Оценка поведенческой активности крыс при острой интоксикации инсектоакарицидами в тесте "открытое поле"

Автор: Тарасенко А.А., Герунов Т.В.

Журнал: Вестник Омского государственного аграрного университета @vestnik-omgau

Рубрика: Ветеринария и зоотехния

Статья в выпуске: 1 (33), 2019 года.

Бесплатный доступ

Инсектоакарициды разных химических групп являются потенциальными нейротоксикантами, модифицирующими врожденное поведение животных. Цель исследования - оценить поведенческие реакции крыс в тесте «Открытое поле» при острой экспериментальной интоксикации инсектоакарицидами. Исследование проведено на 30 беспородных половозрелых белых крысах с массой тела 250 ± 20 г, разделенных на две опытные и одну контрольную группы. Для моделирования острой интоксикации инсектоакарицидами использовали препараты «Ивермин» (действующее вещество - ивермектин) и «Клотиамет» (действующее вещество - клотианидин). Оценку показателей эмоционально-двигательной поведенческой активности крыс проводили в тесте «Открытое поле». Тестирование животных проводили дважды: через 30 мин и 48 ч после однократного введения в желудок препаратов в дозах по 40 мг/кг. Установлено, что при острой интоксикации препаратом «Ивермин» происходит возбуждение центральной нервной системы у животных, что выражается в усилении ориентировочной и локомоторной реакции в течение 48 ч после интоксикации...

Еще

"ивермин", "клотиамет", поведенческая активность, тест "открытое поле", крысы, интоксикация

Короткий адрес: https://sciup.org/142220522

IDR: 142220522

Текст научной статьи Оценка поведенческой активности крыс при острой интоксикации инсектоакарицидами в тесте "открытое поле"

Психоэмоциональное состояние является одним из важных показателей нейротоксического действия различных веществ на организм животных и человека [1; 2]. Многочисленные исследования в медицине посвящены изучению нейротропного действия разных групп лекарственных средств [3; 4]. Однако применяемые в сельском хозяйстве, животноводстве и ветеринарии препараты также могут быть потенциальными нейротоксикантами [5–7]. При этом средства борьбы с эктопаразитами животных остаются недостаточно изученными с позиций нейротоксичности [8]. Ранними признаками развития нейротропных эффектов являются нарушения поведенческих реакций и психоэмоционального статуса. В связи с этим изменения поведенческой активности животных могут служить своеобразным индикатором нарушений в центральной нервной системе [9; 10].

Цель исследования – оценить поведенческие реакции крыс в тесте «Открытое поле» при острой экспериментальной интоксикации инсектоакарицидами.

Материал и методы исследования

Экспериментальное исследование выполнено на 30 беспородных половозрелых белых крысах (самцах и самках) с массой тела 250 ± 20 г. Животные содержались в стандартных условиях вивария на сбалансированном по питательным веществам ра-

ционе со свободным доступом к воде и корму. По принципу аналогов было сформировано 3 группы животных по 10 особей в каждой: 2 опытные и одна контрольная. Крыс первой и второй опытных групп подвергали острой интоксикации препаратами «Ивер-мин» (АО «Дрвалевские предприятия биоветеринарной промышленности», Польша) и «Клотиамет» («TRUSTCHEM CO», LTD, Китай) соответственно. Препарат «Ивермин» представляет собой 1%-й раствор ивермектина, «Клотиамет» – водно-диспергируемые гранулы с содержанием клотианидина 500 г/кг. Препараты вводили однократно внут-рижелудочно через зонд в дозах по 40 мг/кг по действующему веществу. Интактные животные являлись контрольной группой.

