RESEARCH OF EMOTIONAL STATE OF THE PROGENY OF RATS TREATED WITH AQUEOUS PLANT EXTRACTS

Research article
DOI:
https://doi.org/10.23670/IRJ.2022.125.57
Issue: № 11 (125), 2022
Suggested:
03.10.2022
Accepted:
26.10.2022
Published:
17.11.2022
138
3
XML PDF

Abstract

The effect of biologically active compounds on the functional state of the central nervous system and the emotional component in rats can be assessed with behavioral methods, which are based on the study of the exploratory behavior of animals in an environment new to them. One such method is the study of animal behavior in an elevated plus maze with open and closed branches and the Porsolt "behavioral despair" test. The aim of our study was to investigate the emotional state of the progeny of rats treated with aqueous plant extracts of Centella asiatica, Ginkgo biloba, Eleuterococcus and a mixture of aqueous extracts of Centella asiatica and Ginkgo biloba. The study of the emotional state of the progeny of rats treated with aqueous plant extracts was performed on 3-month-old animals obtained in the experiment from males (20 animals) and females (50 animals), which received aqueous plant extracts at a dose of 30 mg/100 g of the animal body weight, in the volume of 1 ml for 30 days. Conclusions: Aqueous extracts of Centella asiatica, Ginkgo biloba and Eleutherococcus have significant nootropic activity, as the evaluation of animal anxiety level in the elevated plus maze test and depression level in the Porsolt behavioral despair test show a significant difference in the behavior of intact rats and progeny rats, received aqueous plant extracts as an additional load and the most pronounced effect is observed with the complex application of extracts of Centella asiatica and Ginkgo biloba.

1. Введение

Влияние биологически активных соединений на функциональное состояние центральной нервной системы и эмоциональную составляющую крыс можно оценить с помощью поведенческих методов, которые основаны на изучении исследовательского поведения животных в новом для них окружении [1], [3], [4], [5]. Одним из таких методов является исследование поведения животного в приподнятом крестообразном лабиринте (ПКЛ), имеющем открытые и закрытые рукава и тест «отчаяния» по Porsolt [6], [7], [8].

Поведение живых организмов строится на основе удовлетворения ведущих потребностей и оценки достигнутых результатов. Индивидуальное поведение животных включает разнообразные поведенческие акты, обеспечивающие выживание отдельной особи [9], [10], [11]. К формам индивидуального поведения относятся, например, локомоция, поиск убежища, избегание хищников, груминг, исследовательская активность. Поведение конкретного животного является результатом взаимодействия генетических факторов и приобретенного опыта [11], [12], [13], [14].

Считается, что в приподнятом крестообразном лабиринте у грызунов определяется исследовательское поведение, которое отражает стремление к ознакомлению с новой обстановкой в сочетании с осторожностью и включает когнитивный компонент в виде ориентации в пространстве [6], [15].

Методика поведенческого отчаяния (беспомощности) по методу Порсолта является базисной моделью оценки влияния биологически активных соединений – антидепрессантов [16]. Суть метода в том, что животные, попадая в воду, начинают проявлять бурную двигательную активность, направленную на поиск выхода из неприятной ситуации. Затем животные оставляют попытки выбраться из сосуда и зависают в воде в характерной позе, оставаясь полностью неподвижными или совершая незначительные движения, которые необходимы для поддержания морды над поверхностью воды. Данный тест позволяет установить выраженность депрессивного состояния у животного по длительности стадии иммобилизации [16], [17], [18].

Различные биологически активные вещества способны модулировать психотропную активность животного, которая может проявляться седацией или психостимуляцией (по уменьшению или увеличению двигательной и исследовательской активности), транквилизирующим или анксиолитическим эффектом (по увеличению времени в открытых рукавах ПКЛ и латентного периода до начала исследования животными рукавов ПКЛ), а также ноотропным эффектом (показатели поведения патрулирования рукавов в ПКЛ, динамика двигательной и исследовательской активности).

В связи с этим, целью нашего исследование явилось изучение эмоционального состояния потомства крыс, получавших водные растительные экстракты.

