Способ коррекции показателей мотивационно-энергетической и когнитивной сфер у лабораторных животных
METHOD OF CORRECTION OF INDICATORS OF MOTIVATION-ENERGY AND COGNITIVE SPHERES IN LABORATORY ANIMALS

Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной физиологии и фармакологии,и предназначено для коррекции показателей мотивационно-энергетической сферы (времени поисковых действий и интенсивности поисковых действий) и когнитивной (когнитивный показатель, отражающий соотношение правильных действий к неправильным) сфер в условиях инструментального поведения в универсальной проблемной камере (УПК).
Существует ряд веществ, способных оказывать положительное влияние на мотивационно-энергетические и когнитивные показатели в условиях экспериментального инструментального поведения такие как пантолизат [Доровских В.А., Баталова Т.А. Поведенческие параметры приобретенного поведения при информационно-эмоциональном стрессе у крыс на фоне применения мексидола. // Дальневосточный медицинский журнал. 2005. № 3. С. 123-125], эмоксипин [Баталова Т.А., Доровских В.А., Мусаев Э.Р., Сергиевич А.А. Эффект производных 3-оксипиридина при информационно-эмоциональном стрессе в структуре оборонительного поведения у крыс с нарушенными когнитивными способностями. / Актуальные проблемы физической культуры, спорта и здоровья на Дальнем Востоке и их решение. Материалы научно-практической конференции, 2007. - Благовещенск, 2007. С.238-243], изотиорбамин [Пластинин М.Л.. Влияние изотиорбамина на поисковую активность Дальневост. мед. журн. 2001. №4. 82 87], аминалон и бемитил [Можаев С.И. Психобиологические параметры приобретенного поведения при фармакологической коррекции ноотропами. Автореф. дис,... канд. биол. наук. Благовещенск, 2004. 22 с.].
На сегодняшний день эти вещества (препараты) являются устаревшими.
Известен также способ коррекции показателей мотивационно-энергетической и когнитивной сфер у лабораторных животных в универсальной проблемной камере, включающий ввод химического соединения (RU № 2196579, A61K31/185, A61K31/515, 2003), с помощью которого также можно корректировать показатели мотивационно-энергетические (время поиска и интенсивность поиска) и когнититивный показатель. При этом, как химическое соединение используют изотиорбамин (ТБ-6) (хлоралгидрата-2(в-диэтиламина)-этил-5 изопропилтиобарбитуровой кислоты).
Недостаток этого способа – используемое соединение оказывает множество побочных эффектов, а интраперитонеальный способ его введения является сложным и неудобным в практическом плане.
Задачей изобретения является обеспечение активации показателей мотивационно-энергетической и когнитивной сфер в универсальной проблемной камере в эксперименте.
Технический результат заключается в обеспечении возможности изменения и оптимизации физиологического уровня мотивационно-энергетической и когнитивной сфер, изменяющиеся в условиях инструментального стресса при оборонительном поведении в универсальной проблемной камере. При этом расширяется арсенал средств для улучшения данных показателей в эксперименте у лабораторных животных с дальнейшей перспективой внедрения данных соединений в медицинскую и/или спортивную деятельность.
Для решения поставленной задачи используется способ коррекции показателей мотивационно-энергетической и когнитивной сфер у лабораторных животных в универсальной проблемной камере, включающий ввод химического соединения, согласно изобретению в качестве корректора используют соединение пер-6-О-(трет-бутил)(диметил)силил-β-циклодекстрина с парааминобензойной кислотой (per-6-O-(tert-butyl)(dimethyl)silyl-beta-cyclodextrin + PABA (4-aminobenzoic acid), со структурной формулой 4-NH2C6H4C(O)OH, причем названное химическое соединение вводят перорально, в дозе 10 мг/кг веса животного, с фиксацией результатов через 24 и 48 ч после его ввода.
Сопоставительный анализ существенных признаков заявляемого решения с существенными признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна".
Признаки отличительной части формулы изобретения обеспечивают решение комплекса функциональных задач.
Признак, указывающий что «в качестве корректора используют соединение пер-6-О-(трет-бутил)(диметил)силил-β-циклодекстрина с парааминобензойной кислотой (per-6-O-(tert-butyl)(dimethyl)silyl-beta-cyclodextrin + PABA (4-aminobenzoic acid), со структурной формулой 4-NH2C6H4C(O)OH» обеспечивает способность для используемого соединения улучшать показатели мотивационно-энергетической и когнитивной сфер в универсальной проблемной камере, ухудшающиеся при инструментальном стрессе в структуре оборонительного поведения.
