Содержание к диссертации
Введение
Глава І Обзор литературы 6
1.1 .Функциональные нарушения высшей нервной деятельности 6
1.1.1. Повторные функциональные нарушения 15
1.2. Фармакологические вещества как средства изучения высшей нервной деятельности 19
1.3. Роль холинергической системы в некоторых процессах обучения и памяти и их функциональных нарушениях 44
Глава II Материалы и методы исследования 50
II. 1. Условный рефлекс активного избегания 50
II.2 Сбой условного рефлекса активного избегания 51
II.3. Функциональное нарушение, вызванное пространственной переделкой условного рефлекса активного избегания 51
ІІ.4. Обратимость функциональных нарушений УРАИ 52
II.5. Изучение влияния дефицита холинергической системы на сбой условного рефлекса активного избегания 54
Глава III Результаты исследований 55
III. 1. Изучение обратимости функциональных нарушений УРАИ 55
III. 1.1. Особенности функциональных нарушений УРАИ при их первом применении 55
III. 1.2. Изучение обратимости функциональных нарушений УРАИ, вызванных чередованием сбоя и пространственной переделки 58
III. 1.3. Особенности влияния пирацетама и гидазепама на два типа функциональных нарушений 61
Заключение 72
III.2. Изучение возможностей использования повторных функциональных нарушений УРАИ для анализа эффективности новых нейропсихотропных веществ с анксиолитической и/или ноотропной активностью 73
III.2.1. Влияние нейропсихотропных веществ на формирование УРАИ 74
III.2.2. Особенности влияния нейропсихотропных веществ на два типа однократных функциональных нарушений УРАИ 74
III.2.3. Влияние веществ на повторные функциональные нарушения 79
Заключение 89
III.3. Сбой УРАИ на фоне холинергического дефицита и его фармакологическая коррекция 91
III.3.1.Изучение влияния дефицита холинергической системы на функциональное нарушение УРАИ 92
III.3.2. Влияние фармакологических средств на сбой УРАИ у крыс с холинергическим дефицитом 97
Заключение 102
Обсуждение результатов исследования 103
Заключение 118
Выводы 119
Библиография 120
Список сокращений 143
- Фармакологические вещества как средства изучения высшей нервной деятельности
- Роль холинергической системы в некоторых процессах обучения и памяти и их функциональных нарушениях
- Изучение обратимости функциональных нарушений УРАИ, вызванных чередованием сбоя и пространственной переделки
- Особенности влияния нейропсихотропных веществ на два типа однократных функциональных нарушений УРАИ
Введение к работе
Функциональные нарушения (ФН) высшей нервной деятельности (ВНД) успешно применяются для анализа механизмов работы центральной нервной системы (Айрапетянц М.Г., 1992; 2001).
Большинство моделей ФН разработаны для пищевых условных рефлексов, тогда как инструментальные оборонительные реакции для этих целей используются значительно реже. Вместе с тем, инструментальные оборонительные рефлексы широко применяются в биологии и экспериментальной медицине, а перенос разработанных для пищевых условных рефлексов приемов выработки и их ФН на инструментальные реакции невозможен (Анохин П.К., 1968). В связи с этим Иноземцевым А.Н. и Прагиной Л.Л. (1989; 1992) были разработаны модели функциональных нарушений инструментальных оборонительных условных рефлексов, вызываемых сбоем и пространственной переделкой реакций избегания у крыс. Показано, что ФН такого типа увеличивают прагматическую неопределенность, эмоциональное напряжение и вызывают нарушение когнитивных функций у животных.
Воздействия, приводящие к нарушению когнитивной и эмоциональной сферы, часто имеют повторный характер, в связи с чем, встает вопрос о необходимости изучения особенностей повторных стрессогенных воздействий на организмы животных, а с методической точки зрения - возможности использования одних и тех же животных для проведения ФН. В последнее время эта проблема приобрела большую значимость в связи с требованиями биоэтики об экономном использовании высокоорганизованных животных (Иванов К.П., 2002).
Известна роль различных нейромедиаторных систем в обучении, памяти и невротических состояниях (Суворов Н.В., и соавт., 1989; Мухин Е.И., 1990; Айрапетянц М.Г., 1992; Калюжный Л.В., Литвинова СВ., Иноземцев А.Н., Шульговский В.В., 2000). В частности, показано вовлечение холинергической системы в механизмы сшибки пищевого и оборонительного рефлекса (Айрапетянц М.Г., 1977). В месте с тем, не ясна роль холинергической системы в механизме сбоя инструментального оборонительного рефлекса.
