ЖУРНАЛ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ, 2008, том 58, № 4, с. 486-492
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПАТОЛОГИЯ
УДК 612.821+616-03
АНКСИОЛИТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ УМЕРЕННОЙ ГИПОБАРИЧЕСКОЙ ГИПОКСИИ У КРЫС В МОДЕЛИ ПОСТТРАВМАТИЧЕСКОГО СТРЕССОВОГО РАССТРОЙСТВА
© 2008 г. Е. А. Рыбникова, В. И. Миронова, Е. И. Тшлькова, М. О. Самойлов
Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН, Санкт-Петербург, e-mail: mos@kolt.infran.ru; samoilov@pavlov.infran.ru Поступила в редакцию 27.08.2007 г. Принята в печать 27.02.2008 г.
В работе исследовали влияние умеренной гипобарической гипоксии на развитие тревожного состояния у крыс в экспериментальной модели посттравматического стрессового расстройства. Трехкратное воздействие умеренной гипобарической гипоксией в режиме пре- и посткондиционирования, т.е. осуществляемое соответственно до или после тяжелого травматического стресса в модели "стресс-рестресс", оказывало значительный анксиолитический эффект на поведение крыс в "открытом поле" и приподнятом крестообразном лабиринте и предотвращало развитие тревожного состояния. Анксиолитический эффект антидепрессанта паксила (трехкратно, 20 мг/кг) был выражен слабее, а также наблюдалось побочное действие антидепрессанта на некоторые поведенческие показатели крыс в "открытом поле". Делается заключение об эффективности и возможности применения умеренной гипобарической гипоксии в качестве немедикаментозного способа профилактики и коррекции постстрессорных тревожных состояний, в частности посттравматического стрессового расстройства.
Ключевые слова: умеренная гипобарическая гипоксия, тревожные состояния, анксиолитический эффект, посттравматическое стрессовое расстройство, экспериментальные модели.
The Anxyolytic Effect of Mild Hypobaric Hypoxia in a Model of Post-Traumatic Stress Disorder in Rats
E. A. Rybnikova, V. I. Mironova, E. I. Tulkova, M. O. Samoilov
Pavlov Institute of Physiology, Russian Academy of Sciences, St. Petersburg, e-mail: mos@kolt.infran.ru, samoilov@pavlov.infran.ru
The impact of mild hypobaric hypoxia on the development of anxiety-like state in rats in experimentally simulated human post-traumatic stress disorder was studied. Three-trial exposure to mild hypobaric hypoxia (360 mm Hg for 2 hours daily, for 3 days) in preconditioning or post-conditioning mode performed, respectively, before or after exposure to severe traumatic stress in the "stress-restress" model produced a significant anxiolytic effect on the rat open-field and plus-maze behavior. Anxiolytic effect of modern antidepressant Paxil (20 mg/kg daily, for 3 days) was weaker. This drug produced side-effects on particular behavioral characteristics in the open field. The conclusion was made on the efficacy of mild hypobaric hypoxia and the possibility of its implementation as a medication-free tool for prophylaxis and correction of post-traumatic stress disorder.
Key words: mild hypobaric hypoxia, anxiety states, anxiolytic effects, post-traumatic stress disorder, experimental models.
Посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР) - это реактивная патология из группы тревожных состояний, возникающая у особей, переживших тяжелый травматический стресс, связанный с угрозой жизни. Частота случаев ПТСР неуклонно растет, поскольку резко увеличивается доля стрессо-
вых ситуаций (катастроф, изнасилований, разбойных нападений, боевых действий), являющихся основными факторами, приводящими к развитию ПТСР [2]. Механизмы ПТСР до сих пор остаются непознанными и, как следствие, относительно неэффективны имеющиеся фармакологические средства и
применяемые терапевтические стратегии [20]. Как изучение механизмов патогенеза ПТСР, так и разработка новых стратегий его лечения невозможны без доклинических исследований, проводимых в экспериментальных моделях на лабораторных животных. Длительное время не удавалось создать экспериментальную модель, в достаточной мере воспроизводящую симптоматику и этиологию ПТСР, однако эта проблема в значительной степени была решена с помощью разработки модели "стресс-рестресс", или времязависимой сенситизации [14]. Эта парадигма основана на использовании тяжелого травматического стресса и последующего предъявления его кратких "напоминающих" эпизодов, что приводит к развитию устойчивого тревожно-депрессивного состояния у грызунов, по ряду ключевых поведенческих и гормональных симптомов сходного с ПТСР человека [21]. Одним из наиболее характерных симптомов этого состояния является резкое увеличение тревожности, нарастающее с течением времени. В последние годы модель "стресс-рес-тресс" считается наиболее адекватной экспериментальной моделью ПТСР и широко используется для тестирования новых лекарств.
