Фитокоррекция нарушений процессов обучения и памяти у белых крыс, вызванных гипоксическим состоянием

Гипоксия - широко распространенное явление, возникающее как в условиях дефицита кислорода во внешней среде, так и в результате патологических состояний, приводящих к снижению доставки кислорода к клетке до уровня, недостаточного для поддержания ее функции, метаболизма и структуры. В условиях гипоксии отмечается сужение объема восприятия, затруднение усвоения новой информации, ухудшение запоминания и способности переключаться с одного вида деятельности на другой. В связи с этим актуальным является поиск антигипокси-ческих средств, обладающих нейропротектив-ными свойствами [7]. Противогипоксические эффекты, характерные для синтетических препаратов [4], на сегодняшний день выявлены и у флавоноид со держащих фитосредств [1; 3; 8].

В Институте общей и экспериментальной биологии СО РАН разработаны растительные средства в форме экстрактов, обладающие ней-ропротективными свойствами и условно названные «Ноофит» (Scutellaria baicalensis Georgi, Rhaponticum carthamoides WILLD, Valeriana officinales L., Mentha piperita L., Polygonum aviculare L., Urtica dioica L. и Achillea millefolium L.) и «Анксиофит» (Humulus lupulus L., Scutellaria baicalensis Georgi, Leonurus cardiac L., Mentha piperita L., Calendula officinalis L. и Rosa spp.).

Цель исследования: определение влияния и антигипоксической активности экстрактов «Ноофит» и «Анксиофит» на процессы обучения и памяти у белых крыс на фоне амнезии, вызванной нормобарической гипоксией.

Материалы и методы

Исследования проведены на белых крысах линии Wistar обоего пола с исходной массой тела 160-180 г. Животные находились в стандартных условиях содержания и кормления в виварии (приказ М3 № 1179 от 10.10.83 г.). Эксперименты на животных осуществляли в соответствии с правилами Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и иных научных целей. Протокол исследования согласован с этическим комитетом Института общей и экспериментальной биологии СО РАН (протокол №4 от 03.02.2009).

Деалкоголизированный экстракт «Ноофит» в объемах 2, 5 и 10 мл/кг и сухой экстракт «Анксиофит» в дозах 50, 100 и 200 мг/кг вводили животным опытных групп в течение 5-и суток до проведения исследований, в последний раз -за 30 мин до эксперимента. Животные контрольной группы получали очищенную воду в объеме 10 мл/кг по аналогичной схеме.

Влияние фитоэкстрактов на нарушения когнитивных функций у белых крыс изучали по сохранности условного рефлекса пассивного избегания (УРПИ) на фоне амнезии, вызванной нормобарической гипоксией с гиперкапнией. Для воспроизведения гипоксии животных сразу после выработки рефлекса помещали в герметичный сосуд объемом 1 л до появления агонального дыхания [2]. Через 1 ч, 24 ч и 7 суток после амнезирующего воздействия регистрировали время захода животных в темный отсек установки (латентный период).

Антигипоксическое влияние фитоэкстрактов исследовали на 3-х моделях: нормобарическая гипоксия с гиперкапнией, гемическая гипоксия, гистотоксическая гипоксия [6]. Антигипоксическое действие исследуемых средств оценивали по продолжительности жизни животных в указанных моделях гипоксических состояний.

Значимость различий между указанными параметрами среди опытной и контрольной групп животных оценивали с помощью непараметрического критерия Манна-Уитни. Различия счи тали существенными при Р<0,05 [10].

Результаты исследований показали, что помещение животных в герметичный сосуд до появления судорог и первого агонального дыхания вызывает у крыс снижение процесса обучаемости и оказывает выраженный амнестический эффект (рис. 1,2). Так, латентный период у животных контрольной группы во все сроки наблюдений ниже такового показателя крыс, не подвергшихся гипоксическому воздействию (интактный контроль).

□ Интактный контроль

В Ноофит, 2 мл/кг

■ "Ноофит, 10мл/кг

□ Контроль

□ "Ноофит", 5 мл/кг

Рис. 1. Влияние растительного средства «Ноофит» на сохранение условного рефлекса пассивного избегания у белых крыс на фоне нормобарической гипоксии с гиперкапнией.

