Влияние барокамерной гипоксии на эмоционально-двигательное поведения животных
Автор: Алдашукуров Ырысбек Абдыжапарович, Тухватшин Рустам Романович
Журнал: Бюллетень науки и практики @bulletennauki
Рубрика: Медицинские науки
Статья в выпуске: 4 т.8, 2022 года.
Бесплатный доступ
В работе исследованы особенности ориентировочно-исследовательской активности в условиях адаптации организма к барокамерной гипоксии. В исследованиях были использованы белые лабораторные крысы. Моделирование острой гипоксии осуществлялось в барокамере. В ходе работы установлено, что острая гипоксия приводит к торможению эмоционально-двигательной активности у животных на 3-е сутки, истощая энергетические ресурсы в нервных клетках головного мозга крыс. Известно, что в головном мозге в сравнении с печенью и сердцем наблюдается наибольшая скорость протекания гликолитических реакций, в связи с чем в течение короткого временного интервала концентрация лактата в мозговой ткани значительно увеличивается. Помимо накопления молочной кислоты отмечается интенсивное образование ряда недоокисленных продуктов - восстановленных пиридиннуклеотидов, повышение содержания других органических кислот цикла Кребса, например пировиноградной кислоты [1]. Общее закисление внутриклеточной среды нейронов сопровождается резким снижением активности клеточных ферментов и нарушением их связей с мембраной. Начиная с четвертой сутки угнетают возбудимость нейронов отвечающих за груминги, повышается резистентность организма животных к острой гипобарической гипоксии. Действие пониженного барометрического давления (высоты 6000метров над уровнем моря) на пятые и шестые сутки приводят к гипоксическому нарушений функций высших отделов ЦНС. Таким образом, изучение особенностей протекания биоэлектрических процессов в ЦНС на фоне формирующихся острых экзогенных гипоксических состояний различного генеза приобретает особую важность в связи с необходимостью получения своевременных и объективных сведений о выраженности функциональных нарушений чувствительных к гипоксии структур головного мозга, а также определения уровня их повреждения [6].
Гипоксия, мозжечок, базальные ядра, кора мозга
Короткий адрес: https://sciup.org/14123650
IDR: 14123650
Текст научной статьи Влияние барокамерной гипоксии на эмоционально-двигательное поведения животных
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»
|
Показатели |
Серии |
|
|
I (контр) n=8 |
III (гипок) n=8 |
|
|
Число периферических квадратов |
22,5±1,05 |
22,1±1,35** |
|
Число центральных квадратов |
5,87±0,51 |
4,5±0,56** |
|
Число центральных стоек |
5,37±0,80 |
4,8±0,42** |
|
Заглядывание в норки |
2,62±0,59 |
3,15±0,45** |
|
Груминг |
3,55±0,39 |
3,10±0,20** |
|
Примечания: n-количество животных, * -p≤ 0,5 по отношению к контролю, **-p≤ 0,5 по отношению ко II серии, ***-p≤ 0,5 по отношению к III серии |
||
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»
|
Показатели |
Серии |
|
|
I (контр) n=8 |
II (гипок)n=8 |
|
|
Число периферических квадратов |
22,5±1,05 |
12,1±1,35** |
|
Число центральных квадратов |
5,87±0,51 |
2,45±0,41** |
|
Число центральных стоек |
5,37±0,80 |
2,8±0,42* |
|
Заглядывание в отверстие |
2,62±0,59 |
2,15±0,45* |
|
Груминг |
3,55±0,64 |
2,40±0,20 |
Список литературы Влияние барокамерной гипоксии на эмоционально-двигательное поведения животных
- Абаева Т. С., Жанганаева М. Т., Абдыкеримова А. С. Морфологические особенности тимуса у новорожденных крыс в условиях горной гипоксии Кыргызстана // Re health Journal. 2020. №2 2 (6). С. 143 148.
- Джолдошева Г. Т., Саттаров А. Э., Тулекеев Т. М. Особенности физического развития у детей высокогорья Кыргызстана // Клинико морфологические аспекты фундаментальных и прикладных медицинских исследований: Материалы международной научной конференции. Воронеж, 2021. С. 60 65.
- Исмаилова С. А. Морфометрические показатели сердца равнинных крыс при краткосрочной их адаптации к высокогорью Алая // International Scientific Periodical Journal. 2017. №4. С. 73 75.
- Тухватшин Р. Р. Влияние энергетических напитков на экспериментальных животных в условиях барокамерной гипоксии // Наука, новые технологии и инновации Кыргызстана. 2019. №6. С. 98 100.
- Шаназаров А. С., Шувалова М. С. Изменение морфологической картины сосудистого сплетения головного мозга крысы при церебральной ишемии в горах // Вестник Киргизско Российского Славянского университета. 2019. Т. 19. №1. С. 112 116.
- Шувалова М. С., Шаназаров А. С. Влияние глибенкламида на сосудистое сплетение и микроциркуляцию головного мозга при субтотальной ишемии в высокогорье // Вестник Киргизско Российского Славянского университета. 2021. Т. 21. №1. С. 189 193.
- Саатова Г. М., Фуртикова А. Б., Бурабаев Б. Д., Абжапарова Д., Мусуркулова Б. А. Уровень артериального давления у детей в условиях высокогорья и факторы риска формирования артериальной гипертензии // Известия ВУЗов Кыргызстана. 2017. №8. С. 21 23.
- Джунусова Г. С., Садыкова Г. С., Курманбакеев Ю. М. Взаимосвязи основных типов механизмов регуляции мозга с особенностями эндокринного метаболизма горцев // Вестник Киргизско Российского Славянского университета. 2017. Т. 17. №10. С. 184 187.
- Лапшин Р. Д, Миронов А. А. Оценка уровня тревожности по устойчивости к гипобарической гипоксии крыс // Регуляция и управление в биосистемах. Труды молодых ученых биологического ф та ННГУ им. Н.И. Лобачевского. Н. Новгород. 1998. С. 111 112.
- Лукьянова Л. Д. Новое о патофизиологических и патобиохимических механизмах гипоксии // Тезисы докладов II Всероссийского конгресса по патофизиологии. М., 2000. С. 123.
- Миронов А. А., Мухина И. В., Крылов В. Н. Влияние превентивного введения буфотина на устойчивость центральной нервной системы крыс к острой гипобарической гипоксии // Нижегородский медицинский журнал. 2003. №1. С. 26 33.