Одним из способов изучения ВНД, в частности, ее функциональных нарушений является фармакологический анализ (Павлов И.П., 1951; Вальдман А.В., 1979; Каменский и соавт., 1989; Семенова Т. П., 1992; Судаков К.В., 1997; Раевский К.С. и соавт., 1998). Среди довольно значительного арсенала нейротропных средств, используемых для этих целей, применяют соединения, относящиеся к группам ноотропов и/или анксиолитиков (Тушмалова Н.А., 1994; Чепурнов С.А. и соавт., 1994; Воронина Т.А., 1998, 2000, 2002;
Воронина Т.А., Гарибова Т.Л. и соавт., 2003; Воронина Т.А., Середенин СБ., 1998; 2000; Середенин СБ. и соавт., 1998).
Ранее было показано, что при сбое были эффективны, как анксиолитики, так и ноотропы (Иноземцев А.Н., Кокаева Ф.Ф., 1990; Иноземцев А.Н., Гарибова Т.Л. и соавт., 1993; Калюжный Л.В. и соавт., 1993; Тушмалова Н.А. и соавт., 1995; Иноземцев А.Н., I Я 4 Воронина Т.А., Тушмалова Н.А. 1996 а, б; Воронина Т.А., Середенин СБ., 2000; Воронина Т.А., Островская Р.У., 2000; Островская Р.У. и соавт., 2001; и др.), а при пространственной переделке - только ноотропы (Иноземцев А.Н. и соавт., 1996 в). Вместе с тем, остается неясным, как будут работать эти вещества при повторных ФН. В институте фармакологии созданы и находятся на разных этапах экспериментальных и клинических исследований новые лекарственные препараты и вещества с ноотропной и/или анксиолитической активностью: бензодиазепиновый транквилизатор гидазепам, вещества с ноотропной и анксиолитической активностью мексидол и дипептид ИП-5, препарат с ноотропной и церебропротективной активностью нооглютил. Учитывая »• особенности спектров их фармакологической активности и нейрохимический механизм действия, представляется целесообразным использование этих веществ для коррекции и изучения природы как однократных, так и повторных ФН, вызванных сбоем и пространственной переделкой условного рефлекса активного избегания (УРАИ). Целью работы явилось экспериментальное изучение пределов обратимости функциональных нарушений условного рефлекса активного избегания (ФН УРАИ), вызванных сбоем или пространственной переделкой условной реакции у крыс, и возможности их повторного использования для исследования эффектов известных и новых нейропсихотропных соединений: анксиолитиков, ноотропов и веществ, сочетающих эти свойства. Были поставлены следующие задачи:
1. Изучить обратимость четырехкратных функциональных нарушений условного рефлекса активного избегания в условиях чередования сбоя и пространственной переделки навыка.
2. Изучить возможность использования четырехкратных ФН для оценки воспроизводимости эффектов известных препаратов с ноотропной (пирацетам) и анксиолитической (гидазепам) активностью.
3. Исследовать воспроизводимость эффектов новых веществ — препарата с ноотропной активностью (нооглютил) и соединений, сочетающих свойства анксиолитиков и ноотропов (мексидол и ИП-5), при повторных ФН УРАИ, вызванных сбоем или пространственной переделкой.
4. Изучить участие холинергической системы в ФН УРАИ, вызванном сбоем.
5. Исследовать эффекты нооглютила и вещества ИП-5 на сбой УРАИ в условиях холинергического дефицита.
Научная новизна исследования. Впервые установлена обратимость четырехкратных ч функциональных нарушений в условиях чередования сбоя и пространственной переделки УРАИ у крыс вне зависимости от порядка их применения. Показана возможность ,, использования четырехкратных ФН для изучения эффектов известного ноотропного • препарата пирацетама. Эффективность анксиолитика гидазепама установлена в пределах двух ФН и только в условиях сбоя. Показана воспроизводимость эффектов пирацетама и гидазепама в пределах двух последовательных ФН (сбой-пространственная переделка и пространственная переделка-сбой).
Впервые установлена воспроизводимость эффектов нового ноотропного препарата . нооглютила в условиях повторных ФН УРАИ, вызванных сбоем или пространственной переделкой условной реакции. Показано корректирующее действие соединений, сочетающих анксиолитические и ноотропные свойства, - мексидола и вещества ИП-5 - на ь однократные ФН УРАИ, вызванные сбоем или пространственной переделкой. Выявлено принципиальное отличие эффектов этих соединений при повторных функциональных 4 воздействиях в сравнении с веществами, в спектре фармакологической активности • которых анксиолитические или ноотропные свойства являются основными: при повторном использовании ФН позитивный эффект веществ со смешанным типом действия полностью воспроизводился только при пространственной переделке навыка.
Установлено участие холинергической системы в ФН УРАИ, вызванном сбоем, к Показано, что на фоне дефицита холинергической системы отмечается усугубление нарушения УРАИ и ухудшение восстановления условной реакции. Выявлено оптимизирующее влияние нооглютила и вещества ИП-5 на формирование условного рефлекса, снижение нарушения, вызванного сбоем УРАИ, и улучшение восстановления условной реакции у крыс с дефицитом холинергической системы.
