CC BY
7
4. Рапопорт К- А. и др. //'Гам же. — 1967. — № 10. -С. 105—108.
5. Станкевич К■ И. Гигиена и строительные пластмассы. -Киев, 1968.
6. Цыркунов Л. П. //Гш\ и сан. — 1962. — № П. — С. 28-31.
7. Чспинога О. П. // Общие вопросы промышленной токсикологии. — М„ 1967. — С. 70—75.
8. Шуйская N. И. н др.//Гигиеническая оценка резиновых изделии и исходного сырья для их изготовления.— М„ 1981, —С. 159—174.
Поступила 06.11.87
УДК 613.73-02:615.91-092.9-97
В. П. Федотов, О. С. Москалев, Б. Н. Ильин оценка работоспособности у лабораторных
животных в условиях токсикологического
эксперимента
Ленинградский НИИ радиационной гигиены Минздрава РСФСР
При оценке работоспособности животных, как правило, учитывается физическая компонента поведения [11, 12, 14]. Между тем практически любое поведение связано со способностью приобретать, анализировать и использовать сведения об условиях достижения конечного результата поведенческой деятельности животного [1]. Прямыми интегральными показателями уровня работоспособности у человека в этом случае выступают количество правильно совершенных операций за единицу времени, скорость осуществления этих операций и продолжительность работы в проблемной среде без снижения качества деятельности [8J. Представляется целесообразным использовать этот же прием для определения величины интегральной работоспособности у животных, подвергнутых воздействию ионизирующего излучения. Немаловажно при этом выбрать объективно регистрируемые поведенческие и физиологические показатели, лежащие в основе оценки работоспособности организма.
В настоящей статье приводятся экспериментальные данные о влиянии рентгеновского излучения с различной дозой облучения на поведение самцов беспородных крыс в альтернативном лабиринте и на показатели ритмической деятельности сердца как индикаторы вегетативного обеспечения этого поведения. Результаты проведенного исследования используются для оценки работоспособности животных с целью выявления радиотоксикологнческих эффектов на данное свойство организма. Способ определения работоспособности и функционального состояния животных в осуществленных экспериментах основывался на индивидуальном подходе к особи и не преследовал пока цели популяциопных оценок, принятых в гигиеническом нормировании.
Эксперименты ставили в весенне-летнее время (март— июль). В опытах использовали белых беспородных крыс-самцов одного возраста. Общее число животных 35; крысы были разделены на 5 групп но 7 особен в каждой. Одна из групп была контрольной, остальные группы — экспериментальные.
Экспериментальная установка состояла из Ж-образного лабиринта, использованного в работах [6, 9, 10]. В свободном поле его находилась опускающаяся при нажатии полка, которая открывала дверцу в симметричный лабиринт, содержащий 2 истинные и 2 ложные кормушки. Крысы, помещенные в свободное поле, выполняли поведенческие действия в следующей последовательности: нажимали на полку, входили в лабиринт, подбегали к правой и левой кормушкам и возвращались в свободное поле через правую или левую дверцу лабиринта, чтобы начать цикл побежки заново. Для подкрепления пищедобывающего поведения крыс в кормушки насыпали семена подсолнечника. Для формирования пищевой мотивации животных перед опытом их выдерживали голодными в течение, суток.
В опыте регистрировали число циклов за 20 мин и время, затраченное на каждый цикл. Из поведенческих показателей регистрировали также количество стоек и грумнн-гов. Ошибками действии животного считали подход к лож-
ным кормушкам, повторный подход к истинным кормушкам, невыход из лабиринта. Отсеки лабиринта были маркированы буквами, что позволяло точно фиксировать маршрут побежки животного. Обучение крыс «оптимальному» маршруту осуществлялось в течение 20 сеансов, после чего стереотип поведения в лабиринте, как правило, /|> был устойчивым для каждого подопытного животного.
