Важной проблемой современной медицины является фармакологическая коррекция психоневрологических расстройств, которые зачастую развиваются на фоне дезадаптации, вызванной повышением стрессогенности окружающей среды [7, 10]. Существует большое количество методов оценки анксиолитических и антидепрессивных эффектов, успешно применяющихся в научно-исследовательской практике [5, 6, 8]. В то же время, руководства по доклиническому исследованию лекарственных средств носят, как правило, рекомендательный характер [2], что затрудняет выбор конкретных методик и усложняет сопоставление результатов. Например, показатели двигательной активности при аппаратной актометрии бывают значительно выше, чем при выполнении методики «Открытое поле» [3, 4]. Вторым фактором, усложняющим осуществление потокового скрининга психоактивных веществ, является то, что большая часть методик оценки тревожно-фобических реакций у животных требует длительной подготовки [1, 4]. Методики, связанные с кратковременным стрессированием путём принудительного плавания или иммобилизации, технически просты и широко применяются в экспериментальной психофармакологии [9], однако недостаточно изучены как механизмы влияния таких воздействий на активность животных, так и их ближайшие психоэмоциональные последствия. В связи с этим, целью нашей работы стала оценка взаимосвязи между характеристиками активности животных, подвергнутых гипо- и гиперкинезии, и выработка алгоритма оценки тревожно-фобических поведенческих реакций после непродолжительного стрессирующего воздействия.
Материалы и методы исследования
Исследование выполнено в лаборатории психофармакологии НИИ фармакологии ВолгГМУ на 100 самцах крыс Wistar массой 250-300 г. В качестве стресирующих методов воздействия были выбраны принудительное плавание, иммобилизация подвешиванием за холку, изоляция в замкнутом пространстве с сопутствующей гипокинезией. Плавание осуществлялось в прозрачных цилиндрических ёмкостях диаметром 20 см и высотой в 45 см, на 2/3 наполненных водой температурой 28 °С. Подвешивание производилось на высоте 1 м от пола за кожную складку на холке животного при помощи атравматичных зажимов. Для изоляции использовались раздвижные пластиковые контейнеры-домики, применяемые для иммобилизации животных. После 15-минутного воздействия поведение крыс оценивалось в тестах «Открытое поле» и «Приподнятый крестообразный лабиринт». Животные отправлялись на цикл испытаний с 5-минутным интервалом, призванным снизить влияние суточных биологических ритмов на активность. Эксперимент происходил в два этапа. На первом этапе была произведена оценка влияния гиперактивности при принудительном плавании на поведение животных в «Открытом поле». На втором этапе подопытные животные были разделены в соответствии с методиками стрессирования и оценки двигательной активности. Статистическая обработка производилась с помощью программы GraphPad Prism 5. Достоверность межгрупповых различий оценивалась по критериям Вилкоксона и Краскела-Уоллиса с пост-тестом Данна при p < 0,05. Для оценки корреляционных взаимосвязей был выбран ранговый критерий Спирмена.
Результаты исследования и их обсуждение
В ходе первого этапа эксперимента у животных, подвергнутых форсированному плаванию, оценивались следующие показатели: латентный период до начала активности (7,0 ± 3,18 с), общее время активного сопротивления (287,0 ± 41,21 с), количество прыжков (1,7 ± 0,45) и подныриваний (0,8 ± 0,41). При испытании в открытом поле в данной группе было выявлено достоверное снижение двигательной и исследовательской активности по сравнению с интактными животными (критерий Вилкоксона, p < 0,05; см. Табл. 1).
Таблица 1
Результаты теста «Открытое поле» – первый этап
|
Группа |
Г.А. |
В.А. |
З.О. |
В.Ц. |
|
1. Плавание |
14,3 ± 1,6* |
2,5 ± 0,60* |
1,4 ± 0,31* |
0,9 ± 0,23 |
|
2. Контроль |
55,6 ± 3,09 |
12,4 ± 1,09 |
3,8 ± 0,56 |
0,6 ± 0,13 |
Примечание: Приведены показатели горизонтальной (ГА) и вертикальной (ВА) активности, количество заглядываний в отверстие (ЗО), выходов в центр (ВЦ). Данные представлены в виде средних значений и стандартной ошибки; * – достоверные различия с контрольной группой (p < 0,05).
Эти изменения могут быть как результатом повышения уровня тревожности, так и следствием истощения, вызванного предшествовавшей физической нагрузкой. Для уточнения причин этих изменений был проведён корреляционный анализ потенциальных взаимосвязей между наблюдаемыми проявлениями (Табл. 2). При этом, у абсолютного большинства значений коэффициенты корреляции оказались недостаточно велики, что позволяет отвергнуть влияние утомления при выбранном характере нагрузки на поведение животных в открытом поле. Исключением стала статистически значимая обратная корреляция между количеством прыжковых движений при плавании и выходами в центр арены, которая может свидетельствовать о сохранении рационального поведения у животных в условиях повышенной тревожности.
В ходе второго этапа экспериментов количество испытаний было расширено. После иммобилизации подвешиванием и принудительного плавания, локомоторная и поисково-исследовательская активность животных в открытом поле достоверно снижалась по сравнению с интактными группами (Табл. 2), что свидетельствует в пользу увеличения тревожности и страха. Это подтверждается достоверным снижением количества актов груминга и их суммарной продолжительности. У животных, изолированных в замкнутом пространстве, достоверного снижения этих показателей не отмечалось: напротив, у них была обнаружена тенденция к повышению поисковой активности с увеличением количества заглядываний в отверстия на 34 % и удвоением частоты выходов в центральную зону.
