Автореферат и диссертация по медицине (14.00.25) на тему:Фармакологическая коррекция последствий социальной изоляции

На правах рукописи

МЕЩЕРОВ Шамиль Кадимович

ФАРМАКОЛОГИЧЕСКАЯ КОРРЕКЦИЯ ПОСЛЕДСТВИЙ СОЦИАЛЬНОЙ ИЗОЛЯЦИИ

14.00.25 - фармакология, клиническая фармакология 14.00.45 - наркология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

Санкт-Петербург

2004

Работа выполнена в Военно-медицинской академии имени С.М.Кирова

Научный консультант: доктор медицинских наук профессор Петр Дмитриевич Шабанов

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук профессор Борис Владимирович Андреев

доктор медицинских наук профессор Георгий Иванович Дьячук доктор медицинских наук профессор Владислав Алексеевич Крауз

Ведущее учреждение: Научно-исследовательский институт фармакологии РАМН

Защита состоится «_»_2004 года в 13.00 часов на заседании

диссертационного совета Д 215.002.07 при Военно-медицинской академии им. СМ.Кирова (194044, г. Санкт-Петербург, ул.Лебедева, д.6).

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке Военно-медицинской академии им. С.М.Кирова.

Автореферат разослан «_» марта 2004 года

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор медицинских наук профессор Борис Николаевич Богомолов

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Социальная изоляция как биологический феномен характеризуется серьезными изменениями всех нейрофизиологических систем организма (Hall, 1998; Лебедев А.А. и др., 2002). Известно, что индивидуумы, выросших в условиях ограничения социальных контактов, отличаются повышенной чувствительностью на внешние раздражители, эмоциональной неустойчивостью,. нарушением двигательных и когнитивных функций (Глушенко В.В., 2002). У подростков это проявляется синдромом гиперактивности с нарушением внимания, (минимальная мозговая дисфункция по МКБ-10), склонностью к асоциальному поведению, конфликтности, неконтролируемому употреблению алкоголя и наркотических средств. Общие физиологические и патофизиологические механизмы, лежащие в основе указанных нарушений, предполагают изучение данной дисфункции и поиск фармакологических средств их коррекции.

В экспериментальных условиях социальную изоляцию моделируют выращиванием животных (крысы, мыши) в изоляции от сородичей с момента их самообеспечения. Такие животные характеризуются повышением двигательных и эмоциональных реакций, изменением чувствительности рецепторов, нейромедиаторов (дофамина, норадреналина, серотонина, ГАМК, глутамата) к фармакологическим агентам, дисбалансом обмена отдельных медиаторов (Шабанов П.Д. и др., 2002, 2004). Несмотря на сравнительно богатую научную литературу по проблемам социальной изоляции, до сих пор остается открытым вопрос о критических временных периодах формирования нарушений, их конкретных нейрофизиологических и нейрохимических механизмах. Более того, в современном арсенале средств для коррекции указанных нарушений преобладают нейролептические и транквилизирующие препараты, не затрагивающие сути патологических процессов, а коррелирующие лишь отдельные компоненты (главным образом двигательные и эмоциональные) поведения. Настоящая работа создает предпосылки для целостного (интегративного) осмысления участия различных нейромедиаторов (дофамина, серотонина,. норадреналина, ГАМК, глутаминовой кислоты) в механизмах реализации двигательных и эмоциональных форм поведения, в частности, механизмах мозгового подкрепления на примере эффектов фармакологических средств психостимулирующего действия (фенамин и аналоги).

Кроме того, весьма актуальным аспектом исследования является выяснение значения социального опыта для развития подкрепляющих систем мозга, участия отдельных мозговых структур и систем в их формировании в условиях обедненной и обогащенной внешней среды. Исследования биологических субстратов награды, начиная с первых экспериментов, были сконцентрированы на изучении центральной н е р 0 " функциональной основе формирования подкре г пенш^и^додедщд первого ис-

пользования моделей самораздражения мозга (Milner, Olds, 1952) и внутривенного самовведения (Weeks, 1962) экспериментальные исследования в этом направлении стали проводиться в двух аспекта. Первый из них связан с изучением фармакологических средств как причины зависимости с идентификацией поведенческих и нейробиологических коррелятов аддикции (Вальдман А.В. и др., 1988; Беспалов А.Ю., Звартау Э.Э., 2001). В большинстве случаев речь идет о положительных подкрепляющих свойствах фармакологических агентов и механизмах лекарственной толерантности, сенситизации, вторичного обусловливания, зависимости и синдрома отмены. Менее изучены с точки зрения доказательной медицины вопросы индивидуальной предрасположенности к действию отдельных наркогенов, природе этой предрасположенности и роли отдельных функциональных систем в механизмах развития зависимости у животных и у человека (Иванец Н.Н., 2001, 2002). В этом отношении весьма важным и продуктивным с научной точки зрения явилось изучение механизмов стресса, участия глюкокортикоидных гормонов и моноаминергических систем в механизмах зависимости.

В головном мозгу существует специализированная система нейронов, дофамин- и серотонинергических по своей химической организации, которая опосредует эффекты психостимулирующих средств. Эта система имеет довольно четкую структурно-функциональную организацию и включает передний мозговой пучок, прилежащее ядро, вентральную область покрышки и медиальную префронтальную кору. Она описывается как мезокортиколимбиче-ская система мозга. Исследованиями последних лет (Piazza et al., 1996, 1997; Лебедев А.А. и др., 2002; Шабанов П.Д. и др., 2002, 2004) показано, что глю-кокортикоидные гормоны способны активировать подкрепляющие системы мозга по типу психостимуляторов. Актуальность работы определяется изучением значения отдельных гормонов (тропных гормонов гипофиза, гормонов периферических эндокринных желез, в первую очередь глюкокортикоидов) в механизмах действия психостимуляторов амфетаминового типа. Знание этих сведений принципиально важно для представлений о предпосылках формирования лекарственной зависимости, особенно в раннем постнатальном периоде жизни, определяющем вероятность развития девиантного поведения. Все это определяет актуальность настоящего исследования, направленного на изучение и выделение основных (главных) нейромедиаторных и гормональных механизмов формирования синдрома социальной изоляции и поиск средств для ее коррекции.

Цель исследования:

Изучить основные нейромедиаторные и гормональные механизмы формирования синдрома социальной изоляции у крыс и выделить фармакологические средства наиболее эффективные для коррекции поведенческих расстройств, обусловленных изоляцией.

Задачи исследования:

1) разработать адекватную экспериментальную модель для оценки основных поведенческих характеристик синдрома социальной изоляции от сородичей у крыс, дать подробное их описание;

2) выделить наиболее значимые компоненты двигательного и эмоционального поведения крыс-изолянтов для оценки участия основных нейроме-диаторных систем мозга в механизмах их обеспечения;

3) провести фармакологический анализ участия основных нейромедиа-торных систем мозга в обеспечении механизмов подкрепления у крыс, выращенных в сообществе и условиях социальной изоляции; выделить фармакологические агенты из группы синаптотропных средств, наиболее эффективные для коррекции поведенческих нарушений вследствие социальной изоляции;

4) исследовать биохимические механизмы формирования предрасположенности к действию психостимуляторов амфетаминового типа у крыс-изолянтов путем определения содержания дофамина, норадреналина и серото-нина, а также их метаболитов в различных структурах мозга;

5) исследовать участие моноаминергической системы мозга в подкрепляющих свойствах глюкокортикоидных гормонов (в моделях условного предпочтения места и самостимуляции мозга);

6) исследовать участие гипофизарно-надпочечниковой системы в механизмах первичного (безусловного) и вторичного (условнорефлекторного) подкрепления;

7) исследовать центральное действие кортикотропинрилизинг гормона и его аналогов на эмоциональные и мнестические компоненты поведения.

Научная новизна. В работе детально описан синдром социальной изоляции у крыс с типичными поведенческими и нейрохимическими последствиями изоляции. К поведенческим последствиям длительной изоляции относится двигательная и исследовательская гиперактивность, повышение тревожности и депрессивности, уровней агрессии и защиты, а также повышенная реактивность подкрепляющих систем мозга. С помощью нейрофармакологиче-ского анализа основных нейромедиаторных систем мозга (дофамина, норадре-налина, серотонина, ГАМК, глутамата) выявлено их участие в механизмах мозгового подкрепления. Ведущее значение при этом играет моноаминергиче-ская система мозга, активность которой связана с обменом дофамина, норадреналина и серотонина в префронтальной коре, прилежащем ядре и стриатуме крыс. Нарушенная реактивность моноаминергической системы при социальной изоляции связана, прежде всего, с замедлением обмена дофамина и в меньшей степени серотонина в указанных структурах. Дисбаланс нейромедиа-торного обеспечения мозгового подкрепления в значительной степени устраняется агонистами дофамина и некоторыми другими синаптотропными веществами.

Кроме того, работа затрагивает проблему изучения механизмов формирования лекарственной зависимости от гормональных средств, в частности гормонов стресса (прежде всего глкжокортикоидов), и выяснение значения гормональной составляющей в механизмах действия психостимуляторов ам-фетаминового типа. В частности, показано, что глюкокортикоиды действуют на системы мозгового подкрепления аналогично психостимуляторам, например, фенамину. При этом в их действии выявляется четкая дозозависимая характеристика. Синтетический глюкокортикоид дексаметазон способен потенцировать действие фенамина на системы подкрепления. Эффект глюкокорти-коидных гормонов существенно зависит от гормонального баланса всей системы гипоталамус-гипофиз-надпочечники. Удаление гипофиза или надпочечников устраняет или уменьшает психостимулирующие свойства фенамина. Кортикотропинрилизинг гормон не обладает подкрепляющими свойствами, а является сильным анксиогеном. Это доказывает постулат, что подкрепляющие свойства гормонов гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы возрастают в направлении от пептидных гормонов гипофиза к глюкокортикоид-ным гормонам надпочечников. Работа относится к исследованиям в области фундаментальной медицины. Полученные в ней данные принципиально важны для решения проблемы формирования механизмов лекарственной зависимости от психостимуляторов, механизмов девиантного поведения подростков, избыточной агрессивности пациентов, употребляющих психостимуляторы с немедицинскими целями.

Научно-практическая значимость. В результате проведенных исследований получены новые данные о поведенческих и нейрохимических последствиях длительной социальной изоляции у крыс. Главным результатом экспериментальных исследований является структурирование синдрома социальной изоляции, выделение его основных (ведущих) признаков и обоснование участия отдельных нейромедиаторных систем (дофамина, норадреналина и серо-тонина) в реализации двигательных и эмоциональных расстройств при длительной изоляции крыс от сородичей. В частности, у грызунов, выращенных в условиях социальной изоляции, выявлена высокая степень тревожности и де-прессивности, неадекватное повышение систем агрессии и защиты, гиперактивность подкрепляющих систем к действию психостимуляторов амфетамино-вого типа (фенамин и аналоги). Одним из ведущих признаков длительной изоляции следует рассматривать именно измененную реактивность подкрепляющих систем мозга, которая связана со снижением обмена дофамина и серото-нина в структурах мезокортиколимбической системы мозга (медиальная пре-фронтальная кора и прилежащее ядро). Отмеченные изменения в определенной степени могут быть компенсированы использованием различных фармакологических средств, включая психостимуляторы. Кроме того, в работе продемонстрировано, что психостимулирующие эффекты фенамина на системы подкрепления реализуются лишь при сбалансированности гормонов гипотала-

мо-гипофизарно-надпочечниковой системы. Дисбаланс системы снижает подкрепляющие свойства психостимуляторов. Доказано, что синтетические глю-кокортикоиды типа дексаметазона оказывают психостимулирующее действие на системы мозгового подкрепления аналогично фенамину. Их действие менее выражено, но описывается как дозозависимое и активирующее- Подкрепляющие эффекты глюкокортикоидов не зависят от гипоталамо-гипофизарных гормонов. В частности, кортикотропинрилизинг гормон не только не обладает подкрепляющими свойствами, а оказывает прямо противоположное действие. Полученные результаты обосновывают положение, что глюкоксртикоидные гормоны могут вызывать зависимость по типу действия психостимуляторов. Это требует более тщательного отношения при их длительном назначении. Выяснение механизмов, лежащих в основе описываемых феноменов, является решением важной научной проблемы нейробиологической организации подкрепляющих систем мозга и поиска фармакологических средств для адекватной коррекции приобретенных поведенческих расстройств в результате социальной изоляции и/или употребления психостимулирующих средств.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Длительная социальная изоляция крыс вызывает ряд характерных изменений поведения, которые описываются как синдром социальной изоляции. Ведущими признаками синдрома социальной изоляции являются двигательная и исследовательская гиперактивность, повышение тревожности и депрессив-ности, повышение уровней агрессии и защиты, а также повышенная реактивность подкрепляющих систем мозга.

2. В реализацию внутримозговых механизмов положительного подкрепления у крыс-изолянтов вовлекатся все основные нейромедиаторные системы (дофамина, норадреналина, серотонина, ГАМК, глутамата). Ведущую роль при этом играет моноаминергическая система мозга. У крыс-изолянтов нарушаются взаимоотношения между пре- и постсинаптическими элементами дофами-нергической системы, что проявляется изменением фармакологической активности синаптических средств, избирательно влияющих на разные подтипы рецепторов дофамина.

3. Нарушение подкрепляющих свойств самостимуляции в результате социальной изоляции проявляется повышением активности моноаминергической системы мозга и быстрым ее истощением, что связано с изменением обмена моноаминов (дофамина, норадреналина, серотонина) в ключевых структурах мозга, опосредующих механизмы положительного подкрепления. Наиболее значимым при этом является снижение метаболизма дофамина и в меньшей степени серотонина в медиальной префронтальной коре и прилежащем ядре без существенных изменений обмена норадреналина в этих структурах.

4. Нарушения функционирования моноаминергических систем подкрепления обратимы и могут устраняться с помощью различных фармакологических средств, в первую очередь агонистов дофамина.

5. Глюкокортикоидные гормоны (дексаметазон) и психостимуляторы (фенамин) реализуют свое действие на подкрепляющие системы мозга однотипно, но в разной степени. Максимальным стимулирующим действием обладают дофаминомиметические вещества, а глюкокортикоидные гормоны оказывают мягкий активирующий дозозависимый эффект. В активирующем действии глюкокортикоидных гормонов на системы награды участвуют как первично-подкрепляющие, так и вторично-подкрепляющие механизмы. Первично-подкрепляющие свойства фармакологических веществ и гормонов определяются в основном активацией дофаминергической системы, тогда как вторично-подкрепляющие свойства, помимо прямой активации данной системы, вовлекают и мнестические компоненты поведенческих реакций.

6. Подкрепляющие свойства фенамина и глюкокортикоидных гормонов нарушаются при дисбалансе системы гипоталамус-гипофиз-надпочечники. Это доказывается опытами с удалением гипофиза, надпочечников или избыточным введением адренокортикотропного гормона и дексаметазона. Кортикотропин-рилизинг гормон и агонисты его рецепторов оказывают мощное анксиогенное действие, подавляя механизмы подкрепления. Подкрепляющие свойства гормонов уменьшаются в ряду: глюкокортикоиды > адренокортикотропный гормон > кортикотропинрилизинг гормон.

Реализация результатов работы. Материалы исследования используются в лекционном курсе кафедры фармакологии Военно-медицинской академии им. С.М.Кирова МО РФ, в лекционном курсе кафедры наркологии Санкт-Петербургской медицинской академии последипломного образования МЗ РФ, лекционном курсе кафедры специализированной терапии Института медицинского образования Новгородского государственного университета имени Ярослава Мудрого, вошли в грантовые разработки Российского фонда фундаментальных исследований (№ 01-04-49073).

Апробация и публикация материалов исследования. Материалы, вошедшие в диссертацию, доложены на научной конференции «Актуальные вопросы эндокринологии» (Пермь, 2002); 33-м конгрессе международного общества психонейроэндокринологии (Пиза, Италия, 2003); 7-м международном конгрессе по психонейрофармакологии (Бухарест, Румыния, 2002); международной конференции «Интегральная психосоциальная реабилитация в сообществе» (Барселона, Испания, 2002); 2-м Всероссийском съезде фармакологов (Москва, 2003); 7-й междисциплинарной конференции по биологической психиатрии «Стресс и поведение» (Москва, 2003), Всероссийской научной конференции «Клиническая эндокринология - достижения и перспективы», посвященной 80-летию Д.Л.Шурыгина (Санкт-Петербург, 2003), заседаниях Санкт-Петербургского общества фармакологов (2002, 2003). По теме диссертации опубликованы 2 монографии, 19 статей (из них 13 в журналах) и 16 тезисов.

Апробация диссертации прошла на совместном заседании кафедры фармакологии и лаборатории иммунологии кафедры гематологии и клинической иммунологии Военно-медицинской академии им. С.М.Кирова МО РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, главы обзора литературы, материалов и методов исследования, главы результатов собственных исследований (включающей 7 подглав), обсуждения результатов, выводов, практических рекомендаций, списка литературы. Работа изложена на 258 страницах машинописного текста, иллюстрирована 22 рисунками и 49 таблицами. Библиографический указатель содержит 515 наименований, в том числе 123 отечественных и 392 иностранных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования;

Выбор животных. Опыты выполнены на 1512 крысах Вистар и Спрэг-Доули массой 200-250 г, выращенных в группе по 5 особей в стандартных пластмассовых клетках в условиях вивария, и крысах, выращенных в условиях частичной сенсорной и полной внутривидовой изоляции с 17-го дня после рождения. Животных содержали при свободном доступе к воде и пище. Все опыты проведены в осенне-зимний период.

Выращивание животных в условиях полной внутривидовой изоляции. Животных помещали в индивидуальные клетки с 17-го дня после рождения, когда они становились способными к самообеспечению. В изоляции крысы находились до 90-100 дней. К началу опыта возраст животных-изолянтов и сгруппированных крыс был одинаков. После каждого опыта крысы-изолянты помещались в свои индивидуальные клетки.

