CC BY
58
УДК 616.89:541.515
Ключевые слова: стресс-фактор, перекисное окисление липидов, каталаза, поведение, белые крысы
Key words: stress-factor, lipid peroxidation, catalase, behavior, white rats
Пудовкин Н. А., Салаутин В. В., Прохорова Т. М.
ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ СТРЕСС-ФАКТОРОВ НА СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ЛИПИДОВ И ПОВЕДЕНИЕ БЕЛЫХ КРЫС
THE INFLUENCE OF VARIOUS STRESS-FACTORS AT FREE RADICAL LIPIDIZATION OF OXIDES AND AT BEHAVIOR OF WHITE RATS
ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет имени Н. И. Вавилова» Адрес: 410012, Россия, г. Саратов, Театральная пл., д. 1
Saratov State Agrarian University named after N. I. Vavilov, Federal State Budget Institution of Higher Education
Address: 410012, Russia, Saratov, Teatralnaya sq., 1
Пудовкин Николай Александрович, д. б. н., доцент каф. морфологии, патологии животных и биологии. E-mail: [email protected]. Тел. (8452) 69-25-32
Pudovkin Nikolay A., Doctor of Biological Sciences, Associate Professor of the Dept. of Morphology, Animal Pathology and Biology. E-mail: [email protected]. Tel. +7 (8452) 69-25-32 Салаутин Владимир Васильевич, д. в. н., профессор, зав. каф. морфологии, патологии животных и биологии.
E-mail: [email protected]. Тел. (8452) 69-25-32 Salautin Vladimir V., Doctor of Veterinary Science, Professor, Head of the Dept. Morphology, Animal Pathology and Biology. E-mail: [email protected]. Tel. +7 (8452) 69-25-32 Прохорова Татьяна Михайловна, к. б. н., ст. преподаватель каф. морфологии, патологии животных и биологии.
E-mail: [email protected]. Тел. (8452) 69-25-32 Prokhorova Tatyana M., PhD in Biological Sciences, Senior Lecturer of the Dept. Morphology, Pathology and Animal Biology. E-mail: [email protected]. Tel. +7 (8452) 69-25-32
Аннотация. В статье изложены результаты исследований по влиянию различных стресс-факторов на свободноради-кальное окисление липидов и поведение белых крыс. После воздействия стресс-факторов в виде эмоционально-болевого и иммобилизационного стресса двигательная активность белых крыс понизилась до 82 и 76 % соответственно относительно контроля. Вертикальная активность в виде стоек у контрольных крыс составляла всего 15,0 %, после воздействия эмоционально-болевого и иммобилизационного стресс-факторов - 18 и 24 % соответственно относительно общей двигательной активности. При подсчете количества горизонтальных и вертикальных локомоций было установлено, что у животных, подвергнутых стресс-факторам, происходило значительное снижение количества вертикальных стоек по сравнению с крысами в нормальном состоянии. Значительно повысилось количество случаев груминга и актов дефекации. Полученные результаты исследований свидетельствуют о вовлеченности морфофункциональных нарушений, регистрируемых в организме переживших стресс крыс, в формирование и поддержание в эксперименте посттравматических поведенческих и эмоциональных отклонений. Организм на действие стресс-факторов отвечает активацией прооксидации липидов, а компенсаторная система организма - увеличением активности каталазы. Summary. The article presents the results of studies about the influence of various stress-factors at free radical lipid oxidation and at behavior of white rats. The motor activity of white rats dropped to 82 and 76%, respectively, relative to control after the impact of stress factors in the form of emotional pain stress and immobilization stress. Vertical activity in the form ofpillars in control subjects was only 15.0 %, after the impact of emotional pain stress and immobilization stress factors - 18 and 24 %, respectively, relative to general motor activity. When calculating the number of horizontal and vertical locomotions, it was found that among animals subjected to stress factors, there was a significant decrease of the number of vertical racks compared to rats in the normal state. The number of grooming acts and acts of defecation was significantly increased. The obtained results of the studies testify about the involvement of morphofunctional disorders in the formation and maintenance of posttraumatic behavioral and emotional abnormalities in experimental rats, who survived after stress. The organism responds at action of stress factors with activation of lipid peroxidation and the compensatory system of the body responds by an increase in catalase activity.
