CC BY
76
УДК 616-001.14/.15-092.9-07
Н. А. Ломтева Астраханский государственный университет
ИЗМЕНЕНИЕ ЭСТРАЛЬНОЙ ФУНКЦИИ И ОРИЕНТИРОВОЧНОГО ПОВЕДЕНИЯ САМОК КРЫС В УСЛОВИЯХ ДЛИТЕЛЬНОГО КРУГЛОСУТОЧНОГО ОСВЕЩЕНИЯ
Смена дня и ночи, света и темноты является основным внешним осциллятором циркадианной системы практически для всех организмов [1]. При изменении естественного режима освещения перестраивается циркадианная ритмика организма, возникают метаболические и эндокринные нарушения. Особенно глубокие и специфичные изменения появляются в женском организме в условиях 24L:0D [2, 3]. Круглосуточное освещение способствует развитию у самок крыс фолликулярных кист яичников, непрерывно секретирующих значительное количество эстрогенов [4, 5]. Развитие данного состояния - ановуляторного синдрома - связано с нарушениями взаимодействия циклического и тонического центров гипоталамуса и их чувствительности к половым стероидам [6-8]. Некоторые исследователи указывают на зависимость подобных эффектов от длительного подавления ночного пика секреции эпифизарного мелатонина. Так как мелатонин обладает мощным антиоксидантным действием, было целесообразно в условиях его дефицита изучить влияние естественного антиоксиданта - витамина Е.
Методика исследования
Исследования проводили на 42 половозрелых самках белых крыс массой 180-200 г. Самки содержались в стандартных условиях вивария со свободным доступом к воде и пище. Животных подразделили на группы: № 1 - самки, содержавшиеся в условиях естественной смены дня и ночи (12L:12D, контроль); № 2 - LL: животные, переведенные в начале опыта на режим круглосуточного освещения интенсивностью 300 лк в течение 117 суток (использовали люминесцентные лампы и исключали влияние естественного дневного света); № 3 - LL + Е: самки, переведенные в условия круглосуточного освещения одновременно с группой № 2 и получавшие per os масляный раствор витамина Е с первого дня пребывания на свету в дозе 0,5 мг на 100 г массы тела. В течение опыта витамин Е вводили тремя курсами по 20 дней в начале каждого календарного месяца (перерыв 7-10 дней). За восемь дней до начала опыта животных приручали (хендлировали), чтобы исключить маскирующее влияние страха, возникающего у животных при взятии их в руки экспериментатором [9]. Как в этот период, так и в течение 45 суток после начала опыта у всех подопытных животных ежедневно брали вагинальные мазки для изучения динамики эстральных циклов и определения индивидуального времени наступления персистирующего эструса [10].
Для изучения ориентировочного поведения животных тестировали в «открытом поле» [11, 12]. Время экспозиции каждого животного в «открытом поле» составляло 2 мин. В поведении выделяли 7 визуально различающихся параметров: латентный период первого перемещения, количество пересеченных периферических квадратов, количество пересеченных центральных квадратов, количество центральных стоек без опоры
о бортик, количество периферических стоек с опорой о бортик, количество заглядываний в норки и груминг. Было проведено два тестирования на 8 и на 95 сутки после изменения светового режима.
Результаты исследования
Время возникновения персистирующего эструса определяли у двух экспериментальных групп самок, переведенных в режим круглосуточного освещения (LL). Средний срок возникновения первого персистирующего эструса (во влагалищном мазке - только чешуйки ороговевшего эпителия 3 дня подряд) у крыс подопытной группы № 2 составил 19,4 ± 0,99 дня (рис.). Аналогичный показатель у крыс группы № 3 равен 21,2 ± 1,364 дня. Таким образом, витамин Е не изменял время наступления персистирующего эструса.
в ходе эксперимента
Длительность последовательных экстральных циклов при постоянном освещении:
1 - интактные животные; 2 - световая экспозиция
Результаты первого тестирования ориентировочного поведения, проводимого на 8 сутки после переведения животных в условия круглосуточного освещения, показали снижение латентного времени первого перемещения у групп № 2 и 3 по сравнению с контрольной (р < 0,05) (табл. 1). Количество пересеченных центральных квадратов возрастало у самок, находящихся в условиях круглосуточного освещения, по сравнению с кон-
трольными животными (р < 0,05). Двигательная активность крыс, содержавшихся в условиях постоянного освещения, в периферической зоне открытого поля значительно не отличалась от двигательной активности контрольных самок. Вертикальная активность у животных, находившихся в условиях круглосуточного освещения, увеличивалась по сравнению с таковой у контрольных самок как в виде периферических, так и в виде центральных стоек.