Для реализации поставленной цели предстояло решить следующие задачи: получить потомство от крыс, которым в качестве дополнительной нагрузки ежедневно в течение 30 суток вводили водные экстракты центеллы азиатской, гинкго билоба, элеутерококка и смесь водных экстрактов центеллы азиатской и гинкго билоба и провести анализ влияния этих субстанций на эмоциональное состояние потомства.

2. Материалы и методы исследования

Экспериментальные исследования проводили в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных» и с соблюдением принципов гуманности, изложенных в директивах Европейского сообщества (86/609/ЕС). Изучение эмоционального состояния потомства крыс, получавших водные растительные экстракты производили на 3-х месячных животных, полученных в эксперименте от самцов (20 штук) и самок (50 штук), которые в течение 30 суток получали водные растительные экстракты в дозе 30 мг/100 г массы тела животного, объемом 1 мл. В эксперименте было 5 групп животных и в каждой группе было 10 самок и 4 самца: 1 группа – контроль, крысы получали ежедневно внутрижелудочно дистиллированную воду, объемом 1 мл; 2 группа – животные получали водный экстракт центеллы азиатской; 3 группа – водный экстракт гинкго билоба, 4 группа – водный экстракт элеутерококка, 5 группа – смесь водных экстрактов центеллы азиатской и гинкго билоба. Водные экстракты центеллы азиатской и гинкго билоба приобретали в ООО «КоролёвФарм». Водный экстракт элеутерококка готовили на кафедре фармацевтической технологии из стандартизированного сырья. Для получения самок с датированным сроком беременности использовали стандартные методы.

Исследование проводили в приподнятом крестообразном лабиринте, который позволяет оценить степень тревожности, возникающую в результате стресса, вызванного высотой и необычностью ситуации – помещением на открытое освещенное пространство. Тестирование производили в течение 5 мин и регистрировали следующие показатели: время пребывания в закрытых и открытых рукавах, число заходов в открытые и закрытые рукава, количество стоек, свешиваний с рукава, дефекаций [19], [20], [21], [22].

Уровень депрессии оценивался в тесте «отчаяния» по Porsolt, суть которого состоит в том, что после помещения в стеклянный цилиндр диаметром 20 см и высотой 40 см, на 1/3 заполненный водой с температурой 25±1 °С, животное активно пытается выбраться из воды, плавая и совершая прыжки вверх, нырки под воду в поисках выхода, затем замирает в воде в характерной позе (иммобилизация). Выраженность депрессии оценивается по латентному времени до первой иммобилизации крысы, по длительности времени иммобилизации, по количеству попыток выбраться из воды, оцененных в опыте течение 5 минут [19], [20], [21], [22]. Также проводили статистическую обработку полученных результатов.

3. Основные результаты

Исследование степени тревожности производили в приподнятом крестообразном лабиринте, который позволяет оценить степень тревожности, возникающую в результате стресса, вызванного высотой и необычностью ситуации – помещением на открытое освещенное пространство. Результаты эксперимента представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Показатели уровня тревожности потомства крыс, получавших водные растительные экстракты, в тесте «Приподнятый крестообразный лабиринт»

Показатель

 

Контрольная группа

1 группа (центелла азиатская)

2 группа (гингко билоба)

3 группа (элеутерококк)

4 группа (центелла + гингко)

Количество свешиваний

3,25±0,10

4,19±0,151

3,82±0,131

3,15±0,11

5,56±0,171

Количество посещений открытых рукавов

1,67±0,05

2,45±0,081

2,81±0,101

1,79±0,06

3,74±0,131

Количество посещений закрытых рукавов

1,25±0,04

1,68±0,061

1,89±0,071

1,19±0,04

2,15±0,061

Время пребывания в открытых рукавах, с

103,7±3,94

126,8±4,181

133,5±4,811

116,9±3,741

139,2±5,011

Время пребывания в закрытых рукавах, с

95,6±3,35

76,5±2,451

80,3±2,891

99,7±3,49

61,3±2,321

Время в центре, с

35,6±1,14

31,2±1,121

32,5±1,241

37,8±1,39

27,5±0,961

Груминг в открытых рукавах, с

16,7±0,53

-

5,6±0,181

11,9±0,431

-

Груминг в закрытых рукавах, с

35,4±1,13

22,5±0,791

26,7±0,931

37,6±1,32

9,3±0,261

Количество стоек в открытых рукавах

-

-

-

-

-

Количество стоек в закрытых рукавах

4,38±0,16

2,98±0,111

3,12±0,121

4,11±0,13

1,79±0,06

Примечание: в этой таблице различия достоверны при P<0,05 : 1 – по сравнению с показателями животных контрольной группы

