УДК 612.821
ВЛИЯНИЕ НЕЙРОСТЕРОИДА ДЕГИДРОЭПИАНДРОСТЕРОНА НА СОСТОЯНИЕ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
СТАРЫХ ОБЕЗЬЯН
© 2014 г. Н. П. Гончаров1, Г. В. Кация1, А. А. Джокуа2, В. С. Баркая2, З. В. Кулава2, З. Я. Миквабия2
1ФГБУЭндокринологический научный центр Минздравсоцразвития РФ, Москва 2Сухумский приматологический центр E-mail: goncharovN@endocrincentr.ru Поступила в редакцию 11.10.2012 г.
Представлены результаты исследований биологических эффектов длительного введения физиологических доз дегидроэпиандростерона (ДГЭА) на поведение и состояние высшей нервной деятельности у старых обезьян макак резусов, достигших предела биологического возраста. Высшую нервную деятельность исследовали с использованием методики условных двигательных пищевых рефлексов, позволяющей оценивать состояние долговременной (условно-рефлекторной) памяти животных, а по тесту выполнения отсроченных реакций оценивали состояние кратковременной (оперативной) памяти. ДГЭА вводили внутримышечно в персиковом масле в дозе 1 мг/кг каждые два дня на протяжении трех месяцев. В используемых дозах ДГЭА улучшает высшую нервную деятельность и уравновешивает возбудительные и тормозные процессы мозга. Увеличивается двигательная активность и пищевая мотивация. У старых обезьян под действием ДГЭА восстанавливается утраченная шерстистость кожного покрова, которая сохраняется уже в течение года.
Ключевые слова: дегидроэпиандростерон, высшая нервная деятельность, макаки резусы.
Б01: 10.7868/80131164614020064
Дегидроэпиандростерон (ДГЭА) образуется в надпочечниках только у представителей отряда приматов — человека, высших и низших видов обезьян. В надпочечниках других видов животных в нормальных физиологических условиях он не синтезируется. У человека из всего спектра стероидов ДГЭА-сульфат вместе со свободным ДГЭА циркулирует в крови в наибольшем количестве. Для него, в отличие от других стероидов, включая кортизол, характерна четкая возрастная динамика с достижением пикового уровня к 25— 30 годам и последующим постепенным снижением его продукции.
ДГЭА и ДГЭА-сульфат являются взаимопре-вращаемыми стероидами. Данный процесс обеспечивается сульфотрансферазой, которая широко представлена во многих органах и тканях, сте-роидпродуцирующих железах, печени и, в меньшей степени, в мышцах и мозге. В исследованиях с введением меченого ДГЭА было показано, что 50—70% циркулирующего в крови ДГЭА образуется из сульфатной формы [1].
В отличие от кортизола и половых стероидов, свободная и сульфатная форма ДГЭА не имеют своего транспортного глобулина, а переносятся
альбумином, при этом связь сульфатной формы более прочная.
Более 30 лет назад доктор Болье в статье "Стероидные гормоны мозга" [2, 3] представил доказательства о возможности образования свободного ДГЭА и его сульфатной формы в тканях мозга. Позднее эти данные были подтверждены и целым рядом других исследователей. В работе с введением меченого ДГЭА была обнаружена высокая корреляция между концентрацией стероида в мозге и в крови общей циркуляции. Выведение меченого ДГЭА из мозга происходило синхронно с падением концентрации стероидов в плазме крови. В зависимости от отдела мозга концентрация ДГЭА колеблется от 9.8 до 470 нмоль/кг. Соотношение количества ДГЭА мозг/периферическая кровь приблизительно составляет 6.5. Наличие сульфатной формы ДГЭА в мозге человека было подтверждено в последнее время современной технологией масс-спектрометрии [4, 5].
В результате целенаправленных исследований проф. Болье с сотрудниками пришел к окончательному выводу, что синтез ДГЭА в мозговой ткани происходит по тому же пути, что и в надпочечниках: холестерин ^ прегненолон ^ 17-гид-роксипрегненолон ^ ДГЭА с участием соответ-
ствующих ферментных систем. Поэтому они и получили название нейростероиды. Нейростеро-иды образуются в мозговых структурах у человека, обезьян и других видов животных, и постулируется их участие в обеспечении когнитивных функций мозга.
Эффекты ДГЭА на когнитивную функцию у здоровых людей разного возраста, описанные в многочисленных публикациях, были обобщены и проанализированы в Кохрановском систематическом обзоре [6]. Идентифицировано всего 3 адекватно выполненных исследования с соблюдением принципов доказательной медицины [7—9], на основании которых был сделан следующий вывод: введение ДГЭА здоровым людям репродуктивного возраста или людям старшего возраста не приводит к улучшению когнитивной функции. Однако был зафиксирован его положительный эффект (улучшение внимания) у испытуемых людей только после стрессорного воздействия [8].
Несмотря на большое количество опубликованных работ, остается существенная неопределенность относительно роли ДГЭА в обеспечении соматических, вегетативных функций организма и нервных процессов мозга, в частности, когнитивной функции.
Целью настоящей работы являлось изучение эффектов длительного введения физиологических доз ДГЭА на поведение и состояние высшей нервной деятельности у старых макак резусов, достигших предела биологического возраста, с использованием наиболее адекватного метода пищевых условных рефлексов.
