CC BY
61
УДК 612.445.535.37
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА
ЭТОЛОГИЧЕСКОГО СТАТУСА В ЭКСПЕРИМЕНТЕ В УСЛОВИЯХ ЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО И СВЕТОДИОДНОГО ОСВЕЩЕНИЯ
М.В. Осиков, О.И. Огнева
ГБОУ ВПО Южно-Уральский государственный медицинский университет Минздрава России,
Челябинск, Россия, 454092
Аннотация. Работа выполнена на 46 половозрелых морских свинках, распределенных на следующие группы: 1 группа — животные, находящиеся под естественным освещением, 2 группа — животные, находящиеся под действием стандартного фиксированного (12 ч свет / 12 ч темнота) люминесцентного освещения, 3 группа — животные, находящиеся под действием стандартного фиксированного светодиодного освещения. Поведенческую активность исследовали в тесте «открытое поле», когнитивную функцию — в тесте водный «лабиринт» Морриса. В условиях стандартного фиксированного люминесцентного и светодиодного освещения зафиксировано отсутствие признаков тревоги, угнетения ориентировочно-исследовательского поведения, признаков снижения способности к обучению и долговременной памяти, отмечено улучшение ориентации в пространстве.
Ключевые слова: светодиодные источники, люминесцентные источники, этологический статус.
Введение. В настоящее время для уличного, интерьерного, промышленного освещения используются люминесцентные и светодиодные источники освещения [1]. Свет видимой части спектра оказывает воздействие на физиологические процессы, в том числе, на психофизиологические, нейроэндокринные [2]. Данные литературы по влиянию света на организм получены в экспериментах на животных с ночной активностью: крысах, мышах, сирийских хомячках, что не позволя-
ет экстраполировать их результаты на организм человека [3]. Нами, в качестве объекта исследования, выбрана морская свинка, которая по образу жизни является животным с дневной активностью, световосприятие и цветовосприятие у нее приближено к аналогичным параметрам человеческого глаза [4]. Люминесцентные лампы являются наиболее массово применяемыми источниками освещения, которые постепенно вытесняются светодиодными источниками освещения. Ранее на-
~ 272 ~
Журнал включен в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК при Министерстве образования и науки Российской Федерации по отраслям «Медицинские науки» и «Социологические науки»
Since 1999 p-ISSN 2226-7425, e-ISSN 2412-9437
Осиков М.В., Огнева О.И. Сравнительная оценка этологического статуса в эксперименте...
—--------------------------—
ми. в условиях in vitro было показано, что люминесцентное освещение снижает НСТ-редуцирующую активность нейтрофилов периферической крови [5]. В связи с этим, возникает вопрос о том, как применение светодиодных источников света, отразится организме в целом, в том числе на этологическом статусе. Цель работы — в эксперименте на морских свинках провести сравнительный анализ влияния света, генерируемого люминесцентными и светодиодными источниками освещения, на этологический статус организма.
Материалы и методы. Работа выполнена на 46 половозрелых морских свинках массой 300 ± 50 г, которых случайным образом распределили на 3 группы: 1 группа (n = = 8) — животные, находящиеся под естественным освещением (ЕО), 2 группа (n = 20) — животные, находящиеся под действием стандартного фиксированного (12 ч свет / 12 ч темнота) люминесцентного освещения (СФЛО). 3 группа (n = 18) — животные, находящиеся под действием стандартного фиксированного светодиодного освещения (СФСДО). Продолжительность эксперимента составила 30 суток. Оценку показателей осуществляли на 10, 20, 30 сутки эксперимента. Поведенческую активность исследовали в тесте «открытое поле», регистрировали горизонтальную активность, вертикальную активность, исследовательскую активность, число актов груминга, количество фекальных болюсов. Водный «лабиринт» Морриса предназначен для оценки когнитивной функции. В тесте со скрытой платформой регистрировали среднее время поиска скрытой под водой платформы и среднюю длину траектории достижения скрытой под водой платформы между двумя попытками. В тесте на зрительное восприятие регистрировали время нахождения платформы. В тесте без платформы регистри-
ровали время пребывания животного в каждом секторе, процент нахождения животного в области расположения подводной платформы. Статистическую обработку результатов проводили с использованием пакета программ «Statistica v. 10.0 for Windows».
