Введение к работе
Актуальность проблемы. Вопрос о взаимодействии нервной, эндокринной и иммунной систем в последнее время вызывает большой интерес у специалистов различных научных профилей (Абрамов, Абрамова, 1996; Акмаев, 2003; Киселева, Иноземцев, 2010; Licino, Frost, 2000; Wrona, 2006). К настоящему времени накоплены данные о нервной регуляции функций иммунной системы, а с другой стороны, получены принципиально важные результаты для аргументации концепции иммунной регуляции функций нервной системы (Полетаев и др., 2002; Кветной и др., 2005; Пальцев, Кветной, 2008).
Показано, что в нервной и иммунной системах синтезируются идентичные по своей биохимической структуре регуляторные факторы: нейро- и иммуномедиаторы, нейро- и им-мунопептиды. Эти факторы используются не только в механизмах ауторегуляции специфических функций, но и в межсистемных регуляторных взаимодействиях (Полетаев и др., 2002). Соответствующий рецепторный аппарат нейронов, глии и иммунокомпетентных клеток обеспечивает реализацию нейроиммунных взаимодействий.
Стрессовое воздействие и эмоциональное напряжение приводят к комплексным сдвигам в иммунной и нейроэндокринной системах (Меерсон, Пшенникова, 1988; Fleshner, Johnson, 2005), что сопровождается ухудшением памяти. Поэтому коррекция памяти с помощью фармакологических препаратов является важнейшей задачей при лечении этих патологий.
Для экспериментального изучения механизмов нарушения и коррекции обучения и памяти плодотворно используются нейропсихотропные препараты (Воронина, 1992; Семенова, 1992; Гарибова, 1993; Тушмалова, 1994; Иноземцев и др. 2004; Ахапкина, Воронина, 2005; Ус и др., 2006; Дубынин, Каменский, 2010; Giurgea, 1982; Arciniegas, Silver, 2006; Glannon, 2006). О влиянии иммуномодуляторов на когнитивные функции существуют только предположения и единичные экспериментальные работы на крысах (Журавлев и др., 1997; 1998; Dafny, Yang, 2005).
В экспериментах на животных в качестве моделей памяти применяют различные пищевые и оборонительные условные рефлексы. Данные, полученные в поведенческих экспериментах на основе анализа параметров обучения животных, являют собой ответ на вопрос о воздействии препаратов на уровне реакций целостного организма. Количественную, детальную оценку механизмов воздействия исследуемых соединений на те или иные структуры центральной нервной системы (ЦНС), может дать нейрохимический анализ.
Исходя из вышесказанного, мы сочли актуальным исследовать препараты, которые достаточно широко используются в клинической практике в качестве иммуномодуляторов (Кузьменко и др., 2005; Арион и др., 2007; Каплина, Вайнберг, 2007). Был поставлен вопрос о наличии у этих иммунотропных препаратов новых свойств, вытекающих из взаимосвязи иммунной и нервной систем. Так как память является одной из наиболее «чутких» форм поведения, страдающих при различных воздействиях на нервную систему (травматических, стрессовых и пр.), мы предложили оценить влияние этих препаратов на процесс формирования и сохранения памятного следа, коррекцию функциональных нарушений обучения и памяти, используя поведенческие тесты и условно-рефлекторные методики. Для понимания механизмов действия и наблюдаемых эффектов исследуемых препаратов был проведен нейрохимический анализ метаболизма различных медиаторов в головном мозге крыс, результаты которого сопоставлялись с поведенческими данными.
Цель данной работы состояла в исследовании эффекта иммунотропных препаратов природного происхождения - дерината и тактивина - на обучение и память на моделях пищевых и оборонительных условных рефлексов и анализе изменения медиаторного баланса во фронтальной коре, прилежащем ядре конечного мозга, стриатуме, гиппокампе и гипоталамусе у крыс. Это определило постановку следующих конкретных задач:
1. проанализировать поведение животных под действием иммуномодулирующих препара
тов дерината и тактивина в тестах на ориентировочно-исследовательское поведение и
двигательную активность (открытое поле, норковая и челночная камеры) и в тестах на
тревожность: приподнятом крестообразном лабиринте и светло-темновом выборе;
2. провести исследование влияния дерината и тактивина на формирование у крыс услов
ного рефлекса пассивного избегания, динамику выработки условного рефлекса актив
ного избегания, а также на выработку пищевых условных рефлексов на тон и на отсчет
интервалов времени;
исследовать динамику восстановления реакции избегания у крыс на фоне введения препаратов после обратимых функциональных нарушений памяти;
исследовать изменение распределения моноаминов - норадреналина, серотонина, дофамина и их метаболитов под действием иммунотропных препаратов в структурах конечного и промежуточного мозга крыс.
