ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОСЛЕОПЕРАЦИОННЫХ КОГНИТИВНЫХ РАССТРОЙСТВ У КРЫС
Аннотация
Цель: разработать дизайн эксперимента для оценки когнитивных функций и поведения крыс после агрессивных воздействий, имитирующих анестезию и операцию в клинической практике. Методика: с использованием самцов крыс стока Вистар (n = 40) оценивали долгосрочные поведенческие эффекты операции на органах брюшной полости и/или краткосрочного (15–20 мин) и длительного (6 ч) воздействия галотана. Использовали простой (2 × 2) факторный план эксперимента (4 блока, сбалансированные по количеству животных из 4 экспериментальных групп, n = 2 для каждой группы в блоке). Для индукции анестезии применяли 4 об. % галотана в потоке воздуха (2 л/мин), для поддержания анестезии – 1,5 об. % галотана. Для выполнения операции крысу размещали на подогреваемом операционном столике и поддерживали анестезию с помощью маски. Производили лапаратомию, выделяли тощую кишку, которую в течение 10 с раздражали массирующими движениями указательного и большого пальцев. После этого петлю опускали в брюшную полость, рану послойно ушивали. Далее в течение 3 нед. по протоколу выполняли поведенческие тесты: оценивали двигательную («Актометр») и исследовательскую активность в обстановке новизны («Открытое поле»), социальное поведение (тест парного взаимодействия), распознавание нового объекта, скорость экстраполяционного избавления, форсированное плавание, половое поведение. В качестве стандартных оппонентов в тесте социального взаимодействия использовали овариэктомированных самок крыс (n = 16), а в тесте полового поведения – гормонально стимулированных самок (n = 26). Результаты показали, что длительное воздействие паров галотана вызывает изменения поведения крыс: снижает социальное исследование, уменьшает индекс распознавания новых объектов, увеличивает неподвижность в тесте форсированного плавания и уменьшает латентный период экстраполяционного избавления. Воздействие галотана значимо не влияло на двигательную активность («открытое поле») и половое поведение самцов крыс. В целом результаты выполненных тестов свидетельствуют о развитии у крыс эмоционального уплощения вследствие длительной экспозиции галотана. Вывод. Опробованные в настоящем исследовании дизайн эксперимента и батарею поведенческих тестов целесообразно использовать для экспериментальной оценки эффектов ингаляционных анестетиков, вызываемых ими отдаленных последствий, а также для поиска средств коррекции возникающих нарушений поведения.
Ключевые слова
Об авторах
И. В. БелозерцеваРоссия
кандидат биологических наук, заведующая лабораторией экспериментальных доклинических исследований с виварием Института фармакологии им. А. В. Вальдмана
О. А. Драволина
Россия
кандидат биологических наук, заведующая лабораторией экспериментальной фармакологии аддиктивных состояний Института фармакологии им. А. В. Вальдмана
В. О. Кривов
Россия
анестезиолог-реаниматолог отделения анестезиологии и реанимации № 2 научно-клинического центра анестезиологии и реаниматологии
М. А. Тур
Россия
младший научный сотрудник лаборатории экспериментальных доклинических исследований с виварием Института фармакологии им. А. В. Вальдмана
Ю. С. Полушин
Россия
член-корреспондент РАН, профессор, доктор медицинских наук, заслуженный врач РФ, заведующий кафедрой анестезиологии и реаниматологии, руководитель научно-клинического центра анестезиологии и реаниматологии
Список литературы
1. Белозерцева И. В. Экспериментальная фармакология полового поведения // Фармакология поведения: Хрестоматия, под ред. А. Ю. Беспалова, Э. Э. Звартау, П. Бирдсли, Дж. Катца. – СПб.: Издательство СПбГМУ, 2013. – С. 105–137.
2. Белозерцева И. В., Драволина О. А., Тур М. В. Руководство по использованию лабораторных животных для научных и учебных целей в ПСПбГМУ им. И. П. Павлова / под ред. Э. Э. Звартау. – СПб.: Изд-во СПбГМУ, 2014. – 79 с.
3. Бондаренко Н. А. Индивидуальные различия поведения крыс в тесте «Экстраполяционное избавление»: возможность выявления «тревожного» фенотипа // Тез. Всероссийской конференции «Инновации в фармакологии: от теории к практике» – СПб., 2014. – C. 28–30.
4. Кузин А. П., Федерякин Д. В., Карташев В. Н. Послеоперационные когнитивные дисфункции у детей // Верхневолжский мед. журнал. – 2014. – Вып. 12, № 3. – С. 11–14.
5. Abel E. L., Bilitzke P.J. A possible alarm substance in the forced swimming test // Physiol. Behav. – 1990. – Vol. 48. – P. 233–239.
6. Alkire M. T., Gorski L. A. Relative amnesic potency of five inhalational anesthetics follows the meyer-overton rule // Anesthesiology. – 2004. – Vol. 101. – P. 417–429.
7. Alkire M. T., Nathan S. V., McReynolds J. R. Memory enhancing effect of low-dose sevoflurane does not occur in basolateral amygdala-lesioned RATS // Anesthesiology. –2005. – Vol. 103. – P. 1167–1173.
8. Bellido I., Bellido M. V., Gomez-Luqu F. Amnesia induced by sevoflurane and halothane anaesthesia coexists with a 5-HT1A receptor dysfunction in the rat brain // Proceedings of the British Pharmacological Society, BPS Winter Meeting 2012.
9. Boulant J. A. Hypothalamic neurons regulating body temperature // In: Fregly M. J., Blatteis C. M. eds. APS handbook of physiology, Section 4: environmental physiology -New York: Oxford Press, 1996. – P. 105–126.