Эмоционально-двигательное поведение крыс оценивали по результатам классического теста «Открытое поле» [11]. Для тестирования использовали белую камеру площадью 1 м2, дно которой было разделено на 25 равных квадратов с круглыми отверстиями. Перед проведением исследования животных поочередно помещали в центральный квадрат под затемненный колпак, который через 1–2 мин снимали. Количественную регистрацию поведенческих паттернов у крыс осуществляли в течение 5 мин при искусственном освещении и в отсутствие внешних звуковых и тактильных раздражителей. Ориентировочно-исследовательскую активность оценивали по количеству пересеченных квадратов, вертикальных стоек и специфической «норковой» активности. Также регистрировали частоту уринаций и дефекаций, количество и продолжительность актов груминга. По последнему элементу поведения судили об эмоциональной реактивности животных [1; 12; 13].

Тест «Открытое поле» проводили с каждым животным дважды: через 30 мин (проявление первых клинических признаков отравления) и 48 ч после интоксикации. Животных контрольной группы тестировали параллельно с животными опытных групп.

Все исследования с использованием лабораторных животных выполняли в соответствии с требованиями Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях [14].

Статистическую обработку результатов осуществляли с использованием t-критерия Стьюдента для независимых выборок в программе STATISTICA v. 12 (StatSoft Inc, USA).

Результаты исследования

Клиническая картина на фоне острой интоксикации препаратом «Ивермин» характеризовалась кратковременными периодами угнетения животных, сменяющимися более длительными периодами возбуждения с единичными непродолжительными актами груминга. Наблюдалось увеличение частоты дыхательных движений. До появления первых клинических признаков интоксикации отсутствовали мочеиспускание и дефекация. Также регистрировали отказ от воды и корма.

У животных, интоксицированных препаратом «Клотиамет», наблюдали менее выраженное угнетение, животные были подвижны, принимали воду. Для их состояния характерны аритмичность дыхания, мелкоамплитудный тремор и подергивание тела, взъерошенность волосяного покрова.

У животных контрольной группы изменений клинического статуса не отмечали.

В условиях «Открытого поля» через 30 мин после введения препаратов наблюдали повышенную горизонтальную и вертикальную двигательную активность крыс по сравнению с животными контрольной группы. Обострение ориентировочно-исследовательской реакции сохранялось у животных и через 48 ч после интоксикации. После введения препарата «Ивермин» у крыс наблюдалось преобладание кругового движения по периметру камеры. При передвижении животных регистрировали скачкообразные движения. У животных второй опытной группы, интоксицированных препаратом «Клотиамет», отмечено перемещение преимущественно в наиболее освещенной центральной части камеры. Животные часто пятились назад, вновь пересекая пройденный квадрат. Прыжки при передвижении у животных данной группы отсутствовали.

Регистрируемые в тесте элементы поведения крыс контрольной и опытных групп представлены в таблице.

Влияние острой интоксикации «Ивермином» и «Клотиаметом» на показатели поведенческой активности крыс в тесте «Открытое поле», n = 10

Поведенческие характеристики

Группы, M ± SEM

Интактные животные

Интоксикация «Ивермином»

Интоксикация «Клотиаметом»

Через 30 минут после интоксикации

Количество пересеченных квадратов, шт.

40,80 ± 1,65

90,20 ± 1,06 p = 0,000000006

105,0 ± 3,84 p = 0,0000003

Количество вертикальных стоек, шт.

5,60 ± 1,12

11,80 ± 2,01 p = 0,027364575

16,0 ± 0,83 p = 0,0000741

Исследовательская активность, шт.

1,60 ± 0,50

4,20 ± 0,58 p = 0,009982232

0,80 ± 0,37 p = 0,2415039

Дефекация, кол-во фекальных болюсов, шт.

1,60 ± 0,50

0,80 ± 0,37 p = 0,241503971

5,20 ± 0,37 p = 0,0004585

Уринация, шт.

0,40 ± 0,24

0,80 ± 0,20 p = 0,241503971

0,20 ± 0,20 p = 0,5447373

Груминг кратковременный, шт.

2,60 ± 0,50

3,60 ± 0,24 p = 0,115077111

5,2 ± 0,37 p = 0,0033861

Груминг длительный, шт.

