Russian Federation
Astrahan', Russian Federation
UDK 61 Медицина. Охрана здоровья. Пожарное дело
Abstract. The aim studying the effect of liquid extract leaf Ginkgo biloba on the psychoemotional status of rats under conditions of thermal skin injury. Materials and methods. The subject of the study was sexually mature male nonlinear white rats. Burn wounds were modeled in the interscapular region of the back. To study psychoemotional status, rat behavior studies were conducted using standard psychophysiological tests: Open Field and Porsolt. Results of the study. In the conditions of burn damage to the skin, signs of an alarming-depressive state, in particular disorientation in space, suppression of the psychoemotional state, and a change in the nature of behavioral reactions were noted. The study also found that the external use of Ginkgo biloba leaf extract contributed to a decrease in situational anxiety and the appearance of depressive-like behavioral reactions that arose under conditions of thermal skin injury. Conclusion. Thus, the revealed changes in the psychoemotional status of rats in burn skin damage are the result of functional disorders of the brain, activated during protective and adaptation reactions in burn injury. Results of assessment of psychoemotional state of animals in case of skin burn injury confirm involvement of nervous system in response to stress, reflex activity of which under stress conditions is manifested in change of behavioral reactions. Taking into account the psycho-corrective effect of Ginkgo bilobate leaf extract against the background of thermal skin injury, it is legitimate to argue that it is advisable to correct systemic homeostasis disorders accompanying the burn process.
psycho-emotional status, behavior, "Open Field," "Porsolt," burn, skin, leaf extract, Ginkgo biloba.
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время актуальной остается проблема повреждения кожного покрова, в том числе ожогового характера. Кроме локальных изменений кожи, травма запускает каскад последовательных реакций на уровне целого организма. Структурно-функциональные изменения провоцируют дезорганизацию межклеточных взаимодействий между иммунной, нервной и эндокринной системами, координирующих физиологические и патофизиологические процессы в коже [1].
Доказано, что любой стресс, в том числе и ожогового характера, способствует срыву процессов адаптации, затрагивая центральные механизмы врожденных и приобретенных программ поведения, что может приводить к необратимым нарушениям со стороны функциональных систем организма [2]. Учитывая тот факт, что стресс представляет собой комплекс физиологических и эмоциональных реакций, затрагивающих все уровни организации организма, важное значение имеет понимание нейрогуморальных регуляторных механизмов. Известно, что при различных стрессогенных воздействиях организм реагирует комплексом неспецифических адаптивно-восстановительных процессов организма (гематологических, биохимических, психических). Последствиями данных процессов являются нарушения функций многих систем, среди которых основными стресс-лимитирующими выступают нейромедиаторные системы и нервная система.
Исходя из представлений о важной роли центральной нервной системы в формировании стрессорной реакции при различных воздействиях, представляет интерес изучение функциональных особенностей отделов головного мозга в условиях стресса ожогового характера. Несмотря на достаточную изученность морфофункциональных изменений внутренних органов при стрессе ожогового характера, не достаточно изучено психоэмоциональное состояние организма [3]. Поскольку двигательная активность является функциональной производной мозга, результаты исследований в этом направлении имеют важное значение при послеожоговых состояниях и поиске комплексных системных средств коррекции повреждений кожи.
На сегодняшний день интерес ученых сосредоточен на расширении фармакологических эффектов лекарственных растений, обладающих системным действием на фоне различных локальных повреждений. К таким растениям относится растение Гинкго двулопастный (Ginkgo biloba L.), функциональная активность которого определена проявлением различных фармакологических эффектов [4]: ангиопротекторные [5, 6], антиоксидантные [7], ноотропные [8], геропротекторные [9], антимутагенные [10] и т.д. Несмотря на исследования, направленные на изучение фармакологических эффектов растения, в литературе недостаточно сведений о коррекции Гинкго двулопастного системных нарушений на фоне ожоговой травмы кожи. Выявление ранее не изученных эффектов Гинкго вызывает научный интерес и имеет высокую практическую значимость.