Кроме поведенческих характеристик животного, контролировали состояние вегетативного тонуса организма посредством регистрации фонокардиограммы (ФКГ). Для этого небольшой микрофон закрепляли в манжете, которую перед опытом надевали на животное. Фонокардиоснг-нал через усилитель биопотенциалов УБГП-02 поступал на самописец Н338-1П. Зарегистрированные на скорости 100 мм/с ФКГ каждого животного обрабатывали по способу, описанному в [2, 4, 5, 13]. По статистическим характеристикам кардиониклов производили расчет 6 интегральных индексов состояния регуляции ритма сердца: напряжения (ИН) регуляторных механизмов, физиологической цены (ИФЦ), вегетативного равновесия (ИВР). устойчивости регуляторных механизмов (ИУРМ), адекватности процессов регуляции (ИАГ1Р) и вегетативной реакции сердечно-сосудистой системы (ИВРС).
После обучения и снятия фоновых показателей животных подвергали общему облучению на рентгеновском аппарате РУМ-17 при одной и той же мощности 54 сГр/мин (напряжение 200 кВ, сила тока 15 мА, фильтр 0,5 мм ^ Си+1 мм А1, фокусное расстояние 50 см). Подопытных * животных выделенных групп облучали соответственно дозой 300, 100, 50 и 25 сГр.
После воздействия на животных ионизирующего излучения в течение 4 мес у каждой особи регистрировали указанные выше поведенческие и физиологические характеристики. Проанализированы результаты 120 наблюдений по всем экспериментальным группам, и проведено сравнение с их фоновыми значениями.
После обучения, когда животные делали минимум ошибок в лабиринте, их работоспособность, измеряемая количеством побежек за единицу времени, характеризовалась стабильными и высокими значениями (до 60—80 циклов за 20 мин). Затем животных распределили на группы, из которых каждую особь подвергали рентгеновскому облучению индивидуально. Животные контрольной группы также были помещены в камеру для облучения н находились в ней 10 мин без облучения. Исследовали влияние на поведенческие и физиологические функции доз 300, 100, 50 и 25 сГр. После облучения животных проводили тестирование каждого из них в первую неделю каждый день, затем 1 раз в неделю.
Независимо от полученной дозы облучения в первую неделю тестирования наблюдали следующие отклонения в ф поведении животных: отказ от пищи, кружение в лабиринте без цели выйти из него: действия, направленные на разрывание грунта, повторные подходы к пройденным кормушкам, затаивание и невыход из лабиринта. Все это привело к резкому снижению работоспособности в первую
Таблица 1
Интегральная величина работоспособности животных до и после облучения (при одном и том же количестве опытов)
Группа животных До облучении После облучения
общее число циклов число циклов на 1 опыт общее число ци клов число циклов на 1 опыт доза, сГр
1-я 2-я 3-я 4-Я Контрольная 214 251 176 294 104 13 ю 11 18 8 37 36 48 130 62 4 4 5 16 6 300 100 50 25 0
неделю после облучения. Наблюдения, проведенные в последующие месяцы, показали, что работоспособность облученных крыс претерпевает фазовые изменения, но так и не поднимается до значений нормы. Наиболее демонстративные изменения работоспособности животных выражаются в динамике ее эффективности, т. е. в отношении среднего количества циклов к количеству опытов. Соотношение этих величин с полученными дозами облучения демонстрирует почти пропорциональное (табл. 1).
Для оценки уровня работоспособности животных, кроме результатов самой поведенческой деятельности, применяли контроль за их функциональным состоянием путем анализа информативных показателен физиологической системы, на которую при данном поведении ложится основная «интеллектуально-эмоциональная» н физическая нагрузка. Такой системой в наших экспериментах была сер-дечно-сосудистая, а в качестве индикатора уровня работоспособности организма служили показатели хронотропной функции сердца. Основанием для подобного выбора являлось то, что деятельность такой лабильной системы, как сердечно-сосудистая, чаще всего становится фактором, лимитирующим формирование н осуществление приспособительных и компенсаторных реакции организма. Кроме того, рассматриваемая система одна из наиболее ранимых при лучевых поражениях организма [7].
На рисунке для одной и той же особи приведены гистограммы распределения длительности кардиоциклов, отражающие различный уровень работоспособности животного. Из рисунка видно, что при повышенной работоспособности (число циклов 12) возрастает устойчивость регуляции сердечного ритма, которая характеризуется уменьшением величины стандартного отклонения продолжительности кардиоциклов. Напротив, понижение уровня работоспособности (число циклов 4) приводит к увеличению величины указанного показателя ритма сердца, что обусловлено ухудшением качества регуляции хронотропной функции сердца.