Таблица 1
Показатели ориентировочного поведения в условиях длительного круглосуточного освещения (первое тестирование)
Параметр Контроль п = 12 LL п = 20 LL + E п = 10
Латентный период 2,5 + 0,3 2,0 + 0,1* 2,0 + 0,16*
Центральные квадраты 2,8 + 0,4 3,9 + 0,4* 3,9 + 0,3*
Периферические квадраты 24,3 + 3,4 23,0 + 1,7 2,4 + 1,0
Центральные стойки 1,0 + 0,02 2,6 + 0,3*** 1,7 + 0,4*°
Периферические стойки 1,8 + 0,4 3,0 + 0,4** 3,7 + 0,4***°
Норки 6,6 + 5,3 5,5 + 0,6 8,2 + 0,4°°°
Г руминг 10,4 + 3,2 7,2 + 1,0 8,2 + 1,2
* Достоверность различий по сравнению с контролем; ° - достоверность различий между LL и LL + Е; *° - р < 0,05; ** - р < 0,01; ***°°° - р < 0,001.
По количеству заглядываний в норки и грумингу достоверных различий с контролем не наблюдалось. При сравнении самок, содержавшихся на свету, с животными, находившимися в условиях длительного круглосуточного освещения и получавшими витамин Е, обнаружены следующие различия. Происходило уменьшение количества центральных стоек у самок, получавших витамин Е на фоне круглосуточного освещения, по сравнению с животными, находившимися в условиях постоянного освещения (р < 0,05), тогда как количество стоек с опорой о бортик изменялось в противоположном направлении (р < 0,05). Число заглядываний в норки увеличивалось у самок, содержавшихся в условиях круглосуточного освещения и получавших витамин Е, по сравнению с животными, которые не получали витамина Е и также содержались при постоянном освещении. По остальным показателям значительных различий между данными группами не наблюдалось.
Таким образом, животные, содержавшиеся в условиях круглосуточного освещения, проявляли более высокую двигательную активность по сравнению с контрольными самками, причем увеличивалась как горизонтальная двигательная активность, так и количество вертикальных стоек. Увеличение двигательной активности может происходить в результате повышенного уровня эстрогенов, т. к. к 8 дню пребывания животных в условиях круглосуточного освещения происходило удлинение стадий
эстрального цикла. Показано, что эстрогены увеличивают двигательную активность, а гиперэстрогенные состояния, кроме персистирующего эст-руса, приводят к увеличению локомоции [9, 13]. Кроме того, увеличение локомоторной активности и вертикальных стоек может отражать повышение эмоциональной реактивности животных, связанное с усилением страха при постоянном освещении. Условия круглосуточного освещения вызывают у самок развитие десинхроноза, что также могло способствовать развитию эмоциональности животных. Витамин Е оказал корригирующее влияние на измененное ориентировочное поведение при круглосуточном освещении. Содержание животных на свету приводит к снижению выделения мелатонина, что также сказывается на параметрах изучаемого поведения [14].
Результаты второго тестирования, проводившегося на 95 сутки после помещения животных в условия постоянного освещения, приведены в табл. 2.
Таблица 2
Показатели ориентировочного поведения в условиях длительного круглосуточного освещения (второе тестирование)
Параметр Контроль п = 12 LL п = 20 LL + Е п = 10
Латентный период 3,0 + 0,4 2,5 + 0,2* 2,2 + 0,3**
Центральные квадраты 3,0 + 0,6 3,8 + 0,4 4,2 + 0,7
Периферические квадраты 21,8 + 2,0 17,4 + 1,5* 14,3 + 1,3*
Центральные стойки 2,0 + 1,0 1,5 + 0,3 1,5 + 0,3
Периферические стойки 3,3 + 0,6 2,9 + 0,3 2,9 + 0,6
Норки 5,8 + 1,5 4,8 + 0,6 5,0 + 0,4
Г руминг 9,8 + 1,9 10,2 + 1,7 9,0 + 1,4
* р < 0,05; ** р < 0,01.