При оценке количества свешиваний крыс с приподнятого крестообразного лабиринта установлено, что потомство крыс, получавших экстракт центеллы азиатской демонстрировало большее на 28,9 % (Manna-Whitney: U=90,500, Z = 2,856952 при р=0,000113) свешиваний по сравнению с контролем, потомство крыс, получавших экстракт гинкго билоба – большее на 17.5 % (Manna-Whitney: U=215,500, Z = 3,445741 при р=0,004115)  свешиваний, а потомство крыс, получавших экстракт элеутерококка характеризовалось примерно одинаковым количеством свешиваний с интактными крысами. Потомство крыс, получавших смесь растительных экстрактов демонстрировало большее на 71,1 % (Manna-Whitney: U=144,000, Z = 2,856584 при р=0,000000) свешиваний по сравнению с контролем.

При оценка количества посещений открытых рукавов потомством крыс, получавших водные растительные экстракты, было установлено, что крысята экспериментальных группы это делали чаще, чем крысята контрольной группы: потомство крыс, получавших экстракт центеллы азиатской посещало открытые рукава чаще, чем интактные крысы на 46,7 % (Manna-Whitney: U=177,500, Z = 4,455741 при р=0,002114), потомство крыс, получавших экстракт гинкго билоба – чаще на 68,3 % (Manna-Whitney: U=86,00000, Z = 5,374139, при р=0,00000), потомство крыс, получавших экстракт элеутерококка – чаще на 7,19, а потомство крыс, получавших смесь растительных экстрактов – чаще на 123,9 % (Manna-Whitney: U=15,50000, Z = 6,415441, при р=0,00000).

Оценка количества посещений закрытых рукавов потомством крыс, получавших водные растительные экстракты, выявила аналогичную открытым рукавам тенденцию: крысята экспериментальных группы это делали в основном чаще, чем контроль: потомство крыс, получавших экстракт центеллы азиатской посещало закрытые рукава чаще, чем интактные крысы на 34,4 % (Manna-Whitney: U=125,000, Z = 2,844741 при р=0,002398), потомство крыс, получавших экстракт гинкго билоба – чаще на 51,2 % (Manna-Whitney: U=167,400, Z = 3,356696 при р=0,00000), потомство крыс, получавших экстракт элеутерококка – на уровне контрольной группы, а потомство крыс, получавших смесь растительных экстрактов – чаще на 72,0 % (Manna-Whitney: U=193,500, Z = 4,255152 при р=0,000015).

Потомство крыс, получавших водные растительные экстракты, проводили больше времени в открытых рукавах приподнятого крестообразного лабиринта, чем крысята контрольной группы: потомство крыс, получавших экстракт центеллы азиатской – больше на 22,3 % (Manna-Whitney: U=99,000, Z = 2,988787 при р=0,000315) времени, потомство крыс, получавших экстракт гинкго билоба – больше на 28,7 % (Manna-Whitney: U=132,000, Z = 4,444784 при р=0,003665), потомство крыс, получавших экстракт элеутерококка – больше на 12,7% (Manna-Whitney: U=128,9000, Z = 4,588958 при р=0,003774), а потомство крыс, получавших смесь растительных экстрактов – больше на 34,2 % (Manna-Whitney: U=197,000, Z = 5,488747 при р=0,000000) времени.

Потомство крыс, получавших водные растительные экстракты, проводили меньше времени в закрытых рукавах приподнятого крестообразного лабиринта, чем крысята контрольной группы: потомство крыс, получавших экстракт центеллы азиатской – меньше на 19,9 % (Manna-Whitney: U=96,0000, Z = 2,987747, при р=0,000000) времени, потомство крыс, получавших экстракт гинкго билоба – меньше на 16,0 % (Manna-Whitney: U=157,80000, Z = 2,587741, при р=0,004668), потомство крыс, получавших экстракт элеутерококка – примерно, как интактные крысята, а потомство крыс, получавших смесь растительных экстрактов – меньше на 35,9 % (Manna-Whitney: U=166,6000, Z = 3,358858, при р=0,003447) времени.

