Морфологические изменения головного мозга у животных под влиянием барокамерной гипоксии

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

УДК 616-092.9                                      

Устойчивость различных образований ЦНС к недостатку О 2 варьирует в довольно широких пределах. В настоящее время выделяют три группы нервных структур в зависимости от чувствительности к гипоксии. В соответствии с условиями реагирования ЦНС на снижение кислородного обеспечения организма, отмечается определеная фазность в реакциях головного мозга в ответ на развитие острой гипоксии [3]. Даже незначительные изменения в состоянии головного мозга, обусловленные гипоксией, отражаются на качественной стороне его условно-рефлекторной и аналитико-синтетической деятельности. На первой стадии, т.е. на легкой степени гипоксии обычно отмечают увеличение суммарной биоэлектрической активности мозга, повышение возбудимости его структур. Процессы возбуждения в этот период начинают преобладать над процессами торможения и охватывают практически все отделы ЦНС, что объясняют обычно возникновением легкой гипоксической деполяризации биомембран нервных клеток [4].

В дальнейшем по мере углубления состояния гипоксии развивается тормозная фаза, обуславливаемая нарастающим энергетическим голоданием нейронов. Торможение широко распространяется по коре головного мозга и переходит на подкорковые структуры. В результате происходит прогрессирующее угасание биоэлектрической активности мозга, что свидетельствует о развитии функциональных и структурных повреждений нейронов [5].

Материалы и методы исследования

Эксперименты были проведены на 16 белых лабораторных крысах с соблюдением Хельсинкской декларации Всемирной ассоциации от 2000 г. Все животные были подразделены на 2 группы. Первую контрольную группу составили 8 крыс, во вторую экспериментальную группу вошли 8 крыс подвергшихся к барокамерной гипоксии. Содержались в стандартных условиях вивария, масса животных к началу эксперимента составляла 150-220 г. Уход и содержание экспериментальных животных были стандартными — 12 часовой период освещения при комнатной температуре (18-22°С).

В течение всего периода проведения экспериментов крысы содержались в пластмассовых контейнерах размером 60× 30× 20 по 8 животных в каждой. Моделирование острой гипоксии осуществлялось в барокамере. Подъем животных длился 15 мин, с постепенным повышением высоты до 6000 м над у. м. со скоростью 5-6 м/с. Ориентировочно-исследовательская активность исследовалось с помощью теста «Открытое поле». Эксперименты проводились в первой половине дня (10-12 час), проверка производилась в течение семи суток с начала эксперимента.

Весь полученный фактический экспериментальный материал подвергнут компьютерной обработке с помощью пакета прикладных программ Microsoft Excel и с расчетом t-критерия Стьюдента [2].

Результаты и обсуждение

В первые дни после гипоксии животные реагировали так же, как и в контрольной группе. Так, видимые изменения в поведении экспериментальных животных были обнаружены на 4 и 5 сутки. Эти крысы становились вялыми. Отмечалось снижение болевой чувствительности. Шерсть становилась тусклой, теряла естественный блеск и интенсивно выпадала, вокруг носа и глаз наблюдались кровянистые красные ободки, диспепсические расстройства. На 6 сутки животные стали малоподвижными, тонус мышц ослаб. По сравнению с контрольными животными на корм реагировали пассивно, иногда еда оставалась несъеданной. У этих животных также наблюдались диарея.

Таким образом, воздействие гипоксии характеризовалось более заметным снижением активации механизмов адаптации организма животных. Схожие изменения описаны у Р. Д. Лапшина, А. А. Миронова [9].

В «открытом поле» наблюдали на следующие показатели их поведенческой активности: число посещений периферийных квадратов отдельно от числа посещений внутренних квадратов; «стоек» на задние лапы и грумингов — комплексов реакций в виде умывания, обыскивания, вылизывания шерсти (ориентировочно-исследовательский вертикальный компонент поведения). Наиболее значимым для выявления о состоянии нервной системы является исследование эмоционально-двигательного поведения в тесте «открытое поле». Это сведения дает о состоянии различных отделов мозгового ствола, мозжечка, базальных ядер и коры большого мозга, осуществляющих высший моторный контроль в организме [7].

Согласно Таблице 1 на вторые сутки эксперимента, количество пересеченных квадрат по периферии у контрольной группы в среднем составляло 158 (22,5±1,05).

Таблица 1

ЭМОЦИОНАЛЬНО-ДВИГАТЕЛЬНОЕ ПОВЕДЕНИЯ НА ВТОРЫЕ СУТКИ В ТЕСТЕ «ОТКРЫТОЕ ПОЛЕ»

Это доказывает о том, что, двигались в основном по периферии «открытого поля». Реже выходили в центральную его часть, где общее количество насчитывалась 60 квадратов (5,87±0,51). Отмечено 47 (5,37±0,80) центральных стоек I серии, что свидетельствовало о довольно низком уровне тревожности, поскольку все они были хорошо приручены до начала эксперимента. Периоды груминга были довольно редкими и непродолжительными. Умывание отмечено только у 6ти крыс контрольной серии, сум ма которых составляло 17 (3,55±0,39) и 24 (2,62±0,59) заглядываний в норки.

При исследовании горизонтальной двигательной активности III серии показало что, на вторые сутки животные реагировали как и в контрольной группе (22,1±1,35), хотя по данным Лукьянова Л. Д эти показатели уменьшались [10]. На вторые сутки эксперимента, число квадрат внутренних пересечений (54), характеризующие эмоциональное состояние животных, III серии не отличалась от нормы. У крыс с гипоксической нагрузкой, число стоек, на вторые сутки исследования, снизилась на 10% по сравнению с контролем.

Как показывает Таблица 1 на вторые сутки у животных III серии (гипоксия) число заглядываний в норки на 17% (4,8±0,42) ниже по сравнению с контролем. На второй день груминги у третьей группы по сравнению с нормой достоверно не отличались. Полученные результаты свидетельствуют о нарушении эмоционально-двигательного поведения у животных вследствие воздействия острой гипоксии, на вторые сутки нарушаются функции высших отделов ЦНС регулирующие ориентировочно-исследовательскую поведению. На третье сутки эксперимента были зафиксированы снижение от нормы внутренних квадрат на 35%, периферийных квадрата на 30%, число стоек на 29%. Число заглядываний в отверстие, относящееся к категории комфортного поведения в тесте «открытое поле» особо не отличались от нормы (2,58±0,43**).

Из этого следует заключить, что при острой гипоксии нарушаются метаболизмы и ведут к уменьшению выработки энергии в нервной клетке, резко угнетают возбудимость нейронов отвечающих за груминги.

Таблица-2

ЭМОЦИОНАЛЬНО-ДВИГАТЕЛЬНОЕ ПОВЕДЕНИЯ НА ЧЕТВЕРТЫЕ СУТКИ В ТЕСТЕ «ОТКРЫТОЕ ПОЛЕ»