Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,653

ВЛИЯНИЕ ТРИПЕПТИДА GLY-HIS-LYS НА ПОВЕДЕНИЕ КРЫС В ТЕСТЕ «ОТКРЫТОЕ ПОЛЕ»

Ретракция публикации произведена на основании протокола Комиссии по публикационной этике журнала "Успехи современного естествознания" № 1 от 11.08.17г. на основании выявления дублирующей публикации ЭФФЕКТЫ ТРИПЕПТИДА GLY-HIS-LYS НА ПОВЕДЕНЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ У КРЫС В ТЕСТЕ ОТКРЫТОГО ПОЛЯ Чернышёва О.И Бобынцев И.И. Долгинцев М.Е. Курский научно-практический вестник "Человек и его здоровье" 2014. № 4. С. 25-28
Чернышёва О.И. 1 Бобынцев И.И. 1 Долгинцев М.Е. 1
1 ГБОУ ВПО «Курский государственный медицинский университет» Минздрава РФ
Ключевые слова: открытое поле, пептид Gly-His-Lys, тревожность, поведение, эмоциональность
1. Акмаев, И.Г. От нейроэндокринологии к нейроиммуноэндокринологии / И.Г. Акмаев, В.В. Гриневич // Бюл. эксперим. биологии и медицины. – 2001. – Т. 131, №1. – С. 22-32.
2. Ашмарин И.П. Гормоны и регуляторные пептиды: различия и сходство понятий и функций. Место гормонов среди других межклеточных сигнализаторов // Российский химический журнал. 2002. Т. 49. №1. С.4-7/
3. Ашмарин И.П., Каразеева Е.П. // Успехи физиол. наук. 2003. Т. 34, № 1. С. 14-19
4. Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Дж. П. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. – М.: Высшая школа, 1991. С. 399/
5. Долгинцев М.Е. и др. Система экспериментальных тестов «Этолог» // Патент России № 2009612063. 2009 г.
6. Зайченко М.И., Ванециан Г.Л., Мержанова Г.Х. Различия в поведении импульсивных и самоконтолирующих крыс при исследовании их в тестах открытого поля и светло-темной камеры // Журнал высшей нервной деятельности. 2011. Т. 61. №3. С.340-350.
7. Королева С.В., Мясоедов Н.Ф. // Успехи физиол. наук. 2012. Т. 43, № 3. С. 38-47.
8. Смахтин М.Ю., Конопля А.И., Северьянова Л.А. и др. // Курск. науч.-практ. вестн. «Человек и его здоровье». 2006. № 3. С 11-17.
9. Хавинсон В.Х., Соловьев А.Ю., Тарновская С.И., Линькова Н.С. Механизм биологической активности пептидов: проникновение в клетку и эпигенетическая регуляция экспрессии генов // Успехи современной биологии. 2013. Т. 133. №3. С.310-316.
10. Ahmed M.R., Basha S.H., Gopinath D. et al. // J Peripher Nerv Syst. 2005. Vol. 10, N 1, P. 17-30.
11. Arul V., Kartha R., Jayakumar R. // Life Sci. 2007. Vol. 80, N 4. P. 275-284.
12. Barros H.M., Tannhauser S.L., Tannhauser M.A., Tannhauser M. The effect of GABAergic drugs on grooming behavior in the open field // Pharmacol. Toxicol. 1994 Vol. 74, N 6. P. 339-344.
13. Celis E.M., Torne E. Measurement of grooming behavior. Methods in Neurosciences. // Paradigms for the study of Behavior. 1993 Vol. 14, P. 359-378.
14. Pickart L. // J Biomater Sci Polym Ed. 2008. Vol. 19, N 8. P. 969-988.
15. Pyo H.K., Yoo H.G., Won C.H. et al. // Arch Pharm Res. 2007. Vol. 30, N 7. P. 834-839.
16. Rodgers R.J., Cole J.C., Aboualfa K., Stephenson L.H. Ethopharmacological analysis of the effects of putative ‘anxiogenic’ agents in the mouse elevated plus maze // Pharmacol. Biochem. 1995 Vol. 52, N 3. P. 1-9.

