Циркадианные различия эффективности диазепама у стрессированных самок и самцов крыс

[

ЦИРКАДИАННЫЕ РАЗЛИЧИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДИАЗЕПАМА У СТРЕССИРОВАННЫХ САМОК И САМЦОВ

КРЫС

Э. А. Манвелян, Н. А. Анисимова

CIRCADIAN DIFFERENCES OF DIAZEPAM EFFECTIVENESS APPLIED TO FEMALE AND MALE RATS UNDER STRESS

Manvelyan E. A., Anisimova N. A.

The dissimilation of motor and emotional reactions of female and male rats at diazepam injection within diurnal cycle without and under stress in the conditions of multiple parameter teting is shown.

Key words: diazepam, females, males, sedative and anxiolytic action, circadian differences.

Показана диссимиляция двигательных и эмоциональных ответов у самок и самцов кры/с при введении диазепама на протяжении суточного цикла без и под влиянием стресса в условиях многопараметрического тестирования.

Ключевые слова: диазепам, самки, самцыI, седативное и противотревожное действие, циркадианные различия.

УДК 577.861:615.214/015.45

Введение. Изменение эффективности лекарственных средств под влиянием стресса с учетом половой принадлежности, времени суток недостаточно изучено как в клинических условиях, так и в экспериментах на лабораторных животных. Установлено, что на фоне стресса антиконфликтный эффект транквилизаторов уменьшается, а антиагрессивное действие подвергается инверсии (10, 11).

Целью исследования является изучение влияния стресса на противотревожное и се-дативное действие эталонного анксиолитика диазепама при многопараметрическом тестировании самок и самцов крыс на протяжении суточного цикла.

Материалы и методы. Эксперименты были проведены на половозрелых белых крысах - самках и самцах массой 200-

220 г (по 10 крыс в группе). Для комплексной оценки тревожно-фобического статуса у крыс использовали многопараметрическую методику (12). С этой целью каждой крысе в специальной камере предъявляли в определенной последовательности 9 тестов: определение латентных периодов: 1- спуска с высоты, 2 - прохождение через отверстие, 3 - выхода из темного «домика», 4 - выхода из центра «открытого поля»; реакцию на смену освещенности: 5 - пячение-1; а также реакции на руку экспериментатора: 6 - пя-чение-2, 7 - затаивание, 8 - вокализация, 9 -прижимание ушей. Ответ на каждый тест оценивали от 0 до 3 баллов: большая оценка в баллах соответствовала более выраженной

ответной реакции у животного. Данные тестирования представляли графически. По изменению суммарного показателя по тестам 1-4 (индекс двигательной активности) судили о «седативном» (повышение показателя, снижение двигательной активности) или активирующем (снижение показателя, повышение двигательной активности) эффекте, а по изменению суммарного показателя по тестам 5-9 (индекс эмоциональной реактивности) - о «противотревожном» (снижение показателей и снижение эмоциональной реактивности) или «анксиогенном» (повышение показателей и повышение эмоциональной реактивности) эффекте транквилизатора. Стрес-сирование животных проводили путем подвешивания крысы за дорсальную кожную складку в течение одного часа за 3 часа до начала тестирования. Диазепам в дозах 0,1 и 0,5 мг/кг и физиологический раствор вводили за 30 минут до эксперимента. Эксперименты проводили в 9, 12, 15, 18, 21, 0, 3 и 6 часов.

Во время работы с животными соблюдались принципы Хельсинкской Декларации о гуманном обращении с объектами исследования.

Полученные результаты обрабатывались статистически с использованием пакета компьютерных программ. Сопоставляли данные о влиянии диазепама (100% - физиологический раствор) у самцов и самок без и после стресса. Выявление статистически значимых отличий проводили с помощью критериев Стьюдента, Вилкоксона -Манна - Уитни.

Результаты и их обсуждение. В ходе наблюдений были выявлены циркадианные различия в поведении и уровне тревожности у самок и самцов крыс под влиянием диазепама.

