CC BY
18
УДК 612,821.8:616-092.8/.9
Ключевые слова: спирулина, крысы, нервная система, рефлекс, открытое поле
Key words: spirulina, rats, nervous system, reflex, open field
Павлова О. Н., Пинаева O. Н., Гарипов Т. В., Желонкин Н. Н., Первушкин С. В.
ИЗУЧЕНИЕ СКОРОСТИ СОЗРЕВАНИЯ СЕНСОРНО-ДВИГАТЕЛЬНЫХ РЕФЛЕКСОВ У КРЫС НА ФОНЕ НАГРУЗКИ БИОМАССОЙ СПИРУЛИНЫ
THE STUDY OF THE MATURATION RATE OF SENSORY-MOTOR REFLEXES IN RATS ASSOCIATED WITH THE LOAD OF SPIRULINA BIOMASS
'НОУ ВПО «Самарский медицинский институт «РЕАВИЗ»» Адрес: 443001, Россия, г. Самара, ул. Чапаевская, 227
'REAVIZ, Samara Medical Institute Address: 44300', Russia, Samara, Chapaevskaya str., 227 2ГБОУ ВПО «Казанская государственная академия ветеринарной медицины имени Н. Э. Баумана» Адрес: 420029, Россия, г. Казань, ул. Сибирский тракт, д. 35 2N. E. Bauman Kazan State Academy of Veterinary Medicine Address: 420029, Russia, Kazan, Sibirsky tract, 35 3ГБОУ ВПО «Самарский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации Адрес: Россия, 443001, г. Самара, ул. Гагарина, 18 3Samara State Medical University of the Ministry of Health and Social Development of the Russian Federation
Address: 44300', Russia, Samara, Gagarin str., 18
Павлова Ольга Николаевна, к. б. н., доцент кафедры естественнонаучных дисциплин1
Pavlova Olga N., Ph.D. in Biology Science, Associate Professor of the Dept. of Natural Sciences'
Пинаева Ольга Николаевна, к. б. н., доцент кафедры естественнонаучных дисциплин1 Pinaeva Olga N., Ph.D. in Biology Science, Associate Professor of the Dept. of Natural Sciences' Гарипов Талгат Валирахманович, д. в. н., проф., зав. кафедрой физиологии2 Garipov Talgat V., Doctor of Veterinary Medicine, Professor, Head of the Dept. of Physiology2 Желонкин Николай Николаевич, к. фарм. н., ст. преподаватель кафедры фармацевтической технологии3 Zhelonkin Nikolai N., Ph.D. in Pharmaceutical Sciences, Senior Lecturer of the Dept. of Pharmaceutical Technology3
Первушкин Сергей Васильевич, д. фарм. н., проф., зав. кафедры фармацевтической технологии3 Pervushkin Sergei V., Doctor of Pharmaceutical Sciences, Professor, Head of the Dept. of Pharmaceutical Technology3
Аннотация. В статье представлены результаты по изучению онтогенетических изменений нервной системы крыс на фоне нагрузки биомассой спирулины. Состояние организма крысят оценивали по скорости созревания сенсорно-двигательных рефлексов в период вскармливания классическими методами и методом «открытое поле». Согласно полученным результатам нагрузка биомассой спирулины способствует интенсификации созревания сенсорно-двигательных рефлексов.
Summary. The article presents the results of the study on ontogenetic changes in the nervous system of rats against the background of the load of spirulina biomass. The condition of infant rats was assessed by the maturation rate of sensory-motor reflexes during the feeding period using classical approach and an "open field" method. According to the results of the study the load of spirulina biomass intensifies the maturation of sensory-motor reflexes.
Введение
Одной из интереснейших проблем современной науки является проблема управления физиологическими процессами, как количественными, так и качественными их показателями с целью получения более жизнеспособных, а значит и более продуктивных особей. Наиболее яркие результаты возможно получить при влиянии на ранние процессы онтогенеза, когда минимальные воздействия могут существенно изменить
динамику развития индивидуума. Функционирование организма как единого целого полностью зависит от состояния нервной системы. Соответственно, по состоянию нервной системы можно оценивать сформи-рованность и жизнеспособность конкретной особи. На всех стадиях онтогенетического развития формирование данной системы является наиболее энергоемким, требующим максимально разнообразных элементов питания. В этом отношении одним из перспек-
тивных питательных субстратов, содержащим спектр активных веществ (витаминов, аминокислот, микроэлементов), является биомасса спирулины [1, 2].
