Glucocorticosteroid-induced behavioral changes during endotoxinemia in rats

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

BACKGROUND: Experimental endotoxemia, based on the injection of lipopolysaccharide, is used to study systemic inflammation. Glucocorticosteroids, such as methylprednisolone and dexamethasone, play a key role in modulating inflammation. They affect inflammatory mediators and cellular components, penetrating the blood-brain barrier. However, the cerebral effects of glucocorticosteroids are not well studied. The assessment of behavioral changes induced by lipopolysaccharide and glucocorticosteroids using the “open field” test will help explore the neurobiological mechanisms of inflammation and stress.

AIM: Study of the effect of glucocorticosteroids on behavioral and physiological changes induced by experimental endotoxinemia in rats.

METHODS: Six groups of Wistar rats, 10 males in each group, were used in the experiment. The first group was injected once intraperitoneally with physiological solution, the second group was injected with lipopolysaccharide (1 mg/kg), the 3rd group was injected with i/p dexamethasone, 2 mg/kg; the 4th group was injected with i/p dexamethasone, 2 mg/kg, 2 h before lipopolysaccharide injection; the 5th group was injected with i/p methylprednisolone, 2 mg/kg; the 6th group was injected with i/p methylprednisolone, 2 mg/kg, 2 h before lipopolysaccharide injection. During the first 4 h of the experiment, deep body temperature of the rats was measured every 30 min and after 24 h to construct a temperature curve. At several time points, the behavior and locomotor activity of the rats were evaluated in the open-field test.

RESULTS: The results obtained demonstrate that lipopolysaccharide administration causes changes in behavioral patterns such as stance, minking, locomotion, act of grooming and frizzing. No differences were found in the effects of glucocorticosteroid depending on the drug. Application of glucocorticosteroid promotes restoration of motor activity of animals, elimination of negative effects of lipopolysaccharide.

CONCLUSION: The studied glucocorticosteroid drugs dexamethasone and methylprednisolone had comparable anti-inflammatory effect in terms of severity, caused normalization of body temperature and eliminated behavioral changes caused by lipopolysaccharide.

About the authors

Elena Ya. Lebedeva

Peter the Great Saint Petersburg Polytechnic University

Author for correspondence.
Email: lena988902@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0003-9034-2353

Postgraduate Student

Russian Federation, Saint Petersburg

Ekaterina S. Kukushkina

Peter the Great Saint Petersburg Polytechnic University

Email: Eskukushkina@mail.ru
ORCID iD: 0009-0008-2441-8889

Postgraduate Student

Russian Federation, Saint Petersburg

Tatiana V. Tyutunnik

Institute of Experimental Medicine

Email: t.tanjon11@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2427-9355

Research Assistant at the Pavlov Department of Physiology, Laboratory of Neurochemistry

Russian Federation, Saint Petersburg

Victoria A. Maystrenko

Institute of Experimental Medicine

Email: Sch_Viktoriya@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7004-7873

Junior Researcher at the Pavlov Department of Physiology, Laboratory of Neurochemistry

Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Skrzypczak-Wiercioch A, Sałat K. Lipopolysaccharide-induced model of neuroinflammation: mechanisms of action, research application and future directions for its use. Molecules. 2022;27(17):5481. doi: 10.3390/molecules27175481
  2. Suleymanova AM, Kulichenko TV. Safety of application of short courses of glucocorticosteroids: literature review. Pharmateka. 2017;11(344):6–13. EDN: ZFVJEZ
  3. Severyukhin YS, Lalkovičová M, Utina DM, et al. Comparative analysis of behavioral reactions and morphological changes in the rat brain after exposure to ionizing radiation with different physical characteristics. Cell Mol Neurobiol. 2023;43(1):339–353. doi: 10.1007/s10571-021-01187-z
  4. Chudova AS, Alekhina NA, Gladysheva AO, et al. Determination of individual-typological features of behavior in Wistar rats in the open field test. Trends in the development of science and education. 2022;(88(1)):130–133. EDN: NHDQHI doi: 10.18411/trnio-08-2022-38
  5. Gevorkyan VS. Study of the impact of the same stress factors on the behavior of rats of different species and lines. Electronic scientific edition Almanac Space and Time. 2017;15(1):1–5. EDN: ZXYVFB
  6. Bobyntsev II, Korobova VN, Vorvul’ AO, et al. Correlation of heart rate variability and behavioural indicators in wistar rats. Humans and their health. 2023;26(4):72–87. EDN: KEYOHB doi: 10.21626/vestnik/2023-4/07
  7. Cherepovskaya NA, Zhunusov NS, Miller ES. Study of behavioral activity in the test “open field”. Scientific electronic journal Meridian. 2020;(4):75–77. (In Russ.) EDN: USBXDY

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Measurement of deep body temperature in rats endotoxemia experimental model. a, effect of lipopolysaccharide (LPS) and the study drug dexamethasone; b, effect of lipopolysaccharide and the study drug methylprednisolone. For statistical processing of the data, analysis of variance for independent samples followed by application of Tukey’s post-hoc criterion was used; * p < 0.05 compared with the control group; # p < 0.05 compared to the lipopolysaccharide group.

Download (256KB)
3. Fig. 2. The influence of lipopolysaccharide (LPS) administration and investigational drugs on animal behavior in the Open Field test. a, number of supported stands before the study; b, number of supported struts after 48 h. Data are presented as mean ± error of the mean; analysis of variance for independent samples followed by Tukey’s post-hoc test; * p < 0.05 compared with the control group; # p < 0.05 compared with the lipopolysaccharide group.

Download (189KB)
4. Fig. 3. The influence of lipopolysaccharide (LPS) administration and investigational drugs on animal behavior in the Open Field test at the 48-hour time point: a, number of upright posts; b, number of minks; c, number of acts of “sitting”; d, number of locomotion; e, number of frisking acts; f, number of grooming acts. Data are presented as mean ± error of the mean; analysis of variance for independent samples followed by Tukey’s post-hoc criterion; * p < 0.05 compared to control group; # p < 0.05 compared with the lipopolysaccharide group.

Download (605KB)
5. Fig. 4. The influence of lipopolysaccharide (LPS) administration and investigational drugs on animal behavior in the Open Field test at the 48-hour time point: a, animal path; b, number of movements in place; c, number of sniffing. Data are presented as mean ± error of the mean; analysis of variance for independent samples followed by Tukey’s post-hoc test.

Download (302KB)

Copyright (c) 2025 Eco-Vector

License URL: https://eco-vector.com/for_authors.php#07

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».