Исследование изменений концентрации кортикотропин-рилизинг гормона и кортикостерона у крыс в состоянии депрессии на фоне нагрузки растительными экстрактами

Депрессия представляет собой психическое расстройство, проявляющееся унынием, утратой интереса и удовольствия, снижением способности радоваться, ощущением вины или низкой самооценкой, а также нарушениями сна, аппетита и повышенной усталостью [1, 2].

Множество исследований подтверждает возрастание распространённости депрессивных расстройств в разных возрастных группах за последние годы, что подчёркивает актуальность изучения факторов, влияющих на их возникновение и развитие [3, 4].

Исследования показывают, что хронический стресс является основной причиной появления таких психопатологий, как депрессия, тревожность и дистимии [5–7]. В патогенезе стресс-индуцированной депрессии одним из основных звеньев является гиперактивация гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси (ГГН-ОС), характерными признаками которой является высокий уровень кортиколиберина (CRH) и кортикостерона для крыс. Кортиколиберин действует на переднюю долю гипофиза через рецепторы к кортикотропин-рилизинг-фактору (CRH-1), активируя каскады вторичных посредников и приводя к секреции кортикостерона. Повышенная концентрация кортикосте- рона стимулирует кору надпочечников к усиленной секреции глюкокортикоидов, что обеспечивает системный стресс-ответ с изменением метаболических процессов, липидного обмена и углеводного баланса [8, 9].

Дальнейшие эффекты ГГН-ОС включают ро-стустойчивость к стрессу и адаптивные изменения в нейрональных сетях лимбической системы и префронтальной коры. Хроническая активация оси может приводить к гиперкортицолемии, что связано с уменьшением нейропластичности, снижением уровней нейротрофических факторов (например BDNF) и функциональными изменениями в гиппокампе, префронтальной коре и миндалинах. Эти изменения ассоциированы с проявлениями депрессивного синдрома: аффективная нередкошенность, сниженная мотивация, тревога и нарушения сна [10, 11].

Модуляторы CRH-CRH-1 сигналинга и последующая регуляция ГГН-ОС представляют интерес как потенциальные мишени для антидепрессивной терапии. Важную роль также играют взаимодействия оси с другими системами, включая моноаминерги-ческую трансмиссию, нейрогормональные сигналы и воспалительные процессы, которые могут способствовать устойчивости или модуляции депрессивного состояния в ответ на хронический стресс [9–11].

Исследования демонстрируют связь между развитием депрессивного расстройства и окислительным стрессом вместе с воспалительными процессами. В условиях стресса возрастает секреция реактивных форм кислорода, снижается уровень АТФ, что замедляет гликолиз и уменьшает концентрацию глутатиона. В этот период при инактивации кальциевого насоса растёт концентрация кальция в цитоплазме. Деполяризация мембраны сопровождается увеличением её проницаемости и усилением окислительного повреждения ДНК. Рост уровней реактивных форм кислорода стимулирует секрецию воспалительных медиаторов, особенно простагландинов и лейкотриенов, которые могут способствовать нейродегенера-тивным изменениям в мозге [10, 11].

Актуальность проблемы постстрессовой депрессии объясняется её широкой распространённостью, значительными социально-экономическими последствиями и невысокой эффективностью существующих терапевтических подходов. Оптимизация методов лечения депрессий, несмотря на накопленный опыт, по-прежнему остаётся важной задачей.

Экспериментальные исследования показали наличие потенциальных антидепрессантных свойств у водных экстрактов зверобоя продырявленного, шелковицы белой и одуванчика лекарственного, которые они проявляют благодаря высокому содержанию различных биологически активных соединений [12–15].

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ – изучение изменений концентрации кортикотропин-рилизинг гормона и кортикостерона у крыс в состоянии депрессии на фоне нагрузки экстрактами шелковицы белой, одуванчика лекарственного, их смеси в соотношении 1:1 и экстрактом зверобоя продырявленного в сравнительном аспекте.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Работа проводилась на 180 крысах-самцах линии Wistar шестимесячного возраста. Для моделирования депрессивного состояния у животных использовали модель «социального» стресса [16], при котором у крыс формируется агрессивный и субмиссив-ный характер поведения, в течение 20 дней.

