16+
DOI: 10.18413/2658-6533-2023-9-3-0-5

Стресспротекторная активность экстракта Astragalus physodes на модели «социального» стресса

Aннотация

Актуальность: В последние десятилетия в условиях существования человека особое внимание уделяется проблеме стресса и реакции организма на воздействие стрессорных факторов различной природы (соматические, когнитивные, эмоциональные и др.). Доказано, что влияние различных видов стресса приводит к нарушению психоэмоционального состояния и регуляции различных систем и, как следствие, постепенному истощению адаптационных возможностей организма и развитию стресс-ассоциированных заболеваний. Растительные препараты входят в число эффективных корректоров стресс-индуцированных нарушений. Исследовательское внимание привлекают фитопрепараты, полученные на основе растений рода Астрагал. Доказано, что различные представители данного рода содержат активные вещества с широким спектром биологической активности. Цель исследования:Оценить влияние экстракта травы Астрагала вздутого (Astragalus physodes) на поведенческие реакции лабораторных животных на примере тестов «Порсолт» и «Решетка». Материалы и методы Исследование проводили на белых беспородных крысах-самцах 6-8 месячного возраста. Животные были разделены на группы (n=10): 1 – контрольная группа образована интактными крысами, которые находились по одной особи в клетке; 2 – животные, подвергавшиеся воздействию «социального» стресса (жертвы/агрессоры); 3 – особи, подвергавшиеся воздействию «социального» стресса и получавшие внутрижелудочно экстракт Астрагала вздутого в дозе 50 мг/кг/сут на протяжении 14 дней (жертвы/агрессоры), начиная с 21 дня эксперимента. «Социальный» стресс моделировали путем формирования агрессивного (агрессоры) и субмиссивного (жертвы) типов поведения в условиях парного сенсорного контакта. Поведение животных оценивали, применяя психофармакологические тесты «Порсолт» и «Решетка». Результаты:Установлено, что «социальный» стресс способствует развитию тревожно-депрессивного состояния, требующего коррекции средствами со стресспротекторной активностью. Установлена нейро- и стресспротекторная активность растений рода Астрагал, которая обеспечивается, вероятно, наличием сапонинов и флавоноидов, оказывающих корригирующее влияние на нейромедиаторные системы. Заключение:Полученные результаты исследования подтверждают наличие у экстракта Астрагала вздутого психомодулирующей активности в условиях стрессогенного воздействия, что проявлялось усилением горизонтальной и вертикальной двигательной активности, а также снижением параметров тревожно-депрессивного характера в поведении лабораторных животных


Введение. В настоящее время воздействие хронического стресса рассматривается как один из наиважнейших этиологических факторов развития различной патологии, в том числе и нейропсихической. Жизнедеятельность человека в современных условиях определяется воздействием разнообразных стрессовых факторов, наибольшее значение из которых имеют факторы социальной направленности, приводящие к развитию стресс-опосредованных изменений различных систем организма, что в последующем приводит к истощению адаптационных возможностей [1, 2, 3]. Установлено, что на первоначальных стадиях формирования стресс-реактивности проявляются психоэмоциональные изменения [4, 5, 6], свидетельствующие нередко о запуске процессов дезадаптации и требующие эффективной коррекции. При разработке новых антистрессорных препаратов особое внимание уделяется экспериментальным доклиническим исследованиям, направленным на изучение поведенческих реакций животных, отражающих двигательные, эмоциональные и когнитивные изменения, развивающиеся на фоне воздействия стресс-факторов с целью определения возможности их коррекции [7-11].

Растительные препараты входят в число эффективных корректоров стресс-индуцированных нарушений. Исследовательское внимание привлекают фитопрепараты, полученные на основе растений рода Астрагал. Доказано, что различные представители данного рода содержат активные вещества с широким спектром биологической активности. Химический состав астрагала представлен флавоноидами, сапонинами, органическими кислотами и др. соединениями, определяющими широту фармакологических эффектов [12, 13, 14]. В фармакологических исследованиях экстракты различных частей растений рода Астрагал показали противовоспалительное, иммунотропное, противоопухолевое, антидиабетическое, антиоксидантное, гепатопротекторное, противомикробное, противовирусное, а также нейро- и психотропное действие. Установлено, что астрагал является богатейшим источником сапонинов циклоартанового типа, обладающих преимущественно кардиотонической, гипохолестеринемической, антидепрессивной активностью [15, 16, 17]. Флавоноиды этого рода включают флавонолы, флавоны, флавононы и изофлавоноиды, также обеспечивают разносторонние биологические эффекты, в том числе и психотропные.

