Проекты

Исследование действия препарата «Мексидол» на показатели поведения лабораторных крыс

Работа победителя открытой городской научно-практической конференции «Старт в медицину» в секции «Анатомия и физиология человека»

Направление работы: Фармакология
Авторы работы: ГБОУ Школа № 192
Предметы: Биология
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Старт в медицину» 2020 года

Актуальность

Современный уровень жизни обусловливает повышенные требования к физическому и психическому здоровью человека. Возрастающее давление внешних факторов экологической и социальной природы на организм вызывает мобилизацию защитных сил организма для оптимального приспособления к действию стрессора. Для предотвращения развития патологических состояний применяют фармакологические препараты адаптогенного, нейропротекторного, анксиолитического (противотревожного) и ноотропного действия. Из обширного спектра природных и синтетических веществ привлекают внимание препараты янтарной кислоты и её производных, обладающие многоцелевыми эффектами и комплексным действием на организм.

«Мексидол» – комбинированный препарат, производное янтарной кислоты и 2-этил-6-метил-3-оксипиридина. Согласно инструкции, оказывает антиоксидантное, мембранопротекторное, ноотропное, противосудорожное и анксиолитическое действие. Однако обращает на себя внимание тот факт, что для данного препарата отсутствует убедительная доказательная база как в области его протекторных свойств, так и в области ноотропных и анксиолитических эффектов.

Цель

Изучить анксиолитическую и ноотропную активность препарата «Мексидол» при интраназальном введении.

Задачи

1. Исследовать действие препарата «Мексидол» на показатели уровня тревожности крыс в установках «Открытое поле», «Тёмно-светлая камера».

2. Проанализировать изменения показателей памяти крыс под действием препарата «Мексидол» в установках «Открытое поле», «Лабиринт Барнс», «Восьмилучевой радиальный лабиринт».

Оснащение и оборудование, использованное в работе

• Тестовые установки: «Тёмно-светлая камера» (ТСК), «Лабиринт Барнс» (1), «Восьмилучевой радиальный лабиринт» (2), «Открытое поле» (ОП, 3)

• Пипетки

• ПК

• Программа для статистической обработки данных Sigma Plot 12.5

Описание работы

Практическая часть исследования проводились на 12 крысах-самках линии Wistar одного возраста массой 164 – 230 г (среднее значение массы в группах 200 г), взятых в сходную стадию эстрального цикла. Все животные содержались в стандартных условиях вивария, экспериментальные процедуры проводились в одно и то же время (16:00–20:00) с одинаковой очерёдностью индивидуального тестирования в каждый из дней. В контрольную и опытную группы отобрали по шесть здоровых особей без отклонений поведения (визуальный контроль). Лабораторные животные имели свободу передвижения, доступ к воде и пище, регулярно проводилась чистка клеток. На проведение экспериментов было получено разрешение комиссии по биоэтике Самарского университета. Исследование проводилось с использованием тестовых установок. Для введения препарата использовалась интраназальная техника.

Сначала автор использовал методики для оценки ноотропных и анксиолитических эффектов препарата «Мексидол». В настоящем исследовании поведение лабораторных крыс в «Лабиринте Барнса» оценивали в интактном состоянии (0-й день), в день введения «Мексидола» (1-й день), а также на 3-й и 5-й дни тестирования. «Лабиринт Барнса» позволяет оценить действие различных стимулов (химических веществ, физических воздействий и пр.) на пространственную память и обучение лабораторных крыс и других мелких животных. Выбранная периодичность сессий связана с необходимостью курсового введения препарата.

Для исследования ноотропной активности «Мексидола» использовалась стандартная установка «Восьмилучевой радиальный лабиринт». Этот комплекс предназначен для исследования пространственной памяти и ассоциативного обучения у мелких животных. Автором была выбрана методика тестирования, согласно которой у животных искусственно создавалось состояние голода путём пищевой депривации в течение 24 часов (вода была в свободном доступе). В конце одного из рукавов лабиринта помещалась еда, замерялось время нахождения пищевого подкрепления. Процедуру проводили до введения вещества (0-й день) и на 6-й день эксперимента. Таким образом, условия пищевой депривации не влияли на поведение крыс в других установках, эксперименты с которыми были завершены на 5-й день. Эта методика позволяет оценить ноотропную активность препарата по эффективности обучения животных, что выражается в сохранении либо угасании условного рефлекса поиска пищи.

Для изучения уровня тревожности и исследовательского поведения была использована установка «Открытое поле». Крыс тестировали в исходном состоянии (0-й день) и на 5-й день эксперимента, замеряя двигательную активность, груминг и другие показатели.

