СОСТОЯНИЕ СИСТЕМ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ АДАПТАЦИЮ, ПЕРЕКИСНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ЛИПИДОВ В ПЕЧЕНИ У КРЫС ПРИ ТЕСТИРОВАНИИ В «ОТКРЫТОМ ПОЛЕ»
Введение
Тест «Открытое поле» был впервые предложен К. Холлом в 30-е годы пошлого столетия [1] для изучения роли новизны в возникновении тревоги. Этот тест позволяет исследовать ориентировочную реакцию и эмоциональную реактивность грызунов в новых условиях среды, а так же дает возможность прогнозировать реакцию животных на действие различных стрессоров [2,3]. На основании этого «Открытое поле» используют для разделения грызунов на группы в зависимости от индивидуально-типологических хаpaктеристик. Показано, что исследуемые показатели коррелируют с результатами других поведенческих тестов [4].
Вместе с этим, в современных работах, посвященных изучению психотропного эффекта различных по своей природе факторов [5,6], тест «Открытое поле» используют в качестве модели тревоги. При этом особо подчеркивают стрессогенное воздействие условий тестирования [7]. В связи с тем, что воспроизводимость результатов исследований, посвященных изучению стресса, зависит от напряжения систем, обеспечивающих адаптацию у животных, вводимых в эксперимент, возникает необходимость исследовать реакцию гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой (ГГНС) и симпато-адреналовой систем (САС) на помещение животных в камеру «Открытого поля».
Целью данной работы было проанализировать динамику показателей гормонально-медиаторного обмена, содержания гликогена и перекисного окисления липидов в печени у крыс, находящихся в течение часа в камере, предназначенной для проведения теста «Открытое поле».
Материалы и методы
Работа выполнена на 60 белых беспородных крысах обоего пола массой 115-150 г. Все экспериментальные процедуры проводились согласно международным правилам по содержанию и работе с лабораторными животными [8]. Экспериментальное воздействие заключалось в помещении крыс в «Открытое поле» на 3, 30 и 60 минут. Крысы, не подвергающиеся экспериментальному воздействию, служили контролем. Таким образом, все животные были поделены на четыре группы, рандомизированные методом парных аналогов по массе и полу.
«Открытое поле» представляло собой камеру 1 м в длину и 1 м в ширину, с высотой стенок 0,5 м, из белого пластика, дно которой было расчерчено на 25 равных квадратов. Освещение производилось лампой мощностью 100 Вт, подвешенной на высоте 1,5 м от дна камеры. Перед проведением теста животных держали в течение 3 минут в затемненном картонном пенале размером 300 х 150 х100 мм с отверстиями для доступа воздуха.
Животных выводили из эксперимента путем декапитации не позднее чем через 1 минуту после истечения сроков воздействия. Плазму на анализ брали с 5% раствором ЭДТА. Головной мозг извлекали, отделяли от спинного мозга на уровне выхода первой пары шейных нервов и гомогенизировали с 10% раствором трихлоруксусной кислоты (ТХУ). Надпочечники взвешивали, относительную массу желез выражали в процентах от массы тела крысы. Готовили гомогенаты левого надпочечника в 30% спирте и правого надпочечника в 10% раствора ТХУ. Для определения концентрации 11-оксикортико-стероидов (11-ОКС) печень гомогенизировали в 30% растворе спирта. Для анализа продуктов перекисного окисления готовили гомогенаты печени в 0,1 М фосфатном буфере рН 7,6.
Содержание гистамина и серотонина в мозге определяли по методу [9], адреналинина, и норадреналина по [10]. Результаты анализа пересчитывали на массу мозга. Уровень 11-ОКС в левом надпочечнике, плазме крови и печени определяли по методу [11]. Содержание адреналина в гомогенатах правых надпочечников определяли по методу [10]. Уровень аскорбиновой кислоты и ее дериватов определяли в гомогенатах правого надпочечника по методу [12] и пересчитывали на массу железы. Содержание малонового диальдегида (МДА) и диеновых конъюгатов в гомогенатах печени определяли по методу [13] и [14], соответственно.
Для проверки однородности дисперсий в группах применяли критерии Ливена. Результаты исследований представляли в виде среднего плюс/минус стандартная ошибка среднего. Различие средних значений в группах сравнивали с помощью стандартного t-критерия Стьюдента, с учетом поправки Бонферрони [15]. Отличия считали статистически значимыми при p<0,05.
