Биологические науки / 8. Физиология человека и животных

К.б.н., доцент Беляков В.И., ¹ Громова Д.С. ²

1- Самарский Государственный Университет, Россия

2- НОУ ВПО Самарский медицинский институт «РеаВиЗ», Россия

Изучение поведенческих реакций и функции памяти при воздействии на организм различных видов стресса. Возможность коррекции препаратом «Семакс».

Географические особенности нашей планеты детерминируют цикличность многих физиологических процессов, в том числе определяют динамику работоспособности человека. Жизнь современного человека сопряжена, во-первых, с увеличением продолжительности светлого времени суток, главным образом, по причине действия искусственного освещения (профессиональная деятельность в ночное время, освещение от работающих экранов телевизоров, мониторов компьютеров, рекламное освещение и т.д.), а во-вторых, с необходимостью частой смены часовых поясов (перелёты на длительные расстояния). До сих пор точно не известны особенности воздействия данных факторов на высшие мозговые функции.

С другой стороны, можно предположить, что изменения некоторых психических функций связаны не только с нарушением работы фотопериодической системы мозга, но ещё и с тем эмоциональным стрессом, который испытывает ежедневно любой взрослый человек. Вот почему весьма остро встаёт вопрос о поиске оптимальных средств компенсации нарушенных функций.

Цель нашего исследования - изучить особенности поведенческих реакций и психо-эмоционального статуса белых крыс в условиях длительно действующей световой экспозиции и хронического иммобилизационного стресса, а также проанализировать особенности корректирующего действия препарата «Семакс» на поведенческий статус экспериментальных животных.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

1. Исследовать уровень двигательной активности, ориентировочно-исследовательского поведения и тревожно-фобического состояния грызунов в тесте «Открытое поле» под влиянием хронической световой экспозиции.

2. Проанализировать особенности корректирующего влияния фармакологического препарата «Семакс» на поведенческие реакции крыс, подвергавшихся воздействию искусственно созданного режима освещённости.

3. Изучить особенности памяти у животных, подвергавшихся хроническому иммобилизационному стрессу.

4. Оценить возможность коррекции функций памяти фармакологическим препаратом «Семакс» у животных, подвергавшихся хроническому иммобилизационному стрессу.

Материалы и методы. Исследование проводилось на половозрелых белых нелинейных крысах самцах массой 180 – 200 грамм. Животных содержали при стандартном сбалансированном пищевом рационе и свободном доступе к воде.

В первой части исследования формировали 2 группы животных. Первая группа (контрольная) содержалась в условиях естественного светового режима. Вторая (подопытная) группа на протяжении всего периода наблюдения подвергалась воздействию круглосуточного освещения от люминисцентной лампы интенсивностью 300 ЛК. Тестирование животных производилось с использованием стандартной методики «Открытое поле» до начала эксперимента и на 1-ой, 2-ой, 3-ей и 4-ой неделях содержания животных в соответствующих условиях освещенности. В тесте регистрировались следующие параметры: горизонтальная двигательная активность (количество пересечённых квадратов поля), вертикальная двигательная активность (количество горизонтальных стоек), исследовательская активность (количество заглядываний в центральные отверстия поля), уровень тревожности (количество фекальных болюсов). Спустя 28 дней половине животных из каждой группы интраназально в течение 5 дней вводили ноотропный препарат «Семакс» в объёме 0,2 мл, остальным животным в том же объёме вводили физиологический раствор. После этого всех животных вновь тестировали.

Во второй серии наблюдений также участвовали две группы лабораторных животных (контрольная и экспериментальная). Животные каждой группы в течение 14 дней ежедневно подвергались воздействию 30-минутного иммобилизационного стресса. Однако крысы экспериментальной группы в течение всего исследования ежедневно получали интраназально (0,2 мл) препарат «Семакс». Тестирование проводили до начала эксперимента, а также на 1-ой и 2-ой неделях. В качестве классической методики для оценки функций памяти во второй части исследования использовали водный тест Морриса.

