CC BY
45
УДК 616-092.9:613.63
Н.Л.Якимова, Л.М. Соседова
характер поведенческой Активности белых крыс, невротизированных в постконтактном периоде воздействия ртути
АФ-НИИ медицины труда и экологии человека ГУ НЦ МЭ ВСНЦ СО РАМН (Ангарск)
В статье рассматривается влияние хронического эмоционального стресса после длительного ингаляционного воздействия парами металлической ртути на течение токсической энцефалопатии у белых крыс. Показано, что сочетание воздействия, ртутью с последующей невротизацией по сравнению с изолированной экспозицией ртутью, вызывало у лабораторных животных угнетение локомоторной активности, уменьшение количества и длительности ориентировочно-исследовательских актов поведения, увеличение тревожности, нарушение процессов обучения.
Ключевые слова: белые крысы, ртуть, стресс, поведена
BEHAviouR AcTMTY iN ALBINo RATs NEuRoTizED iN posTcoNTAcT pERioD of mercury exposure
N.L. Yakimova, L.M. Sosedova Angarsk branch of Research institute of occupational medicine and human ecology of SE SC ME ESSC
SB RAMS, Angarsk
The effect of chronic emotional stresses after a long-term, inhalation exposure to the metallic mercury vapours on the process of toxic encephalopathy in the albino rats is considered, in this paper. The combination, of the mercury exposure with the followed, neurotization, compared, with the isolated, mercury exposure was found to lead, to the depression, of locomotoric activity, to the decrease in the amount and duration of the orienting — research, behaviour acts, the increase in the anxiety as well as to the disturbance of the learning processes in the laboratory animals.
Key words: albino rats, mercury, stress, behaviour
Постконтактный отдаленный период нейроинтоксикаций у больных характеризуется показателями высокой ситуативной и личностной тревожности, вызванными психической дезадаптацией [8, 12]. Инвалидизация и социальная незащищенность приводит их в состояние постоянного эмоционального и нервно- психического напряжения, что может еще в большей степени утяжелять клинические проявления симптомов заболевания.
Нейротоксическое действие ртути в эксперименте изучено достаточно хорошо [4, 9, 14, 15]. Показано, что длительный стресс вызывает у лабораторных животных нарушения поведения [4, 11]. Экспериментальное моделирование ртутной нейроинтоксикации с дополнительной стрессовой нагрузкой в постконтактном периоде поможет установить, каким образом длительная невротизация влияет на функциональное состояние центральной нервной системы, оцениваемое по показателям поведенческой активности белых крыс.
материалы и методы
Эксперимент выполняли на белых беспородных крысах-самцах. Животные были разделены на 3 группы. Белых крыс I (п = 12) и II (п = 64) групп подвергали хроническому ингаляционному воздействию парами металлической ртути в 200-литровых газовых камерах в средней концентрации 0,36 мг/м3. Продолжительность экспозиции ртутью составила 7 недель, по четыре часа ежедневно, исключая выходные дни. После окончания ингаляций парами
металлической ртути животных I группы подвергали длительной невротизации, которую осуществляли путем помещения в клетку вместо 8 — 10 животных, как требуют правила, 23 — 25 крыс. Среди последних 14 крыс-самцов, не относящихся к экспериментальным группам, заменяли каждую неделю. Лабораторные животные находились в стрессовой ситуации по 4 часа ежедневно 5 дней в неделю в течение двух месяцев. Длительная гиподинамия, постоянное возбуждение вызывали у животных продолжительный эмоциональный стресс [10].
Обследование экспериментальных животных проводили через 9 недель после окончания экспозиции ртутью.
Регистрацию двигательной активности оценивали по методу «открытое поле», позволяющему изучать ориентировочно-исследовательское и эмоциональное поведение [1, 5, 6, 13]. Регистрировали количество (усл. ед.) и длительность (сек) паттернов «локомоции», «обнюхивание», «движение на месте», «вертикальная стойка», «стойка с упором», «норка», «груминг», «затаивание». Вышеуказанные позы и акты характеризуют целостное поведение животных в «открытом поле».