Научно-практическая значимость работы. Разработан новый методический подход для исследования обратимости ФН УРАИ у крыс, который позволяет оценить особенности эффектов нейропсихотропных веществ и их воспроизводимость. Полученные результаты расширяют представление о спектре фармакологической активности пирацетама, нооглютила, мексидола и дипептида ИП-5 и будут способствовать более рациональному ь применению этих веществ. Выявленные эффекты нооглютила позволяют рекомендовать использование этого препарата в условиях длительного повторяющегося воздействия различных стрессогенных факторов окружающей среды.
Фармакологические вещества как средства изучения высшей нервной деятельности
В лекциях о работе больших полушарий головного мозга И.П. Павлов говорил, что изучение деятельности мозга возможно вести на трех уровнях: физикохимическом, клеточном и системном. Он считал реальной задачей своего времени установление закономерностей высшей нервной деятельности на системном уровне, полагая, что исследований её механизмов на клеточном и физико-химическом уровнях - дело будущего (Павлов И.П., 1951).
И.П. Павлов по праву считается основоположником не только физиологии, но и фармакологии ВНД. Уже в 1895 г. он прозорливо заметил: "Фармакология как медицинская доктрина ... представляет огромный теоретический интерес, чрезвычайно может способствовать успеху физиологического знания, ибо химические вещества представляют собой тончайшие аналитические методы физиологии. Не стоит приводить примеров тому, где при помощи химических агентов делят, изолируют то, что нельзя разделить никакими инструментами" (Павлов, 1951, с. 264). С самого начала изучения ВИД химические вещества использовались как своеобразный функциональный скальпель.
Под руководством И.П. Павлова были выполнены первые в мировой фармакологии работы, в которых объективными методами изучалось действие фармакологических веществ на психические процессы. Здесь уместно вспомнить оценку И. П. Павлова относительно результатов анализа механизмов действия кофеина, брома и других веществ: "Как-никак — это заслуга наших условных рефлексов. Эта такая тонкая фармакология этих веществ, которая отсутствовала до настоящего времени. Это огромнейший прибавок к фармакологии!" (Павлов, 1949, с. 609). Указанный подход И.П.Павлова сформировал двуединство, "взаимную полезность" фармакологии и физиологии, благодаря которому химические вещества используются как "тончайшие аналитические методы" в ВНД, а методы ВНД, в свою очередь, служат целям анализа нейрофизиологических механизмов действия психотропных соединений.
Такой подход широко развивается в отечественной научной школе (Павлов И.П., 1951; Аничков СВ., 1982; Вальдман А.В., 1979, 1985, 1987; Семенова Т.П., 1992; Судаков К.В., 1997; Машковский М.Д., 1999; Харкевич Д.А., 2002). От весьма ограниченного набора химических веществ, используемых в физиологии первоначально, перешли по мере открытия новых средств к большому арсеналу соединений, что, естественно, расширило возможности изучения механизмов ВНД.
В настоящее время для исследования механизмов ВНД используются нейротропные соединения - вещества, применяемые при лечении нарушений психической деятельности человека и центральнодействующие вещества с известным избирательным механизмом действия.
Учитывая особенности изучаемых функциональных нарушений и их эффектов на поведение и память животных, в нашей работе были использованы соединения, имеющие анксиолитический и (или) ноотропный эффекты. Термин транквилизатор появился в 1957 году и произошел от лат. tranquillium — спокойствие, покой. Транквилизаторы наиболее часто обозначают термином анксиолитики, а также как антитревожные, антифобические, атарактические, психорелаксирующие средства. Транквилизаторы относятся к различным классам химических соединений и различаются по механизму действия. К первому поколению транквилизаторов относят производные пропандиола. В начале 60-х годов появились препараты бензодиазепинового ряда, которые составили основную группу современных транквилизаторов (Смулевич А.Б. и соавт., 1998). В последние годы активно разрабатываются и уже применяются в клинике транквилизаторы третьего поколения как бензодиазепиновой, так и небензодиазепиновой структуры (Воронина Т.А., 2002). В настоящее время используется следующая классификация транквилизаторов (Воронина Т.А., Середенин СБ., 2002): 1.1. Прямые агонисты ГАМК-А бензодиазепинового рецепторного комплекса (производные бензодиазепина — диазепам, феназепам, хлордиазепоксид, алпрозолам, нозепам, лоразепам, мидазолам и др.). 1.2. Препараты первого поколения (мепробамат, бенактизин, триоксазин, мебикар, оксилидин и другие). 