Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
21
Добавлен:
15.09.2017
Размер:
404.57 Кб
Скачать

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ

Возможности использования гипоксического прекондиционирования для профилактики постстрессовых депрессивных эпизодов

Е.А. РЫБНИКОВА, М.О. САМОЙЛОВ, В.И. МИРОНОВА, Е.И. ТЮЛЬКОВА, С.Г. ПИВИНА, Л.А. ВАТАЕВА, Н.Э. ОРДЯН, Е.Ю. АБРИТАЛИН, А.И. КОЛЧЕВ

The feasible applications of hypoxic preconditioning for prevention of post-stress depressive episodes

E.A. RYBNIKOVA, M.O. SAMOILOV, V.I. MIRONOVA, E.I. TULKOVA, S.G. PIVINA, L.A. VATAEVA, N.E. ORDYAN, E.YU. ABRITALIN, A.I. KOLCHEV

Лаборатории регуляции функций нейронов мозга, нейроэндокринологии и онтогенеза нервной системы Института физиологии им. И.П. Павлова РАН; кафедра психиатрии Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова, Санкт-Петербург

Исследовали протективный эффект гипоксического прекондиционирования на развитие депрессивных состояний в моделях на крысах. Трехкратное прекондиционирование интервальной гипобарической гипоксией (360 мм рт.ст., 2 ч) предотвращало возникновение депрессивных поведенческих реакций, гиперфункции гипофизарно-адренало- вой системы и нарушений ее торможения в дексаметазоновом тесте у крыс после неизбегаемого аверсивного стресса в модели эндогенной депрессии. По выраженности анксиолитического и антидепрессивного действия в экспериментах на крысах гипоксическое прекондиционирование не уступало тетрациклическому антидепрессанту людиомилу. Результаты свидетельствуют, что прекондиционирование интервальной гипобарической гипоксией повышает устойчивость к психоэмоциональным стрессам, обладает выраженным анксиолитическим и антидепрессивным эффектом и может быть использовано для профилактики депрессивных эпизодов.

Ключевые слова: экспериментальная модель депрессии, депрессивный эпизод, интервальная гипобарическая гипоксия, гипоксическое прекондиционирование, эффективность нейропротекции.

The protective effect of hypoxic preconditioning on the development of depressive states in rat experimental models has been studied. Three-trial preconditioning by repetitive hypobaric hypoxia (360 mm Hg, 2h) prevented triggering of behavioral depression, pituitary-adrenal axis hyperactivity and impairment of negative feedback in dexamethasone test in rats following inescapable aversive stress in the model of endogenous depression. Anxyolytic and antidepressant-like effect of the hypoxic preconditioning was not less than that of tetracyclic antidepressant ludiomil. The findings reveal that the preconditioning by intermittent hypobaric hypoxia increases tolerance to psychoemotional stress, possesses potent anxiolytic and antidepressant-like effects and might be applied for prevention of depressive episodes.

Key words: experimental model of depression, depressive episode, intermittent hypobaric hypoxia, hypoxic preconditioning, efficacy of neuroprotection.

В современном мире постоянно возрастает число стрес-

сия выгодно отличается от других воздействий высокой

совых ситуаций, увеличивая риск возникновения депрес-

эффективностью адаптогенного действия и отсутствием по-

сии. Поэтому поиск эффективных способов профилактики

бочных эффектов, в том числе и аллергических реакций.

и лечения депрессий и повышения устойчивости к разного

Метод гипобаротерапии основан на адаптации к действию

рода стрессовым воздействиям представляет одну из акту-

умеренной гипобарической гипоксии, аналогичной встре-

альных проблем современной медицины и нейробиологии.

чающейся в естественных горно-климатических условиях на

В настоящее время наряду с фармакологическими средст-

высоте около 3,5 км и известной своим благоприятным воз-

вами внедряются разнообразные немедикаментозные спо-

действием на организм [13]. Вместе с тем в последние годы

собы, среди которых одно из ведущих мест занимают уме-

на основании фундаментальных исследований активно раз-

ренные гипоксические воздействия.

