Оценка поисковой активности у животных с поражением гепатобилиарной системы в тесте открытое поле Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

ОЦЕНКА ПОИСКОВОЙ АКТИВНОСТИ У ЖИВОТНЫХ С ПОРАЖЕНИЕМ ГЕПАТОБИЛИАРНОЙ СИСТЕМЫ В ТЕСТЕ ОТКРЫТОЕ ПОЛЕ

© Вахнин В.А.*

Южно-Уральский государственный медицинский университет Минздрава России, г. Челябинск

В работе продемонстрировано влияние патологии гепатобилиарной системы матери алкогольного генеза на становление и развитие когнитивных функций у потомства и во втором поколении на модели открытого поля. Показано, что у подопытных животных наблюдаются отклонения в развитии исследовательской деятельности и повышенная тревожность. С увеличением возраста у интактных животных происходит увеличение двигательной активности и усиление исследовательской деятельности. У подопытных крыс снижается двигательная активность и исследовательское поведение. Установлено, что у второго поколения животных по сравнению с первым наблюдается усиление моторного и исследовательского компонентов, что обусловлено снижением тревожности.

Актуальность

В настоящее время неоспоримым является тот факт, что физиологическое здоровье матери тесным образом связано со здоровьем будущего поколения. На сегодняшний день статистически доказано, что здоровье взрослого населения, в том числе и женщин детородного возраста, не является оптимальным, что обусловлено рядом неблагоприятных факторов. В наше время появилось множество угроз и опасений, связанных со здоровьем населения. Причиной этого являются различные кризисы (глобальный экономический кризис и др.), которые порождают собой целый спектр неблагоприятных факторов, которые пагубно сказываются на здоровье и развитии будущего поколения. Примером таких факторов являются экологическое неблагополучие многих регионов, а также прямое или опосредованное действие мутагенных и патогенных факторов, а среди факторов, определяющих беременность, особое значение приобрели демографические, социально-экономические, материальные, плацентарные, родовые и неонатальные.

Установлено, что у матерей с экспериментальным хроническим поражением печени различного генеза рождается физиологически незрелое потомство с дисфункцией многих органов и систем [2]. Кроме того, известно, что частой причиной когнитивных дисфункций у детей и подростков часто являются последствия родовых травм, перинатальных гипоксий, инфекционных заболеваний, перенесенных в раннем возрасте [10]. Несмотря на это, отсутствуют данные по выявлению роли патологии матери в нарушении по-

* Аспирант кафедры Цитологии, гистологии и эмбриологии.

знавательных способностей потомства и ее влиянии на нервную систему, которая выполняет главные жизненные функции, а именно обеспечивает взаимосвязь всех органов и систем органов, принимает участие в развитии рефлексов и тесным образом связана с активностью организма. В связи с этим, целью нашего исследования явилось изучение когнитивных (познавательных) функций у потомства матерей с экспериментальным хроническим поражением гепатобилиарной системы алкогольного генеза.

Материалы и методы

В экспериментах использовались белые лабораторные крысы-самки «Вистар» и их потомство на 30-ый и 60-дни постнатального развития. Деление крыс на возрастные периоды согласуется с общепринятым делением животных [5]. Для оценки параметров исследовательского поведения и тревожности нами был избран тест открытое поле, поскольку он является универсальным в оценке исследовательского поведения и вегетативных реакций животного и поэтому может являться прогностическим критерием устойчивости к эмоциональному стрессу [3, 6, 9]. Для получения более точных данных об угнетении или усилении той или иной активности (исследовательской или компонента тревожности), нами было произведено исследование второго поколения у подопытных животных. Открытое поле представляет собой площадку, размером 100*100 см (площадь 1 м2) высотой стенок 40 см, разделенную на 25 равных квадратов (16 периферийных и 9 внутренних). Животное помещали в центр арены и в течение 5 минут регистрировали ряд параметров поведенческой активности. После чего сажали обратно в клетку. Для устранения запаховых меток поверхность поля протирали влажной тряпкой, после чего начинали тестирование следующего животного. Эксперименты проводились в отдельной комнате с хорошей звукоизоляцией при постоянном уровне освещения. Для нивелирования различных возможных стрессовых воздействий со стороны окружающей среды всех животных незадолго до тестирования (примерно за 24 часа) ставили в тихое спокойное место, после чего начинали процедуру тестирования. В этот период исключалась перегруппировка животных, кормление, взятие в руки и другие активные манипуляции [3]. Для определения уровня ориентировочно-исследовательского поведения и тревожности нами определялись следующие параметры: количество пересеченных квадратов, число пройденных центральных квадратов, процент выхода в центр, количество стоек, движений почесывания шерсти и умывания (грумминг), время отсутствия активности, количество фекальных болюсов, оставленных животным после тестирования [3, 7, 8]. Передвижение животных на арене регистрировали с помощью системы видеорегистрации Logitech HD Webcam C510. Для вычисления параметров двигательной активности, исследования и тревожности животных нами был использован программно--аппаратный комплекс Real Timer v. 1.20.