2,60 ± 0,50

0,40 ± 0,24 p = 0,004615169

0,40 ± 0,24 p = 0,0046151

Суммарное количество актов груминга, шт.

5,20 ± 0,20

4,0 ± 0,44 p = 0,039968523

5,60 ± 0,24 p = 0,2415039

Суммарная продолжительность груминга, с

31,36 ± 5,31

5,28 ± 1,47 p = 0,001489458

10,13 ± 1,86 p = 0,0054907

Через 48 ч после интоксикации

Количество пересеченных квадратов, шт.

58,80 ± 1,80

110,0 ± 1,51 p = 0,00000002

78,6 ± 1,07 p = 0,0000130

Количество вертикальных стоек, шт.

8,6 ± 1,77

10,8 ± 0,20 p = 0,25369597

12,8 ± 0,80 p = 0,0633243

Исследовательская активность, шт.

1,60 ± 0,50

0,60 ± 0,24 p = 0,11507711

1,0 ± 0,44 p = 0,4021493

Дефекация, кол-во фекальных болюсов, шт.

4,40 ± 1,07

0,80 ± 0,37 p = 0,01344739

2,4 ± 0,24 p = 0,1077726

Уринация, шт.

0,4 ± 0,24

0,40 ± 0,24 p = 1,00000000

0,40 ± 0,24 p = 1,0000000

Груминг кратковременный, шт.

2,4 ± 0,24

3,6 ± 0,24 p = 0,00851626

8,0 ± 0,70 p = 0,0000703

Груминг длительный, шт.

2,20 ± 0,66

0,80 ± 0,37 p = 0,10331591

0,80 ± 0,37 p = 0,1033159

Суммарное количество актов груминга, шт.

4,60 ± 0,67

4,40 ± 0,50 p = 0,81958567

8,80 ± 0,58 p = 0,0015499

Суммарная продолжительность груминга, с

24,03 ± 4,79

10,07 ± 1,27 p = 0,02269888

7,42 ± 0,70 p = 0,0090014

Примечание . Использованы t-критерий Стьюдента для независимых выборок, p – уровень значимости по отношению к группе интактных животных; SEM (Standard Error of Mean) – стандартная ошибка среднего.

Наиболее информативным среди представленных показателей является компонент горизонтальной активности крыс. Его изменения выражались в статистически значимом увеличении количества пересеченных квадратов. Введение препаратов способствовало усилению локомоторной реактивности животных при первом тестировании на 121 и 157% в первой и второй опытных группах соответственно в сравнении с контрольной группой (рис. 1).

Группы животных (п=10): 1 - интактные животные,

2 - интоксикация препаратом Ивермин, 3 - интоксикация препаратом Клотиамет

через 3D минут после интоксикации через 48 часов после интоксикации

Различия между контрольной и опытной группами статистически значимы (р<0,001)

Рис. 1. Изменение горизонтальной двигательной активности крыс в тесте «Открытое поле» при интоксикации животных препаратами «Ивермин» и «Клотиамет»

Увеличение двигательной локомоции регистрировали и при повторном проведении теста через 48 ч. При этом скачкообразные движения животных первой опытной группы указывали на состояние гиперкинезии и психомоторного возбуждения.

Повышение показателей горизонтальной двигательной активности одновременно с увеличением числа вертикальных стоек у животных опытных групп указывает на преобладание процессов возбуждения, которое обусловлено механизмом действия препаратов. Согласно имеющимся данным, ивермектин оказывает влияние на величину тока ионов хлора и натрия посредством воздействия на глутаматные, глицинактиви-руемые и ГАМК-ергические рецепторы центральной нервной системы [15; 16]. При возбуждении последних усиливается выработка нейромедиаторов торможения. Однако наблюдаемый у животных эффект возбуждения двигательной активности непосредственно связан с воздействием на специфические глутаматные рецепторы хлорных каналов, являющиеся одной из возбуждающих нейромедиаторных систем [17]. Механизм действия клотианидина отличается двухфазностью: пролонгированное открытие натриевых каналов в первой фазе приводит к усилению передачи нервного импульса, что выражается в повышении двигательной активности животных. Во второй фазе действия передача нервного импульса блокируется [18].