Принимая во внимание вышесказанное, считаем актуальным исследование поведенческих и тревожно-депрессивных расстройств и возможного психокорригирующего эффекта экстракта листьев Гинкго двулопастного в условиях ожоговой травмы.
Цель настоящего исследования - изучение влияния экстракта листьев Гинкго двулопастного на психоэмоциональный статус крыс в условиях термической травмы кожи.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследование проводили на белых крысах-самцах (7 мес, вес 260 г). Животные были разделены на 4 группы (n=7): 1 группа «контроль» - интактные особи, 3 опытные группы - «Ожог 2 сутки» - особи, подвергшиеся термическому ожоговому воздействию и выведенные из эксперимента на 2 сутки послеожогового процесса, «Ожог 10 сутки» - особи, подвергшиеся термическому ожоговому воздействию и выведенные из эксперимента на 10 сутки послеожогового процесса и «Ожог+аппликации Гинкго двулопастного» - особи, подвергшиеся термическому ожоговому воздействию и получавшие аппликации жидкого экстракта листьев Гинкго двулопастного. Наружное применение осуществляли ежедневно в течение 10 дней с момента моделирования термического ожога в депилированной межлопаточной области крыс.
У животных опытных групп моделировали контактную термическую травму в межлопаточной области спины в условиях эфирной наркотизации. На депилированный участок кожи накладывали медный предмет диаметром 1,5 см, нагретый в кипящей воде до 100° С, с экспозицией 5 с.
Поскольку воспалительно-регенеративная реакция вариабельна во времени и характеризует динамику посттравматического процесса, то целесообразнее проводить анализ изменений во все ее фазы – первую фазу – альтерацию (на 2-4 сутки посттравматического периода), вторую фазу - экссудацию (на 7 сутки посттравматического периода) и третью фазу - пролиферацию (на 10 сутки после термического ожога). Для оценки адаптивных возможностей нервной системы и психоэмоционального статуса животных выводили из эксперимента на 2 и 10 сутки после ожогового воздействия.
Содержание животных соответствовало требованиям комиссии Российского национального комитета по биоэтике при Российской академии наук и рекомендациям Этического комитета ФГБОУ ВО Астраханский ГМУ Минздрава России (протокол № 4 от 21.11.2016 г.).
Для изучения возможного психокорригирующего эффекта экстракта листьев Гинкго двулопастного применяли стандартные психофизиологические методы: «Открытое поле» (ОП) и «Порсолт».
Для статистической обработки данных использовали программное обеспечение Statistica («StatSoft», Россия), параметрические методы статистического анализа (среднее и средне-квадратическое отклонение (M+s, критерий Стьюдента с поправкой Бонферрони для множественных сравнений. Критической величиной уровня значимости считали 0,001.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В тесте ориентировочно-исследовательского поведения «Открытое поле» животные из контрольной группы показывали признаки нормального состояния, передвигались умеренным темпом, периодически пересекая центральный квадрат установки.
На фоне ожоговой раны кожи в первую фазу воспалительно-регенеративной реакции (2-4 сутки после ожога) животные проявляли признаки агрессивности и эмоционального напряжения. Тревожность после ожога ограничивала двигательную способность: сокращалось число пересеченных квадратов. В поведении отмечали снижение исследовательско-познавательной активности (исследование отверстий, вертикальные стойки с опорой, переходы через центр), более чем на 40 % по сравнению с интактными особями (p<0,001). При этом отмечали кратковременный груминг и акты дефекации на 50 % (p<0,01), в отличие от интактных животных. У некоторых особей отмечали явления фризинга, не более 10% (p<0,001). К середине второй недели (10 сутки после ожога) отмечали уменьшение времени, проведенного в центре установки, увеличение исследовательской, горизонтальной и вертикальной двигательной активности, по сравнению с группой «Ожог, 2 сутки», что приближалось к значениям группы «Контроль», при этом явления фризинга не выявлено.
