Материалы медицинских конференций

Главная / Материалы медицинских конференций / 2003 / VII Междисциплинарная конференция по биологической психиатрии «Cтресс и поведение»

Влияние пробиотических препаратов на обучение и общее состояние крыс, перенесших острый акустический стресс

Многочисленные стрессирующие воздействия, связанные со стремительным развитием техногенной цивилизации, природными и социальными катаклизмами неблагоприятно влияют на здоровье человека. Показано, что стрессы различной природы могут сопровождаться нарушением микробного пейзажа желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), вызывать дисбактериозы и дисбиозы как у человека, так и у животных. [Лизько, 1996; McFarland, 2000]. А эти нарушения в свою очередь ведут к нарушению гомеостаза, снижению общего иммунитета, развитию желудочно-кишечных инфекционных заболеваний. В современной медицинской практике для лечения таких болезней наряду со специфическими антибиотиками используют пробиотические препараты, которые содержат живые бактерии - представители нормофлоры ЖКТ. В то же время, существуют литературные данные о нарушении когнитивных функций при воздействии стрессоров различной природы [Murphy et al., 1997; Меринг, 1991]. Об этом же свидетельствуют и полученные нами экспериментальные данные о нарушении выработки пищевых и оборонительных условных рефлексов у крыс линии Вистар после воздействия сложного акустического сигнала с ультразвуковыми составляющими [Лосева и др., 2002; Алексеева и др., 2002]. Мы предположили, что эти два феномена – нарушение микрофлоры ЖКТ и когнитивных функций ЦНС в постстрессовом периоде – могут быть связаны между собой. И, следовательно, обогащая нормофлору ЖКТ пробиотическими препаратами вероятно можно предотвратить нарушения когнитивных функций и ухудшение общего состояния животных после воздействия стрессирующего стимула.

Цель: исследовать влияние различных пробиотических препаратов на когнитивные функции и общее состояние крыс после острого воздействия акустических стрессоров. Задачи: Изучить влияние различных схем приема пробиотических препаратов природного Bifidobacterium bifidum (B. bifidum) и рекомбинантного Bacillus subtilis (r.B. subtilis) на выработку оборонительного условного рефлекса двустороннего избегания (УРДИ) у крыс линии Вистар после острого воздействия сложного акустического сигнала (САС) с ультразвуковыми составляющими. Исследовать привес массы тела у крыс в норме, после воздействия САС и после воздействия САС на фоне различных схем приема тех же пробиотических препаратов. Изучить влияние препаратов r.B. subtilis и B. bifidum на привес массы тела у животных без воздействия САС.

Методика. В работе было использовано 78 крыс линии Вистар. Пробиотические препараты (r.B. subtilis и B. bifidum) в концентрации 100 мг/кг растворяли в питьевой воде. Исследовали следующие группы крыс на фоне пробиотиков, которые начинали давать за 7 или 0.5 дней до САС: r.B.subtilis-7д (n=16); r.B.subtilis-0.5д (n=8); B.bifidum-7д (n=8); B.bifidum-0.5д (n=8). САС с множеством пиков в частотном диапазоне от 13 до 85 кГц с максимумом в пределах 20-40 кГц и со средней интенсивностью 50-60 дБ предъявляли в течение 90 сек. В дальнейшем животные получали препараты вплоть до окончания эксперимента (в течение 16 дней). Выработку УРДИ проводили на 4 день (1 тест), а проверку его состояния - через 9 дней (2 тест) после воздействия САС. Степень способности крыс к выработке УРДИ оценивали в баллах (от 1 до 7) по разработанной нами шкале [Лосева и др., 2002]. Критерий выработки рефлекса – 10 правильных реакций избегания удара током подряд при воздействии тона, что соответствует оценке от 5 до 7 баллов в зависимости от скорости выработки. Выработку и проверку состояния рефлекса в группах крыс, принимавших пробиотики, сопоставляли с теми же показателями в норме, без воздействия САС - группа Норма (n=17) и после САС без приема пробиотиков - группа САС (n=16). Кроме того, проводили взвешивание животных каждые два дня и оценивали динамику привеса вышеописанных групп крыс (в течение 16 дней после САС), а так же групп на фоне обоих пробиотических препаратов, но без воздействия САС - группы r.B.subtilis (n=8) и B.bifidum (n=7), в течение 16 дней. Статистическое сравнение между группами проводили по программе STATISTICA, используя t-критерий для независимых признаков. Статистически значимые различия в выработке УРДИ между группами по 1 и 2 тестам обозначены p₁ и p₂ соответственно.