1. Тестирование животных без стресса

Средний показатель двигательной активности при введении транквилизатора в дозе 0,1 мг/кг у самцов был несколько высок по сравнению с контрольной группой крыс-самцов, получавшей физиологический раствор (5,24+0,24; п=78 и 4,7+0,25; п=79). Отличия наиболее заметны были в 9 (151 %; р<0,05) и 18 часов (144 %; р<0,05). У самок

при аналогичном тестировании также отмечали более высокую среднюю моторную активность (5,52+0,19; п=76 и 4,76+0,52; п=78). При этом повышение показателя регистрировали в 24 (184 %; р<0,05), 3 (178 %; р<0,05) и 6 (199 %; р<0,05) часов (рис. 1). Следовательно, «седативный» эффект диазепама в дозе 0,1 мг/кг у самцов проявлялся в утреннее и вечернее время, а у самок - в ночные и ранние утренние часы.

Средний индекс эмоциональной реактивности у самцов при использовании транквилизатора в малой дозе несущественно повышался (3,05+0,19; п=78 и 2,96+0,2). При этом показатель достоверно повышался в 15 часов (174 %; р<0,05) и имел тенденцию к снижению вечером (рис. 2). У самок препарат также вызывал некоторое повышение среднего индекса эмоциональности (3,76+0,12; п=76 и 3,44+0,23; п=78). Тем самым, наблюдалась «анксиогенная» активность препарата, достоверная у самцов в дневное время.

При введении диазепама в большей дозе (0,5 мг/кг) средний индекс двигательной активности у самцов достоверно повышался (121%, р<0,01) и был высок в 9 (179 %; р<0,01), 12 (170 %; р<0,01) и 18 (137 %; р<0,05) часов по сравнению с контрольной группой крыс, получавшей физиологический раствор. У самок при аналогичном тестировании не отмечали существенного изменения среднего показателя моторной активности, однако выявили повышение его в 6 (184 %; р<0,05) и 12 (132 %; р<0,05) и заметное снижение в 18 часов (48 %; р<0,01). Итого: у самцов преимущественно проявлялся «седативный» эффект большей дозы диазепама, а у самок «седативный» в утренние и дневные часы и «активирующий» в вечерние.

На фоне диазепама в дозе 0,5 мг/кг у самцов средний индекс эмоциональной реактивности достоверно уменьшался (1,96+0,44; п=76 и 2,96+0,2; п=79; 66 %; р<0,05). Снижение показателя было выявлено в 6 (45 %; р<0,05), 12 (45 %; р<0,05), 15 (53 %; р<0,05), 18 (43 %; р<0,05) с минимумом в 21 час (22 %; р<0,05).

Рис. 1. Влияние диазепама на индекс двигательной активности самцов и самок крыс при многопараметрическом тестировании на протяжении суточного цикла

А - диазепам 0,1 мг/кг; Б - диазепам 0,5 мг/кг. По оси абсцесс - время тестирования. По оси ординат - в %: -значения индекса двигательной активности. 100% - индекс двигательной активности контрольных самцов и самок, получавших физиологический раствор. * - при Р < 0,05; ** - при Р < 0,01.

Рис. 2. Влияние диазепама на индекс эмоциональной реактивности самцов и самок крыс при многопараметрическом тестировании на протяжении суточного цикла

По оси ординат - в %: - значения индекса эмоциональной реактивности. 100% - индекс эмоциональной реактивности контрольных самцов и самок, получавших физиологический раствор. *** - при Р < 0,001. (Остальные обозначения на рисунке 1).

У самок средний индекс эмоциональности не изменялся, однако на протяжении суточного цикла имел тенденцию к повышению в утренние и дневные часы (достоверно в 15 (146 %; р<0,05)) и снижался к 21 часу (59 %; р<0,05). Итого: у самцов отмечалось «противотревожное» влияние диазепама в дозе 0,5 мг/кг в утреннее, дневное и вечернее время, а у самок - «анксиогенная» активность в дневные и «противотревожная» в вечерние часы.

2. Тестирование стрессированных животных

Под влиянием стресса у крыс изменялись поведенческие параметры. У контрольных стрессированных самцов, получавших физиологический раствор, по сравнению с контрольными не стрессированными самцами средний индекс двигательной активности был в целом выше (соответственно: 5,24+0,26; п=69 и 4,7+0,25; п=79). При этом показатель был достоверно выше в 18

(6,4+0,82 и 2,8+0,39; р<0,05) и ниже в 6 часов (4,0+0,91 и 5,0+0,45; р<0,05).