вивается другое направление, связанное с использованием

Терапия гипобарической (высотной) гипоксией — ги-

гипобарической гипоксии в режиме прекондиционирования.

побаротерапия широко применяется в клинике для лечения

Особенности этого метода заключаются в том, что исполь-

различных сердечно-сосудистых, эндокринных и аллерги-

зуется не 15—20 сеансов, как при гипобаротерапии, а 3—6

ческих заболеваний, бронхиальной астмы, синдрома хро-

сеансов умеренной гипобарической гипоксии по определен-

нической усталости и др. [3, 5, 14]. Гипобарическая гипок-

ной схеме. В этом случае протективный эффект достигается

 

 

не за счет длительной адаптации к условиям разреженного

 

 

воздуха, а в результате быстрой активации защитных меха-

 

 

© Коллектив авторов, 2007

 

низмов мозга [11].

 

 

Нами [8, 10, 12, 16, 17, 19] было показано, что пре-

Zh Nevrol Psikhiatr Im SS Korsakova 2007;107:7:43—48

кондиционирование интервальной гипобарической гипок-

ЖУРНАЛ НЕВРОЛОГИИ И ПСИХИАТРИИ, 7, 2007

43

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ

сией приводит к активации адаптивных молекулярно-кле-

реотипную деятельность (груминг). Приподнятый крестооб-

точных и генетических механизмов мозга, что существенно

разный лабиринт, состоящий из двух закрытых (темных) и

повышает устойчивость организма к повреждающим воздей-

двух открытых освещенных рукавов, расположенный на

ствиям и предотвращает вызываемые ими нарушения ког-

высоте 1,5 м от пола, — тест на тревожность, основанный

нитивных функций. Кроме того, в наших работах выявлен

на страхе открытых освещенных пространств и высоты: уро-

мощный и длительный анксиолитический эффект гипокси-

вень тревожности обратно пропорционален времени пре-

ческого прекондиционирования, свидетельствующий о по-

бывания животного в открытых рукавах. Ориентировочно-

тенциальном терапевтическом значении прекондициониро-

исследовательское поведение в «открытом поле» (в течение

вания умеренной гипобарической гипоксией для профилак-

5 мин) и содержание глюкокортикоидных гормонов в кро-

тики и лечения депрессий и других аффективных расстройств

ви регистрировали на 1, 5 и 10-е сутки после стресса. На 11-е

[2].

сутки в приподнятом крестообразном лабиринте определя-

В данной статье приведены результаты прекли-

ли уровень тревожности крыс.

нического исследования, целью которого было изу-

Содержание глюкокортикоидных гормонов (кортикосте-

рона — аналога кортизола у человека) в крови определяли

чение эффективности использования гипоксическо-

с помощью радиоиммунного анализа с использованием соб-

го прекондиционирования для коррекции постстрес-

ственных антисывороток [6]. Дексаметазоновый тест прово-

совых депрессивных состояний у животных на клас-

дился на 3—4-е сутки после выработки ВБ по разработан-

сической экспериментальной модели эндогенной де-

ной специально для крыс схеме, учитывающей особенно-

прессии.

сти циркадной ритмики функции гипофизарно-адренало-

 

вой системы у этих животных. Дексаметазон (5 мкг/кг, внут-

Материал и методы

рибрюшинно) вводили в 10 ч утра, через 6 ч отбирали про-

бы базального и стрессорного уровня (30 мин). В серии с

 

Эксперименты выполнены на взрослых самцах

антидепрессантом крысам инъецировали тетрациклический

антидепрессант людиомил (15 мг/кг, внутрибрюшинно) в

крыс линии Вистар с массой тела 200—250 г. В усло-

первые 3 дня после выработки ВБ, а эффект на поведение и

виях невозможности избежать воздействия стресса

гормональные функции оценивали на 5-й и 10-й день соот-

животные этой линии предрасположены к развитию

ветственно.

состояний, близких по проявлениям к нарушениям,

Все результаты обрабатывали статистически по крите-

характерным для эндогенных депрессий у человека.

рию ANOVA (пакет анализа Statistica).

