Влияние препарата натриевой соли никотиноил гамма-аминомасляной кислоты на обучение и память в водном и радиальном лабиринтах

УДК 6I5.2I4.3I.03:6I6.288-092.9

Г.В. Ковалев, А.Г. Вознесенский, В.А. Сажин

Волгоградский медицинский институт, кафедра фармакологии

 

Актуальной задачей современной психофармакологии является создание новых отечественных ноотропных препаратов, улучшающих мнестические и интеллектуальные функции человека при различных заболеваниях ЦНС. В последние годы все большее внимание фармакологов и клиницистов привлекают ГАМК-конъюгаты - продукты взаимодействия ГАМК с другими биологически активными веществами, оказывающие выраженные психотропные эффекты /1/.

Один из ГАМК-конъюгатов - никотиноил-ГАМК (пикамилон) улучшает мозговой кровоток при циркуляторной гипоксии /2/, оказывает антигипоксическое и антиамнестическое действие при нарушении электро­шоком условной реакции пассивного избегания (УРПИ) /3/.

Цель работы - углубленное изучение ноотропного эффекта пикамилона, что, по нашему мнению, позволит уточнить его место в группе ноотропных средств.

Ноотропные свойства пикамилона оценивали в сравнении с пирацетамом на двух- моделях изучения процессов обучения и памяти - вод­ном и радиальном лабиринтах. Обучение в водном лабиринте, представ­ляющее собой частный случай активного избегания аверсивной ситуации, сопровождается значительными изменениями в эмоциональной сфере жи­вотных /4/. Решение задач в радиальном лабиринте с положительным (пищевым) подкреплением в большой степени соответствует условиям естественной среды обитания грызунов, отличается иной эмоциональ­ной модальностью и представляет собой распространенную модель для физиологического и фармакологического эксперимента /5/.

Методы исследования

Опыты выполняли на 68 белых беспородных крысах-самцах, массой 150 - 200 г, полученных из питомника АМН СССР "Белый мох". Исполь­зовали метод обучения в водном лабиринте, рекомендованный сотрудниками фирмы UCB (Бельгия) при изучении ноотропных свойств пирацетама /6/. Установку лабиринта заполняли холодной водой (15 - 20°С), что стимулировало животных к активному поиску выхода из лабиринта, при этом обнаружение выхода и избегание аверсивной ситуации явля­лось достаточным положительным подкреплением.

При многократном повторении опыта (8 сеансов обучения) наблюдались уменьшение времени поиска животными выхода из лабиринта и снижение числа ошибочных заплывов в тупиковые отсеки. Для нарушения выработки ориентировочного навыка в водном лабиринте животных после 5 сеанса обучения подвергали воздействию транскореального электрошока (110 В, 50 Гц, 500 мс). Последующие сеансы тестирования в лабиринте проводили соответственно через 15, 60 и 240 мин после нанесения электрошока.

Пикамилон в дозе 56 мг/кг (опытная группа 1), ноотропил в дозе 200 мг/кг в качестве препарата сравнения (опытная группа 2) или физиологический раствор (контрольная группа) вводили внутрибрюшинно попеременно до или после каждого сеанса обучения. Опытные группы для каждого из веществ включали по 10 крыс, контрольные - по 20.

Используемый в работе 8-лучевой радиальный лабиринт состоял из центральной площадки в форме правильного восьмиугольника диаметром 50 см, имеющей стенки из плексиглаза высотой 47 см. Через отверстия в стенке центральная площадка соединялась с рукавами (внутренний диаметр 8 см, длина 50 см), расположенными перпендикулярно каждой стороне восьмиугольника. Во 2, 4, 6 и 8 рукавах помещали кусочки сыра массой 100 - 300 мг. Эксперименты проводили в звукоизолирован­ной комнате при освещении 10 Вт. В начале опыта крысу помещали в центр радиального лабиринта напротив первого рукава, а после посе­щения 4 подкрепляемых рукавов или 8 любых рукавов животное извлека­ли из установки.

Обучение крыс в радиальном лабиринте проводили один раз в день в течение 4 нед. В период проведения эксперимента животных содержа­ли на специальном пищевом рационе (6 - 8 г каши на 100 г массы), что приводило к снижению исходной массы животных на 15 - 20% и ее сохранению на этом уровне.

Ежедневно растворы пикамилона и пирацетама приготовляли на стерильном физиологическом растворе и вводили внутрибрюшинно живот­ным в дозах соответственно 10 и 200 мг/кг за 1 ч до тестирования в радиальном лабиринте.

Использовали пикамилон, синтезированный во ВНИВИ (В.М.Копелевичем), и ноотропил ("Poifa", Польша).

