УДК 577.112.083;57.024

Влияние пептидов продуктов пчеловодства на степень развития ангедонии у крыс в условиях хронического стресса¹

Клыченков Сергей Викторович – старший преподаватель кафедры Общей биологии и биохимии Пензенского государственного университета.

Кручинина Анастасия Дмитриевна – кандидат биологических наук, доцент кафедры Общей биологии и биохимии Пензенского государственного университета.

Аннотация: В статье рассмотрено влияние пептидов, выделенных из маточного молочка и пчелиного мёда, на степень сформированности ангедонии у крыс в условиях хронического стресса. Установлено, что при формировании стрессового состояния случайными факторами в течение 15 дней на фоне интраназального введения пептидов маточного молочка в дозе 300 мкг/кг массы тела один раз в сутки у крыс опытной группы снижается степень сформированности ангедонии по сравнению с животными контрольной группы, что выражается в уменьшении степени потребления питьевой воды в сторону увеличения потребления 1%-го раствора сахарозы. Вероятно, пептиды маточного молочка при интраназальном введении участвуют в регуляции процессов адаптации к стрессу и работы системы подкрепления.

Ключевые слова: ангедония, пептиды маточного молочка, пептиды пчелиного мёда, продукты пчеловодства, тест предпочтения сахарозы.

Введение

Депрессия является расстройством, гетерогенным по своему патогенезу, но для большинства видов депрессии характерны такие ключевые симптомы, как снижение настроения, активности и ангедония [1]. Последний симптом обычно определяется как отсутствие желания или возможности получать удовольствие в силу различных причин, связанных с нарушением работы системы подкрепления. Конкретные механизмы, лежащие в основе формирования такого поведения, однако, недостаточно хорошо изучены в силу различных причин. Одним из таких обстоятельств является сложность в изучении нейробиологических основ сложных типов поведения: изучение формирования ангедонии на животных моделях базируется на поведенческих тестах с использованием первичных или безусловных форм подкрепления (еда, питьё), в то время как поведенческие исследования на людях в силу этических причин используют вторичные формы подкрепления, например, денежное вознаграждение [2], однако это не отменяет общих механизмов функционирования нервной деятельности, вовлечённых в формирование депрессивного и ангедонистического состояния. Согласно моноаминовой теории ключевую роль в патогенезе депрессии лежит недостаток моноаминов в синаптической щели (прежде всего серотонина, дофамина и норадреналина) [3]; именно на механизмы регуляции метаболизма моноаминов направлено действие большинства антидепрессантов, однако в научной литературе недостаточно данных о вкладе пептидергической системы в гомеостаз моноаминов. В то же время установлено, что при введении антидепрессантов изменяется уровень целого ряда нейропептидов, многие из которых участвуют в функционировании нейрохимических систем, опосредующих сложные формы поведения и эмоциональную сферу [4].

С другой стороны известно, что многие пептиды, выделенные из растительного или животного сырья, обладают нейроактивностью. Попадая в организм модельных животных через различные пути введения, пептиды оказывают воздействие на молекулярные мишени, изменяя уровни собственных нейропептидов организма через активность ферментов их процессинга или механизмы их релизинга, что и обусловливает актуальность изучения биологической активность пептидов маточного молочка и пчелиного мёда.

Материалы и методы

Лабораторные животные

Эксперимент был проведён на самцах крыс линии Wistar массой 190-210 гр. Животные содержались в условиях чередования циклов дня и ночи по 12 часов каждый, имели свободный доступ к еде и воде вне рамок эксперимента. В эксперименте участвовали 3 группы животных: контрольная (получали 0,9% раствор NaCl) и 2 опытных (получали пептиды маточного молочка или пчелиного мёда).

Получение пептидов

Пептиды маточного молочка и пчелиного мёда были получены ранее описанным методом [5]. Кратко: из продуктов пчеловодства были приготовлены водные растворы концентрации 10% и 30% (маточное молочко и пчелиный мёд соответственно) и после предварительной фильтрации через бумажный фильтр для удаления грубых загрязнений были профильтрованы через мембрану для ультрафильтрации Vivaflow с порогом массы в 5 кДа. Пептиды были выделены из фильтрата методом ионообменной хроматографии на DEAE-целлюлозе с использованием 0,2 М Трис-HCl буфера (pH = 10) в качестве сорбирующего и 0,2 М Na-цитратного буфера (pH = 6) в качестве десорбирующего. Очищенные ионообменной хроматографией пептидные фракции были обессолены гель-фильтрацией на сефадексе G-25. Полученные водные растворы пептидов маточного молочка и трутневого расплода использовались для эксперимента.

Формирование хронического стресса и введение пептидов

В качестве стрессовых факторов использовались следующие раздражители: оставление без воды на 24 часа, нарушение режима день/ночь (свет 24 часа), содержание в темноте в течение 5 часов в период дня, иммобилизация на 50 минут, помещение клетки на 1D-шейкер (300 rpm), содержание при 4° С в течение 60 минут, плавание без возможности выбраться из сосуда с водой в течение 5 минут (по 2 разных фактора в сутки в случайном порядке в течение 15 дней) [6]. Параллельно со стрессовым воздействием крысам вводили пептиды пчелиного мёда или маточного молочка интраназально раз в сутки в концентрации 300 мкг/кг массы тела в объёме 8 мкл.