Рабочую память и уровень тревожнодепрессивного состояния животных оценивали при помощи приподнятого «крестообразного лабиринта» [1, 2]. Идентификацию отдельных поведенческих паттернов в этографе «открытое поле» и «крестообразном лабиринте», проводили при помощи специально разработанной математической
программы на основании вероятности появления и времени выполнения того или иного акта.
Состояние мышечного тонуса и равновесия оценивали по результатам теста «вращающийся стержень» при скорости вращения 8 оборотов в минуту [7]. Способность крыс к обучению изучали с помощью камеры для выработки условного пи-щедобывательного рефлекса. Условный рефлекс считали выработанным, если животное выполняло не менее 75 % правильных побежек в течение трех дней подряд. Когнитивную способность и память оценивали по числу животных (%), достигших критерия обученности.
Эксперимент проводили в соответствии с требованиями «Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных» (Приложение к приказу Минздрава СССР от 12.08.1977 г. № 755).
Статистическая обработка полученных результатов проведена с использованием ^критерия Стьюдента.
результаты исследования
Установлено, что в отдаленном постконтакт-ном периоде ртутной нейроинтоксикации у белых крыс, подвергшихся длительному стрессированию, в значительной степени происходило нарушение целостной структуры поведения. Это проявлялось в уменьшении количества каждого отдельного двигательного акта, оцениваемого в «открытом поле», по сравнению с особями после воздействия только токсического фактора (табл. 1).
Среди них статистически значимо снизилось число актов «локомоции», «обнюхивания», «стойки с упором». Подавление поведенческой активности и высокий уровень тревожности сопровождались обедненностью и разобщенностью двигательных актов, свидетельством чего являлось отсутствие таких компонентов видоспецифического врожденного поведения, как «вертикальная
Таблица 1
Сравнительная характеристика количества поведенческих актов обследуемых белых крыс в «открытом поле» (X ± т)
Количество (уел. ед.)
Поведенческие акты Группы животных
Группа I (n = 12) Группа II (n = 64)
Локомоции 1,30 ± 0,74* 3,99 ± 0,90
Норковый рефлекс 1,40 ± 0,39 * 2,76 ± 0,30
Груминг отсутствует 0,45 ± 0,15
Обнюхивание 9,80 ± 2,40* 16,15 ± 1,70
Вертикальная стойка отсутствует 1,19 ± 0,20
Стойка с упором 1,00 ± 0,01* 3,50 ± 0,66
Фризинг отсутствует 1,00 ± 0,01
Сидит 9,10 ± 1,90 8,15 ± 0,58
стойка», «груминг» и «фризинг». О снижении ориентировочно-исследовательских реакций у стрессированных белых крыс свидетельствовало уменьшение количества акта «норка» (р < 0,05). По данным К.В. Судакова, животные с высоким уровнем тревожности характеризуются низкой активностью в «открытом поле» [11].
Длительный эмоциональный стресс оказывал влияние и на продолжительность различных поведенческих актов. Так, у невротизированных белых крыс достоверно значимо уменьшилась длительность паттерна «стойка с упором» (р < 0,05), по сравнению с таковой у крыс, экспонированных только парами ртути (табл. 2).
Изучение поведения белых крыс в «крестообразном лабиринте» также доказало наличие неблагоприятного влияния длительного эмоционального стресса на структуру поведения белых крыс с ртутной нейроинтоксикацией. (рис. 1, 2). Число «заходов в темный рукав», «выглядываний», а также количество и длительность выполнения акта «свешивание» статистически значимо снижалось у животных с сочетанием ингаляций парами ртути и последующего стрессирования, по сравнению с белыми крысами, получившими только воздействие ртути. В совокупности отмеченные факты указывают на выраженную подавленность поведенческой активности, высокий уровень тревожности, обусловленные стрессовым воздействием в постконтактном периоде ртутной интоксикации.
