Вторник, 11 Июль 2017 14:35

ВлияниеАльфа–фетопротеина на ориентировочно- исследовательское поведение у экспериментальных животных

Автор 
Оцените материал
(0 голосов)

УДК 1: 615.017 УДК 2:615.275.4

Юшкова Т.А., Жигалова О.О.

ФГБОУ ВО ПГФА «Пермская государственная фармацевтическая академия». 614000, г.Пермь, ул.Крупская, д.46.

 

ВлияниеАльфа–фетопротеина на ориентировочно- исследовательское поведение у экспериментальных животных.

 

Цель исследования. Изучить двигательную и исследовательскую активность мышей линии СВА, выявить различия в поведенческой активности при введении АФП и на фоне лекарственно индуцированного иммунодефицита в тестах «открытое поле и «черно–белая камера».

Ключевые слова: поведение, открытое поле, черно-белая камера линейные мыши, альфа-фетопротеин, двигательная активность, психоэмоциональный стресс, пролиферация, нейрогенез.

 

Контактное лицо:

 

Юшкова Татьяна Александровна

Д.м.н., профессор кафедры фармакологии ФГБОУ ВО «Пермская государственная фармацевтическая академия». 614000, г. Пермь, ул. Крупская, д.46. Тел.: 8-919-44-02-952. E-mail: yushkovata@yandex.ru

 

 

Yushkova T. A., Zhigalova O. O.

FSBEI PGFA "Perm state pharmaceutical Academy". 614000,Perm, Krupskaya str., 46.

 

Theinfluenceofalpha- fetoprotein onexploratory behaviorinexperimental animals.

 

Aim. The work is  devoted  to  study  the  inuence  of  the glycoprotein alpha-fetoprotein AFP, on indicators of behavioral activity of laboratoryanimals.

Keywords:behavior,openeld,black-and-whitecamera linear mouse alpha-fetoprotein, physical activity, psycho- emotional stress, proliferation,neurogenesis.

 

Contact person:

 

Yushkova Tatyana

d.m.n.,professor FsBei PGFa «Perm state pharmaceutical academy».

614000,Perm, Krupskaya str., 46., Tel: 8-919-44-02-952, E-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.



Цель исследования. Изучитьдвигательную и исследовательскую активность мышей линии СВА, выявить различия в поведенческой активности при введении  АФП  и  на фонелекарственноиндуцированного  иммунодефицита  втестах

«открытое поле и «черно –белая камера».

Поиск новых более эффективных и   безопасных   антидепрессантов в настоящее время привел к возникновению альтернативной или, скорее дополняющей гипотезы патогенеза депрессии, возникшей примерно 15 лет назад- гипотезы нейрогенеза [12,15].Связующим звеном между депрессией и подавленным нейрогенезом выступает хронический стресс, который рассматривают как важный этиологический фактор развититядепрессии [11,16].

Термин нейрогенез является собирательным понятием ,включающим в себя пролиферацию мультипатентных  стволовых  клеток   их дифференцировку, миграцию а также интеграцию в уже существующие нейрональные сети [13].

Высказано предположение, что уменьшение нейрогенеза под действием стресса,  а  следовательно  и развитие депрессии может быть быть связано с изменением в экспрессии BDNF в гиппокампе [17]. BDNF является одним из основных нейротрофических факторов в мозге ,он вовлечен в формирование синапсов ,а также имеет значительное влияние на рост, ремоделирование и  стабильность  дендритов  и аксонов нейронов коры и гиппокампа [17]. Снижение уровня BDNF в ответ на стресс может привести к потере   нормальной  пластичности,а также к повреждению и гибели нейронов. Это в свою очередь приводит к нарушению индивидуальной способности организма к адаптации в стрессовых ситуациях [17]. Из литературы известно, что имеющиеся на поверхности мембранклеток   рецепторы   к   АФП  служат для связывания ядерных факторов или иных кофакторов/ингибиторов Эти данные в значительнрой мере подтверждают тесную связь АФП с клеточной пролиферацией и дифференцировкой. Предполагается также взаимодействие АФП с другимирегуляторнымибелками,такими как факторы роста. В результате такого взаимодействия происходит ориентация клетки на размножение и дифференцировку.[9].

