Влияние стресса раннего периода жизни на чувствительность организма к действию антидепрессантов

Введение. Отдаленные последствия нарушения перинатального развития весьма значительны и не только проявляются в период но-ворожденности и первые годы жизни, но и сохраняются в процессе онтогенеза. Экспериментальные модели на лабораторных животных используются для оценки механизмов и последствий перинатальных воздействий (недостаток питания, действие гормонов или токсичных веществ) в этиологии гипертонии, сахарного диабета, ожирения и изменения гипофизарно-надпочечниковой функции у потомства [1–5]. Широко распространены исследования, направленные на изучение предраспо- ложенности организма к инсульту или устойчивости к стрессу после пренатального воздействия гипоксии, гормонов или лекарственных средств [6–8]. Так, установлена роль перинатальной гипоксии как фактора риска развития шизофрении, синдрома дефицита внимания и гиперактивности [1, 9–11]. В экспериментальном моделировании стресс раннего периода жизни (СРПЖ), включая пренатальный стресс, ранний послеродовый хендлинг и лишение матери, широко используется для воспроизведения некоторых основных компонентов депрессивного расстройства [12, 13]. При этом более выраженное негативное дол- госрочное влияние на становление и развитие нервной системы животных оказывает стресс в неонатальном периоде развития в первые дни после рождения [14]. Нами выдвинута гипотеза о том, что воздействие пренатальных факторов может оказывать влияние на чувствительность половозрелого организма к действию химических веществ, в т.ч. лекарственных препаратов.

Цель исследования. Оценка влияния стресса раннего периода жизни на формирование индивидуальной чувствительности к действию антидепрессантов на примере флуоксетина.

Материалы и методы. Экспериментальное исследование проведено на 60 белых беспородных крысах-самцах массой тела 200–220 г. Моделирование СРПЖ осуществляли путем ежедневного отделения детенышей от матери со 2-го по 15-й дни постнатального периода на 3 ч в условиях инкубатора. Крысята были отсажены от матерей и разделены по полу на 30-й день жизни. В дальнейшем из полученного потомства в эксперименте использовались только самцы. В возрасте 3 мес. проводили оценку фонового уровня тревожности, двигательной и ориентировочно-исследовательской активности крыс в условиях теста открытого поля, теста вынужденного плавания (тест Порсолта) и теста «Потребление раствора сахарозы» (группы «СРПЖ» и «Контроль»).

Установка для проведения теста открытого поля представляла собой круглую арену диаметром 97 см с высотой стенок 42 см и диаметром отверстий в полу 2 см. При помещении крысы в установку в течение 3 мин регистрировали число пересеченных квадратов, число эпизодов груминга, фризинга и вертикальных стоек, норковый рефлекс.

При проведении теста Порсолта крысу помещали на 10 мин в сосуд, заполненный водой до отметки на высоте 30 см, температура воды составляла 24–25 °С. Фиксировали длительность активного плавания, пассивного плавания и иммобилизации.

В тесте «Потребление раствора сахарозы» крысам предъявляли две поилки: с раствором сахарозы (1 %) и водой. Спустя сутки оценивали объем выпитой жидкости из обеих поилок. Индекс предпочтения сахарозы рассчи- тывали по формуле Vc/(Vc+Vв)×100 %, где Vc – объем выпитого раствора сахарозы, Vв – объем выпитой воды.

Затем в течение 14 дней крысам внут-рижелудочно вводили раствор флуоксетина (10 мг/кг/сут), после чего обследование повторяли в том же объеме (группы «СРПЖ+Ф» и «Ф»).

Все экспериментальные животные получены путем собственного воспроизводства в виварии ФГБНУ ВСИМЭИ и содержались на стандартном рационе. Работа выполнена с соблюдением правил гуманного отношения к животным в соответствии с требованиями «Международных рекомендаций по проведению медико-биологических исследований с использованием животных» (ВОЗ, Женева, 1985) и «Правилами лабораторной практики» (приказ Минздравсоцразвития России от 23.08.2010 № 708н).

Статистический анализ результатов исследования проводили с использованием пакета прикладных программ Statistiсa 6.1 (StatSoft) (лиц. № AXXR004E642326FA). Для сравнения несвязанных групп применяли U-критерий Манна–Уитни, для сравнения связанных групп – критерий Вилкоксона. Нулевые гипотезы об отсутствии различий между группами отвергали при достигнутом уровне значимости соответствующего статистического критерия р≤0,05.

Результаты. При тестировании в открытом поле у животных, подвергавшихся СРПЖ, выявлено статистически значимое повышение числа эпизодов фризинга и груминга по сравнению с контрольной группой, что является показателем повышения уровня тревожности. Кроме того, животные данной группы демонстрировали нарушение исследовательской активности, что выражалось в снижении количества вертикальных стоек по сравнению с контролем (Mann–Whitney U-Test: p=0,027). При сравнении показателей двигательной активности не выявлено статистически значимых отличий между животными с нормальным течением неонатального периода и подвергавшимися неонатальному стрессу. Вместе с тем в тесте вынужденного плавания данные особи демонстрировали значительное повышение уровня депрессивности, о чем свидетельство- вало увеличение длительности иммобильности и снижение времени активного плавания (Mann–Whitney U-Test: р=0,008 и р=0,018 соответственно).

