Влияние экстракта лотоса орехоносного на поведенческую активность и сердечный ритм нелинейных крыс

Изучение терапевтического действия растительных препаратов никогда не потеряет своей актуальности в связи с рядом преимуществ, таких как, меньшее число побочных эффектов, мягкость воздействия, относительная доступность. Многие растительные препараты характеризуются комплексным влиянием на организм. К числу таких относятся препараты на основе экстрактов лотоса орехоносного (Nelumbo nucifera). Ряд научных работ свидетельствуют о влияниях экстрактов лотоса и их компонентов на нервную систему, поведение, ионную проводимость клеток и др. [7, 12, 13, 15]. В тоже время отмечается недостаток данных об эффектах в отношении регуляции сердечного ритма. Очевидно, что такие сведения могут иметь существенное значение для решения вопроса о рекомендации к приему препаратов на основе лотоса орехоносного.

Цель работы: анализ возможных эффектов экстракта семян лотоса орехоносного на ориентировочно-исследовательское поведение и вариабельность сердечного ритма нелинейных крыс.

Материал и методы исследования. Эксперименты проведены на самцах и самках нелинейных крыс средней массой 217 г и 247 г соответственно, при соблюдении «Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных» (Приложение к приказу Министерства здравоохранения СССР от 12.08.1977 г.

Жукова Юлия Дмитриевна, магистрант Жуковина Нина Владимировна, магистрант

№755). Опытным животным вводили экстракт семян лотоса орехоносного в дозе 50 мг/кг м. т. внутрижелудочно с помощью зонда в течение 14 дней. Экстракт получали водно-спиртовой экстракцией измельченных зрелых семян в соответствии с протоколом WHO CG-04. После отгонки спиртовой фазы 5%-й остаток вязкого смолообразного вещества разводили физиологическим раствором. Контрольным животным вводили физиологический раствор (0,5 мл/ кг м. т.) по той же схеме.

Ориентировочно-исследовательское поведение (ОИП) изучали в тесте «открытое поле» [2]. Время экспозиции каждой особи составляло 2 минуты. Животные тестировались до начала и после завершения введения препаратов. Фиксировали число пересеченных периферических квадратов (ПКв) и центральных квадратов (ЦКв), число вертикальных стоек на периферии (ПСт) и в центре поля (ЦСт), число заглядываний в «норки». Рассчитывали основную поведенческую активность – ОПА, как сумму числа пересеченных квадратов и числа стоек на периферии и в центре поля.

ЭКГ регистрировали у бодрствующих нефиксированных животных на аппаратнопрограммном комплексе «Варикард» («Рамена», Россия) по методике [4, 5]. Данные обрабатывали в компьютерной программе «ИСКИМ6» («Рамена», Россия) на отрезках ЭКГ из 300 интервалов R-R. Рассчитывали частоту сердечных сокращений (ЧСС), индекс напряжения на основе формулы Баевского [1] при ширине класса гистограммы 7,8 мс:

ИН=(50/7,8)*(АМо/(2*Мо*ΔХ))*1000, где SD (мс) – среднее квадратическое отклонение кардиоинтервалов, RMSSD (мс) – квадратный корень из суммы квадратов разности величин последовательных пар RR-интервалов, абсолютную мощность волн в диапазонах: HF (0,93,5 Гц), LF (0,32-0,9 Гц), VLF (0,17-0,32 Гц), индекс централизации IC (IC=(LF+VLF)/HF). ВСР анализировали до начала введения и через 1 ч после последнего введения препаратов. Результаты обработаны с использованием t-теста в программе Biostat 4.03.

Результаты исследования и их обсуждение. Перед началом введения препаратов животные контрольной и опытной групп демонстрировали высокую двигательную и исследовательскую активность в «открытом поле». В соответствии с предложенной ранее схемой ранжирования животных по основной поведенческой активности [6], среди самцов 39% особей имели высокую ОПА (> 30 ед.), 39% - среднюю ОПА (от 21 до 30 ед.) и только 22% – низкую ОПА (< 20 ед.), а среди самок все особи (100%) проявляли высокую поведенческую активность

(ОПА > 30 ед.). Число болюсов, которое многие авторы рассматривают как показатель вегетативного баланса, мы не учитывали, так как их давали только единичные особи.