Прекондиционирование умеренной гипобарической

Результаты и обсуждение

гипоксией проводилось в барокамере проточного типа пу-

тем 3-кратного «подъема» животных на высоту 5 км (360 мм

Неизбегаемый неконтролируемый стресс в пара-

рт.ст.) длительностью 2 ч, с 24-часовым интервалом. Спус-

тя сутки после последнего сеанса прекондиционирования у

дигме «ВБ» приводил к развитию устойчивого депрес-

крыс вырабатывалось состояние «выученной беспомощно-

сивноподобного состояния у крыс по всем регистри-

сти» (ВБ), которое, по современным представлениям, наи-

руемым показателям. Это, в частности, проявлялось

более адекватно отражает тревожно-депрессивный синдром

в увеличении тревожности и депрессивных поведен-

[18]. Клиническая обоснованность такого подхода базирует-

ческих реакций (градуальному снижению горизонталь-

ся на выраженности аффектов беспомощности и безнадеж-

ной и вертикальной двигательной активности, уве-

ности как основных аспектов когнитивно-поведенческих

детерминант у больных депрессией. ВБ у крыс проявляется,

личении времени замираний) (рис. 1, А, Б, В, Г),

в частности, доминированием в поведении тормозных ре-

снижении предпочтения сахарина (агедонии) (см. рис.

акций и сопровождается повышением базального уровня

1, Д). Наряду с этим отмечено стойкое повышение

глюкокортикоидных гормонов в крови и нарушениями тор-

базального уровня кортикостерона в крови и нару-

можения гипофизарно-адреналовой системы в дексамета-

шение торможения гипофизарно-адреналовой систе-

зоновом тесте, т.е. воспроизводит основные признаки эндо-

мы в дексаметазоновом тесте (см. рис. 1, Е, Ж, З).

генной депрессии человека. Поэтому, несмотря на ряд огра-

Психомоторная заторможенность, агедония и анало-

ничений, парадигма «ВБ» занимает важное место в прекли-

нических исследованиях нейробиологических коррелятов

гичные гормональные отклонения описаны для эн-

депрессий и тестировании антидепрессантов [15].

догенной депрессии человека и служат диагностиче-

скими симптомами этой формы депрессии в клинике

Для выработки ВБ крысы подвергались неизбегаемому

неконтролируемому аверсивному стрессу (электрокожному

[4, 7, 20]. Введение антидепрессанта людиомила эф-

раздражению). Животных стимулировали током в клетках

фективно корректировало депрессивноподобное со-

размером 13½16½26 см с токопроводящим полом с пере-

стояние, индуцируемое у крыс в парадигме «ВБ». Это

менными временными интервалами раздражения и покоя

проявлялось, в частности, в восстановлении нормаль-

так, чтобы каждая крыса в течение 1 ч получила по 60 уда-

ного уровня поведенческой активности (рис.2, А, Б)

ров током по следующей схеме: 15±2 с — электрический

и снижении содержания глюкокортикоидов в крови

ток (1 мА, 50 Гц), 45±2 с — пауза. Контрольных животных

помещали в те же клетки на 1 ч при отсутствии электриче-

(ñì. ðèñ. 2, Ã).

ского раздражения. В течение последующих 14 дней у крыс

Гипоксическое прекондиционирование предот-

определяли уровень предпочтения сахарина (соотношение

вращало развитие депрессивного состояния после

объема потребленного раствора сахарина к общему объему

психоэмоционального стресса в парадигме «ВБ». На-

выпитой жидкости), свидетельствующий о выраженности

ряду с выраженным анксиолитическим влиянием на

агедонии.

поведение (рис. 3, А, Б, В, Г) прекондиционирова-

Для исследования поведения животных использовали

ние восстанавливало нормальный уровень глюкокор-

классические методы — «открытое поле» и приподнятый

тикоидов в крови и показатели дексаметазонового

крестообразный лабиринт. В «открытом поле» — четырех-

угольной арене, расчерченной на квадраты, анализировали

теста (см. рис. 2, Д, Е), что свидетельствует о норма-

горизонтальную двигательную активность (число пересечен-

лизации функции гипофизарно-адренокортикальной

ных квадратов), вертикальную двигательную активность

системы, нарушенной при депрессии. Сравнительный

(число стоек), время полной неподвижности, а также сте-

анализ этих данных с результатами серии экспери-

44

ЖУРНАЛ НЕВРОЛОГИИ И ПСИХИАТРИИ, 7, 2007

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕПРЕССИИ

Рис. 1. Развитие депрессивноподобного состояния у крыс Вистар после неизбегаемого психоэмоционального стресса в парадигме «выученной беспомощности».