Потомство крыс, получавших водные растительные экстракты, кроме экстракта элеутерококка, проводили меньше времени в центре приподнятого крестообразного лабиринта, чем крысята контрольной группы: потомство крыс, получавших экстракт центеллы азиатской – меньше на 12,4 % (Manna-Whitney: U=124,5000, Z = 3,477541, при р=0,004698) времени, потомство крыс, получавших экстракт гинкго билоба – меньше на 9,5 % (Manna-Whitney: U=147,8000, Z = 3,699828, при р=0,000115), потомство крыс, получавших экстракт элеутерококка – больше на 6,2 %, чем интактные крысята, а потомство крыс, получавших смесь растительных экстрактов – меньше на 29,5 % (Manna-Whitney: U=156,3000, Z = 5,488726, при р=0,000128) времени.

Потомство крыс, получавших водный растительный экстракт центеллы азиатской и смесь водных экстрактов центеллы азиатской и гингко билоба не совершало груминг в открытых рукавах приподнятого крестообразного лабиринта, а потомство крыс, получавших водный экстракт гинкго билоба и элеутерококка совершало груминг, но его длительность по времени была меньше, чем в контроле на 66,5 % (Manna-Whitney: U=115,5000, Z = 3,654414, при р=0,002111) и 28,7 % (Manna-Whitney: U=177,5000, Z = 3,785874, при р=0,002114) соответственно.

В закрытых рукавах приподнятого крестообразного лабиринта крысята всех групп совершали груминг, но потомство крыс, получавших водные растительные экстракты, кроме экстракта элеутерококка, характеризовались меньшим временем груминга, чем крысята контрольной группы: потомство крыс, получавших экстракт центеллы азиатской – меньше на 36,4 % (Manna-Whitney: U=156,2000, Z = 4,233531, при р=0,000111) времени, потомство крыс, получавших экстракт гинкго билоба – меньше на 24,6 % (Manna-Whitney: U=92,0000, Z = 5,632212, при р=0,000000), потомство крыс, получавших экстракт элеутерококка – больше на 6,4 %, чем интактные крысята, а потомство крыс, получавших смесь растительных экстрактов – меньше на 73,7 % (Manna-Whitney: U=105,3000, Z = 2,874147, при р=0,002954) времени.

В ходе исследования вертикальных стоек в открытых рукавах крысята всех групп не совершали, а в закрытых рукавах приподнятого крестообразного лабиринта потомство крыс, получавших водные растительные экстракты, совершало меньше вертикальных стоек, чем интактные крысята: потомство крыс, получавших экстракт центеллы азиатской – меньше на 31,9 % (Manna-Whitney: U=124,7000, Z = 3,477854, при р=0,000113), потомство крыс, получавших экстракт гинкго билоба – меньше на 28,8 % (Manna-Whitney: U=161,0000, Z = 2,458252, при р=0,000012), потомство крыс, получавших экстракт элеутерококка – меньше на 6,2 %, чем интактные крысята, а потомство крыс, получавших смесь растительных экстрактов – меньше на 59,1 % (Manna-Whitney: U=171,2000, Z =3,655852, при р=0,000145).

Уровень депрессии оценивался в тесте «отчаяния» по Porsolt, суть которого состоит в том, что после помещения в стеклянный цилиндр диаметром 20 см и высотой 40 см, на 1/3 заполненный водой с температурой 25±1 °С, животное активно пытается выбраться из воды, плавая и совершая прыжки вверх, нырки под воду в поисках выхода, затем замирает в воде в характерной позе (иммобилизация). Выраженность депрессии оценивается по латентному времени до первой иммобилизации крысы, по длительности времени иммобилизации, по количеству попыток выбраться из воды, оцененных в опыте течение 5 минут (табл. 2).