Повторное тестирование поведения по завершении введения экстракта семян лотоса и физиологического раствора выявило снижение ориентировочно-исследовательской активности животных, как в опыте, так и в контроле. Из самцов ни одна особь не проявила высоких показателей ОПА, среди самок сохранили высокую ОПА только 17% особей, в основном животные демонстрировали среднюю или низкую активность в «открытом поле». По сравнению с исходными данными, у крыс, получивших экстракт семян лотоса, в наибольшей степени изменилось количество пересеченных квадратов в центре поля (ЦКв) (почти вдвое, р<0,01 -р<0,001), число стоек (в 1,5-2 раза, р<0,05 -р<0,01) и норок (в 2 раза, р<0,01 - р<0,001) (табл. 1). Однако фактические значения поведенческих показателей в опыте существенно не отличались от контроля.

Таблица 1. Параметры ориентировочно-исследовательского поведения самцов и самок нелинейных крыс, получавших и не получавших экстракт семян лотоса орехоносного

Корреляционные связи между параметрами ОИП крыс в исходном состоянии были в основном слабые, существенными были корреляции между ОПА и ПКв (r=0,78, p<0,01), ЦКв (r=0,71, p<0,01), ПСт (r=0,83, p<0,01), числом норок (r=0,58, p<0,05). После введения экстракта семян лотоса структура корреляционных связей мало изменилась, но сила связей несколько ослабела. Такие подвижки в корреляционных отношениях, скорее всего, обусловлены снижением значений практически всех поведенческих показателей.

ЧСС самцов и самок крыс контрольной и опытной групп до начала введения препаратов колебалась в пределах 330-365 уд/мин, что соответствовало состоянию спокойного бодрствования [4, 5]. В спектре ВСР доминировали HF-волны средней мощности. Значения показателей вариабельности ритма (SD и RMSSD) и ИН находились в пределах, характерных для состояния вегетативного баланса [4]. После 14-дневного введения экстракта семян лотоса у самцов крыс ЧСС выросла на 8% (р<0,01), SD сократилось на 25% (р<0,05), RMSSD снизился на 37% (р<0,001), при этом ИН возрос на 54% (р<0,05) (табл. 2). Ригидность сердечного ритма определялась почти двукратным ослаблением мощности HF-волн (р<0,01), т.е. у самцов крыс, получавших экстракт семян лотоса, отмечалось ослабление доминирующей роли автономного контура в формировании вариабельности кардиоинтервалов, что может свидетельствовать о повышении симпатоадреналовых влияний, согласно [1]. Но поскольку у самцов, принимавших плацебо, наблюдались аналогичные, хотя и не столь существенные сдвиги ЧСС и ВСР (табл. 2), то изменения показателей ВСР у опытных самцов крыс следует рассматривать как неспецифические.

На фоне приема экстракта семян лотоса ЧСС самок крыс практически не изменилась, но SD снизилось (на 28%, р<0,05), ИН увеличился (на 68%, р<0,01) (табл. 2). Снижение вариабельности и рост напряженности сердечного ритма опытных самок, в отличие от самцов, определялось падением мощности волн LF (р<0,05) и VLF (р<0,05). В этом случае можно считать, что у самок крыс, получавших экстракт семян лотоса, отмечался рост напряженности сердечного ритма при значительном ослаблении активности центрального контура и тенденции к снижению влияний автономного контура регуляции.

Таблица 2. Показатели вариабельности сердечного ритма самцов и самок нелинейных крыс, получавших и не получавших экстракт семян лотоса орехоносного

Корреляционные связи между параметрами ВСР крыс в исходном состоянии были в основном сильные, их структура соответствовала описанным ранее зависимостям между ЧСС, показателями вариационной пульсометрии и спектрального анализа [4]. У самцов до и после введения экстракта ЧСС не коррелировала с показателями вариабельности ритма. У самок до введения препарата ЧСС была сопряжена с RMSSD и HF (r=-0,68, p<0,01), ИН (r=0,60, p<0,01). После введения экстракта семян лотоса эти зависимости нивелировались. Корреляции между показателями вариабельности ритма сердца стали еще жестче, их коэффициенты приблизились к 0,90 и выше. Относительно корреляций между показателями поведения и ВСР можно отметить, что и у самцов, и у самок они весьма слабые. В исходном состоянии у самцов ЧСС не была существенно сопряжена ни с одним из показателей поведения, ОПА коррелировала только с ИН (r= 0,60, p<0,01). У самок крыс ЧСС была сопряжена с ОПА (r=-0,45, p<0,1) и числом ЦКв (r=-0,52, p<0,05). После введения экстракта и эти связи ослабели.