2. Транквилизаторы нового поколения. 2.1. Частичные агонисты бензодиазепинового рецептора (БДР), вещества с различной тропностью к субъединицам БДР и ГАМК-А рецептора (абекарнил, алпидем, зопидем, имидазенил, бретазенил, дивалон, гидазепам и другие). 2.2. Эндогенные регуляторы (негативные) ГАМК-А-БД рецепторного комплекса (эндозепины, производные Р-карболина: гарман, норгарман, гармалин, амбокарб, карбацетам; никотинамида и другие). 2.3. Агонисты ГАМКв рецепторного комплекса (баклофен, фенибут). 2.4. Мембранные модуляторы ГАМК-А-БД рецепторного комплекса (мексидол, афобазол, ладастен, грандаксин и другие). 2.5. Глутаматергические транквилизаторы. Конкурентные и неконкурентные антагонисты NMDA рецептора (фенциклидин, кетамин, циклазоцин, этоксандрол и др.), антагонисты АМРА рецептора (напр., ифенпродил), лиганды глицинового участка. 2.6. Серотонинергические транквилизаторы. Агонисты и частичные агонисты серотониновых рецепторов головного мозга подтипа 5-НТід (буспирон, гепирон и другие), антогонисты 1С, 1Д рецепторов, 2А, 2В, 2С рецепторов (ритансерин, алтансерин и другие) и ЗА серотониновых рецепторов (закоприд, ондансетрон и другие). 2.7. р-Адренаблокаторы (пропранолол и другие). 2.8. Метаболиты обмена нуклеиновых кислот (уридин, оротат калия, тимидин и другие). 2.9. Вещества, влияющие на энергетический статус мозга. Лиганды аденозиновых рецепторов, вещества, влияющие на биоэнергетический обмен мозга (литонит, никогамол, никотинат рубидия). 2.10. Гормональные вещества (кортикотропин-релизинг гормон, эпифизарный гормон мелатонин и другие). 2.11. Транквилизаторы на основе нейропептидов (ССК пептиды, их антагонисты, нейропептид У, энкефалины, селанк, ноопепт и его метаболит, ингибиторы пролилэндопептидазы и другие). 2.12. Разные вещества. Антагонисты сигма 2 рецепторов, антагонисты нейрокинина 1, агонисты гистамин НЗ рецепторов, ингибиторы МАО-А, ДОФА-декарбоксилазы, препараты из других классов психотропных средств, препараты растительного происхождения и другие. Среди известных групп транквилизирующих средств производные бензодиазепина пока продолжают занимать доминирующее положение и являются основными, наиболее широко применяемыми препаратами. Бензодиазепиновые транквилизаторы (БДТ) используются в медицине уже почти 40 лет. За это время, в связи с легкой замещаемостью радикалов в молекуле бензодиазепина, было синтезировано более 3000 соединений, из которых 40 применяются в настоящее время как эффективные препараты. Основными проявлениями фармакологического действия БДТ являются: анксиолитическое (транквилизирующее), снотворное, противосудорожное, седативное, амнезирующее и миорелаксантное. Кроме того, многие БДТ обладают антифобическим, антиаритмическим, противоболевым и некоторыми другими эффектами (Смулевич А.Б. и соавт., 1998; Александровский Ю.А., 2000; Воронина Т.А., 2002; Воронина Т.А., Середенин СБ., 1992, 2002). БДТ обладают липофильностью, быстро всасываются из желудочно-кишечного тракта и достигают максимума концентрации в крови. Все препараты бензодиазепиновой структуры обладают выраженным анксиолитическим эффектом, и по доминирующему компоненту в спектре фармакологической активности БДТ можно разделить на 3 основные группы (Воронина Т.А., Середенин СБ., 2002):
Роль холинергической системы в некоторых процессах обучения и памяти и их функциональных нарушениях
Из клинической практики и экспериментальной невропатологии давно известна важная роль холинэргических образований переднего мозга в реализации высший функций (Селиванова А.Т., Голиков С.Н., 1975;Ильюченок Р.Ю., 1961, 1967, 1972; Мухин Е.И., 1990; Ашмарин И.П., 1996; Ивлиева Н.Ю., Тимофеева Н.О., 2002; Bartus R.T. et al, 1982; Nobili L. Sannita W.G., 1997; Parnetti L., 1997; Sarter M., Bruno J.P., 1997; Harder J.A.etal, 1998).
Изучение роли восходящих холинергических систем головного мозга в условиях рефлекторного обучения и связанных с ним феноменах, включающих внимание, уровень бодрствования и подкрепления, представляет интенсивно развивающееся направление нейрофизиологии обучения и памяти. Одной из ключевых холинергических структур мозга является педункуло-понтийное ядро тегментума, относящееся к ретикулярной формации ствола головного мозга и содержащее проекционные холинергические нейроны. Под прямым влиянием педункуло-понтийного ядра находится таламус, холинергическая система основания переднего мозга, верхние бугры четверохолмия, моноаминергичиская система ствола мозга, а также целый ряд стволовых и спинномозговых структур, связанных с сенсорными процессами и органами движения (Steckler T.-et al, 1994; Ивлиева Н.Ю., Тимофеева Н.О., 2002).
