melatonin effect on pain sensitivity of mice for thermal stimulation in

Since 1999
ISSN 2226-7425
Fundamental studies
MELATONIN EFFECT ON PAIN SENSITIVITY
OF MICE FOR THERMAL STIMULATION
IN DIFFERENT PERIODS OF THE DAY
Filippova G.F., Larionov L.P
Ural state medical university
Ekaterinburg, Russia
Experimental work aims at manifestation of circadian rhythms of pain sensitivity white male-mice and disclosure of
consistent patterns and peculiarities of melatonin effect on time regulations of some body functions of laboratory animals.
The research is based on “hot-plate” technique. Assessment of 24-hour pain sensitivity of mice without the medication
in the setting of MELAXEN curative dose use has been conducted. The experiments have managed to disclose consistent
patterns in pain sensitivity of the laboratory animals, depending on the time of day. During experimenting, it has been found
out that the administration of melatonin favoured the increase of mice’s sensitivity to thermal irritation indicators within all
24-hours and within maximal physical activity hours particularly. By assessment of pain sensitivity changes in the setting
of use of melatonin curative doses of sensitivity rhythm range has been disclosed, furthermore, the sensitivity threshold
did not change.
Keywords: melatonin, chronopharmacology, circadian rhythms, method of “a hot plate”.
ВЛИЯНИЕ МЕЛАТОНИНА
НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ РИТМЫ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ МЫШЕЙ
К ТЕРМИЧЕСКОМУ РАЗДРАЖЕНИЮ
В РАЗЛИЧНЫЕ ПЕРИОДЫ СУТОК
Филиппова Г.Ф., Ларионов Л.П.
Уральский государственный медицинский университет
Кафедра фармакологии
Екатеринбург, Россия
Выявлены особенности биологических циркадианных ритмов чувствительности мышей к термическому раздражению и особенности их реакции при этой модели боли на фоне мелатонина, вводимого внутрибрюшинно
в различные периоды суток.
Ключевые слова: мелатонин, хронофармакология, циркадианные ритмы, методика горячей пластинки.
Среди огромного количества разнообразных
ритмов, оказывающих влияние на живые организмы, особый практический и теоретический интерес
представляют ритмы с околосуточной длительностью периода (циркадианные). В обычных условиях, при нормальной адаптивной способности,
как правило, экзогенные географические и сезонные суточные и околосуточные ритмы синхронизированы с эндогенными физиологическими ритмами. В ряде случаев наблюдается так называемая
десинхронизация ритмов, полная или частичная
перестройка существующих физиологических ритмов организма животного или человека. Эта перестройка может быть обусловлена экзогенными
или эндогенными факторами, но ведет она неизбежно к состоянию напряжения или стрессу [1].
В качестве одного из ведущих стрессовых компонентов у животных и человека может выступать
боль. Эта физиологическая реакция является неспецифическим сигналом воздействия на организм
неблагоприятных разрушающих факторов. Одним
из основных механизмов развития болевого ощущения — нейрогуморальный. Восприимчивость
нервных и гуморальных структур отличается неоднородностью, что может быть обусловлено фазностью функционального состояния в зависимости
от периода суток. В ряду лекарственных средств
с особенным воздействием на биологические рит-
~ 17 ~
Издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий
и массовых коммуникаций (Роскомнадзор). Свидетельство о регистрации СМИ ПИ № ФС77-49390
Журнал представлен в НАУЧНОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ БИБЛИОТЕКЕ — головном исполнителе проекта
по созданию Российского индекса научного цитирования (РИНЦ)
Since 1999
ISSN 2226-7425
The journal of scientific articles “Health & education millennium”, 2014, volume 16, no. 3
мы можно выделить мелатонин. Отмечается, что
мелатонин оказывает собственный анальгезирующий эффект, что может быть обусловлено нейромедиаторной активностью этого вещества либо
его адаптогенными свойствами. Тем не менее,
анальгезирующая способность мелатонина была
исследована недостаточно, поэтому мы включили
мелатонин в исследования с целью рассмотреть
его влияние на чувствительность к термическому
раздражению.
Все вышеизложенное позволило определить
цель исследования: выявить наличие особенностей
биологических циркадианных ритмов на термическое раздражение у мелких лабораторных
животных (беспородных белых мышей), оценить
у них время реакции при этой модели боли на фоне
мелатонина, вводимого в различные периоды
суток.
Материалы и методы исследования. Исследования были проведены в опытах на беспородных
белых мышах-самцах средней массой 34,00 ± 4,00 г.
Животные содержались в условиях вивария при
температуре 22 °С, естественном освещении. Животных разделили на 6 групп по 10 особей
в каждой. Эксперимент осуществляли с использоВремя реакции
140%
120%
ванием методики исследования болевой чувствительности на «горячей пластинке» («hot-plate»
тест) — усовершенствованном Ларионовым Л.П.
на кафедре фармакологии приборе «Актотермоальгезиметр». Оценивали время рефлекса реакции
на боль (термическое раздражение) при контакте
подушечек лап с горячей поверхностью пластинки 55 °С, что основано на измерении времени
до момента отдергивания задней лапы, облизывания лап и/или прыжка. Исследование проводили
6 раз в сутки: 19.00, 23.00, 03.00, 11.00, 15.00 ч.