Вживление электродов в структуры мозга. Стереотаксические операции по вживлению электродов в мозг крысам проводили под нембуталовым наркозом (50 мг/кг) с использованием стереотаксического прибора фирмы «Medicor», Венгрия. Билатерально в латеральное гипоталамическое ядро вживляли нихромовые монополярные электроды в стеклянной изоляции (диаметр электрода 0,25 мм, длина оголенного кончика 0,25-0,30 мм, его толщина 0,12 мм) по следующим координатам: АР = 2,5 мм назад от брегмы, SD = 2,0 мм латерально от сагиттального шва, Н = 8,4 мм от поверхности черепа (Konig, Klippel, 1963). Индифферентный электрод из нихромовой проволоки закрепляли на черепе животного. Все электроды коммутировались на микроразъеме, который фиксировался на черепе самотвердеющей пластмассой. Поведенческие эксперименты начинали не ранее 10 дней после операции. По окончании всех опытов производили морфологический контроль локализации кончиков электродов с окрашиванием срезов мозга по методу Ниссля.

Педальная самостимуляция в камере Скиннера. Через 10 дней после вживления электродов в мозг крыс обучали нажимать на педаль в камере

Скиннера для получения электрического раздражения мозга (прямоугольные импульсы отрицательной полярности, 1 мс, 100 Гц, в течение 0,4 с, пороговые значения тока в режиме «фиксированных пачек»). Частота и длительность нажатий регистрировались автоматически. Анализировали частоту и время каждого нажатия на педаль. На основании этих результатов вычисляли коэффициент «рассогласования» (Лебедев А.А., Шабанов П.Д., 1992), который является удобным дополнительным показателем для оценки действия фармакологических препаратов.

Условная реакция предпочтения места. Опыты проводили в прямоугольной установке размером 35x55x30 см, стороны которой различались цветом (темный и светлый) и текстурой пола и были разделены перегородкой с опускающейся дверцей. В 1-й тестовый день регистрировали время нахождения животного в каждом отсеке в течение 10 мин. Отсек считался предпочитаемым, если животное проводило в нем больше 50% времени. В последующие 6 дней обусловливания дверцу между отсеками закрывали. Животные получали через день инъекцию препарата непосредственно перед помещением в исходно непредпочитаемый отсек на 60 мин и инъекцию 0,9%-ного раствора хлорида натрия перед помещением в исходно предпочитаемый отсек; животные контрольной группы получали только физиологический раствор. Средством инициации предпочтения служил фенамина гидрохлорид 1 мг/кг. Во 2-й тестовый день дверцы открывали и повторно измеряли время нахождения в каждом из отсеков в течение 10 мин.

Исследование кратковременной памяти в Y-образном лабиринте. Экспериментальная установка представляла камеру с тремя равными рукавами, расположенными по отношению друг к другу под углом 120°. Перед опытом один рукав камеры закрывали непрозрачной перегородкой. Крысу сажали в центр установки, и в течение 5 мин она обследовала свободные два ее рукава. Регистрировали время нахождения в рукавах. Через 2 ч повторяли эксперимент, предварительно открыв третий закрытый рукав. Животное могло обследовать все три рукава экспериментальной камеры в течение 5 мин, регистрировали те же показатели во всех рукавах. Об уровне кратковременной памяти судили по времени нахождения в новом рукаве установки.

Исследование поведения крыс в «открытом поле». Свободную двигательную активность животных исследовали в тесте «открытого поля» (Hall, 1934), представляющего собой круглую площадку диаметром 80 см с 16 отверстиями (норками) диаметром 3 см каждая. Продолжительность одного опыта составляла 3 мин. Регистрировали ряд элементарных двигательных актов и поз: горизонтальную и вертикальную активность, груминг, заглядывание в норки и др. Полученные данные обрабатывали математически.

Исследование функциональной асимметрии мозга с помощью метода ротации. Число ротаций определяли в полусфере диаметром 30 см через 30 мин после введения фенамина (2,5 мг/кг) за два последовательных периода

и

по 10 мин, используя для анализа средние значения (определяемые за 10 мин). Регистрировали число полных вращений на 360° отдельно вправо и влево, а также число неполных ротаций от 90° до 360° (Glick et al., 1976). В последние 10 с каждой минуты тестирования в ротометре определяли также показатель стереотипии по 6-бальной шкале (Clarke et al., 1988).

Исследование поведения в приподнятом крестообразном лабиринте. Лабиринт состоял из двух открытых рукавов 50x10 см и двух закрытых рукавов 50x10 см с отрытым верхом, расположенных перпендикулярно относительно друг друга. Высота над полом 1 м. Животное помещали в центр лабиринта. Путем нажатия соответствующей, клавиши этографа, связанного с компьютером, фиксировали время пребывания в закрытых и открытых рукавах, время свешивания в отрытых рукавах и выглядывания из закрытых рукавов. Продолжительность теста составляла 5 мин.

Изучение агрессии в тесте «чужак-резидент». Агрессивность изучали у половозрелых крыс самцов в тесте «чужак-резидент» в соответствии с описанием этологического атласа (Пошивалов В.П., 1986). Смысл методики состоит в том, что к крупному самцу, находящемуся в клетке (резиденту), подсаживают более мелкое животное (чужака). Регистрировали число поведенческих проявлений агрессивности и защиты, а также общее число поведенческих актов, описывающих взаимоотношение двух особей крыс (Вартанян Г. А., Петров Е. С, 1989).

Исследование поведения крыс в тесте «свет-темнота». Крыс помещали в светлый отсек двухкамерной установки размером 35x55x30 см, стороны которой различались цветом (темный и светлый) и текстурой пола и были разделены перегородкой с опускающейся дверцей. Регистрировали время пребывания в освещенной и темной отсеках установки и число выглядываний из темного отсека в течение 10 мин. Увеличение времени пребывания в светлом отсеке квалифицировали как снижение тревожности.

Операции удаления • гипофиза и надпочечников. Экстирпацию гипофиза у крыс осуществляли трансаурикулярно в специальном стереотаксиче-ском приборе, как описано в работе П.Д.Шабанова и Н.С.Сапронова (1986). Двустороннюю адреналэктомию производили, используя параспинальный доступ. Ложнооперированные животные подвергались всем оперативным манипуляциям, за исключением удаления гипофиза и надпочечников. Поведенческие опыты начинали на 10-е сутки после проведения всех операций.

Биохимическое определение содержания биогенных аминов и их метаболитов в структурах мозга. Концентрации дофамина, норадреналина, се-ротонина и их метаболитов определяли обращеннофазной высокоэффективной жидкостной хроматографией с электрохимическим детектором (Krasnova et al., 2000).

Определение экстраклеточного содержания дофамина в мозгу свободно подвижных крыс методом микродиализа in vivo. Крысам импланти-

ровали стандартные микродиализные канюли СМА/10 (Швеция) с длиной мембраны 2,5 мм в прилежащее ядро (Konig, Klippel, 1963). В течение 3-х дней до операции и весь послеоперационный период животных содержали в индивидуальных клетках. Спустя 48 ч после операции приводящую линию канюли присоединяли к шприцу объемом 1 мл, содержащему модифицированный раствор Рингера, нагнетание раствора осуществляли безынерционным насосом с объемной скоростью 2 мкл/мин. Отводящую линию канюли помещали в микропробирку, содержащую 5 мкл хлорной кислоты. Сбор диализата производили 25 мин, после чего пробирку с диализатом немедленно помещали в жидкий азот и заменяли следующей. После окончания сбора 4-й пробы, не прекращая диализной процедуры, животное помещали в стеклянную полусферу диаметром 30 см. В дальнейшем собирали еще 4 пробы диализной жидкости, после чего исследование завершали. Полученные пробы хранили при в течение 1 месяца. Содержание дофамина определяли методом обращеннофазной хроматографии с использованием электрохимического детектора. Образцы пробы вводили в объеме 40 мкл в хроматографическую систему без предварительной модификации.

Фармакологические вещества, используемые для анализа. Для ней-

рофармакологического анализа были использованы: непрямой адреномиметик фенамин (0,25-5 мг/кг); агонист рецепторов дофамина апоморфин (0,05 мг/кг, активирующая преимущественно пресинаптические D2 рецепторы дофамина, и 0,5 мг/кг, активирующая преимущественно постсинаптические Dt рецепторы дофамина); селективный агонист Dt рецепторов дофамина SKF38393 (1 мг/кг); селективный антагонист Dt рецепторов дофамина SCH23390 (0,05 мг/кг); агонист D2 рецепторов дофамина бромокриптин (5 мг/кг); антагонист D2 рецепторов дофамина сулпирид (10 мг/кг); антагонист рецепторов серотонина мети-сергид (0,2 мг/кг); ингибитор биосинтеза серотонина р-хлорфенилаланин (250 мг/кг); ГАМК (200 мг/кг); антагонист рецепторов ГАМКа бикукуллин (0,2 мг/кг); антагонист NMDA рецепторов глутамата МК801 (0,05 мг/кг); антагонист -адренорецепторов празосин; антагонист -адренорецепторов пропра-нолол (анаприлин), синтетический глюкокортикоид дексаметазон (0,125-1 мг/кг); АКТГ-цинк фосфат (10 ЕД/кг); нативный кортикотропинрилизинг гормон (КРГ; 0,01-1 мкг); агонист Ri рецепторов КРГ D-Глy-20 (0,01-1 мкг); агонист R рецепторов КРГ Б-Про-5 (0,01-1 мкг), агонист рецепторов бензодиазе-пина диазепам (0,5 мг/кг). Все инъекции фармакологических веществ производили внутрибрюшинно. КРГ и его аналоги вводили в боковые желудочки мозга. В качестве контроля использовали введение 0,9%-ного раствора NaCl.

Статистическая обработка полученных материалов. Выборка для каждой группы животных составила не менее 10-12 крыс. Результаты обрабатывали статистически с использованием t-критерия Стьюдента, непараметрического критерия U Вилкоксона-Манна-Уитни, дисперсионного анализа по методу ANOVA на персональном компьютере Pentium III 1700 мГц.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Влияние ограничения индивидуального опыта в онтогенезе на формирование двигательного и эмоционального поведения половозрелых крыс

Влияние социальной изоляции на двигательную активность и поведение крыс в «открытом поле». Исследование поведения крыс, выращенных

в условиях социальной изоляции от сородичей, в «открытом поле» показало, что у них резко (в 2 раза) возрастает двигательная активность (табл. 1). Этот феномен хорошо известен как двигательная гиперактивность изолянтов. Наряду с увеличением двигательной активности в 3 раза возрастал норковый рефлекс. Другие исследованные показатели снижались, при этом в 2 раза уменьшалась вертикальная активность животных, умеренно снижались груминговые реакции (показатель состояния комфортности) и эмоциональность.

Таким образом, крысы-изолянты демонстрируют типичную картину гиперактивных животных с измененным уровнем исследовательской активности и умеренным снижением эмоциональности.

Таблица 1

Влияние социальной изоляции на поведение взрослых крыс в «открытом поле»

Показатель Крысы, выращенные в сообществе Крысы, выращенные в изоляции

Число пересеченных квадратов 26,7±5,5 50,1±4,8*

Число вертикальных стоек 9,0±2,8 4,2±1,1*

Число заглядываний в норки 6,б±1,2 18,1±1,9*

Число грумингов 2,7±0,5 1,1 ±0,7*

Число болюсов дефекаций 4,3±0,5 1,0±0,4*

Примечание. *р<0,05,

Влияние социальной изоляции на двигательную активность и стереотипное (ротационное) поведение крыс. Одним из наиболее типичных до-

фаминзависимых форм поведения является ротационное и стереотипное поведение. Изучение ротационного поведения крыс после введения фенамина (2,5 мг/кг) выявило приблизительно равномерное распределение право и левовра-щающихся животных, существенно не отличался при этом и процент крыс без предпочтения стороны вращения. Однако более детальный анализ с учетом интенсивности вращений и уровня стереотипии позволил выявить различия между животными с обычным и резко обедненным индивидуальным опытом.

Было найдено, что у крыс-изолянтов снижена интенсивность преимущественно левых вращений (на 70%). Кроме того, уровень стереотипии у живот-

ных без предпочтительной стороны вращения у изолянтов был вдвое выше, чем у животных, выращенных в сообществе. Этот факт может свидетельствовать о гиперчувствительности дофаминергической системы изолянтов к действию непрямого адреномиметика фенамина. Если допустить, что выраженность предпочитаемых вращений является прямым выражением дофаминергической асимметрии, то можно полагать, что достоверное уменьшение количества . левых вращений свидетельствует о меньшей степени выраженности асимметрии содержания дофамина (или его обмена), которая приводит к предпочтению вращения влево.

Таким образом, правовращающиеся крысы, выращенные в группе и изоляции, существенно не отличаются друг от друга. Левовращающиеся крысы отличаются только по интенсивности вращений, причем по этому показателю изолянты оказываются менее асимметричными. И, наконец, в группе крыс без выраженного предпочтения стороны вращения четко выявляется большая чувствительность к фенамину изолянтов в сравнении с животными, выращенными в сообществе.

Влияние социальной изоляции на поведение крыс в приподнятом крестообразном лабиринте. Исследование поведения крыс в приподнятом крестообразном лабиринте показало, что животные, выращенные в условиях социальной изоляции, проводят в 2,5 раза меньше времени в открытых рукавах лабиринта (табл. 2). При этом время, проведенное крысами в закрытых рукавах, не. менялось. У крыс-изолянтов троекратно возрастало число выглядываний из закрытых рукавов, но не менялось число свешиваний с платформы лабиринта.

Таблица 2

Влияние социальной изоляции на поведение крыс в приподнятом крестообразном лабиринте

Показатель Крысы, выращенные в сообществе Крысы, выращенные в изоляции

Время в открытом рукаве, с 5,1 ±2,2 1,9±0,9*

Время в закрытом рукаве, с 294,8±4,2 298,1±0,9

Число выглядываний из темного рукава 2,6±0,6 8,1±0,8*

Число свешиваний 0,2±0,1. 0,1±0,1

Примечание. *р<0,05,

Приведенные данные указывают на факт повышения тревожности у крыс, выращенных в условиях социальной изоляции. Об этом говорит уменьшение времени пребывания в открытых рукавах, увеличение числа выглядываний из темных рукавов лабиринта и уменьшение числа свешиваний.

Влияние социальной изоляции на показатели агрессии в тесте «чужак-резидент» у крыс. Оценка системы агрессия-защита по тесту «чужак-резидент» показала, что у крыс, выращенных в условиях социальной изоляции от сородичей, возрастают все исследованные показатели (табл. 3), а именно: в 2 раза увеличивается общительность животных, в 8 раз возрастает агрессивность, в 10 раз - показатели защиты, при почти двукратной активации индивидуального поведения. Интересно отметить, что показатели агрессивности и защиты возрастают параллельно приблизительно на одну величину (8-10 раз), что указывает на активацию всей системы. Другие исследованные показатели лишь косвенно свидетельствуют об этом.

Таблица 3

Влияние социальной изоляции на показатели агрессии и защиты у крыс в тесте «чужак-резидент» (число поведенческих актов)

Показатель Крысы, выращенные в сообществе Крысы, выращенные в изоляции

Общительность 24,4±2,7 57,8±3,2*

Агрессивность 5,5±2,0 49,5±3,1**

Защита 0,5±0,2 5,6±0,9»*

Индивидуальное поведение 19,5±1,5 29,5±3,0*

Примечание. *р<0,05; **р<0,01

Влияние социальной изоляции на показатели депрессии в тесте Пор-солта у крыс. Тест Порсолта используется для оценки уровня депрессии у крыс. Согласно полученным нами данным, у животных, выращенных в условиях социальной изоляции, резко снижается время активного плавания, возрастает время пассивного плавания и, что характерно для теста, в 2,5 раза увеличивается время иммобилизации животных в водном цилиндре. Все это указывает на повышенный уровень депрессивности у крыс-изолянтов в сравнении с животными, выращенными в сообществе.

Таким образом, с точки зрения оценки эмоциональной сферы крыс-изолянтов важно подчеркнуть, что для них характерна повышенная депрес-сивность при высоком уровне двигательной и исследовательской активности.

Влияние социальной изоляции на систему подкрепления в тесте самостимуляции латерального гипоталамуса у крыс. У крыс, выращенных в сообществе, фенамин (1 мг/кг) на 35-40% повышал частоту самостимуляции латерального гипоталамуса. Увеличение дозы фенамина до 5 мг/кг не приводило к повышению самостимуляции. Параллельно фенамин усиливал двигательную активность (вертикальную и горизонтальную), повышал число локо-моций с обнюхиванием, стоек. После введения физиологического раствора активации поведения не было (как правило, при использовании пороговых значений силы тока наблюдалась умеренная ориентировочная реакция, груминг).

После введения фенамина в дозе 5 мг/кг появлялись элементы стереотипии (продолжительное обнюхивание на месте, движения головы).

Сопоставление эффектов фенамина на реакцию самостимуляции в камере Скиннера у крыс, выращенных в сообществе и в условиях изоляции, показывает, что они однонаправлены. У крыс-изолянтов фенамин (1 мг/кг) в большей степени стимулирует реакцию самораздражения (на 70%), чем у сгруппированных животных (35%). С увеличением дозы фенамина до 5 мг/кг отмечали сравнительно невысокий облегчающий эффект (повышение частоты самостимуляции на 23% у изолянтов и 22% у сгруппипрованных крыс). Эта однонаправленность сохраняется и при анализе значений коэффициента «рассогласования», хотя он снижается в большей степени при введении фенамина изолян-там. В то же время сами исходные значения коэффициента «рассогласования» у крыс-изолянтов значительно ниже, чем у животных, выращенных в сообществе (соответственно 0,03+0,03 и 0,31+0,15), что указывает на то, что у изолян-тов активация системы «награды» выше, чем у сгруппированных животных.