Все животные были разделены поровну по принципу рандомизации на шесть групп по 30 крыс в каждой группе: 1 группа – интактные животные, к котором не применялось никаких воздействий; 2 группа – контрольная, у животных моделировали депрессивное состояние и они получали внутриже-лудочно дистиллированную воду, объёмом 2 мл ежедневно в течение 20 суток с момента моделирования депрессии; 3 группа – самцы, которые с первого дня моделирования депрессии получали внут- рижелудочно водный экстракт одуванчика лекарственного в дозе 75 мг/100 г массы животного, объёмом 2 мл; 4 группа – самцы, которые с первого дня моделирования депрессии получали внутрижелу-дочно водный экстракт шелковицы белой в дозе 75 мг/100 г массы животного, объёмом 2 мл; 5 группа – самцы, которые с первого дня моделирования депрессии получали внутрижелудочно водный экстракт зверобоя продырявленного в дозе 75 мг/100 г массы животного, объёмом 2 мл; 6 группа – самцы, которые с первого дня моделирования депрессии получали внутрижелудочно смесь водных экстрактов шелковицы белой и одуванчика лекарственного в дозе 150 мг/100 г массы животного, объёмом 4 мл.

В исследовании использовали экстракты одуванчика лекарственного, шелковицы белой и зверобоя продырявленного производства ООО «Королев-Фарм» с концентрацией действующих веществ 3,5–4,0%, а смесь этих экстрактов в соотношении 1:1 готовили самостоятельно из готовых экстрактов.

Оценку нейроэндокринного статуса крыс проводили посредством определения концентрации в сыворотке крови кортикотропин-рилизинг гормона и кортикостерона с использованием иммунофер-ментного анализа на 21 сутки эксперимента.

Цифровой материал всех экспериментов подвергали статистической обработке с помощью пакета программ STATISTICA Application 10.0.1011.0. (США). В работе использовались параметрические и непараметрические методы анализа.

РЕЗУЛЬТАТЫ

С целью изучения функционирования гипотала-мо-гипофизарно-надпочечниковой оси в условиях стресс-индуцированной депрессии и нагрузки растительными экстрактами крыс произведено исследование концентрации кортикотропин-рилизинг гормона (рис. 1.) и кортикостерона (рис. 2) у лабораторных животных.

Согласно представленным данным, у крыс-агрессоров в состоянии депрессии по отношению к интактным животным установлено повышение концентрации кортиколиберина в сыворотке крови: у крыс 2 группы – на 79,04% (р≤0,021), у крыс 3 группы – на 57,95% (р≤0,035), 4 группы – на 53,87% (р≤0,001), 5 группы – на 48,69% (р≤0,041) и 6 группы – на 22,21% (р≤0,022). При этом у животных-агрессоров 3, 4, 5 и 6 групп концентрация кортиколиберина в сыворотке крови была ниже, чем у контрольной группы: у животных 3 группы – на 11,78% (р≤0,014) у 4 группы – на 14,06% (р≤0,033), у 5 группы – на 16,95% (р≤0,024) и у 6 группы – на 31,74% (р≤0,031).

У крыс-жертв в состоянии депрессии по отношению к интактным животным также установлено по- вышение концентрации кортиколиберина в сыворотке крови: у крыс 2 группы – на 98,25% (р≤0,022), у крыс 3 группы – на 59,64% (р≤0,031), 4 группы – на 51,86% (р≤0,023), 5 группы – на 51,61% (р≤0,013) и 6 группы – на 31,07% (р≤0,027). При этом у животных-жертв 3, 4, 5 и 6 групп концентрация кортиколибе- рина в сыворотке крови была ниже, чем у контрольной группы: у животных 3 группы – на 19,47% (р≤0,022) у 4 группы – на 23,40% (р≤0,034), у 5 группы – на 23,52% (р≤0,023) и у 6 группы – на 33,89% (р≤0,001).

Рисунок 2. Концентрация кортикостерона в сыворотке крови крыс-агрессоров и крыс-жертв в состоянии депрессии при нагрузке растительными экстрактами

Figure 2. Concentration of corticosterone in the blood serum of aggressor and victim rats in a state of depression under load with plant extracts

Рисунок 1. Концентрация кортиколиберина в сыворотке крови крыс-агрессоров и крыс-жертв в состоянии депрессии при нагрузке растительными экстрактами

Figure 1. Concentration of corticoliberin in the blood serum of aggressor and victim rats in a state of depression when loaded with plant extracts

Согласно представленным данным, у крыс-агрессоров в состоянии депрессии по отношению к интактным животным установлено повышение концентрации кортикостерона в сыворотке крови: у крыс 2 группы – на 78,43% (р≤0,011), у крыс 3 группы – на 45,04% (р≤0,026), 4 группы – на 39,94% (р≤0,028), 5 группы – на 20,94% (р≤0,042) и 6 группы – на 25,28% (р≤0,024). При этом у животных-агрессоров 3, 4, 5 и 6 групп концентрация кортикостерона в сыворотке крови была ниже, чем у контрольной группы: у животных 3 группы – на 18,71% (р≤0,001), у 4 группы – на 39,94% (р≤0,035), у 5 группы – на 20,94% (р≤0,019) и у 6 группы – на 25,28% (р≤0,001).