В настоящее время известно, что короткие пептиды являются сигнальными молекулами, которые участвуют в регуляции гомеостаза на различных уровнях организации живой материи и являются частью сложнейшей системы специализированных молекул-сигнализаторов и переносчиков информации между клетками организма [2, 9]. К коротким регуляторным пептидам можно отнести трипептид Gly-His-Lys, для которого известны модулирующее влияние на рост и дифференцировку клеток [14], процессы ранозаживления за счет стимуляции синтеза коллагена фибробластами [11], физиологическую и репаративную регенерацию печени [8], стимулирующее влияние пептида на рост волос [15] и противовоспалительный эффект в поврежденных тканях [10]. Однако в литературе отсутствуют данные об исследовании нейротропных эффектов данного пептида. При этом вышеуказанная полифункциональность пептида и данные литературы о механизмах влияния коротких регуляторных пептидов на функции нервной системы [9] позволяют предполагать наличие подобных эффектов и у данного трипептида.

Одним из наиболее распространенных методов изучения поведения животных является тест «открытое поле», который позволяет в новых (стрессогенных) условиях оценить ориентировочно-исследовательские и защитно-оборонительные поведенческие реакции. Поэтому целью данного исследования являлось изучение влияния трипептида Gly-His-Lys на поведение крыс в тесте «открытое поле».

Материалы и методы исследования

Эксперименты выполнены на 40 крысах-самцах Вистар массой 180-220 г., полученных из питомника РАМН «Столбовая». Животных содержали в клетках по 10 особей в стандартных условиях вивария со свободным доступом к воде и пище при 12-часовом световом режиме и контролируемой температуре (22±2 °С). Все процедуры с животными выполняли в соответствии с международными правилами и нормами (European Communities Council Directives of 24 November1986, 86/609/EEC).

В работе использовали пептид Gly-His-Lys синтезированный в НИИ химии Санкт-Петербургского государственного университета. Пептид растворяли в физиологическом растворе и вводили внутрибрюшинно за 12 мин до начала опыта в дозах 0,5; 5 и 50 мкг/кг. Контрольным животным вводили эквивалентные объёмы физиологического раствора из расчёта 1 мл на 1 кг массы.

Эксперименты проводили в строго определённый временной промежуток: с 9 до 15 часов, в искусственно освещённом, максимально ограниченном от поступления посторонних шумов помещении. До начала исследования животные были приучены к рукам экспериментатора. Открытое поле представляло собой квадратную площадку размером 90 x 90 см с непрозрачными бортиками высотой 30 см, разделенную на 36 квадратов, со сторонами 15 см.

Время каждой экспозиции составляло 5 минут. В ходе эксперимента оценивали следующие показатели: число пересеченных квадратов (центральных и периферических), а также продолжительность движения и замирания в них, число и продолжительность вертикальных стоек, замирание в периферических квадратах, число проявлений реакции груминга и ее продолжительность, количество фекальных болюсов.

Регистрацию вышеуказанных показателей производили с помощью разработанной нами компьютерной программы, позволяющей фиксировать частоту, продолжительность и время возникновения каждой оцениваемой реакции из числа последовательно возникающих в течение времени нахождения животного в открытом поле [5]. Достоверность результатов оценивали с помощью t-критерия Стьюдента. Результаты считали достоверным при p<0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

Как видно из таблицы, трипептид Gly-His-Lys оказывал значительное влияние на исследованные формы поведения животных. При этом число пересечённых центральных квадратов и время движения в них при использовании всех доз пептида значительно превышало показатели контрольной группы. Так, продолжительность движения в группе животных, получавших пептид в дозе 0,5 мкг/кг, было в 6,8 раз (p<0,05) больше контрольных значений, в дозе 5 мкг/кг – в 4 раза (p<0,05), 50 мкг/кг – в 9,5 раз (p<0,05). Число пересечённых квадратов после введения пептида в дозе 0,5 мкг/кг возрастало в 3,5 раза (p<0,05), в дозе 5 мкг/кг – в 2,8 раза (p<0,01), в дозе 50 мкг/кг – в 5,5 раз (p<0,01). Увеличение данных показателей происходило на фоне уменьшения продолжительности реакции неподвижности (замирания), достигавшего достоверных различий с контрольной группой после введения наименьшей использованной дозы 0,5 мкг/кг. Характер изменения исследованных поведенческих реакций в центральной части экспериментальной установки предполагает наличие у животных снижения проявлений реакции страха после введения пептида.

