CC BY
28
8. Turner BM. Cellular memory and the histone code. Cell 2002; 111 (3): 285-291.
9. Brill' GE, Egorova AV, Dubovitskiy VA, Vlaskin SV. Gistony— vozmozhnye triggery vliyaniya elektromagnitnykh izlucheniy na kletochnyy genom. In: Primenenie lazerov v meditsine i biologii: Mater. XXXVIII Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii.Yalta, 2012; p. 97-98. Russian (Брилль Г. Е., Егорова А. В., Дубовицкий В. А., Власкин С. В. Гистоны — воз-
можные триггеры влияния электромагнитных излучений на клеточный геном. В сб.: Применение лазеров в медицине и биологии: Материалы XXXVIII Международной научно-практической конференции. Ялта, 2012; с. 97-98).
10. Shabalin VN, Shatokhina SN. Morphology of human biological fluids. M.: Khrizostom, 2001; 303 p. Russian (Шаба-лин В. Н., Шатохина С. Н. Морфология биологических жидкостей человека. М.: Хризостом, 2001; 303 с.).
УДК 579.841.11:159.944]:616-092.9 Оригинальная статья
ВЛИЯНИЕ ЭКЗОТОКСИНА A PSEUDOMONAS AERUGINOSA НА ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ БЕЛЫХ КРЫС
В. В. Моррисон — ФГБОУ ВО «Саратовский ГМУ им. В. И. Разумовского» Минздрава России, профессор кафедры патологической физиологии им. А. А. Богомольца, профессор, доктор медицинских наук; В. И. Попович — 33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт (ЦНИИИ) МО России, начальник отдела, кандидат медицинских наук; В. О. Васютина — ФГБОУ ВО «Саратовский гМу им. В. И. Разумовского» Минздрава России, студент; А. В. Моррисон — ФГБОУ ВО «Саратовский ГМУ им. В. И. Разумовского» Минздрава России, доцент кафедры кожных и венерических болезней, кандидат медицинских наук.
EXOTOXIN A PSEUDOMONAS AERUGINOSA INFLUENCE ON WORKING EFFICIENCY
OF WHITE RATS
V. V. Morrison — Saratov State Medical University n.a. V. I. Razumovsky, Department of Pathological Physiology, Professor, Doctor of Medical Science; V. I. Popovich — Central Scientific Research Experimental Institute 33, Head of Department, Candidate of Medical Science; V. О. Vasyutina — Saratov State Medical University n.a. V. I. Razumovsky, Saratov State Medical University n.a. V. I. Razumovsky, Medical Faculty, Student; А. V. Morrison — Saratov State Medical University n.a. V. I. Razumovsky, Department of Skin and Venereal Diseases, Candidate of Medical Science.
Дата поступления — 26.06.2017 г. Дата принятия в печать — 12.09.2017 г.
Моррисон В.В., Попович В.И., Васютина В. О., Моррисон А.В. Влияние экзотоксина А Pseudomonas aeruginosa на показатели работоспособности белых крыс. Саратовский научно-медицинский журнал 2017; 13 (3): 472-474.
Цель: изучение влияния экзотоксина A Pseudomonas aeruginosa (ЭТ-А) на показатели физической и умственной работоспособности белых крыс. Материал и методы. Эксперименты проведены на белых крысах после внутрибрюшинного введения различных доз (0,1, 0,5 и 1,0 LD50) синегнойного экзотоксина А. Изучали показатели умственной и физической работоспособности белых крыс по методике «камера Махта». Результаты. Даже при введении ЭТ-А в дозе 1 LD50 нарушение условно-рефлекторной реакции регистрируется только у 20% животных. Количество случаев физической неработоспособности при введении высокоэффективных доз ЭТ-А достоверно превышает количество случаев срыва условно-рефлекторного компонента реакции избегания и составляет 44%. Заключение. Синегнойный экзотоксин А не проявляет избирательного действия на высшую нервную деятельность и оказывает незначительное влияния на физическую работоспособность белых крыс.
Ключевые слова: экзотоксин А, умственная и физическая работоспособность.
Morrison VV, Popovich VI, Vasyutina VО, Morrison АV. Exotoxin A Pseudomonas aeruginosa influence on working efficiency of white rats. Saratov Journal of Medical Scientific Research 2017; 13 (3): 472-474.