А — горизонтальная двигательная активность в «открытом поле»; Б — вертикальная двигательная активность в «открытом поле»; В — время полной неподвижности в «открытом поле»; Г — уровень тревожности; Д — агедония (снижение уровня предпочтения сахарина), по оси ординат — предпочтение (отношение потребленного сахарина к общему объему жидкости), в относительных единицах; Е — содержание кортикостерона в плазме крови; Ж — нормальный дексаметазоновый тест у контрольных животных; З — нарушенный дексаметазоновый тест у животных с ВБ. ДЕКС, дексаметазон, 5 мкг/кг. Стрелкой обозначена величина подавления () в дексаметазоновом тесте. Контрольная группа — животные, помещавшиеся в камеру для выработки ВБ, но не получавшие ток (n=8), ВБ — «выученная беспомощность» (n=7). * — различия достоверны по отношению к контролю (p0,05).

ментов с использованием людиомила свидетельствует, что выраженность антидепрессивного действия прекондиционирования на поведение и функцию ги- пофизарно-адренокортикальной системы не уступает эффективности современных тетрациклических антидепрессантов. Интересно отметить, что в наших

экспериментах наблюдалось резкое снижение груминга в «открытом поле», а также снижение содержания кортикостерона в крови ниже контрольного уровня у крыс, получавших людиомил (см. рис. 2, В, Г). При использовании гипоксического прекондиционирования значение всех регистрируемых показателей нор-

ЖУРНАЛ НЕВРОЛОГИИ И ПСИХИАТРИИ, 7, 2007

45

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ

Рис. 2. Корректирующий эффект людиомила на депрессивноподобное состояние у крыс, формирующееся после неизбегаемого стресса в парадигме «выученной беспомощности».

А — горизонтальная двигательная активность в «открытом поле»; Б — время полной неподвижности в «открытом поле»; В — груминг в «открытом поле»; Г — уровень кортикостерона в крови. Здесь и на рис. 3 белые столбики — контроль, черные — ВБ (n=7); ВБ+Л — «выученная беспомощность» и инъекции людиомила (n=8) — серые столбики; контрольная группа (n=8). * — различия достоверны по отношению к контролю (р0,05); ** — различия достоверны по отношению к ВБ (р0,05).

мализовалось, т.е. прекондиционирование в отличие от антидепрессанта не оказывало нежелательных побочных эффектов.

Использованная в данной работе экспериментальная модель депрессии — «выученная беспомощность»

— представляет собой достаточно адекватную и этиологически обоснованную парадигму для преклини- ческих исследований депрессий, поскольку моделирует возникновение депрессивного состояния после мощного неизбегаемого психоэмоционального стресса, являющегося одним из важнейших факторов патогенеза депрессивного расстройства у человека. Большое значение кризисных жизненных событий признается во всех теориях генеза депрессий, однако существенную роль играют также преморбидные особенности личности, делая некоторых особей более предрасположенными к возникновению постстрессовой депрессии. Большинство современных гипотез патогенеза депрессий подчеркивает важность взаимодействия средовых факторов и индивидуальных черт предрасположенности, определяющих пониженную устойчивость к повреждающему действию стрессов [1]. Поэтому для модельных экспериментов мы избрали крыс линии Вистар, обладающих генетически детерминированной предрасположенностью к развитию депрессии с симптомами эндогенной формы. Для облегчения клинической интерпретации полученных результатов может иметь значение, что психоэмоциональный стресс в нашей парадигме рассматривается в качестве триггера депрессивного эпизода, фактиче- ски сходного с F32—F33 по МКБ-10 у людей, предрасположенных к возникновению депрессий либо уже

страдающих рекуррентным расстройством [4]. На этом основании и исходя из полученных нами данных, следует предположить, что гипоксическое прекондиционирование может оказаться одинаково эффективным как для общей профилактики постстрессовых депрессивных патологий у людей, в особенности предрасположенных к депрессии, так и для увеличения периодов ремиссии и предотвращения повторных эпизодов у больных с рекуррентными формами.

