РІВЕНЬ КОРТИЗОЛУ ТА ДИНАМІКА ПОВЕДІНКОВИХ РЕАКЦІЙ У МИШЕЙ ПІД ВПЛИВОМ ІНТЕРЛЕЙКІНУ-2 В УМОВАХ ФІЗИЧНИХ ТРЕНУВАНЬ

Abstract

Резюме. Реакція гіпоталамо-гіпофізарно-наднир- ковозалозної системи, що супроводжується збільшен- ням в крові кортизолу, адекватно величині фізичного навантаження, може слугувати важливим раннім інди- катором перетренування і виникнення стресу. Стрес, у свою чергу, призводить до значних змін у централь- ній нервовій системі, що яскраво проявляється у пове- дінкових реакціях. Інтерлейкін-2 (ІЛ-2) може чинити од- ночасний вплив на регулювання гомеостазу в мозку та в імунній системі. ІЛ-2 ефективно використовується при лікуванні імуносупресії, викликаної стресом, і воло- діє стимулювальним та антидепресивним ефектами. Мета дослідження – оцінити вплив ІЛ-2 на рівень кортизолу та динаміку поведінкових реакцій у мишей при фізичному стресі. Матеріали і методи. Дослідження проводили на статевозрілих лабораторних мишах-самцях. Було сформовано п’ять дослідних та одну контрольну (без фізичних тренувань) групи тварин. Перша група отри- мувала інгібітор ІЛ-2 («Циклоспорин») (10 мг/кг), друга, третя та четверта групи – ІЛ-2 («Ронколейкін») у кон- центраціях 5000; 7500 та 30000 МО/кг відповідно, п’ята група– стерильний фізіологічний розчин. У якості фізич- ного тренування використовувався метод примусово- го плавання до повного виснаження з вантажем. Вміст кортизолу в сироватці крові визначали з використанням реагентів «Кортизол – ІФА». Поведінку тварин дослі- джували, використовуючи методику «відкрите поле». Результати. Стимуляція ІЛ-2 у високій концентрації призвела до суттєвого збільшення рівня кортизолу в си- роватці крові мишей на 4-му та 6-му тижнях порівняно з контролем та попереднім періодом (р≤0,05). Тварини, яким вводили ІЛ-2 в середній концентрації, мали помірне збільшення рівня кортизолу, який зростав протягом усіх фаз адаптації до фізичного навантаження. Спостеріга- лись достовірні відмінності порівняно з контролем (від- повідно на 51,8 % – на 4-му, на 36,5 % – на 6-му тижнях, р≤0,05). У групі тварин з інгібуванням ІЛ-2 рівень корти- золу на 4-му тижні знизився порівняно з попереднім пері- одом (на 16 %, р≤0,05) з подальшим суттєвим ІЛ-2 в низькій концентрації та без впливу препаратів продемонстрували підвищення рівня кортизолу порів- няно з контролем на 4-му тижні та порівняно з попере- дніми показниками на 6-му тижні фізичних тренувань. Протягом усіх періодів експерименту була відзначена відмінність показників поведінкової активності в тесті «відкрите поле» залежно від періоду та впливу ІЛ-2 різної концентрації або ж його інгібування. Висновки. З’ясовано, що уведення ІЛ-2 впливає на концентрацію кортизолу в сироватці крові лабораторних мишей, які знаходились в умовах фізичних навантажень. У тварин, яким уводили ІЛ-2 в середній концентрації, не було значного підвищення рівня кортизолу. При уведенні малих концентрацій ІЛ-2 рівень кортизолу підвищувався із зна- чним спадом у фазі відновлення. В умовах дії високих кон- центрацій ІЛ-2 рівень кортизолу підвищувався протягом усіх тижнів, із значним стрибком на останньому тижні фізичних тренувань. Тож середні концентрації ІЛ-2 мають стрес-протекторну дію в умовах фізичних навантажень. На моделі фізичного стресу в білих мишей показано, що уведення ІЛ-2 впливає на поведінку дослідних тварин. У се- редніх концентраціях ІЛ-2 призводить до зниження рівня тривожності, підвищення рухової активності тварин та активізації дослідницької поведінки. The reaction of the hypothalamic-pituitaryadrenal system, accompanied by an increase in blood cortisol, adequate to the amount of exercise, can serve as an important early indicator of overtraining and stress. Stress, in turn, leads to significant changes in the central nervous system, which is clearly manifested in behavioral reactions. Interleukin-2 (IL-2) may have a simultaneous effect on the regulation of homeostasis in the brain and immune system. The drug IL-2 is effectively used in the treatment of immunosuppression caused by stress, and has stimulating and antidepressant effects. The aim of the study – to evaluate the effect of IL-2 on cortisol levels and the dynamics of behavioral responses in mice under physical stress. Materials and Methods. The study was performed on adult male laboratory mice. Five experimental and one control (without physical training) groups of animals were formed. Group I received an inhibitor of IL-2 (Cyclosporine) (10 mg/kg), groups II, III and IV – IL-2 (Roncoleukin) in concentrations of 5000, 7500 and 30,000 IU/kg, respectively, group V – sterile saline. The method of forced swimming to complete exhaustion with a load was used as physical training. The content of cortisol in the blood serum was determined using reagents "Cortisol – ELISA". The behavior of animals was studied using the method of “Open field”. Results. Stimulation of IL-2 in high concentrations led to a significant increase in serum cortisol levels in mice at 4 and 6 weeks compared to the control and previous period (p≤0.05). Animals administered IL-2 at medium concentrations had a moderate increase in cortisol levels, which increased during all phases of adaptation to exercise. Significant differences were observed compared with the control (respectively, by 51.8 % – at the 4th, by 36.5 % – at the 6th week, p≤0.05). In the group of animals with IL-2 inhibition, cortisol levels at week 4 decreased compared to the previous period (by 16 %, p≤0.05) with a subsequent significant increase (by 110 %, p≤0.05). Groups of animals with low-concentration IL-2 stimulation and no drug exposure showed an increase in cortisol levels compared to controls at week 4 and compared to previous values at week 6 of exercise. During all periods of the experiment, there was a difference in behavioral activity in the “Open field” test depending on the period and the effect of IL-2 of different concentrations or its inhibition. Conclusions. It was found that the introduction of IL-2 affects the concentration of cortisol in the serum of laboratory mice that were exposed to exercise. Animals administered IL-2 at medium concentrations did not have a significant increase in cortisol levels. At low concentrations of IL-2, cortisol levels increased with a significant decrease in the recovery phase. Under conditions of high concentrations of IL-2, cortisol levels increased during all weeks, with a significant jump in the last week of exercise. Therefore, average concentrations of IL-2 have a stress-protective effect under exercise. In a model of physical stress in white mice, it was shown that the introduction of IL-2 affects the behavior of experimental animals. At medium concentrations, IL-2 leads to a decrease in anxiety, increased motor activity of animals and increased research behavior.