Тест «Предпочтение сахарозы»

На 15 день животным, предварительно оставленным на 24 часа без питьевой воды, на 12 часов были предложены на выбор две одинаковых поилки, одна из которых содержала 1% раствор сахарозы, а другая — питьевую воду. По прошествии 12 часов был измерен объём выпитой жидкости из каждой поилки и рассчитана доля выпитого раствора сахарозы по формуле: (объём потреблённой сахарозы/сумма объёмов потреблённой питьевой воды и сахарозы)*100%. Уменьшение доли потреблённой сахарозы свидетельствует о развитии ангедонии [7].

Статистическая обработка данных

Статистическая обработка данных была проведена в программе LibreOffice Calc и включала в себя расчёт стандартного отклонения и t-критерия Стьюдента (уровень достоверности p < 0,05).

Результаты и обсуждение

В результате эксперимента было выяснено, что животные, получавшие пептиды маточного молочка проявили больший интерес к 1% раствору сахарозы, чем животные, получавшие пептиды пчелиного мёда или 0,9% раствор NaCl (рис. 1). В рамках данного эксперимента сладкая вода воспринимается животными как безусловный фактор удовольствия, и уменьшение потребления раствора сахарозы при свободном доступе к нему рассматривается как успешное развитие ангедонии.

Развитие ангедонии в условиях постоянного воздействия случайными стрессовыми факторами может означать формирование депрессивного состояния экспериментальных животных. Статистически достоверное увеличение потребления сахарозы крысами, получавших пептиды маточного молочка, по сравнению с группой контроля или группой пептидов пчелиного мёда, свидетельствует о том, что пептиды маточного молочка могут быть вовлечены в регуляцию нейробиологическсих процессов, ответственных за устойчивость к стрессу различной природы. Отсутствие статистически достоверного изменения в доле потреблённой сладкой воды в группе животных, получавших пептиды пчелиного мёда, говорит об обратном (в отношении пептидов пчелиного мёда).

Рисунок 1. Сравнение доли потребления 1% раствора сахарозы для групп животных контроля и получавших пептиды маточного молочка и пчелиного мёда (p < 0,05 при сравнении группы пептидов маточного молочка и контроля и пептидов пчелиного мёда).

Заключение

В ходе данного эксперимента было показано, что пептиды маточного молочка усиливают стрессоустойчивость лабораторных животных в условиях теста «Предпочтение сахарозы», т. е. препятствуют развитию ангедонии на фоне воздействия случайными стрессовыми факторами. Вероятно, в составе пептидов маточного молочка находятся нейроактивные пептиды, действующие на те или иные регуляторные процессы, задействованные в нейрохимической регуляции поведения и адаптации. По своей природе маточное молочко является одни из факторов возникновения фенотипической гетерогенности пчелиного улья, и воздействие пептидов в его составе на нервную систему может быть ещё одним механизмом поддержания данного феномена.

Список литературы

1. Höflich A., Michenthaler P., Kasper S., Lanzenberger R. Circuit Mechanisms of Reward, Anhedonia, and Depression // International Journal of Neuropsychopharmacology. - Vol. 22. - Issue 2. - PP. 105-118.
2. Rizvi S. J., Pizzagalli D. A., Sproule B. A., Kennedy S. H. Assessing anhedonia in depression: Potentials and pitfalls // Neuroscience & Biobehavioral Reviews. - 2016. - Vol. 65. - PP. 21-35.
3. Коган Б. М., Дроздов А. З. Патогенетические механизмы развития депрессивных расстройств // Системная психология и социология. – 2013. – № 7. - С. 46-50.
4. Rotzinger S. Lovejoy D. A., Tan L. A. Behavioral effects of neuropeptides in rodent models of depression and anxiety // Peptides. – 2010. – V. 31. – № 4. – PP. 736-756.
5. Клыченков С. В., Кручинина А. Д., Бичурина Л. А. Антибактериальная активность пчелиного мёда и его пептидных фракций // Учёные записки Крымского федерального университета им. В. И. Вернадского. Биология. Химия. - 2021. - Т. 7. - №3. - С. 101-111.
6. Zeldetz V., Natanel D., Boyko M., Zlotnik A., Shiyntum H. N., Grinshpun J., Frank D., Kuts R., Brotfain E., Peiser J. A New Method for Inducing a Depression-Like Behavior in Rats // Journal of Visualized Experiments . - 2018. - e57137
7. Meng-Ying Liu, Chun-Yu Yin Li-Juan Zhu, Xian-Hui Zhu, Chu Xu, Chun-Xia Luo, Hongshan Chen, Dong-Ya Zhu, Qi-Gang Zhou. Sucrose preference test for measurement of stress-induced anhedonia in mice // Nature Protocols. - 2018. - Vol. 13. - PP. 1686–1698.

¹ Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 20-34-90050