Результаты
Проведенные исследования выявили изменения в функционировании медиаторных систем мозга у крыс, находящихся в камере теста «Открытое поле». При помещении животных в экспериментальную камеру у них обнаружилось повышение содержания серотонина, снижение уровня гистамина и норадреналина в мозге (табл.1). Изменения концентрации адреналина не наблюдалось.
Наряду с биохимическими сдвигами в медиаторных системах мозга крыс, пребывание животных в «Открытом поле» приводило к изменению показателей, хаpaктеризующих функциональную активность надпочечников.
Таблица 1.
Изменение уровня моноаминов в мозге крыс в «Открытом поле»
Показатель |
Время нахождения в экспериментальной камере, мин |
|||
0 |
3 |
30 |
60 |
|
Уровень гистамина в мозге, мкг/мг |
4,75±0,37 |
4,58±0,35 |
4,11±0,40 |
2,92±0,29a,b |
Уровень серотонина в мозге, мкг/мг |
1,27±0,13 |
1,29±0,14 |
2,17±0,16a,b |
2,05±0,23a,b |
Уровень адреналина в мозге, мкмоль/мг |
0,37±0,02 |
0,34±0,03 |
0,38±0,03 |
0,41±0,03 |
Уровень норадреналина в мозге, мкмоль/мг |
1,18±0,06 |
0,89±0,05a |
0,82±0,06a |
0,91±0,06a |
a-отличие от группы крыс, не пребывавших в «Открытом поле», статистически значимо (p<0,05)
b- отличие от группы крыс, пребывавших 3 минуты в «Открытом поле», статистически значимо (p<0,05)
Через 3 минуты нахождения животного в камере у них повышался уровень 11-ОКС в крови и печени, что свидетельствовало об активизации ГГНС, хотя увеличения массы надпочечников и изменения содержания глюкокортикоидов в них не происходило (табл. 2).
Таблица 2.
Функциональное состояние гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы и уровень адреналина в надпочечниках крыс в «Открытом поле»
Показатель |
Время нахождения в экспериментальной камере, мин |
|||
0 |
3 |
30 |
60 |
|
Относительная масса НП, % |
0,019 ±0,002 |
0,023 ±0,001 |
0,022 ±0,002 |
0,020 ±0,002 |
11-ОКС в надпочечниках, мкг/мг |
0,26 ±0,03 |
0,29 ±0,04 |
0,33 ±0,05 |
0,35 ±0,05 |
11-ОКС в плазме, мкг/мл |
0,018 ±0,002 |
0,039 ±0,004a |
0,028 ±0,002b |
0,026 ±0,003b |
11-ОКС в печени, мкг/мг |
0,016 ±0,002 |
0,028 ±0,004a |
0,024 ±0,003 |
0,020 ±0,002 |
Аскорбиновая кислота в надпочечниках, мкг/г |
106,91 ±9,90 |
63,56 ±3,73a |
104,10 ±17,41 |
96,88 ±10,07 |
Дериваты аскорбиновой кислоты в надпочечниках, мг/г |
1,92 ±0,13 |
1,93 ±0,14 |
1,81 ±0,18 |
2,17 ±0,16 |
Адреналина в надпочечниках, мкмоль/г |
2,27 ±0,23 |
1,46 ±0,15a |
1,58 ±0,21 |
1,51 ±0,11a |
a-отличие от группы крыс, не пребывавших в «Открытом поле», статистически значимо (p<0,05)
b- отличие от группы крыс, пребывавших 3 минуты в «Открытом поле», статистически значимо (p<0,05)
Выброс глюкокортикоидов в кровь сопровождался снижением уровня аскорбиновой кислоты в надпочечниках. При этом уровень метаболитов аскорбиновой кислоты: дегидроаскорбиновой и дикетогулоновой кислот в железах крыс не изменялся. Кроме того, на помещение в «Открытое поле» крысы реагировали снижением уровня адреналина в надпочечниках. Аналогичное снижение наблюдалось и через час пребывания крыс в экспериментальной камере.
Изменение в печени уровня МДА при тестировании крыс в «Открытом поле» происходило волнообразно. В течение первых трех минут нахождения животного в камере наблюдалось увеличение уровня МДА, через 30 минут величина исследуемого показателя возвращалась к норме, а через 60 минут снова возрастала (табл.3). Кроме того, 30 минутное пребывание крысы в «Открытом поле» приводило к возрастанию уровня диеновых кетонов и диеновых конъюгатов, субстратом которых был холестерол и триацилглицерол (ТАГ).