Влияние социальной изоляции на систему подкрепления в тесте условного предпочтения места у крыс. При использовании метода условного предпочтения места наблюдалась закономерность, отличная от выявленной в процессе изучения реакции самостимуляции. Наиболее выраженное предпочтение места наблюдали при введении фенамина в дозе 5 мг/кг. При этом у животных, выращенных в изоляции, в 3 раза уменьшается время пребывания в исходно непредпочитаемом отсеке. В дозе 1 мг/кг фенамин проявлял менее выраженный эффект. Эффекты фенамина в дозе 1 мг/кг не отличались у сгруппированных и изолированных животных.

Таким образом, у крыс, выращенных в сообществе, реакция самостимуляции в камере Скиннера достоверно выше после введения фенамина в дозе 1 мг/кг в сравнении с 5 мг/кг, в то время как условная реакция предпочтения места принимает наибольшие значения после применения препарата в дозе 5 мг/кг. Несоответствие эффектов разных доз фенамина при исследовании реакции самостимуляции и условного предпочтения места можно объяснить различной физиологической сущностью применяемых методов, а именно: в основе действия вещества при самостимуляции лежит активация эмоционально-мотивационных механизмов, тогда как условное предпочтение места детерминируется как эмоциональными, так и мнестическими компонентами условно-рефлекторного поведения (Лебедев А.А., Шабанов П.Д., 1992).

Исследование экстраклеточного содержания дофамина в прилежащем ядре методом микродиализа на свободно подвижных крысах in vivo. Метод микродиализа позволяет исследовать активность нейрохимических систем непосредственным измерением содержания внеклеточного пула медиатора. При этом имеется возможность оценки изменения активности той или иной системы с течением времени у одного и того же животного. Это повышает статистическую ценность получаемых данных.

25 50 75 100 125 150 175 время (мин)

Рис. 1. Содержание дофамина в области прилежащего ядра Стрелкой отмечено время помещения животных из жилой в экспериментальную камеру. Прямоугольниками обозначены данные, статистически достоверные при р<0,05.

Данные об изменениях уровня дофамина (ДА) представлены на рис. 1. У животных обеих групп после помещения в новую обстановку уровни ДА в прилежащем ядре были повышены по сравнению с исходными величинами. При этом у крыс-изолянтов в течение первых 50 мин пребывания в экспериментальной камере содержание медиатора были достоверно выше, чем у контрольных животных. Однако в последующие 25 мин уровень ДА у изолянтов практически возвращался к исходным величинам, в то время как у животных контрольной группы еще достоверно отличался от начального.

Типовая структура изменений поведения при синдроме социальной изоляции у крыс. Подводя краткий итог, можно констатировать, что последствия социальной изоляции крыс от сородичей, начиная с 17-го дня жизни (времени самообеспечения животных) проявляются рядом характерных поведенческих изменений, которые описываются как синдром социальной изоляции. К основным поведенческим признакам синдрома социальной изоляции у крыс следует отнести:

1) двигательную и исследовательскую гиперактивность;

2) повышение тревожности и депрессивности;

3) повышение уровня агрессии и защиты;

4) повышенную реактивность подкрепляющих систем.

В совокупности перечисленных признаков синдром социальной изоляции во многом может объяснить повышенную вероятность возникновения ряда психопатологических состояний, включая девиантное поведение у подростков, стремление к употреблению наркотических средств (Шабанов П Д. и др., 2002, 2004), повышенную агрессию и склонность к насилию, а также часто

встречающийся синдром подростковой гиперактивности, с которым связывают пониженную успеваемость школьников (Глущенко В.В., 2002). Становится очевидным тот факт, что устранение последствий социальной изоляции позволит во многом скорректировать ряд негативных признаков социального поведения лиц, воспитывавшихся в условиях ограничения внутривидовых социальных контактов.

Фармакологический анализ подкрепляющих механизмов у крыс, выращенных в сообществе или в условиях социальной изоляции

С помощью фармакологических средств-анализаторов была оценена степень участия различных нейромедиаторных систем в механизмах подкрепления на основе реакции самостимуляции латерального гипоталамуса.

В первой серии исследовали влияние веществ, избирательно действующих на норадренергическую передачу мозга, на проявление реакции самостимуляции латерального гипоталамуса крыс-изолянтов. Празосин 5 мг/кг достоверно менял параметры самостимуляции: частота нажатий на педаль снижается на 50,8%, коэффициент «рассогласования» при этом увеличивался. В дозе 1 мг/кг празосин снижал частоту нажатий на педаль только на 21,3% (р<0,05). После сочетанного введения празосина 5 мг/кг и фенамина 1 мг/кг частота нажатий на педаль уменьшалась на 26,8%, что достоверно меньше по отношению к действию фенамина. Коэффициент «рассогласования» увеличивался с уровнем значимости р<0,01. Изменение коэффициента «рассогласования» после совместного введения фенамина и празосина достоверно отличался от его изменения в случае введения отдельно фенамина. Животные, выращенные в изоляции и в сообществе, практически одинаково реагировали как на введение 1 мг/кг празосина, так и на совместное введение 5 мг/кг празосина и 1 мг/кг фенамина, но по-разному на инъекцию празосина в дозе 5 мг/кг. У крыс, выращенных в сообществе, после введения празосина 5 мг/кг частота нажатий на педаль уменьшалась достоверно больше по отношению к действию празосина у животных-изолянтов.

Антагонист Р-адренорецепторов пропранолол (анаприлин) 5 мг/кг лишь на 9,8% снижал число нажатий на педаль у крыс, выращенных в изоляции, коэффициент «рассогласования» при этом не менялся. Сочетанное введение про-пранолола 5 мг/кг и фенамина 1 мг/кг приводило к увеличению частоты нажатий на педаль на 73,3%, что достоверно больше по отношению к действию отдельно фенамина. Коэффициент «рассогласования» при этом уменьшался. На основании полученных данных можно заключить, что анаприлин обладает способностью потенцировать облегчающий эффект фенамина на самостимуляцию латерального гипоталамуса у крыс, выращенных в изоляции от сородичей, но не в сообществе и не влияет на самостимуляцию у крыс с различным индивидуальным опытом при его отдельном введении без фенамина.

В следующей серии опытов исследовали особенности действия серото-нинергических средств на реакцию самостимуляции латерального гипоталамуса у крыс, выращенных в сообществе и в изоляции. У крыс-изолянтов антагонист рецепторов серотонина метисергид 0,2 мг/кг на 42,1% снижал частоту нажатий на педаль и в два раза увеличивал коэффициент «рассогласования». В то же время, у крыс-изолянтов метисергид не влиял на самостимуляцию, обусловленную фенамином. Другими словами, после сочетанного введения мети-сергида и фенамина частота нажатий на педаль увеличивалась на 43,8%, не отличаясь от значений действия отдельно фенамина. После введения фенамина на фоне р-хлорфенилаланина частота нажатий на педаль увеличивалась на 11,4% (р > 0,05). Коэффициент «рассогласования» при этом не менялся. Иначе говоря, трехдневное введение ингибитора триптофангидроксилазы р-хлорфенилаланина 250 мг/кг приводит к достоверному (на 25,7%) снижению облегчающего эффекта фенамина на гипоталамическую самостимуляцию.

Сравнение действия этих серотонинергических средств на самостимуляцию латерального гипоталамуса у крыс, выращенных в сообществе и в изоляции, выявляет достоверные различия. Так, крысы, выращенные в сообществе и в изоляции, достоверно отличаются по действию метисергида на самостимуляцию как на фоне фенамина, так и без фенамина. Метисергид 0,2 мг/кг в два раза сильнее угнетает самостимуляцию латерального гипоталамуса у животных, выращенных в изоляции, чем в сообществе и, наоборот, метисергид снижает подкрепляющий эффект фенамина у крыс, выращенных в сообществе, а не у крыс-изолянтов. Очевидные различия между группами также выявляются после введения фенамина на фоне р-хлорфенилаланина. Угнетение синтеза се-ротонина с последующим введением фенамина не приводит к изменению облегчающего эффекта фенамина у крыс, выращенных в сообществе, но вызывает достоверное снижению этого эффекта у изолянтов.

В другой серии экспериментов исследовали особенности возбуждающих и тормозных медиаторных влияний на подкрепляющие свойства электрической самостимуляции. Было показано, что антагонисты ГАМКа и КМБЛ-подтипа глутаматных рецепторов, бикукуллин и МК801 соответственно, потенцируют действие непрямого адреномиметика фенамина только у крыс, выращенных в изоляции.

При введении агониста или антагониста Б2 рецепторов, бромокриптина и сулпирида соответственно, отмечены достоверные различия показателей реакции самостимуляции у крыс, выращенных в сообществе и в изоляции. Использование 8КБ38393 (1 мг/кг), селективного агониста рецепторов дофамина, и 8СН23390 (0,05 мг/кг), антагониста рецепторов дофамина, не выявило достоверных различий у исследованных групп животных.

Таким образом, в обеспечении безусловных (первичных) механизмов подкрепления участвуют все нейромедиаторные системы мозга. Реализация единого механизма внутримозгового подкрепления зависит как от включения

эмоционально-мотивационных (реакция самостимуляции), так и мнестических компонентов поведения. Использование различных методов исследования (реакция самостимуляции, условная реакция предпочтения места), преимущественно связанных с активностью того или иного компонента, позволяет выявлять нейрохимические звенья обеспечения деятельности подкрепляющих систем мозга. Мы полагаем, что патологические изменения функционирования подкрепляющих систем мозга у крыс, выращенных в изоляции, связаны с нарушением и с разобщением связи между описанными компонентами. При этом ведущую роль в механизмах подкрепления играют моноаминергические механизмы.

Анализ участия систем серотонина и дофамина в механизмах эмоциональной памяти и подкрепления

В настоящем разделе исследовали периоды наибольшей уязвимости (критические периоды) серотонинергической системы мозга в ранний постна-тальный период у крыс. Выяснение критических периодов развития серотони-нергической системы мозга является важным вкладом в решение проблемы развития химической зависимости от наркогенов психостимулирующей направленности. Это определяется еще и тем, что в настоящее время серотони-нергические антидепрессанты (ципрамил, сертралин, пароксетин, флуоксетин, флувоксамин и др.) активно и с успехом используют для лечения наркотической зависимости. Для исследований периодов наибольшей уязвимости серо-тонинергической системы в ранний постнатальный период нами был выбран избирательный серотонинергический нейротоксин 5,7-дигидрокситриптамин (5,7-ДГТ), который вводили в первые 2,5 недели постнатального развития новорожденным крысятам с оценкой эмоциональных форм поведения у половозрелых животных.

В качестве поведенческих тестов были выбраны «открытое поле», ротационное поведение, оценка тревожности в приподнятом крестообразном лабиринте, агрессивность в тесте «чужак-резидент», обучение в У-образном лабиринте, условное предпочтение места, самостимуляция гипоталамуса.

Влияние введения 5,7-дигидрокситриптамина в раннем онтогенезе на формирование двигательного и эмоционального поведения половозрелых крыс. Введение 5,7-ДГТ в ранний постнатальный период (4-17 дни жизни) существенно влияет на поведение взрослых крыс. В частности, при тестировании в «открытом поле» у самцов достоверно снижалась двигательная активность, в большей степени вертикальная и в меньшей - горизонтальная, возрастал паттерн «сидение», менялось число груминговых реакций. При этом отмечены разнонаправленные изменения других поведенческих паттернов, например, «фризинга» (возрастание после введения нейротоксина на 4-й день

при неизменных параметрах после введения 5,7-ДГТ на 10-й и 17-й дни), «движения на месте», «стоек с упором».

У самок, как и самцов, также отмечено снижение вертикальной активности, но, в противоположность самцам, возрастала горизонтальная активность после введения нейротоксина на 4-й и 10-й дни. Существенно снижалось исследовательское поведение, в частности, паттерн «заглядывание в норки», при несущественном колебании груминговых реакций. Паттерн «фризинг», в отличие от самцов, был существенно подавлен. В целом, поведенческие реакции у самцов были несколько более активны, чем у самок.

Влияние введения 5,7-дигидрокситриптамина в раннем онтогенезе на ротационное поведение крыс. Нейротоксин менял ротационное поведение взрослых крыс, исследованное в ротометре. Так, у самцов число полных вращений уменьшалось пропорционально срокам постнатального введения. Если в контроле число полных вращений составляло 5,6±0,8, то после введения 5,7-ДГТ на 4-й день постнатального развития - 2,6± 1,0 (р<0,05), на 10-й день -2,2±0,6 (р<0,01), на 17-й день - 1,6±0,6 (р<0,01). Уменьшались показатели разности полных вращений с 4,1 ±1,0 в контроле до 1,3-1,5+0,4 после введения нейротоксина. Колебания показателей неполных вращений и уровня стереотипии были недостоверными, за исключением 17-го дня постнатального периода. В этом случае число неполных вращений снижалось до 2,1+0,5 против 4,2+0,8 в контроле. Аналогично этому уровень стереотипии снижался-до 0,6+0,1 против 0,9+0,1 в контроле.

У самок ни один из исследованных показателей не менялся, за исключением снижения разности неполных вращений после введения 5,7-ДГТ на 17-й день жизни. В этом случае данный показатель уменьшался в 5 раз с 2,4+0,8 до 0,3+0,3.

Влияние введения 5,7-дигидрокситриптамина в раннем онтогенезе на поведение крыс в приподнятом крестообразном лабиринте. У самцов, которые получали 5,7-ДГТ в ранний постнатальный период, существенно (почти в 2 раза) повышался уровень тревожности, оцениваемый по времени пребывания в открытых рукавах приподнятого крестообразного лабиринта. Так, если в контроле время пребывания в открытых рукавах лабиринта составляло 75,5+11,8, по после введения 5,7-ДГТ - 35,1+16,1 (17-й день), 46,8+14,3 (10-й день), 41,6+11,8 (4-й день). В то же время, у них возрастало число свеши-ваний с краев открытых рукавов лабиринта от 0,7 в контроле до 3,3-8,3 после введения нейротоксина.

У самок эти показатели существенно не менялись. Что касается числа выглядываний из закрытых рукавов лабиринта, то этот показатель снижался как у самцов, так и у самок. Максимальное снижение показателя регистрировали у самок на 10-й день введения 5,7-ДГТ. В этом случае показатель выглядывания снижался с 13,4+0,6 в контроле до 0,2+0,2 (р<0,001) после введения нейротоксина. У самцов эти показателя были следующие: 10,6+0,4 в контроле

и 6,6±0,7 (р<0,01) после введения нейротоксина на 10-й день. На 17-й день введения 5,7-ДГТ показатель выглядывания из закрытых рукавов лабиринта приближался к контрольным значениям. Таким образом, у самцов нейротоксин в большей степени, чем у самок, повышал уровень тревожности.

Влияние введения 5,7-дигидрокситриптамина в раннем онтогенезе на показатели агрессии и защиты у крыс. Исследование этих показателей в тесте «чужак-резидент» показало, что агрессивность у самцов, которым вводили 5,7-ДГТ в ранний постнатальный период, резко снижается (табл. 4).

Таблица 4

Влияние постнатального введения 5,7-дигидрокситриптамина на показатели _агрессии и защиты у крыс_

Группа крыс Показатели системы агрессия-защита, число поведенческих реакций

агрессия общительность защита индивидуальное поведение

Самцы контроль 6,3±1,8 21,3±4,1 0,3±0,2 35,3±3,3

4-й день 6,1±1,6 24,0±4,7 0,5±0,3 32,6±1,9

10-й день 1,8±0,9* 16,6±2,8 о±о* 25,6±3,3*

17-й день 0,8±0,8* 21,1±2,9 1,3±1,0 29,6±5,1

Самки контроль 6,2±4,5 17,0±3,3 2,8±1,6 43,4±5,7

4-й день 5,3±1,7 22,0±3,1 0,3±0,1* 41,0±3,3

10-й день 6,1 ±2,4 25,4±4,4 0±0* 40,1±6,9 "

17-й день 4,6±1,2 23,9±4,0 0±0* 41,6±3,4

Примечание. *р<0,05 по отношению к показателям контрольной группы.

Так, на 4-й, 10-й и 17-й дни введения нейротоксина показатели агрессии составили соответственно 6,1±1,6, 1,8±0,9 (р<0,05) и 0,8±0,8 (р<0,05) против 6,3±1,8 в контроле. При этом показатели защиты и общительности менялись незначительно. У самок снижались показатели защиты без существенных изменений в структуре агрессивности и общительности. Если в контроле показатель защиты у самок составлял 2,8± 1,6, то после введения нейротоксина в раннем постнатальном периоде он снижался до 0,3-0 (р<0,05). В целом, индивидуальное поведение самцов было более обедненным в сравнении с поведением-самок. Таким образом, нейротоксин 5,7-ДГТ у самцов снижает агрессивность при умеренном повышении защитных реакций, у самок - снижает проявления защиты, не влияя на агрессивность.

Влияние введения 5,7-дигидрокситриптамина в раннем онтогенезе на обучение в У-образном лабиринте у крыс Постнатальное введение 5,7-ДГТ существенно меняло обучение крыс в У-образном лабиринте. Обычно в контроле время нахождения в новом рукаве превышает время пребывания в

старом рукаве более чем в 2 раза. В наших опытах и у самцов и у самок регистрировали приблизительно одинаковое время пребывания как в старом, так и в новом рукавах лабиринта. Так, показатели пребывания в старом лабиринте у самцов колебались от 56± 16 до 91+-Ы9 с, а в новом рукаве - от 34±11 до 68±23 с. Аналогичную картину наблюдали и в контрольной группе, где эти показатели составили соответственно 88±14 с (старый рукав) и 61±24 с (новый рукав). Это говорит о том, что в данном случае животные, подвергшиеся манипуляциям, связанным с внутрибрюшинным введением нейротоксина либо растворителя (0,1%-ного раствора аскорбиновой кислоты), не обучились навыку дифференциации старого и нового рукава.