Интерес представляет астрагал вздутый (Astragalus physodes). В ходе проведенного нами количественного фитохимического исследования было выявлено, что экстракт надземной части Astragalus physodes содержит органические (7,6 %) и гидроксикоричные (0,57 %) кислоты, флавоноиды (1,2 %), аскорбиновую кислоту (0,08 %) и др. [18, 19], что позволяет предположить наличие стресспротекторной активности.

Цель исследования. Оценить влияние экстракта травы астрагала вздутого (Astragalus physodes) на поведенческие реакции лабораторных животных.

Материалы и методы исследования. Исследования проводили на белых беспородных крысах-самцах (6-8 месяцев), содержащихся в стандартных условиях вивария. Все манипуляции с животными выполняли в соответствии с Межгосударственным стандартом «Принципы надлежащей лабораторной практики» (ГОСТ 33044-2014) и локальным этическим комитетом Астраханского государственного медицинского университета (протокол № 6 от 27 ноября 2018 года).

Исследования проводили на модели «социального» стресса, воспроизводимой путем помещения животных попарно в клетку с прозрачной перегородкой, в результате чего крысы были разделены на агрессоров и жертв. Перегородку каждый день убирали и наблюдали за межсамцовыми конфронтациями в течение 10 минут. Эксперименты проводили в течение 20 дней [20, 21], после чего все животные были разделены на несколько групп (n=10): 1) контрольная группа образована интактными крысами; 2) стрессированные животные (жертвы/агрессоры); 3) стрессированные особи, которым внутрижелудочно вводили жидкий экстракт Астрагала вздутого (50 мг/кг/сут) в течение 14 дней (жертвы/агрессоры), начиная с 21 дня эксперимента.

Жидкий экстракт астрагала вздутого получен в соотношении 1:1 путем настаивания измельченной до 3 мм травы на водяной бане с водно-спиртовым раствором 60% в течение 2,5 ч. при температуре 600 С с последующим отгоном экстрагента с использованием роторного испарителя. При изучении поведения животных при стрессогенном воздействии на организм применяли психофармакологические тесты в стандартной модификации: тест «Порсолт» и тест «Решетка». Показатели тревожно-депрессивного состояния в тестах оценивались в течение 5 минут.

Результаты обрабатывались с применением программы BIOSTAT 2008 Professional 5.1.3.1. с использованием критерия Манна-Уитни. Статистически значимыми считали результаты при p<0,05.

Результаты и их обсуждение. Изменение поведения крыс в тесте «Порсолт» свидетельствует о развитии тревожно-депрессивного состояния. Так, развитие «социального» стресса у крыс с агрессивным и субмиссивным типами поведения способствовали увеличению времени иммобильности в 1,3 (p<0,05) и 1,4 раза (p<0,01) соответственно; латентного периода до первого движения в среднем в 1,3 раза (p<0,05) по сравнению с контролем; латентный период до первой иммобильности уменьшился на 30% (p<0,05) у агрессоров, и на 35% (p<0,01) у жертв по сравнению с контрольными животными. На фоне этого, время пассивного плавания статистически значимо увеличилось практически в 1,6 раза (p<0,01), тогда как время активного плавания, напротив, уменьшилось в 2 раза (p<0,01), как у крыс-агрессоров, так и жертв относительно контроля (Рис. 1).

В тесте «Порсолт» на фоне введения экстракта Астрагала во всех опытных группах наблюдалось увеличение латентного периода до первой иммобильности в среднем в 1,3 раза (p<0,05), а продолжительность периода иммобильности – в 1,2 раза (p<0,05) в сравнении группами «социального» стресса. Более того, экстракт способствовал снижению продолжительности пассивного плавания в среднем в 1,3 раза у агрессоров и жертв (p<0,05 и p<0,01 соответственно), и увеличению активного – более чем в 1,9 раза (p<0,01) относительно стрессированных животных (Рис. 1).

В тесте «Решетка» при стрессогенном воздействии также были отмечены изменения поведения, характерные для развития тревожно-депрессивного расстройства. Было установлено, что в сравнении с контролями в группах агрессоров и жертв количество пересеченных ячеек снижалось на 42% (p<0,01) и 35% (p<0,01) соответственно; число вставаний на задние лапы также снижалось практически на 36% (p<0,01). Количество «заглядываний» вниз при стрессе как у агрессоров, так и жертв снижалось на 10% (p˃0,05) и 24% (p<0,05) соответственно; число «соскальзываний» увеличилось на 18% и 20%, однако данные изменения не имели статистической значимости (Рис. 2).