Изменения уровня диеновых кетонов и конъюгатов, субстратом которых были фосфолипиды, в печени крыс, находящихся в «Открытом поле» не происходило. Помещение крыс в камеру на 60 минут приводило к снижению гликогена печени.
Обсуждение
Тест «Открытое поле» используется для изучения ориентировочно-исследовательского поведения и эмоциональной реактивности грызунов при попадании в новые условия окружающей среды. Помещение животного в камеру «Открытого поля» запускает паттерны исследовательского поведения, реализации которых препятствуют условия, вызывающие страх [16]. Поэтому «Открытое поле» применяют в качестве экспериментальной модели тревоги при лабораторных исследованиях [7].
Можно считать, что реакция животных на помещение в камеру «Открытого поля» обусловлена исключительно эмоциональным фактором, так как в экспериментальных условиях исключены факторы, приводящие к развитию системного стресса. Биохимические сдвиги в функционировании медиаторных систем мозга, обнаруживающиеся при помещении крыс в «Открытое поле», вероятно, обусловлены активацией и торможением структур, связанных с реакцией на стрессовые условия среды. Такими образованиями в мозге являются ретикулярная формация, гoлyбое пятно и лимбическая система [17]. Возможно, состояние стресса, испытываемое животным в условиях «Открытого поля», усиливает афферентацию от миндалины и передней части коры больших полушарий к гипоталамусу, приводя к выбросу глюкокортикоидов в кровь посредством повышения активности ГГНС в целом. Усиленная секреция коры надпочечников сопровождается синтезом глюкокортикоидов, о чем свидетельствует снижение уровня аскорбиновой кислоты в этих железах.
Таблица 3.
Изменение показателей перекисного окисления липидов и содержания гликогена в печени крыс в «Открытом поле»
Показатель |
Время нахождения в экспериментальной камере, мин |
|||
0 |
3 |
30 |
60 |
|
Малоновый диальдегид, нмоль/г |
28,43 ±1,54 |
35,95 ±1,38a |
27,98 ±1,65b |
37,29 ±2,75a,c |
Диеновые кетоны субстрат холестерин и ТАГ в печени, нмоль/г |
0,0101 ±0,0007 |
0,0104 ±0,0007 |
0,0141 ±0,0007a,b |
0,0092 ±0,0009c |
Диеновых кетоны субстрат фосфолипиды в печени, нмоль/г |
0,158 ±0,006 |
0,156 ±0,006 |
0,161 ±0,006 |
0,147 ±0,005 |
Диеновые конъюгаты субстрат холестерин и ТАГ в печени, нмоль/г |
0,059 ±0,002 |
0,063 ±0,002 |
0,072 ±0,004a |
0,065 ±0,003 |
Диеновые конъюгаты субстрат фосфолипиды в печени, нмоль/г |
0,180 ±0,005 |
0,177 ±0,004 |
0,183 ±0,005 |
0,176 ±0,004 |
Гликоген в печени, мг/г |
40,50 ±5,61 |
33,46 ±2,71 |
34,75 ±2,09 |
22,70 ±1,99a,b,c |
a - отличие от группы крыс, не пребывавших в «Открытом поле», статистически значимо (p<0,05)
b - отличие от группы крыс, пребывавших 3 минуты в «Открытом поле», статистически значимо (p<0,05)
c - отличие от группы крыс, пребывавших 30 минут в «Открытом поле», статистически значимо (p<0,05)
Кроме того, в реакцию крыс на помещение в «Открытое поле» включается САС, что сопровождалось выбросом адреналина в кровь и снижением его уровня в мозговом веществе надпочечников. Вместе с этим адреналин вызывает мобилизацию гликогена, снижая его содержание в печени через 60 минут пребывания крыс в камере.
Активизация процессов перекисного окисления липидов при стрессе происходит в ранние сроки действия стрессора (фазу тревоги) за счет нарушения редокс-равновесия и охватывает весь организм [18]. В нашей работе динамика изменения уровня продуктов ПОЛ в печени хаpaктеризовалась периодическими спадами и подъемами. Так уровень МДА в печени возрастал через 3 и 60 минут пребывания крысы в «Открытом поле», а при 30 минутном воздействии не отличался от контроля. Снижение содержания МДА до уровня контроля сопровождалось повышением концентрации диеновых кетонов и конъюгатов, субстратом которых был холестерол и ТАГ. При этом через час, после помещения животных в экспериментальную камеру, наблюдалось снижение содержания данных показателей и повышение уровня МДА в печени. Такая сложная динамика изменения продуктов ПОЛ, вероятно, обусловлена особенностью протекания процессов свободно-радикального окисления, а не активацией антиоксидантной системы. Так как в последнем случае наблюдалось бы снижение уровня всех продуктов ПОЛ. Содержание диеновых конъюгатов и кетонов, субстратом которых были фосфолипиды, при помещении крыс в «Открытое поле», остается постоянным.