Наиболее драматическую картину наблюдали у самцов на 4-й и 10-й дни введения нейротоксина и самок на 10-й день введения 5,7-ДГТ. Эти животные не только не обучались, но и демонстрировали более чем двукратное снижение показателя нахождения в новом рукаве лабиринта, что указывает на серьезные нарушения кратковременной памяти у таких животных.

Влияние введения 5,7-дигидрокситриптамина в раннем онтогенезе на поведение предпочтения места у крыс. Обусловливание фенамина в нед-предпочитаемой камере установки повышало время пребывания контрольных животных в 5 раз (82±21 с до обусловливания против 416+78 с после обусловливания) у самцов и в 3,4 раза (102+38 с до обусловливания против 348+59 с после обусловливания) у самок. Степень предпочтения непредцочитаемого отсека существенно снижалась после введения 5,7-ДГТ преимущественно у самцов на 4-10-й дни введения нейротоксина. В этом случае соотношение колебалось в пределах 2,1 (10-й день) - 2,7 (4-й день). Если нейротоксин вводили на 17-й день, это соотношение составляло 4,1, то есть приближалось к контрольным значениям.

У самок это соотношение было близко к контрольным значениям (оно составляло приблизительно 3,1 при введении нейротоксина на 4-й и 10-й дни) и увеличивалось до 4,3 при оценке введения 5,7-ДГТ на 17-й день. В целом, у самцов 5,7-ДГТ существенно снижал подкрепляющие свойства фенамина, у самок, не влияя, или даже повышая их (на 17-й день введения).

Таким образом, проведенные исследования показали, что введение 5,7-ДГТ в раннем постнатальном периоде умеренно снижает исследовательскую активность, существенно не меняет ротационного поведения и показателей стереотипии, повышает уровень тревожности, снижает агрессивность, нарушает формирование кратковременной памяти и уменьшает вторично -подкрепляющие свойства фенамина у взрослых крыс. В большей степени эти проявления были характерны для самцов, чем для самок.

Влияние введения 5,7-дигидрокситриптамина в раннем онтогенезе на самостимуляцию латерального гипоталамуса у крыс. Фенамин часто используют в виде средства-анализатора для решения вопросов, связанных с активацией подкрепляющих систем мозга. В отношении реакции самораздра-

жения гипоталамуса фенамин в диапазоне доз от 0,5 до 5 мг/кг неизменно проявляет стимулирующий эффект (Шабанов П.Д. и др., 2002). В экспериментальных условиях обычно используют реакцию самостимуляции или самовведения (показатели первично подкрепляющих свойств, или безусловного подкрепления), а также условную реакцию предпочтения места и вкусовую аверсию (показатели вторично подкрепляющих свойств, или условного подкрепления). В настоящей главе исследованы подкрепляющие эффекты непрямого адреноми-метика фенамина (1 мг/кг внутрибрюшинно) на реакцию самостимуляции латерального гипоталамуса в камере Скиннера у крыс, которым в раннем онтогенезе вводили 5,7-ДГТ (табл. 5).

Таблица 5

Влияние фенамина (1 мг/кг) на самостимуляцию латерального гипоталамуса самцов крыс, получавших в раннем постнатальном периоде 5,7-

дигидрокситриптамин

Группа крыс Число нажатий на педаль За 1 мин Коэффициент «рассогласования»

до введения фенамина после введения фенамина до введения фенамина после введения фенамина

Контроль (физиологический раствор) 48,8±5,4 65,2±7,1* 0,30±0,09 0,16±0,06

4-й день 32,8±4,1 52,9±6,5* 0,35±0,12 0,13±0,05*

10-й день 44,5±3,8 60,3±6,7* 0,28±0,13 0,17±0,07

17-й день 34,0±4,1 47,6±5,8* 0,18±0,07 0,09±0,04 "

Примечание. *р<0,05 по отношению к показателям до введения фенамина.

Видно, что в группе крыс, получавших 5,7-ДГТ в раннем постнатальном периоде, показатели самостимуляции были несколько ниже (на 10-50%), чем в контрольной группе. Фенамин 1 мг/кг активировал самостимуляцию гипоталамуса как в контроле, так и после введения 5,7-ДГТ. В контрольной группе степень повышения самостимуляции возрастала на 34%, а в группе, получавшей 5,7-ДГТ в раннем онтогенезе, - на 61% (4-й день введения нейротоксина) - 35-40% (10-17-й дни). То есть, на фоне введения 5,7-ДГТ на 4-й день постна-тального периода относительный прирост частоты самораздражения гипоталамуса, активированной фенамином, выше, чем в контроле. В то же время частота самораздражения гипоталамуса после введения 5,7-ДГТ на 10-17-й день постнатального онтогенеза совпадает с таковой в контрольной группе, то есть 5,7-ДГТ в данном случае не влияет на самостимуляцию, активированную фенамином. Важно отметить, что фенамин не полностью восстанавливал показатели самостимуляции в группе крыс, получавших 5,7-ДГТ на 17-й день пост-натального развития (относительно группы контроля).

В параллельной серии опытов оценивали подкрепляющие свойства фенамина у крыс, получавших в ранний период онтогенеза 6-гидроксидофамин (6-ОНДА), избирательно разрушающий дофаминергические терминали. Препарат вводили внутрибрюшинно в раннем постнатальном периоде на 4-й или 10-й день жизни (100-150 мкг) либо половозрелым крысам в большую цистерну мозга (75 мкг). Разрушение катехоламинергических нейронов 6-ОНДА резко (в 5-3 раза) угнетало реакцию самостимуляции. Введение на этом фоне фенамина приводило лишь к частичному восстановлению реакции самостимуляции. Частота нажатия на педаль в этом случае не достигала исходной (контрольной) величины, хотя увеличивалась до 2,5 раз по сравнению с показателями самостимуляции на фоне действия нейротоксина (4-й день постнатально-го развития). Данный эффект был преходящим: на следующий день после оценки действия фенамина частота самостимуляции была типичной для 6-ОНДА. Таким образом, этот факт подчеркивает невозможность полной компенсации эмоциональной реакции самораздражения латерального гипоталамуса у крыс, получавших 6-ОНДА в раннем постнатальном периоде. Резкое снижение частоты самостимуляции после введения 6-ОНДА связано с массивной дегенерацией катехоламинергических терминалей мозга. Об этом свидетельствует почти трехкратное уменьшение содержания норадреналина и дофамина, в гипоталамусе при неизменном уровне серотонина и его метаболита 5-оксииндолуксусной кислоты после внутрицистернальной инъекции нейроток-сина половозрелым крысам. Уровень серотонина снижался после внутрицис-тернального введения 5,7-ДГТ, содержание дофамина, норадреналина и 5-оксииндолуксусной кислоты при этом существенно не менялось.

Таким образом, для формирования поведения самостимуляции в раннем онтогенезе более важна дофаминергическая система мозга в сравнении с серо-тонинергической. Ее повреждение в ранний постнатальный период приводит к катастрофическому снижению реактивности структур в ответ на введение психостимулятора фенамина.

Учитывая, что системы подкрепления мозга, активированные фенамином, имеют в основном дофаминергическую и серотонинергическую природу (Шабанов П.Д. и др., 2000,2002), мы провели нейрофармакологический анализ реакции самостимуляции у крыс, используя в качестве анализаторов фармакологические агенты, избирательно активирующие разные подтипы дофаминер-гических и серотонинергических рецепторов.

Влияние введения 5,7-дигидрокситриптамина в раннем онтогенезе на самостимуляцию латерального гипоталамуса у крыс (фармакологический анализ). С помощью фармакологических средств-анализаторов была оценена степень участия различных нейромедиаторных систем в механизмах подкрепления на основе реакции самостимуляции латерального гипоталамуса у крыс (табл. 6).

Таблица 6

Влияние дофамин- и серотонинергических средств на самостимуляцию латерального гипоталамуса самцов крыс, получавших в раннем постнатальном пе-__риоде 5,7-дигидрокситриптамин_

Группа крыс Число нажатий на педаль за 1 мин Коэффициент «рассогласования»

до введения вещества после введения вещества до введения вещества после введения вещества

8СН23390 0,05 мг/кг

Контроль (физиологический раствор) 46,7+5,3 36,1+4,5*(-23%) 0,34+0,13 0,37±0,15

4-й день 36,6±3,9 34,4±7,1 (-6%) 0,29±0,10 0,32±0,12

10-й день 41,8±4,8 37,5+3,6 (-10%) 0,26±0,09 0,19+0,06

17-й день 32,8±4,3 23,7±2,9*(-28%) 0,23±0,09 0,44+0,11*

Сулпирид 20 мг/кг

Контроль 50,2±5,3 63,0±6,1*(+25%) 0,21±0,10 0,29±0,08

4-й день 34,1±5,5 32,5+3,4 (-5%) 0,26+0,08 0,40+0,14

10-й день 47,2±5,1 51,8±6,4 (+10%) 0,28+0,09 0,32±0,07

17-й день 35,6±4,8 55,1+5,6*(+55%) 0,33+0,13 0,18+0,05*

БКР38393 1 мг/кг

Контроль 44,4±3,6 48,0+4,1 (+8%) 0,34+0,11 0,28±0,09

4-й день 31,7±3,9 27,6±4,2 (-13%) 0,41±0,19 0,27±0,13

10-й день 49,2±4,8 45,6±5,5 (-7%) 0,23±0,08 0,18±0,06

17-й день 32,8±4,1 56,8±6,1*(+73%) 0,26±0,10 0,11+0,04*

Бромокриптин 5 мг/кг

Контроль 47,1+5,6 44,2±5,3(-6%) 0,25±0,07 0,12±0,06

4-й день 32,7±3,2 21,6±3,4 (-34%) 0,32±0,14 0,25±0,09

10-й день 44,5±7,1 41,8±4,6 (-6%) 0,27+0,11 0,20±0,08

17-й день 35,1+3,3 39,2±2,8(+12%) 0,21 ±0,07 0,26±0,11

Метисергид 0,2 мг/кг

Контроль 45,4±4,7 51,6±56(+14%) 0,28±0,09 0,29±0,12

4-й день 34,6+4,1 22,8+3,7* (-34%) 0,40±0,12 0,39±0,13

10-й день 46,5±5,0 31,1+3,2* (-33%) 0,19±0,05 0,31+0,09*

17-й день 34,3+3,6 37,5±4,6 (+9%) 0,30±0,09 0,24+0,03

Диметоксиметамфетамин 1 мг/кг

Контроль 49,5+4,4 56,5±5,8 (+14%) 0,38±0,13 0,19+0,06*

4-й день 34,0+3,9 54,3+6,6 (-5%) 0,25±0,10 0,11 ±0,05*

10-й день 43,9±5,8 47,4±7,2 (+60%) 0,23±0,09 0,28+0,09

17-й день 29,8±3,7 418+47*(+40%) 0,32±0,13 0,25±0,10

Примечание. *р<0,05 по отношению к показателям до введения вещества.

Активация Б1 рецепторов дофамина 8КБ38393 (1 мг/кг) не влияла на реакцию самостимуляции гипоталамуса у контрольных (ложнооперированных) крыс. Препарат также не проявлял активности у крыс, получавших 5,7-ДГТ на 4-й и 10-й дни постнатального развития, но на 73% активировал самостимуляцию животных после введения нейротоксина на 17-й день онтогенеза. Противоположный эффект оказывал избирательный антагонист Б1 рецепторов дофамина 8СИ23390 (0,05 мг/кг). Он умеренно (на 23%) снижал реакцию самостимуляции гипоталамуса у контрольных (ложнооперированных) крыс. У животных, получавших 5,7-ДГТ в ранний постнатальный период, наблюдали сходный тип действия: у всех крыс 8СИ23390 умеренно тормозил реакцию самостимуляции, причем наиболее выраженный эффект (-28%) наблюдали после введения нейротоксина на 17-й день онтогенеза.

Избирательный агонист Б2 рецепторов дофамина бромокриптин (5 мг/кг) не менял реакции самостимуляции гипоталамуса у контрольных крыс и у животных после введения 5,7-ДГТ на 10-й и 17-й дни постнатального развития, но на 34% снижал самостимуляцию после инъекции нейротоксина на 4-й день жизни. В противоположность этому, антагонист Б2 рецепторов дофамина сулпирид (20 мг/кг) умеренно (на 25%) активировал самостимуляцию у контрольных крыс и существенно (на 55%) повышал ее после введения 5,7-ДГТ на 17-й день постнатального развития. При этом сулпирид не влиял на самостимуляцию у крыс, получавших нейротоксина на 4-й и 10-й дни жизни.

Таким образом, у контрольных крыс активация Б1 либо Б2 рецепторов дофамина не влияет на самостимуляцию гипоталамуса. Блокада Б1 рецепторов дофамина умеренно снижает (-23%), а блокада Б2 рецепторов дофамина, напротив, умеренно повышает (+25%) показатели самостимуляции.

После дегенерации серотонинергических терминалей (введение 5,7-ДГТ в ранний постнатальный период) характер действия дофаминергических веществ на самостимуляцию меняется. Активация Б1 рецепторов дофамина приводит к существенному увеличению самостимуляции (+73% на 17-й день), а активация Б2 рецепторов дофамина - к снижению самостимуляции (-34% на 4-й день). В противоположность этому, блокада Б1 рецепторов дофамина, как и в контроле, умеренно снижает (-28% на 17-й день), а блокада Б2 рецепторов дофамина, как и в контроле, - повышает (+55% на 17-й день) показатели самостимуляции латерального гипоталамуса.

Следовательно, после введения 5,7-ДГТ в раннем постнатальном периоде в действии антагонистов рецепторов дофамина сохраняется основная их направленность, свойственная действию у контрольных животных, когда антагонисты Б1 рецепторов дофамина снижают, а антагонисты Б2 рецепторов дофамина повышают самостимуляцию. В то же время на фоне дегенерации серото-нинергических терминалей начинают проявлять свое действие и агонисты рецепторов дофамина, а именно: агонист Б1 рецепторов дофамина повышает, а агонист Б2 рецепторов дофамина снижает самостимуляцию гипоталамуса.

Интересные данные получены при использовании серотонинергических веществ для анализа реакции самостимуляции после введения 5,7-ДГТ в раннем постнатальном периоде. Так, введение диметоксиметамфетамина (ДОМ), непрямого агониста рецепторов дофамина и серотонина, оказывало слабый активирующий эффект (+14%) на самостимуляцию. На фоне введения 5,7-ДГТ ДОМ (1 мг/кг) выражено активировал (+40-60%) реакцию самостимуляции. Напротив, блокада рецепторов серотонина метисергидом (0,2 мг/кг) умеренно снижала (-33-34%) показатели самостимуляции, особенно после введения ней-ротоксина на 4-й и 10-й дни постнатального развития.

Таким образом, и в случае с серотонинергическими веществами получены данные, подтверждающие участие системы серотонина в механизмах самостимуляции, причем активация системы серотонина приводит к активации самостимуляции, а блокада рецепторов серотонина - к ее угнетению.

Исследование обмена нейромедиаторов-моноаминов в эмоциогенных структурах головного мозга крыс при социальной изоляции

В предыдущей главе было показано, что социальная изоляция в онтогенезе приводит к нейрохимическим перестройкам механизма внутримозгового подкрепления моноаминергической природы. В основе указанных перестроек лежит дисбаланс пре- и постсинаптических элементов мезокортиколимбиче-ской системы. Только при дополнительной активации моноаминергических механизмов подкрепления фенамином выявлялись определенные различия механизмов внутримозгового подкрепления у крыс, выращенных в сообществе и в изоляции от сородичей. В связи с этим целью настоящего раздела исследований было детально проанализировать содержание нейромедиаторов и особенности их обмена в структурах дофаминергической системы головного мозга для подтверждения положения об определяющей роли моноаминергической системы подкрепления в формировании и саморазвитии центральных механизмов подкрепляющей функции мозга в онтогенезе и повышенной реактивности на ограничение социальной и сенсорной афферентации в онтогенезе.

В первой серии экспериментов проанализированы данные по изучению содержания дофамина (ДА), 3,4-диоксифенилуксусной кислоты (ДОФУК), го-мованилиновой кислоты (ГВК), норадреналина (НА), серотонина (5-НТ) и 5-оксииндолуксусной кислоты (5-ОИУК) в прилежащем ядре, стриатуме и медиальной префронтальной коре у крыс с различным индивидуальным опытом. Высокую концентрацию ДА отмечали в стриатуме в обеих группах животных, среднюю концентрацию медиатора выявляли в прилежащем ядре и наименьшее его содержание отмечали в медиальной префронтальной коре (табл. 7).

Это в целом согласуется с данными литературы. В то же время, содержание ДА, его метаболитов ДОФУК и ГВК в прилежащем ядре, стриатуме и медиальной префронтальной коре у крыс с различным индивидуальным опытом

значительно различалось. В прилежащем ядре и медиальной префронтальной коре у крыс, выращенных в условиях изоляции от сородичей, отмечали достоверное повышение содержания ДА (р<0,05) в сравнении с животными, выращенными в сообществе. При этом выявляли достоверное снижение (р<0,05) обмена ДА по индексу отношения медиатора к метаболиту, ДОФУК/ДА и ГВК/ДА. В стриатуме у крыс, выращенных в условиях изоляции от сородичей, отмечали достоверное снижение содержания ДА и отсутствие изменения обмена медиатора по сравнению с животными, выращенными в сообществе.