Ацетилхолиновые (АХ) синапсы установлены в мозжечке, хвостатом теле, ядрах таламуса, коре (особенно зрительной и двигательной областях) и в других структурах мозга. Наибольшие количества АХ обнаружены в стволовой части мозга и хвостатом ядре, несколько меньшие - в коре головного мозга, варолиевом мосту и продолговатам мозге, наименее богат АХ мозжечок. Поэтому неудивительно, что при системном введении холинергических и антихолинергических (холинолитических) веществ могут наблюдаться разнообразные нарушения поведения (пищевого, оборонительного, полового). Также показано, что содержание АХ в мозге животных может изменяться в процессе их обучения, а также при стрессовых состояниях. Это ещё раз указывает на возможность участия холинергических систем в различных процессах нервной деятельности, включая и такие тонкие механизмы, как образование временных связей.
Изменение локомоторной активности является одним из типичных проявлений действия холинергических агонистов и антанонистов на ЦНС. Тремор у паркинсоников, связанный с поражением базальных ганглиев, может быть уменьшен холинолитиками, в то время как некоторые холиномиметики вызывают у различных лабораторных животных тремор, который предупреждается центральными холинолитиками. Стереотипное поведение грызунов (постоянное вычёсывание, вылизывание, грызение стен ящика), внешне напоминающее вызываемое фенамином увеличение двигательной активности и обычно связываемое с изменением обмена дофамина в нигростриарной системе, может быть вызвано введением холинолитиков в полосатое тело. Это свидетельствует о возможном участии холинергических систем в осуществлении спонтанной двигательной активности.
Реакции ярости и страха обычно связывают со снижением уровня норадреналина в центральном сером веществе среднего мозга, гипоталамусе и некоторых других лимбических структурах, однако, здесь имеется и холинергический механизм. Фармакологический анализ показал, что указанный механизм реализуется исключительно через М-холинорецепторы гипоталамуса, миндалины, а возможно, и некоторых других структур мозга (Селиванова А.Т., Голиков С.Н., 1975).
Холинергические механизмы мозга отчетливо выявляются также в опытах с самостимуляцией. Если самостимуляция моделирует положительные эмоции, то она закономерно подавляется М-холиномиметиками и восстанавливается (деблокируется) М-холинолитиками. Изучение влияния медиаторных веществ на систему «наказания» позволила установить, что последняя локализована преимущественно в медиальном гипоталамусе и реализуется через холинергические механизмы, в то время как область миндалины и медиального пучка переднего мозга осуществляет адренергический тормозной контроль «вознаграждающей» системы (Селиванова А.Т., Голиков С.Н., 1975).
Оборонительные рефлексы по сравнению с двигательными пищевыми нарушаются холинолитическими веществами в значительно больших дозах: 0,3-1 -40мг/кг и 0,03-0,1 мг/кг, соответственно. Так, обнаружено повышение числа неправильного дифференцирования звуковых сигналов и увеличение числа межсигнальных нажимов на рычаг в скиннеровском ящике (в опытах на крысах) при введении скополамина (классического агента, вызывающего временную блокаду холинорецепторов) в дозах 0,2-1 мг/кг. Исследователи вводили скополамин в дозе 2,7 мг/кг в/б мышам при выработке условной реакции избегания. В этом случае число положительных ответов возрастало на 375-900%. После предварительной выработки условные рефлексы угнетались той же дозой скополамина на 90-95%. В отношении угнетения условных оборонительных реакций скополамин оказался активнее атропина в несколько десятков раз. В опытах на крысах показано, что скополамин уменьшал и количество инструментальных реакций.
Угнетающее влияние скополамина (0,3 и 1,5 мг/кг - подкожно) связано с его способностью вызывать состояние амнезии. После введения холинолитиков затруднялась выработка двигательных условных рефлексов и увеличивалось количество ошибок при подходе к разным кормушкам или (при побежке по лабиринту) увеличивалось время пробега за счёт захождения в тупики.
Л.Г. Ворониным и соавторами (1957) вырабатывались пищедобывательные условные рефлексы у кроликов на последовательную цепь раздражителей: свет, стук метронома 300 уд/мин, звук 400 Гц. Введение скополамина (0,1-0,2 мг/кг) блокировало как цепь условнорефлекторных движений, начиная с последнего звена, так и проявление безусловного рефлекса.
А.Т. Селивановой (1969). была отмечена общая закономерность в действии холи политических веществ на двигательные ситуационные условные рефлексы: в большинстве случаев при введении малых доз холинолитических ввеществ у собак отмечалась кратковременная, иногда трудноуловимая, иногда более четко выраженная стадия повышенной возбудимости. Активное торможение при этом ослаблялось (растормаживались дифференцировки). При подробном изучении поведенческих эффектов у собак было установлено, что введении скополамина в дозах 0,01-0,03 мг/кг вызывает кратковременную атаксию и увеличение спонтанной двигательной активности, шатающейся походке, нарушению равновесия и слабости задних конечностей, уменьшению реакции на свист и резкий шум. Отмечалось усиление моторной активности, собаки часто лаяли или выли.