В целом результаты данной работы подтверждают гипотезу о том, что толерантность мозга, возникающая в результате гипоксического прекондиционирования, универсальна и заключается в повышении устойчивости мозга не только к гипоксии/ишемии, но и другим повреждающим факторам, в частности психоэмоциональным стрессам [9]. Впервые обнаруженный в нашей работе антидепрессивный эффект гипоксического прекондиционирования может являться следствием его общего нейропротективного и адаптогенного действия на мозг. Ранее нами было установлено, что запускаемые гипоксическим прекондиционированием механизмы нейропротекции включают индукцию ранних генов, антиапоптозных факторов семейства генов bcl-2, цитозольных и митохондриальных антиоксидантов, металлопротеаз и др. [10—12, 16, 17, 19]. Кроме того, судя по полученным данным, гипоксическое прекондиционирование существенно повышает стрессореактивность гипофи- зарно-адренокортикальной системы, одновременно нормализуя ее регуляцию по принципу отрицательной обратной связи, что, возможно, представляет один из ключевых механизмов адаптивного и опи-

46

ЖУРНАЛ НЕВРОЛОГИИ И ПСИХИАТРИИ, 7, 2007

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕПРЕССИИ

Рис. 3. Гипоксическое прекондиционирование предотвращает развитие поведенческой депрессии (А, Б, В, Г) и нарушения функции гипофизарно-адреналовой системы (Д, Е) у крыс в парадигме «выученной беспомощности».

А — горизонтальная двигательная активность в «открытом поле«; Б — вертикальная двигательная активность в «открытом поле»; В — время неподвижности в «открытом поле»; Г — уровень тревожности; Д — уровень кортикостерона в плазме крови; Е — величина подавления стрессорного уровня кортикостерона () в дексаметазоновом тесте; ДЕКС — дексаметазон, 5 мкг/кг. ВБ (n=7); ПК+ВБ — «выученная беспомощность» у прекондиционированных крыс (n=6) — серые столбики; контрольная группа (n=8). * — различия достоверны по отношению к контролю (р0,05); ** — различия достоверны по отношению к ВБ (р0,05).

санного в настоящей работе антидепрессивного действия гипоксического прекондиционирования.

Таким образом, на основании наших экспериментальных исследований можно сделать выводы, что гипоксическое прекондиционирование повышает устойчивость к психоэмоциональным стрессам и обладает выраженным антидепрессивным действием, предотвращая развитие постстрессовых депрессивных эпизодов у крыс. Очевидно, прекондиционирование

интервальной высотной гипоксией может представлять собой эффективный немедикаментозный способ профилактики и коррекции депрессивных состояний, имеющий потенциальное терапевтическое зна- чение для клиники.

Работа поддержана Инновационным грантом ИНТАС (INTAS 05-1000007-422), РФФИ (¹06-04- 49650 и ¹04-04-48242), грантом СПбНЦ РАН 2006 и Фондом содействия отечественной науке.

ЛИТЕРАТУРА

1.

Блешль Л. Депрессивные расстройства: этиология и анализ ус-

эффект прекондиционирования. Доклады АН 2004; 395: 109—

 

ловий возникновения. В кн.: Клиническая психология. 2-е ме-

111.

 

ждународное издание. Под ред. М. Перре, У. Бауманна. М—

3. Лебедев А.А., Бурдаков В.В., Миргунова Н.М. Лечение больных

 

Ст-Петербург: Питер 2003.

 

вегетососудистой дистонией с помощью прерывистой гипоба-

 

 

2.

Ватаева Л.А., Тюлькова Е.И., Самойлов М.О. Влияние тяжелой

рической гипоксии. Журн невропатол и психиат 1992; 92: 4:

 

гипоксии на эмоциональное поведение крыс: корректирующий

50—53.