Оценку уровня работоспособности животных можно осуществить с помощью других показателей сердечного ритма. Действительно, повышенный уровень работоспособности организма характеризуется также относительным увеличением ИН регуляторных механизмов. Это происходит за счет возрастания амплитуды моды (АМо), уменьшения значения самой моды (Мо) и размаха вариации продолжительности сердечных циклов (Дх) (табл. 2). Подобная динамика изменения этих показателен свидетельствует о напряжении регуляторных механизмов организма и включении в регуляцию ритма сердца более высоких уровней головного мозга [3].
О корреляционных взаимоотношениях между обобщенными показателями функционального состояния регуляторных механизмов организма и количеством циклов, совершаемых животными в лабиринте, дают представление данные табл. 3. Видно, что такие показатели, как ИН. ИФЦ, ИУРМ, указывают на достаточно сильную корреляцию с
40
32
24
16
в
32
24
16
а
¡Усиление тонуса Усиление тонуса симпатинуса вагуса
Сравнение распределений продолжительности сердечных циклов у крыс в случае средней (а) и низкой (б) работоспособности.
По ос^ абсцисс — длительность сердечных циклов, с; но оси ординат — частота встречаемости данного кардиоцнкла. %: М —средний результат, с. Остальные обозначения в тексте.
числом совершенных животным циклов в лабиринте за единицу времени.
Обобщенные показатели состояния регуляторных механизмов ИУРМ, ИН, ИАПР, ИВР позволяют оценить физиологическое состояние животного в условиях нормы и при патологии. Так, после воздействия ионизирующего излучения на животных пределы значений обобщенных по-
Таблица 2
Показатели сердечного ритма и состояния регуляторных механизмов в зависимости от уровня работоспособности организма
Показатель Норма Патология
число циклов число циклов
4 12 8 0
ЧСС. уд/мин 443±25 473±7 432±7 473+8
М±т, с 0,1?.5±0,007 0.127+0,002 0,124±0.002 0.126±0.002
Ах, с 0,033 0,009 0,009 О.ОП
о. с 7,0-Ю-3 1,8-Ю-я 1.8- Ю-3 2,2- Ю-3
Мо. с 0.139 0.120 0.125 0.126
ЛМо, % 16 32 38 26
ИВРС. с - 189 832 889 722
ИИ, ».-с-2 1.5-10= 14,1-10» 10.9-10' 9.4.10»
ИВР, с-1 0.4-10» 3.0- 10» 4,2-10» 2,4-10»
ИАПР. с-1 115 252 304 206
ИУРМ,с-* 0,1.10« 2.1-10' 2,5- 10« 1.6- 10«
ИФЦ, %.с-* 2,0.10« 78.4. 10« 93,3-10« 42.6-10«
Таблица 3
Степень корреляции уровня работоспособности со средними обобщенными показателями состояния регуляторных механизмов у экспериментальных животных
Группа жниотпь'х ИН ИФЦ ИУРМ ИАПР ИВР ИВРС ЧСС
1-Я 2-я 3-я 4-я Контрольная +0,72 +0,93 +0,88 +0,689 +0,96 +0,93 +0,85 +0,59 +0,65 + 1,0 +0,93 +0,78 +0,50 +0,36 +0,96 —0,15 +0,94 +0,61 +0,40 +0,99 +0,92 +0,99 +0,61 +0,77 4-0,90 +0,88 +0,77 +0,47 —0,67 +0,99 —0,12 +0,94 +0,75 +0,75 +0,86
казателей активности регуляторных механизмов отличаются от таковых в условиях нормы, причем диапазоны изменений значений индексов в норме уже таковых при патологии. Сопоставление значений индексов с дозами, полученными разными группами животных, показывает, что чем больше доза облучения, тем шире диапазон изменений значений индекса для использованных доз облучения.
Широкий диапазон изменений показателей вегетативного компонента поведения животных в условиях пострадиационного воздействия при патологии свидетельствует о децентрализации регуляции сердечного ритма [3]. В норме сужение пределов изменений показателей сердечной деятельности обусловлено большим удельным весом участия центральных механизмов управления в процессе регуляции функции сердца.