При введении экстракта астрагала вздутого наблюдалось усиление горизонтальной и вертикальной двигательной активности как в группе агрессоров, так и жертв на 47% (p<0,001) и 38% (p<0,01) соответственно по отношению к группе-стресс; количество «заглядываний» вниз в группе животных с агрессивным и субмиссивным типом поведения увеличились в сравнении со стрессированными животными на 17% (p˃0,05) и 7% (p˃0,05); число «соскальзываний» снизилось относительно животных со стрессом на 20% (p˃0,05) и 33% (p<0,01).

Результаты исследования сопоставимы с результатами других экспериментов. Установлено, что стресс-воздействие способствует развитию тревожно-депрессивного состояния, требующего коррекции средствами со стресспротекторной активностью в том числе и фитопрепаратами, фармакологическое действие которых опосредовано их химическим составом, в частности наличием флавоноидов [22]. Установлена нейро- и стресспротекторная активность растений рода Астрагал, которая обеспечивается, вероятно, наличием сапонинов и флавоноидов, оказывающих корригирующее влияние на нейромедиаторные системы, в результате чего наблюдается их активация секреции медиаторов, концентрация которых снижена в условиях стресса. В исследованиях показано, что антидепрессивное действие некоторых флавоноидов зависит от его взаимодействия с серотонинергическим 5-НТ1А рецепторами, а также повышением уровня катехоламинов в синаптической щели, и взаимодействием с норадренергическими-α2, и дофаминергическими-D1, Д2 и D3 рецепторами [22]. Так же установлено, что реализация антидепрессивного эффекта сопряжена с антиоксидантной активностью астрагала, в результате чего наблюдается ингибирование митохондрий-опосредованного апоптотического процесса и снижением концентрации провоспалительных цитокинов [23, 24].

Заключение. Полученные результаты исследования подтверждают наличие у жидкого экстракта астрагала вздутого психомодулирующей активности в условиях стрессогенного воздействия, что проявлялось усилением горизонтальной и вертикальной двигательной активности, а также снижением параметров тревожно-депрессивного характера в поведении лабораторных животных. Изучаемый фитопрепарат обладает стресспротекторным действием и устраняет психоэмоциональные нарушения, формирующиеся под влиянием «социального» стресса, что актуализирует проведение детальных фармакологических исследований с целью возможного создания лекарственных препаратов на основе астрагала вздутого.

 

Информация о финансировании

Финансирование данной работы не проводилось.