Результаты. В условиях стандартного фиксированного люминесцентного освещения по сравнению с естественным освещением в тесте «открытое поле» установлено, что горизонтальная активность повышается на 10 и 30 сутки наблюдений, вертикальная активность повышается на 10 сутки, количество актов груминга снижается на 20 сутки эксперимента, количество фекальных болюсов снижается на 30 сутки. Итак, у животных отмечено отсутствие признаков тревоги, угнетения ориентировочно-исследовательского поведения на 10, 20 и 30 сутки. В тесте со скрытой платформой водного «лабиринта» Морриса наблюдается уменьшение времени нахождения платформы на 30 сутки эксперимента, длина траектории поиска платформы не изменяется во все сроки эксперимента. При проведении теста на зрительное восприятие отмечено уменьшение времени нахождения видимой платформы на 20 (49,75 ± ± 3,52, в группе ЕО — 68,63 ± 6,59; p < 0,05) и 30 сутки (53,67 ± 5,32, в группе ЕО — 68,63 ± 6,59; p < 0,05) эксперимента. В тесте без платформы не обнаружено отличий в доле времени нахождения животного в области расположения подводной платформы во все сроки эксперимента. Итак, зафиксировано улучшение ориентации в пространстве на 20 и 30 сутки, отсутствие признаков снижения способности к обучению и долговременной памяти во все сроки эксперимента.
В условиях стандартного фиксированного светодиодного освещения по сравнению с естественным освещением в тесте «открытое поле» установлено, что горизонтальная
—----------------------—
■ 273 ~
Журнал включен в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК при Министерстве образования и науки Российской Федерации по отраслям «Медицинские науки» и «Социологические науки»
Since 1999
p-ISSN 2226-7425, e-ISSN 2412-9437
The Journal of scientific articles “Health and Education Millennium”, 2015. Vol. 17. No 4
—-------------------------—
и вертикальная активность повышаются на 10, 20 и 30 сутки наблюдения, исследовательская активность повышается на 20 сутки, количество актов груминга снижается на 20 сутки эксперимента. Итак, зафиксировано отсутствие признаков тревоги, угнетения ориентировочно-исследовательского поведения на 10, 20 и 30 сутки. В тесте со скрытой платформой водного «лабиринта» Морриса наблюдается уменьшение времени нахождения платформы на 30 сутки эксперимента, длина траектории поиска скрытой платформы не изменяется во все сроки эксперимента. При проведении теста на зрительное восприятие отмечено уменьшение времени нахождения видимой платформы на 10 (49,33 ± 5,85, в группе ЕО — 68,63 ± 6,59; p < 0,05), 20 (44,33 ± 8,05, в группе ЕО — 68,63 ± 6,59; p < 0,05) и 30 сутки (55,33 ± 4,35, в группе ЕО — 68,63 ± 6,59; p < 0,05). В тесте без платформы не обнаружено отличий в доле времени нахождения животного в области расположения подводной платформы во все сроки эксперимента. Итак, зафиксировано улучшение ориентации в пространстве, отсутствие признаков снижения способности к обучению и долговременной памяти во все сроки эксперимента.
При сравнительном анализе этологиче-ского статуса животных в условиях искусственного освещения отмечено, что при светодиодном освещении показатели пространственной ориентации по наружным ориентирам у животных выше, чем при люминесцентном, что проявляется в более ранние сроки, а именно на 10 сутки.
Данный факт, может быть обусловлен несколькими факторами. Во-первых, особенностями спектральной чувствительности сетчатки к источникам освещения отличным от солнечного. Спектральный состав люминесцентной лампы характеризуется наличием резких пиков в основных цветах спектра [6].
Светодиодные лампы имеют спектр более близкий к естественному свету за счет сглаженной спектральной кривой, что не препятствует светопередаче и восприятию объекта [7]. Во-вторых, у люминесцентных ламп присутствует мерцание с различной частотой, что оказывает влияние на синхронизированную ритмическую активность нервных элементов мозга. Солнечный свет и свет, генерируемый светодиодными источниками освещения, не обладают пульсацией. В-третьих, динамичность спектра солнечного освещения по мере движения Солнца по небу может способствовать изменению уровня освещенности видимого объекта, изменению угла падения света на воспринимаемый предмет в течение дня. Цветовая адаптация глаза к постоянно происходящим циклическим изменениям освещения осуществляется автоматически, благодаря работе аккомодационного аппарата глаза [8]. Искусственные источники создают постоянный уровень освещенности объекта и угол падения света на объект, что позволяет воспринимать объекты, с меньшей погрешностью в размерах, форме и цвете, способствуя их лучшему запоминанию.
Вывод. В условиях стандартного фиксированного люминесцентного и светодиодного освещения зафиксировано отсутствие признаков тревоги, угнетения ориентировочноисследовательского поведения, отсутствие признаков снижения способности к обучению и долговременной памяти, улучшение ориентации в пространстве.
ЛИТЕРАТУРА
1. Юнович А.Э. Светодиоды как основа освещения будущего // Светотехника. 2003. № 3.
С. 2—7.
2. Иоффе К.И. Биологическое влияние видимого света на человека // Светотехника. 2008. № 3. С. 21—29.