Статистическую обработку материалов проводили с использованием Непараметрических критериев Уилкоксона – Манна - Уитни и Фишера.

Результаты и их обсуждение

При анализе экспериментальных данных, полученных на модели водного лабиринта, среднее время поиска выхода из него и количество ошибочных заплывов в тупиковые отсеки в первом сеансе обучения каждой группы принимали равными 100%. Кривые, отражающие динамику обу­чения, строили по средним результатам каждой группы животных (рис.1).

 

 

Сеансы обучения (один раз в день)

Рис. I. Влияние пикамилона (56 мг/кг, (в/б, 1 раз в день) 1 и ноотропила (200 мг/кг, в/б 1 раз в день) - 2 на обучение крыс в водном лабиринте. Контроль 3 - вводили физиологический раствор: => нанесение электрошока; * - р < 0,05 по сравнению с контро­лем

 

Под влиянием пикамилона обучение животных ускорялось: время поиска выхода из лабиринта и количество ошибочных заплывов в тупи­ковые отсеки, начиная со второго сеанса, достоверно уменьшались по сравнению с контролем.

Время прохождения лабиринта и количество ошибочных заплывов в отдельные сеансы обучения (2-, 3- и 4-й сеансы) были достоверно меньше, чем в контроле. К 5 сеансу животные достигали максимального уровня обученности, при этом различия между опытной и контрольной группами становились статистически незначимыми.

Под влиянием ноотропила (опытная группа 2) обучение животных также ускорялось, однако в меньшей степени, чем в группе животных, получавших пикамилон: время поиска выхода из лабиринта и количество ошибочных заплывов достоверно уменьшались по сравнению с контролем, начиная лишь с третьего сеанса. Через 15 мин после нанесения электро­да (6 сеанс обучения) животные контрольной группы затрачивали большее время на поиск выхода из лабиринта и совершали большее количество ошибочных заплывов в тупиковые отсеки, чем в 5 сеансе. В то же время в опытных группах увеличение этих показателей было ста­тистически незначимым, что свидетельствует об антиамнестическом дей­ствии пикамилона и ноотропила.

Животные, которым вводили пикамилон и ноотропил в 6 сеансе обу­чения, затрачивали на поиск выхода лабиринта достоверно меньше вре­мени и совершали достоверно меньшее количество ошибок, чем животные контрольной группы.

Если в опытной группе 1 восстановление навыка ориентировки в лабиринте после электрошока отмечалось к 7 сеансу обучения, то в опытной группе 2 и в контрольной группе максимальный уровень обученности (соответствующий 5 сеансу) достигался лишь к 8 сеансу обуче­ния (см. рис. 1).

Таким образом, данные экспериментов свидетельствуют о том, что пикамилон при его хроническом введении в дозе 56 мг/кг в течение 5 дней ускоряет процесс обучения животных в водном лабиринте и ока­зывает антиамнестический эффект, препятствуя нарушению ориентировоч­ного навыка в лабиринте и ускоряя процесс его восстановления после воздействия электрошока. По выраженности этих эффектов пикамилон превосходит эталонный препарат - ноотропил.

Обучение крыс в радиальном Лабиринте с пищевым подкреплением начиналось с помещения животных в установку радиального лабиринта первый раз при отсутствии подкрепления в рукавах и второй раз при наличии подкрепления во всех рукавах. Во время этих процедур в те­рние 5 мин регистрировали количество пересеченных полей центральной площадки, вертикальных стоек и посещение рукавов. По результа­там предварительного тестирования в лабиринте, животных разделяли на три группы, не отличающиеся между собой по значениям горизонтальной и вертикальной двигательной активности, по количеству заходов (одно­кратных и повторных) в рукава. Животные, посетившие не более 1-2 рукавов в течение 5 мин, исключались из эксперимента. Согласно данным ряда авторов /5, 7/, процесс обучения крыс в радиальном лабиринте является достаточно сложным и определяется не только выработкой пространственной памяти, но и формированием поведенческих тактик прохождения рукавов, моторно-двигательной ассиметрией животных. Нами для оценки влияния ноотропных препаратов использованы следующие показатели обучения и памяти в радиальном лабиринте: количество по­следовательных посещений подкрепляемых рукавов ("долговременная" или "рефлекторная" память); количество повторных заходов в подкреп­ляемые рукава ("кратковременная" или "рабочая" память).

 

 

 

Полученные данные по влиянию пикамилона на состояние кратко­временной ("рабочей") памяти крыс в радиальном лабиринте представ­лены на рис. 2. В группах животных с введением физиологического раствора (контроль) и ноотропила не отмечено достоверных различий по количеству повторных посещений рукавов, в то время как введение пикамилона приводило к снижению количества повторных ошибочных за­ходов в рукава. Животные, получавшие пикамилон, уже на 6-й день достигали минимального уровня повторных ошибочных заходов и по этому показателю опережали две другие группы на 7 - 10 дней.