Заключение
Реакция организма крыс на помещение в «Открытое поле» обнаруживалась уже через 3 минуты пребывания в камере. Экспериментальное воздействие изменяло активность гистамин-, серотонин- и норадренэргических систем головного мозга, активировало ГГНС и САС, оказывая стрессирующий эффект. Пребывание животных в «Открытом поле» снижало уровень гликогена и активизировало процессы ПОЛ в печени.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
- Hall C.S. // J.Comp. Psychol, 1934. V.22. P.345-352.
- Коплик Е.В., Салиава Р.М., Горбунова А.В. // Журнал высшей нервной деятельности, 1995. Т.45. №4. С. 775-781.
- Подковкин В.Г. Иванов Д.Г. // Успехи современного естествознания, 2008. №11.
С. 5-17. - Мельников А.В., Куликов М.А., Навикова М.Р., Шарова Е.В. // Журнал Высшей нервной деятельности им. Павлова, 2004. №5. С. 712-717.
- Спасов А.А., Иежица И.Н., Харитонова М.В., Кравченко М.С. // Журнал Высшей нервной деятельности им. Павлова, 2008. №4. С. 476-485.
- Дыгало Н.Н., Шишкина Г.Т. // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова, 1999. №1. С.105-109.
- Калуев А.В. // Нейронауки, 2006. №1. С.34-56.
- European Communities Council Directives of 24 November1986, 86/609/EEC
- Подковкин В.Г. Определение концентрации гистамина и серотонина в биологическом материале с помощью флуоресцентного анализа / Деп. в ВИНИТИ 12.07.1995 №2136-В 95 -7с.
- Подковкин В.Г. Микрометод определения катехоламинов в крови и тканях мелких лабораторных животных / Деп. в ВИНИТИ 4.7.1988 №5349-В 88 - 4с.
- Подковкин В.Г. Микромодификация метода определения 11-оксикортикостероидов / Деп. в ВИНИТИ 4.7.1988 №5348-В 88 - 4с.
- Соколовский В.В., Лебедева Л.В., Лиэлуп Т.Б // Лабораторное дело, 1974. №3. С.160 -162.
- Стальная И.Д., Гаришвили Т.Г. // Современные методы биохимии. М.:Медицина, 1977. С.66-68.
- Костюк В.А. // Украинский биохимический журнал, 1991. №1. С.98-101.
- Гланц С. Медико-биологическая статистика. - М.: Пpaктика, 1998. - 459с.
- Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Дж. П. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. М.: Наука, 1992. - 250 с.
- Симонов П.В. // Журнал высшей нервной деятельности, 1993. №3. С. 514-529.
- Барабой В.А. Биоантиоксиданты. Киев: Книга плюс, 2006. - 461с.
Статья в формате PDF 239 KB...
26 03 2024 5:56:45
Статья в формате PDF 331 KB...
25 03 2024 18:56:22
Статья в формате PDF 119 KB...
24 03 2024 2:25:33
Статья в формате PDF 666 KB...
23 03 2024 12:40:22
В настоящей работе рассматриваются сложные иерархические системы «хищник -жертва - продуцент». В основу исследования таких систем положены достаточно хорошо известные экспериментальные данные, собранные компанией «Гудзонов залив» за более чем столетний период. На нижнем уровне сложной иерархической системы исследуется влияние солнечного потока на скорость роста продуцентов (деревьев, кустарников и т.д.). Показана возможность стохастических колебаний в многоуровневой системе. Подтверждена ранее высказанная гипотеза о возможности колебаний в системе «жертва -продуцент». Математическая модель описывает широкий спектр процессов и явлений, которые хаpaктерны для сложных экологических систем. ...
22 03 2024 10:42:11
Статья в формате PDF 114 KB...
21 03 2024 2:42:20
Рассмотрена финансовая поддержка издательских проектов Российским Фондом Фундаментальных Исследований. Проанализированы количественные хаpaктеристики и динамика результатов конкурсов проектов по разным областям знания. ...
20 03 2024 2:41:46
Статья в формате PDF 206 KB...
19 03 2024 22:24:19
Статья в формате PDF 121 KB...
18 03 2024 16:34:10
Статья в формате PDF 286 KB...
17 03 2024 20:32:40
Статья в формате PDF 152 KB...