—----------------------—
■ 274 ~
Журнал включен в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК при Министерстве образования и науки Российской Федерации по отраслям «Медицинские науки» и «Социологические науки»
Since 1999 p-ISSN 2226-7425, e-ISSN 2412-9437
Осиков М.В., Огнева О.И. Сравнительная оценка этологического статуса в эксперименте...
—-------------------------—
3. Shuboni D.D., Cramm S.L., Yan L., Rama-nathan C., Cavanaugh B.L., Nunez A.A. Acute effects of light on the brain and behavior of diurnal Arvi-canthis niloticus and nocturnal Mus musculus // Physiol Behav. 2015. № 138. Р. 75—86.
4. Ostrin L.A., Garcia M.B., Choh V., Wild-soet C.F. Pharmacologically Stimulated Pupil and Accommodative Changes in Guinea Pigs // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2014. № 55(8). Р. 5456—5465.
5. Гизингер О.А., Осиков М.В., Телеше-ва Л.Ф., Огнева О.И. Сравнительный анализ влияния света, генерируемого различными источниками освещения, на функциональную активность нейтрофилов in vitro // Вестник Южно-Уральского
государственного университета. Серия «Образование, здравоохранение, физическая культура». 2013. Т. 13. № 3. С. 94—98.
6. Справочная книга по светотехнике / под ред. Ю.Б. Айзенберга. 3-е изд. перераб. и доп. М.: Знак, 2006.
7. Бижак Г., Кобав М.Б. Спектры излучения светодиодов и спектр действия для подавления секреции мелатонина // Светотехника. 2012. № 3. С. 11—16.
8. Слайни Д.Х. Влияние новых светотехнических приборов на здоровье и безопасность людей // Светотехника. 2010. № 3. С. 49—50.
COMPARATIVE ANALYSIS
OF ETHOLOGICAL STATUS IN THE EXPERIMENT IN THE CONDITIONS OF FLUORESCENT AND LED LIGHTING
M. V. Osikov, O.I. Ogneva
South-Ural State Medical University,
Chelyabinsk, Russia, 454092
Annotation. The work is performed on 46 adult Guinea pigs, divided into the following groups: group 1 — animals under natural light, group 2 — animals under the action of a fixed standard (12 h light / 12 h dark) luminescent lighting, group 3 — animals under a standard fixed led lighting. Behavioral activity was investigated in the test “open field”, cognitive function — the water in the test “maze” of Morris. In terms of standard fixed fluorescent and led lighting recorded the absence of signs of anxiety, oppression tentatively research behavior, evidence of a decline in learning ability and long term memory, the improvement of orientation in space.
Key words: LED sources, fluorescent sources, ethological status.
REFERENCES
1. Junovich A.J. LED lighting as a basis for future. Svetotehnika. 2003. № 3. pp. 2—7. (in Russian)
2. Ioffe K.I. Biological effects of visible light on human. Svetotehnika. 2008. № 3. pp. 21—29. (in Russian)
3. Shuboni D.D., Cramm S.L., Yan L., Rama-nathan C., Cavanaugh B.L., Nunez A.A. Acute effects of light on the brain and behavior of diurnal
Arvicanthis niloticus and nocturnal Mus musculus. Physiol Behav., 2015, № 138, pp. 75—86.
4. Ostrin L.A., Garcia M.B., Choh V., Wild-soet C.F. Pharmacologically Stimulated Pupil and Accommodative Changes in Guinea Pigs. Invest Ophthalmol. Vis. Sci. 2014. № 55(8). pp. 5456—5465.
5. Gizinger O.A., Osikov M.V., Telesheva L.F., Ogneva O.I. A comparative analysis of the light generated by different light sources, the functional
~ 275 ~
Журнал включен в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК при Министерстве образования и науки Российской Федерации по отраслям «Медицинские науки» и «Социологические науки»
Since 1999
p-ISSN 2226-7425, e-ISSN 2412-9437
The Journal of scientific articles “Health and Education Millennium”, 2015. Vol. 17. No 4
—-------------------------—
activity of neutrophils in vitro. Vestnik Juzhno-Ural'-skogo gosudarstvennogo universiteta. Serija «Ob-razovanie, zdravoohranenie, fizicheskaja kul'tura», 2013, vol. 13, no. 3, pp. 94—98. (in Russian)
6. Handbook on Illumination. Ed. Ju.B. Ajzen-berga. 3-e izd. pererab. i dop. Moscow, Znak, 2006. (in Russian)
7. Bizhak G., Kobav M.B. The emission spectra of LEDs and a range of actions to suppress melatonin secretion. Svetotehnika, 2012, no. 3, pp. 11—16. (in Russian)
8. Slajni D.H. Impact of new lighting instruments on human health and safety. Svetotehnika, 2010, no. 3, pp. 49—50. (in Russian)