Средний индекс эмоциональной реактивности у контрольных самцов, подвергнутых стрессу, также, в целом, был выше, нежели у самцов, получавших физиологический раствор без стресса (3,54+0,2 и 2,96+0,2). Однако при сравнении индексов на протяжении суточного цикла заметных отличий выявлено не было.

При аналогичном анализе поведения контрольных стрессированных самок средний показатель двигательной активности был выше, чем у самок крыс, не подвергавшихся стресс-процедуре (5,49+0,35; п=76 и 4,76+0,52; п=78). На протяжении суточного цикла показатель моторной активности на фоне стресса был достоверно выше в 24 (5,88+0,9 и 3,1+0,64; р<0,05), 6 (6,17+0,95 и 2,9+0,78; р<0,05) и ниже в 18 часов (3,89+0,63 и 6,67+0,55; р<0,05).

Средний индекс эмоциональной реактивности у контрольных самок, получавших стресс, был несколько выше, чем у самок крыс без стресса (3,67+0,08 и 3,44+0,23). Однако в 21 час после стресса показатель эмоциональности был даже ниже, нежели у не стрессированных самок животных (3,6+0,34 и 4,9+0,46; р<0,001).

Введение диазепама изменяло поведенческие ответы стрессированных животных. Средний показатель двигательной активности при введении транквилизатора в дозе 0,1 мг/кг у самцов был высок по сравнению с контрольной стрессированной группой крыс-самцов, получавшей физиологический раствор (6,07+0,22; п=60 и 5,24+0,26; п=69; 115 %, р<0,05). Отличия наиболее заметны были в 6 часов (158 %; р=0,052; за 100 % приняты контрольные данные) (рис. 3).

У самок при аналогичном тестировании также отмечали более высокую среднюю моторную активность (7,2+0,32; п=57 и 5,49+0,35; п=76; 131%, р<0,001). При этом на протяжении суточного цикла повышение показателя регистрировали в 9 (141 %; р<0,05), 12 (169 %; р<0,01) и 18 (185 %; р<0,01) часов. Следовательно, «седативный» эффект диазепама в дозе 0,1 мг/кг у самцов при стрессировании немного усиливался и

проявлялся в утреннее время, а у самок заметно усиливался в утренние, дневные и ранние вечерние часы.

Средний индекс эмоциональной реактивности у самцов при использовании транквилизатора в малой дозе после стресса достоверно понижался (2,93+0,08; п=60 и 3,54+0,2; п=69; 83 %; р<0,01). У стрессиро-ванных самок препарат вызывал некоторое снижение среднего показателя эмоциональности (3,38+0,19; п=57 и 3,67+0,08; п=76). Итого: под влиянием стресса отмечалось небольшое «противотревожное» влияние диазепама, более отчетливое у самцов крыс (рис. 4).

При введении анксиолитика в большей дозе (0,5 мг/кг) у самцов после стресса средний индекс двигательной активности был высок по сравнению с контрольной стресси-рованной группой крыс-самцов (6,01+0,53; п=49 и 5,24+0,26; п=69). Различия при этом наиболее заметны были в 6 (204 %; р<0,01) и 21 час (140 %; р<0,05).

При подобном тестировании самок регистрировали более высокий средний показатель моторной активности (7,64+0,33; п=45 и 5,49+0,35; п=76; 139 %; р<0,001). На протяжении суточного цикла при этом было выявлено достоверное повышение показателя в 12 (155 %; р<0,05), 18 (195 %; р<0,01) и 3 часа (196 %; р<0,001). Индекс моторной активности у самок повышался также в 21 и 24 часа, однако сдвиг при этом был меньше.

Тем самым показано, что при стресси-ровании «седативный» эффект диазепама (0,5 мг/кг) у самцов ослаблялся и проявлялся в вечерние и ранние утренние часы, а у самок усиливался, заметнее в дневное, вечернее и ночное время.

На фоне диазепама в дозе 0,5 мг/кг у самцов, подвергнутых стресс-процедуре, средний индекс эмоциональной реактивности несколько снижался по сравнению с контрольными данными (3,08+0,19; п=49 и 3,54+0,2; п=69). На протяжении суток некоторое снижение показателя у самцов было отмечено в утренние и дневные часы. У самок средний показатель эмоциональности также несколько снижался (3,32+0,31; п=45 и 3,67+0,08; п=76). Достоверно низкий

Рис. 3. Влияние диазепама на индекс двигательной активности стрессированных самцов и самок крыс при многопараметрическом тестировании на протяжении суточного цикла

100% - индекс двигательной активности контрольных стрессированных самцов и самок, получавших физиологический раствор. (Остальные обозначения см. на рисунках 1, 2).