Objective: to study exotoxin A Pseudomonas aeruginosa influence on physical and mental efficiency of white rats. Material and Methods. The experiments were carried out on white rats following intraperitoneal injections of exotoxin A Pseudomonas of different doses (0.1, 0.5 and 1.0 LD50). Physical and mental efficiency of white rats was determined by the scheme of "Macht's camera". Results. Introducing exotoxin A Pseudomonas of 1 LD50 there was conditioned response damage in 20% of animals. The amount of cases of physical incapacity introducing highly effective doses of exotoxin A Pseudomonas overcomes the amount of cases of reaction destruction (44%). Conclusion. Exotoxin A Pseudomonas aeruginosa does not reveal a selective effect on the central nervous system and significant influence on physical efficiency of white rats.
Key words: exotoxin A, physical and mental efficiency.
Введение. Синегнойная палочка — распространенная грамотрицательная аэробная бактерия, являющаяся оппортунистическим патогеном человека и животных. Возрастающая роль синегнойной палочки как возбудителя госпитальных инфекций определяется не только достаточно высокой частотой ее распространения, но и тяжестью течения вызываемых ею заболеваний, трудностями в терапии вследствие низкой ее чувствительности к большинству антибио-
Ответственный автор — Моррисон Виталий Викторович Тел.: 8-927-148-44-94 E-mail: [email protected]
тиков. Pseudomonas aeruginosa в ожоговых, онкологических, урологических стационарах нередко преобладает над грамположительными кокками [1-4].
Одним из наиболее значимых факторов патогенно-сти P. aeruginosa является экзотоксин А (ЭТ-А), вызывающий системные и местные проявления инфекции.
Установлено, что ЭТ-А обладает выраженными гепатоксическим, иммунотоксическим, гематотокси-ческим эффектами [3, 5, 6].
Поражение нервной системы является одним из самых тяжелых проявлений синегнойной инфекции. Клиническими формами поражения нервной системы является менингит и менингоэнцефалит [1, 7].
PHYSIOLOGY AND PATHOPHYSIOLOGY
473
Влияние экзотоксина A Pseudomonas aeruginosa на смертность крыс и их работоспособность Примечание: ФНР — физическая неработоспособность, УНР — умственная неработоспособность, % — число случаев
наступления эффекта.
Биологической базой физической работоспособности и поведения является ориентировка в ситуации, восприятие и запечатление (память) информации, различные виды условно-рефлекторной деятельности [8-10].
Цель: изучение влияния экзотоксина A Pseudomonas aeruginosa на показатели физической и умственной работоспособности белых крыс.
Материал и методы. Эксперименты проводили на нелинейных белых крысах обоего пола массой 180-210 г.
В подготовительный период постановки эксперимента выполнены отбор и подготовка животных. Тренировка крыс проводилась до выполнения ими от 3 до 4 правильных реакций, что сопровождалось выработкой стабильного навыка на звуковой раздражитель. Сформированы три опытные и одна контрольная группы по 6 крыс в каждой.
ЭТ-А вводили внутрибрюшинно в дозах 0,1 LD50, 0,5 LD50, 1,0 LD50. Изучение показателей умственной и физической работоспособности белых крыс проводили два раза в сутки по методике «камера Махта» (КМ).
Показатель умственной работоспособности (УРкм) количественно выражается временем в секундах, затрачиваемым крысами для нахождения пути избегания от момента предъявления ему условного раздражителя. Латентный период реакции избегания по методике КМ в норме не превышает 7 секунд.
Количественно показатель физической работоспособности (ФРкм) выражается временем в секундах, за которое крыса осуществляет подъем по канату с электростимуляционной площадки в безопасный отсек камеры Махта. В норме этот показатель не превышает 12 секунд [9-12].
В связи с высокой вариабельностью быстродействия синегнойного ЭТ-А для каждого животного изменения физиологических показателей учитывались не по срокам после введения токсина, а на максимуме выраженности изменений.
Для оценки достоверности различий между группами использовали критерий х2 — в случае сравнения категориальных значений. Результаты считались достоверными при Р<0,05 [13].
Проведение экспериментов на животных соответствовали требованиям Хельсинкской декларации 1975 г.
В настоящей работе представлены исследования изменений показателей умственной и физической работоспособности нелинейных крыс при воздействии различных доз синегнойного экзотоксина А.
Результаты. Результаты оценки указанных физиологических показателей в соответствующей группе обследуемых животных представлены в таблице и на рисунке.