АФП фактически усиливает информационный контроль за правильностью реализации генетической программы пролиферирующих клеток и в значительной мере влияет на их уровень функциональной активности.

 Материалы и методыисследования. Исследования были проведены на половозрелых мышах линии СВА –самцах весом 22–25 г. Мыши  в течение недели проходилизоосоциальную адаптацию. Экспериментальные  исследования  проведены при соблюдении правил, сформу- лированных в приказе МЗ СССР № 1179 (10.10.1983 г.). Все процеду- ры с животными выполнялись в соответствии с международными правилами и нормами обращения  с лабораторными животными, не противоречащими Женевской кон- венции 1985 г. о «Международных принципах биомедицинских исследований с использованием животных» [7]

 

Животные были разделены начетыре группы по 5особей:

 

                мыши, находившиеся в естественных условиях освещения которым вводили эквиобъемное количество изотонического раствора хлорида натрия внутрибрюшинно (0,5мл)  – интактная группа(0);

 

                мыши, находившиеся в естественныхусловияхосвещения, которым однократно внутрибрюшинно ввели раствор АФП в дозе 0,00375 мг/кг в объеме 0,5мл - для оценки показателей состояния поведенческой активности, – опытная группа(1);

 

- мыши, находившиеся в естественных условиях освещения которым для моделирования иммуносупрессии (экспериментального десинхроза) вводили внутрибрюшинно 0,5мл растворациклофосфамида(ЦФ)вдозе50мкг/кгвобъеме 0,5мл, - опытная группа(2);

 

                мыши, находившиеся в естественных условиях освещения которым внутрибрюшинно ввели однократно раствор АФП в дозе 0,00375 мг/кг в объеме 0,5мл,через суткипослеиндукциииммунодефицита,раствором(циклофосфамида) ЦФ, оценивали показатели двигательной активности эффекта (АФП– ЦФ), – опытная группа(3).

 

Моделью изучениеиндивидуальных особенностей поведения была выбрана методика «Черно-белая камера» Данный тест проводился на всех группах животных параллельно в одно и то же время суток (с 10.00 до 11.00 ч). Черно-белая камера представляет собой закрытый ящик ,состоящий из двух отсеков,  разделенных  перегородкой: большого светлого (30*26*20), пол которого разделен на 25 квадратов, и малого темного (10*10*20). Отсеки сообщаются между собой через отверстие в перегородке (3*3см),которое имеет выдвижную вертикальную дверцу. Сверху темный  отсек  снабжен  плотно подогнанной открывающейся наверх крышкой. Над светлым отсеком располагается электрическая лампа мощностью 40 Вт .Тестирование проводили в дневное время в промежутке между 11 и 13 часами.При эксперименте мышь помещали в темный отсек камеры, после чего камеру закрывали сверху крышкой. Дверца в перегородке также была плотно закрыта. В полной темноте мышь адаптировалась к темному отсеку. Привыкание длилось 3 минуты, после чего открывали дверцу в перегородке. Собственно тестирование длилось 3 мин, в ходе которых визуально и видеокамерой регистрировали поведение животных: число, выглядываний из темного отсека в светлый через отверстие в перегородке ,число выходов в светлый отсек. Выглядыванием считается частичное или полное пересечение животным условного порога в отверстии центральной перегородки между отсеками. Под выходом понимается любое продвижение в сторону освещенного отсека, которое сопровождается двигательно-исследовательской активностью в этом отсеке. При этом регистрируется число пересеченных квадратов, (локомоции) вертикальные стойки, суммарная длительность выглядываний и выходов в освещенную часть камеры (в с), вертикальная двигательнаяактивность (количество подъемов на задние лапы с опорой и без опоры настенку).