Полученные экспериментальные данные обрабатывали статистически с помощью пакетов анализа данных программы SigmaStat 2,0 с использованием t-теста Стьюдента. Различия считались достоверными при вероятности ошибки p≤0,05.

Результаты исследования. Перед началом исследования достоверных различий в поведении животных контрольной и подопытной групп в тесте «Открытое поле» не обнаружено.

Хроническая световая экспозиция привела к значительному снижению горизонтальной и вертикальной двигательной активности, что проявилось в уменьшении количества пересечённых квадратов и снижении количества подъёмов на задние лапы крысами.

Воздействие постоянного освещения значимо отразилось на исследовательской реакции экспериментальных животных. Если при первоначальном тестировании число заглядываний в центральные отверстия поля составляло 2,24±0,008, то на четвёртой неделе данный поведенческий показатель достоверно снизился до 1,21±0,003.

Под влиянием «Семакса» происходила активация поведенческих реакций у животных обеих групп. Уровень двигательной активности у животных, получавших препарат, практически полностью восстановился до исходной величины. В то время как изменения, возникшие под влиянием световой экспозиции оказались стойкими у животных, которым препарат не вводили.

Кроме того, применение ноотропа положительно сказалось на функциях долговременной памяти даже в условиях иммобилизационного стресса. Животные, испытывающие стресс, на второй неделе эксперимента затрачивали на поиск платформы на 28% больше времени в сравнении с первой неделей, что говорит о снижении функции памяти. В то время, как животные, получавщие «Семакс», даже на фоне иммобилизацонного стресса достоверно быстрее находили «спасательную» платформу на каждой последующей неделе эксперимента. Так исходное время поиска платформы составило 50,8±14,773 сек, после первой недели содержания в экспериментальных условиях 31,7±5,097 сек, а после второй недели – 17,0±2,646 сек.

Вероятно, изменение поведенческих реакций под влиянием хронической световой экспозиции связано с нарушением деятельности фотопериодической системы. Синтез мелатонина эпифизом осуществляется только в тёмное время суток, следовательно, воздействие непрерывного освещения вызывает значительный недостаток выработки данного гормона. Установлено, что мелатонин регулирует многие процессы в организме и, кроме того, усиливает активность ГАМК-ергической системы мозга, которая, как известно, является ведущей тормозной нейромедиаторной системой. Вероятно, снижение уровня мелатонина напрямую вызывает недостаточность функционирования тормозных систем мозга, что и определяет снижение исследовательской активности и развитие тревожно-фобического состояния экспериментальных животных.

Полученные данные позволяют сделать следующие выводы:

1. Хроническая световая экспозиция отрицательно влияет на поведенческий и психо-эмоциональный статус животных. Вероятно, полученные поведенческие изменения связаны с уменьшением выработки эпифизарного гормона мелатонина, изменением синтеза серотонина и как следствие, уменьшение активности дофамин- и ГАМКергической медиаторных систем мозга.

2. Введение препарата «Семакс» восстанавливает нормальный психо-эмоциональный статус животных, что свидетельствует о его корректирующем влиянии на фотопериодическую систему мозга и указывает на участие ноотропа в восстановлении баланса нейромедиаторных систем мозга.

3. Хронический 30-тиминутный иммобилизационный стресс отрицательно сказывается на функции долговременной памяти у животных. Вероятно, активация стрессреализующих систем снижает подвижность нервной системы, нарушает деятельность тормозных и возбуждающих нейромедиаторных структур мозга, что сказывается в первую очередь, на высших психических функциях.

4. Введение препарата «Семакс» оказывает положительный эффект на функции долговременной памяти. По всей видимости, это объясняется тем, что препарат улучшает мозговое кровообращение и восстанавливает нормальную работу тормозных нейромедиаторов в ЦНС.