через 30, 60, 90 и 120 минут. Сначала регистрировали время рефлекса избегания термического
раздражения мышей без введения препарата,
затем исследовали указанные тесты на фоне введения мелатонина. Препарат вводили внутрибрюшинно в дозе 4 мг/кг массы особи.
Статистический анализ данных проводили
на базе пакета стандартных программ Windows
(Excel) и BioStat 2009. Для оценки достоверности
различий применяли t-критерий Стьюдента, критический уровень значимости при проверке статистических гипотез принимали меньшим или
равным 0,05.
*
*
**
100%
80%
60%
40%
20%
0%
19-00
23-00
03-00
07-00
11-00
15-00
Период регистрации
исходная структура
струткура 4х измерений (30´, 60´, 90´, 120´ мин) после введения мелатонина
Рис. 1. Структура реакции мышей на термическое болевое раздражение
в различные периоды суток на фоне внутрибрюшинного введения
4 мг/кг мелатонина
Примечание. * отличие достоверно по тесту Манна-Уитни по сравнению
с минимальным значением, p < 0,05; ** отличие достоверно по тесту Манна-Уитни
от среднесуточного значения, p < 0,05.
~ 18 ~
Издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий
и массовых коммуникаций (Роскомнадзор). Свидетельство о регистрации СМИ ПИ № ФС77-49390
Журнал представлен в НАУЧНОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ БИБЛИОТЕКЕ — головном исполнителе проекта
по созданию Российского индекса научного цитирования (РИНЦ)
Since 1999
ISSN 2226-7425
Fundamental studies
Результаты и обсуждение. При анализе данных суточного мониторирования времени реакции
лабораторных мышей на термическое раздражение
было выявлено, что в течение суток данный показатель значительно варьировал, образуя суточную ритмичность. Так, предполагаемая акрофаза
болевой чувствительности без использования
препарата отмечена в 15.00 и 19.00, что проявлялось низкой скоростью реактивности к термическому раздражению и длительным по времени
нахождением животного на горячей пластинке.
Мезор ритма реакции на фоне внутрибрюшинного
введения мелатонина в дозе 4 мг/кг массы составил
мыши 8,24 ± 0,86 сек., мезор естественного ритма
реакции 4,75 ± 0,47 сек, Таким образом, на фоне
мелатонина выявилось, что в дозе 4 мг/кг он оказывает прямое физиологическое влияние на чувствительность лабораторных животных к термическому раздражению.
Достоверное увеличение среднесуточного
уровня (мезор) в сравнении с контролем (интактные
животные) доказывает существование анальгезирующего воздействия мелатонина в указанной дозе
на организм лабораторных животных (см. рис. 1).
Степень изменения чувствительности мышей
к термическому раздражению в разные часы суток
существенно различалась, то есть анальгезирующий эффект мелатонина оказался хроноспецифическим. При этом различия оказались подчинены определенным закономерностям ритмического
характера. Максимальный эффект мелатонина мы
обнаружили в часы акрофазы естественного ритма
чувствительности животных к термическому раз-
дражению (03-00), а минимальный анальгезирующий эффект соответствовал акрофазе физиологического ритма (15-00).
ЛИТЕРАТУРА
1. Арушанян Э.Б. Хронофармакология на рубеже
веков. Ставрополь, 2005. С. 137.
2. Губин Г.Д., Губин Д.Г., Куликова С.В. Спектральная структура биоритмов температуры тела в онтогенезе человека // Успехи современного естествознания. 2006. № 12. С. 48—51.
3. Заславская Р.М. Хронофармакология и хронотерапия. В кн.: Хронобиология и хрономедицина. М.:
Триада-Х, 2000. С. 197—211.
4. Хетагурова Л.Г. Стресс: хрономедицинские
аспекты. Владикавказ: Проект Пресс, 2010. C. 18—32.
5. Журнал научных статей. Здоровье и образование в XXI веке. 2012. Т. 14. № 1.
6. Электронный научно-образовательный вестник
«Здоровье и образование в XXI веке». 2009. Т. 11. № 1.
URL: http://e-pubmed.org/isu2009.html
REFERENCES
1. Arushanyan E.B. Khronofarmakologiya na rubezhe
vekov, Stavropol', 2005, p. 137.
2. Gubin G.D., Gubin D.G., Kulikova S.V. Uspekhi
sovremennogo estestvoznaniya, 2006, no. 12, pp. 48—51.
3. Zaslavskaya R.M. Khronobiologiya i khronomeditsina, Moscow, Triada-Kh, 2000, pp. 197—211.
4. Khetagurova L.G. Stress: khronomeditsinskie
aspekty, Vladikavkaz, Proekt Press, 2010, pp. 18—32.
5. Zhurnal nauchnykh statey. Zdorov'e i obrazovanie v XXI veke, 2012, volume 14, no. 1.
6. Elektronnyy nauchno-obrazovatel'nyy vestnik
«Zdorov'e i obrazovanie v XXI veke», 2009, volume 11,
no. 1, available at: http://e-pubmed.org/isu2009.html
~ 19 ~
Издание зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий
и массовых коммуникаций (Роскомнадзор). Свидетельство о регистрации СМИ ПИ № ФС77-49390
Журнал представлен в НАУЧНОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ БИБЛИОТЕКЕ — головном исполнителе проекта
по созданию Российского индекса научного цитирования (РИНЦ)