Изучение обратимости функциональных нарушений УРАИ, вызванных чередованием сбоя и пространственной переделки
Анализ результатов показал, что после каждого ФН имело место восстановление УРАИ, так что в последнем блоке предъявлений после воздействий у всех животных число условных реакций превышало 70% (табл. 2). Кроме того, перед очередным ФН другой природы, проводилось специальное восстановление УРАИ, в ходе которого, как показывают экспериментальные данные, все животные достигали критерия обученности. При этом число реакций избегания в последнем блоке предъявлений каждого восстановительного периода было одинаковым, то есть очередное ФН осуществлялось в тех же исходных условиях, что и предыдущее (табл. 2).
Как видно из таблицы 2, применение каждого нового ФН, как и первое ФН, вызывало достоверное снижение условных реакций относительно исходного уровня. Однофакторный дисперсионный анализ результатов повторньк ФН показал, что характер функционального воздействия и его очередность не оказывали влияния на воспроизведение УРАИ. Это выражалось в отсутствии статистически значимых различий по числу реакций избегания как в первом, так и в последующих блоках предъявлений, регистрируемых после каждого ФН в первой группе животных относительно второй. Все же небольшое уменьшение угнетающего условный рефлекс воздействия все же наблюдалось, начиная с третьего ФН. Так, если при втором ФН число условных реакций сразу после воздействия снижалось в 3,4 раза, относительно уровня предшествующего нарушению, то при ФН 3 - в 2,4 раза. Тем не менее, в целом полученные результаты показывают возможность исследования многократных функциональных нарушений на одних и тех же животных .
Как и в случае однократных ФН, при повторных воздействиях рост МСР был более выражен при пространственной переделке УРАИ, чем при сбое (табл. 2). Так, после ПМПО во всех случаях регистрировалось достоверное резкое увеличение МСР относительно исходного уровня до ФН, в то время как изменения МСР после сбоя не были статистически значимыми (рис. 6). Причем, в блоках 1-5, 11-15, а в одном случае и в 6-10 предъявленьях отмечалось достоверное превышение МСР при пространственной переделке навыка относительно этого показателя у животных, подвергшихся сбою (табл. 2). Только при четвертом ФН статистически значимых различий по всем блокам предъявлений между ПМПО и сбоем обнаружено не было, хотя явно прослеживалась тенденция увеличения МСР при пространственной переделке условного рефлекса. Сопоставление показателей МСР регистрируемых при однократной и повторной пространственных переделках в каждой группе животных не выявило статистически значимых различий (табл. 2).
Из всего вышеизложенного следует возможность применения повторных ФН УРАИ для многократного использования одних и тех же животных, и также изучения эффектов нейропсихотропных веществ в этих условиях.
Ранее было показано, что модели однократного сбоя и пространственной переделки УРАИ пригодны для изучения эффектов ноотропов и транквилизаторов (Воронина Т.А., Островская Р.У., 1998, 2000; Воронина Т.А., Середенин СБ., 1998, 2000; Иноземцев А.Н. и соавт., 1990, 2000). Исходя из результатов, изложенных в предыдущем разделе, представляло интерес сопоставить эффекты классического ноотропного препарата пирацетама и дневного анксиолитика гидазепама при повторном применении функциональных нарушений, вызванных с помощью сбоя и пространственной переделки. Для этого на 79 крысах была проведена вторая серия опытов, в которой животные были поделены случайным образом на две партии, а каждая партия - на 3 группы: контрольную и две опытные. Препараты использовались в следующих дозах: гидазепам в дозе 2 мг/кг, не обладающей седативным эффектом и одновременно имеющей выраженное анксиолитическое действие (Воронина Т.А., 1992), пирацетам — в дозе 300 мг/кг с отчетливым антиамнестическим эффектом на модели шоковой амнезии УРПИ (Машковский М.Д., 1982; Воронина Т.А., 1989). Препараты вводились внутрибрюшинно за 30 мин до начала каждого опыта.