Происходило снижение латентного периода первого перемещения у животных, находившихся на свету, по сравнению с контрольными животными (р < 0,05). Наблюдалась тенденция к увеличению количества пересеченных центральных квадратов у находившихся на свету групп в сравнении с контрольными самками. Двигательная активность на периферии открытого поля уменьшалась у самок, содержавшихся при круглосуточном освещении, по сравнению с контрольными животными (р < 0,05). Количество периферических и центральных стоек в группах значительно не различалось. При сравнении показателей ориентировочного поведения самок, находившихся на свету, и самок, получавших витамин Е в условиях круглосуточного освещения, достоверных различий не наблюдалось. Изучение динамики ориентировочной реакции показало, что к 95 дню уменьшаются горизонтальная и вертикальная двигательная активность, увеличивается продолжительность латентного периода и уменьшается количество пересечений периферических квадратов, центральных стоек у группы № 2,
а норок - у группы № 3. Второе, более позднее тестирование показало, что изменения ориентировочного поведения у самок крыс при круглосуточном освещении менее выражены по сравнению с поведенческими показателями на 8 сутки. Можно предположить, что к этому времени у животных начинают срабатывать адаптационные механизмы, что и отражается на структуре ориентировочного поведения.
Таким образом, длительное круглосуточное освещение приводит к развитию десинхроноза на ранних стадиях пребывания животных в данных условиях, что проявляется повышением локомоторной активности самок, тогда как к 95 дню начинают развиваться адаптивные механизмы, уменьшающие влияние постоянного освещения на поведенческие параметры. Круглосуточное освещение изменяет длительность стадий эст-рального цикла и вызывает наступление персистирующего эструса.
СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ
1. Cambras T., Vilaplana J., Torres A., Cfnal M. The circatian function // Physiol-Behav. - 1998, Mar. - 63 (5). - Р. 875-882.
2. Анисимов В. Н., Соловьев М. В. // Эволюция концепций в геронтологии. -СПб.: Академия, 1999. - С. 70-72, 81.
3. Влияние светового режима и электромагнитных полей на канцерогенез молочной железы у самок крыс / В. Н. Анисимов, О. В. Жукова, Д. Ш. Бениашвили и др. // Биофизика. - 1996. - Т. 41, № 4. - С. 807-813.
4. Hoffmann J. C. The reproductive system of fеmale rats // Biology of reproduction. -1973. - Vol. 5, N 4. Р. 473.
5. Rapoport R., Sklan D., Wolfenson D. The exploration of sex hormones // Biohim-Biophys Acta. - 1998, Mar., 12. - 1380 (1). - Р. 133-140.
6. Бабичев В. Н. Нейроэндокринология пола. - М.: Наука, 1981. - 112 с.
7. Бабичев В. Н. Нейрогормональная регуляция овариального цикла: Механизмы функционирования висцеральных систем. - СПб.: Медицина, 1999. - 115 с.
8. Розен В. Б. Основы эндокринологии. - М.: Мир, 1984. - 285 с.
9. Жуков Д. А., Виноградова Е. П. Влияние хэндлинга на тревожность и кортико-стерон плазмы у крыс с противоположными стратегиями поведения // Физиологический журнал СССР им. И. М. Сеченова. - 1995. - Т. 81, № 5. - С. 93-97.
10. Кабак Я. М. Практикум по эндокринологии. - М.: Наука, 1968. - 253 с.
11. Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Д. П. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. - М.: Высш. шк., 1991. - 321 с.
12. Выделение различных компонентов ориентировочной реакции крыс в условиях открытого поля / С. И. Кремневская, В. Я. Гельман, Э. П. Зацепин, С. М. Королев // Физиологический журнал СССР им. И. М. Сеченова. - 1991. - Т. 77, № 2. -С. 124-129.
13. Польшин В. В., Мхитаров В. А. Зависимость двигательной активности самок белых крыс от эстрогенных гормонов // Физиологический журнал СССР им. И. М. Сеченова. - 1984. - Т. 70, № 2. - С. 138-141.
14.Арушанян Э. Б. Эпифиз и организация поведения // Успехи физиологических наук. - 1991. - Т. 22, № 4. - С. 122-134.
Статья поступила в редакцию 20.03.06
CHANGE OF ESTROUS FUNCTION AND ORIENTATION BEHAVIOR OF RAT FEMALE IN CONDITIONS OF LONG TWENTY-FOUR-HOUR ILLUMINATION
N. A. Lomteva
The length of estrous cycle phases of animals and their orientation behavior in open field test in conditions of long twenty-four-hour illumination and vitamin E treatment are investigated. It is proved that on the 8th day of long twenty-four-hour illumination there is a change of orientation behavior of animals. The females being in such conditions are distinguished by a high motion activity and considerable number of vertical stands. The second test made on the 95th day showed less changes of orientation behavior. Thus, twenty-four- hour illumination results in development of desynchronization at earlier stages of animal being in given conditions, while adaptation mechanisms begin developing, and they are reflected in the characteristics of orientation behavior.