В тесте «Открытое поле» у животных с ожоговой травмой на фоне наружного применения экстракта листьев Гинкго двулопастного отмечали увеличение локомоторной (количество пересеченных квадратов) и исследовательской активности (исследование отверстий). Животные чаще вставали на задние лапы, проявляя познавательный интерес, переходили через центральный квадрат (p<0,001). При этом у животных не регистрировали моменты кратковременного груминга и акты дефекации, в отличие от животных группы «Ожог, 2 сутки» (Табл.1).
Таблица 1.
Влияние ожоговой травмы на поведение животных в тесте «Открытое поле»
|
Экспериментальные группы (n = 7)
Поведенческие показатели (M ± m) |
Контроль (интактные) |
Ожог 2 сутки |
Ожог 10 сутки |
Ожог+ экстракт листьев Гинкго двулопастного |
|
Горизонтальная двигательная активность - Количество пересеченных квадратов |
30,4 ± 2, 9 |
19,0 ± 2,8* |
25,1±1,4**# |
25,6±2,8### |
|
Вертикальная двигательная активность |
13,1 ± 0,9 |
7,4 ± 0,8** |
11,4±0,9*# |
14,8±0,7### |
|
Время в центре, с |
5,1 ± 0,1 |
3,2± 0,02* |
3,7±0,2** |
6,2±0,2### |
|
Исследование «норок» |
2,3 ± 0,2 |
1,9 ± 0,2* |
3,6±0,2** |
4,9±0,3## |
|
Переходы через центр |
0,4 ± 0,1 |
0,2 ± 0,02* |
0,5±0,1*## |
0,7±0,3## |
|
Кратковременный груминг |
3,0 ± 0,4 |
6,7 ± 0,1*** |
1,5±0,3***### |
2,1±0,1### |
|
Фекальные болюсы |
0,6 ± 0,1 |
1,8 ± 0,4** |
0,4±0,2* |
0,1±0,2## |
|
Фризинг |
0,08± 0,01 |
0,2± 0,1*** |
0 |
0 |
Примечание: * – p<0,05; ** – p<0,01; ***– p<0,001 – относительно контрольной группы
# – p<0,05; ## – p<0,01; ### – p<0,001 – относительно группы «Ожог 2 сутки»
(t-критерий Стьюдента с поправкой Бонферрони для множественных сравнений)
В условиях физиологической нормы в тесте «Порсолт» животные из контрольной группы показывали признаки нормального состояния, локомоторную и исследовательскую активность регистрировали с момента опускания в воду. Продолжительность активного плавания превышала длительность пассивного плавания и иммобильности. В единичных случаях наблюдали фекальные болюсы.
На фоне ожоговой травмы в тесте «Порсолт» животные на вторые сутки проявляли признаки отчаянного поведения и депрессивноподобного состояния. Установлено увеличение латентного периода начального проявления локомоторной активности (p<0,001), длительности иммобильности, по сравнению с интактными особями (p<0,001). В большей степени было отмечено пассивное плавание (p<0,001), при этом продолжительность активного плавания сократилось (p<0,05). Явлений фризинга и груминга зарегистрировано не было, однако было много фекальных и уринарных следов. К 10 суткам у лабораторных животных отмечали доминирование двигательной активности, по сравнению с группой «Ожог, 2 сутки». Таким образом, результаты поведения крыс в тесте «Порсолт» подтвердили развитие на фоне ожогового процесса состояния угнетенности и отчаяния.
В условиях наружного применения экстракта листьев Гинкго двулопастного у крыс в тесте «Порсолт» были отмечены изменения латентного периода: до первого движения - уменьшение на 20% (p<0,05), до первой иммобильности - увеличение в 2 раза (p<0,001). Длительность иммобильности снижалась на 37% (p<0,01), по сравнению с животными с ожоговой травмой без коррекции. Под влиянием экстракта листьев Гинкго двулопастного наблюдали снижение времени пассивного плавания на 38% (p<0,01), в то время как нарастала продолжительность активного плавания на 46% (p<0,001), по сравнению с значениями поведения крыс группы «Ожог, 2 сутки» (Табл.2).