10. Culley D. J., Yukhananov R. Y., Baxter M. G., Crosby G. The memory effects of general anesthesia persist for weeks in young and aged rats // Anesth. Analg. – 2003. – Vol. 96. – P. 1004 –1009.
11. Deng M., Loepke A. W. Anesthetic Neurotoxicity – Preclinical and Clinical Research // J. Perioper. Sci. – 2014. – Vol. 1, № 6. – P. 1–49.
12. Essman W. B. Some neurochemical correlates of altered memory consolidation // Trans. NY Acad. Sci. – 1970. – Vol. 32, № 8. – Р. 948–973.
13. Farber N., Schmidt J., Kampine J., Schmeling W. Halothane Modulates Thermosensitive Hypothalamic Neurons in Rat Brain Slices // Anesthesiology. – 1995. – Vol. 83, № 6. – P. 1241–1253.
14. Gauthier A., Bradbury C. Chapter 5. Anesthetic drugs and the developing fetal brain // In: Controversies in Obstetric Anesthesia and Analgesia (Ed.: I. McConachie) – 2011. – P. 72–85.
15. Hall C. S. Emotional behavior in the rat. I. Defecation and urination as measures of individual differences in emotionality // J. Comp. Psychol. – 1934. – Vol. 18. – P. 385–403.
16. Komatsu H., Nogaya J., Anabuki D. et al. Memory facilitation by posttraining exposure to halothane, enflurane, and isoflurane in ddN mice // Anesth. Analg. – 1993. – Vol. 76. – P. 609–612.
17. Komatsu H., Nogaya J., Kuratani N. et al. Repetitive post-training exposure to enflurane modifies spatial memory in mice // Anesthesiology. – 1998. – Vol. 89. – P. 1184–1190.
18. Motulsky H. J. Common misconceptions about data analysis and statistics // Naunyn Schmiedebergs Arch. Pharmacol. – 2014. – Vol. 387. – P. 1017–1023.
19. Oropeza-Hernandez L. F., Quintanilla-Vega B., Albores A. et al. Inhibitory action of halothane on rat masculine sexual behavior and sperm motility // Pharmacol. Biochem. Behav. – 2002. – Vol. 72. – P. 937– 942.
20. Ozer M., Baris S., Karakaya D. et al. Behavioural effects of chronic exposure to subanesthetic concentrations of halothane, sevoflurane and desflurane in rats [Effets comportementaux d’une exposition chronique à des concentrations sous-anesthésiques d’halothane, de sévoflurane et de desflurane chez les rats] // Can. J. Anesth. – 2006. – Vol. 53, № 7. – P. 653–658.
21. Papaleo F., Crawley J. N., Song J. et al. Genetic dissection of the role of catechol-O-methyltransferase in cognition and stress reactivity in mice // J. Neurosci. – 2008. – Vol. 28. – P. 8709–8723.
22. Porsolt R. D., Anton G., Blave N. et al. Behavioral despair in rats: a new model sensitive to antidepressant treatments // Eur. J. Pharmacol. – 1978. – Vol. 47. – P. 379–391.
23. Porsolt R. D., Le Pichon M., Jalfre M. Depression: a new animal model sensitive to antidepressant treatments // Nature. – 1977. – Vol. 266. – P. 730–732.
24. Porsolt R. D., Moser P. C., Castagne V. Behavioral indices in antipsychotic drug discovery // J. Pharmacol. Exp. Therapeutics. – 2010. – Vol. 333, № 3. – P. 632–636.
25. Pryor K. O., Veselis R. A., Reinsel R. A. et al. Enhanced visual memory effect for negative versus positive emotional content is potentiated at sub-anaesthetic concentrations of thiopental // Br. J. Anaesth. – 2004. –Vol. 93. – P. 348–355.
26. Rowland D. L., Thornton J. A. Testing and analytical procedures for laboratory studies involving nonresponders during a limited observation period: An illustration using male sexual behavior in rats // Pharmacol. Biochem. Behav. – 2001. – Vol. 68. – P. 403–409.
27. Satomoto M., Satoh Y., Terui K. et al. Neonatal exposure to sevoflurane induces abnormal social behaviors and deficits in fear conditioning in mice // Anesthesiology. – 2009. – Vol. 110. – P. 628–637.
28. Szmuk P., Olomuk P., Pop R. B. et al. General anesthetics and neurotoxicity in the developing brain: a review of current literature // J. Român de Anestezie Terapie Intensivã. – 2010. – Vol. 17, № 2. – P. 117–122.
29. Uemura E., Levin E. D., Bowman R. E. Effects of Halothane on Synaptogenesis and Learning Behavior in Rats // Exp. Neurol. – 1985. – Vol. 89. – P. 520–529.
30. Valzelli L. The exploratory behaviour in normal and aggressive mice // Psychopharmacologia. – 1969. – Vol. 15. – P. 232–235.
31. Valzelli L. The «Isolation Syndrome» in mice // Psychopharmacologia. – 1973. – Vol. 31. – P. 305–320.
Для цитирования:
Белозерцева И.В., Драволина О.А., Кривов В.О., Тур М.А., Полушин Ю.С. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОСЛЕОПЕРАЦИОННЫХ КОГНИТИВНЫХ РАССТРОЙСТВ У КРЫС. Вестник анестезиологии и реаниматологии. 2016;13(5):37-49. https://doi.org/10.21292/2078-5658-2016-13-5-37-49
For citation:
Belozertseva I.V., Dravolina O.A., Krivov V.O., Tur M.A., Polushin Yu.S. EXPERIMENTAL SIMULATION OF POST-OPERATIVE COGNITIVE DISORDERS IN RATS. Messenger of ANESTHESIOLOGY AND RESUSCITATION. 2016;13(5):37-49. (In Russ.) https://doi.org/10.21292/2078-5658-2016-13-5-37-49