Таблица 7

Содержание дофамина (ДА), 3,4-диоксифенилуксусной кислоты (ДОФУК) и гомованилиновой кислоты (ГВК) в прилежащем ядре, стриатуме и медиальной префронтальной коре у крыс с различным индивидуальным опытом

Группа крыс ДА, нг/кг ткани ДОФУК, нг/кг ткани ГВК, нг/кг ткани ДОФУК/ДА I ГВК/ДА

Прилежащее ядро

Сообщество 5,579±0,788 1,089±0,071 0,338±0,048 0,197±0,021 0,0б2±0,017

Изоляция 7,050±0,656* 1,096±0,044 0,2 81 ±0,041 0,136±0,012* 0,030±0,009*

Стриатум

Сообщество 9,672±1,115 1,319±0,187 0,578±0,059 0,136±0,013 0,060±0,021

Изоляция 7,120±0,971* 0,827±0,144* 0,632±0,038 0,116±0,008 0,089±0,016

Медиальная префронтальная кора

Сообщество 0,031±0,011 0,025±0,009 0,018±0,008 0,531±0,079 0,384±0,045

Изоляция 0,065±0,019* 0,021±0,007 0,024±0,006 0,284±0,056* 0,216±0,051*

Примечание. *р<0,05; **р<0,01 по отношению к группе крыс, выращенных в сообществе.

При исследовании содержания норадреналина, 5-НТ, 5-ОИУК в прилежащем ядре, стриатуме и медиальной префронтальной коре у крыс с различным индивидуальным опытом не отмечали значительных различий (табл. 8).

В то же время в прилежащем ядре крыс, выращенных в условиях изоляции от сородичей, отмечали достоверное снижение содержания 5-ОИУК (р<0,05) по сравнению с животными, выращенными в сообществе. При этом выявляли достоверное снижение (р<0,05) обмена 5-НТ по индексу отношения медиатора к метаболиту, 5-ОИУК/5-НТ.

В медиальной префронтальной коре у крыс, выращенных в условиях изоляции от сородичей, отмечали достоверное повышение содержания 5-НТ (р<0,05) по сравнению с животными, выращенными в сообществе. При этом выявляли достоверное снижение (р<0,05) обмена 5-НТ по индексу отношения медиатора к метаболиту, 5-ОИУК/5-НТ. В стриатуме у крыс, выращенных в условиях изоляции от сородичей, не было отмечено достоверных изменений

содержания 5-НТ и его обмена по сравнению с животными, выращенными в сообществе.

Таблица 8

Содержание норадреналина (НА), серотонина (5-НТ) и 5-оксииндолуксусной кислоты (5-ОИУК) в прилежащем ядре, стриатуме и медиальной префронталь-ной коре у крыс с различным индивидуальным опытом

Группа крыс НА, нг/мг ткани 5-НТ, нг/мг ткани 5-ОИУК, нг/мг ткани 5-ОИУК/5-НТ

Прилежащее ядро

Сообщество 0,715±0,043 4,918±0,093 8,209±0,144 1,668±0,082

Изоляция 0,658±0,038 4,823±0,181 5,215±0,130 1,070±0,119*

Стриатум

Сообщество 0,323±0,035 2,303±0,105 4,940±0,298 2,145±0,147

Изоляция 0,403±0,051 2,045±0,076 4,062±0,201 1,926±0,088

Медиальная префронтальная кора

Сообщество 0,211±0,029 1,3 61 ±0,097 2,095±0,167 2,223±0,086

Изоляция 0,286±0,144 2,107±0,105* 2,472±0,162 0,985±0,043*

Примечание. *р<0,05; **р<0,01 по отношению к группе крыс, выращенных в

сообществе.

Во второй серии экспериментов проанализированы особенности содержания ДА, 3,4-ДОФУК, ГВК, норадреналина, 5-НТ и 5-ОИУК в прилежащем ядре, стриатуме и медиальной префронтальной коре после введения фенамина у крыс с различным индивидуальным опытом. В прилежащем ядре у крыс обеих групп после введения фенамина отмечены достоверные изменения обмена ДА (табл. 9). Содержание 3,4-ДОФУК, ГВК и отношения ДОФУК/ДА в прилежащем ядре у крыс с различным индивидуальным опытом достоверно снижались на 30-50%. В то же время в прилежащем ядре выявляли достоверные различия: у крыс, выращенных в условиях изоляции от сородичей, отмечали достоверное снижение содержания ДА (р<0,05), в то время как у животных, выращенных в сообществе, изменений содержания ДА не наблюдали.

Введение фенамина не вызывало у крыс с различным индивидуальным опытом достоверных изменений концентрации 5-НТ и его метаболита 5-ОИУК в прилежащем ядре (табл. 10). В то же время в прилежащем ядре выявляли достоверные различия у крыс, выращенных в условиях изоляции от сородичей: отмечали достоверное снижение содержания норадреналина (р<0,05), в то время как у животных, выращенных в сообществе, изменений содержания но-радреналина не наблюдали.

В стриатуме у крыс обеих групп после введения фенамина отмечены достоверные изменения обмена ДА. Содержание 3,4-ДОФУК, ГВК, а также

отношений метаболит к медиатору, ДОФУК/ДА и ГВК/ДА в стриатуме у крыс с различным индивидуальным опытом достоверно снижались на 40-60%. В то же время, в стриатуме выявляли достоверные различия: у крыс, выращенных в условиях изоляции от сородичей, отмечали достоверное снижение содержания ДА (р<0,05), в то время как у животных, выращенных в сообществе, изменений содержания ДА не наблюдали. Введение фенамина не вызывало в стриа-туме у крыс с различным индивидуальным опытом достоверных изменений концентрации серотонина и норадреналина. В то же время, в стриатуме выявляли однонаправленные достоверные различия у крыс, выращенных в сообществе и в условиях изоляции от сородичей: отмечали достоверное (р<0,05) снижение содержания метаболита 5-ОИУК

Таблица 9

Содержание дофамина (ДА), 3,4-диоксифенилуксусной кислоты (ДОФУК) и гомованилиновой кислоты (ГВК) в прилежащем ядре после введения фенамина у крыс с различным индивидуальным опытом

Вещество ДА, нг/мг ткани ДОФУК, нг/мг ткани ГВК, нг/мг ткани ДОФУК/ДА ГВК/ДА

Крысы, выращенные в сообществе

Физ. раствор 5,928±0,811 0,837+0,115 0,308±0,068 0,174±0,051 0,05310,017

Фенамин 1 мг/кг 6,516±0,263 0,68410,093* 0,19910,035* 0,07510,028* 0,03110,020

Крысы, выращенные в изоляции

Физ. раствор 6,661±0,347 1,027±0,055 0,24910,037 0,131+0,044 0,04410,019

Фенамин 1 мг/кг 4,21210,583* 0,55110,093** 0,18110,031* 0,058+0,021* 0,02110,012

Примечание. *р<0,05; **р<0,01 по отношению к группе крыс, выращенных в сообществе.

Таблица 10

Содержание норадреналина (НА), серотонина (5-НТ), 5-оксииндолуксусной кислоты (5-ОИУК) в прилежащем ядре после введения фенамина у крыс с раз-

личным индивидуальным опытом

Вещество НА, нг/мг ткани 5-НТ, нг/мг ткани 5-ОИУК, нг/мг ткани 5-ОИУК/5-Н1

Крысы, выращенные в сообществе

Физ. раствор 0,660+0,098 5,759±0,133 7,996±0,188 1,222+0,124

Фенамин 1 мг/кг 0,754+0,081 5,262±0,148 7,48010,291 1,17910,171

Крысы, выращенные в изоляции

Физ. раствор 0,712+0,118 4,434±0,240 5,413+0,147 1,211+0,176

Фенамин 1 мг/кг 0,97610,187* 4,173±0,177 5,632±0,102 1,339+0,166

Примечание. *р<0,05; **р<0,01 по отношению к группе крыс, выращенных в сообществе.

В медиальной префронтальной коре у крыс обеих групп после введения фенамина отмечены достоверные изменения обмена ДА. Показатель отношения метаболит к медиатору, ГВК/ДА в медиальной префронтальной коре у крыс с различным индивидуальным опытом достоверно повышался на 30-40%. В то же время, в медиальной префронтальной коре у крыс с различным индивидуальным опытом не было отмечено достоверных различий по содержанию ДА и его обмена.

Введение фенамина не вызывало у крыс с различным индивидуальным опытом достоверных изменений концентрации НА в медиальной префрон-тальной коре. В то же время, в данной структуре выявлялись достоверные различия у крыс, выращенных в сообществе и в условиях изоляции от сородичей: отмечались достоверное снижение содержания 5-НТ, его метаболита 5-ОИУК и увеличение индекса 5-ОИУК/5-НТ (р < 0,05) у крыс, выращенных в сообществе, при этом у крыс, выращенных в изоляции, достоверных изменений указанных показателей отмечено не было.

Таким образом, биохимические исследования обмена ДА, НА и 5-НТ в моноаминергических структурах мозга крыс, выращенных в условиях социальной изоляции от сородичей, показали, что у крыс-изолянтов существенно снижается обмен ДА и 5-НТ, но не НА в структурах, контролирующих двигательную активность и эмоциональное поведение. Непрямой адреномиметик фенамин активирует двигательные формы поведения больше у крыс, выращенных в условиях социальной изоляции. Этот феномен связан, по-видимому, как с повышением чувствительности рецепторов ДА в ДА-ергических нейронах (Шабанов П.Д. и др., 2002), так и с возможным угнетением активности ферментов синтеза и распада ДА у крыс-изолянтов.

Участие дофаминергической системы мозга в подкрепляющих свойствах глюкокортикоидных гормонов

Целью данного раздела работы являлось изучение подкрепляющих свойств кортикостероидных гормонов в методике условной реакции предпочтения места (УРПМ) и самостимуляции латерального гипоталамуса, а также выявление возможных ДА-ергических механизмов их действия. В качестве инструмента исследования использовали синтетический кортикостероид декса-метазон, обладающий свойствами типичного глюкокортикоидного гормона.

Исследование участия дофаминергической системы мозга в подкрепляющих свойствах дексаметазона в модели условного предпочтения места у

крыс

Подкрепляющие свойства дексаметазона оценивали по УРПМ в двухкамерной экспериментальной установке. Для выявления роли ДА-ергических

механизмов в выработке УРПМ после обусловливания дексаметазоном вводили 8СИ23390 гидрохлорид 0,05 мг/кг, антагонист и сульпирид 20 мг/кг, антагонист Б2 рецепторов ДА соответственно, за 30 мин перед инъекцией 0,25 мг/кг дексаметазона и помещением в непредпочитаемый отсек установки. Животные контрольной группы (активный контроль) в эти же дни получали инъекцию антагонистов за 30 мин перед введением физиологического раствора. Непрямой адреномиметик фенамина гидрохлорид (0,25-0,5 мг/кг) вводили перед помещением животного в камеру установки через 15 мин после инъекции дексаметазона (0,25 мг/кг). При обработке результатов сравнивали время нахождения в отсеке, обусловливаемом дексаметазоном, в 1-й и 2-й тестовые дни, а во 2-й тестовый день - у животных опытной и контрольной группы.

Выработка условного предпочтения места у крыс после сочетания инъекции дексаметазона с непредпочитаемым отсеком. При обусловливании дексаметазоном (0,125-0,75 мг/кг) изначально непредпочитаемого отсека у крыс во 2-й тестовый день наблюдали дозозависимое увеличение нахождения в непредпочитаемом ранее отсеке, что условно квалифицировали как возрастание предпочтения места. Достоверный эффект в сравнении с контролем (р < 0,05) наблюдали у групп животных, получавших дексаметазон в дозах 0,25, 0,5 и 0,75 мг/кг (рис. 1). Животные, получавшие дексаметазон в дозе 0,75 мг/кг, стали проводить в непредпочитаемом отсеке больше 50% тестируемого времени из 10-минутного тестового интервала (истинное предпочтение места).

Между исходным временем нахождения в непредпочитаемом отсеке и предпочтением этого отсека во 2-й тестовый день (разница между временем во 2-й и временем в 1-й тестовый дни) выявлена отрицательная корреляция (р<0,01) после обусловливания дексаметазоном в Ь<ВД&0|Я1м1<&5и1К41ЖЯ I

I БИБЛИОТЕКА | I СПтрЗург

| 01 О Ю

I

Выработка условного предпочтения места у крыс после сочетания инъекции дексаметазона с предпочитаемым отсеком. В данном опыте дек-саметазон вводили в дозах 0,25 и 0,75 мг/кг перед помещением на исходно предпочитаемую сторону установки. Указанные дозы были выбраны из следующих соображений: как самая малая доза, введение которой в предыдущем опыте приводило к достоверному эффекту, и самая большая из взятых доз. Кроме того, у животных, получавших дексаметазон в дозе 0,25 мг/кг, выявили корреляцию с исходным предпочтением, а у животных, получавших дексаме-тазон в дозе 0,75 мг/кг, корреляции не выявили. Значения времени нахождения на предпочитаемой стороне после обусловливания дексаметазоном в дозе 0,25 мг/кг не изменились, а после обусловливания дозой 0,75 мг/кг, стали достоверно ниже (р < 0,05) в сравнении с показаниями 1-го тестового дня. Корреляции полученного эффекта с исходным предпочтением не отмечали.

Изучение влияния фенамина на выработку условного предпочтени-ия места. Поскольку между исходным временем нахождения в непредпочи-таемом отсеке и предпочтением этого отсека во 2-й тестовый день (разница между временем во 2-й и временем в 1-й тестовый дни) выявлена отрицательная корреляция (р < 0,01) после обусловливания дексаметазоном в дозах 0,25 и 0,5 мг/кг, была проведена специальная серия экспериментов на животных, у которых в 1-м тесте не наблюдали явного предпочтения места (разность нахождения в отсеках камеры не превышала 20% от общего времени 10-минутного опыта). В этих условиях УРПМ на введение дексаметазона (0,25 мг/кг) не вырабатывалась.

Введение подпороговой дозы фенамина (0,25 мг/кг) не вызывало УРПМ', но после его введения на фоне дексаметазона (0,25 мг/кг) наблюдали выработку реакции предпочтения места. Указанная доза фенамина была выбрана в соответствии с полученными А.А.Лебедевым и П.Д.Шабановым (1992) данными о его подкрепляющих свойствах, а также данными литературы (Ооеёеге й а1., 1996), в которых продемонстрировано отсутствие явно выраженного психостимулирующего эффекта фенамина в дозе 0,25 мг/кг.

Изучение влияния антагонистов и рецепторов дофамина на выработку условного предпочтения места. Поскольку дозозависимый эффект наблюдали после сочетания дексаметазона с непредпочитаемой стороной установки, в этой серии экспериментов рассматривали влияние антагонистов рецепторов ДА на предпочтение исходно непредпочитаемого отсека после обусловливания 0,25 мг/кг дексаметазона, то есть дозы препарата, введение которой в первом опыте приводило к появлению минимального достоверного эффекта. Инъекция селективного антагониста рецепторов ДА 8СН23390 за 30 мин до обусловливания дексаметазоном непредпочитаемой стороны установки не препятствовала выработке УРПМ. У животных контрольной группы БСШЗЗ9О. не влиял на время нахождения в отсеках установки. После введения антагониста Б2 рецепторов ДА сулпирида у животных контрольной группы

УРПМ также не вырабатывалась. Введение сулпирида у животных опытной группы полностью препятствовало выработке УРПМ (табл. 11).

Таблица 11

Влияние избирательных дофаминергических средств на формирование реакции предпочтения места дексаметазона (вариант исходного предпочтения отсека) у крыс

Группа животных Время пребывания в неп редпочитаемом отсеке, с

до обусловливания после обусловливания

ДКС 0,25 мг/кг 107±12 262±17*

БСН23390 0,05 мг/кг 112±14 141±42

8СН23390 + ДКС 129±11 228±24*

Сулпирид 20 мг/кг 163±19 214±37

Сулпирид + ДКС 165±18 143±24

Примечание. ДКС - дексаметазон. *р<0,05 по отношению к показателям до обусловливания дексаметазона.

В следующей серии экспериментов исследовали влияние фенамина и дексаметазона на формирование условной реакции предпочтения места в условиях исходного отсутствия предпочтения отсека у крыс, выращенных в сообществе и в изоляции. Было показано, что фенамин в подпороговой дозе не вызывает формирования УРПМ на фоне синтетического аналога глюкокорти-коидных гормонов дексаметазона у крыс, выращенных в изоляции по сравнению с животными, выращенными в сообществе.

Фармакологический анализ участия подтипов рецепторов дофамина в феномене предпочтения места показал, что у крыс, выращенных в сообществе, SCH23390 и сульпирид достоверно не влияли предпочтения места, обусловленное фенамином. У крыс-изолянтов SCH23390 существенно повышал предпочтение места введения фенамина, что указывает на большее вовлечение D1 рецепторов дофамина в механизмы вторичного подкрепления у животных, выращенных в условиях социальной изоляции.

Исследование участия дофаминергической системы мозга в подкрепляющих свойствах дексаметазона в модели самостимуляции латерального гипоталамуса у крыс

В отдельной серии экспериментов исследовали подкрепляющие свойства дексаметазона в модели самостимуляции латерального гипоталамуса у крыс, выращенных в сообществе или условиях социальной изоляции. У животных, выращенных в сообществе, дексаметазон в малой дозе (0,25 мг/кг) умеренно активировал реакцию самостимуляции (рис. 3).

20

Я Сообщество ■ Изоляция

10

Дексаметазон

0,75 мг/кг

-30

-20

-10

Контроль_Дексаметазон 0.2

мг/кг

-40

Рис. 3. Влияние дексаметазона (0,25-0,75 мг/кг) на частоту (%) самостимуляции гипоталамуса крыс, выращенных в сообществе или социальной изоляции.

Сходный, но менее выраженный эффект дексаметазон оказывал и на самостимуляцию крыс, выращенных в условиях социальной изоляции с 17-го дня жизни. Увеличение дозы препарата в три раза до 0,75 мг/кг устраняло активирующий эффект глюкокортикоида. В этом случае дексаметазон умеренно подавлял реакцию самостимуляции (на 10%) у крыс, выращенных в сообществе. Еще более выраженный подавляющий эффект выявлен при использовании дексаметазона 0,75 мг/кг у крыс, выращенных в условиях социальной изоляции. Степень этого подавления оценивалась 27%.