 

Сбор  результатов   производили в течение 3-х мин, подсчитывали среднее значение за 1 мин.

 

Оценку поведенческих реакций животных осуществляли визучении ориентировочно-исследовательскогоповедениямышейвтесте«открытого поля» и суммарной двигательной активности животных в течение 3-хмин.

 

«Открытое поле» представляло собой хорошо освещеннуюкруглую арену диаметром 1,2 м и высотой 45 см, пол которой размечен радиальными и круговыми линиями. Мышь выпускали в центральный сектор поля и в течение 3 мин регистрировали горизонтальную активность (число пересеченных линий по периферии и центру арены суммарно), вертикальную активность (количество подъемов на задние лапы с опорой и без опоры на стенку суммарно),  груминг(количество приближений передних лап ко рту и их облизывание), количество заглядываний в отверстия; вегетативную функцию оценивали по уровнюдефекации.

 

Достоверность различий между группами определяли с помощью непараметрического критерияМанна – Уитни, используемого для двух независимых выборок. Различия считались статистически значимыми при p < 0,05 [ ]. Статистическая обработка полученных результатов проводилась на основе пакета программ Stat Soft Statistica v8.0. При обработке результатов проверяли группы на нормальность распределения исследуемого признака. Исследуемые признаки неподчинялись нормальному распределению, поэтому для дальнейшего расчета использовали непараметрические критерии: медиана (Ме) и квартили (Q1 – 25%; Q3 –75%).

 

Результаты и их обсуждение.

 

По классическим представлениям [8], двигательная активность (горизонтальная, вертикальная) и норковый рефлекс в совокупности определяют состояние активно-поисковой  компоненты   поведения,  а уровень дефекаций и груминг – пассивно-оборонительной. Такой точки зрения придерживаются и другие авторы, которые считают, что регистрируемая двигательная активность животного (горизонтальная, вертикальная) и норковый рефлекс отражают ориентировочно-исследовательскую  активность. [ 8, 2 ], . Повышенную эмоциональную реактивность связывают с низкой двигательной активностью и повышенной дефекацией [2] . Снижение показателядвигательной активности указывает на уменьшение стрессированности  животных и, вероятно, уменьшение общего беспокойного состояния – страха [6], Из литературных источниковизвестно,что частое   и   короткое   по времени «умывание» является тревожным грумингом, а высокий уровень дефекации указывает на тревожность животного, его беспокойство и страх [6]. По мнению Маркеля [5], уровень дефекаций напрямую отображает соотношение процессов возбуждения и торможения в вегетативной нервной системе.

Известно, что у активных животных ориентировочно-исследовательская   мотивация   превалирует над эмоцией страха перед незнакомой обстановкой.

 

Было установлено, что животные первой группы (интактные) характеризовались высоким уровнем исследовательского поведения и высокой суммарной двигательной активностью (70,6±11,3). При этом мыши данной группы были относительно не эмоциональны, болюсы наблюдались  у 1% животных.

 

У мышей второй группы после введения раствора циклофосфамида в дозе 50 мг/кг  в обьеме 0,5 мл в тесте «открытого поля» выявлено снижение числа посещений периферических квадратов и активности в центральной части   установки - на 70% по сравнениюсинтактной группой - этосвидетельствуетоб усилениитревожностиживотных: ЦФ (27,4±2,9) по сравнениюсконтролем (41,0±3,5) (р<0,05)(табл.1) Введение        животным          раствора АФП в дозе 0,00375 мг/кгвобъеме 0,5 млспособствуеткоррекции изучаемыхпоказателейисследовательской активности:.АФПповышаетсуммарнуюдвигательную активностьиориентировочно-исследовательское поведение-об этом свидетельствуетналичиедостоверных отличий:АФП(62,0±5,1) по  сравнению  с    интактными   (p<0,01)  (табл. 1).