Экзотоксин A Pseudomonas aeruginosa даже в дозе 1,0 LD , вызвавшей гибель 90% животных, приводит к нарушению условно-рефлекторной ре-
Влияние экзотоксина A Pseudomonas aeruginosa на показатели работоспособности и смертность белых крыс
Группа животных Доля животных в группе, не работоспособных по показателю, % Количество павших животных
УРкм ФРкм в группе, %
Контроль 0 (6) 0 (6) 0 (10)
0,1 LD50 0 (6) 10 (6) 10 (10)
0,5 LD50 12,5 (6) 50 (6) 50 (10)
1,0 LD50 20 (6) 60 (6) 90 (10)
Примечание: приведены результаты 48-часового наблюдения. Учитывались случаи только с максимальной выраженностью изменений. В скобках указано количество животных в экспериментальной группе.
Saratov Journal of Medical Scientific Research. 2017. Vol. 13, № 3.
акции лишь у 20% биообъектов. При этом количество случаев физической неработоспособности при введении высокоэффективных доз ЭТ-А (0,5 LD50 и 1,0 LD50) достоверно (р<0,05) превышает количество случаев срыва условно-рефлекторного компонента реакции избегания и составляет 44%.
Данный факт согласуется с картиной патологоа-натомического исследования павших животных, свидетельствующей об отсутствии единой анатомо-фи-зиологической мишени воздействия данного токсина, а также согласуется c существующими представлениями о механизме действия ЭТ- А.
Обсуждение. Показатель умственной работоспособности (УРкм) по методике КМ характеризует способность животных к выполнению условно-рефлекторного компонента реакции избегания, которая количественно выражается временем в секундах, затрачиваемым крысами для нахождения пути избегания от момента предъявления ему условного раздражителя. Поведенческие реакции лабораторных животных отражают состояние таких элементов высшей нервной деятельности, как восприятие информации, состояние внимания и памяти, сохранение ориентировки в ситуации, состояние зрительно-моторной координации и другие функции высшей нервной деятельности, необходимые для выполнения целостного поведенческого акта [8, 14].
Результаты экспериментов свидетельствуют о том, что синегнойный ЭТ-А не проявляет избирательного действия на высшую нервную деятельность, поскольку даже в дозе, вызвавшей гибель 90% животных, ориентировочно-исследовательское поведение и их способность к обучению условной реакции снижаются только у пятой части белых крыс.
Показатель физической работоспособности (ФРкм) характеризует состояние физиологических систем и механизмов, обеспечивающих выполнение физической нагрузки анаэробной мощности [15, 16], и оценивается по способности животных к выполнению физического компонента реакции избегания. Как показали наши эксперименты, количество случаев физической неработоспособности при введении высоких доз ЭТ-А достоверно превышает количество случаев срыва условно-рефлекторного компонента реакции избегания.
Заключение. Результаты физиологических исследований показателей умственной и физической работоспособности нелинейных крыс после отравления экзотоксином A свидетельствуют, что он не проявляет избирательного действия на высшую нервную деятельность и оказывает незначительное влияния на физическую работоспособность белых крыс.
Конфликт интересов не заявляется.
Авторский вклад: концепция и дизайн исследования, утверждение рукописи для публикации — В. В. Моррисон; получение данных — В. И. Попович; обработка данных, анализ и интерпретации результатов — В. И. Попович, А. В. Моррисон, В. О. Васютина; написание статьи — В. В. Моррисон, А. В. Моррисон.
References (Литература)
1. Moroz AF, Antsiferova NG, Baskakova NV. Pseudomonas aeruginosa infection. M.: Medicine, 1988: 256 p. Russian (Мороз А. Ф., Анциферова Н. Г., Баскакова Н. В. Синегнойная инфекция. М.: Медицина, 1988; 256 с.).
2. Rudnov VA, Belsky DV, Dekhnich FV. Research group of resuscitation department. Infections at Resuscitation departments in Russia: results of national multicentral research. Clinical microbiology and microbial chemotherapy 2011; 13 (4): 294-303. Russian (Руднов В. А., Бельский Д. В., Дехнич Ф. В. Исследовательская группа РИОРИТа. Инфекции в ОРИТ России: результаты национального многоцентрового исследования.
Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия 2011; 13 (4): 294-303).
3. Morrison AV, Popovich VI, Morrison VV. Pseudomonas infection: exotoxin A effect (review). Saratov Journal of Medical Scientific Research 2014; 10 (3): 542-546. Russian (Моррисон А. В., Попович В. И., Моррисон В. В. Синегнойная инфекция: эффекты экзотоксина А (обзор). Саратовский научно-медицинский журнал 2014; 10 (3): 542-546).
4. Osmon S, Ward S, Fraser VJ, Kollef MH. Hospital mortality for patients with bacteremia due to Staphylococcus aureus or Pseudomonas aeruginosa. Chest 2004; 125 (2): 607-616.