С целью фармакологического анализа ДА-ергических механизмов подкрепления, обусловленного дексаметазоном, исследовали влияние антагонистов рецепторов дофамина на реакцию самостимуляции латерального гипоталамуса. Селективный антагонист D1 рецепторов дофамина SCH23390 0,05 мг/кг умеренно подавлял реакцию самостимуляции (на 20-22%), сходным образом в обеих группах крыс (выращенных в сообществе или социальной изоляции). Напротив, избирательный антагонист D2 рецепторов дофамина сулпи-рид, существенно не влияя на самостимуляцию у животных, выращенных в условиях сообщества, значимо (на 55-60%) угнетал ее у крыс-изолянтов.

Таким образом, реакция самостимуляции, как основной объект изучения первично подкрепляющих свойств фармакологических средств, оказалась более устойчива при действии дексаметазона. В условиях наших опытов регистрировали лишь несущественные отклонения в проявлении данной реакции после введения глюкокортикоида. Социальная изоляция от сородичей повышала степень реактивности системы: у крыс-изолянтов отмечали более значимые колебания в проявлении реакции самостимуляции. Учитывая, что в механизмах подкрепления, обусловленных дексаметазоном, важным компонентом яв-

ляется участие ДА-ергической системы мозга, в наших экспериментах выявлено большее вовлечение Б2 подтипа рецепторов дофамина в первичные механизмы подкрепления в сравнении с Б1 подтипом рецепторов.

Исследование участия гипофизарно-надпочечниковой системы в меха-пизмах первичного и вторичного подкрепления

В данной главе приведены данные об изучении значения отдельных структурно-функциональных образований системы гипоталамус-гипофиз-надпочечники в механизмах первичного и вторичного подкрепления. Для этого исследовали подкрепляющие свойства фенамина гидрохлорида (1 мг/кг) в 5 группах крыс: 1) с удалением гипофиза; 2) с удалением надпочечников; 3) с введением АКТГ-цинк фосфата 10 ЕД/кг; 4) с введением дексаметазона (0,25 мг/кг); 5) с ложной операцией (повторяла оперативные манипуляции, связанные с удалением надпочечников или гипофиза, но без удаления эндокринных желез). В качестве модели первичного подкрепления использовали реакцию самостимуляции латерального гипоталамуса, в качестве модели вторичного подкрепления - УРПМ в трехкамерной установке. Опыты начинали через 7 дней после оперативных вмешательств.

Исследование безусловных (первичных) подкрепляющих свойств фенамина у крыс с гипофизэктомией. Использовали две группы крыс - ги-пофизэктомированных и с ложной операцией. Фенамин (1 мг/кг) повышал реакцию самостимуляции латерального гипоталамуса у ложнооперированных крыс на 36%, то есть близко к показателям интактных животных (35-45%). Единственным отличием являлся больший разброс полученных данных в сравнении с неоперированными крысами.

У гипофизэктомированных крыс почти в 2 раза повышались пороги самостимуляции (с 64±12 мкА у ложнооперированных до 117+21 мкА у крыс с гипофизэктомией). У ложнооперированных животных фенамин вызывал гиперактивность, активацию груминга, поискового поведения, принюхиваний, повышение контактов (общительности) с сородичами. Напротив, у гипофизэкто-мированных крыс фенамин вызывал умеренную седацию и длительный гру-минг. Характерно, что у таких животных за периодами самостимуляции следовали периоды покоя без нажатия на педаль. Тем не менее, достоверных различий в частоте самостимуляции между ложнооперированными и гипофизэкто-мированными животными не получено, хотя отмечена тенденция к уменьшению показателей частоты самораздражения мозга (табл. 12).

Важной характерологической особенностью при сравнении ложноопе-рированных и гипофизэктомированных животных стало изменение коэффициента «рассогласования», характеризующего позитивную фазу подкрепления при самостимуляции. Так, коэффициент «рассогласования» у ложноопериро-ванных крыс составлял обычные для контроля значения 0,23+0,02, тогда как у

крыс с удаленным гипофизом он принимал отрицательные значения до минус 0,21±0,03, что указывает на появление у них аверсивной фазы самостимуляции. Сходные изменения были получены и при локомоторной самостимуляции в челночной камере. В условиях этого эксперимента фенамин удлинял время нахождения ложнооперированных крыс в активной зоне камеры и снижал его у гипофизэктомированных животных.

Таблица 12

Влияние фенамина (1 мг/кг) на пороги и частоту реакции самостимуляции латерального гипоталамуса у крыс с гипофизэктомией

Группа крыс Пороговые значения силы тока для самостимуляции (мкА) Частота самостимуляции за 1 мин Коэффициент «рассогласования»

фоновые значения после введения фенамина

С ложной операцией (контроль) 64±12 34,2±2,1 46,4±4,2(+36%)* 0,23±0,02

С гипофизэктомией 117±21* 32,1±1,6 41,4±2,0(+29%)* 0,21±0,03**

Примечание. *р<0,05 в сравнении с фоновыми значениями; р<0,05; р<0,01 в сравнении с контролем.

Таким образом, удаление гипофиза существенно меняет первично-подкрепляющие свойства самостимуляции латерального гипоталамуса. Гипо-физэктомия повышает пороги самостимуляции, изменяет ее типичную картину, включает аверсивную фазу самостимуляции. Все это указывает на факт, что без гормонов гипофиза невозможна оптимальная реализация первично-подкрепляющих свойств фенамина.

Исследование условных (вторичных) подкрепляющих свойств фенамина у крыс с дисбалансом гормонов гипофизарно-надпочечниковой системы. Условные (вторичные) подкрепляющие свойства фенамина оценивали по УРПМ в трехкамерной установке. Фенамин существенно (более чем в 3 раза) увеличивал величину предпочтения Р у ложнооперированных крыс, служивших активным контролем (рис. 4). Величина Р характеризует способность препарата увеличивать время нахождения животного в непредпочитаемом отсеке установки.

Стимулирующий эффект фенамина существенно уменьшался АКТТ (10 ЕД/кг) и гипофизэктомией и полностью устранялся введением дексаметазона (0,25 мг/кг) или адреналэктомией. Сходную закономерность регистрировали и при оценке числа выходов из центрального отсека, а также числа длительных грумингов (более 20 с) за 15 мин тестирования на 10-й день опыта. Эти параметры являются показателями комфортности пребывания крысы в установке.

Адреналэктомия

Гипофиээктоыия

Дексаметазон 0 25 мг/кг

АЮГ10 ЕД/кг

Ложная операиия

Рис. 4. Влияние фенамина на величину предпочтения Р при тестировании условной реакции предпочтения места на 10-й день в условиях дисбаланса гормонов гипофизарно-надпочечниковой системы у крыс.

По оси ординат - группы крыс; по оси абсцисс - величина предпочтения Р, усл. ед. Темные столбики - контроль; заштрихованные столбики - после введения фенамина (1 мг/кг). *р<0,05; *р<0,01 в сравнении с контролем.

Таким образом, в данном опыте продемонстрировано, что вторично-подкрепляющие свойства фенамина существенно зависят от баланса гормонов гипофизарно-надпочечниковой системы. Дисбаланс гормонов приводит к уменьшению подкрепляющих свойств психостимулятора. Примечателен тот факт, что подкрепляющие свойства фенамина уменьшаются или нарушаются независимо от характера вмешательства в гипофизарно-надпочечниковую систему - будь то повышение уровня периферических глюкокортикоидов (введение дексаметазона или АКТГ) или же их снижение (удаление надпочечников). В последнем случае (адреналэктомия) наблюдали наиболее драматическое изменение подкрепляющих свойств вплоть до их инверсии. По-видимому, для вторично-подкрепляющих свойств фенамина важен прежде всего оптимальный уровень периферических глюкокортикоидных гормонов.

Исследование действия кортикотропинрилизинг гормона и его аналогов на эмоциональные и мнестические компоненты поведения

Большую роль в ответе на различные стрессорные воздействия наряду с глюкокортикоидами отводится кортикотропинрилизинг гормону (КРГ). Выше были продемонстрированы вторично-подкрепляющие свойства дексаметазона, включая как эмоциональные, так и мнестические компоненты действия препа-

84345833753438

рата. В данной главе исследовано действие КРГ и его аналогов на эмоциональные и мнестические компоненты поведения крыс Спрэг-Доули. В экспериментах использовали нативный КРГ человека, синтетический агонист R1 рецепторов КРГ D-Dry-20 и синтетический агонист R2 рецепторов КРГ D-IIpo-5 (субстанции веществ получены из Института физиологии им. И.П.Павлова РАН, Санкт-Петербург). Препараты вводили в боковой желудочек мозга в дозах 0,01-1 мкг за 20 мин до опыта.

Исследование эффектов кортикотропинрилизинг гормона и аналогов в методике «свет-темнота». В первой серии экспериментов исследовали влияние КРГ и его аналогов на избегание освещенного пространства в методике «свет-темнота». Было показано, что избегание освещенного пространства достоверно выше у животных после введения КРГ и его аналогов в сравнении с контрольной группой, получавшей физиологический раствор (0,9%-ный раствор хлорида натрия). Нативный КРГ не менял числа выходов в светлый отсек. Время в светлом отсеке имело тенденцию к снижению при использовании препарата в дозе 1 мкг в сравнении контролем. После введения О-Глу-20 избегание освещенного пространства значительно увеличивалось. При этом наблюдался дозозависимый эффект: наибольшая доза препарата (1 мкг) оказалась наиболее эффективной. D-Про-5 достоверно снижал число выходов в светлый отсек и время, проведенное в этом отсеке только при использовании дозы 1 мкг, в меньших дозах препарат не влиял на исследуемые характеристики поведения. Достоверные различия в действии препаратов отмечали и по числу переходов в светлый отсек камеры у D-my-20 в сравнении с остальными препаратами (р=0,01) , что говорит о преимущественном участии R1 рецепторов в механизмах избегания освещенного пространства.

Исследование эффектов кортикотропинрилизинг гормона и аналогов в методике «открытое поле». Введение КРГ и его аналогов вызывало изменение структуры исследовательского и особенно эмоционального поведения в тесте «открытого поля». Оно заключалось в появлении негативно-эмоциональных компонентов поведения, определяемых по представленности характерных паттернов страха (фризинг) и вероятности их появления за опыт. После введения нативного КРГ 0,01 мкг наблюдали повышение исследовательской активности. После введения КРГ в дозе 0,1 мкг исследовательская активность была выражена в меньшей степени. Повышение дозы препарата до 1 мкг приводило к нормализации исследовательского поведения, но наблюдали появление страха (оцениваемого по представленности фризинга).

После введения D-Dry-20 0,01 мкг у животных появлялось возбуждение, более хаотичное включение груминга, что оценивалось как смещенная активность, кроме того, выявлялось нарушение структуры исследовательского поведения. D-Глy-20 0,1 мкг вызывал страх (негативная эмоциональность), и характерные для этого переходы фризинга в движение на месте и стойки с упором в локомоцию. После введения D-Глy-20 1 мкг отмечали

неспецифическое подавление поведения, животные разделились на две группы, одна из которых была похожа на группу крыс после введения минимальной дозы препарата, другая - на группу после введения средней дозы препарата. То есть выделились индивидуальные особенности в поведении, по-видимому, связанные с чувствительностью к препарату. Б-Про-5 0,01 мг/кг не менял нормального исследовательского поведения. После введения Б-Про-5 в дозе 0,1 мкг исследовательское поведение не было выражено, выявлялась повышенная негативная эмоциональность по представленности фризинга и его перехода в движение на месте и стойки с упором в локомоцию. Б-Про-5 1 мкг вызывал страх (определяемый по представленности фризинга) и снижал представленность сидения, в определенной степени отражающего уровень комфортности.

Исследование эффектов кортикотропинрилизинг гормона и аналогов в Y-образном лабиринте. Использовали У-образный лабиринт как тест на краткосрочное запоминание обстановочных стимулов среды. Показано дифференцированное участие рецепторов КРГ в процессах краткосрочной памяти (рис. 5). В наибольшей степени данным свойством обладал синтетический аго-нист ^ рецепторов - Б-Про-5. При этом данный препарат блокировал снижение краткосрочного запоминания, вызванного введением диазепама.

Из полученных данных следует, что у контрольной группы крыс (получавших физиологический раствор) наблюдалось краткосрочное запоминание знакомого рукава. Введение диазепама ухудшало краткосрочную память (преимущественно по количеству заглядываний). КРГ на фоне диазепама также вызывал подобное ухудшение, то есть антагонизм КРГ с диазепамом отсутствовал. Б-Глу-20 на фоне диазепама приближал поведение животных к кон-

85503657609587695

трольным значениям, то есть имелась тенденция к восстановлению нарушенного диазепамом краткосрочного запоминания (антагонизм с диазепамом).

Исследование подкрепляющих свойств кортикотропинрилизинг гормона и аналогов в методике условного предпочтения места. КРГ и его

аналоги уменьшали время нахождения в светлой камере установки, что указывает на отсутствие у данных препаратов вторично-подкрепляющих свойств (рис. 6). Более того, как отмечалось выше, у всех исследованных веществ, особенно у аналога КРГ D-Глy-20, выявляются типичные анксиогенные свойства.

Таким образом, в настоящем исследовании показано влияние КРГ на эмоциональные компоненты поведения и его способность модулировать мнестические функции (в частности, процессы краткосрочной памяти). Это согласуется с литературными данными о влиянии этого нейрогормона в эксперименте и клинике на когнитивные процессы и формирование депрессивных состояний (Mitchel, 1998).

Действие КРГ во многом опосредовано включением ДА-ергических механизмов головного мозга. Так, введение кокаина стимулирует высвобождение КРГ в центральной миндалине, терминальной области мезолимбической системы (Richter et al., 1995). Показано, что гиперсекреция КРГ в лимбической системе является основным анксиогенным фактором последствий введения кокаина (Sarnai et al., 1995). Проекция катехоламинергических нейронов головного мозга к КРГ-содержащим нейронам ядра ложа конечной полоски является, по-видимому, основным морфофункциональным звеном центральной регуляции ответа на стрессорные воздействия из внешней среды (Phelix et al., 1994). У человека ряд форм

депрессий связывается с гиперсекрецией КРГ, сопровождающейся отрицательными эмоциональными состояниями, ангедонией, снижением аппетита и веса тела, увеличением сонливости, психомоторных реакций (Nemeroff, 2000).

Полученные результаты показали также различное действие КРГ и его аналогов как на уровень тревожности, так и краткосрочную память. Анксио-генное действие выявлено у D-Глу^, агониста R1 рецепторов, в «открытом поле» и при использовании методики «свет-темнота». Введение D-npo-5, агониста R рецепторов, не вызывало типичного анксиогенного эффекта. Наблюдалось неспецифическое подавление поведения. При использовании методики «свет-темнота» препарат снижал число захождений в светлый отсек только при использовании высокой дозы препарата. В то же время, данный препарат в наибольшей степени повышал краткосрочное запоминание и блокировал его снижение, вызванное введением диазепама. Полученные данные согласуются с данными литературы о дифференцированном участии отдельных рецепторных систем КРГ в регуляции эмоциональных и мнестических компонентов поведения. Показано, что анксиогенное действие КРГ опосредуется путем активации R1 рецепторов. У трансгенных мышей, не имеющих этих рецепторов, наблюдается значительное снижение вызванной стрессом активации гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы и поведенческих реакций на анксио-генные стимулы среды (Vale, 2000). В то же время, активация R рецепторов КРГ не вызывает типичного анксиогенного эффекта. Трансгенные мыши, не имеющие этих рецепторов, демонстрируют повышенную чувствительность к анксиогенным стимулам среды, что говорит о возможном участии R1 рецепторов в центральной организации анксиолитического действия экзогенных факторов (Holsboer, 2000).

ВЫВОДЫ

1. Социальная изоляция в раннем онтогенезе у крыс вызывает ряд характерных изменений поведения, которые описываются как синдром социальной изоляции. К основным поведенческим признакам синдрома социальной изоляции у крыс относятся двигательная и исследовательская гиперактивность; повышение тревожности и депрессивности; повышение уровней агрессии и защиты; повышенная реактивность подкрепляющих систем мозга.

2. Фармакологический анализ механизмов подкрепления у крыс-изолянтов показывает вовлечение всех основных нейромедиаторных систем (дофамина, норадреналина, серотонина, ГАМК, глутамата) в реализацию внут-римозговых механизмов положительного подкрепления. Ведущую роль при этом играет моноаминергическая система мозга.

3. У крыс-изолянтов нарушаются взаимоотношения между пре- и иост-синаптическими элементами дофаминергической системы, что проявляется изменением фармакологической активности синаптических средств, избира-

тельно влияющих на разные подтипы рецепторов дофамина. Так, у крыс-изолянтов первично подкрепляющие свойства обусловлены нарушением активности преимущественно D2 рецепторов, а вторично подкрепляющие свойства - преимущественно D1 рецепторов дофамина.

4. Социальная изоляция в раннем онтогенезе нарушает подкрепляющие свойства самостимуляции, что проявляется повышением активности моноами-нергической системы мозга при самораздражении низкими значениями тока, и быстрым истощением системы подкрепления при увеличении длительности стимуляции. Это обусловлено изменением обмена дофамина, норадреналина и серотонина в ключевых структурах мозга, опосредующих механизмы положительного подкрепления.

5. Наиболее значимым изменением обмена моноаминов является снижение метаболизма дофамина и в меньшей степени серотонина в медиальной префронтальной коре и прилежащем ядре без существенных изменений в этих структурах обмена норадреналина.

6. Нарушения функционирования моноаминергических систем подкрепления обратимы и могут устраняться с помощью различных фармакологических средств. Оптимальное восстановление нарушенных функций подкрепления достигается при введении дофаминомиметических средств.