Введение животным «Ноофита» в объеме 2 мл/кг увеличивает латентный период через 1 ч после гипоксического воздействия в 1,8 раза, а в объемах 5 и 10 мл/кг - в 2,2 раза по сравнению с показателем контрольных животных (рис. 1). При тестировании животных данных опытных групп через 24 ч и 7 суток, установлено, что наиболее выраженное антиамнестическое действие «Ноофит» проявляет в объеме 5 мл/кг, увеличивая латентный период в 3,5 раза по сравнению с данными у животных контрольной группы.

□ Интактный контроль        □ Контроль

В "Анксиофит",50 мг/кг       И "Анксиофит", 100 мг/кг

В "Анксиофит", 200 мг/кг

Рис. 2. Влияние растительного средства «Анксиофит» на сохранение условного рефлекса пассивного избегания у белых крыс на фоне нормобарической гипоксии с гиперкапнией.

На фоне введения животным экстракта «Анксиофит» в дозах 50 и 100 мг/кг условный рефлекс выработался в 100% случаев, тогда как в контрольной группе - у 70% животных. При проверке памятного следа через 24 ч после выработки рефлекса выявлено (рис. 2), что при введении крысам «Анксиофита» в дозах 50, 100 и 200 мг/кг латентный период, отражающий сохранение памятного следа, выше такового показателя у животных контрольной группы в среднем на 39%. Наиболее выраженное влияние на долгосрочное запоминание «Анксиофит» оказывает в дозах 50 и 100 мг/кг, увеличивая латентный период на 7-е сутки наблюдений на 48% по сравнению с контролем (рис. 2).

При исследовании антигипоксической активности исследуемых экстрактов установлено, что введение животным «Ноофита» в объемах 2 и 5 мл/кг и «Анксиофита» в дозах 50 и 100 мг/кг увеличивает продолжительность жизни крыс, помещенных в герметичный сосуд, на 58, 36, 42 и 28% соответственно по сравнению с таковым показателем у животных контрольной группы. При развитии острой тканевой гипоксии курсовое введение животным экстракта «Анксиофит» в дозах 50 и 100 мг/кг способствует повышению резервного времени жизни крыс на 48 и 31%, «Ноофит» в объемах 5 и 10 мл/кг - на 24 и 27% соответственно по сравнению с контролем. Как следует из данных, представленных на рисунке 3, наиболее выраженное антигипоксическое действие на фоне гемической гипоксии проявляет «Ноофит», увеличивая резервное время жизни животных в 1,7 раз по сравнению с контролем.

Рис. 3. Влияние растительных средств «Ноофит» и «Анксиофит» на продолжительность жизни белых крыс на фоне гипоксических состояний

Таким образом, экстракты исследуемых фитосборов «Ноофит» и «Анксиофит» оказывают антиамнестическое действие на фоне гиперкапнической гипоксии, что выражается в улучшении выработки условного рефлекса и более прочной сохранности памятного следа по сравнению с показателями у животных как контрольной, так и интактной групп. Наиболее выраженным антиамнестическим эффектом «Ноофит» обладает в объеме 5 мл/кг и «Анксиофит» - в дозах 50 и 100 мг/кг. Выявлено, что одним из механизмов, определяющих нейропротективное влияние исследуемых средств, является антигипоксическое действие, обусловленное широким спектром биологически активных веществ.

Так, входящие в состав «Анксиофита» экс тракты хмеля обыкновенного [9], шлемника байкальского [3; 12], мяты перечной [12] и валерианы лекарственной [13; 15] обладают выраженным ноотропным и нейропротекторным влиянием. В экспериментах на животных установлено антигипоксическое действие настоя и экстракта соплодий хмеля [5; 8], сока листьев крапивы двудомной [8]. Входящий в состав исследуемых сборов экстракт шлемника байкальского и основное его действующее вещество -байкалин - также обладают выраженным анти-гипоксическим действием [2; 11; 14].

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что растительные средства «Ноофит» и «Анксиофит» оказывают антиамнестическое и антигипоксическое действие, что обусловлено широким спектром биологически активных веществ: флавоноидов, полисахаридов, эфирных масел, комплекса витаминов, ор ганических кислот, макро- и микроэлементов и других веществ, содержащихся в значительных количествах в компонентах данного средства.