Таблица 2.
Влияние ожоговой травмы на поведение животных в тесте «Порсолт»
|
Экспериментальные группы (n = 7) Поведенческие показатели (M ± m) |
Контроль (интактные) |
Ожог 2 cутки |
Ожог 10 сутки |
Ожог+ экстракт листьев Гинкго двулопастного
|
|
ЛП до 1-го движения, с |
1,5 ± 0,1 |
3,1 ± 0,3*** |
2,3±0,4** |
2,6±0,6## |
|
ЛП до 1-ой иммобильности, с |
254,7±17,6 |
71,5 ± 7, 2*** |
144,5±7,4*** |
154,5±9,8### |
|
Иммобильность, с |
30,3 ± 1,2 |
60,6 ± 2,4*** |
23,4±1,1** |
38,2±0,9## |
|
Пассивное плавание, с |
80,8 ± 7,1 |
130,2 ± 2,7*** |
107,2±2,7* |
81,6±2,7## |
|
Активное плавание, с |
188,9 ± 6,5 |
109,2 ± 5,2** |
126,4±6,2* |
160,2±6,8### |
|
Фекальные болюсы |
1,2 ± 0,1 |
3,4± 1,2** |
1,4±0,1* |
1,9±0,2 |
Примечание: * – p<0,05; ** – p<0,01; ***– p<0,001 – относительно контрольной группы
# – p<0,05; ## – p<0,01; ### – p<0,001 – относительно группы «Ожог, 2 сутки»
(t-критерий Стьюдента с поправкой Бонферрони для множественных сравнений)
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе исследования было выявлено, что в условиях термического ожогового повреждения кожи у крыс развивались признаки дезорганизации поведенческих реакций. В совокупности происходящие изменения отражали нарушения поведения и психоэмоционального состояния. Cопровождающие ожоговую травму нейрофизиологические особенности проявлялись выраженной тревожностью, агрессивностью, дезорганизацией локомоторной координации, ориентации и исследовательской активности.
При воздействии термического ожогового фактора у крыс развивались признаки стрессорной реакции – тревоги (1-2 сутки) и истощения (10 сутки). Было показано, что у животных с термической травмой спины в ранние сроки послеожогового периода (2-4 сутки) происходило развитие тревожно-фобического состояния, проявляющееся признаками сенсомоторной дезактивации, депрессивноподобной реакции и эмоционального истощения. К 10 суткам после термической травмы у животных отмечена тенденция к восстановлению нарушенных функций, проявляющаяся в ускорении темпа движения, увеличении горизонтальной и вертикальной двигательной активности, инициации исследовательских навыков. Результаты оценки психоэмоционального статуса животных при ожоговом повреждении кожи подтверждают вовлеченность нервной системы в ответ на стресс, рефлекторная деятельность которой в стрессовых условиях проявляется в изменении поведения. Выявленные изменения психоэмоционального статуса крыс при ожоговом повреждении кожи являются следствием функциональных нарушений отделов головного мозга, активизировавшихся в ходе защитно-адаптационных реакций при ожоговой травме.
В ходе исследования также установлено, что наружное применение жидкого экстракта листьев Гинкго двулопастного при ожоге кожи способствовало снижению ситуативной тревожности и депрессивноподобных поведенческих реакций, возникших в условиях ожоговой травмы кожи. Принимая во внимание психокорригирующее действие растения на фоне термического повреждения кожи, правомерно утверждать о целесообразности эффективной коррекции системных нарушений гомеостаза, сопровождающих ожоговый процесс.
1. Alexeev A. A., Bobrovnikov A. E. Local conservative treatment of burns. Recommendations for doctors. Moscow: Medical News Agency; 2015. 142 p. (In Russ.).
