Scientific journal

Fundamental research

ISSN 1812-7339

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,674

У грызунов поведенческие акты направлены на достижение конкретных задач: добывание и запасание корма, принятие пищи, спаривание, уход за потомством и т.д. Все это представляет имеющейся набор поведенческих реакций, которые генетически жестко детерминированы и проявляются в виде побежки, прыжка, стойки, груминга и др. Жизненные ситуации при постоянном непрерывном многообразии исходных данных приводят животное к состоянию выбора или предпочтения акта поведения в конкретной ситуации. Познавательная деятельность является базовой основой формирования поведенческих адаптивных реакций. Однако при агрессивных воздействиях окружающей среды происходят изменения или нарушения поведенческих реакций. Средствами, способными оптимизировать поведенческие реакции, как показывает ряд исследователей, являются растительные адаптогены [3, 6].

Вытяжке из корня родиолы розовой присуща психостимулирующая активность [3]. А.С. Саратиковым и Е.А. Красновым (1987) было установлено, что в золотом корне или в корне родиолы розовой ((Rhodiola rоsea L.)обнаружены следующие химические соединения: органические кислоты (щавелевая, лимонная, яблочная, галловая, янтарная, кофейная, оксикоричная); углеводы (глюкоза, фруктоза, сахароза); алкалоиды (астрагалин, родионин, родалин, родалидин, розин, розавин, розарин, родиолгин, родиозин, родиолин, ацетилродалгин, родиолгидин); эфирные масла, цитраль, β-фенилацетат и минеральные вещества (Zn,Cu, Ti, Mn).

В наших исследованиях поставлена цель: провести сравнительный анализ влияния известных ноотропов с официнальным экстрактом родиолы розовой на выработку адаптивной поведенческой реакции у грызунов. В качестве повреждающего агента выработки поведенческой реакции принято гипоксическое воздействие. К настоящему времени известно, что дефицит кислорода - состояние, которое наиболее часто встречается у человека при различных заболеваниях сердца, сосудов, органов дыхания, а также при утоплении, удушении, в аварийных ситуациях, связанных с отключением подачи вдыхаемого воздуха в герметичные рабочие места, при экологически неблагоприятных ситуациях и т.д. При этом изменяется интенсивность окислительных процессов мозга [2], что приводит к недостатку энергии в ткани мозга. Возникают сбои в работе всех систем органов и тканей, в том числе при поведенческих реакциях. Однако, как известно, наиболее чувствительными к недостатку кислорода являются нейроны коры. На современном этапе исследований принято, что программа конкретного поведенческого акта сводится к моделированию функциональной структуры как закона связи между жесткими функциональными элементами [2]. Одним из базовых звеньев в системе адаптивных поведенческих реакций организма является познавательная деятельность мозга.

Эксперименты выполнены с привлечением белых неинбредных линий 230 крыс. Животные содержались в стандартных условиях ухода и питания вивария, соответствующих международным правилам и нормам. В качестве модели нарушения выработки поведенческой реакции «на место» у крыс использована острая прогрессирующая нормобарическая гипоксическая гипоксия с гиперкапнией (ОНГГ) по М.В. Кораблеву и П.И. Лукиенко (1973) в модификации [5]. В качестве препаратов сравнения приняты известные вещества ноотропного типа действия: пирацетам, производное пирролидона, обладающий ноотропным и слабым антигипоксическим эффектом в дозе 50 и 200 мг/кг; натрия оксибутират, производное гаммаоксимаслянной кислоты, обладающее антигипоксическим и слабым ноотропным эффектом, в дозе 50 мг/кг [6]; экстракт родиолы розовой (официнальный препарат) в дозе 2 мл на кг массы. Препараты вводили внутри/брюшинно в 3-х ситуациях: интактным животным, до гипоксии и в ранний постгипоксический период.

