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 122 KB...
24 04 2024 3:46:54
Статья в формате PDF 161 KB...
23 04 2024 23:40:47
Статья в формате PDF 113 KB...
21 04 2024 14:44:38
Статья в формате PDF 151 KB...
20 04 2024 3:34:13
Статья в формате PDF 104 KB...
19 04 2024 14:29:21
18 04 2024 16:15:48
Статья в формате PDF 105 KB...
17 04 2024 23:33:39
В статье изложены результаты комплексного исследования профессионального соответствия студентов старших курсов медицинского вуза выбранной врачебной специальности, проведенного с использованием социологических, клинико-физиологических и психодиагностических методов. ...
16 04 2024 20:18:39
Статья в формате PDF 110 KB...
15 04 2024 22:13:17
Статья в формате PDF 124 KB...
14 04 2024 5:25:50
Статья в формате PDF 122 KB...
13 04 2024 14:54:55
Статья в формате PDF 192 KB...
12 04 2024 15:49:34
Статья в формате PDF 111 KB...
11 04 2024 10:19:34
Статья в формате PDF 117 KB...
10 04 2024 6:18:57
Статья в формате PDF 118 KB...
09 04 2024 7:18:16
Статья в формате PDF 117 KB...
08 04 2024 18:29:36
В статье дается анализ состояния проблемы естественнонаучного образования в свете гуманистических подходов к образованию личности и на фоне основных тенденций и противоречий развития образовательных систем России. В центре исследования саморазвивающаяся, самообразующаяся личность. Преподаватель рассматривается как создатель проекта, организатор, помощник, фасилитатор учебной деятельности студента. Естественнонаучная составляющая образования показана как неотъемлемая часть культуры. В качестве альтернативы традиционной (линейной, унифицированной) технологии обучения в высшем учебном заведении предлагается концептуальная авторская модель управления естественнонаучным образованием. ...
07 04 2024 18:12:23
Статья в формате PDF 348 KB...
06 04 2024 17:23:51
Статья в формате PDF 118 KB...
05 04 2024 7:59:53
В статье рассмотрен прцесс химического никелирования деталей машин и оборудования как эффетивный и экономически выгодный способ получения стойких покрытий. Предлагается внедрить этот процесс в технологию восстановления деталей автотpaкторной техники из алюминиевых сплавов. ...
04 04 2024 13:40:48
Статья в формате PDF 116 KB...
03 04 2024 22:23:34
Статья в формате PDF 101 KB...
02 04 2024 11:50:12
Изучено влияние молекул средней массы, выделенных из обожженной in vitro печени на каталитические и кинетические свойства альдегиддегидрогеназы. Показано, что молекулы средней массы выступают в роли ингибиторов активности исследуемого фермента в эритроцитах и цитозоле печени. Отмечена корреляция уменьшения активности эритроцитарной и цитоплазматической альдегиддегидрогеназы под влиянием молекул средней массы. ...
01 04 2024 5:14:17
Статья в формате PDF 140 KB...
31 03 2024 16:42:44
Статья в формате PDF 106 KB...
30 03 2024 4:50:15
Статья в формате PDF 260 KB...
29 03 2024 0:23:42
Статья в формате PDF 189 KB...
28 03 2024 14:28:11
Статья в формате PDF 254 KB...
27 03 2024 20:48:13
25 03 2024 18:28:15
Статья в формате PDF 101 KB...
23 03 2024 14:58:16
Статья в формате PDF 250 KB...
20 03 2024 11:39:39
Статья в формате PDF 245 KB...
19 03 2024 12:18:26
Обучение любому иностранному языку начинается, как правило, с обучения фонетике. Каждый национальный язык имеет свою неповторимую индивидуальную фонетическую систему, которая говорящим на этом языке представляется самой удобной. Фонетическая система вьетнамского языка сильно отличается от фонетической системы русского. Для вьетнамских студентов работа по обучению произношению должна строиться с учётом особенностей вьетнамского языка. В статье были показаны всевозможные трудности в обучении фонетике русского языка вьетнамских студентов, начиная с обучения звуков русской речи до интонации. Вместе с тем были предложены способы устранения ошибок при обучении фонетике русского языка вьетнамских студентов. ...
18 03 2024 18:35:16
Статья в формате PDF 111 KB...
17 03 2024 4:43:50
Статья в формате PDF 257 KB...
16 03 2024 19:56:49
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 ::