Результаты. Анализ способности к обучению крыс из разных групп показал, что в норме при выработке рефлекса (1 тест) обучились, то есть, получили от 5 до 7 баллов 6 крыс из 17, а при проверке его состояния (2 тест) обучились все крысы без исключения. После воздействия САС при 1 тесте лишь 1 крыса из 16 обучилась очень медленно, а при 2 тесте обучилось только 9 животных. При профилактическом приеме r.B.subtilis (за 7 дней до САС) крысы разделились на 2 полярных подгруппы. В первой подгруппе (r.B.subtilis-7дА, n=8) при обоих тестированиях выработка УРДИ была не только хуже, чем в норме (p₁<0.001, p₂< 10^-9), но даже хуже, чем после САС без препарата (p₁ <0.05, p₂<0.001). Во второй же подгруппе (r.B.subtilis-7дБ, n=8), наоборот, все крысы вырабатывали рефлекс лучше, чем после САС без приема препарата (p₁ <0.001, p₂ <0.05) и так же, как в норме. При начале приема r.B.subtilis за 0.5 дня до САС выработка рефлекса не отличалась от нормы, то есть был выражен нормализующий эффект препарата. При профилактическом (за 7 дней до САС) приеме препарата B.Bifidum при первом тестировании крысы практически не обучались, как и в группе «САС», а при втором тестировании эффект несколько хуже, но статистически незначимо, чем в норме. При начале приема за 0.5 дня до стресса была выражена тенденция к нормализации выработки УРДИ при обоих тестированиях, однако этот эффект был статистически незначим.

Вероятно, статистически незначимые эффекты, при наличии тенденции, связаны с малыми выборками в группах. Кроме того, если в группе Норма при втором тестировании все крысы достигли критерия выработки (6-7 баллов), то во всех группах на фоне пробиотиков были некоторые животные, которые не обучались при обоих тестах. Поэтому незначимые эффекты по группе в целом могли быть связаны с этими особями, у которых мог быть нарушен исходный микробный пейзаж ЖКТ. И лечение пробиотическими препаратами таких крыс после стрессирования, по-видимому, противопоказано. Однако это лишь предположение, которое надо проверять с помощью проведения мониторинга изменений микрофлоры ЖКТ у экспериментальных и контрольных животных, что предполагается выполнить в будущем.

Анализ динамики ежедневного привеса массы тела крыс после САС и на фоне выработки УРДИ показал, что как воздействие САС, так и различные схемы приема пробиотических препаратов изменяют ее по сравнению с нормой. В норме наблюдалось постепенное увеличение привеса до 10 дня, а затем – выход показателя на плато. Подобной картины не наблюдалось ни в одной опытной группе. После воздействия САС динамика привеса была неравномерной и скачкообразной, а с 10 по 12 дни привес был значительно меньше, чем в норме (p<0.05). К концу периода наблюдения (16 дней) показатель привеса был, наоборот, несколько больше, чем в норме (27.14 и 21.87 грамм соответственно). Профилактическое применение r.B.subtilis приводило к уменьшению привеса после САС по сравнению с нормой в течение всего периода наблюдения, кроме первых двух дней, когда привес был значительно больше, чем в норме (p<0.05). С 8 по 16 дни привес в этой группе был значительно меньше, чем в норме (p<0, 05), и к 16 дню составлял 7.8 грамм. При начале применения этого препарата за 0.5 дня до воздействия САС наблюдался равномерный рост привеса и даже некоторое его увеличение по сравнению с нормой к концу периода наблюдения (31.25 г). Применение B. Bifidum за неделю до САС не влияло на динамику привеса. Применение его за 0.5 дня до САС вызывало значительное уменьшение привеса по сравнению с нормой в 8-10 дни наблюдения (p<0.05, p<0.001 соответственно). Применение r.B.subtilis и B. Bifidum без воздействия САС и выработки УРДИ уменьшало по сравнению с нормой (без выработки УРДИ) ежедневный привес в течение всего периода наблюдения (p<0.01, p<0.05 соответственно), а также конечное значение привеса в обоих группах было значительно меньше, чем в норме (p<0.05 и p<0.01 соответственно) и составило 12.5 и 11.42 г соответственно (в норме – 18.12 г).

Заключение. Таким образом, целенаправленное изменение микробного пейзажа ЖКТ с помощью пробиотических препаратов может изменять условно-рефлекторную деятельность и общее состояние стрессированных животных. Однако необходимо подчеркнуть, что, наряду с положительным влиянием, некоторые пробиотические препараты при определенных схемах их применения могут оказать и отрицательное воздействие на способность к обучению после стресса и общее состояние животных. Это необходимо учитывать при выборе спектра и схем приема пробиотических препаратов с целью профилактики или лечения заболеваний ЖКТ, а также нарушений, связанных с воздействием различных стрессоров.