Все животные были разделены на три экспериментальные группы. В первую группу вошли животные от интактных родителей (контрольная группа - К) - 34 животных из 17 пометов. Вторую группу составили животные, рожденные от матерей с алкогольным поражением печени (первая опытная группа - А:) - 36 животных из 18 пометов. Третью группу составило потомство животных, родившихся от матерей с алкогольным поражением печени от первой опытной группы (вторая опытная группа - А::) - 10 животных из 5 пометов. Всего в эксперименте было использовано 80 животных из 40 пометов. Для создания модели хронического алкогольного поражения печени нами использовался 15 % раствор этилового спирта, который предлагался животным для питья в течение трех месяцев [4]. Повреждения печени у половозрелых самок крыс верифицировали на основании следующих критериев: морфологических (дискомплексация гепатоцитов, изменение содержания строма-паренхима, гиперплазия печеночных макрофагов, расширение синусоидных капилляров, массивная лимфогистиоцитарная периваску-лярная инфильтрация портальных трактов), иммунологических (высокий титр печеночных антител (1:640 и 1:1280), биохимических (гипергаммагло-булинемия, увеличение АЛТ и АСТ, увеличение билирубина).

Результаты исследования

В ходе исследования нами установлено, что у подопытных животных имеет место угнетение исследовательской активности и как результат повышенную тревожность (табл. 1-2).

Таблица 1

Показатели исследовательской активности и тревожности у 30-ти дневных животных (М±т)

Группа Кол-во пересеченных квадратов Кол-во стоек Кол-во фекальных болюсов Время отсутствия активности Грумминг Число центральных квадратов (выход в центр, %)

К 46,63±6,21 18,79±2,02 2,05±0,41 73,97±13,28 27,17±5,48 4,26+0,59 (17,05+2,37)

А! 41,81±7,93 13,06±2,72* 2,88±0,53 102,22±18,19 28,08±7,80 1,67+0,29* (6,67+1,15*)

Примечание: * - результаты статистически достоверны по сравнению с контролем (р < 0,05).

Таблица 2

Показатели исследовательской активности и тревожности у 60-ти дневных животных (М±т)

Группа Кол-во пересеченных квадратов Кол-во стоек Кол-во фекальных болюсов Время отсутствия активности Грумминг Число центральных квадратов (выход в центр, %)

К 53,31±5,45 22,38±2,60 3,69±0,51 61,10±9,92 21,95±4,05 4,38±0,76 (17,50±3,03)

А: 36,00±5,53* 10,10±1,88* 2,95±0,55 124,23±16,34* 18,40±3,38 2,79±0,74* (11,16±2,94)

Примечание: * - результаты статистически достоверны по сравнению с контролем (р < 0,05).

Как видно из результатов таблицы подопытные животные характеризуются слабой двигательной активностью, о чем говорит общее количество пересеченных квадратов. Это очень сильно сказалось на исследовательской деятельности животных, что подтверждается невысоким количеством стоек внутри арены и выходом в центр. Активность и продолжительность пребывания животного в центре арены являются необходимыми компонентами в определении чувствительности животного к стрессовым нагрузкам и типа высшей нервной деятельности [3]. Наши исследования показали, что подопытным животным свойственна повышенная тревожность, что подтверждается высоким временем отсутствия активности, большим показателем фекальных болюсов, оставленных после тестирования, редким посещением центральной области поля и низким процентом выхода в центр. При этом стоит отметить, меньшую продолжительность эпизодов грумминга у 60-ти дневных животных подопытной группы, что также указывает на их повышенную тревожность. Эти эпизоды можно рассматривать в качестве компонента, смягчающего тревожность при попадании животного в новые условия [8].

160,0000 140,0000 120,0000

[Т

I 100,0000

£ 80,0000

X 60,0000

о

40,0000 20,0000 ,0000

Кол-во Кол-во пересеченных стоек квадратов

Кол-во Время Грумминг фекальных отсутствия болюсов активности

И А30 В А60 Н АН

Рис. 1. Показатели исследовательской активности и тревожности у подопытных животных

Примечание: * - результаты статистически достоверны по сравнению с А60 (р < 0,05).

Для более детального выяснения влияния алкоголя на состояние нервной системы и высшие познавательные функции организма нами был проведен анализ исследовательской активности и тревожности у второго поколения животных в сравнении с первым поколением (рис. 1). Нами установлено, что у животных, полученных от первого поколения алкоголизированных животных (Ап) наблюдается усиление моторного компонента, что выразилось в увеличении двигательной активности животных. Это в свою очередь позитивно отразилось на количестве стоек внутри арены, тем самым обусловило развитие исследовательского компонента поведения по сравнению с первым по-

юлением на 30-ый (А30) и 60-ый (А60) дни постнатального развития. Вместе с тем, произошло общее снижение тревожности животных, что доказывается низким временем отсутствия активности, и довольно высоким временем грумминга. Неподвижность можно рассматривать как симптом страха, отражающий эмоциональное состояние животного в открытом поле [3]. Эпизоды отвлечения животных от стрессового воздействия (чистка шерсти, умывание, чесание) носят вынужденный характер и тем самым предотвращают перегрузки высшей нервной деятельности, вызванные трудностью решения задачи, несмотря на повышенное количество фекальных болюсов [8].

