Сравнительная характеристика процессов обучения и поведения в условиях повышенного уровня половых гормонов

Приоритет в исследованиях последних лет в области нейроэндокринологии принадлежит установлению четких взаимоотношений между нервной и эндокринной системами в формировании различных поведенческих реакций, эмоций и памяти, а также выяснению тонких механизмов взаимодействия между отдельными гормонами и нервными факторами в регуляции высших функций мозга [3]. Несмотря на это, несколько меньше внимания уделяется исследованиям, касающимся влияния половых гормонов на процессы обучения и памяти, особенно посвященным изучению взаимосвязи между характером процесса обучения и уровнем андрогенов или эстрогенов в организме.

Целью настоящей работы явилась сравнительная оценка влияния повышенного уровня половых гормонов в организме при системном введении гормональных препаратов на способность к обучению, сохранение следа памяти и поведение у крыс обоего пола.

Материалы и методы

Эксперименты выполнены на 120 белых беспородных половозрелых крысах обоего пола массой 200—220 г, полученных из питомника "Рапполо- во”. Исследования проводили в утренние часы (с 9 до 13 ч). Животных содержали в условиях вивария при естественном освещении и максимальной стандартизации температурного и пищевого режимов со свободным доступом к еде и воде. Для выполнения каждой методики крыс разделили на 4 группы: 2 контрольные (самцы и самки) и 2 опытные по 10 животных в группе. Моделирование избытка половых гормонов осуществляли путем предварительного введения синтетических гормональных препаратов в течение 4 сут: тестостерона пропионата (Ростовский химический завод) в дозе 5,0 мг/кг внутримышечно и эстрадиола дипропионата (АО "Здоровье”, Харьков) в дозе 0,1 мг/кг внутримышечно. В течение всего периода обучения и тестирования постоянный повы-

Рис. 1. Влияние половых гормонов при их системном введении на динамику обучения УРАИ у крыс обоего пола.

Здесь и на рис. 2 по оси ординат: % УРАИ; по оси абсцисс: дни эксперимента. I — контроль (самцы); 2 — контроль (самки); 3 — тестостерона пропионат (5,0 мг/кг); 4 — эстрадиола дипропионат (0,1 мг/кг).

шенный уровень половых гормонов в организме животного поддерживали ежедневным введением этих же гормональных препаратов. Животные контрольных групп получали физиологический раствор в эквивалентном объеме.

Для сравнения влияния половых гормонов на процесс обучения и памяти использовали 2 разные модели: условную реакцию активного избегания (УРАИ) и условную реакцию пассивного избегания (УРПИ) [1]. Поведение животных оценивали в тесте ’’открытое поле" [2].

Статистическую обработку данных проводили с использованием /-критерия Стьюдента с помощью пакета прикладных программ STATGRAPHICS.

Результаты и их обсуждение

Как видно из табл. 1, повышение уровня тестостерона или эстрадиола не влияло на воспроизведение навыка пассивного избегания через 24 ч после предварительного обучения. Это позволяет сделать заключение, что избыток половых гормонов не нарушает формирование энграммы кратковременной памяти и не изменяет процесс консолидации. Однако следует отметить, что при обучении тестостерона пропионат достоверно повышал суммарное время пребывания крысы в освещенной камере, тогда как у крыс, получавших эстрадиола дипропионат, не отмечалось повторного захождения животного в освещенную камеру после первого захождения в темную камеру.

Анализ обучения УРАИ показал, что животные обоего пола в контрольных группах начинали обучаться со 2—3-го дня тренировок и к 4—5-му дню достигали 60% уровня УРАИ, который был принят в качестве адекватного критерия обучения (рис. 1). В то же время у крыс, получавших эстрадиола дипропионат, наблюдали ускоренный процесс выработки навыка активного избегания по сравнению с контрольной группой самок. Появление правильных ответов на условный сигнал наблюдали уже в 1-й день обучения, а к 5-му дню тренировок уровень реакции у этих крыс превышал принятый критерий обучения, и в дальнейшем отмечалась выраженная тенденция к его увеличению. Введение тестостерона пропионата оказало негативное влияние на процесс активного обучения. В течение первых 3 дней обучения у крыс наблюдали повышенную агрессивность и неадекватность поведения. Появление условной реакции отмечали только на 4-й день, и степень обучаемости к 7-му дню тренировок не превышала 18%. При последующем тестировании сохранения следа памяти через 24 ч (на 8-й день) обнаружено, что как у животных контрольных групп, так и у животных, получавших эстрадиола дипропионат, происходило постепенно угасание навыка активного избегания, и к 5-му дню тестирования уровень воспроизведения УРАИ составлял 10%. У животных, получавших тестостерона пропионат, в отсутствие подкрепления током не отмечено правильных ответов, что свидетельствует о полной амнезии условной реакции, а также о нарушении процессов формирования энграммы долговременной памяти и закрепления полученной информации (рис. 2).

Таблица 1

Влияние половых гормонов при их системном введении на формирование и сохранение УРПИ у крыс обоего пола (М ± т)

Примечание. Здесь и в табл. 2: прочерк — отсутствие регистрации данного параметра. * — р < 0,01 по сравнению с контролем.

Таблица 2

Влияние половых гормонов при их системном введении на поведение крыс обоего пола в тесте “открытое поле” в течение 180 с (сводная таблица) (М ± т)

Примечание. * — р < 0,05 по сравнению с контролем.

Положительное влияние эстрадиола дипропионата на выработку УРАИ (табл. 2), по-видимому, связано с его влиянием на поведенческие реакции животного, так как в тесте "открытое поле" у этих крыс были выявлены повышение двигательной активности и снижение груминговых реакций, что обусловливало достоверное увеличение исследовательского поведения. Введение тестостерона, напротив, существенно не меняло характер поведения животных, что указывает на отсутствие корреляции между негативным действием повышенного уровня тестостерона на активное обучение и его влиянием на поведенческие реакции.

Результаты настоящего исследования совпадают с данными М. Singh и соавт. [5], показавшими, что экзогенное введение 17р-эстрадИола ускоряет процесс выработки навыка активного избегания по сравнению с интактными животными. К настоящему времени в литературе имеются сведения, свидетельствующие о наличии связи между повышенным уровнем тестостерона и нарушением процессов обучения и памяти [4, 6]. Полагают, что влияние половых гормонов на высшие функции мозга обусловлено их модулирующим воздействием на функциональное состояние ЦНС [7].

На основании полученных данных можно говорить о том, что повышение уровня половых гормонов оказывает противоположное влияние на процессы активного и пассивного обучения, а также на характер поведения у крыс обоего пола.

Выводы

1. Системное введение гормонов половых желез (тестостерона пропионата и эстрадиола дипропионата) не влияет на приобретение и сохранение навыка пассивного избегания.
2. Повышение уровня тестостерона в организме крыс-самцов приводит к нарушению выработ-

Рис. 2. Влияние половых гормонов при их системном введении на динамику сохранения УРАИ у крыс обоего пола.

7 — контроль (самцы); 2 — контроль (самки); 3 — эстрадиола дипропионат (0,1 мг/кг). У животных, получавших тестостерона пропионат, наблюдалась амнезия условной реакции.

ки и последующего воспроизведения навыка активного избегания и не меняет общий характер поведения животного.

3. Повышение уровня эстрогенов в организме крыс-самок ускоряет процесс обучения навыку активного избегания, а также повышает поведенческую активность животного.