Поскольку в задачу настоящего исследования не входил анализ влияния соединений на обучение животных, то мы ограничимся указанием на неоднозначный характер влияния препаратов на формирование УРАИ, особенно выраженное у пирацетама. Так, в одном случае (1 партия) он достоверно облегчил выработку реакций избегания во все дни, кроме первого (рис. 7), а в другом случае (2 партия) активирующее действие препарата было очевидным только на 5 день опытов (р 0,05). На фоне гидазепама статистически значимое увеличение условных реакций в первой партии наблюдалось во второй день, а во второй партии - в первый и пятый дни формирования условной реакции (рис. 7). Кроме того, на заключительном этапе (последние 5 предъявлений непосредственно перед применением функционального нарушения) ни один из препаратов не повлиял на обучение (табл. 3). Неоднозначность влияния анксиолитиков на формирование УРАИ не существенна для оценки этого класса нейропсихотропных веществ, поскольку обучение не является базовой моделью при их изучении. Но при исследовании ноотропной активности формирование реакций избегания широко используется и поэтому указанная неоднозначность заслуживает особого обсуждения. Следует отметить в этой связи, что с момента появления ноотропной концепции в основной массе публикаций описано положительное влияние ноотропов на обучение (Giurgea СЕ, 1982; Hoof H.V., 1980), но к настоящему времени стали известны работы, в которых этот эффект не наблюдался (Рахманкулова Ч.Х. и соавт., 1985; Иноземцев А.Н., Прагина Л.Л., 1992; Иноземцев А.Н., 1997; Островская Р.У.и соавт., 2002; Means L.W. et al., 1980; Pohle W. et al., 1997) или наблюдался в зависимости от факторов, не всегда поддающихся экспериментальному контролю (Mondadori С. et al., 1989; Sansone М, Oliverio А., 1989). Это побудило экспериментаторов к применению воздействий, нарушающих обучение и память, таких как максимальный электрошок, скополамин, ишемия, фронтальная лобэктомия (Воронина Т.А., Островская Р.У., 2002), длительное стрессирование животных с помощью электрического тока (Cavoy et al., 1988), а также используемых в данной работе функциональных нарушений выработанных реакций.
Эффект как пирацетама, так и гидазепама стал отчетливым после сбоя — препараты уменьшили разрушающее действие функционального нарушения (первая партия). Так, на фоне пирацетама величина УРАИ после сбоя было в 1,6 раз больше, чем в контроле (р 0,05). В ходе дальнейшего тестирования под влиянием препарата отмечалось увеличение скорости воспроизведения навыка, нарушенного сбоем (табл. 3), что наиболее сказалось в 11-15 предъявленьях (р 0,01). Гидазепам также уменьшил последствия этого ФН (табл. 3) - число условных реакций в первом блоке предъявлений после сбоя было в 1,3 раза больше, чем в контроле (р 0,05). Препарат способствовал быстрому воспроизведению условного рефлекса и в последующем - его влияние было статистически значимым в 11-15 и 16-20 предъявленьях по сравнению с контролем (р 0,05).
Особенности влияния нейропсихотропных веществ на два типа однократных функциональных нарушений УРАИ
Целью работы явилось экспериментальное изучение пределов обратимости повторных функциональных нарушений УРАИ, вызываемых сбоем и пространственной переделкой выработанной реакции, и возможности их применения для анализа эффектов повторного использования нейропсихотропных веществ. Для оценки обратимости ФН были приняты следующие критерии: 1) восстановление УРАИ до исходного уровня (как необходимое условие для очередного ФН), 2) сопоставимое нарушение УРАИ при каждом очередном воздействии и 3) одинаковый эффект нейропсихотропных веществ при каждом очередном ФН, т.е. воспроизводимость эффектов соединений.
В переформулированном виде поставленная проблема состояла в изучении воспроизводимости эффектов первого функционального нарушения УРАИ и действия нейропсихотропных соединений при их многократных испытаниях, что с необходимостью приводит к подробному анализу особенностей двух выбранных моделей ФН (сбоя и пространственной переделки УРАИ) и эффектов ноотропов и анксиолитиков при их первом использовании.
Экспериментальные данные показывают, что первое применение сбоя вызвало глубокое нарушение выработанного навыка у контрольных животных во всех сериях опытов. Одновременно с уменьшением числа УРАИ резко возросло число межсигнальных реакций, что, в соответствии с представлениями П.В.Симонова (1981), свидетельствует о повышении эмоциональной напряженности. Генерализованная двигательная активность, помимо МСР, отмечалась также в виде прыжков, хаотичного бега, вокализации и других реакций, характеризующих срыв ВНД. Уменьшение числа МСР в наших опытах на фоне анксиолитика гидазепама и феназепама, как было показано ранее (Иноземцев А.Н., Воронина Т.А., Тушмалова Н.А, 1996а, б), подтверждает анксиогенный характер данных реакций.
Анксиолитик гидазепам и ноотроп пирацетам уменьшили последствия разрушительного воздействия сбоя - на их фоне был выше уровень воспроизведения УРАИ и меньше выражена генерализованная двигательная активность, чем у контрольных животных.