Особого внимания заслуживает разработка немедикаментозных способов коррекции ПТСР, одним из которых может являться использование умеренной гипобарической гипоксии в различных режимах. Недавно нами было показано, что прекондиционирование (предварительное воздействие) умеренной гипобарической гипоксией в определенном режиме предотвращает формирование депрессивных состояний у крыс в модели эндогенной депрессии [16]. Выраженное анксиолитическое действие гипоксического прекондиционирования (ГП), обнаруженное в этих исследованиях, создало предпосылки к предположению о возможной эффективности разработанного способа умеренной гипобарической гипоксии для коррекции и других форм тревожно-депрессивных состояний, в том числе ПТСР. Проверке этого предположения и посвящено настоящее исследование. Целью работы являлась оценка эффективности использования умеренной гипобарической гипоксии для коррекции тревожного состояния у крыс в экспериментальной модели ПТСР и сравнение эффектов прекондиционирования с действием современного антидепрессанта паксила, обладающего выраженным анксиолитическим действием и применяемого в клинике для лечения ПТСР.
МЕТОДИКА
Опыты проведены на самцах крыс линии Вистар массой 200-250 г. При проведении экспериментов соблюдались требования, сформулированные в Директивах Совета Европейского сообщества (86/609/ЕЕС) об использовании животных для экспериментальных исследований. Протоколы опытов были утверждены Комиссией по гуманному обращению с животными Института физиологии им. И.П. Павлова РАН. Для индукции экспериментального аналога ПТСР использовали модель "стресс-рес-тресс" или времязависимой сенситизации. Крыс подвергали тяжелому комбинированному стрессу, состоящему из 2-часовой иммобилизации, 20-минутного вынужденного плавания и, после 15-минутного перерыва, эфирного стресса до потери сознания. Триггером для развития тревожного патологического состояния являлся рестресс, заключавшийся в 30-минутном иммобилизационном стрессе, которому крысы подвергались через 6 сут (на 7-й день) после травматического стресса. Поведение крыс исследовали в тестах открытого поля (через 1 сут после рестресса) и приподнятого крестообразного лабиринта (через 5 сут после рестресса). "Открытое поле" представляло собой квадратную арену размером 120 х 120 см с высотой борта 40 см, освещенную лампой 100 Вт, расположенной над центральными квадратами. Тестирование проводили в течение 5 мин; регистрировали число пересеченных центральных и периферических квадратов, стоек, а также время неподвижности (замирания). Приподнятый крестообразный лабиринт (ПКЛ) представлял собой установку из двух открытых освещенных (50 х 10 см) и двух закрытых (50 х х 10 х 40 см) неосвещенных рукавов, расположенную на высоте 1.5 м от пола. В ПКЛ в течение 5 мин регистрировали время пребывания и число выходов в открытые рукава и центр, число стоек, а также продолжительность замираний.
В экспериментах по терапевтической коррекции экспериментального тревожного состояния был использован современный антиде-прессант-анксиолитик паксил (пароксетина гидрохлорид, GlaxoSmithKline, UK), относящийся к группе ингибиторов обратного захвата серотонина и являющийся наиболее эффективным при лечении ПТСР в клинике [20]. Паксил в виде суспензии на физиологическом растворе вводили в дозе 20 мг/кг пе-рорально, трехкратно, на 4-й, 5-й, 6-й день после травматического стресса. Контрольным
Значения поведенческих показателей у крыс контрольной группы (среднее ± ошибка среднего) Values of behavioral parameters of the control rats (mean ± SEM)
"Открытое поле"
ЛАц ЛА стойки груминг, с замирания, с
4.167 ± 0.65 108.2 ± 12.43 21.5 ± 4.2 22.2 ± 5.9 30.17 ± 16.5
Приподнятый крестообразный лабиринт
Центр, с ОР, с ЗР, с стойки груминг, с замирания, с
11.7 ± 3.1 14 ± 4.2 274.8 ± 11.2 15 ± 4.7 63 ± 18.5 51 ± 17.3
Примечание. ЛАц - число пересеченных центральных квадратов "открытого поля", ЛА - общее число пересеченных квадратов "открытого поля", Центр - время в центре приподнятого крестообразного лабиринта, ОР - время в открытых рукавах, ЗР - время в закрытых рукавах.
крысам в этой серии вводили физиологический раствор в том же объеме.
Гипоксическое воздействие производили путем трехкратной экспозиции животных умеренной гипобарической гипоксии (360 мм рт. ст., 2 ч) в барокамере проточного типа. Сеансы умеренной гипоксии предъявляли с 24-часовым интервалом. Применяли две схемы экспериментов. Эксперимент 1. Воздействие трехкратной умеренной гипобарической гипоксией производили перед травматическим стрессом, т.е. в режиме гипоксического прекондиционирова-ния - ГП. При этом последний (третий) сеанс ГП осуществляли за 1 сут до травматического стресса и соответственно за 7 сут до рестресса. Эксперимент 2. Воздействие трехкратной умеренной гипобарической гипоксией производили в режиме посткондиционирования - на 4-й, 5-й, 6-й день после травматического стресса, т.е. в те же дни, в которые другим крысам вводили антидепрессант. В этом случае последний сеанс гипоксии, так же как и последняя инъекция антидепрессанта, производили за 1 сут до рестресса.
Результаты обрабатывали статистически по методу однофакторного дисперсионного анализа AnOvA (Statistica, StaSoft Inc.), при этом фактором являлось воздействие (ПТСР, паксил, гипоксия vs. контроль). Каждая экспериментальная группа включала 6-7 животных. Различия с контролем считали достоверным
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.