У крыс-жертв в состоянии депрессии по отношению к интактным животным также установлено повышение концентрации кортикостерона в сыворотке крови: у крыс 2 группы – на 101,23% (р≤0,024), у крыс 3 группы – на 58,76% (р≤0,042), 4 группы – на 50,15% (р≤0,015), 5 группы – на 57,07% (р≤0,027) и 6 группы – на 40,09% (р≤0,018). При этом у животных-жертв 3, 4, 5 и 6 групп концентрация кортикостерона в сыворотке крови была ниже, чем у контрольной группы: у животных 3 группы – на 21,11% (р≤0,031), у 4 группы – на 25,38% (р≤0,022), у 5 группы – на 21,94% (р≤0,005) и у 6 группы – на 30,39% (р≤0,001).

ОБСУЖДЕНИЕ

Установлено, что стресс‑индуцированная депрессия сопровождается гиперактивацией ГГН‑оси, что, по всей вероятности, связано с нарушением отрицательной обратной связи эндогенных глюкокортикоидов из‑за дисфункции глюкокортикоидных рецепторов. Это подтверждается повышением уровней кортиколиберина и кортикостерона на фоне комплекса таких проявлений у животных, как нарушения психоэмоционального статуса [17], снижение концентрации нейротрофических факторов, рост концентрации провоспали-тельных цитокинов и образование нейроиммуно-токсичных свободных радикалов [18, 19]. Дополнительно развитие нейрогенного воспаления на фоне гиперактивации ГГН‑оси косвенно свидетельствует о снижении чувствительности глюкокортикоидных рецепторов, поскольку в физиологических условиях повышенные уровни гормонов коры надпочечников должны снижать воспаление. Подтверждение наших предположений нашло отражение в работах других исследователей, где описано, что стресс‑индуцированная активация симпатической нервной системы в сочетании со стероидной резистентностью способствует активации микроглии в мозге и макрофагов/моноцитов на периферии, что приводит к нейрогенному воспалению [20, 21]. Недостаточная функция глюкокортикостероидных рецепторов, связывающихся с кортизолом/ кортикостероном и формирующих каскады внутриклеточных молекулярных механизмов, направленных на стимуляцию противовоспалительных путей, позволяет определить факторы, приводящие к данной дисфункции при стресс‑индуцированных и депрессивных расстройствах. В частности, наблюдается снижение транслокации глюкокортикостероидных рецепторов из цитоплазмы в ядро, с влиянием на фосфорилирование через MAPK‑путь, а также усиление взаимодействия рецепторов с транскрипционными факторами, связанными с нейровоспалением, в частности NF‑κB [22]. Нагрузка крыс растительными экстрактами, в свою очередь, демонстрирует способность снижать активность ГГН‑оси посредством уменьшения концентрации в крови крыс кортиколиберина и кортикостерона в условиях стресс‑индуцированной депрессии, вероятно за счёт влияния на механизмы отрицательной обратной связи через воздействие на глюкокортикоидные рецепторы и различные биологически активные посредники:  гормоны, ферменты, цитокины и др.

ВЫВОДЫ

Стресс-индуцированная депрессия сопровождается гиперактивацией гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси, обусловленной нарушением обратных тормозящих эффектов эндогенных глюкокортикоидов из-за дисфункции глюкокортикоидных рецепторов, что, в свою очередь, способствует развитию комплекса проявлений основных реакций, в частности снижению уровня нейротрофических факторов и развитию нейрогенного воспаления. Нагрузка растительными экстрактами способ-ствовует снижению активности гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси посредством ингибирования уровня кортиколиберина и кор-тикстерона в условиях стресс-индуцированной депрессии, и наиболее выраженный положительный эффект демонстрирует смесь водных экстрактов шелковицы белой и одуванчика лекарственного в соотношении 1:1.