Данная работа продолжает цикл исследований по оценке биологических эффектов физиологических доз ДГЭА на различных возрастных группах обезьян. В предшествующих исследованиях было выявлено стимулирующее влияние ДГЭА на соматическое, гормональное и половое развитие неполовозрелых самцов макак резусов, которое можно было объяснить только с позиций нейро-тропного эффекта ДГЭА на структуры ЦНС с последующей передачей сигнала на систему гипоталамус—гипофиз—гонады с активацией секреции тестостерона [10].
МЕТОДИКА
Исследование проводили на 5 самцах макаках резусов в возрасте 24—30 лет. ДГЭА вводили внутримышечно в персиковом масле в дозе 1 мг/кг каждые два дня на протяжении трех месяцев. В процессе эксперимента сохранялось групповое содержание обезьян. Высшую нервную деятельность исследовали с использованием методики условных двигательных пищевых рефлексов (УДПР), позволяющей оценивать состояние долговременной (условно-рефлекторной) памяти
животных, а по тесту выполнения отсроченных реакций (ОР) оценивали состояние кратковременной (оперативной) памяти. Тестирование оперативной памяти (специальной тест-кормушки) проводили на 5 животных при 5- и 10-секунд-ных отсрочках. Отсрочка является основным функциональным звеном отсроченного поведения, так как в этот период в кратковременной памяти сохраняются основные признаки условного раздражителя. В качестве основных параметров теста ОР определяли уровень положительных ответов (УПО) по отдельным дням тестирования: средний УПО по всем опытам (4—5 на каждом животном) при обеих отсрочках; разницу по УПО между первым и последним днем тестирования, что позволяло учитывать направленность (положительную или отрицательную) динамики выполнения теста. Стереотип состоял из 14 положительных и 6 тормозных дифференцированных звуковых условных раздражителей. В ответ на положительные раздражители (тон 1000 Гц) обезьяна нажимала на рычаг и получала пищевое подкрепление (кусочки фруктов, конфеты). При предъявлении тормозного сигнала (тон 400 Гц) животное должно было "выдержать дифференци-ровку" (не нажимать на рычаг).
УДПР вырабатывались поэтапно. Условно-рефлекторную деятельность оценивали по показателям уровня выполнения рефлексов на оба сигнала (в %), длительности латентного периода условных рефлексов и количеству межсигнальных реакций. Во время проведения экспериментов животные находились в клетке и могли свободно перемещаться.
Тестирование проводили до введения ДГЭА (фоновый период), после введения в течение одного, двух и трех месяцев, и через 3 месяца после прекращения введения ДГЭА.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Кратковременная память. В фоновом периоде у всех пяти экспериментальных обезьян наблюдалось закономерное повышение среднего уровня выполнения теста ОР по всем опытным дням при 5-секундных отсрочках по сравнению с 10-се-кундными. У 3 животных он составлял от 46 до 74%, а у одной особи был очень низкий — 12.5%. Эта обезьяна занимала низкоранговое положение, отличалась низкой пищевой мотивацией и в условиях эксперимента у нее доминировали пассивно-оборонительные реакции.
При 10-секундных отсрочках животное отказывалось от выполнения теста ОР. У остальных обезьян уровень выполнения теста ОР при 10-се-кундных отсрочках составлял 40—67%. Направленность динамики выполнения теста ОР у всех животных как при 5-секундных, так и при 10-се-
ВЛИЯНИЕ НЕИРОСТЕРОИДА ДЕГИДРОЭПИАНДРОСТЕРОНА
43
%
120 100 80 60 40 20
10
%
110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10
1-й опыт
Фон
После 1-го месяца ДГЭА
3-й опыт
Фон
%
110 100 90 80 70 60 50 40 30 20
10
%
120 100 80 60 40 20 10
2-й опыт
Фон
После 1-го месяца ДГЭА
После 1-го месяца ДГЭА
Фон
После 1-го месяца ДГЭА
Рис. 1. Индивидуальные показатели динамики оперативной памяти (уровень положительных ответов в %) в фоновом периоде и после месячного введения ДГЭА старым обезьянам.
й опыт
кундных отсрочках была положительной — от +5 до +15%.
После инъекций ДГЭА в течение 1 месяца все обезьяны демонстрировали и очень высокие показатели оперативной памяти по тесту ОР. Количество правильных ответов по отдельным опытам при 5—10-секундных отсрочках достигало 80— 95%, а у некоторых животных даже 100% (рис. 1). Обезьяна № 19247, отказывавшаяся от выполнения теста при 10-секундной отсрочке до введения ДГЭА, после введения стероида стала выполнять его на 80—100% и 80—95% при 10-секундных отсрочках.
Долговременная память. У трех обезьян (из четырех) стереотип УДПР (условных двигательных пищевых рефлексов) был выработан в сравнительно короткие для макак резусов сроки, в течение 15—20 опытов. Уровень выполнения рефлексов (УВР) на положительный звуковой раздражитель составлял у них 88—100%. УВР на тормозной сигнал был вариабельным — 100, 62 и 37%. Ла-
тентные периоды двигательных рефлексов (ответов на сигнал положительного значения) у животных составляли в среднем 3.5 с, а количество межсигнальных реакций (МСР) — от 7 до 18.
У обезьяны № 19274 в течение длительного времени, на протяжении двух месяцев
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.