Целью данной работы явилась оценка состояния нервной системы крыс на фоне нагрузки биомассой спирулины. Была поставлена задача: в зависимости от длительности поступления водоросли в организм крыс оценить степень развития и функциональную активность нервной системы крысят.
Материалы и методы
Исследование проводили на белых беспородных крысах, которые содержались в виварии в стандартных условиях. В эксперименте участвовали 148 крысят в возрасте от 0 до 30 дня жизни. Крысята были получены от 10 самок и 6 самцов белых беспородных крыс, массой 190-210 г, поделенных поровну на контрольную и экспериментальную группы. Самкам экспериментальной группы в течение 30 дней до наступления беременности и родов в качестве дополнительной нагрузки внутрижелудочно вводили суспензию биомассы спирулины в дозе 10 мг / 100 г веса тела, объемом 1 мл. Суспензию готови-
ли на дистиллированной воде. Самкам контрольной группы вводили воду дистиллированную на протяжении того же временного периода объемом 1 мл. Состояние организма крысят оценивали по скорости созревания сенсорно-двигательных рефлексов в период вскармливания классическими методами и методом «открытое поле».
Цифровой материал подвергали статистической обработке с определением критерия Стьюдента с использованием программы Sigma Stat 6.0 [3].
Результаты исследования
Наиболее значимым для выявления степени развитости нервной системы является исследование эмоционально-двигательного поведения и способности к тонкой координации движений животных (табл. 1).
По данным, представленным в таблице, видно, что рефлекс переворачивания на плоскости у крысят опытной и экспериментальной групп был полностью сформирован к 8 дню жизни. Рефлекс «отрицательный геотаксис» у крысят экспериментальной группы был полностью сформирован к 10 дню жизни, а в контрольной - к 11 дню.
Сроки наблюдения (рекомендуемые) Показатель Дни проведения эксперимента Контроль Суспензия биомассы спирулины
1 2 3 4 5
со 2 дня жизни Переворачивание на плоскости (кол-во крысят в %) 2 12,5±0,41 14,2±0,491
3 12,5±0,38 21,4±0,871
4 43,7±1,53 25,0±0,781
5 62,5±2,38 42,9±1,671
6 86,7±2,86 64,3±2,441
7 89,7±3,32 92,9±3,07
8 100,0 100,0
с 5 дня жизни Отрицательный геотаксис (кол-во крысят в %) 5 12,5±0,45 14,3±0,461
6 43,8±1,36 20,0±0,621
7 37,5±1,39 42,8±1,541
8 50,0±1,75 71,4±2,071
9 62,5±2,13 85,7±3,341
10 81,2±3,08 100,01
11 100,0 100,0
Таблица 1.
Изучение скорости созревания сенсорно-двигательных рефлексов у крысят
1 2 3 4 5
с 6 дня жизни Избегание обрыва (кол-во крысят в %) 6 13,3±0,52 35,7±1,21'
7 13,3±0,48 50,0±1,85'
8 21,4±0,77 66,7±1,93'
9 57,1±2,17 85,7±2,97'
10 76,9±2,85 100,01
11 88,8±2,95 100,01
12 100,0 100,0
6-8 дня жизни Маятниковый рефлекс (кол-во крысят в %) 6 12,5±0,41 35,7±1,29'
7 25,0±0,98 71,4±2,71'
8 50,0±1,55 100,0'
9 87,5±3,24 100,01
10 100 100,0
Открытое поле
8-9 дни жизни Поднимание головы и передних лап (в среднем на 1 крысу) 8 Головы - 2,13±0,40 Лап - 1,06±0,18 Головы - 3,40±0,32* Лап - 2,33±0,16*
9 Головы - 2,73±0,30 Лап - 1,33±0,25 Головы - 4,00±0,38* Лап - 2,87±0,17*
10 Головы - 3,20±0,28 Лап - 2,20±0,20 Головы - 4,40±0,40' Лап - 3,33±0,16!