16 03 2024 23:36:56
Разработан новый морфометрический показатель площади контакта эпителия и стромы. Показатель использовался автором при многолетних исследованиях морфофункционального состояния щитовидной железы у женщин и в эксперименте. ...
15 03 2024 13:19:11
Статья в формате PDF 119 KB...
14 03 2024 17:39:28
Статья в формате PDF 120 KB...
13 03 2024 15:52:57
Статья в формате PDF 122 KB...
10 03 2024 15:19:30
Статья в формате PDF 113 KB...
09 03 2024 1:48:47
Статья в формате PDF 295 KB...
08 03 2024 17:51:28
Статья в формате PDF 120 KB...
07 03 2024 21:31:52
Статья в формате PDF 184 KB...
06 03 2024 22:29:13
Статья в формате PDF 150 KB...
05 03 2024 8:19:25
Механизмы «хаотической» составляющей в динамике сердечного ритма недостаточно еще ясны и была предпринята попытка выявить их на основе совместного анализа линейных и нелинейных показателей. Показано, что коэффициент корреляции между этими показателями не превышает 0,5. Высказано предположение, что нерегулярные изменения сердечного ритма являются проявлением избирательного усиления одних и подавления других периодических процессов в динамике кардиоритма, как результат различных регуляторных влияний. ...
04 03 2024 14:32:13
Школьная научно-исследовательская деятельность – это сочетание приемов и методов, направленных на решение актуальных проблем, которые служат активизации познавательной деятельности учащихся. Научно-исследовательская работа учащихся – это пpaктическая работа поискового хаpaктера, которая способствует расширению знаний учащихся, развитию их пpaктических умений. В процессе создания естественнонаучных проектов у школьников возрастает познавательный интерес к общим законам природы, стремление к приобретению обширных знаний, обогащается умственная деятельность учащихся, развивается умение мыслить творчески. ...
03 03 2024 15:31:32
Рассматриваются проблемы поступления минеральных веществ в организм человека, суточное потрeбление и хаpaктерные симптомы дефицита химических элементов. Подчеркивается особая роль йода и селена в питании человека. Отмечается, что ряд дикорастущих растений может быть использован в качестве источников микро- и макроэлементов. ...
02 03 2024 15:34:44
Получены сведения о начальных стадиях развития. Согласно профильно-генетической классификации почв техногенных ландшафтов [5] морфологически выделены элювиоземы инициальные, эмбриоземы инициальные и органо-аккумулятивные. Экспериментально показано, что выделение этих типов почв вследствие низкой скорости почвообразования пока возможно только по почвенно-биологическими показателями. Установлено, что микробное сообщество молодых почв на отвалах Мирнинского ГОК имеет хаpaктерные черты для начальной стадии почвообразования: более высокую в сравнение зональной почвой численность; низкую активность утилизации целлюлозы; низкую инвентарную. Последнее свидетельствует о низкой скорости формирования органо-минерального комплекса почвы. Выявлено, возможности дифференциации типов молодых техногенных ландшафтов по способу субстратов поддерживать начальный рост тест растений. ...
01 03 2024 22:24:33
Статья в формате PDF 114 KB...
29 02 2024 23:39:47
Статья в формате PDF 255 KB...
28 02 2024 0:37:59
Статья в формате PDF 320 KB...
27 02 2024 20:35:40
Статья в формате PDF 114 KB...
26 02 2024 23:12:53
Статья в формате PDF 478 KB...
24 02 2024 19:47:30
Проведена инвентаризация лихенофлоры Республики Татарстан (РТ). Показана роль особо охраняемых природных территорий в сохранении флористического разнообразия. Дан спектр семейств редких видов во флоре обследованной территории и анализ состава географических элементов. Рассмотрено распределение редких видов по основным типам местообитаний. Даются некоторые сведения о редких и исчезающих лишайниках для включения в Красную книгу РТ. ...
23 02 2024 10:35:32
Статья в формате PDF 270 KB...
22 02 2024 11:29:14
Статья в формате PDF 107 KB...
21 02 2024 23:59:45
Статья в формате PDF 121 KB...
20 02 2024 4:29:46
Эмбриональная полукольцевидная форма является исходной в морфогенезе дефинитивной двенадцатиперстной кишки человека. Она преобразуется в кольцевидную у большинства плодов десятой недели, последняя в типичную подковообразную форму — к середине утробной жизни человека. ...
19 02 2024 19:42:15
Статья в формате PDF 293 KB...
18 02 2024 23:18:12
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::