 

ЦФ вызывает снижение критериев поведенческой активности: об этом свидетельствуют достоверные отличия: АФП (62,0±5,1) по срав- нению  с  интактными   (41,0±3,5) (p< 0,05), и по сравнению с ЦФ ( 27,4±2,9) (p< 0,001) (табл. 1)

 

У мышей четвертой группы (АФП- ЦФ) по сравнению интактной группой и ЦФ возрастал уровень исследовательского поведения как за счет числа посещений центральных, так и за счет увеличения числа периферических квадратов. Суммарная двигательная активность мышей в группе АФП по сравнению с интактными животными группой увеличилась на 70 % (р<0,05), а с группой ЦФ увеличилась на 49 % (р<0,05). Результаты по определению ориентировочно-исследовательской активности мышей в условиях иммуносупрессии и коррекции внутрибрюшинным введением раствора АФП в дозе 0,00375 мг/кг в объеме 0,5млпредставлены в таблице1.

 

Влияние АФП на тревожные реакции    животных  изучали  в  тесте «черно-белая камера» Животных разделили   4   экспериментальные группы: 1- группа  интактная;  2- группа, животные получавшие ЦФвдозе50мкг/кгвобъеме0,5мл; 3-группа, мыши которым однократно внутрибрюшинно ввели АФП в дозе 0,00375 мг/кг в объеме   0,5мл; 4-группа животных, которым ввели раствор АФП дозе 0,00375 мг/кг в объеме 0,5мл через сутки после индукции иммунодефицита раствором циклофосфамида (ЦФ) в дозе 50 мкг/кг в объеме 0,5мл.

 

Исследования показали, что АФП по сравнению с интактными животными увеличил время пребывания в светлом отсеке - это объясняет уменьшение  тревожных  реакций, о чем свидетельствует наличие достоверных отличий АФП (59,0±2,5) интактные (45,2±2,7) (p< 0,01); по сравнению АФП (59,0±2,5) с ЦФ (28,8±2,2)    что    свидетельствует об уменьшении тревожных реакций (p< 0,001), тогда  как  группа  ЦФ продемонстрировала усиление тревожных реакций, которое проявилось в сокращении пребывания животных на свету; такая активность соответствует хроническому введению кортикостерона [10] иявляется следствием стрессовой экспозиции.

 

Группа животных с АФП увеличила не только вертикальную двигательную активность (количество подъемов на задние лапы), но и активно-поисковую составляющую поведения, о  чем  свидетельствует наличие достоверных отличий АФП  (4,2,±0,4)  интактные  (1,4±0,2) (p< 0,001), по сравнению с ЦФ АФП (4,2,±0,4)  ЦФ  (0,6±0,2) (p< 0,001) .

У животных с циклофосфан-индуцированным иммунодефицитом АФП устраняет его - об этом свидетельствуют достоверные отличия: ЦФ+АФП ( 47,6±2,3) интактные (45,6±2,7) (p< 0,05), по сравнению с ЦФ  +АФП   (47,6±2,3)   ЦФ (28,8±2,2) (p< 0,001) (табл.2)

 

Поведенческие изменения, происходящие под действием АФП, вероятно свидетельствуют о наличии анксиолитической активности у него в условиях непредсказуемого умеренногостресса,чтосогласуется с данными литературы об этом    на моделях тревожных реакций у грызунов [14].

 

 Выводы

 

Полученные данные свидетельствуют о том, что нейрохимические механизмы взаимодействия центральной нервной и иммунной  систем  зависят    от  состояния иммунного и нейромедиаторного гомеостаза. Это расширяет наши представления о фармакологических свойствах АФП , и обосновывает целесообразность его использования при психоэмоциональном стрессе , характеризующимся психо-эмоциональным напряжением, агрессивностью, нейросенсибилизацией и иммунодефицитом.