Показатели поведения крыс в тесте «открытое поле» после введения Gly-His-Lys (M±m)

Группа

Показатель

Контроль

0,5 мкг/кг

5 мкг/кг

50 мкг/кг

Центральные квадраты

Замирание (с)

3,0±0,8

2,1±0,1*

2,6±0,3

2,3±0,4

Движение (с)

1,2±0,3

8,1±2,7*

4,9±1,3*

11,4±4,2*

Число пересечённых

квадратов

1,1±0,1

3,9±1,3*

3,1±0,7*

6,1±1,6*

Периферические квадраты

Замирание (с)

47,6±15,8

4,5±2,5*

7,8±4,8*

7,9±5,8*

Движение (с)

91,6±14,8

189,1±7,9*

151,9±17,8*

170,8±10,7*

Число пересечённых

квадратов

64,6±12,3

124,8±5,9*

109,0±12,2*

122,6±11,8*

Вставания (с)

37,5±7,6

48,0±4,7

43,4±4,4

41,2±6,8

Число вставаний

10,9±2,7

23,1±2,1*

19,2±2,9*

22,4±4,6*

Число фекальных болюсов

1,5±0,6

2,0±0,6

0,9±0,4

1,1±0,6

Груминг (с)

21,6±5,1

15,4±3,9

28,4±6,5

17,9±4,4

Число проявлений груминга

1,6±0,4

1,7±0,5

1,9±0,2

1,4±0,3

Примечание: * – p<0,05-0,001 по сравнению с показателями контрольной группы.

В периферических квадратах открытого поля во всех подопытных группах животных после введения пептида наблюдалось уменьшение длительности реакции неподвижности. Так, наиболее выраженное изменение данной реакции (на 91 %, p<0,05) отмечалось при введении Gly-His-Lys в дозе 0,5 мкг/кг. С увеличением вводимой дозы пептида эти изменения носили менее выраженный характер – на 83 % (p<0,05) в обеих группах.

Изменения реакции движения на месте под действием Gly-His-Lys также имели однонаправленный характер. При этом использование пептида в наименьшей дозе 0,5 мкг/кг приводило к наиболее значительному снижению данного показателя (на 71 %, p<0,001). Дальнейшее увеличение дозы вводимого препарата также вызывало уменьшение длительности реакции движения на месте: в группе животных, получавших Gly-His-Lys в дозе 5 мкг/кг на 48 % (p<0,05), а в дозе 50 мкг/кг – на 51 % (p<0,05).

Уровень горизонтальной двигательной активности, отражаемый временем движения животного и числом пересеченных квадратов, находился в обратной зависимости от значений реакции неподвижности. Во всех подопытных группах отмечалось увеличение длительности реакции движения по сравнению с контрольными животными. Применение пептида в дозе 0,5 мкг/кг приводило к росту продолжительности данной поведенческой реакции на 106 % (p<0,001), в дозе 5 мкг/кг – на 66 % (p<0,05), в дозе 50 мкг/кг – на 87 % (p<0,001).

Подобные изменения закономерно наблюдались и при оценке числа пересеченных периферических квадратов. Использование пептида в заданном диапазоне доз приводило к выраженному и достоверному увеличению указанного показателя на 93 % (p<0,001) при дозе 0,5 мкг/кг; на 69 % (p<0,05) при дозе 5 мкг/кг и на 90 % (p<0,01) при дозе 50 мкг/кг (таблица).

Влияние пептида на уровень вертикальной ориентировочно-исследовательской активности имело выраженный характер. Так, в минимальной использованной дозе 0,5 мкг/кг Gly-His-Lys увеличивал количество вставаний в арене на 112 % (p <0,01). В подопытной группе, получавшей препарат в дозе 5 мкг/кг, уровень вертикальной активности превышал контрольные значения на 76 % (p <0,05). Дальнейшее увеличение вводимой дозы до 50 мкг/кг сопровождалось активацией данной формы поведения, которая достигала достоверных различий с контрольными значениями (на 106 %, p < 0,05). Данный факт, свидетельствующий в пользу повышения уровня исследовательской активности и, одновременно, уменьшения тревожности, является очередным подтверждением предполагаемой анксиолитической направленности действия пептида Gly-His-Lys.

