ЖУРНАЛ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ, 2013, том 63, № 6, с. 711-718
ФИЗИОЛОГИЯ ПОВЕДЕНИЯ; ОБУЧЕНИЕ И ПАМЯТЬ
УДК 612.821.6; 591.18
РАЗНОНАПРАВЛЕННОЕ ВЛИЯНИЕ СЕМАКСА НА ФОРМИРОВАНИЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ НАРУШЕНИЯ РЕАКЦИИ АКТИВНОГО
ИЗБЕГАНИЯ У КРЫС
© 2013 г. А. Н. Иноземцев1, А. Е. Агапитова1, С. Б. Бокиева2, Н. Ю. Глазова3, Н. Г. Левицкая3, А. А. Каменский1, Н. Ф. Мясоедов3
1Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, 2Северо-Осетинский государственный университет им. К.Л. Хетагурова, 3Институт молекулярной генетики РАН, Москва, e-mail: A_Inozemtsev@mail.ru Поступила в редакцию 29.05.2013 г. Принята в печать 22.08.2013 г.
Изучено влияние семакса на формирование условной реакции активного избегания у крыс в различных экспериментальных моделях. Установлено, что внутрибрюшинное введение семакса в дозе 0.05 мг/кг ускоряет выработку условной реакции одностороннего избегания в модели выработки рефлекса активного избегания болевого раздражителя прыжком на полку. При обучении животных в челночной камере пептид повышает пороговое значение тока, необходимое для провокации перемещения крыс по камере, и замедляет выработку реакции двустороннего активного избегания. При этом семакс стимулирует воспроизведение реакции избегания в челночной камере у крыс после функциональных нарушений, вызванных экстренным изменением причинно-следственных и пространственных отношений в экспериментальной среде. Полученные данные подтверждают наличие у пептида ноотропных свойств.
Ключевые слова: семакс, активное избегание, функциональные нарушения.
Opposite Semax Influence on Conditioning and Functional Disturbances
of Avoidance Responses in Rats
A. N. Inozemtsev, A. E. Agapitova, S. B. Bokieva, N. Yu. Glazova, N. G. Levitskaya, A. A. Kamensky, N. F. Myasoedov
Lomonosov Moscow State University, Khetagurov North Ossetian State University, Institute of Molecular Genetics, Russian Academy of Sciences, Moscow, e-mail: A_Inozemtsev@mail.ru
Semax effects on formation of active avoidance reaction in rats in different experimental models have been studied. It was shown that intraperitoneal Semax administration at a dose of 0.05 mg/kg accelerated acquisition of one-way active avoidance response when rats were trained to avoid electric foot-shock by jumping on the shelf. When rats were trained in shuttle-box the peptide increased the elec-troshock threshold value required to provocation of rat moving in experimental box and delayed acquisition of two-way active avoidance response. At the same time Semax stimulated avoidance response restoration in shuttle-box after functional disturbances induced by acute modification of cause-effect and spatial relationships in experimental environment. Data obtained support nootropic properties of Semax.
Keywords: Semax, active avoidance, functional disturbances.
DOI: 10.7868/S0044467713060063
АКТГ/МСГ-подобные пептиды (мелано-кортины) играют важную роль в регуляции многих функций организма, в том числе функций ЦНС. В настоящее время в литературе представлено большое количество данных по влиянию меланокортинов на выработку условных рефлексов. Исследования влияния меланокортинов на выработку рефлексов с положительным подкреплением однозначно демонстрируют улучшающий эффект [24]. В случае использования моделей с отрицательным (болевым) подкреплением результаты не однозначны. Разными авторами было показано как позитивное [25], так и негативное влияние меланокортинов на обучение [20].
Ноотропные эффекты природных фрагментов АКТГ кратковременны и ограничены для наиболее активного из них — АКТГ(4-10) приблизительно 30—60 мин [1]. Многими исследователями предпринимались попытки повышения эффективности природных ме-ланокортинов путем модификации их структуры. В результате этих экспериментов были получены аналоги природных пептидов, лишенные гормональных эффектов и обладающие выраженной активностью [18]. Однако ни один из этих аналогов не нашел применения в клинической практике.
Среди синтетических меланокортинов важное место занимает аналог фрагмента АКТГ(4-10) семакс, структура которого включает в себя фрагмент АКТГ(4-7) и три-пептид Рго^1у-Рго. Эксперименты на животных показали, что этот пептид, как и природные меланокортины, обладает широким спектром нейротропной активности [12]. Се-макс улучшает обучение животных, при этом длительность его эффектов составляет не менее 20 ч [1]. В настоящее время этот пептид используется в клинике в качестве ноотроп-ного и нейропротекторного препарата. Несмотря на то, что лекарственные препараты, разработанные на основе семакса, уже более 15 лет используются в клинической практике, исследования физиологических эффектов этого пептида продолжаются. Актуальность таких исследований определяется необходимостью выяснения механизмов действия се-макса и возможностью расширения спектра клинического применения препарата.