Признаки, указывающие что «названное химическое соединение вводят перорально, в дозе 10 мг/кг веса животного с фиксацией результатов через 24 и 48 ч после его ввода», уточняют дозировку препарата и временные параметры, обеспечивающие достоверное снятие характеристик «работы» препарата.
Соединение, используемое в качестве корректора, пер-6-О-(трет-бутил)(диметил)силил-β-циклодекстрина с пара-аминобензойной кислотой (4-NH2C6H4C(O)OH) происходит по следующей схеме.
f
6
3
2
3
3
2
2
2
91
175
37
7
1
2
5
6
1
2
3
3
3
H
Н
К раствору 0.20 г (0.10 ммоль) пер-6-О-(трет-бутил)(диметил)силил-β-циклодекстрина в 4 мл диметилформамида прибавляли 0.0274 г (0.20 ммоль) пара-аминобензойной кислоты и перемешивали 24 ч при 20°С. Реакционную смесь выливали в ледяную воду (8 мл), перемешивали, выпавший осадок отфильтровывали, промывали водой (2 × 5 мл) и сушили в вакууме (1 мм рт. ст.) 4 ч при 50°С. Выход 0.16 г (75%), т. пл. 235-236°С, R0.65 (на пластинках Silufol UV-254, в системе бензол – этиловый спирт 3 : 1). Спектр ЯМР Н (ДМСО-d), δ, м.д., силильное производное циклодекстрина: -0.07 – 0.00 уш. с [42Н, Si(CH)], 0.74 – 0.84 уш. с [63Н, С(CH)], 3.34 – 3.92 м (42Н, СН-СН, СН), 4.70 – 5.00 м (7Н, СН), 5.56 – 6.06 уш. с (14Н, С-ОН, С-ОН); пара-аминобензойная кислота: 5.85 с (2Н, NH), 6.51 д (2Н, NHC, J 8.0 Гц), 7.59 д (2Н, ССООН, J 7.6 Гц), 11.75 с (1Н, СООН). Найдено, %: С 52.87; Н 8.37. СНNOSi. Вычислено, %: С 52.75; Н 8.51 [М.К.Грачев, И.А.Сенюшкина, Г.И.Курочкина, К.А.Лысенко, Л.К. Васянина, Э.Е.Нифантьев. "Соединения включения бета-циклодекстрина и его силильного производного с некоторыми фармакологически важными ароматическими монокарбоновыми кислотами". Ж. органической химии, 2010, том 46, вып. 10, с. 1501-1505].
На фиг.1 – средние значения времени принятия решения на фоне введения корректора, на фиг.2 – средние значения интенсивности принятия решений под влиянием корректора, на фиг. 3 – средние значения результативности принятия решений под влиянием корректора.
Способ осуществляют следующим образом.
Животных из подопытной группы содержат в стандартных условиях вивария с соблюдением принципов гуманности. Всех животных предварительно подвергают предварительному отбору по поведенческим типам согласно методике [Grigor'ev N.R., Batalova T.A., Kirichenko E.F., Sergievich A.A., Cherbikova G.E. Tipological Features in the Behavior of Rats. // Neuroscience and Вehavioral Physiology. 2008. № 6. P. 597-603].
Тестирование в универсальной проблемной камере состоит из двух этапов: на первом проводят выработку инструментального рефлекса активного избегания (ИРАИ) в УПК (при этом выходы из камеры не блокируются, животное имеет возможность выходить несколько раз в один и тот же выход), а далее второй - после десятидневного перерыва проводят регистрацию показателей мотивационно-энергетической и когнитивной сфер в условиях оборонительной мотивации (при этом в каждый выход из камеры можно выйти только один раз, т.к. он блокируется, а попытка его повторного использования регистрируется как ошибочное действие) дважды, через 24 и 48 ч, где определяется временя поиска (ВП), интенсивность поиска (ИП) и когнитивный показатель (КП) по принятой методике (контроль).
В качестве корректора используют соединение со структурной формулой 4-NH2C6H4C(O)OH, которое вводят перорально, в дозе 10 мг/кг веса животного единократно. Через 24 и 48 ч, определяют параметры мотивационно-энергетической (по показателям времени поиска (ВП) и интенсивности поиска (ИП)) и когнитивной сфер (по когнитивному показателю (КП)) по принятой методике (опыт).
