental Medicine

Email: abrosimovmaxim1990@mail.ru

postgraduate student

Russian Federation, 12, Acad. Pavlov str., 197376, Saint Petersburg

Eduard A. Vetlugin

Institute of Experimental Medicine

Email: vetedd@gmail.com

postgraduate studen

Russian Federation, 12, Acad. Pavlov str., 197376, Saint Petersburg

Anna G. Pshenichnaya

Institute of Experimental Medicine

Email: pscanna@mail.ru

ingeneer

Russian Federation, 12, Acad. Pavlov str., 197376, Saint Petersburg

Vikto A. Lebedev

Institute of Experimental Medicine

Email: aalebedev-iem@rambler.ru

PhD, Cand. Sci. (Biol.)

Russian Federation, 12, Acad. Pavlov str., 197376, Saint Petersburg

Natalia R. Evdokimova

Institute of Experimental Medicine

Email: enatalyar@mail.ru
SPIN-code: 2087-0058

PhD, Cand. Sci. (Biol.)

Russian Federation, 12, Acad. Pavlov str., 197376, Saint Petersburg

Eugeny R. Bychkov

Institute of Experimental Medicine

Email: bychkov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8911-6805
SPIN-code: 9408-0799

PhD, Cand. Sci. (Biol.)

Russian Federation, 12, Acad. Pavlov str., 197376, Saint Petersburg

Petr D. Shabanov

Institute of Experimental Medicine

Email: pdshabanov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1464-1127
SPIN-code: 8974-7477

MD, PhD, Dr. Sci. (Med.), Professor

Russian Federation, 12, Acad. Pavlov str., 197376, Saint Petersburg

References