Введение
В настоящее время давление стресса на живые организмы, включая человека, не только не уменьшается, а наоборот увеличивается, и потому проблемы
индивидуальных и типологических основ устойчивости к стрессу приобретают общебиологическую актуальность. Реактивность к стрессу, стрессоустойчивость являются основными критериями приспо-
собленности и жизнеспособности при изменении условий обитания, в экстремальных ситуациях и при других стрессовых воздействиях. В последние десятилетия широкое признание завоевала точка зрения, согласно которой устойчивость организма к действию физических и эмоциональных стресс-факторов определяется индивидуальным набором антистрессовых защитных механизмов [3].
Выявление структурных и функциональных основ поведенческих отклонений, формирующихся в результате воздействия экстремальных стрессовых факторов, в опыте на животных представляет актуальную проблему в области экспериментальной биологической науки.
Материалы и методы
Исследования проводились в лаборатории кафедры морфологии, патологии животных и биологии ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова».
Эксперименты выполнены на самцах нелинейных белых крыс 3,5-4 месячного возраста.
Для моделирования острого эмоционально-болевого стресса крысам в течение 0,5 ч (непродолжительный стресс) через каждые 10 секунд в беспорядочном режиме подавали один из трех сигналов одной секунды длительностью: вспышка света (лампа накали-
вания мощностью 200 Вт, расстояние 0,5 м), звук (90 Дб). Гипокинезию у крыс моделировали путем помещения их в тесные пластиковые пеналы из оргстекла, добиваясь резкого ограничения движения животных [1].
Поведенческую активность изучали методом «Открытое поле». Проводили количественный учет следующих форм поведения: бодрствование, вставание на задние лапы, горизонтальная активность, прием пищи, питьё, груминг и мелкая двигательная активность. Тестирование проводили в одно и то же время суток, по десять минут. Каждое животное тестировали 10 раз. Количественный учет реализуемой поведенческой функции осуществляли каждые 15 секунд [6, 12].
Определение содержания малонового диальдегида (МДА) проводили тиобарби-туровым методом [11].
Определение диеновых коньюгатов (ДК) в сыворотке крови определяли спектрометрическим методом [10].
Антиоксидантную обеспеченность организма оценивали по активности фермента каталазы в сыворотке крови и гомо-генатах [5].
Результаты исследований и обсуждение
Первым этапом наших исследований было определение активности животных после воздействия стресс-факторов. Результаты исследований представлены в таблице 1.
Таблица 1.
Показатели ориентировочно-исследовательского поведения белых крыс в тесте «Открытое поле» после воздействия стресс-факторов (п=6)
Показатели ОИП Контроль Эмоционально-болевой стресс Иммобилизационный стресс
Период первого перемещения, сек 4,5±0,8 6,5±0,5* 6,0±0,33*
Число пересеченных периферических квадратов, шт 20,2±1,4 12,7±0,5* 12,5±0,66*
Число пересеченных центральных квадратов, шт 2,5±0,3 2,2±0,5 3,0±0,5
Число периферических стоек, шт 3,3±0,4 3,3±0,4 4,0±0,5
Число центральных стоек, шт 0,8±0,1 1,0±0,1 1,0±0,1
Груминг, шт 3,0±0,1 6,0±0,1* 6,0±0,1*
Болюсы, шт 0,6±0,2 3,5±0,5* 3,0±0,6*
Примечание: (*) Р<0,05.
Установлено, что латентный период первого перемещения обследованных крыс был непродолжительным - в среднем 4,5±0,8 сек (табл. 1). Основными проявлениями ориентировочно-исследовательского поведения (ОИП) были побежки по поверхности поля, оцениваемые по числу пересеченных квадратов. От общего числа проявлений ОИП они составляли до 85 %. Животные двигались в основном по периферии «Открытого поля», реже - выходили в центральную его часть. Периоды груминга были довольно редкими и непродолжительными.
После воздействия стресс-факторов двигательная активность понизилась до 82 и 76 % соответственно. Вертикальная активность в виде стоек (ЦС и ПС) у контрольных составила всего 15 %. После воздействия эмоционально- болевого и иммобилизационного стресс-факторов -18 и 24 % соответственно. При подсчете количества горизонтальных и вертикальных локомоций было установлено, что у животных, подверженных стресс-факторам, происходило значительное снижение количества вертикальных стоек по сравнению с контролем. Значительно повысилось количество случаев грумин-га и актов дефекации что, по-видимому, связано с воздействием стрессовых факторов на организм животных [7].