11 Головы - 3,93±0,28 Лап - 2,93±0,25 Головы - 5,20±0,24* Лап - 3,73±0,28*
9-11 дни жизни Ползание (кол-во крысят в %) 9 50,5±2,12 57,1±1,88*
10 56,3±1,81 78,5±2,51*
11 75,0±2,55 85,7±3,08*
12 81,3±2,93 100,01
13 100 100,0
13-15 дни жизни Опора на задние конечности (в среднем на 1 крысу) 13 1,20±0,26 1,80±0,20
14 1,73±0,28 2,70±0,2Г
15 2,40±0,27 3,20±0,25*
16 2,93±0,30 3,90±0,28*
13-15 дни жизни Подъем всего тела (в среднем на 1 крысу) 13 1,33±0,28 1,67±0,19
14 1,93±0,23 2,73±0,21*
15 2,93±0,23 4,07±0,28*
16 3,67±0,21 3,33±0,32
17-20 дни жизни Число пересеченных квадратов (в среднем на 1 крысу) 17 42,0±4,97 28,3±2,49*
18 41,9±5,41 31,9±2,03
19 44,3±5,82 44,6±1,73
20 44,5±6,79 44,9±2,20
1 2 3 4 5
17-20 дни жизни Груминг (время в среднем на крысу), с. 17 1,51±0,61 1,23±0,41
18 3,24±0,41 1,69±0,331
19 5,08±0,47 2,19±0,201
20 5,03±0,45 2,04±0,201
17-20 дни жизни Число вертикальных стоек (в среднем на 1 крысу) 17 3,78±0,52 4,78±0,62
18 4,22±0,47 5,33±0,53
19 4,55±0,58 5,44±0,53
20 4,78±0,59 5,89±0,59
17-20 дни жизни Карабканье на стенки (кол-во крысят в %) 17 0 28,6±0,921
18 0 26,7±0,941
19 18,7±0,67 14,3±0,561
20 12,5±0,40 13,3±0,39
17-20 дни жизни Прыжки (кол-во крысят в %) 17 0 0
18 0 14,3±0,411
19 0 0
20 0 0
17-20 дни жизни Время отсутствия активности (в среднем 1 на крысу), с. 17 23,16±2,68 14,81±1,291
18 26,49±2,44 13,68±1,141
19 22,92±1,88 13,29±0,841
20 22,26±2,16 12,11±0,671
17-20 дни жизни Возможные аномалии походки (кол-во крысят в %) 17 0 0
18 0 0
19 0 0
20 0 0
8-13 дни жизни Реакция на акустический стимул (кол-во крысят в %) 8 8,33±0,27 28,60±0,921
9 12,50±0,49 35,7±1,291
10 25,00±1,03 57,1±1,951
11 29,92±1,11 71,40±2,711
12 37,50±1,35 85,72±2,911
13 70,83±2,69 100,01
14 83,33±3,58 100,01
15 100 100,0
с 14 дня жизни Зрачковый рефлекс (кол-во крысят в %) 14 66,7±2,27 100,01
15 100 100,0
14-15 дни жизни Избегание обрыва (вызванное визуальным стимулом) (кол-во крысят в %) 14 55,6±1,89 71,4±2,711
15 77,8±2,80 85,7±2,491
16 100 100,0
1 2 3 4 5
10-11 дни жизни Обонятельная реакция (в среднем на 1 крысу), см 10 45,00±4,83 30,17±2,99*
11 29,17±2,98 22,67±2,38
с 15 дня жизни Мышечная сила (в среднем на 1 крысу), с. 15 7,00±2,39 11,43±2,89
16 8,11±2,21 12,86±2,85
17 9,44±2,09 15,14±2,52
18 11,00±1,57 19,14±2,42*
19 12,44±1,49 22,00±2,49*
20 15,33±1,27 23,57±2,08*
Исследование эмоционально-двигательного поведения и способности к тонкой координации движений
17-20 дни жизни Переворачивание в свободном падении (кол-во крысят в %) 17 62,5±2,25 100,01
18 87,5±2,89 100,01
19 100 100,0
20 100 100,0
14-25 дни жизни Удержание на вращающемся цилиндре (в среднем на 1 крысу), с. 14 10,33±1,83 15,78±1,79*