По общему количеству наблюдаемой «норковой» реакции (исследовательская активность) статистически значимые различия с группой контроля наблюдали только у крыс, интоксицированных «Ивермином». Через 30 мин после отравления количество обследованных «норок» увеличивается в 2,6 раза в сравнении с интактными животными (p < 0,01), но через 48 ч показатель исследовательской активности приближается к уровню контроля.

Эмоциональный статус, оцениваемый по общему числу и продолжительности актов груминга, также весьма показателен. В обеих опытных группах отмечалось значительное снижение общей продолжительности умываний различного типа как через 30 мин, так и через 48 ч после интоксикации (рис. 2).

Группы животных (п=10):

1 - интактные животные,

2 - интоксикация препаратом Ивермин,

3 - интоксикация препаратом Кпотиамет

I | через 30 минут после интоксикации И через 48 часов после интоксикации

Различия между контрольной и опытной группами статистически значимы: *р<0,05: **р<0,01

Рис. 2. Изменение эмоциональной реактивности крыс в тесте «Открытое поле» при интоксикации животных препаратами «Ивермин» и «Клотиамет»

В опытных группах основное время умываний приходилось на непродолжительный груминг, в то время как в группе интактных животных соотношение кратковременного и длительного груминга 1 : 1 (табл. 1). Уменьшение частоты длительного гру-минга в опытных группах свидетельствует о снижении тревожности животных. В группе животных, интоксицированных «Клотиаметом», на изменение эмоционального ста- туса также указывает статистически значимое увеличение фекальных болюсов через 30 мин после введения препарата; через 48 ч данный элемент поведения приближается к контрольному значению.

Статистически значимых изменений в количественных показателях актов урина-ции у животных опытных групп не установлено. Через 48 ч данный показатель был сопоставим с соответствующим показателем контрольной группы.

Заключение

Острая интоксикация крыс «Ивермином» в дозе 40 мг/кг вызывает изменения ориентировочно-исследовательской реакции животных в тесте «Открытое поле», которые характеризуются увеличением количества пересеченных квадратов, вертикальных стоек и повышением специфической «норковой» активности по сравнению с группой контроля. Уровень тревожности, характеризуемый по продолжительности суммарных актов груминга, оценивается как низкий. Указанные изменения сохраняются в течение 48 ч после интоксикации. Интоксикация крыс препаратом «Клотиамет» (доза 40 мг/кг по д.в.) также приводит к усилению локомоторной горизонтальной и вертикальной активности, но оказывает угнетающее влияние на исследовательскую активность животных.

A.A. Tarasenko, T.V. GerunovOmsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin, Omsk

Evaluation of rat behavior activity during acute intoxication by insectoacaricides in the Open field test

Список литературы Оценка поведенческой активности крыс при острой интоксикации инсектоакарицидами в тесте "открытое поле"