7. Глюкокортикоидные гормоны (дексаметазон) и психостимуляторы (фенамин) реализуют свое действие на подкрепляющие системы мозга однотипно, но в разной степени. Максимальным стимулирующим действием обладают дофаминомиметические вещества, а глюкокортикоидные гормоны оказывают мягкий активирующий дозозависимый эффект.

8. В активирующем действии глюкокортикоидных гормонов на системы награды участвуют как первично-подкрепляющие, так и вторично-подкрепляющие механизмы. Первично-подкрепляющие свойства фармакологических веществ и гормонов определяются в основном активацией дофами-нергической системы, тогда как вторично-подкрепляющие свойства, помимо прямой активации данной системы, вовлекают и мнестические компоненты поведенческих реакций.

9. Подкрепляющие свойства фенамина и глюкокортикоидных гормонов нарушаются при дисбалансе системы гипоталамус-гипофиз-надпочечники. Это доказывается опытами с удалением гипофиза, надпочечников или избыточным введением адренокортикотропного гормона и дексаметазона.

10. Кортикотропинрилизинг гормон и агонисты его рецепторов оказывают мощное анксиогенное действие, подавляя механизмы подкрепления.

11. Подкрепляющие свойства гормонов уменьшаются в ряду: глюкокор-тикоиды > адренокортикотропный гормон > кортикотропинрилизинг гормон.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Синдром социальной изоляции у крыс следует рассматривать как модель для изучения многих психопатологических расстройств, в генезе которых ведущую роль отводят двигательным и эмоциональным нарушениям поведения.

Характерные поведенческие и нейрохимические последствия длительной социальной изоляции создают предпосылки для изучения предрасположенности к формированию зависимости от психоактивных средств, по крайней мере, к действию психостимуляторов, поскольку ведущим нарушением при изоляции является гиперактивность моноаминергической системы мозга. Это доказывается биохимическими исследованиями обмена моноаминов в мозгу и нейрофармакологическим анализом участия основных медиаторных систем в реализации нарушенных форм поведения.

Методически оправданным в изучении синдрома социальной изоляции является комплекс поведенческих и биохимических методов, позволяющих оценить участие моноаминергических систем мозга в отдельных проявлениях двигательных и эмоциональных расстройств.

Нарушения функционирования подкрепляющих систем мозга, являющиеся ведущим признаком длительной социальной изоляцией, обратимы и могут устраняться рядом фармакологических веществ, наиболее перспективными из которых могут рассматриваться избирательные агонисты рецепторов дофамина.

Полученные в настоящей работе результаты доказывают, что глюкокор-тикоидные гормоны обладают подкрепляющими свойствами, что необходимо учитывать как фактор риска при длительном назначении гормонов с терапевтическими целями.

Глюкокортикоидные гормоны действуют на подкрепляющие системы мозга аналогично психостимуляторам амфетаминового типа, возможно, выполняя функцию эндогенных психостимуляторов, особенно в период умеренного (физиологического) стресса. С этой точки зрения избыточный стресс можно рассматривать как фактор, способствующий необходимости экзогенной стимуляции подкрепляющих систем, например, употреблением алкоголя или наркотических средств.

Учитывая, что кортикотропинрилизинг гормон обладает свойствами мощного анксиогена, перспективным с точки зрения фармакологии тревожных состояний будет поиск фармакологических средств - антагонистов кортико-тропинрилизинг гормона.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Нейробиологические механизмы подкрепления, активируемые психостимуляторами и глюкокортикоидами // Наркология. 2002. Т. 1. № 1. С. 19-26. (соавторы: Шабанов П Д, Лебедев А.А.)

2. Отсроченные поведенческие эффекты перинатального воздействия нейротоксина 6-гидроксидофамина в эксперименте // Мед. акад. журн. 2002. Т. 2. № 2. С. 34-43. (соавторы: Шабанов П.Д., Лебедев А.А., Могилевский Д.А.)

3. Поведенческие и биохимические корреляты активности дофаминергических механизмов подкрепления // Вестн. Воен.-мед. академии. 2002. № 1(7). С. 63-70. (соавторы: Шабанов П.Д., Лебедев А. А.)

4. Дофамин и подкрепляющие системы мозга. СПб.: Лань, 2002. 208 с. (соавторы: Шабанов П.Д., Лебедевым А.А.).

5. Последствия внутриамниотического введения 6-гидроксидофамина беременным крысам, оцененные по поведенческим показателям у взрослого потомства // Психофармакол. и биол. наркол. 2002. Т. 2. № 1-2. С. 265-271. (соавторы: Шабанов П.Д, Лебедев А.А., Макарова Т.М., Елисеева А.П., Могилевский ДА)

6. Интрацистернально вводимый инсулин нарушает эмоциональные и двигательные реакции у крыс, выращенных в сообществе и в условиях социальной изоляции // Актуальные проблемы эндокринологии. Научи, конф. Пермь, 2002. С. 117. (соавторы: Шабанов П.Д., Елисеева А.П., Лебедев А.А., Могилевский ДА.).

7. Нейробиология подкрепляющих систем мозга: роль психостимуляторов, глюко-кортикоидов и этанола // Актуальные проблемы эндокринологии. Научн. конф. Пермь, 2002. С. 88-89. (соавторы: Шабанов П.Д., Лебедев АЛ., Могилевский Д.А.).

8. Влияние эффекта новизны на экстраклеточное содержание дофамина в прилежащем ядре мозга крыс-изолянтов, измеренное методом микродиализа на свободно подвижных животных // Психофармакол. и биол. наркол. 2002. Т. 2. № 3-4. С. 418-419. (соавторы: Лебедев АА., Бычков Е.Р., Николаев СВ., Шабанов П.Д., Могилевский Д.А.).

9. Внутриамниотическое введение 6-гидроксидофамина беременным крысам снижает у потомства подкрепляющие свойства фенамина // Клин, патофизиол. 2002. Т. 2. № 2. С. 4649. (соавторы: Шабанов П.Д, Лебедев А.А., Могилевский Д.А.).

10. Rehabilitation of heroin abused women in social organization // Integral psychosocial rehabilitation within and with the community. Barcelona, 2002. P.47. (coauthors: Shabanov P.D., Stakelberg O., Goncharov O., Tapilskaya N.).

11. Early postnatal administration of 6-hydroxydopamine disturbs dopamine dependent behaviors in adult rats // 7th CPNP Congress, Bucharest, 2002. P.131. (coauthors: Lcbedev AA, Shabanov P.D.).

12. Dopaminergic component of reinforcing properties of glucocorticoid hormones: Study of syndrome of social isolation in rats // 7th CPNP Congress, Bucharest, 2002. P.132. (coauthors: Shabanov P.D., Lebedev A.A.).

13. Активация этанолом механизмов мозгового подкрепления // Наркология. 2002. Т. 1. №6. С.8-11. (соавторы: Шабанов П.Д., Лебедев А.А.).

14. Способ моделирования синдрома алкогольной зависимости у крыс // Усовершенствование методов и аппаратуры, применяемых в учебном процессе, медико-биологических исследованиях и клинической практике. СПб.: ВМедА, 2002. Вып. 33. С. 72. (соавтор: Шабанов П.Д.).

15. Способ моделирования эмоциональных нарушений у крыс // Усовершенствование методов и аппаратуры, применяемых в учебном процессе, медико-биологических исследо-

ваниях и клинической практике. СПб.: ВМедА, 2002. Вып. 33. С. 73. (соавтор: Шабанов П.Д.).

16. Моделирование и последствия синдрома социальной изоляции у крыс // Усовершенствование методов и аппаратуры, применяемых в учебном процессе, медико-биологических исследованиях и клинической практике. СПб.: ВМедА, 2002. Вып. 33. С. 7374. (соавтор: Шабанов П.Д.).

17. Влияние фенамина на содержание дофамина, норадреналина, серотошгаа и их метаболитов в дофаминергических структурах мозга крыс с различным индивидуальным опытом // Наркология. 2002. Т.1. №12. С.2-6. (соавторы: Лебедев А. А., Бычков Е. Р., Николаев С. В., Шабанов П.Д.)

18. Вовлечение подкрепляющих систем мозга в эмоциогенные эффекты психостимуляторов и глкжокортикоидов // Психофармакол. и биол. наркол. 2002. Т.2. №3-4. С.467. (соавторы: Лебедев А.А., Шабанов П.Д., Стрельцов В.Ф.).

19. Гормональная компонента в механизмах активации подкрепляющих систем мозга // Новые ветеринарные препараты и кормовые добавки. СПб.: СПбАВМ, 2002. №12. С.21-22. (соавторы: Лебедев А.А., Шабанов П.Д., Стрельцов В.Ф.). - •

20. Эффект новизны па экстраклеточное содержание дофамипа в прилежащем ядре мозга крыс с различным индивидуальным опытом, измеренное методом микродиализа на свободно подвижных животных // Стресс и поведение. Матер. 7-й междисциплин, конф. по биол. психиатрии. М., 2003. С. 130-131. (соавторы: Шабанов П.Д., Лебедев А.А., Николаев СВ., Бычков Е.Р.).

21. Содержание моноаминов и их метаболитов в дофаминергических структурах мозга крыс с различным индивидуальным опытом. Особенности действия фенамина // Стресс и поведение. Матер. 7-й междисциплин, конф. по биол. психиатрии. М., 2003. С. 131-133. (соавторы: Лебедев А.А., Бычков Е.Р., Николаев СВ., Шабанов П.Д., Могилевский ДА).

22. Центральное действие субстанции Р на метаболизм дофамина в прилежащем ядре мозга крыс по данным микродиализа // Стресс и поведение. Матер. 7-й междисциплин, конф. по биол. психиатрии. М., 2003. С 133-134. (соавторы: Николаев СВ., Лебедев АА, Бычков Е.Р., Шабанов П.Д.).

23. Способ моделирования эмоциональных нарушений у крыс введением нейроток-синов в раннем онтогенезе // Усовершенствование методов и аппаратуры, применяемых в учебном процессе, медико-биологических исследованиях и клинической практике. СПб.: ВМедА, 2003. Вып. 34. С. 79-80. (соавторы: Шабанов П.Д., Стрельцов В.Ф., Могилевский ДА.).

24. Способ моделирования экспериментальных нарушений памяти у крыс // Усовершенствование методов и аппаратуры, применяемых в учебном процессе, медико-биологических исследованиях и клинической практике. СПб.: ВМедА, 2003. Вып. 34. С. 8081. (соавторы: Шабанов П.Д., Стрельцов В.Ф.).

25. The contents of monoamines and their metabolites in the brain dopaminergic structures of rats with different individual experience. Effects of amphetamine // 33th ISPNE Congress. Piza, Italy, 2003. P. 35. (coauthors: Lebedev AA, Bychkov E.R., Nikolayev S.V., Streltsov V.F., Mogilevskii D.A.).

26. Central action of substance P on dopamine metabolism in nucleus accumbens measured by microdialysis // 33th ISPNE Congress. Piza, Italy, 2003. P.43. (coauthors: Nikolayev S.V., Lebedev AA., Bychkov E.R., Shabanov P.D.).

27. Отсроченные поведенческие эффекты 5,7-дигидрокситриптамина, вводимого в ранний постнатальный период у крыс // Фундаментальные проблемы фармакологии. Тез. 2-го Рос. съезда паучн. об-ва фармакологов. 2003. 4.1. С 297. (соавторы: Лебедев АА, Шабанов П.Д., Павленко В.П., Могилевский Д.А.).

28. Фармакология подкрепляющих систем мозга // Фундаментальные проблемы фармакологии. Тез. 2-го Рос. съезда научн. об-ва фармакологов. 2003. Ч.П. С. 282. (соавторы: Лебедев А.А., Шабанов П.Д.).

29. Нейрохимические механизмы подкрепления, активируемые этанолом // Проблемы психофизиологии. Межвуз. сб. научн. тр. / Под ред. Л.И.Губаревой. М-СПб.-Ставрополь: Изд-во СГУ, 2003. С.79-87. (соавторы: Лебедев А.А., Шабанов П.Д.)

30. Нарушение эмоциональных форм поведения у потомства крыс после пренаталь-ного введения 6-гидроксидофамина беременным самкам // Проблемы психофизиологии. Межвуз. сб. научн. тр. / Под ред. Л.И.Губаревой. М.-СЛб.-Ставрополь: Изд-во СГУ, 2003. С.31-39. (соавторы: Шабанов П.Д., Лебедев А.А., Макарова Т.М., Бичевая Н.К.).

31. Содержание биогенных аминов и их метаболитов в медиальной префронтальной коре, прилежащем ядре и полосатом телг мозга крыс, выращенных в условиях социальной изоляции и сообществе // Проблемы психофизиологии. Межвуз. сб. научн. тр. / Под ред. Л.И.Губаревой. М.-СПб.-Ставрмхоль: Изд-во СГУ, 2003. С.13-23. (соавторы: Шабанов П.Д., Бычков Е.Р., Николаев С.В-, Лебедев А.А.).

32. Подкрепляющие свойства синтетического глюкокортикоида дексаметазона у крыс // Всерос. кон<Ь «Клиническая эндокринология - достижения и перспективы», поев. 80-летию ДЯ.Шурыгина, СПб., 2003. С.361-362. (соавторы: Шабанов П.Д., Лебедев А.А., Стрельцов В.Ф., Павленко В.П.).

33. Роль дофамина в формировании эмоционального поведения // Обзоры по клин, фармакол. и лек. терапии. 2003. Т. 2. № 1. С. 23-45. (соавторы: Шабанов П.Д., Лебедев А.А., Стрельцов В.Ф., Павленко В.П.).

34. Влияние нейрохимического разрушения дофаминергических терминалей в раннем онтогенезе на эмоциональные формы поведения взрослых крыс // Рос. физиол. журн. им. И.М.Сеченова. 2003. Т.89. №11. С.1438-1450. (соавторы: Шабанов П.Д., Лебедев А.А., Стрельцов В.Ф.).

35. Серотонинергические механизмы формирования эмоционального поведения в онтогенезе у крыс // ДАН. 2003. Т.393. №4. С.562-566. (соавторы: Шабанов П.Д., Ноздрачев А.Д., Лебедев А.А.).

36. Участие серотонинергической системы мозга в формировании эмоционального поведения крыс в ранний постнатальный период // Мед. акад. журн. 2004. Т. 4. №2. С.34-41. (соавторы: Шабанов П.Д., Лебедев А.А.).

37. Сипдром социальной изоляции. СПб.: ЭЛБИ-СПб, 2004. 208 с. (соавторы: Шабанов П.Д., Лебедев А.А.).

Тираж 100 экз. Подписано в печать 17.03.04 г. Формат 60x84 Объем 2,25 п.л. Заказ №

Отпечатано в типографии ЦСИ, 190020, С.-Петербург, ул. Циолковского, 11.

<5072

Актуальность проблемы

Социальная изоляция как биологический феномен характеризуется серьезными изменениями всех нейрофизиологических систем организма [Hall, 1998; Лебедев А.А. и др., 2002]. Известно, что индивидуумы, выросших в условиях ограничения социальных контактов, отличаются повышенной чувствительностью на внешние раздражители, эмоциональной неустойчивостью, нарушением двигательных и когнитивных функций [Глушенко В.В., 2002]. У подростков это проявляется синдромом гиперактивности с нарушением внимания (минимальная мозговая дисфункция по МКБ-10), склонностью к асоциальному поведению, конфликтности, неконтролируемому употреблению алкоголя и наркотических средств. Общие физиологические и патофизиологические механизмы, лежащие в основе указанных нарушений, предполагают изучение данной дисфункции и поиск фармакологических средств их коррекции.

В экспериментальных условиях социальную изоляцию моделируют выращиванием животных (крысы, мыши) в изоляции от сородичей с момента их самообеспечения. Такие животные характеризуются повышением двигательных и эмоциональных реакций, изменением чувствительности рецепторов ней-ромедиаторов (дофамина, норадреналина, серотонина, ГАМК, глутамата) к фармакологическим агентам, дисбалансом обмена отдельных медиаторов [Шабанов П.Д. и др., 2002, 2004]. Несмотря на сравнительно богатую научную литературу по проблемам социальной изоляции, до сих пор остается открытым вопрос о критических временных периодах формирования нарушений, их конкретных нейрофизиологических и нейрохимических механизмах. Более того, в современном арсенале средств для коррекции указанных нарушений преобладают нейролептические и транквилизирующие препараты, не затрагивающие сути патологических процессов, а коррегирующие лишь отдельные компоненты (главным образом двигательные и эмоциональные) поведения. Настоящая работа создает предпосылки для целостного (интегративного) осмысления участия различных нейромедиаторов (дофамина, серотонина, норадреналина, ГАМК, глутамииовой кислоты) в механизмах реализации двигательных и эмоциональных форм поведения, в частности, механизмах мозгового подкрепления на примере эффектов фармакологических средств психостимулирующего действия (фенамин).

Кроме того, весьма актуальным аспектом исследования является выяснение значения социального опыта для развития подкрепляющих систем мозга, участия отдельных мозговых структур и систем в их формировании в условиях обедненной и обогащенной внешней среды. Исследования биологических субстратов награды, начиная с первых экспериментов, были сконцентрированы на изучении центральной нервной системы как структурно-функциональной основе формирования подкрепления. С момента первого использования моделей самораздражения мозга [Milner, Olds, 1952] и внутривенного самовведения [Weeks, 1962] экспериментальные исследования в этом направлении стали проводиться в двух аспектах. Первый из них связан с изучением фармакологических средств как причины зависимости с идентификацией поведенческих и нейробиологических коррелятов аддикции [Вальдман А.В. и др., 1988; Беспалов А.Ю., Звартау Э.Э., 2001]. В большинстве случаев речь идет о положительных подкрепляющих свойствах фармакологических агентов и механизмах лекарственной толерантности, сепситизации, вторичного обусловливания, зависимости и синдрома отмены. Менее изучены с точки зрения доказательной медицины вопросы индивидуальной предрасположенности к действию отдельных наркогенов, природе этой предрасположенности и роли отдельных функциональных систем в механизмах развития зависимости у животных и у человека [Иванец Н.Н., 2001, 2002]. В этом отношении весьма важным и продуктивным с научной точки зрения явилось изучение механизмов стресса, участия глюкокортикоидных гормонов и моноаминергических систем в механизмах зависимости.