5. Morrison VV, Morrison AV. Qualitative and quantitative changes of cellular composition of peripheral blood in experimental animals effected by Pseudomonas aeruginosa exotoxin. Fundamental research 2008; (4): 19-25. Russian (Моррисон В. В., Моррисон А. В. Количественные и качественные изменения клеточного состава периферической крови экспериментальных животных при действии синегнойного экзотоксина. Фундаментальные исследования 2008; (4): 19-25).
6. Chiu CC, Chen HH, Chuang HL, et al. Pseudomonas aeruginosa exotoxin A-induced hepatotoxicity: an animal model in rats. J Vet Med Sci 2009; 71 (1): 1-8.
7. Pseudomonas aeruginosa — description, ways of transmission. Pseudomonas aeruginosa infection: causes, symptoms, diagnostics and treatment. Russian (Синегной-ная палочка: описание, пути передачи. Причины, симптомы, диагностика и лечение синегнойной инфекции). URL: http://www.tiensmed.ru/news/sinegnoypalochka-abl.html
8. Shabanov PD, Borodkin YuS. Memory disturbances and their corrections. Leningrad: Nauka, 1989; 127 р. Russian (Шабанов П. Д., Бородкин Ю. С. Нарушения памяти и их коррекция. Л.: Наука, 1989; 127 с.).
9. Buresh Ya, Bureshova O, Houston D. Methodology and main experiments on the brain study and behavior. M.: Vysshaya Shkola, 1991; 399 р. Russian (Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Д. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. М.: Высшая школа, 1991; 399 с.).
10. Mironov AN, Bunatyan ND. Methodical recommendations for preclinical studies of medicines, Part 1. M.: Grif and C, 2012; 944 р. Russian (Миронов А. Н., Бунатян Н. Д. и др. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Часть первая / под ред. А. Н. Миронова. М.: Гриф и К, 2012; 944 с.).
11. Kolbasov SE, Kolbasov KS, Melikhova MV, et al. The use of pulsed transcranial electrostimulation to restore the functional reserves of the body after extreme physical exertion. In: Actual problems of diagnosis, prevention and treatment of professionally-conditioned diseases. Sochi, 2013; p. 1310-1311. Russian (Колбасов С. Е., Колбасов К. С., Мелихова М. В., Митрофанов И. Д., Рожко М. А. Использование импульсной транскраниальной электростимуляции для восстановления функциональных резервов организма после экстремальных физических нагрузок. В кн: Актуальные проблемы диагностики, профилактики и лечения профессонально обусловленных заболеваний: Матер. Всерос. научно-практ. конф. Сочи, 2013; с. 1310-1311).
12. Gridin LA, Ikhalainen AA, Bogomolov AV, et al. Methods of research and pharmacological correction of a person's physical working capacity. M., 2007; 104 р. Russian (Гри-дин Л. А., Ихалайнен А. А., Богомолов А. В., Ковтун А. Л., Кукушкин Ю. А. Методы исследования и фармакологическая коррекция физической работоспособности человека / под ред. И. Б. Ушакова. М.: Медицина; Шико, 2007; 104 с.).
13. Bessmertny BS. Mathematical statistics in clinical, preventive and experimental medicine. M.: Medicine, 1967; 304 р. Russian (Бессмертный Б. С. Математическая статистика в клинической, профилактической и экспериментальной медицине. М.: Медицина, 1967; 304 с.).
14. Borodkin YuS, Shabanov pD. Neurochemical mechanisms for memory extraction. Leningrad: Nauka, 1986; 150 р. Russian (Бородкин Ю. С., Шабанов П. Д. Нейрохимические механизмы извлечения следов памяти. Л.: Наука, 1986; 150 с.).
15. Bobkov YuG, Vinogradov VM, Katkov VF, et al. Pharmacological correction of fatigue. M.: Medicine, 1984. 207 р. Russian (Бобков Ю. Г., Виноградов В. М., Катков В. Ф., Лосев С. С., Смирнов А. В. Фармакологическая коррекция утомления. М.: Медицина, 1984; 207 с.).
16. Phomichev AV. Assessment of mental and physical capacity in disorders of acute non-severe poisoning with neurotropic substances and their pharmacological correction (clinical and experimental research): PhD abstract. St.Petersburg, 2004; 20 p. Russian (Фомичев А. В. Оценка нарушений умственной и физической работоспособности при острых нетяжелых отравлениях нейротропными веществами и их фармакологическая коррекция (клинико-экспериментальное исследование): авто-реф. дис. ... канд. мед. наук. СПб., 2004; 20 с.).