Следующим этапом наших исследований было изучение влияний стресс-факторов на процессы перекисного окисления липидов в организме белых крыс.
Рис. 1. Влияние стресс-факторов на содержание диеновых коньюгатов (мкмоль/мл) в сыворотке крови белых крыс (п=6)
Анализируя результаты, представленные на рисунке 1, установлено, что исходная концентрация диеновых конью-гатов в плазме крови составила 8,7±0,7 мкмоль/мл.
После воздействия стресс-факторов содержание в сыворотке крови молекул с двумя сопряженными связями (диеновых конъюгатов) повысилось на 17,5 % (10,3±0,3 мкмоль/мл) и на 16,3 % (10,2±0,7 мкмоль/мл) по сравнению с контролем (при Р<0,05).
Установлено, что концентрация малонового диальдегида в сыворотке крови после воздействия стресс-факторов повысилась на 30,2 и 17,7 % соответственно (табл. 2).
Содержание МДА в печени повысилось на 10,2 % после эмоционально-болевой стресса и 8,2 % - после иммобилизаци-онного стресса. В почках концентрация МДА повысилась на 21,6 % (эмоциональ-
Таблица 2.
Влияние стресс-факторов на содержание малонового диальдегида (нмоль/г)
в тканях белых крыс (п=6)
№ п/п Показатель Контроль Стресс-фактор
Э-Б стресс Иммобилизация
1 Сыворотка крови 7,95±0,88 10,35±0,25* 9,36±0,33*
2 Головной мозг 10,43±0,70 11,23±0,33 11,89±0,66
3 Легкие 14,02±0,53 11,15±0,45* 11,87±0,33*
4 Почки 12,23±0,80 14,87±0,75* 12,03±0,53
5 Печень 13,00±1,00 14,32±0,21 14,06±0,24
6 Сердце 7,70±0,63 8,92±0,41* 9,25±0,41*
Примечание: (*) Р<0,05.
но-болевой стресс) и на 6,6 % (иммобилизация).
Исходная концентрация МДА в тканях головного мозга составила (10,43 ± 0,70) нмоль/г. После действия эмоционально-болевого и иммобилизационного стресс-факторов - (11,23 ± 0,33) нмоль/г и (11,89 ± 0,66) нмоль/г соответственно. Увеличению содержания МДА в головном мозге способствует высокое содержание в нем легко окисляемых субстратов, таких как полиненасыщенные жирные кислоты, и сравнительно низкий уровень антиокси-дантов [4].
Содержание МДА в легких понижается на 25,7 и 11,9 % по сравнению с контролем.
Исходное содержание МДА в сердечной мышце составило (7,70±0,63) нмоль/г. После воздействия стресс-факторов концентрация малонового диальдегида повысилась на 15,9 % (8,92±0,41 нмоль/г) и на 20,1 % (9,25±0,41 нмоль/г) соответственно.
Полученные нами результаты подтверждают данные литературы об активации процессов перекисного окисления липидов при различных видах стресса. Усиление липопероксидации в тканях связано с расстройством микроциркуляции и с нарушением функционирования дыхательной цепи митохондрий при стрессе [2, 8, 9].
Наиболее высокая активность фермента у контрольных животных обнаружена в печени и почках (табл. 3). Полученные нами результаты согласуются с литературными данными [4].
После воздействия стресс-факторов происходит повышение активности ка-талазы в печени. Так, после эмоционально-болевого стресс-фактора активность фермента повысилась до 76,23 ммоль/л, а после иммобилизационного стресс-фактора - до 79,13 ммоль/л. У контрольных животных активность фермента в тканях печени составила 63,23 ммоль/л.
В почках после воздействия стресс-факторов также отмечали стабильное повышение активности фермента на 4,5 % и 9,1 % по сравнению с контролем.
В тканях легких и сыворотке крови достоверных различий в активности катала-зы не выявлено.
В головном мозге активность каталазы возросла на 29,9 % (эмоционально-болевой стресс) и на 26,9 % (иммобилизация) по сравнению с контрольными показателями.
Таким образом, полученные результаты исследований свидетельствуют о морфо-функциональных нарушениях, регистрируемых в организме переживших стресс крыс, в формировании и поддержании в эксперименте посттравматических поведенческих и эмоциональных отклонений. Организм на действие стресс-факторов отвечает активацией прооксидации липидов, а компенсаторная система организма -увеличением активности каталазы.