Рис. 4. Влияние диазепама на индекс эмоциональной реактивности стрессированных самцов и самок крыс при многопараметрическом тестировании на протяжении суточного цикла

100% - индекс эмоциональной реактивности контрольных стрессированных самцов и самок, получавших физиологический раствор. (Остальные обозначения см. на рисунке 1).

индекс реактивности при этом наблюдался в 9 часов (54 %; р<0,05). Тем самым установлено, что после стресса «противотревожное» влияние диазепама в дозе 0,5 мг/кг у самцов, в целом ослабевало, а у самок слабый эффект отмечался утром.

Таким образом, выполненное исследование показало, что имеет место диссимиляция двигательных и эмоциональных ответов у самок и самцов крыс при введении диазе-пама на протяжении суточного цикла при многопараметрическом тестировании без и после стресса. «Седативный» эффект ан-

ксиолитика в дозе 0,1 мг/кг у самцов проявлялся в утреннее и вечернее время, а у самок - в ночные и ранние утренние часы. При введении препарата в большей дозе (0,5 мг/кг) у самцов преимущественно проявлялось «седативное» влияние анксиолитика, а у самок «седативное» действие в утренние и дневные часы и «активирующее» в вечерние.

При стрессировании «седативный» эффект малой дозы диазепама у самцов проявлялся утром, а у самок - утром, днем и в ранние вечерние часы. В большей дозе «се-дативное» действие транквилизатора у сам-

цов проявлялось в вечерние и ранние утреннее часы, а у самок - в дневное, вечернее и ночное время.

Под влиянием стресса у самцов отмечалось смещение по времени и ослабление «седативного» эффекта, у самок наблюдался сдвиг по времени и усиление «седативного» влияния, а также нивелирование активирующего действия диазепама.

Также, на фоне диазепама в малой дозе у самцов регистрировалась «анксиогенная» активность препарата в дневные часы. Вместе с тем, в дозе 0,5 мг/кг транквилизатор на самцов оказывал отчетливое «противотре-вожное» влияние в утреннее, дневное и вечернее время, а у самок проявлял «анксио-генную» активность в дневные и «противо-тревожную» в вечерние часы.

Под влиянием стресса «противотревож-ная» активность транквилизатора у самцов заметно ослаблялась, а у самок с вечерних часов смещалась на утренние. При этом «анксиогенное» действие препарата не проявлялось.

Выявленное ослабление после стресса «седативной», активирующей и «противо-тревожной» активности диазепама согласуется с наблюдениями других авторов. Так, показано, что под влиянием стресса разной этиологии основной антиконфликтный эффект анксиолитиков существенно уменьшается (10). Традиционные анксиолитики бен-зодиазепинового строения (диазепам, фена-зепам, клоназепам, алпрозолам, медазепам) после стресса оказывают проагрессивное действие, что выражается в снижении порогов агрессивной реакции (11).

Сохранение после стресса в утреннее время «противотревожной» активности большей дозы диазепама у самок, но не у самцов, вероятно, может быть связано со стресс-протективными свойствами эстрогенов, усиливающих функции тормозных ГАМК-ергических механизмов (2, 14).

Несомненно, установленные половые различия в спектре активности транквилизатора связаны с психофизиологическими особенностями и стресс-реактивностью мужского и женского организмов; отличиями в деятельности нейромедиаторных систем мозга, в свою очередь определяемыми психотропными свойствами половых гормонов, прежде всего эстрогенов (1, 3-5). Гормональный дисбаланс на протяжении овари-ально-менструального цикла (7) безусловно, сказывается на характере психофармакологической реакции. Кроме того, различия в чувствительности к диазепаму, конечно, могут быть объяснены половыми особенностями фармакодинамики препарата, отличиями в хронэргии и хронестезии (6, 8, 9). Различная активность ряда метаболизирую-ших ферментов печени в зависимости от пола, более интенсивная биотрансформация ксенобиотиков в мужском организме (13), несомненно, сказывается на фармакокине-тике анксиолитика.