Учитывая существование нейропсихотропных средств, сочетающих ноотропное и анксиолитическое действие, представлялось целесообразным проанализировать их влияние на используемое ФН с целью выявления особенностей этих эффектов в данных условиях. В частности, представляло интерес изучение возможного потенциирования положительных эффектов указанных соединений за счет наличия в спектре их активности ноотропного и анксиолитического компонентов действия. Кроме того, был использован новый ноотропный препарат нооглютил, характеризующийся другой химической структурой и отличающийся по спектру фармакологической активности от классического ноотропа пирацетама.
Установлено, что нооглютил, мексидол и ИП-5 уменьшили негативные последствия сбоя - нарушение УРАИ было меньше, а восстановление осуществлялось быстрее, чем в контроле. Позитивный эффект этих соединений был сопоставим с положительным действием анксиолитика и ноотропа в этих условиях. Следовательно, потенцирование ноотропного и анксиолитического эффектов не наблюдалось.
Следует отметить, что в отличие от неоднозначного влияния веществ на выработку УРАИ в разных сериях (например, от максимально выраженного влияния пирацетама до его полного отсутствия) сбой всегда выявлял положительный эффект всех использованных соединений; вместе с тем, эта модель не позволила выявить отличие во влиянии на воспроизведение УРАИ указанных нейропсихотропных веществ, относящихся к разным классам.
Пространственная переделка навыка привела, помимо уменьшения уровня воспроизведения выработанного условного рефлекса, к резкому увеличению генерализованной двигательной активности в контрольных группах всех серий, что проявилось в увеличении МСР и описанных выше реакций, указывающих на срыв ВНД. Это свидетельствует о том, что данное функциональное нарушение, как и при сбое, сопровождается резким увеличением эмоционального напряжения. Отметим, что при пространственной переделке УРАИ рост МСР был намного значительнее, чем при сбое.
Пирацетам статистически значимо уменьшил разрушающий эффект ФН, вызванного пространственной переделкой навыка, обеспечив более высокий уровень воспроизведения УРАИ по сравнению с контролем. В отличие от этого, гидазепам не оказал влияния на уровень УРАИ после данного функционального нарушения. Ранее было показано, что анксиолитик феназепам также не проявляет положительного эффекта в условиях этой модели (Иноземцев А.Н., Воронина Т.А., Тушмалова Н.А. и соавт., 1996а, б), что придает более общий характер выявленному в наших опытах факту, позволяя заключить, что анксиолитики, в отличие от ноотропов, не способствуют воспроизведению выработанной до пространственной переделки реакции. В условиях пространственной переделки УРАИ ноотроп нооглютил и вещества, имеющие в спектре своей фармакологической активности ноотропный и анксиолитический компонент, мексидол и ИП-5, были также эффективны. Позитивный эффект мексидола и ИП-5 в условиях данной модели, по-видимому, объясняется наличием у них ноотропного компонента действия. При этом, наличие анксиолитического компонента в спектре действия этих веществ нашло отражение в снижении МСР в условиях пространственной переделки УРАИ подобно транквилизаторам.
Как следует из приведенных данных, анксиолитики, ноотропы и вещества, сочетающие эти свойства, уменьшают последствия стрессогенной процедуры сбоя, то есть, их влияние, несмотря на различия в спектре нейропсихотропной активности, одинаково и на УРАИ и на генерализованную двигательную активность. Следовательно, их эффекты неотличимы в данной модели. В то же время при использовании функционального нарушения, вызываемого пространственной переделкой, сходство препаратов сказалось только в уменьшении эмоционального напряжения, выразившееся в уменьшении генерализованной двигательной активности относительно контроля. Влияние препаратов на воспроизведение УРАИ в условиях пространственной переделки противоположно: реакций избегания на фоне ноотропов пирацетама и нооглютила, а также веществ обладающих ноотропным компонентом действия было больше, чем в контроле, а на фоне анксиолитика гидазепама их уровень не отличается от контрольного.
Указанные общие закономерности и отличительные особенности влияния анксиолитиков и ноотропов могут быть обусловлены, с одной стороны, общими и отличительными чертами используемых моделей, а с другой - характером взаимосвязей между эмоциональным напряжением и решением задачи.
Общее в моделях заключается во внезапном изменении условий опыта. Внезапные изменения в среде, по В. Б. Кеннону (Кеннон В. Б., 1927; Cannon V.B., 1932), вызывают у животных активацию многих систем организма: секрецию адреналина, поступление сахара в кровь, повышение артериального давления и т. п. Эти реакции на внезапные изменения появились в эволюции в качестве полезного приспособления в ходе борьбы за существование и направлены на мобилизацию всех средств нападения и защиты в ситуациях, угрожающих целостности организма. Указанная активация защитных резервов организма сопровождается возникновением эмоций и увеличением двигательной активности. Кеннон особо подчеркивал динамогенное действие эмоционального возбуждения. Он был убежден, что изменения, происходящие при эмоциональном смятении и отражающие изменения гомеостазиса, могут быть объяснены как подготовка к сильному мышечному напряжению.