Список литературы
1.Буреш, Я. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения [Текст] / Я. Буреш, О. Бурешова, Д. П. Хьюстон. - М. : Высш. школа, 1991. - 268 с.
Таблица 3.
Влияние стресс-факторов на активность каталазы (ммоль/л) в тканях белых крыс (п=6)
№ п/п Показатель Контроль Стресс-фактор
Э-Б стресс Иммобилизация
1 Сыворотка крови 18,97±0,58 20,17±1,13* 19,95±0,66
2 Головной мозг 10,01±0,13 13,00±1,11* 12,70±0,47*
3 Легкие 38,93±0,85 37,72±1,31 38,16±1,11
4 Почки 61,56±0,55 64,39±1,13 67,17±1,54*
5 Печень 63,23±0,98 76,23±1,06* 79,13±1,54*
6 Сердце 24,36±1,23 25,00±1,00 26,41±1,16
Примечание (*) Р <0,05
2. Дубинина, Е. Е. Роль активных форм кислорода в качестве сигнальных молекул в метаболизме тканей при состоянии окислительного стресса [Текст] / Е. Е. Дубинина // Вопросы медицинской химии. - 2001. - № 47 (6). - С. 561 - 581.
3. Исмайлова, Х. Ю. Индивидуальные особенности поведения (моноаминергические механизмы) [Текст] / Х. Ю. Исмайлова, Т. М. Агеев, Т.П. Семенова. - Баку: «Нурлан», 2007. - С. 4-6.
4. Кольман, Я. Наглядная биохимия [Текст] / Я. Кольман, К. Г. Рем: Пер. с нем. - М. : «Мир», 2000. - 469 с.
5. Королюк, М. А. Метод определения активности каталазы [Текст] / М. А. Королюк, Л. И. Иванова, И. Г. Майорова и др. // Лабораторное дело. -1988. - № 1. - С. 16-19.
6. Курьянова, Е. В. Половые и типологические различия поведенческой активности нелинейных крыс в тесте «Открытое поле» [Текст] / Е. В. Курьянова, А. С. Укад, Ю. Д. Жукова // Современные проблемы науки и образования. - 2013. - № 5. - С. 460.
7. Ломтева, Н. А. Влияние стресс-индуцирующих факторов и а-токоферола на поведение и свободно-радикальные процессы у самок белых крыс в разные фазы астрального цикла : автореф. дис. ... канд. биол. наук [Текст] / Н. А. Ломтева. - Астрахань, 2003. - 23 с.
8. Любин, Н. А. Функциональное состояние системы антиоксидантной защиты и свободнора-дикального окисления у свиней в зависимости от применения различных форм витамина А и Бета-каротина [Текст] / Н. А. Любин, И. И. Стеценко, Е. Н. Любина // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. - 2013. - № 1 (21). - С. 54-59.
9. Солин, А. В. Перекисное окисление липидов при иммобилизационном стрессе различной продолжительности [Текст] / А. В. Солин, Ю. Д. Ляшев // Рос. физиол. журн. им. И. М. Сеченова. - 2013. -Т. 99. - № 6. - С. 751-755.
10. Стальная, И. Д., Гаришвили, Т. Г. Методы определения диеновой коньюгации ненасыщенных высших жирных кислот [Текст] / И. Д. Стальная, Т. Г. Гаришвили // Современные методы в биохимии. - М. : Медицина, 1977. - С. 63-64.
11. Стальная, И. Д. Метод определения малонового диальдегида с помощью тиобарбитуровой кислоты [Текст] / И. Д. Стальная // Современные методы в биохимии. - М. : Медицина, 1977. -С. 66-68.
12. Desiderato, O. Development of gastric ulcers in rats following stress termination [Текст] / О. Desiderato, J. R. Mac Kinnon, Н. J. Hisson // Comp. Physiol. Psychol. - 1974. - V. 87. - Р. 208-214.
форум
последние новости подборка статей справочники
каталог лекарственных средств адреса ветклиник и зоомагазинов информация о выставках и конференциях анонсы ветеринарных журналов
Заходите на www.veterinar.ru, и Вы найдёте много интересной и полезной информации!
Приглашаем к сотрудничеству ветеринарных врачей и организации, e-mail: invettainbox.ru boldyrevatamaiLru тел.: 8 (909) 646-76-43, 8 (916) 181-95-58