Выводы

1. Имеет место диссимиляция двигательных и эмоциональных ответов у самок и самцов крыс без и после стресса при введении диазепама на протяжении суточного цикла при многопараметрическом тестировании.

2. Под влиянием стресса у самцов крыс отмечается ослабление и смещение во времени «седативного» эффекта диазепама. У самок наблюдается усиление и сдвиг во времени «седативного» влияния, а также нивелирование активирующего действия анксиолитика.

3. После стресса «противотревожная» активность транквилизатора у самцов крыс заметно ослабляется, а у самок с вечерних часов смещается на утренние. При этом «анксиоген-ное» действие препарата не проявляется.

ЛИТЕРАТУРА

1. Александровский Ю. А. Пограничные психические расстройства: Учебное пособие для слушателей системы последипломного образования. - 3-е изд., перераб., доп. - М.: Медицина, 2000.

2. Арушанян Э. Б. Ноотропные свойства ова-риальных эстрогенов // Эксперим и клин фармакол. - 2005. - Т. 68. - №4. - С. 63-69.

3. Арушанян Э. Б. Половые различия в чувствительности к психотропным средствам// Эксперим и клин фармакол. - 2007. - Т. 70. -№1. - С. 63-71.

4. Арушанян Э. Б. Психофармакология. -Ставрополь, 2008.

5. Бабичев В. Н. Нейроэндокриннй эффект половых гормонов // Успехи физиол. наук. -2005. -№ 1. - Т. 36. - С. 54-67.

6. Батурин В. А., Манвелян Э. А. Противотре-вожная активность психотропных препаратов у самок и самцов крыс в разное время суток // Экология человека. - 2006. -№ 4/2. - С. 47-49.

7. Барденштейн Л. М., Ершова А. В. Предменструальный синдром с преобладанием аффективных нарушений: от клинико-патогенетических особенностей к новым возможностям терапии // Рос. психиатр. журн. -2006. - № 5. - С. 79-84.

8. Манвелян Э. А., Батурин В. А. Половые и хронобиологические различия в активности диазепама у крыс в тесте конфликтной ситуации // Эксперим. и клин. фармакол. -2008. - № 4. - С. 11-13

9. Манвелян Э. А. Половая диссимиляция эффектов психотропных средств. - Ставрополь: Изд-во СГУ, 2008.

10. Родина В. И., Крупина Н. А., Крыжанов-ский Г. Н., Окнина Н. Б. Многопараметро-вый метод комплексной оценки тревожно-

фобических состояний у крыс //Журн. высш. нерв. деятельности им. Павлова. - 1993. -№ 5. - С. 1006-1017.

11. Молодавкин Г. М., Воронина Т. А., Рам-хин Е. Я., Мелетова О. К. Изменение антиконфликтного действия анксиолитиков под влиянием стресса // Эксперим и клин фармакол. - 2002. - Т. 65. - № 4. - С. 3-6.

12. Молодавкин Г. М., Воронина Т. А., Алдар-маа Ж., Мелетова О. К. Изменение антиагрессивного действия анксиолитиков под влиянием стресса // Эксперим и клин фармакол. - 2004. - Т. 67. - № 4. - С. 3-6.

13. Greenblaatt D. G., Harmatz J. S., Moltke L. L. et. al. Comparative kinetics to the response to the benzodiazepine agonists triazolam and Zolpidem: evaluation of sex-dependent differences // J. Pharmacol. Exp. Ther. - 2000. - V. 293. - P. 435-443.

14. McEwen B. S. Estrogen actions throughout the brain // Rec/ Progress Hrm.Res. - 2002. -V. 57. - P. 357-384.

Об авторах

Манвелян Элеонора Аслибековна, ГОУ ВПО

«Ставропольский государственный университет», доктор фармацевтических наук, профессор кафедры анатомии, физиологии и гигиены человека. Сфера научных интересов - психофармакология, хронофармакология, фармакоэпидемиоло-гия, фармакотерапия, физиология сенсорных систем, психофизиология. manveljan @ rambler.ru

Анисимова Наталья Александровна, ГОУ

ВПО «Ставропольский государственный университет», соискатель кафедры анатомии, физиологии и гигиены человека. Сфера научных интересов - психофармакология, хронофармакология, физиология сенсорных систем, психофизиология. manveljan @ rambler.ru