2. Voisin T., Bouvier A., Chiu I. M. Neuro-immune interactions in allergic diseases: novel targets for therapeu-tics. Int. Immunology. 2017; 29 (6): 247-261. doi:https://doi.org/10.1093/intimm/dxx040.
3. Rozanov V. A. Stress and mental health (neurobiological aspects). Sotsial'naya i klinicheskaya psikhiatriya = Social and clinical psychiatry. 2013; 23 (1): 79-86. (In Russ.).
4. Doeselaar L., Yang H., Bordes J., Brix L., Engelhardt C., Tang F., Schmidt M. V. 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.
5. Burchinskiy S. G. Ginkgo Biloba Options in Vascular Dementia Pharmacotherapy Strategy. Mezhdunarod-nyy nevrologicheskiy zhurnal = International Neurological Journal; 2012; (1): 6-10. (In Russ.).
6. Katunina E. A. Ginkgo biloba: the results of half a century of application experience. Ginkgo biloba effects polymodality: experimental and clinical studies. Nevrologiya i revmatologiya. Prilozhenie k zhurnalu Consilium Medi-cum = Neurology and Rheumatology. Consilium Medicum magazine supplement. 2013; (2): 53-57. (In Russ.).
7. Hao F., Yu H., Liu M., Wang Y., Liu J., Liang Z. Enhanced Neuroprotective Effects of Combination Thera-py with Bone Marrow-Derived Mesenchymal Stem Cells and Ginkgo biloba Extract (EGb761) in a Rat Model of Ex-perimental Autoimmune Encephalomyelitis. Neuroimmunomodulation. 2016; 23 (1): 41-57. doi:https://doi.org/10.1159/000437429.
8. Hui S, Fangyu W., Protective effects of bilobalide against ethanol-induced gastric ulcer in vivo/vitro. Bio-med Pharmacother. 2017; 85: 592-600. doi:https://doi.org/10.1016/j.biopha.2016.11.068.
9. Zhang L., Liu J., Ge Y., Liu M. Ginkgo biloba Extract Reduces Hippocampus Inflammatory Responses, Im-proves Cardiac Functions And Depressive Behaviors In A Heart Failure Mouse Model. Neuropsychiatr. Dis. Treat. 2019; 15: 3041-3050. doi:https://doi.org/10.2147/NDT.S229296.
10. Fedorova A. M., Dyshlyuk L. S., Izgarysheva N. V., Asyakina L. K. Geroprotective properties of biologically active substances from Ginkgo biloba L. Current issues of modern medicine. Materials of the 87th All-Russian Baikal Scientific and Practical Conference of Young Scientists and Students with International Participation. 12-14 October 2020. Irkutsk. Ed. I. V. Malov, I. Zh. Seminskiy, A. G. Makeev, A. A. Dolbilkin. Irkutsk: Irkutsk Center for Surgery and Traumatology; 2021: 273-277. (In Russ.).
11. Chopikashvili L. V., Pukhaeva E. G., Rurua F. K., Farnieva Zh. G., Skupnevskiy S. V. Antimutagenic and Promutagenic Effects of Biologically Active Substances (BAS) of Ginkgo Biloba Tincture Developed against the Back-ground of Exposure to Ornidazole 5-Nitroimidazole Derivative and Lead Acetate. Vladikavkazskiy mediko-biologicheskiy vestnik = Vladikavkaz Medical and Biological Bulletin. 2014; 19 (28): 32-36. (In Russ.).
12. Dzevul'skaya I. V., Koval'chuk A. I., Malikov A. V. Morphological changes in the adrenal cortex of rats in experimental local thermal burn. Morfologicheskie vedomosti = Morphological statements. 2014; (1): 39-45. (In Russ.).
13. Dzevul'skaya I. V., Malikov A. V., Titarenko V. N. Effect of Hyperosmolar Solutions on Adrenal Cortical Microcirculation in Thermal Burn in Rats. Vestnik problem biologii i meditsiny = Bulletin of Biology and Medicine Problems. 2014; 2 (3): 289-293. (In Russ.).
