vestimИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия медицинских наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Medical series1814-60232524-2350The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"vestim-356Research ArticleКЛИНИЧЕСКАЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНАCLINICAL AND EXPERIMENTAL MEDICINEВЛИЯНИЕ ИНТРАНАЗАЛЬНОЙ АППЛИКАЦИИ ГАММА-АМИНОМАСЛЯНОЙ КИСЛОТЫ НА ПРОЦЕССЫ ЗАПОМИНАНИЯ У КРЫС В УСЛОВИЯХ ГИПОКСИИIMPACT OF THE INTRANASAL APPLICATION OF GAMMA-AMINOBUTYRIC ACID ON THE MEMORY PROCESSES OF RATS UNDER HYPOXIA CONDITIONSМироноваГ. П.MironovaG. P.

канд. биол. наук, ст. науч. сотрудник.

Ph. D. (Biol.), Senior researcher.

ПашкевичС. Г.PashkevichS. G.

канд. биол. наук, заведующий лабораторией.

Ph. D. (Biol.), Head of the Laboratory.

skypasht@mail.ruИнститут физиологии НАН БеларусиБеларусьInstitute of Physiology of the National Academy of Sciences of BelarusBelarus20170103201701103110Copyright © Миронова Г.П., Пашкевич С.Г., 20172017Миронова Г.П., Пашкевич С.Г.Mironova G.P., Pashkevich S.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestimed.belnauka.by/jour/article/view/356

В экспериментах на 22 половозрелых крысах-самцах, у которых в челночной камере предварительно выработан условный рефлекс избегания, установлено, что после однократной аппликации гамма-аминомасляной кислоты (3 мг/мл в объеме 20 мкл) на слизистую оболочку полости носа крыс процесс угасания условного рефлекса замедляется на 2–3 недели по сравнению с контролем. Интраназальная аппликация гамма-аминомасляной кислоты, предшествующая 5-минутной гипобарической гипоксии, способствует восстановлению естественного угасания условного рефлекса, характерного для контрольных животных. Таким образом, воздействие на вомероназальный орган крыс классического тормозного медиатора вызывает перестройку интегративной деятельности мозга и способствует улучшению механизмов обучения и памяти, которыепри снижении напряжения кислорода в тканях мозга весьма уязвимы.

In the experiments on 22 adult male rats with a conditioned reflex of avoidance prepared in the shuttle chamber, it was found that a single application of gamma-amino butyric acid (3 mg/ml in a volume of 20 μl) at the nasal mucosa of rats was accompanied by deceleration of the extinction process of the conditioned reflex to 2–3 weeks compared with controls. The intranasal application of gamma-amino butyric acid before hypobaric hypoxia (5 min) contributed to the restoration of the natural pattern of extinction of the conditioned reflex, which was typical for the control animals.Thus, the impact of classical inhibitory neurotransmitter on the vomeronasal organ in rats was characterized by the restructuring of the integrative activity of the brain and the improvement of learning and memory mechanisms that were vulnerable to reduced oxygen tension in the brain tissues.