Литература


1.    Агаджанян Н.А. Биоритмы, спорт, здоровье / Агаджанян Н.А., Шабатура Н.Н.  ̶  М.: Физкультура и спорт, 1989.  ̶  208 с.

2.  БурешЯ.Методикииосновныеэкспериментыпоизучениюмозгаиповедения / Буреш Я.  ̶ М.: Высшая школа, 1991.  ̶  399 с.

3.     Зарипов А.А. Современные представления о десинхронозе  /  ЗариповА.А.,ЯновичК.В.,ПотаповР.В.,КорниловаА.А.//Современныепроблемы науки и образования.  ̶  2015.  ̶  № 3.

4.    Ильин   Е.П.   Психофизиология   состояний   человека/   Ильин   Е.П.      ̶ СПб.: Питер, 2005.  ̶  412 с.

5.  МаркельА.Л.Коценкеосновныххарактеристикповедениякрысвтесте открытогополя/МаркельА.Л.//Журн.высш.нервн.деятельности.  ̶  1981.  ̶  2. ̶  С. 301–307.

6.  МедикВ.А.Статистикавмедицинеибиологии/МедикВ.А.   ̶   Москва, 2000. ̶  69 с.

7.  РФ ГОСТ Р-53434-2009. Принципы надлежащей лабораторной практики.  ̶  М.: Стандартинформ, 2010.  ̶  16 с.

8.   Симонов  П.В.  Мотивированный  мозг  /  Симонов  П.В.    ̶    М.:  Наука, 1987.  ̶  105 с.

9.Черешнев В.А. Альфа-фетопротеин/Черешнев В.А, Родионов С.Ю, Черкасов В.А, Малютина Н.Н, Орлов О.А.  ̶  Екатеринбург, 2004.

10.  Ardayfio P. Anxiogenic-likeeffectofchroniccorticosteroneinthelight-dark emergence task in mice [text] / Ardayfio P., Kim K.S. // Behav. Neurosci. – 2006. – 120(2). – P. 249-256

11.   Colman I. Life course perspectives on the epidemiology of depression/ ColmanI.,A.Ataullahjan//Can.J.Psychyatry.-2010.  ̶  vol.55.  ̶  №10.  ̶  P.622-632.

12.   Drew M.R Adult hippocampal neurogenesis as target for the treatment of  depression/  Drew  M.R,  Hen  R.//CNS  Neurol  Disort  Drug  Targets.   ̶   2007.   ̶ vol.6.  ̶  №3.  ̶  P.205-208.

13.   Echninger D. In the adult hippocampus/ Echninger D., Kempermann G.// Cell Tissue.  ̶  2008. -vol.331.  ̶  №1. ̶  P.243-250.

14.    Farhan M. Anxiolytic profile of fluoxetine as monitored following repeated administration in animal rat model of chronic mild stress / Farhan M., Haleem D.J. // Saudi Pharmaceutical Journal. –2015.

15.    Jacobs.B.L. Adult brain neurogenesis and psychyatry: a novel theory of  depression/  Jacobs  B.L.,  H.van  Praag,  Gage  F.H  //Mol.  Psychyatry.   ̶   2000.   ̶ vol.5.  ̶  №3.  ̶  P.262-269.

16.   Neugent N.R. Gene-environment interaction: early life stress and risk for depressive and anxiety disordes/ Neugent N.R., Tyrka A.R., Carpener L.L. (et al)// Psychofarmacology(Berl.).  ̶ 2011.̶  vol.214.  ̶  №1.  ̶  P.175-196.

17. Numakawa T. BDNF function and intracellular signaling in neurons / Numakawa  T.,  Suzuki  S.,  Kumamaru  E.  (et.al)//Histol.Histopantol.    ̶    2010.    ̶ Vol.25.  ̶  №2.  ̶  P.237-258.


Прочитано 113 раз