Установлено незначительное повышение длительности удержания экспериментальных животных на «вращающемся стержне» у белых крыс, получивших ингаляционную экспозицию парами ртути в сочетании со стрессом (58,00 ± 20,90 сек.), по сравнению с животными с изолированным воздействием только химического фактора (44,27 ± 10,10 сек.).
Изучение выработки условного пищедобыва-тельного рефлекса дифференцировки освещенно-
Таблица 2
Сравнительная характеристика длительности поведенческих актов обследуемых белых крыс в «открытом поле» (X ± т)
Длительность (сек.)
Поведенческие акты Группы животных
Группа I (n=12) Группа II (n=64)
Локомоции 1,20 ± 0,23 1,20 ± 0,19
Норковый рефлекс 1,70 ± 0,32* 2,00 ± 0,15
Груминг отсутствует 8,50 ± 2,50
Обнюхивание 5,70 ± 2,90 4,00 ± 0,63
Вертикальная стойка отсутствует 2,00 ± 0,65
Стойка с упором 2,10 ± 0,03* 3,40 ± 0,57
Фризинг отсутствует 4,40 ± 3,00
Сидит 22,00 ± 5,70 19,00 ± 4,00
Примечание: * - различ я статистически значимы Примечание: * - различия статистически значимы (р < 0,05). (р < 0,05).
_ 6 ч
щ 5
Ц
о
^ 4
о
Ш 2
ц
о
* 0
Заходы в темный рукав
Выглядывание Свешивание
□ Группа I □ Группа II
120
2 100 ю
<2 80 га
£ 60 о
0
1 л ц
40
20
0
у
■■
-ь. 1—
-1- * г—Г"1
Нахождение в Выглядывание темном рукаве
Свешивание
□ Группа I □ Группа II
Рис. 1. Количество отдельных повеэнческих актов белых крыс в «крестообразном лабиринте» (X ± т): * - различия статистически значимы (р < 0,05).
Рис. 2. Длительность отдельных поведенческих актов белых крыс в «крестообразном лабиринте» (X ± т): * - различия статистически значимы (р < 0,05).
Дни обучения
■ Группа сравнения
■Группа ртуть и стресс
Рис. 3. Динамика выработки условного пищедобывательного рефлекса дифференцировки освещенности у стрессиро-ванных белых крыс в отдаленном периоде ингаляционного воздействия ртути.
*
*
сти в отдаленном периоде обследования показало, что динамика выработки условного рефлекса у крыс с ртутной нейроинтоксикацией с последующей не-вротизацией значительно отличалась от таковой у животных группы сравнения, не подвергавшихся воздействию изучаемых факторов. На основании полученных результатов выявлено снижение количества правильных подкрепляемых побежек к кормушке на протяжении всех 9 дней выработки рефлекса, по сравнению с особями группы сравнения (рис. 3). За весь период обучения в группе не-вротизированных животных количество обученных условному рефлексу было ниже. Результаты наших исследований подтверждают данные экспериментов Н.Г. Колосовой, Т.В. Щегловой (2004), согласно которым у животных с повышенной стресс - реактивностью выявлялось нарушение способности к обучению [3]. Следовательно, длительная невротиза-ция белых крыс в постконтактном периоде ртутной нейроинтоксикацией оказала негативное влияние на рабочую память и способность к обучению.
обсуждение
Таким образом, длительная невротизация белых крыс, проведенная после окончания ингаляционного воздействия парами металлической ртути, усугубляла нарушения в ЦНС белых крыс, вызванные токсикантом, оцениваемые по результатам показателей целостной структуры видоспецифического поведения. Изменения характера поведенческой активности у белых крыс в отдаленном периоде ртутной интоксикации значительно выражены у животных, подвергавшихся длительному стрессированию. Разрушение интегративной структуры поведения у данных животных характеризовалось отсутствием некоторых актов врожденного поведения, снижением ориентировочноисследовательской и локомоторной активности в «открытом поле» и «крестообразном лабиринте», повышением уровня тревожности, ухудшением обучения и памяти при выработке условного пищедобывательного рефлекса дифференцировки освещенности.