В опытах на животных неоднократно показано положительное влияние семакса на
обучение с положительным подкреплением
[16]. Данные о влиянии семакса на обучение с отрицательным подкреплением неоднозначны. В одних работах показано, что се-макс улучшает выработку оборонительных рефлексов [12], в других не обнаружено влияния этого пептида [4].
Неоднозначное влияние ноотропов на обучение животных известно [15, 22], в связи с чем для выявления ноотропной активности веществ исследователи прибегают к различным приемам, нарушающим обучение и память, таким как длительное стрессирование животных с помощью электрического тока
[17], максимальный электрошок, скопола-мин, ишемия, фронтальная лобэктомия [2]. Нам кажется перспективным использование моделей, не связанных с излишними методическими сложностями и чрезмерным воздействием физических факторов. В качестве таковых могут выступать функциональные нарушения условной реакции активного избегания у крыс, основанные на изменении однозначных причинно-следственных ("сбой реакции избегания") и пространственных отношений в экспериментальной среде [8]. Модели рекомендованы для расширенного изучения ноотропной и анксиолитической активности фармакологических веществ [2, 3].
В связи с вышесказанным в настоящей работе поставлена цель изучить влияние семакса на формирование условной реакции активного избегания у крыс в различных экспериментальных моделях, а также на функциональные нарушения реакции избегания с помощью сбоя и пространственной переделки.
МЕТОДИКА
Работа выполнена на 69 самцах белых нелинейных крыс массой 250—370 г. Крыс содержали в стандартных условиях вивария со свободным доступом к воде и пище и 12-часовым циклом освещения. При проведении исследований соблюдались правила, предусмотренные директивой № 86/309 ЕЕ С от 24 ноября 1986 г. Совета Европейского Сообщества. Гептапептид семакс вводили внут-рибрюшинно за 30 мин до каждого сеанса обучения в дозе 0.05 мг/кг в объеме 1мл/кг; контрольным животным вводили дистиллированную воду. Препарат семакс синтезирован в Институте молекулярной генетики РАН.
В экспериментах использовали две модели выработки условной реакции активного избегания болевого раздражителя. В первой модели проводили обучение одностороннему избеганию (one-way avoidance reaction) — у крыс вырабатывали реакцию избегания болевого раздражителя в пол камеры прыжком на полку. Обучение проводили в течение 4 дней (по 10 предъявлений раздражителей ежедневно) в камере с решетчатым полом, в углу которой на высоте 25 см находилась полка. Условным раздражителем служил звук электрического звонка, безусловным — болевое раздражение электрическим током. Продолжительность звучания звонка составляла 3 с. Через 2 с после его выключения подавался безусловный раздражитель. Условной реакцией являлся прыжок на полку в ответ на условный сигнал. Если избавление не наступало в течение 30 с, то напряжение отключали. Длина временных интервалов между предъявлениями колебалась случайным образом в пределах 7—30 с. Ежедневно визуально регистрировали число реакций избегания болевого раздражителя.
Во второй модели проводили обучение двустороннему избеганию (two-way avoidance reaction) — у крыс вырабатывали условную реакцию активного избегания болевого раздражителя в челночной камере. Опыты осуществлялись с помощью компьютеризированной установки, которая задавала программу опыта и автоматически регистрировала реакции животного. У животных в течение 7 дней (по 25 предъявлений раздражителей ежедневно) вырабатывали условную реакцию избегания в камере, разделенной на два отсека перегородкой с двумя дверцами. В процессе обучения открытым было отверстие на ди-стальном конце перегородки. Перед выработкой избегания подбирали пороговое значение тока, минимально необходимое для провокации перемещения животного по камере (без вокализации). Следующий опыт начинали с выбранного значения силы тока, а при необходимости изменяли его в соответствии с двигательной реакцией животного на ток. Опыт протекал по следующей схеме: включали условный раздражитель (звук) и через 10 с — безусловный (ток). Переход животного на другую половину камеры выключал оба стимула. При отсутствии перехода раздражители выключали через 10 с после момента включения тока. Условной реакцией избегания болевого раздражителя считали
переход в противоположный отсек камеры в ответ на условный раздражитель. Межсигнальный период равнялся 30 с.
Сбой проводили после окончания выработки реакции избегания. Для этого в опыт после 20 предъявлений раздражителей вводили следующее изменение: перемещение животного в ответ на условный или безусловный раздражители не приводило к их выключению при пяти переходах на другую половину камеры, так что оно подвергалось ударам тока. После 5-й реакции ток выключался немедленно, а звук — спустя 2 с. Затем в 20 предъявлениях раздражителей тестировали уровень избегания в прежних условиях. Поскольку изменения поведения наиболее выражены сразу после функционального нарушения, а затем происходит восстановление избегания [8], анализировали динамику воспроизведения условной реакции избегания в блоках из пяти предъявлений раздражителей.
Сбой является обратимы
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.