Для изучения познавательной деятельности у крыс использована методика выработки адаптивной поведенческой реакции, такая как условная реакция активного избегания (УРАИ), которая выполнялась следующим образом: в Т-образном лабиринте у крысы вырабатывали условную реакцию избегания на звук с отрицательным подкреплением. После подачи аверзивного стимула крыса достигает безопасной площадки в одном из рукавов лабиринта, несколько сочетаний звука и болевого сигнала приводит к возникновению реакции избегания. Регистрировали: время латентного периода, время побежки, число ошибок, число побежек. Критерием выработки УРАИ принято 5 безошибочных побежек подряд.

Инструментальная реакция побежки вырабатывалась в течение нескольких попыток, до появления адаптивной реакции на звуковой сигнал. Формирование УРАИ характеризуется ожиданием в стартовом отсеке первого удара эл/током и последующих побежек с постепенным уменьшением латентного периода покидания стартовой площадки и, наконец, стабильным уровнем поведения, что соответствует литературным данным [4]. В первых пробах при появлении звукового раздражителя крысы оставались в стартовом отсеке, который покидали только при нанесении ЭКР. Время хаотического поиска безопасного отсека составляло в среднем 27,03 ± 2,3 с. Однако уже к третьей пробе время поиска результативной побежки в ответ на негативное научение в виде подкрепления сокращалось в 2,7 раза и составляло 10,7 ± 0,5 с. Это служило доказательством смены хаотического поиска безопасного отсека на целенаправленную исследовательскую активность оборонительного типа, индекс которой составил 60,4%, и установление причинно-следственных отношений. У интактных животных в среднем через 9,5 ± 0,6 сеансов наблюдалось становление условной реакции активного избегания и через 3-5 проб завершалось упрочение условного избегания. Выработка условной реакции активного избегания и приурочивание избегательного ответа к периоду действия звукового раздражителя отмечена в среднем через 12,1 ± 0,9 сеанса (таблица).

Крысы, перенесшие острую нормобарическую гипоксическую гипоксию с гиперкапнией, испытывали затруднение в выделении значимого звукового раздражителя и установления условной связи с действием ЭКР. Об этом свидетельствовало отсутствие изменения времени поиска безопасного отсека в первых пробах и замедление становления УРАИ в 3 раза (Р < 0,001). По сравнению с интактными животными, крысы после 40-минутной экспозиции в условиях гипоксической гипоксии совершали две правильные реакции условного избегания только после 28,8 ± 0,9 проб сеанса научения (контроль 9,5 ± 0,6 проб, Р < 0,001). Как при выработке локомоторного избавления и других форм научения, после сеанса гипоксии не отмечено сдвигов в продолжительности стадии упрочения УРАИ. В среднем через 31,05 ± 1,1 пробы крысы опытной группы достигали критерия обученности, выполняя безошибочно 5 условных ответов подряд (Р < 0,001, таблица). Далее в таблице представлены результаты изучения влияния эталонного ноотропа пирацетам (50 и 200 мг/кг) при его введении до гипоксии и в ранний постгипоксический период. Несмотря на значительное уменьшение времени поиска правильного ответа в третьей пробе по сравнению с первой, свидетельствующее об ускоренной смене хаотического поиска на целенаправленный, скорость становления реакции не отличалась от контроля. С увеличением дозы под влиянием пирацетама (200 мг/кг) наблюдалось увеличение скорости образования УРАИ на (21%), при параллельном повышении индекса оборонительной мотивации (на 19%). Установлено, что ноотропы облегчают обучение УРАИ у интактных крыс, наиболее эффективен пирацетам в дозе 200 мг/кг. Профилактическое введение пирацетама в дозе 50 мг/кг восстанавливало показатели выработки активного избегания. Становление УРАИ у животных, подвергнутых воздействию 40-минутной гипоксической гипоксии, возникало значительно раньше, чем в контроле (контроль 28,8 ± 0,3 пробы; опыт 9,5 ± 0,6 Р < 0,001). Достижение критерия обученности происходило также почти в 3 раза быстрее (контроль 31,5 ± 1,1 пробы; опыт 11,2 ± 0,8 пробы Р < 0,001). Аналогичные сдвиги научения отмечены при введении пирацетама в дозе 200 мг/кг в постгипоксический период. Предварительное применение натрия оксибутирата увеличивало время хаотического поиска безопасного отсека на 62% (с 26,0 ± 2,2 до 43,6 ± 3,4). Как видно, при введении веществ в ранний постгипоксический период выявлено, изменения в процессе выработки, полученные при некоторых ситуациях, уменьшаются, например латентный период хаотического поиска (на 70%), и имеется тенденция к снижению времени поиска правильного ответа и уменьшению времени выхода из стартового отсека (соответственно на 75 и 69% (Р < 0,05).