  • Вдовина Н.В. Исследование особенностей поведения здоровых крыс разного возраста и крыс-опухоленосителей в «Открытом поле»/Н.В. Вдовина, Е.С. Клинцова, Т.Г. Щербатюк//Современные технологии в медицине. -2010. -№ 2. -С. 12-16.
  • Влияние α-токоферола на поведение крыс в тесте «Открытое поле» в условиях иммобилизационного стресса/А.Л. Ясенявская, М.А. Самотруева, С.А. Лужнова, Р.Ж. Абдрешева//Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. -2012. -№ 12. -С. 64-65.
  • Ковязина Т.К. Исследование влияния нового химического соединения на поведенческую активность животных разного пола методом «Открытое поле»/Т.К. Ковязина, Е.В. Лобастова, М.В. Улитко//Евразийский Союз Ученых (ЕСУ). -2015. -№ 6(15). -С. 102-107.
  • Лисицкий Д.С. Основные методы оценки нейротоксических последствий тяжелой формы острого отравления этанолом/Д.С. Лисицкий, К.О. Войцехович, А.С. Мелехова//Токсикология. -2015. -Т. 16. -С. 138-149.
  • Antibiotics and the nervous system: More than just the microbes?/K. Champagne-Jorgensen, W.A. Kunze, P. Forsythe, J. Bienenstock, K.A. McVey Neufeld//Brain Behav Immun., March 2019. -Vol. 77. -P. 7-15.
  • Woodward K.N. Toxicity in animals: target species/K.N. Woodward//Curr Pharm Biotechnol. -2012. -May; 13(6): 952-68.
  • Metronidazole-induced neurotoxicity in 26 dogs/A. Tauro et al.//Aust Vet J. -2018. -Dec; 96(12): 495-501.
  • Судебно-ветеринарная экспертиза при отравлении животных неоникотиноидом Калипсо®/Т.В. Бойко, Л.К. Герунова, М.Н. Гонохова, В.И. Герунов//Вестник Омского ГАУ. -2017. -№ 4(28). -С. 135-141.
  • Shihab N. Behavioral changes in dogs associated with the development of idiopathic epilepsy/N. Shihab, J. Bowen, H.A. Volk//Epilepsy Behav. -2011. -Jun; 21(2): 160-7.
  • Terçariol Paula Raquel Galbiati. Behavioral effects of acute exposure to the insecticide fipronil/Paula Raquel Galbiati Terçariol, Antonio Francisco Godinho//Pesticide Biochemistry and Physiology. -2011. -Vol. 99. -Issue 3. -P. 221-225.
  • Выбор поведенческих тестов для оценки типологических особенностей поведения крыс/А.В. Мельников //Журнал высш. нервн. деятельности. -2004. -Т. 54. -№ 5. -С. 712-717.
  • Буреш Я. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения/Я. Буреш, О. Бурешова, Д.П. Хьюстон; пер. с англ. Е.Н. Живописцевой. -М.: Высшая школа, 1991. -399 с.
  • Действие биологически активных соединений -производных 4-оксо-пиримидина на поведение самцов крыс в «Открытом поле»/Э.А. Манвелян, В.Ю. Сыса, И.П. Кодониди, Э.Т. Оганесян//Вестник Северо-Кавказского федерального университета. -2014. -№ 3(42). -С. 92-95.
  • Европейская конвенция о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях (ETS N 123), вместе с «Руководством по размещению и заботе о животных», «Статистическими таблицами и пояснительными записями» (г. Страсбург 18.03.1986) (с изм. от 22.06.1998). -Режим доступа: http://base.garant.ru/4090914/(дата обращения: 21.01.2019).
  • Герунова Л.К. Токсикология пестицидов: учеб. пособие/Л.К. Герунова, Т.В. Бойко. -М.: Научная библиотека, 2013. -200 с.
  • Сафиуллин Р.Т. Авермектины на российском ветеринарном рынке/Р.Т. Сафиуллин//Российский ветеринарный журнал. Сельскохозяйственные животные. -2006. -№ 2. -С. 6-8.
  • Moloney M.G. Excitatory amino acids/M.G. Moloney//Natural Product Reports. -2002. -P. 597-616.
  • Иванова Д.Ю. Биотрансформация и токсикодинамика клотианидина в организме животных/Д.Ю. Иванова, Е.Ю. Огер, Т.В. Герунов//Электронный научно-методический журнал Омского ГАУ. -2016. -Спецвыпуск № 2. -Режим доступа: http://e-journal.omgau.ru/index.php/spetsvypusk-2/31-spets02/444-00193. -ISSN 2413-4066.
Еще
Статья научная