Список литературы

  1. Kruk J, Aboul-Enein BH, Bernstein J, et al. Psychological Stress and Cellular Aging in Cancer: A Meta-Analysis. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2019;2019:1270397. DOI: https://doi.org/10.1155/2019/1270397
  2. Ridout KK, Ridout SJ, Guille C, et al. Physician-Training Stress and Accelerated Cellular Aging. Biological Psychiatry. 2019;86(9):725-730. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2019.04.030
  3. Sazonova MA, Sinyov VV, Ryzhkova AI, et al. Some Molecular and Cellular Stress Mechanisms Associated with Neurodegenerative Diseases and Atherosclerosis. International Journal of Molecular Sciences. 2021;22(2):699. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms22020699
  4. Chipurupalli S, Samavedam U, Robinson N. Crosstalk Between ER Stress, Autophagy and Inflammation. Frontiers in Medicine. 2021;8:2125. DOI: https://doi.org/10.3389/fmed.2021.758311
  5. Morshed SA, Davies TF. Understanding Thyroid Cell Stress. Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism. 2020;105(3):e66-e69. DOI: https://doi.org/10.1210/clinem/dgz193
  6. Koolhaas JM, de Boer SF, Buwalda B, et al. Social stress models in rodents: Towards enhanced validity. Neurobiology of Stress. 2017;6:104-112. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ynstr.2016.09.003
  7. Murra D, Hilde KL, Fitzpatrick A, et al. Characterizing the Behavioral and neuroendocrine features of susceptibility and resilience to social stress. Neurobiology of Stress. 2022;17:100437. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ynstr.2022.100437
  8. van Doeselaar L, Yang H, Bordes J, et al. Chronic social defeat stress in female mice leads to sex-specific behavioral and neuroendocrine effects. Stress. 2021;24(2):168-180. DOI: https://doi.org/10.1080/10253890.2020.1864319
  9. Nakagawa H, Matsunaga D, Ishiwata T. Effect of heat acclimation on anxiety-like behavior of rats in an open field. Journal of Thermal Biology. 2020;87:102458. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jtherbio.2019.102458
  10. Totty MS, Warren N, Huddleston I, et al. Behavioral and brain mechanisms mediating conditioned flight behavior in rats. Scientific Reports. 2021;11:8215. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-021-87559-3
  11. Pi G, Gao D, Wu D, et al. Posterior basolateral amygdala to ventral hippocampal CA1 drives approach behaviour to exert an anxiolytic effect. Nature Communications. 2020;11:183. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-019-13919-3
  12. Zeidan MM, Raddam QN. Physiological and histological protective role of Astragalus spinosus root alcoholic extract against oxidative stress induced by H2O2 in rabbits. Journal of Physics: Conference Series. 2021;1879(2):022039. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1879/2/022039
  13. Du Y, Wan H, Huang P, et al. A critical review of Astragalus polysaccharides: From therapeutic mechanisms to pharmaceutics. Biomedicine and Pharmacotherapy. 2022;147:112654. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biopha.2022.112654
  14. Meng X, Wei M, Wang D, et al. Astragalus polysaccharides protect renal function and affect the TGF-β/Smad signaling pathway in streptozotocin-induced diabetic rats. Journal of International Medical Research. 2020;48(5):0300060520903612. DOI: https://doi.org/10.1177/0300060520903612
  15. Zexi Z, Lei Z, Hansong X. Effect of Astragalus polysaccharide in treatment of diabetes mellitus: a narrative review. Journal of Traditional Chinese Medicine. 2019;39(1):133-138. DOI: https://doi.org/10.19852/j.cnki.jtcm.2019.01.017
  16. Zheng Y, Ren W, Zhang L, et al. A Review of the Pharmacological Action of Astragalus Polysaccharide. Frontiers in Pharmacology. 2020;11:349. DOI: https://doi.org/10.3389/fphar.2020.00349
  17. Самотруева МА, Цибизова АА, Сергалиева МУ. Изучение влияния экстракта Astragalusvulpinus на процессы перекисного окисления липидов в гипоталамической области на модели липополисахаридного иммунного стресса. Сибирский научный медицинский журнал. 2021;41(5):47-52. DOI: https://doi.org/10.18699/SSMJ20210506
  18. Сергалиева МУ, Ахадова ДА. Количественное определение свободных органических кислот в траве астрагала вздутого. В: Проблемы эффективного использования научного потенциала общества. Сборник статей по итогам Международной научно-практической конференции; 12 января 2018. Стерлитамак: АМИ; 2018;136-138.
  19. Сергалиева МУ, Самотруева МА, Ахадова ДА. Содержание аминокислот в траве астрагала вздутого. В: Проблемы эффективного использования научного потенциала общества. Сборник статей по итогам Международной научно-практической конференции; 12 января 2018. Стерлитамак: АМИ; 2018;138-142.
  20. Kudryavtseva NN. Positive fighting experience, addiction-like state, and relapse: Retrospective analysis of experimental studies. Aggression and Violent Behavior. 2020;52:101403. DOI: https://doi.org/10.1016/j.avb.2020.101403
  21. Ясенявская АЛ, Самотруева МА, Цибизова АА, и др. Влияние глипролинов на перекисное окисление липидов в гипоталамической и префронтальной областях головного мозга в условиях «социального» стресса. Астраханский медицинский журнал. 2020;15(3):79-85. DOI: https://doi.org/10.17021/2020.15.3.79.85
  22. Maan G, Sikdar B, Kumar A, et al. Role of flavonoids in neurodegenerative diseases: Limitations and future perspectives. Current Topics in Medicinal Chemistry. 2020;20(13):1169-1194. DOI: https://doi.org/10.2174/1568026620666200416085330
  23. Ullah A, Munir S, Badshah SL, et al. Important flavonoids and their role as a therapeutic agent. Molecules. 2020;25(22):5243. DOI: https://doi.org/10.3390/molecules25225243
  24. Gong G, Zheng Y, Yang Y, et al. Pharmaceutical Values of Calycosin: One Type of flavonoid isolated from Astragalus. Evidence-based Complementary and Alternative Medicine. 2021;2021:9952578. DOI: https://doi.org/10.1155/2021/9952578