Рис. 3. Влияние пикамилона (10 мг/кг, в/б, I раз в день) I на формирование долговременной памяти у крыс в 8-^яучевом радиальном лабиринте. Контроль 2 - водили физиологический раствор: <- р <0,05 по сравнению с контролем

 

Особый интерес вызывало изучение влияния пикамилона на процесс формирования долговременной пространственной памяти у крыс в ради­альном лабиринте. Начиная с 10 - 14 дня обучения животные постепенно переходили от тактики последовательного прохождения лабиринта к тактике преимущественного посещения подкрепляемых рукавов. Особен­ности эксперимента к конструкция лабиринта позволили использовать для оценки долговременной памяти критерий, рассчитанный по числу последовательных заходов в подкрепляемые рукава. Согласно полученным результатам, хроническое введение пикамилона в дозе 10 мг/кг ежедневно ускоряло процесс обучения животных на 15 - 28 сеансах эксперимента, что нашло отражение в увеличении общего числа заходов и последовательных посещений подкрепляемых рукавов (рис. 3). Еже­дневное введение ноотропила в дозе 200 мг/кг не оказывало влияния ^ обучение животных в радиальном лабиринте. Это в достаточной степени согласуется с данными /8/, показавшими, что ноотропил не влиял и даже нарушал формирование долговременной пространственной памяти в Т-образном лабиринте с положительным подкреплением. Возможным объяснением этого нам представляется активация норадренергической и дофаминергической систем переднего мозга при хроническом введении ноотропила /9/, что замедляет выработку навыка на моделях с положительным (пищевым) подкреплением /10/.

Таким образом, пикамилон при длительном введении в дозе 56 и 10 мг/кг ускорял процессы обучения соответственно в водном и радиальном лабиринтах, а также оказывал антиамнестический эффект при воздействии электрошока. По всем проведенным тестам пикамилон оказался эффективнее ноотропила в дозе 200 мг/кг, что позволяет положить перспективность использования пикамилона в клинической практике. Полученные нами данные указывают на сходство пикамилона "когнитивным активатором" - прамирацетамом /11/, который также улучшал пространственную память у крыс в радиальном лабиринте, возможно за счет стимуляции холинэргических структур гиппокампа.

Выводы

1. Пикамилон (никотиноил-ГАМК) в дозе 56 мг/кг при ежедневном внутрибрюшинном введении улучшал обучение крыс в водном лабиринте и устранял амнезию навыка, вызванную электрошоком. Пикамилон в дозе 10 мг/кг повышал показатели кратковременной и долговременной памяти животных в 8-лучевом радиальном лабиринте.

2. Ноотропил, вводимый ежедневно внутрибрюшинно в дозе 200 мг/кг, облегчал поиск выхода в водном лабиринте и не влиял на обучение крыс в радиальном лабиринте. Ноотропил уступал пикамилону по антиамнестическому эффекту при нарушении памяти, вызванном электрошоком в водном лабиринте.

Список литературы

1. Копелевич В. М., Сытинский И. А., Гунар В. И.// Хим.-фарм. журн. - 1981. - № 5. - С. 27 - 39.

2. Рожнова С. А., Верещагин В. К.// Тез. докл, IX конф. молодых ученых ВГМИ. - Волгоград, 1987. - С. 55.

3. Воронина Т. А., Гарибова Т. Л., Хромова И. В., Тилекеева У. М.// Фармакол. и токсикол. - 1987. - № 3. - С. 21 - 24.

4. Дьюсбери Д. Поведение животных. Сравнительные аспекты. - М.: Мир, 1981. - С. 479.

5. Рябинская Е. А., Ашихмина О. В.// Журн. высш. нервн. деят. - 1987. - Вып. 3. - С. 462 - 470.

6. Nootropyl. Basic scientific and clinical date, - Brussels, UС B. - 1977. - P. 162.

7. 01tо n D. S., Papas B. S.//Neurophysiologia. - 1979. - Vol. 17. - P. 669 - 682.

8. Бородкин Ю.С., Шабанов П.Д. Нейрохямические механизмы извлечения следов памяти. - Л.: Наука, 1986. – 150с

9. Masotto С , Ар ud J. A., Rас agni G.// Pharmacol. Res. Со mmun. - 1985. - № 8. - Р. 749 - 772.

logy

10. Громова Е. А. Эмоциональная память и ее механизмы. - Наука, 1980. - С. 180.

11. Murray С. L., Fibiger Н . C.//Psychopharmacology. - 1986. - № 3. - Р. 378 - 381.