15 12,78±2,77 37,75±4,63*
16 18,11±4,73 51,56±3,17*
17 20,67±3,69 66,22±2,89*
18 25,33±3,66 73,44±2,46*
19 32,11±3,79 80,89±2,94*
20 47,67±3,08 96,00±1,99*
21 61,56±3,97 103,00±2,51*
22 84,77±4,37 114,78±2,25*
23 103,89±3,39 132,22±2,30*
24 122,33±4,08 155,22±3,08*
25 142,00±3,88 174,44±2,09*
26 162,00±4,58 192,89±3,22*
27 181,78±3,58 206,89±3,69*
Открытое поле - 2
40-45 дни жизни Латентный период выхода из центра, с. (в среднем на 1 крысу) 40 18,00±2,38 11,22±1,67*
41 16,78±1,93 11,00±1,59*
42 14,33±1,44 9,56±1,47*
43 11,78±1,12 7,33±0,69*
44 10,67±0,85 5,33±1,05*
45 9,78±0,62 4,70±0,78*
40-45 дни жизни Число пересеченных квадратов (в среднем на 1 крысу) 40 147,14±17,165 141,31±5,51
41 185,00±9,076 135,41±5,822*
42 163,00±16,63 175,84±7,56*
43 133,86±10,707 171,55±5,489*
44 151,33±14,233 188,32±7,909*
45 122,29±15,259 205,41±9,449*
1 2 3 4 5
40-45 дни жизни Число стоек (в среднем на 1 крысу) 40 3,71±0,68 4,43±0,17
41 12,86±2,15 7,84±0,281
42 5,43±0,84 6,77±0,24
43 3,57±1,04 8,14±0,291
44 8,29±1,57 8,67±0,36
45 4,43±0,89 9,05±0,311
40-45 дни жизни Число умываний (в среднем на 1 крысу) 40 2,00±0,44 2,61±0,09
41 2,00±0,54 2,47±0,08
42 2,00±0,58 2,35±0,10
43 2,43±0,84 1,95±0,08
44 2,71±0,68 1,75±0,05
45 2,57±0,69 1,45±0,05
40-45 дни жизни Время груминга, с. (время в среднем на крысу) 40 6,50±0,63 3,21±0,111
41 6,88±0,72 3,34±0,091
42 7,00±0,66 3,09±0,131
43 7,38±0,63 2,94±0,091
44 7,00±0,54 3,42±0,131
45 6,63±0,59 3,28±0,111
40-45 дни жизни Время замирания, с. (время в среднем на крысу) 40 24,56±1,94 19,51±0,761
41 23,88±1,81 17,41±0,631
42 22,67±1,72 14,23±0,511
43 21,89±1,51 13,47±0,591
44 20,88±1,65 11,32±0,391
45 19,33±1,54 9,25±0,391
40-45 дни жизни Число дефекаций, шт. (время в среднем на крысу) 40 2,44±0,34 2,02±0,08
41 2,56±0,24 1,89±0,071
42 2,11±0,39 1,41±0,04
43 2,67±0,24 1,23±0,041
44 3,00±0,29 1,11±0,051
45 2,56±0,29 0,54±0,021
40-45 дни жизни Число уринаций, шт. (время в среднем на крысу) 40 4,33±0,33 2,15±0,071
41 4,44±0,44 2,32±0,081
42 4,33±0,41 2,06±0,071
43 4,22±0,49 1,85±0,051
44 3,33±0,41 1,93±0,061
45 3,78±0,32 1,74±0,061
40-45 дни жизни Число заглядываний в норки (время в среднем на крысу) 40 5,67±0,88 14,23±0,511
41 6,44±0,85 14,03±0,451
42 8,55±1,39 14,06±0,391
43 8,44±1,16 14,86±0,551
44 9,22±0,95 15,23±0,581
45 10,33±0,93 15,98±0,461
Примечание. Различия достоверны при Р < 0,05: 1 - по сравнению с показателями животных контрольной группы.
Рефлекс «избегание обрыва» и «маятниковый рефлекс» у крысят экспериментальной группы были полностью сформированы к 10 и 8 дню жизни соответственно, а в контрольной группе - к 12 и 10 дню.