Согласно мнению многих авторов, поведение лабораторных животных в новой окружающей среде (открытом поле) определяется взаимодействием генетического фонда, предыдущего опыта, гормонального фона, качества сенсорного восприятия, свойств нервной системы [2, 9, 10]. Свойства нервной системы и поведение тесно связаны с активностью нейромедиаторных систем мозга [3, 9, 11]. Есть данные, что высокое количество побежек в открытом поле коррелирует с высокой активностью норадренергической системы [3, 11]. Напротив, серотонинергическая система мозга снижает уровень двигательной активности [14]. Для наших исследований особый интерес представляют данные, свидетельствующие о способности компонентов экстракта семян лотоса оказывать анксиолитический эффект [7]. Содержащийся в семенах лотоса алкалоид неферин проявляет антидепрессивные свойства за счет повышения плотности 5-HT1A рецепторов к серотонину, влияет на обмен серотонина и серотониновую трансмиссию в мозге [12, 15]. Эти данные позволяют предположить, что наблюдавшееся нами снижение параметров ориентировочно-исследовательского поведения крыс, получавших экстракт семян лотоса, может быть вызвано повышением активности серотонинергической системы мозга. Однако в настоящий момент сделать определенное заключение сложно, поскольку у животных, получавших плацебо, также наблюдалось некоторое снижение ориентировочно-исследовательской активности. Тем не менее, сделанное предположение определяет направление дальнейших исследований.

Результаты анализа ВСР контрольных и опытных крыс свидетельствуют о том, что введение экстракта семян лотоса может модулировать регуляторные влияния на сердце и приводить к повышению напряженности сердечного ритма. Согласно Р.М. Баевскому и соавт. [1], рост напряженности сердечного ритма может определяться усилением симпатических или снижением парасимпатических влияний. Вероятно, в нашем случае изменения ЧСР и ВСР самцов крыс, получавших экстракт семян лотоса, носят неспецифический характер, поскольку у крыс контрольной группы (особенно самцов) наблюдались аналогичные изменения сердечного ритма.

Несмотря на это обстоятельство, мы попытались предположить возможные причины роста ЧСС и напряженности сердечного ритм в опыте. Как показали некоторые исследования [13], основной алкалоид семян лотоса – неферин – снижает амплитуду потенциалов действия миокарда, угнетает медленные входящие Na+ и Ca2+-токи, что способствует снижению ЧСС. Вместе с тем, неферин влияет на обмен серотонина, способствует росту плотности 5-HT1A рецепторов [12, 15]. Серотонинергическая система имеет периферическое звено, и рассматривается сейчас как один из отделов вегетативной нервной системы [8], эффекты которого могут быть синергичны эффектам симпатического отдела, особенно, если возникает некоторый дефицит симпатоадреналовых влияний. Возможно, на начальных сроках введения экстракта имело место урежение ЧСС, что могло спровоцировать усиление симпатических и серотонинергических влияний. Это предположение требует проверки в дальнейших исследованиях.

Выводы:

• 1.    Введение экстракта семян лотоса орехоносного в дозе 50 мг/кг м.т. в течение 14 дней

• 2.    Изменения ВСР на фоне введения экстракта семян лотоса орехоносного имеют некоторые гендерные особенности: у представителей мужского пола сильнее выражен рост ЧСС и ИН при снижении активности автономного контура регуляции, у женских особей происходит рост ИН и снижение централизации управления ритмом сердца.

• 3.    В результате введения экстракта семян лотоса усиления корреляций между показателями поведенческой активности и ВСР не наблюдается.

• 4.    Результаты работы указывают на необходимость не только продолжения исследований эффектов экстракта семян лотоса, но и более внимательного отношения к дозированию и срокам введения средств на основе лотоса орехоносного, так как на его фоне возможно усиление ригидности сердечного ритма.

способно снизить ориентировочно-исследовательскую активность и вариабельность сердечного ритма лабораторных крыс, однако эти эффекты носят скорее неспецифический характер.