ЖУРНАЛ НЕВРОЛОГИИ И ПСИХИАТРИИ, 7, 2007

47

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ

4.Международная классификация болезней, 10-й пересмотр (МКБ-10). Классификация психических и поведенческих расстройств. Ст-Петербург: Оверлайд 1994.

5.Миррахимов М.М. Лечение внутренних болезней горным климатом. М: Медицина 1977.

6.Морозов В.И., Чайковский В.С., Прияткин С.А. и др. Радиоиммунологический анализ стероидов, научно-практические аспекты. Физиол журн СССР 1988; 74: 8: 473—476.

7.Нуллер Ю.Л. Депрессия и деперсонализация. Л 1981.

8.Рыбникова Е.А., Хожай Л.И., Тюлькова Е.И. и др. Влияние гипобарической гипоксии на экспрессию белков ранних генов и структурные изменения нейронов мозга: корректирующий эффект прекондиционирования. Морфология 2004; 125: 2: 10—15.

9.Самойлов М.О. Мозг и адаптация (молекулярно-клеточные механизмы). Ст-Петербург: ГНИУ 1999.

10.Самойлов М.О., Рыбникова Е.А., Тюлькова Е.И. и др. Митохондриальные антиоксиданты тиоредоксин-2 и Mn-супероксиддис- мутаза вовлекаются в механизмы гипоксической толерантности мозга. Доклады АН 2002; 387: 3: 1—4.

11.Самойлов М.О., Семенов Д.Г., Тюлькова Е.И. и др. Молекулярные механизмы кратко- и долговременных эффектов гипоксиче- ского прекондиционирования. Проблемы гипоксии: молекулярные, физиологические и медицинские аспекты. М: Истоки 2004.

12.Самойлов М.О., Ситник Н.А., Рыбникова Е.А. и др. Особенности экспрессии про- и антиапоптических белков Bax и Bcl-2 в нейронах мозга крыс в ответ на тяжелую гипобарическую гипоксию: корректирующий эффект гипоксического прекондиционирования. Доклады АН 2005; 402: 4: 1—3.

13.Сиротинин Н.Н. Влияние адаптации к гипоксии и акклиматизации к высокогорному климату на устойчивость животных к некоторым экстремальным воздействиям. Патол физиол 1964;

5:12—15.

14.Ушаков И.Б., Черняков И.Н., Дворников М.В. и др. Варианты интервальной гипобарической и нормоксической гипоксической тренировки в авиакосмической и военной медицине. Проблемы гипоксии: молекулярные, физиологические и медицинские аспекты. М: Истоки 2004; 411—419.

15.Henkel V., Bussfeld P., Moller H.J., Hegerl U. Cognitive-behavioral theories of helplessness/hopelessness: valid models of depression? Eur Arch Psychiat Clin Neuroscience 2002; 252: 5: 240—249.

16.Rybnikova E., Tulkova E., Pelto-Huikko M., Samoilov M. Mild preconditioning hypoxia modificates NGFI-A mRNA expression in the rat brain induced by severe hypoxia. Neuroscience Letters 2002;

329:1: 49—52.

17.Rybnikova E., Vataeva L., Tyulkova E. et al. Preconditioning prevents impairment of passive avoidance learning and suppression of brain NGFI-A expression induced by severe hypoxia. Beh Brain Res 2005;

160:1: 107—114.

18.Schiller G.D., Pucilowsky O., Wienicke C., Overstreet D.H. Immobili- ty-reducing effects of antidepressants in genetic animal model of depression. Brain Res Bull 1992; 28: 821—823.

19.Stroev S.A., Gluschenko T.S., Tjulkova E.I. et al. À preconditioning enhances the expression of mitochondrial antioxidant thioredoxin-2 in the forebrain of rats exposed to severe hypobaric hypoxia. J Neurosci Res 2004; 78: 4: 563—569.

20.Tichomirova M.A., Keck M.E., Schneider H.J. et al. Endocrine disturbances in depression. J Endocrinol Investig 2005; 28: 89—99.

48

ЖУРНАЛ НЕВРОЛОГИИ И ПСИХИАТРИИ, 7, 2007

Соседние файлы в папке 2007