Выводы и заключение

Подводя итоги нашего исследования можно сделать следующее заключение, что у потомства с патологией гепатобилиарной системы рождается физиологически незрелое потомство с недоразвитием нервной системы, что проявляется в задержке развития когнитивных функций. У потомства алко-голизированных животных наблюдается угнетение исследовательского компонента и повышение тревожности [1]. В ряду поколений у алкоголизиро-ванных животных наблюдается развитие высших познавательных и моторных функций и спадает тревожность. Мы полагаем, что данный процесс связан с принципом физиологической доминанты, участвующим в организации поведения животных, а точнее с рецептивным ее полем [1]. При формировании доминантного состояния за счет воздействий разных факторов среды существенную роль играют механизмы избирательного реагирования на те воздействия, которые тесно связаны с реализацией текущей доминанты [1]. Также это может быть связано с воздействием среды в критические периоды формирования поведения в раннем онтогенезе.

Список литературы:

1. Батуев А.С., Соколова Л.В. Мозговые механизмы поведения и высших психических функций // Журн. высш. нерв. деят. - 2001. - Т. 51, № 5. -С. 533-544.

2. Брюхин Г.В., Сизоненко М.Л. Роль экспериментального поражения печени матери в развитии физиологической незрелости потомства // Бюл. эксперим. биол. и медицины. - 2012. - Т. 154, № 11. - С. 544-547.

3. Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Д.П. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. - М.: Высшая школа, 1991. - 399 с.

4. Буров Ю.В. Изменение гонадотропной функции гипофиза крыс при развитии экспериментального алкоголизма // Бюлл. эксперим. биол. и мед. -1986. - Т. 12, № 6. - С. 675-676.

5. Западнюк И.П., Захария Е.А., Западнюк Б.В. Лабораторные животные. Разведение, содержание, использование в эксперименте. - Киев: Вища школа, 1983. - 383 с.

6. Коплик Е.В., Салиева Р.М., Горбунова А.В. Тест открытого поля как прогностический критерий устойчивости к эмоциональному стрессу у крыс линии Вистар // Журн. высш. нерв. деят. - 1995. - Т. 45, № 4. - С. 775-781.

7. Маркель А.Л. К оценке основных характеристик поведения крыс в тесте открытого поля // Журн. высш. нерв. деят. - 1981. - Т. 31, № 2. - С. 301-307.

8. Семиохина А.Ф., Плескачева М.Г. Неспецифический грумминг у крыс при решении экстраполяционной задачи // Журн. высш. нерв. деят. - 1989. -Т. 39, № 2. - С. 284-291.

9. Gould T.D. Mood and anxiety related phenotypes in mice. - USA: Humana Press., 2009.

10. Martin-Ancel A., Garcia-Alix A., Pascual-Salcedo D. etc. Interleukin-6 in the cerebrospinal fluid after perinatal asphyxia is related to early and late neurological manifestations // Pediatrics. - 1997. - Vol. 100, № 5. - P. 789-794.

СВОЙСТВА БАКТЕРИЙ-ДЕСТРУКТОРОВ УГЛЕВОДОРОДОВ, ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ ТРОПИЧЕСКИХ МЕСТООБИТАНИЙ ВЬЕТНАМА

© Иванова А.Е.*

Институт микробиологии им. С.Н. Виноградского РАН, г. Москва

Исследована способность четырех чистых культур аэробных бактерий, выделенных из различных объектов Вьетнама, к биодеградации нефтяных углеводородов. Штаммы, принадлежащие к родам Chromo-bacterium, Ochrobactrum, Bacillus и Dietzia, использовали в качестве единственного источника углерода и энергии сырую нефть, нефтепродукты и индивидуальные углеводороды разного химического строения и отличались устойчивостью к стрессовым условиям среды, характерным для тропических местообитаний (изменениям рН и повышенной температуре). При росте на углеводородах бактерии снижали поверхностное натяжение на границе культуральная среда-воздух с 59 до 2646 мН/м, а межфазное натяжение на границе культуральная среда-углеводород - с 25 до 2 мН/м. Культуральные среды штаммов-деструкторов способствовали извлечению нефти из пористой матрицы. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности применения данных микроорганизмов в мероприятиях по очистке экосистем от нефтяных загрязнений в условиях тропической и теплой умеренной климатических зон.

Проблема функционирования экосистем в условиях усиливающегося антропогенного загрязнения - одна из ключевых в биологии. В современ-

* Старший научный сотрудник лаборатории Нефтяной микробиологии, кандидат биологических наук.