условный рефлексинтраназальная аппликациягамма-аминомасляная кислотагипобарическая гипоксияconditioned reflexintranasal applicationgamma-amino butyric acidhypobaric hypoxiaReferencesЦелкова, И. В. Системные защитные реакции при интраназальной аппликации эндотоксина / И. В. Целкова, В. А. Кульчицкий // LAP LAMBERT: Academic Publishing, 2015. – 138 c.Tselkova I. V., Kulchitskii V. A. Sistemnye zashchitnye reaktsii pri intranazal’noi applikatsii endotoksina [Systemic protective responses at intranasal application of endotoxin], LAP LAMBERT: Academic Publishing, 2015.Миронова, Г. П. Особенности угасания условного рефлекса у крыс после интраназальной аппликации эндотоксина / Г. П. Миронова, И. В. Стрижак // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. мед. навук. – 2011. – № 1. – С. 52–55.Mironova G. P., Strizhak I. V. “Features of conditional reflex fading of rats after the intranasal application of endotoxin”, Vestsі Natsyyanalnai akademіі navuk Belarusi. Seryya medytsynskіkh navuk [Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Series of Medical Sciences], 2011, no. 1, pp. 52–55.Миронова, Г. П. Влияние ингибиторов сериновых протеиназ на формирование условных рефлексов у экспериментальных животных / Г. П. Миронова, В. П. Голубович // Новости мед.-биол. наук. – 2008. – № 1–2. – С. 99–103.Mironova G. P., Golubovich V. P. Influence of serine proteinase inhibitors on the formation of conditional reflexes of experimental animals”, Novostі medіko-bіologіcheskіkh nauk [News of Biomedical Sciences], 2008, no. 1–2, pp. 99–103.Миронова, Г. П. Влияние снижения напряжения кислорода на когнитивные функции в эксперименте / Г. П. Миронова, Л. С. Ханило, С. Г. Пашкевич // Докл. Нац. акад. наук Беларуси. – 2015. – Т. 59, № 3. – С. 78–82.Mironova G. P., Khanilo L. S., Pashkevich S. G. “Influence of a decrease in oxygen stress on the cognitive functions in the experiment”, Doklady Natsional’noi akademii nauk Belarusi [Doklady of the National Academy of Sciences of Belarus], 2015, vol. 59, no. 3, pp. 88–92.Самойлов, М. О. Сигнальные молекулярные и гормональные механизмы формирования протективных эффектов гипоксического прекондиционирования / М. О. Самойлов, Е. А. Рыбникова, А. В. Чурилова // Патол. физиология и эксперим. терапия. – 2012. – № 3. – С. 3–10.Samoilov M. O., Rybnikova E. A., Churilova A. V. “Signal molecular and hormonal mechanisms of formation of the protective effects of hypoxic preconditioning”, Patologicheskaya fiziologiya i eksperimentalnaya terapiya [Pathological Physiology and Experimental Therapy], 2012, no. 3, pp. 3–10.Кратковременная гипоксия вызывает селективную гибель ГАМК-ергических нейронов / М. В. Туровская [и др.] // Биол. мембраны. – 2013. – Т. 30, № 5–6. – С. 479–490.Turovskaya M. V., Turovskii E. A., Kononov A. V., Zinchenko V. P. “Short hypoxia causes the selective death of GABAergic neurons”, Biologicheskie membrany [Biochemistry (Moscow), Supplement Series A: Membrane and Cell Biology], 2013, vol. 30, no. 5–6, pp. 479–490.ГАМКергическая система в реализации анксиолитического действия «Пропротена»: эксперим. исследование / Т. А. Воронина [и др.] // Бюл. эксперим. биол. и мед. – 2003. – № 1. – С. 37–39.Voronina T. A., Molodavkin G. M., Sergeeva S. A., Epshtein O. I. “GABAergic system in the realization of the anxiolytic action of Proproten: an experimental study”, Byulleten’ eksperimental’noi biologii i meditsiny [Bulletin of Experimental Biology and Medicine], 2003, no. 1, pp. 37–39.Розанов, В. А. Роль системы ГАМК в механизмах фармако-метаболической защиты мозга от гипоксии /В. А. Розанов // Анестезиология и реаниматология. – 1989. – № 2. – С. 68–78.Rozanov V. A. “Role of the GABAegric system in the mechanisms of the pharmacological-metabolic protection of the brain from hypoxia”, Anesteziologiya i reanimatologiya [Russian Journal of Anaesthesiology and Reanimatology], 1989, no. 2, pp. 68–78.Systemic lipopolysaccharide administration impairs retrieval of context-object discrimination, but not spatial, memory: Evidence for selective disruption of specific hippocampus-dependent memory functions during acute neuroinflammation / J. Czerniawski [et al.] // Brain Behav. Immun. – 2015. – Vol. 44. – P. 159–166.Czerniawski J., Miyashita T., Lewandowski G., Guzowski J. F. “Systemic lipopolysaccharide administration impairs retrieval of context-object discrimination, but not spatial, memory: Evidence for selective disruption of specific hippocampus-dependent memory functions during acute neuroinflammation”, Brain, Behavior, and Immunity, 2015, vol. 44, pp. 159–166.Tyagi, R. K. Possible role of GABA-B receptor modulation in MPTP induced Parkinson’s disease in rats / R. K. Tyagi, R. Bisht, J. Pant // Exp. Toxicol. Pathol. – 2015. – Vol. 67, N 2. – P. 211–217.Tyagi R. K., Bisht R., Pant J. “Possible role of GABA-B receptor modulation in MPTP induced Parkinsons disease in rats”, Experimental and Toxicologic Pathology, 2015, vol. 67, no. 2, pp. 211–217.Chebib, M. GABA-Activated Ligand Gated Ion Channels: Medicinal Chemistry and Molecular Biology / M. Chebib, G. A. R. Johnston // J. Med. Chem. – 2000. – Vol. 43, N 8. – P. 1427–1447.Chebib