Выводы. 1. Между динамикой показателей состояния регуляции ритмической деятельности сердца и числом побежек в единицу времени у подопытных крыс наблюдали синергичные взаимоотношения с высокой степенью корреляции.
2. Рентгеновское облучение приводило к изменению стереотипа поведения крыс, сопровождаемое повышенными значениями показателей деятельности сердечно-сосудистой системы, что обусловило снижение числа побежек в единицу времени.
3. Представляется возможным проводить сравнительный анализ имеющихся данных об уровне интегральной работоспособности человека и животных с использованием единых критериев оценки функционального состояния организма. Такой анализ необходим для оптимизации методов нормирования трудовой деятельности человека в условиях воздействия неблагоприятных факторов внешней среды!
Литература
Х.Анохин П. К. Очерки функциональных систем. — М., 1975.
2. Баевский Р. Ai. Математический анализ сердечного ритма как метод оценки функционального состояния организма. — М., 1979.
3. Баевский Р. М. Прогнозирование состояний на грани нормы и патологии. — М., 1979.
4. Баевский А. М., Кириллов О. И., Клецкин С. 3. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе. — М., 1984.
5. Башир-Заде Т. С., Тимофеев Н. А. // Медико-технические проблемы индивидуальной защиты человека: Оптимизация деятельности человека в средствах индивидуальной защиты.—М., 1984.—-С. 151 —156.
6. Воронин Л. Г., Никольская К■ А. // Гагрские беседы, 7-е: Нейрофизиологические основы памяти. — Тбилиси, 1979, —С. 345—357.
7. Гигиеническое нормирование факторов производственной среды и трудового процесса / Под ред. Н. Ф. Из-мерова, А. А. Каспарова.— М., 1986.
8. Нечаева Л. А., Полянцев В. А., Наживин Ю. С. // Физиология человека.— 1986. — Т. 12, № 3. — С. 469— 475.
9. Никольская К. А., Сагимбаева Ш. К. //Жури. высш. нервн. деяг.—1974. — Т. 24. № 3. — С. 651—652.
10. Ожерелков С. В. Оценка функционального состояния центральной нервной системы лабораторных животных при экспериментальных нейровирусных инфекциях: Ав-тореф. дис.... канд. мед. наук. — М., 1981.
11. Пульков В. Н., Машнева Н. И. // Радиационная гигиена,—Л., 1978.— Вып. 7.— С. 140—143.
12. Пульков В. Н. // Радиационная гигиена. — Л., 1980.— С. 42—44.
13. Талалаев А. А.. Бобров А. Ф. // Медико-технические проблемы индивидуальной защиты человека. — М.. 1985, —С. 103—120.
14. Rudnicki T., Bernai R. // Nukleonika. — 1981. — Vol. 1, —P. 119—127,
Поступила 22.07.88
УДК 6М.485:535-31]:5781-036.8-073.524:676.36
А. Г. Мороз, В. С. Борткевич, А. Н. Третьяк, В. В. Комарь, А. В. Герасимов, М. М. Тимофеева
светочувствительная бумага как индикатор вирулицидного действия бактерицидных ламп
Белорусский НИИ эпидемиологии и микробиологии Минздрава БССР; Институт общей и неорганической химии АН БССР, Минск
При работе с патогенными вирусами для обеззараживания рабочих мест и помещений широко используют бактерицидные лампы БУВ-15, БУВ-30 [6]. Степень вирули-цидного действия ультрафиолетового (УФ) излучения на вируссодержащий материал зависит от мощности лампы, расстояния до объекта и времени облучения. В настоящее время отсутствуют Доступные количественные методы, позволяющие характеризовать этот процесс. Задачей данной
работы было использование светочувствительной бумаги прямого окрашивания как индикатора действия УФ-облу-чения на вирусы и выведение формулы расчета времени, необходимого для дезактивации вируса в зависимости от расстояния до лампы.
Опыты проведены с вирусом Коксаки ВI, штамм Соп-песМай-б с титром 4,9—7,1 ТЦДбо/мл. В качестве индикатора интенсивности вирулицидного действия УФ-облу-