Для исследования эмоционального состояния животных использовали установку «Тёмно-светлая камера». Анксиолитическое действие препарата оценивали по изменению времени нахождения в светлом отсеке.

Статистическую обработку экспериментальных данных проводили при помощи программы Sigma Plot 12.5 («Systat Software» Inc.). Для «Лабиринта Барнса» значения параметров, полученные в разные дни тестирования, сравнивали с исходными значениями при помощи теста ANOVA для повторных измерений. Для остальных установок значения параметров сравнивали со значениями в исходном состоянии при помощи парного t-теста Стьюдента. Сравнение экспериментальных групп с контрольной проводили при помощи t-теста Стьюдента. Статистически значимыми считали результаты, имеющие уровень значимости p<0,05.

Абсолютные значения параметров представлялись как среднее арифметическое (M) ± ошибка средней (m). На основании полученных данных были построены гистограммы с использованием программного обеспечения Paint, Sigma Plot 12.5.

Результаты

1. При тестировании крыс в установке «Открытое поле» на 5-й день в контрольной группе наблюдалась необычная реакция – снижение исследовательского поведения, что может указывать на анксиогенный эффект. Уменьшение активности на периферии может объясняться привыканием животных к среде и, как результат, снижением интереса. «Мексидол» же угнетает данную реакцию привыкания, сохраняя исследовательскую активность на исходном уровне. По показателям скрытого эмоционального напряжения статистически значимых изменений по отношению к исходному состоянию выявлено не было. В опытной группе на 5-й день исследования изменения всех показателей поведения в установке «Открытое поле» не достигли границ статистической значимости.

2. В «Тёмно-светлой камере» наблюдалось увеличение времени нахождения крыс контрольной группы в светлом отсеке (понижение уровня тревожности) на 5-й день тестирования. В опытной группе статистически значимых различий между параметром в исходным состоянии и на фоне действия «Мексидола» выявлено не было. Достоверных различий между контрольной и опытной группами при тестировании в ТСК выявлено не было, что в совокупности с результатами в ОП указывает на слабую выраженность анксиолитического действия «Мексидола» при интраназальном введении.

(серый цвет –контрольная группа, бежевый цвет – опытной группы)

3. В «Восьмилучевом радиальном лабиринте» наблюдалось увеличение времени нахождения пищевого подкрепления контрольной группой (ни одна крыса не справилась с заданием). В опытной группе наблюдалось снижение (с заданием справилась половина животных), однако оно не достигло границ статистической значимости. В «Лабиринте Барнса» в каждый последующий день тестирования наблюдалось прогрессивное уменьшение среднего времени поиска истинного убежища. При этом наибольшие различия между группами наблюдались на 3-й день. Это может свидетельствовать о влиянии «Мексидола» на систему памяти и обучения, т. е. на потенциальный ноотропный эффект.

Время нахождения истинного убежища в установке «Лабиринт Барнса»

Выводы

1. Препарат «Мексидол» при интраназальном введении в концентрации, используемой в данной работе, не обладает выраженной анксиолитической активностью. Это подтверждается отсутствием статистически значимых изменений параметров в установках ОП и ТСК, которые являются индикатором уровня тревожности.

2. Препарат «Мексидол» оказывает ноотропное действие. В установке ОП он вызывает сохранение исходного уровня исследовательского поведения у животных опытной группы на 5-й день эксперимента, в контрольной группе к этому моменту он снижается.

3. Эффекты, наблюдаемые в данном исследовании, характеризуются слабой выраженностью, так как отсутствуют статистически значимые различия между опытной и контрольной группами. Это может объясняться недостаточной длительностью курса, так как основное действие препарата «Мексидол» метаболическое, эффекты на эмоции и когнитивные способности, вероятно, развиваются в результате длительного приёма препарата. Однако можно выделить определённые тенденции, для подтверждения которых требуются дальнейшие исследования.

Перспективы использования результатов работы

Полученные результаты можно использовать для дополнения фармакологического спектра препарата «Мексидол» и его применения в качестве ноотропного и анксиолитического препарата.

Сотрудничество с вузом при создании работы

ФГАОУ ВО «Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королёва»

Награды/достижения

1. Международный конкурс научно-исследовательских работ учащихся «Большой прогресс», 2019 – 1 место.

2. 77-я Международная научно-практическая конференция молодых учёных и студентов «Актуальные проблемы экспериментальной и клинической медицины», 2019 – участник, публикация научной работы.

3. XVIII научная конференция молодых учёных и специалистов «Молодые учёные – медицине», ФГБОУ ВО СОГМА Минздрава России, 2019 – участник, публикация научной работы