M., Johnston G. A. R. “GABA-Activated Ligand Gated Ion Channels: Medicinal Chemistry and Molecular Biology”, Journal of Medicinal Chemistry, 2000, vol. 43, no. 8, pp. 1427–1447.Nazem, A. Rodent models of neuroinflammation for Alzheimer’s disease / A. Nazem, R. Sankowski, M. Bacher //J. Neuroinflammation. – 2015. – Vol. 17, N 12. – P. 74.Nazem A., Sankowski R., Bacher M., Al-abed Yo. “Rodent models of neuroinflammation for Alzheimer’s disease”, Journal of Neuroinflammation, 2015, vol. 17, no. 12, p. 74.Tweedie, D. Tumor necrosis factor-α synthesis inhibitor 3,6’-dithiothalidomide attenuates markers of inflammation, Alzheimer pathology and behavioral deficits in animal models of neuroinflammation and Alzheimer’s disease / D. Tweedie, R. A. Ferguson, K. Fishman // J. Neuroinflammation. – 2012. – Vol. 29, N 9. – P. 106.Tweedie D., Ferguson R. A., Fishman K., Frankola K. A., Van Praag H., Holloway H. W., Luo W., Li Ya., Caracciolo L., Russo I., Barlati S., Ray B., Lahiri D. K., Bosetti F., Greig N. H., Rosi S. “Tumor necrosis factor-α synthesis inhibitor 3,6′-dithiothalidomide attenuates markers of inflammation, Alzheimer pathology and behavioral deficits in animal models of neuroinflammation and Alzheimers disease”, Journal of Neuroinflammation, 2012, vol. 9, no. 1, p. 106.Sallam, M. Y. Central GABAA receptors are involved in inflammatory and cardiovascular consequences of endotoxemia in conscious rats / M. Y. Sallam // Naunyn Schmiedebergs Arch. Pharmacol. – 2016. – Vol. 389, N 3. – P. 279–288.Sallam M. Y., El-Gowilly S. M., Abdel-Galil A. G., El-Mas M. “Central GABAA receptors are involved in inflammatory and cardiovascular consequences of endotoxemia in conscious rats”, Naunyn-Schmiedeberg’s Archives of Pharmacology, 2016, vol. 389, no. 3, pp. 279–288.Miwa, M. Effects of betaine on lipopolysaccharide-induced memory impairment in mice and the involvement of GABA transporter 2 / M. Miwa, M. Tsuboi, Y. Noguchi // J. Neuroinflammation. – 2011. – Vol. 4, N 8. – P. 153.Miwa M., Tsuboi M., Noguchi Y., Enokishima A., Nabeshima T., Hiramatsu M. “Effects of betaine on lipopo-lysaccharide-induced memory impairment in mice and the involvement of GABA transporter 2”, Journal of Neuroinflammation, 2011, vol. 4, no. 8, p. 153.Vega-Flores, G. The GABAergic Septohippocampal Pathway Is Directly Involved in Internal Processes Related to Operant Reward Learning / G. Vega-Flores, S. E. Rubio, M. T. Jurado-Parras // Cereb Cortex. – 2014. – Vol. 24, N 8. – P. 2093–2107.Vega-Flores G., Rubio S. E., Jurado-Parras M. T., Gómez-Climent M. A., Hampe C. S., Manto M., Soriano E., Pascual M., Gruart A., Delgado-García J. M. “The GABAergic Septohippocampal Pathway is Directly Involved in Internal Processes Related to Operant Reward Learning”, Cerebral Cortex, 2014, vol. 24, no. 8, pp. 2093–2107.European Convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purposes. Strasbourg: Europ. Treaty Series. – 1986. – N 123. – 48 p.European Convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purposes, European Treaty Series, no. 123, Strasbourg, FR, 1986.Буреш, Я. Методика и основные эксперименты по изучению мозга и поведения / Я. Буреш, О. Бурешова, Д. Хьюстон. – М., 1991. – 400 с.Buresh Ya., Bureshova O., H’yuston D. Metodika i osnovnye eksperimenty po izucheniyu mozga i povedeniya [Methods and the main experiments on the brain and its behavior], Мoscow, RU, 1991.Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ / под ред. Р. У. Хабриева. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 2005. – 832 с.Khabriev R. U. (ed.). Rukovodstvo po eksperimental’nomu (doklinicheskomu) izucheniyu novykh farmakologicheskikh veshchestv [Manual on the experimental (preclinical) study of new pharmacological substances], 2nd ed., revised and enlarged, Medicine Ltd., Moscow, RU, 2005.Методические рекомендации по экспериментальному изучению препаратов, предлагаемых для клинического изучения в качестве антигипоксических средств / под ред. Л. Д. Лукьяновой. – М., 1990. – 18 с.Luk’yanova L. D. (ed.). Metodicheskie rekomendatsii po eksperimental’nomu izucheniyu preparatov, predlagaemykh dlya klinicheskogo izucheniya v kachestve antigipoksicheskikh sredstv [Methodical recommendations on the experimental study of preparations proposed for the clinical study as antihypoxial means], Moscow, 1990.Литвицкий, П. Ф. Патофизиология: учебник / П. Ф. Литвицкий. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: ГЭОТАР Медиа, 2015. – Т. 1–2. – 792 с.Litvitskii P. F. Patofiziologiya: uchebnik [Pathophysiology: text-book], 5nd ed., revised and expanded, GEOTAR Media, Мoscow, RU, 2015, vol. 1–2.Сравнительное экспериментальное изучение ноотропных свойств аналога ГАМК фенибута и его метилового эфира / В. В. Багметова [и др.] // Фунд. исслед. – 2011. – № 10. – С. 467–471.Bagmetova V. V., Borodkina L. E., Tyurenkov I. N., Berestovitskaya V. M., Vasil’eva O. S. “Comparative experimental study of nootropic properties of the analog of GABA phenibutum and its methyl alcohol”, Fundamentalnye issledovaniya [Fundamental research], 2011, no. 10, pp. 467–471.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.