Таблица 2 - Показатели уровня депрессии потомства крыс, получавших водные растительные экстракты, в тесте «поведение отчаяния» по Porsolt

Показатель

 

Контрольная группа

1 группа (центелла азиатская)

2 группа (гингко билоба)

3 группа (элеутерококк)

4 группа (центелла + гингко)

Активное  плавание, с

162,43±5,68

185,34±6,121

179,58±6,281

165,97±5,31

203,91±6,53

Латентное время, с

121,92±4,26

139,45±4,881

135,21±4,731

125,31±4,01

147,52±5,461

Число попыток

выбраться

18,34±0,66

24,38±0,861

25,42±0,971

19,25±0,62

29,45±0,911

Пассивное

плавание, с

138,51±4,43

109,71±3,731

113,94±3,871

125,38±3,891

85,74±3,001

Время

иммобилизации, с

114,72±4,12

89,41±2,861

82,65±3,061

101,29±3,651

51,92±1,871

Болюсы

4,93±0,14

3,09±0,091

3,01±0,101

4,00±0,131

2,93±0,091

Примечание: в этой таблице различия достоверны при P<0,05: 1 – по сравнению с показателями животных контрольной группы

При оценке времени активного плаванья установлено, что потомство крыс, получавших экстракт центеллы азиатской демонстрировало большее на 14,1 % (Manna-Whitney: U=113,500, Z = 3,245514 при р=0,002567) время плаванья по сравнению с контролем; потомство крыс, получавших экстракт гинкго билоба – большее на 10,6 % (Manna-Whitney: U=175,600, Z = 3,298584 при р=0,000000), а потомство крыс, получавших экстракт элеутерококка характеризовалось примерно одинаковым с интактными крысами временем плаванья. Потомство крыс, получавших смесь растительных экстрактов демонстрировало большее на 25,5 % (Manna-Whitney: U=151,3000, Z = 3,456565 при р=0,000011) время плаванья по сравнению с контролем.

Потомство крыс, получавших водные растительные экстракты, кроме экстракта элеутерококка (латентное время было, как в контроле), характеризовались большим латентным временем по сравнению с крысятами контрольной группы: потомство крыс, получавших экстракт центеллы азиатской демонстрировало меньшее латентное время на 14,4 % (Manna-Whitney: U=112,5000, Z = 3,245414, при р=0,000000); потомство крыс, получавших экстракт гинкго билоба – меньшим на 10,9 % (Manna-Whitney: U=135,6000, Z = 3,214241, при р=0,000113), потомство крыс, получавших смесь растительных экстрактов – меньшим на 21,0 % (Manna-Whitney: U=141,6000, Z = 5,245575, при р=0,000000) латентным временем.

Оценка числа попыток выбраться показала, что крысята экспериментальных групп совершали попытки чаще, чем контроль: потомство крыс, получавших экстракт центеллы азиатской совершало попытки чаще, чем интактные крысы на 32,9 % (Manna-Whitney: U=105,000, Z = 2,547746 при р=0,00000), потомство крыс, получавших экстракт гинкго билоба – чаще на 38,6 % (Manna-Whitney: U=193,200, Z = 3,848957 при р=0,002114), потомство крыс, получавших экстракт элеутерококка – чаще на 4,9, а потомство крыс, получавших смесь растительных экстрактов – чаще на 60,6 % (Manna-Whitney: U=146,500, Z = 4,847757 при р=0,000000).

Потомство крыс, получавших водные растительные экстракты, характеризовалось меньшим временем пассивного плаванья по сравнению с крысятами контрольной группы: потомство крыс, получавших экстракт центеллы азиатской демонстрировало меньшее время на 20,8 % (Manna-Whitney: U=96,7000, Z = 2,966566, при р=0,000009); потомство крыс, получавших экстракт гинкго билоба – меньшим на 17,7 % (Manna-Whitney: U=109,7000, Z = 3,444544, при р=0,003454), потомство крыс, получавших экстракт элеутерококка – меньшим на 9,5 % (Manna-Whitney: U=118,6000, Z = 3,688584, при р=0,003201), а потомство крыс, получавших смесь растительных экстрактов – меньшим на 38,1 % (Manna-Whitney: U=129,4000, Z = 5,245541, при р=0,003222) временем пассивного плаванья.