В головном мозге существует специализированная система нейронов, дофамин- и серотонинергических по своей химической организации, которая опосредует эффекты психостимулирующих средств. Эта система имеет довольно четкую структурно-функциональную организацию и включает передний мозговой пучок, прилежащее ядро, вентральную область покрышки и медиальную префронтальную кору. Она описывается как мезокортиколимбиче-ская система мозга. Исследованиями последних лет [Piazza et al., 1996, 1997; Лебедев А.А. и др., 2002; Шабанов П.Д. и др., 2002, 2004] показано, что глюко-кортикоидные гормоны способны активировать подкрепляющие системы мозга по типу психостимуляторов. Актуальность работы определяется изучением значения отдельных гормонов (тропных гормонов гипофиза, гормонов периферических эндокринных желез, в первую очередь глюкокортикоидов) в механизмах действия психостимуляторов амфетаминового типа. Знание этих сведений принципиально важно для представлений о предпосылках формирования лекарственной зависимости, особенно в раннем постнатальном периоде жизни, определяющем вероятность развития девиантного поведения. Все это определяет актуальность настоящего исследования, направленного на изучение и выделение основных (главных) нейромедиаторных и гормональных механизмов формирования синдрома социальной изоляции и поиск средств для ее коррекции.

Цель исследования:

Изучить основные нейромедиаторные и гормональные механизмы формирования синдрома социальной изоляции у крыс и выделить фармакологические средства, наиболее эффективные для коррекции поведенческих расстройств, обусловленных изоляцией.

Задачи исследования:

1) разработать адекватную экспериментальную модель для оценки основных поведенческих характеристик синдрома социальной изоляции от сородичей у крыс, дать подробное их описание;

2) выделить наиболее значимые компоненты двигательного и эмоционального поведения крыс-изолянтов для оценки участия основных нейроме-диаторных систем мозга в механизмах их обеспечения;

3) провести фармакологический анализ участия основных нейромедиа-торных систем мозга в обеспечении механизмов подкрепления у крыс, выращенных в сообществе и условиях социальной изоляции; выделить фармакологические агенты из группы синаптотропных средств, наиболее эффективные для коррекции поведенческих нарушений вследствие социальной изоляции;

4) исследовать биохимические механизмы формирования предрасположенности к действию психостимуляторов амфетаминового типа у крыс-изолянтов путем определения содержания дофамина, норадреналина и серото-нина, а также их метаболитов в различных структурах мозга;

5) исследовать участие моноаминергической системы мозга в подкрепляющих свойствах глюкокортикоидных гормонов (в моделях условного предпочтения места и самостимуляции мозга);

6) исследовать участие гипофизарно-надпочечниковой системы в механизмах первичного (безусловного) и вторичного (условнорефлекторного) подкрепления;

7) исследовать центральное действие кортикотропинрилизинг гормона и его аналогов на эмоциональные и мнестические компоненты поведения.

Научная новизна

В работе детально описан синдром социальной изоляции у крыс с типичными поведенческими и нейрохимическими последствиями изоляции. К поведенческим последствиям длительной изоляции относится двигательная и исследовательская гиперактивность, повышение тревожности и депрессивности, уровней агрессии и защиты, а также повышенная реактивность подкрепляющих систем мозга. С помощью нейрофармакологического анализа основных нейромедиаторных систем мозга (дофамина, норадреналина, серотонина, ГАМК, глутамата) выявлено их участие в механизмах мозгового подкрепления. Ведущее значение при этом играет моноаминергическая система мозга, активность которой связана с обменом дофамина, норадреналина и серотонина в префронтальной коре, прилежащем ядре и стриатуме крыс. Нарушенная реактивность моноаминергической системы при социальной изоляции связана, прежде всего, с замедлением обмена дофамина и в меньшей степени серотонина в указанных структурах. Дисбаланс пейромедиаторного обеспечения мозгового подкрепления в значительной степени устраняется агонистами дофамина и некоторыми другими синаптотропными веществами.

Кроме того, работа затрагивает проблему изучения механизмов формирования лекарственной зависимости от гормональных средств, в частности гормонов стресса (прежде всего глюкокортикоидов), и выяснение значения гормональной составляющей в механизмах действия психостимуляторов амфе-тамипового типа. В частности, показано, что глюкокортикоиды действуют на системы мозгового подкрепления аналогично психостимуляторам, например, фенамину. При этом в их действии выявляется четкая дозозависимая характеристика. Синтетический глюкокортикоид дексаметазон способен потенцировать действие фенамина па системы подкрепления. Эффект глюкокортикоид-ных гормонов существенно зависит от гормонального баланса всей системы гипоталамус-гипофиз-надпочечники. Удаление гипофиза или надпочечников устраняет или уменьшает психостимулирующие свойства фенамина. Кортико-тропинрилизинг гормон не обладает подкрепляющими свойствами, а является сильным анксиогеном. Это доказывает постулат, что подкрепляющие свойства гормонов гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы возрастают в направлении от пептидных гормонов гипофиза к глюкокортикоидным гормонам надпочечников. Работа относится к исследованиям в области фундаментальной медицины. Полученные в ней данные принципиально важны для представлений о формировании механизмов лекарственной зависимости от психостимуляторов, механизмах дсвиантного поведения подростков, избыточной агрессивности пациентов, употребляющих психостимуляторы с немедицинскими целями.

Научно-практическая значимость

В результате проведенных исследований получены новые данные о поведенческих и нейрохимических последствиях длительной социальной изоляции у крыс. Главным результатом экспериментальных исследований является структурирование синдрома социальной изоляции, выделение его основных (ведущих) признаков и обоснование участия отдельных нейромедиаторных систем (дофамина, норадреналина и серотонина) в реализации двигательных и эмоциональных расстройств-при длительной изоляции крыс от сородичей. В частности, у грызунов, выращенных в условиях социальной изоляции, выявлена высокая степень тревожности и депрессивности, неадекватное повышение систем агрессии и защиты, гиперактивность подкрепляющих систем к действию психостимуляторов амфетаминового типа (фенамин). Одним из ведущих признаков длительной изоляции следует рассматривать именно измененную реактивность подкрепляющих систем мозга, которая связана со снижением обмена дофамина и серотонина в структурах мезокортиколимбической системы мозга (медиальная префронтальная кора и прилежащее ядро). Отмеченные изменения в определенной степени могут быть компенсированы использованием различных фармакологических средств, включая психостимуляторы. Кроме того, в работе продемонстрировано, что психостимулирующие эффекты фенамина на системы подкрепления реализуются лишь при сбалансированности гормонов гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы. Дисбаланс системы снижает подкрепляющие свойства психостимуляторов. Доказано, что синтетические глюкокортикоиды типа дексаметазона оказывают психостимулирующее действие на системы мозгового подкрепления аналогично фенамину. Их действие менее выражено, но описывается как дозозависимое и активирующее. Подкрепляющие эффекты глюкокортикоидов не зависят от гипотала-мо-гипофизарных гормонов. В частности, кортикотропинрилизинг гормон не только не обладает подкрепляющими свойствами, а оказывает прямо противоположное действие. Полученные результаты обосновывают положение, что глюкокоргикоидные гормоны могут вызывать зависимость по типу действия психостимуляторов. Это требует более тщательного отношения при их длительном назначении. Выяснение механизмов, лежащих в основе описываемызх феноменов, является решением важной научной проблемы нейробиологиче-ской организации подкрепляющих систем мозга и поиска фармакологических средств для адекватной коррекции приобретенных поведенческих расстройств в результате социальной изоляции и/или употребления психостимулирующих средств.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Длительная социальная изоляция крыс вызывает ряд характерных изменений поведения, которые описываются как синдром социальной изоляции.

Ведущими признаками синдрома социальной изоляции являются двигательная и исследовательская гиперактивность, повышение тревожности и депрессивно-сти, повышение уровней агрессии и защиты, а также повышенная реактивность подкрепляющих систем мозга.

2. В реализацию внутримозговых механизмов положительного подкрепления у крыс-изолянтов вовлекаются все основные нейромедиаторные системы (дофамина, норадрепалина, серотонина, ГАМК, глутамата). Ведущую роль при этом играет моноаминергическая система мозга. У крыс-изолянтов нарушаются взаимоотношения между пре- и постсинаптическими элементами дофаминергической системы, что проявляется изменением фармакологической активности синаптических средств, избирательно влияющих на разные подтипы рецепторов дофамина.

3. Нарушение подкрепляющих свойств самостимуляции в результате социальной изоляции проявляется повышением активности моноаминергической системы мозга и быстрым ее истощением, что связано с изменением обмена моноаминов (дофамина, норадрепалина, серотонина) в ключевых структурах мозга, опосредующих механизмы положительного подкрепления. Наиболее значимым при этом является снижение метаболизма дофамина и в меньшей степени серотонина в медиальной префронтальной коре и прилежащем ядре без существенных изменений обмена норадрепалина в этих структурах.

4. Нарушения функционирования моноаминергических систем подкрепления обратимы и могут устраняться с помощью различных фармакологических средств, в первую очередь агонистов дофамина.

5. Глюкокортикоидпые гормоны (дексаметазон) и психостимуляторы (фенамин) реализуют свое действие на подкрепляющие системы мозга однотипно, но в разной степени. Максимальным стимулирующим действием обладают дофаминомиметические вещества, а глюкокортикоидные гормоны оказывают мягкий активирующий дозозависимый эффект. В активирующем действии глюкокортикоидпых гормонов на системы награды участвуют как первично-подкрепляющие, так и вторично-подкрепляющие механизмы. Первично-подкрепляющие свойства фармакологических веществ и гормонов определяются в основном активацией дофаминергической системы, тогда как вторично-подкрепляющие свойства, помимо прямой активации данной системы, вовлекают и мнестические компоненты поведенческих реакций.

6. Подкрепляющие свойства фенамина и глюкокортикоидных гормонов нарушаются при дисбалансе системы гипоталамус-гипофиз-надпочечники. Это доказывается опытами с удалением гипофиза, надпочечников или избыточным введением адренокортикотропного гормона и дексаметазона. Кортикотропин-рилизинг гормон и агонисты его рецепторов оказывают мощное анксиогенное действие, подавляя механизмы подкрепления. Подкрепляющие свойства гормонов уменьшаются в ряду: глюкокортикоиды > адренокортикотропный гормон > кортикотропинрилизинг гормон.

Реализация результатов работы

Материалы исследования используются в лекционном курсе кафедры фармакологии Воеппо-медицинской академии им. С.М.Кирова МО РФ, в лекционном курсе кафедры наркологии Санкт-Петербургской медицинской академии последипломного образования МЗ РФ, лекционном курсе кафедры специализированной терапии Института медицинского образования Новгородского государственного университета имени Ярослава Мудрого, вошли в гранто-вые разработки Российского фонда фундаментальных исследований (№ 01-0449073).

Апробация и публикация материалов исследования

Материалы, вошедшие в диссертацию, доложены на научной конференции «Актуальные вопросы эндокринологии» (Пермь, 2002); 33-м конгрессе международного общества психонейроэндокринологии (Пиза, Италия, 2003); 7-м международном конгрессе по психонейрофармакологии (Бухарест, Румыния, 2002); международной конференции «Интегральная психосоциальная реабилитация в сообществе» (Барселона, Испания, 2002); 2-м Всероссийском съезде фармакологов (Москва, 2003); 7-й междисциплинарной конференции по биологической психиатрии «Стресс и поведение» (Москва, 2003), Всероссийской научной конференции «Клиническая эндокринология - достижения и перспективы», посвященной 80-летию Д.Я.Шурыгина (Санкт-Петербург, 2003), заседаниях Санкт-Петербургского общества фармакологов (2002, 2003). По теме диссертации опубликованы 2 монографии, 19 статей (из них 13 в журналах) и 16 тезисов.

Апробация диссертации прошла на совместном заседании кафедры фармакологии и лаборатории иммунологии кафедры факультетской терапии Военно-медицинской академии им. С.М.Кирова МО РФ.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, главы обзора литературы, материалов и методов исследования, главы результатов собственных исследований (включающей 7 подглав), обсуждения результатов, выводов, практических рекомендаций, списка литературы. Работа изложена на 258 страницах машинописного текста, иллюстрирована 22 рисунками и 49 таблицами. Библиографический указатель содержит 515 наименований, в том числе 123 отечественных и 392 иностранных.

ВЫВОДЫ

1. Социальная изоляция в раннем онтогенезе у крыс вызывает ряд характерных изменений поведения, которые описываются как синдром социальной изоляции. К основным поведенческим признакам синдрома социальной изоляции у крыс относятся двигательная и исследовательская гиперактивность; повышение тревожности и депрессивности; повышение уровней агрессии и защиты; повышенная реактивность подкрепляющих систем мозга.

2. Фармакологический анализ механизмов подкрепления у крыс-изолянтов показывает вовлечение всех основных нейромедиаторных систем (дофамина, норадреналина, серотонина, ГАМК, глутамата) в реализацию внут-римозговых механизмов положительного подкрепления. Ведущую роль при этом играет моноаминергическая система мозга.

3. У крыс-изолянтов нарушаются взаимоотношения между пре- и постси-наптическими элементами дофаминергической системы, что проявляется изменением фармакологической активности синаптических средств, избирательно влияющих на разные подтипы рецепторов дофамина. Так, у крыс-изолянтов первично подкрепляющие свойства обусловлены нарушением активности преимущественно D2 рецепторов, а вторично подкрепляющие свойства - преимущественно Dj рецепторов дофамина.

4. Социальная изоляция в раннем онтогенезе нарушает подкрепляющие свойства самостимуляции, что проявляется повышением активности мо-ноаминергической системы мозга при самораздражении низкими значениями тока, и быстрым истощением системы подкрепления при увеличении длительности стимуляции. Это обусловлено изменением обмена дофамина, норадреналина и серотонина в ключевых структурах мозга, опосредующих механизмы положительного подкрепления.

5. Наиболее значимым изменением обмена моноаминов является снижение метаболизма дофамина и в меньшей степени серотонина в медиальной префронтальной коре и прилежащем ядре без существенных изменений в этих структурах обмена норадреналина.

6. Нарушения функционирования моноаминергических систем подкрепления обратимы и могут устраняться с помощью различных фармакологических средств. Оптимальное восстановление нарушенных функций подкрепления достигается при введении дофаминомиметических средств.

7. Глюкокортикоидные гормоны (дексаметазон) и психостимуляторы (фенамин) реализуют свое действие на подкрепляющие системы мозга однотипно, но в разной степени. Максимальным стимулирующим действием обладают дофаминомиметические вещества, а глюкокортикоидные гормоны оказывают мягкий активирующий дозозависимый эффект.

8. В активирующем действии глюкокортикоидных гормонов на системы награды участвуют как первично-подкрепляющие, так и вторично-подкрепляющие механизмы. Первично-подкрепляющие свойства фармакологических веществ и гормонов определяются в основном активацией дофаминергической системы, тогда как вторично-подкрепляющие свойства, помимо прямой активации данной системы, вовлекают и мнестиче-ские компоненты поведенческих реакций.

9. Подкрепляющие свойства фенамина и глюкокортикоидных гормонов нарушаются при дисбалансе системы гипоталамус-гипофиз-надпочечники. Это доказывается опытами с удалением гипофиза, надпочечников или избыточным введением адренокортикотропного гормона и дексаметазона.

10. Кортикотропинрилизинг гормон и агонисты его рецепторов оказывают мощное анксиогенное действие, подавляя механизмы подкрепления.

11. Подкрепляющие свойства гормонов уменьшаются в ряду: глюкокортикоиды > адренокортикотропный гормон > кортикотропинрилизинг гормон.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Синдром социальной изоляции у крыс следует рассматривать как модель для изучения многих психопатологических расстройств, в генезе которых ведущую роль отводят двигательным и эмоциональным нарушениям поведения.

Характерные поведенческие и нейрохимические последствия длительной социальной изоляции создают предпосылки для изучения предрасположенности к формированию зависимости от психоактивных средств, по крайней мере, к действию психостимуляторов, поскольку ведущим нарушением при изоляции является гиперактивность моноаминергической системы мозга. Это доказывается биохимическими исследованиями обмена моноаминов в мозгу и нейро-фармакологическим анализом участия основных медиаторных систем в реализации нарушенных форм поведения.

Методически оправданным в изучении синдрома социальной изоляции является комплекс поведенческих и биохимических методов, позволяющих оценить участие моноаминергических систем мозга в отдельных проявлениях двигательных и эмоциональных расстройств.

Нарушения функционирования подкрепляющих систем мозга, являющиеся ведущим признаком длительной социальной .изоляцией, обратимы и могут устраняться рядом фармакологических веществ, наиболее перспективными из которых могут рассматриваться избирательные агонисты рецепторов дофамина.

Полученные в настоящей работе результаты доказывают, что глюкокор-тикоидных гормонов обладают подкрепляющими свойствами, что необходимо учитывать как фактор риска при длительном назначении гормонов с терапевтическими целями.

Глюкокортикоидные гормоны действуют на подкрепляющие системы мозга аналогично психостимуляторам амфетаминового типа, возможно, выполняя функцию эндогенных психостимуляторов, особенно в период умерено-го (физиологического) стресса. С этой точки зрения избыточный стресс можно рассматривать как фактор, способствующий необходимости экзогенной стимуляции подкрепляющих систем, например, употреблением алкоголя или наркотических средств.

Учитывая, что кортикотропинрилизинг гормон обладает свойствами мощного анксиогена, перспективным с точки зрения фармакологии тревожных состояний будет поиск фармакологических средств - антагонистов кортикотропинрилизинг гормона.