Пример
Проводился эксперимент на 86 нелинейных белых мышах-самцах массой 15-20 г, содержащихся в стандартных условиях вивария с соблюдением принципов гуманности. Все животные предварительно были подвергнуты предварительному отбору по поведенческим типам согласно методике [Grigor'ev N.R., Batalova T.A., Kirichenko E.F., Sergievich A.A., Cherbikova G.E. Tipological Features in the Behavior of Rats. // Neuroscience and Вehavioral Physiology. 2008. № 6. P. 597-603]. Через 30 суток проводилось тестирование в универсальной проблемной камере. Тестирование состояло из двух этапов: на первом проводилась выработка инструментального рефлекса активного избегания в УПК; второй - после 10-дневного проводилась регистрация поведенческой активности в условиях оборонительной мотивации дважды, через 24 и 48 ч, где определялись параметры мотивационно-энергетической (по показателям времени поиска (ВП) и интенсивности поиска (ИП)) и когнитивной сфер (по когнитивному показателю (КП)) по принятой методике [Grigor'ev N.R., Batalova T.A., Kirichenko E.F., Sergievich A.A., Cherbikova G.E. Tipological Features in the Behavior of Rats. // Neuroscience and Вehavioral Physiology. 2008. № 6. P. 597-603].
Используемое вещество (4-NH2C6H4C(O)OH) представляет собой химическое синтезированное соединение, а именно пер-6-О-(трет-бутил)(диметил)силил-β-циклодекстрина с парааминобензойной кислотой (per-6-O-(tert-butyl)(dimethyl)silyl-beta-cyclodextrin + PABA (4-aminobenzoic acid), которое вводилось перорально, в дозе 10 мг/кг веса животного единократно.
Применение модифицированной методики формирования и одновременного измерения параметров поведенческих показателей под влиянием 4-NH2C6H4C(O)OH в первой серии экспериментов выявило тенденцию к улучшению характеристик энергетической сферы поведения.
У особей из I поведенческого типа среднее время поиска (фиг. 2) в первом тестировании (через 24 ч) в 1,2 раза без достоверно значимой разницы (в сравнении с контролем), а при повторном тестировании (через 48 ч) в 1,3 раза и разница составила 89 с (р<0,01). Различие времени поиска (ВП) между значениями первичного и вторичного тестирования достоверно (p<0,001), энергетические характеристики ПА по этому показателю существенно предпочтительнее при повторном тестировании.
У представителей II поведенческого типа выявлены наиболее оптимальные результаты. Так при первом тестировании (через 24 ч) ВП под влиянием ЦД-ПАБК-СГ снизился практически в 1,5 раза (р<0,05), а при вторичном в 1,4 раза (р<0,05).
В группе, относящейся к III типу, временные особенности этапа принятия решения при оборонительном поведении отмечались только через 48 ч при повторном тестировании, снизившись в 1,2 раза (р<0,05).
Интенсивность поиска (фиг. 3), как второй энергетический показатель, также претерпела изменения в сторону улучшения ее характеристик, достоверно снизившись у животных из II поведенческого типа в 1,4 раза (р<0,01) при тестировании через 24 ч и в 1,3 раза (р<0,05) через 48 ч от момента введения. В остальных случаях, несмотря на отсутствие достоверно значимой разницы, сохранялась динамика изменения интенсивности побежек в сторону уменьшения во всех подгруппах.
Интенсивность поиска, выраженная периодичностью действий животного в УПК, в большей мере отражает время анализа мозгом тех изменений текущей ситуации в УПК, которые внесены экспериментатором. Его можно связать с этапами афферентного синтеза и принятия решения. Полученные значения говорят об оптимизирующем эффекте со стороны 4-NH2C6H4C(O)OH.
Процент ошибочных действий (фиг. 4), как показатель когнитивной сферы, снизился под влиянием 4-NH2C6H4C(O)OH у животных из II типологической группы в 1,4 раза (р<0,01) через 24 ч и в 1,3 раза (р<0,05) через 48 ч от момента введения вещества.
Отсутствие достоверно значимой разницы в других типологических группах под влиянием 4-NH2C6H4C(O)OH мы связываем с врожденными генетическими индивидуальными особенностями этих животных.
Когнитивно-информационную сферу инструментального поведения в любой момент времени определяет процент ошибок. Позитивная динамика этого параметра свидетельствует о включении когнитивной сферы в поисковые процессы, а увеличение процента ошибочных действий соответствует ее дезорганизации и регрессии в этих экспериментальных условиях. Энергетические параметры поведения ответственны за динамические характеристики и могут совпадать или не совпадать. В нашем случае при применении 4-NH2C6H4C(O)OH тенденция показателей этих разных сфер поведенческой активности идентична, что также подтверждает высокую эффективность соединения в представленной форме.