Потомство крыс, получавших водные растительные экстракты, характеризовалось меньшим временем иммобилизации по сравнению с крысятами контрольной группы: потомство крыс, получавших экстракт центеллы азиатской демонстрировало меньшее время на 22,1 % (Manna-Whitney: U=134,8000, Z = 3,112141, при р=0,000000); потомство крыс, получавших экстракт гинкго билоба – меньшим на 27,9 % (Manna-Whitney: U=117,9000, Z = 3,565858, при р=0,002994), потомство крыс, получавших экстракт элеутерококка – меньшим на 11,7 % (Manna-Whitney: U=148,0000, Z = 3,856636, при р=0,000000), а потомство крыс, получавших смесь растительных экстрактов – меньшим на 54,7 % (Manna-Whitney: U=196,0000, Z = 4,232252, при р=0,002222) временем пассивного плаванья.

Оценка числа болюсов во время теста показала, что крысята экспериментальных групп характеризовались меньшим количеством болюсов, чем контроль: потомство крыс, получавших экстракт центеллы азиатской – меньшим на 37,3 % (Manna-Whitney: U=99,000, Z = 2,998589 при р=0,002696), потомство крыс, получавших экстракт гинкго билоба – меньше на 38,9 % (Manna-Whitney: U=152,600, Z = 3,666654 при р=0,000000), потомство крыс, получавших экстракт элеутерококка – меньше на 18,9 (Manna-Whitney: U=124,5000, Z = 3,775774 при р=0,004952), а потомство крыс, получавших смесь растительных экстрактов – меньше на 40,6 % (Manna-Whitney: U=111,500, Z = 4,252535 при р=0,000003).

4. Обсуждение результатов

Потомство крыс, получавших водные растительные экстракты, кроме экстракта элеутерококка, чаще, чем интактные животные осуществляли свешивание с рукавов крестообразного лабиринта, чаще посещали открытые и закрытые рукава лабиринта, чем крысята интактной группы и проводили больше времени в открытых рукавах, нежели в закрытых, проводили меньше времени в центре приподнятого крестообразного лабиринта и не совершали груминг в открытых рукавах. В закрытых рукавах приподнятого крестообразного лабиринта крысята всех групп совершали груминг, но потомство крыс, получавших водные растительные экстракты, кроме экстракта элеутерококка, характеризовались меньшим временем груминга, чем крысята контрольной группы. В ходе исследования вертикальных стоек в открытых рукавах крысята всех групп не совершали, а в закрытых рукавах приподнятого крестообразного лабиринта потомство крыс, получавших водные растительные экстракты, совершало меньше вертикальных стоек, чем интактные крысята.

В целом, увеличение времени нахождения в открытых рукавах установки и уменьшение – в закрытых свидетельствует о меньшем уровне тревожности у крысят.

Уровень депрессии оценивался в тесте «отчаяния» по Porsolt. При оценке времени активного плаванья установлено, что потомство крыс, получавших водные растительные экстракты, кроме экстракта элеутерококка,   демонстрировало большее время плаванья по сравнению с контролем; характеризовались большим латентным временем; большим количеством попыток выбраться показала; меньшим временем пассивного плаванья, меньшим временем иммобилизации по сравнению с крысятами контрольной группы. Также крысята экспериментальных групп характеризовались меньшим количеством болюсов, чем контроль. Особенно выражены вышеуказанные параметры зафиксированы у крысят, рожденных от самок, получавших смесь растительных экстрактов.

5. Заключение

Водные экстракты центеллы азиатской, гинкго билоба и элеутерококка обладают выраженной ноотропной активностью, так как оценка уровня тревожности животных в тесте «Приподнятый крестообразный лабиринт» и уровня депрессии в тесте «поведение отчаяния» по Porsolt показывают существенную разницу в поведении интактных крыс и потомства крыс, получавших в качестве дополнительной нагрузки водные растительные экстракты и наиболее выраженный эффект наблюдается при комплексном применении экстрактов центеллы азиатской и гинкго билоба.

Article metrics

Views:138
Downloads:3
Views
Total:
Views:138