Одним из важных компонентов поведенческой реакции, отражающим эмоциональность, является изменение количества фекальных болюсов. Применение пептида в дозе 0,5 мкг/кг вызывало увеличение данного показателя на 33 %. Вместе с тем, с дальнейшим увеличением вводимой дозы пептида, напротив, отмечалось снижение числа болюсов в группе, получавшей препарат в дозе 5 мкг/кг (на 40 %) и в дозе 50 мкг/кг (на 27 %). Однако данные изменения не имели статистически значимых различий с показателями контрольной группы.

Характер изменений продолжительности и числа проявлений реакции груминга во всех подопытных группах не имели определённой направленности и различия в сравнении с показателями контрольной группы. Так, при использовании пептида в дозе 0,5 мкг/кг длительность указанной реакции снижалась на 29 % при незначительном увеличении числа вставаний. Дальнейшее повышение дозы Gly-His-Lys до 5 мкг/кг сопровождалось увеличением длительности реакции (на 32 %) и числа проявлений (на 19 %). Однако введение трипептида в наибольшей из используемых доз 50 мкг/кг приводило к противоположному эффекту и снижало продолжительность реакции груминга (на 17 %) и количество проявлений этой реакции (на 12 %).

Обсуждение. Полученные результаты свидетельствуют о том, что применение трипептида Gly-His-Lys способствовало достоверному повышению горизонтальной и вертикальной двигательной активности при отсутствии существенных изменений эмоциональности, оцениваемой по реакциям дефекации и груминга.

Известно, что помещение животного в новую обстановку ведет к возникновению исследовательского поведения, которому препятствует возникающий при этом страх. Наиболее важных признаков снижения уровня страха является активация исследования животным центральных квадратов [4]. Обычно данная ситуация постепенно развивается при исследовании поведения на протяжении нескольких дней за счет угасания страха. В условиях нашей работы ослабление страха достигалось за счет влияния пептида, что в свою очередь могло способствовать усилению ориентировочно-исследовательской реакции в виде вертикальной и горизонтальной двигательной активности.

В пользу ослабления страха свидетельствует и ослабление реакции замирания как в центральных, так и периферических квадратах. Необходимо отметить, что тревожность животных в первые минуты пребывания в новой обстановке может проявляться как в усилении двигательной активности, так и в противоположной реакции замирания. Поэтому отмеченное нами на фоне угнетения реакции замирания усиление двигательной активности, вероятно, именно вследствие усиления исследовательского поведения и не является проявлением панической реакцией животных в условиях стресса. При этом нами не было установлено различий с контрольной группой по уровню эмоциональности, которую оценивали по реакциям дефекации и груминга. Данную реакцию относят к «категории комфортного поведения», однако груминг у грызунов является специфической общепризнанной реакцией на стресс [6, 12, 13]. Существенными факторами, определяющими состояние страха и тревожности, являются и показатели дефекации [6, 4, 16]. Поэтому отсутствие изменения данных показателей эмоционального состояния животных после введения Gly-His-Lys на фоне других проявлений ослабления реакции страха требует проведения дальнейших исследований в данном направлении.

Также важно отметить, что полученные данные об анксиолитическом действии пептида Gly-His-Lys являются очередным подтверждением существующих взглядов о полифункциональном характере эффектов регуляторных пептидов [3, 7].

Заключение

Трипептид Gly-His-Lys при внутрибрюшинном введении у крыс по результатам теста «открытое поле» вызывал снижение проявлений страха и тревожности, которое выразилось в повышении ориентировочно-исследовательской активности и ослаблении реакции замирания, в том числе и в центральной части экспериментальной установки. Характер полученных результатов позволяет предполагать наличие у пептида нейротропных эффектов, в том числе анксиолитического.