Оценивая в целом данные экспериментального моделирования, можно с определенной долей вероятности заключить о наличии неблагоприятного утяжеляющего воздействия длительного стресса, развивающегося в постконтактном периоде, на формирование клинических проявлений ртутной нейроинтоксикации.
литература
1. Буреш Я. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения / Я. Буреш, О. Бурешова, Д.П. Хьюстон. — М.: Высшая школа, 1991. - 390 с.
2. Зарубина И.В. Церебропротекторные эффекты комбинированного применения пиразидола и бемитила при черепно-мозговой травме / И.В. Зарубина, Н.А. Курицина, П.Д. Шабанов // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. — 2004.
- Т. 138, № 7. — С. 68 — 72.
3. Колосова Н.Г. Повышенная стресс-реактивность как возможная причина преждевременного старения крыс ОХК / Н.Г. Колосова, Т.В. Щеглова // Компенсаторно-приспособительные процессы: фундаментальные, экологические и клинические аспекты материалы Всероссийской конференции (5—7 окт. 2004 г.). — М., 2004. — С. 121 — 122.
4. Курляндский Б.А. Общая токсикология / Б.А. Курляндский, В.А. Филов. — М.: Медицина, 2002. — 607 с.
5. Локомоторное и пространственноориентировочное поведение крысят в норме и при экспериментальной патологии / О.В. Атаева [и др.] // Журнал высшей нервной деятельности.
— 1993. — № 1. — С. 150 — 156.
6. Маркель А.Л. К оценке основных характеристик поведения крыс в тесте «открытого поля» / А.Л. Маркель // Журнал высшей нервной деятельности. — 1981. — Т. 31, Вып. 2. — С. 301 —307.
7. Мониторинг неврологического дефицита и нарушений высшей нервной деятельности у крыс с фокальной ишемией головного мозга / В.П. Че-
хонин [и др.] // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. — 2003. — Т. 135, № 6. — С. 629 — 633.
8. Психопатологические проявления отдаленного периода профессиональных нейроинтоксикаций / В.Г. Колесов [и др.] // Журнал невропатологии и психиатрии. — 2005. — Т. 105, № 1. — С. 25 — 29.
9. Саноцкий И.В. Отдаленные последствия влияния химических соединений на организм / И.В. Саноцкий, В.Н. Фоменко. — М.: Медицина, 1979. — 232 с.
10. Соседова Л.М. Влияние функционального состояния коры надпочечников на воздействие дрожжеподобных грибов-продуцентов и пыли препарата белково-витаминного концентрата в эксперименте / Л.М. Соседова, Ю.А. Маняшин // Гиг. труда и проф. заболевания. — 1985. — № 8.
— С. 30 — 33.
11. Судаков К.В. Индивидуальность эмоционального стресса / К.В. Судаков // Журнал неврологии и психиатрии. — 2005. — Т. 105, № 2.
— С. 4—12.
12. Течение энцефалопатии в отдаленном периоде профессиональной ртутной интоксикации / О.Л. Лахман [и др.] // Мед. труда и промышленная экология. — 2003. — № 3. — С. 46 — 48.
13. Унилатеральное повреждение сенсомо-торной коры доминантного и субдоминантного полушарий мозга крыс — матерей и поведение потомства в «открытом поле» / Т.В. Авалиани, [и др.] // Жур. высшей нервной деятельности. — 2002.
— Т. 52, № 2. — С. 628 — 635.
14. Оценка поведенческой активности белых крыс при ингаляционном воздействии металлической ртути / Л.М. Соседова [и др.] // Медицина труда и промышленная экология. — 2007. — № 6.
— С. 36 — 40.
15. Экспериментальное моделирование токсической энцефалопатии / Л.М. Соседова [и др.] // Медицина труда и промышленная экология. — 2008. — № 8. — С. 22 — 26.