Научная новизна и практическая значимость.
Впервые показано, что тактивин (0,5 мг/кг) и деринат (300 мг/кг), которые используются в клинической практике в качестве иммуномодуляторов, оказывают мнемотропный эффект, сопоставимый с действием классического ноотропного препарата пирацетам, и ускоряют выработку пищевых и оборонительных рефлексов. Эти данные могут послужить основой для расширения спектра терапевтического действия дерината и тактивина в качестве активаторов метаболизма мозга и мнемотропных препаратов.
Впервые на моделях экспериментальных нарушений памяти показано, что тактивин и деринат улучшают воспроизведение реакции избегания у животных в измененных условиях и обладают ноотропоподобным спектром действия. Положительный эффект тактивина заключается в изменении соотношения серотонин/норадреналин в пользу первого, а дерината - в усилении активности дофаминергического механизма.
Методические подходы, использованные в данной работе, могут найти применение на этапах доклинических исследований потенциальных лекарственных препаратов с целью уточнения спектра действия и анализа механизмов их активности. Результаты данной работы могут быть использованы в медицинской практике для коррекции нарушений памяти. Материалы диссертации могут быть использованы в учебном процессе при чтении лекций по курсам нейрофармакологии, нейрохимии и нейроиммунологии.
Положения, выносимые на защиту.
Деринат и тактивин помимо иммунотропных свойств проявляют мнемотропный эффект на моделях оборонительных и пищевых условных рефлексов.
Иммуномодуляторы ускоряют выработку оборонительных и пищевых условных рефлексов, что наиболее ярко проявляется на начальных этапах формирования памятного следа.
Деринат и тактивин снижают степень нарушения процессов обучения и памяти при сбое и пространственной переделке реакции избегания, что может говорить о наличии у них ноотропоподобных свойств.
Иммуномодуляторы изменяют баланс моноаминергических систем мозга: после сбоя реакции избегания тактивин меняет соотношение серотонин/норадреналин в пользу первого, а деринат усиливает активность дофаминергической системы.
Апробация работы.
Материалы диссертационной работы были доложены на XV и XVI Международной конференции «Ломоносов» (Москва, Россия, 2008; 2009); XI, XII и XIII Всероссийской медико-биологической конференции молодых исследователей «Фундаментальная наука и клиническая медицина» (Санкт-Петербург, Россия, 2008; 2009; 2010); 5-ом Международном Междисциплинарном конгрессе «Нейронаука для медицины и психологии» (Судак, Украина, 2009); Международной конференции «Физиология и патология иммунной системы» (Москва, Россия, 2008); XII Научной конференции молодых ученых по физиологии высшей нервной деятельности и нейрофизиологии (Москва, Россия, 2008); Международном конгрессе по реабилитации в медицине и иммунореабилитации Всемирного форума педиатров (Дубай, ОАЭ, 2009); XVI и XVII Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, Россия, 2009; 2010); XVII международном конгрессе по реабилитации в медицине и иммунореабилитации (Тель-Авив, Израиль, 2009); 5-ой Международной конференции «Биологические основы индивидуальной чувствительности к психотропным средствам» (Клязьма, Россия, 2010); XXI Съезде физиологического общества им. И.П. Павлова (Калуга, Россия, 2010); XI Международном конгрессе "Здоровье и образование в XXI Веке" (Москва, Россия, 2010).
Диссертация апробирована на заседании Кафедры высшей нервной деятельности биологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова 24 января 2011 г.
Публикации.
По теме диссертации опубликованы 22 печатные работы, из них 4 статьи опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, двух глав собственных результатов, обсуждения результатов, заключения, выводов и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 185 страницах машинописного текста и содержит 61 рисунок и 10 таблиц. Список литературы включает 273 источника, из них 124 опубликованы в зарубежных изданиях.