При тестировании в открытом поле после двухнедельного введения раствора флуоксетина у животных в группе «СРПЖ+Ф» выявлено значительное снижение активно-поисковых компонентов поведения, таких как норковый рефлекс (в 2,3 раза) и двигательная активность (в 2,2 раза, Wilcoxon Matched Pairs Test: р<0,001), по сравнению с результатами обследования до введения антидепрессанта. Наблюдаемые изменения могут быть связаны с процедурой повторного тестирования, так как данные показатели имели аналогичные изменения в группе контроля. Вместе с тем в данной опытной группе наблюдалось резкое повышение числа актов фризинга как по сравнению с соответствующими показателями контрольной группы, группы «Ф», так и при сравнении с показателем, полученным до введения флуоксетина (Wilcoxon Matched Pairs

Test: р=0,001; Mann–Whitney U-Test: р=0,002), что свидетельствует о повышенном уровне тревожности у данных животных (табл. 1).

В тесте вынужденного плавания наблюдались различия между группами «СРПЖ+Ф» и «Ф» по основным регистрируемым показателям. После субхронического введения флуоксетина у особей с нормальным течением неонатального периода выявлено статистически значимое увеличение длительности активного плавания и снижение времени пассивного плавания и иммобильности (Mann–Whitney U-Test: р<0,02). В то время как у животных, подвергавшихся СРПЖ, во время тестирования преобладало пассивное плавание (р=0,013), а основной показатель антидепрессантной активности – время иммобильности – изменялся незначительно (р=0,052).

Индекс предпочтения сахарозы у животных, подвергавшихся СРПЖ, не имел статистически значимых отличий при сравнении с контрольной группой и не изменялся при субхроническом введении флуоксетина.

Таблица 1

Table 1

Влияние флуоксетина на показатели депрессивно-подобного поведения животных, подвергавшихся СРПЖ

Impacts of fluoxetine on depression-like behavior in rats exposed to early-life stress (ELS)

Показатель Parameter	Варианты исследования Procedures
	СРПЖ ELS	Контроль Control	СРПЖ+Ф ELS+FLX	Ф FLX	Физиологический раствор Saline
Тест открытого поля Open field test
Количество пересеченных квадратов Number of squares crossed	51 (45; 64)	54 (47,5; 64,5)	23 (15; 39)#	31,5 (22; 34,5)#	26,1 (16; 43,2)
Фризинг, ед. Freezing, units	1 (0,5; 2)*	0 (0; 1)	2 (2; 4)*#$	1 (1; 2)	0 (0; 2)
Груминг, ед. Grooming, units	1 (1; 1,5)*	1 (0; 1)	0,5 (0; 1)	1 (0; 1,5)	1 (0; 1)
Вертикальные стойки, ед. Rearing, units	0 (1; 2)*	3,5 (1; 6)	0 (0; 1)	1 (0; 6,5)	1 (0; 4)
Обследование отверстий, ед. Foramina explored, units	9 (7; 12)	7,5 (6; 8)	4 (2,5; 6,5)#	3 (1,5; 3,5)#	4,5 (2; 7)#

Показатель Parameter	Варианты исследования Procedures
	СРПЖ ELS	Контроль Control	СРПЖ+Ф ELS+FLX	Ф FLX	Физиологический раствор Saline
Тест Порсолта Porsolt test
Активное плавание, с Active floating, s	154,1 (110,4; 167,1)*	182,2 (145,5; 207,8)	130,2 (126; 216,2)	213,9 (200,9; 237,6)*#	163,4 (115,8; 179,8)
Пассивное плавание, с Passive floating, sec.	58,2 (30,6; 74,9)	35,8 (20,1; 75,3)	98,8 (40,4; 61)*#$	27,3 (17,9; 37,7)#	41,5 (28,4; 56,9)
Иммобильность, с Immobility, sec.	93 (80,8; 107,3)*	78,3 (46,8; 82,9)	77,6 (55,1; 110)	52,4 (42,1; 61,2)*#	89,5 (52,6; 96,7)
Тест «Потребление раствора сахарозы» Sucrose consumption test
Индекс предпочтения сахарозы Sucrose preference index	88,7 (81,5; 96,3)	90,2 (76,8; 92,5)	82,7 (79,9; 89,9)	84,7 (82,7; 91,9)	86,1 (72,1; 92,3)

Примечание. * – статистически значимые различия по сравнению с контролем, р<0,05 (Mann– Whitney U-Test); # – статистически значимые различия по сравнению фоновым тестированием, р<0,05 (Wilcoxon Matched Pairs Test); $ – статистически значимые различия по сравнению с группой «Ф», р<0,05 (Mann–Whitney U-Test).

Note. * – the differences are statistically significant compared to control, p<0.05 (Mann–Whitney U Test); # – differences are statistically significant compared to “background” testing, p<0.05 (Wilcoxon Matched Pairs Test); $ – differences are statistically significant compared to “FLX” group, p<0.05 (Mann–Whitney U Test).