Таблица 2
Коэффициенты корреляции между показателями активности в «Открытом поле» и 15-минутного форсированного плавания
|
Показатели |
Латентный период |
Активное сопротивление |
Прыжки |
Ныряния |
|
Горизонтальная активность |
0,180 |
0,164 |
-0,150 |
0,237 |
|
p = 0,620 |
p = 0,650 |
p = 0,679 |
p = 0,509 |
|
|
Вертикальная активность |
-0,457 |
0,343 |
-0,242 |
0,083 |
|
p = 0,185 |
p = 0,333 |
p = 0,500 |
p = 0,820 |
|
|
Заглядывания в отверстия |
0,007 |
-0,259 |
0,0400 |
-0,470 |
|
p = 0,985 |
p = 0,469 |
p = 0,913 |
p = 0,171 |
|
|
Выходы в центр |
-0,166 |
-0,342 |
-0,656 |
-0,506 |
|
p = 0,647 |
p = 0,333 |
p = 0,039 |
p = 0,136 |
Повышение поисковой активности может говорить об отсутствии фобического компонента у данной группы животных на фоне ажитации и дезориентации в пространстве. Последнее подтверждается результатами тестирования в приподнятом крестообразном лабиринте (Табл. 4): у изолированных животных достоверно увеличилось время нахождения в светлых рукавах как по сравнению с контролем, так и с другими экспериментальными группами. Более того, в этой группе наблюдалась тенденция к увеличению времени пребывания в центре лабиринта, количества переходов, выглядываний и выходов в светлые рукава. В других группах, напротив, отмечалась значимая тенденция к снижению этих показателей, что говорит о развитии тревожно-фобических реакций.
Таблица 3
Результаты теста «Открытое поле» – второй этап
|
Группа |
Г.А. |
В.А. |
З.О. |
В.Ц. |
А.Г. |
Д.Г., с |
|
1. Плавание |
13,4 ± 6,21,2 |
2,6 ± 0,721,2 |
1,2 ± 0,251,2 |
0,7 ± 0,26 |
1,3 ± 0,391 |
7,2 ± 3,611,2 |
|
2. Подвешивание |
23,2 ± 3,711 |
4,3 ± 0,871,2 |
2,1 ± 0,502 |
0,6 ± 0,22 |
1,4 ± 0,491 |
13,1 ± 4,171 |
|
3. Изоляция |
39,6 ± 3,81 |
12,9 ± 1,49 |
5,1 ± 0,60 |
1,2 ± 0,36 |
4,3 ± 1,20 |
25,4 ± 4,47 |
|
4. Контроль |
55,6 ± 3,09 |
12,4 ± 1,09 |
3,8 ± 0,56 |
0,6 ± 0,13 |
5,4 ± 0,53 |
29,4 ± 2,72 |
Примечание: В таблице приведены показатели горизонтальной (ГА) и вертикальной (ВА) активности, количество заглядываний в отверстие (ЗО), выходов в центр (ВЦ), актов груминга (АГ) и их общая продолжительность (ДГ). Данные представлены в виде средних значений и стандартной ошибки измерения; 1 – достоверные различия с контрольной группой; 2 – достоверные различия с группой, подвергшейся изоляции (p < 0,05).
Таблица 4
Результаты теста «Приподнятый крестообразный лабиринт»
|
Группа |
Вр.С., с |
В.С. |
В. |
П. |
В.Ц., с |
|
1. Плавание |
5,3 ± 3,752 |
0,3 ± 0,212 |
1,4 ± 0,49 |
0,1 ± 0,11,2 |
2,7 ± 2,292 |
|
2. Подвешивание |
6,4 ± 2,572 |
0,6 ± 0,22 |
1,3 ± 0,371,2 |
0,7 ± 0,26 |
2,6 ± 1,412 |
|
3. Изоляция |
40,2 ± 3,671 |
1,4 ± 0,27 |
3,6 ± 0,75 |
1,4 ± 0,37 |
11,9 ± 3,27 |
|
4. Контроль |
17,5 ± 7,47 |
0,7 ± 0,21 |
3,7 ± 0,73 |
1,5 ± 0,27 |
7,9 ± 3,31 |
Примечание: В таблице приведены время нахождения в светлом рукаве (ВрС), количество выходов в светлый рукав (ВС), выглядываний (В) и переходов (П), а также время, проведённое в центре (ВЦ). Данные представлены в виде средних значений и стандартной ошибки измерения; 1 – достоверные различия с контрольной группой; 2 – достоверные различия с группой, подвергшейся изоляции (p < 0,05).
Выводы
Произведён анализ тревожно-фобических реакций крыс, подвергшихся кратковременному стрессирующему воздействию. Установлено, что снижение двигательной и исследовательской активности в открытом поле у животных, подвергшихся форсированному плаванию, не было связано с физическим утомлением. В то же время, несмотря на повышение тревожности и общее угнетение, рациональные поведенческие реакции у подопытных крыс сохранились. Обнаружено, что принудительное плавание и иммобилизация повышают тревожность животных, достоверно снижая локомоторную и исследовательскую активность, а изоляция приводит к пространственной дезориентации и ажитации, проявляющейся в виде нерациональной поисковой активности. В ходе работы выработан алгоритм, который в дальнейшем может быть применён при скрининге анксиолитических, антидепрессивных и адаптогенных средств.