The effect of mexidol on conditioned avoidance in rats and heart rate variability after modeling septoplasty

This is the authors' abstract. We don't add key points for this paper.

Objective: To study the effects of experimental septoplasty (SP) in rats on memory, exploratory activity, and emotional reactivity during the development of a Passive Avoidance Conditioning (PAC), as well as changes in the spectral characteristics of heart rate variability (HRV); to examine the possibility of correcting the identified changes by systemic administration of an antioxidant. Material and methods: The study was performed on 45 Wistar rats (male, 4 months old). The experimental SP model was performed under general zoletil anesthesia using a sharp probe, which was used to incise the mucoperichondrium of the nasal septum in a caudo-rostral direction with zigzag movements. Rats were divided into 4 groups: 2 control groups, which were administered 0.9% NaCl or the antioxidant Mexidol, and 2 groups after septoplasty, which also administered 0.9% NaCl or Mexidol. On days 4–6 after the surgery, a PAC was developed and tested in a threechamber box, recording parameters of memory, exploratory behavior, and emotional reactivity. On the same days, cardiointervals were recorded, from which the spectral characteristics of the frequency components of HRV (VLF, LF, HF, and autonomic balance indices) were calculated. Results: Simulated SP in rats did not affect memory but increased the animals’ emotional reactivity on the test day. These changes manifested themselves as increased freezing and defecation, and decreased exploratory activity. On the day of familiarization with the test chamber, the SP-group showed an increase in the LF component of HRV, while on the day of memory testing, the VLF component increased due to a decrease in the HF component and the centralization index. Administration of the antioxidant Mexidol prevented the increase in emotional reactivity in rats, increased their exploratory activity, and increased the LF component of HRV during familiarization with the new experimental environment. On the test day, the LF component of HRV and the LF/HF index increased in this group of rats. Conclusion: Postsurgery inflammation of the nasal mucosa leads to an increase in the passive defensive response in rats in the early postoperative period, without impairing memory. CPAR testing is accompanied by shifts in the spectral characteristics of the HRV, manifested by a predominance of LF and VLF components. The biological significance of these behavioral and HRV spectrum changes may lie in the preservation of the body’s energy and metabolic reserves in conditions of uncertainty and a lack of information about the situation. These disturbances can be significantly reduced by systemic administration of an antioxidant. Mexidol maintains exploratory activity in rats after SP, reduces sympathoadrenal system activity in new environment, and activates this regulatory mechanism under conditions of increased stress. Цель: Изучить влияния экспериментального хирургического вмешательства на перегородке носа (СП – септопластика) крыс на память, исследовательскую активность и эмоциональную реактивность при выработке условного рефлекса пассивного избегания (УРПИ), а также изменение спектральных характеристик вариабельности сердечного ритма (ВСР), изучить возможность коррекции выявленных нарушений системным введением антиоксиданта. Материал и методы: Исследование выполнено на 45 крысах Вистар (самцы, 4 мес.). Экспериментальная модель СП осуществлялась под общим золетиловым наркозом при помощи острого зонда, которым в каудо-ростральном направлении зигзагообразными движениями надрезали слизисто-надхрящничный листок перегородки носа. Крыс разделили на 4 группы: 2 группы контроля, которым вводили NaCl 0,9% или антиоксидант Мексидол и 2 группы после СП, которым также вводили NaCl 0,9% или Мексидол. На 4–6-й дни после операции вырабатывали и тестировали УРПИ в трехкамерной установке, регистрируя параметры памяти, исследовательского поведения и эмоциональной реактивности. В те же дни регистрировали кардиоинтервалы, по которым рассчитывали спектральные характеристики частотных компонентов ВСР (VLF, LF, HF и индексы вегетативного баланса). Результаты: Моделирование СП у крыс не привело к нарушению памяти, но усилило проявления эмоциональной реактивности животных в день тестирования. Изменения проявились усилением реакции замирания, дефекации и снижением исследовательской активности животных. В день ознакомления с камерой для теста у оперированных крыс возрастала мощность LF-компонента ВСР, а в день тестирования памяти о токе мощность VLF-компонента за счет снижения HF-компонента и значение индекса централизации. Введение антиоксиданта Мексидола предотвращало усиление эмоциональной реактивности крыс, повышало их исследовательскую активность и рост мощности LF-компонента ВСР при ознакомлении с новой экспериментальной средой. В день тестирования, у крыс данной группы возрастал LF-компонента ВСР и значение индекса LF/HF. Заключение: Послеоперационное воспаление слизистой оболочки носа приводит к усилению пассивной оборонительной реакции крыс в раннем послеоперационном периоде, не нарушая память о болевом воздействии. Тестирование УРПИ сопровождается сдвигами спектральных характеристик ВСР, проявляясь преобладанием LF и VLF компонентов. Биологический смысл перечисленных изменений поведения и спектра ВСР может заключаться в сохранении энергетических и метаболических резервов организма в условиях неопределенности и недостатке информации об обстановке. Перечисленные нарушения могут быть значительно ослаблены системным введением антиоксиданта. Мексидол поддерживает исследовательскую активность крыс после СП, ослабляет активность симпатоадреналовой системы в новой обстановке и активирует данный регуляторный механизм в условиях повышенной стрессогенности.