Влияние веществ ноотропного типа действия на выработку условной реакции активного избегания при их введении до и после гипоксии

Примечание: *- Р < 0,05; ** - Р < 0,01.

Как показывают данные таблицы, в первой пробе сеанса научения время хаотического поиска дверцы в безопасный отсек составило 30,03 ± 2,3 с. Однако к третьей пробе время поиска правильной побежки в ответ на ЭКР резко сокращалось, достигая 10,7 ± 0,5 с. Это служило доказательством смены хаотического поиска безопасного отсека крысой на целенаправленную исследовательскую активность оборонительного типа, индекс которой составил 60,4%. Как ранее установлено, у интактных животных в среднем через 9,5 ± 0,6 проб наблюдалось становление условной реакции активного избегания и через 2-4 пробы завершалось упрочение условного избегания. Процесс научения УРАИ и приурочивание реакции избегания к периоду действия условного звукового раздражителя отмечен в среднем через 12,1 ± 0,9 побежки (см. таблицу). Препарат растительного происхождения родиола розовая оказывает влияние на выработку УРАИ. Отмечено, что смена хаотического поиска на целенаправленный происходила медленнее, чем в контрольной группе, а правильный ответ появлялся раньше почти на 30% у крыс, получающих родиолу розовую. В целом, как показывают результаты, выработка УРАИ под влиянием растительного препарата улучшается. Применение препарата родиолы розовой увеличивает объем поисковых движений и повышают скорость выполнения простой реакции активного избегания. Следовательно, антигипоксическое действие не определяет их влияния на скорость выработки простых адаптивных ответов у интактных животных. Так, группа крыс, получающих родиолу розовую при введении до гипоксического воздействия достигала критерия обученности на 30% быстрее (при Р < 0,05), а при введении в ранний постгипоксический период становление УРАИ отмечено значительно раньше. Экстракт родиолы розовой при его введении до гипоксии по сравнению с пирацетамом оказывает менее активное влияние на выработку УРАИ и превосходит влияние натрия оксибутирата при этом же введении (см. таблицу). В целом процесс выработки УРАИ не изменялся, т.е. смена хаотического поиска на целенаправленный происходила, но позднее, как и в контрольной группе, а становление навыка и его упрочение происходило значительно быстрее, но число ошибок оставалось на прежнем уровне.

Таким образом, можно заключить, что гипоксическая гипоксия замедляет вычленение биологически-значимого сигнала, снижает эмоционально-болевое подкрепление и нарушает причинно-следственные отношения, и, как следствие этого, происходит ухудшение формирования условного избегания.

Вещества ноотропного типа действия облегчали выработку адаптивной поведенческой реакции, причем наилучшим образом действовал пирацетам в дозе 50 и 200 мг/кг при введении перед гипоксией. Препарат, обладающий антигипоксическим эффектом, на выработку УРАИ оказывал незначительное влияние. Препарат, содержащий экстракт родиолы розовой, оказывал сходное влияние с классическим ноотропом пирацетамом при введении до гипоксии. Отмечено, что смена поиска с хаотического на целенаправленный происходит позднее, однако это не сказывалось на ситуации, когда выработка навыка и время побежки правильной реакции во всех случаях находились в пределах нормы.

• Степанов А.В., д.м.н., профессор, зав. кафедрой безопасности жизнедеятельности и медицины катастроф, Читинская государственная медицинская академия, г. Чита;
• Авсеенко Н.Д., д.м.н., профессор, кафедра медико-биологических основ физической культуры и спорта, Забайкальский государственный гуманитарно-педагогический университет, г. Чита.

Работа поступила в редакцию 26.03.2012.