При исследовании скорости созревания рефлексов по методу «открытое поле» было зафиксировано, что крысята экспериментальной группы несколько чаще осуществляли поднятие головы и лап по сравнению с крысятами контрольной группы. Ползать все крысята экспериментальной группы начали к 12 дню жизни, а контрольной группы - к 13 дню. Опора на задние конечности и подъем всего тела осуществлялись крысятами экспериментальной группы достоверно чаще, чем крысятами в контроле. Число пересеченных квадратов у крысят экспериментальной группы на 17 день эксперимента было меньше на 32,6 % по сравнению с контролем, а к 20 дню жизни было одинаковым в обеих группах. Время груминга у крысят обеих групп на 17 день эксперимента было почти одинаковым, однако при исследовании с 18 по 20 дни жизни было зафиксировано, что в экспериментальной группе время груминга было достоверно ниже и на 20 день ниже на 59,4 % по сравнению с контролем. Число вертикальных стоек у крысят обеих групп было примерно одинаковым во все дни наблюдений. Карабканье на стенки было зафиксировано у крысят экспериментальной группы на 17 и 18 сутки наблюдений, при этом крысята контрольной группы подобной активности не проявляли. На 19 сутки эксперимента крысята экспериментальной группы карабкались реже, чем крысята контрольной, а на 20 сутки - одинаково. Прыжки были зафиксированы только у крысят экспериментальной группы и только на 18 день наблюдений. Время отсутствия активности у крысят экспериментальной группы на протяжении заданного периода наблюдений было достоверно ниже по сравнению с крысятами контрольной группы и на 20 день эксперимента было ниже на 45,6 %. Аномалий походки не наблюдалось.
Реакция на акустический стимул у всех крысят экспериментальной группы была
полностью сформирована к 13 дню жизни, а контрольной - к 15 дню.
«Зрачковый» рефлекс у крысят экспериментальной группы был полностью сформирован к 14 дню, а в контрольной группе -к 15.
Рефлекс «избегания обрыва, вызванного визуальным стимулом» у крысят обеих групп был полностью сформирован к 16 дню жизни.
Обонятельная реакция у крысят экспериментальной группы была более выражена, чем в контроле.
Мышечная сила у крысят экспериментальной группы на протяжении заданного периода наблюдений была больше, чем в контроле, и на 20 сутки эксперимента - больше на 53,8 %.
При исследовании эмоционально-двигательного поведения и способности к тонкой координации движений было зафиксировано, что переворачивание в свободном падении все крысята экспериментальной группы осуществляли с 17 дня жизни, а крысята контрольной группы - только с 19 дня. Время удержания на вращающемся цилиндре у крысят экспериментальной группы на протяжении всего периода наблюдений было достоверно больше, чем у крысят контрольной группы, и к 27 дню жизни было на 13,8 % больше по сравнению с контролем.
При исследовании созревания рефлексов по методу «открытое поле - 2» на 45 день жизни нами были зафиксированные следующие показатели: латентный период выхода из центра у крысят экспериментальной группы был меньше на 51,9 % по сравнению с контролем. Число пересеченных квадратов у крысят экспериментальной группы больше на 68,0 % по сравнению с контролем, число вертикальных стоек больше на 104,3 %, а число умываний несущественно меньше относительно контрольной группы.
Время груминга у крысят экспериментальной группы на 50,5 % меньше, чем у крысят контрольной группы; время замирания меньше на 52,1 %, число дефекаций меньше на 78,9 %, число уринаций меньше на 54,0 %, при этом число заглядываний в норки больше на 55,0 % по сравнению с контролем.
Вывод
Результаты исследований говорят о неуклонной стабилизации психического состояния животных, получавших в качестве дополнительной нагрузки биомассу спиру-лины, что свидетельствует о высокой функциональной активности организма и повышении всех показателей жизнедеятельности.
Список литературы
1. Павлова, О. Н. Реактивные изменения ткани печени крыс в результате нагрузки суспензией
биомассы спирулины / О. Н. Павлова, Ю. В. Григорьева, Е. А. Грибанова, Н. Н. Желонкин, С. В. Первушкин, В. В. Зайцев // Актуальные вопросы ветеринарной биологии. - 2013, № 2. - С. 51-55.
2. Первушкин, С. В. Биомасса спирулины: исследования и перспективы использования : монография // С. В. Первушкин, А. В. Воронин, А. А. Сохина. - Самара, 2004. - 100 с.
3. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ ; под общ. ред. Р. У. Хабриева. -Изд. 2-е, перераб. и доп. - М. : Медицина, 2005. - 832 с.