Обсуждение. Обследование животных до приема антидепрессанта позволило оценить и сравнить фоновый уровень тревожности у животных с нормальным течением неонатального периода и животных, переживших СРПЖ. Результаты проведенного сравнительного исследования показали, что СРПЖ вызывает изменение структуры поведения у белых крыс в половозрелом возрасте. При тестировании в открытом поле у данных животных наблюдалось снижение исследовательской активности и повышение уровня тревожности. Однократное помещение крыс в условия принудительного плавания в тесте Порсолта, оказывающее депрессогенное действие, позволило выявить различную реакцию на стресс у контрольных животных и особей, подвергавшихся СРПЖ. Полученные результаты согласуются с имеющимися литературными данными о том, что у взрослых животных, пере- несших стресс в раннем периоде жизни, наблюдаются изменения в структуре поведения, характеризующиеся повышением тревожности и страха на фоне снижения двигательной, исследовательской и социальной активности [15–18].

При оценке эффективности классического представителя антидепрессантов из группы селективных ингибиторов обратного захвата серотонина (СИОЗС) – флуоксетина – в условиях моделирования стрессиндуциро-ванного депрессивно-подобного состояния («поведенческого отчаяния») выявлены некоторые особенности его влияния на животных с нормальным течением неонатального периода и животных, переживших СРПЖ. В качестве группы сравнения была представлена группа белых крыс с нормальным течением неонатального периода, не получавших лечения флуоксетином. При повторном тестирова- нии в открытом поле выявлены изменения в структуре поведения у животных всех исследуемых групп в виде снижения локомоторной и исследовательской активности, что являлось характерной особенностью повторного обследования в данном тесте [19]. В то же время обращает на себя внимание высокая тревожность у крыс, выявленная только в группе «СРПЖ+Ф». В тесте вынужденного плавания антидепрессантная активность флуоксетина проявлялась у животных в различной степени в зависимости от фонового уровня тревожности. Так, у особей с нормальным течением неонатального периода на фоне терапии флуоксетином наблюдалось повышение длительности активного плавания при уменьшении времени иммобильности и пассивного плавания, что является показателем выраженного антидепрессантного действия лекарственного препарата. Однако в группе крыс, подвергавшихся СРПЖ, флуоксетин не оказывал выраженного антидепрессантного эффекта, демонстрируя седативные свойства, проявляющиеся длительным пассивным плаванием. Данные литературы свидетельствуют о том, что в большинстве моделей тревоги и депрессии у грызунов флуоксетин обладает антидепрес-сантными свойствами [20], в то время как на фоне непредсказуемого хронического умеренного стресса может изменять вектор своего действия на анксиолитический [21].

СИОЗС являются наиболее часто назначаемыми средствами лечения депрессии [22, 23], однако механизмы, лежащие в основе действия антидепрессантов, до сих пор неясны. Несмотря на то что уровень серотонина быстро повышается после однократного приема препарата [24–26], терапевтический эффект СИОЗС достигается не менее чем через 2–4 нед. приема [27]. Такое противоречие между быстрым увеличением уровня серотонина и отсроченным началом действия антидепрессантов свидетельствует о необходимости структурных или функциональных изменений для реализации терапевтического эф- фекта СИОЗС. Результаты экспериментальных и клинических исследований показали, что альтернативным ключевым звеном в механизме антидепрессантного действия флуоксетина, наряду с моноаминергической регуляцией, является нейрогенез [28–31]. При этом эффекты флуоксетина на нейрогенез являются множественными: повышение пролиферации нервных стволовых клеток (NSC), стимуляция ветвления дендритов и созревания незрелых гранулярных клеток, повышение выживаемости молодых нейронов [28, 32–34]. Недавними исследованиями доказана зависимость эффективности флуоксетина от условий окружающей среды во время терапии, в частности оценено позитивное влияние обогащенной среды, как известно, оказывающей, стимулирующее действие на нейрогенез [35, 36]. В то же время исследованиями L. Santarelli показано, что блокада нейрогенеза при облучении, напротив, отменяет антидепрессивное действие флуоксетина [28]. В связи с этим мы предполагаем, что неоднозначный антидепрессант-ный эффект флуоксетина, наблюдаемый у животных, подвергавшихся СРПЖ, может быть связан со стрессиндуцированными нарушениями процессов гиппокампального нейрогенеза [37, 38].

Заключение. Полученные результаты свидетельствуют о том, что последствия стресса в неонатальный период, в течение которого происходят основные процессы формирования и дифференцировки ЦНС, могут иметь отдаленные последствия в процессе онтогенеза, связанные с изменением чувствительности к действию лекарственных препаратов или увеличением риска развития нежелательных побочных реакций. Изучение процессов нейрогенеза как ключевого звена в изменении лекарственной чувствительности может являться важным шагом на пути к разработке персонализированного подхода в медицине, направленного на повышение эффективности лечения и предотвращение потенциальных вредных последствий.

Финансирование осуществлялось за счет средств, выделяемых для выполнения государственного задания № 075-01357-20-02.