Спецкурс «Общая физиология» Влияние пре- и перинатальной гипоксии на поведение крыс в Суок-тесте




Скачать 320 Kb.
Название Спецкурс «Общая физиология» Влияние пре- и перинатальной гипоксии на поведение крыс в Суок-тесте
страница 1/3
Дата публикации 30.05.2014
Размер 320 Kb.
Тип Исследование
literature-edu.ru > Биология > Исследование
  1   2   3


Государственное образовательное учреждение

«Санкт-Петербургский Городской Дворец творчества юных»

Эколого-биологический центр «Крестовский остров»
Сектор Общей биологии и предметных олимпиад
Спецкурс «Общая физиология»


Влияние пре- и перинатальной гипоксии

на поведение крыс в Суок-тесте


Выполнила:

Каменева Виктория Александровна

ГБОУ Лицей № 281, 11 класс

Контактный телефон: +7 9817547233
Научный руководитель:

Вед. научн. сотр.

Биолого-почвенного факультета СПбГУ

Д.б.н. Вольнова Анна Борисовна


Санкт-Петербург

2014




Содержание



Стр.

1.

Введение………………………………………………………………...

3

2.

Литературный обзор…………………………………............................

3-13

2.1.

Поражения нервной системы вследствие гипоксии………………….


4-6

2.2.

Модели пренатальной и перинатальной гипоксии………...................

7-9

2.3.

Методы изучения поведения животных………………………………

9-13

3.

Методика……………………………………………………...................

14-18

4.

Результаты…………………………………………………….…………

18-32

4.1.

Сравнение поведения крыс контрольной и гипоксической групп во время тестирования в Суок-тесте………………………………………………………………………


18-19

4.2.

Исследование груминга…………………………………………………

19-21

4.3.

Исследование фризинга…………………………………………………

21-22

4.4.

Исследование вертикальной активности животных…………………..

22-23

4.5.

Исследование числа посещенных сегментов………….........................

23-24



4.6.

Исследование времени, проведенного в разных секторах……………………………………………………………….

24-25

4.7.

Исследование скорости передвижения животных…………………

25-26

5.


Заключение……………………………………………………………..

27

6.

Выводы…………………………………………………........................

28

7.

Список литературы…………………………………………………….

29-30

1. Введение
Гипоксия – это состояние кислородного голодания организма, вызванное недостаточным снабжением тканей кислородом. Гипоксия в процессе развития ребенка, пренатальная (дородовая) или перинатальная (т.е. наступившая в момент родов), является одним из повреждающих факторов, приводящих к паталогическому развитию нервной системы у детей (Отеллин и др., 2007). Как известно, именно нервная система наиболее чувствительна к недостатку кислорода в организме. Поэтому пре- и перинатальная гипоксия является одной из основных причин возникновения энцефалопатий у новорожденных, как животных, так и человека. Последствиями этих нарушений, как правило, являются риск развития эпилепсии и нарушения многочисленных поведенческих реакций в дальнейшей жизни (Хожай и др., 2010).

Исследование последствий гипоксии плода или новорожденного в модельных экспериментах на животных является, таким образом, актуальной проблемой экспериментальной неврологии.

Целью данной работы было изучение последствий перенесенной пре- и перинатальной гипоксии на поведение взрослых крыс.

Были поставлены следующие задачи:

  1. Изучить параметры исследовательского и двигательного поведения взрослых крыс в установке Суок-тест (черно-белая модификация).

  2. Выявить различия в исследуемых параметров поведения у крыс контрольной группы и крыс, перенесших гипоксию на разных сроках онтогенеза.

  3. На основании полученных результатов оценить уровень тревожности исследуемых животных.


2. Литературный обзор
Поражения нервной системы в эмбриональном и раннем послеродовом периодах составляют большую разнообразную группу патологических состояний, сопровождающихся низкой массой тела, несовершенными приспособительными реакциями нервной, дыхательной, кровеносной, пищеварительной и других систем организма. Лечение и реабилитация таких детей часто оказывается малоэффективными и к периоду полового созревания приводят к увеличению числа инвалидов. Очевидная медицинская и социальная значимость отмеченных явлений положила начало формированию новых направлений исследований, даже можно сказать новой отрасли науки, изучающей механизмы развития органов и их систем у эмбрионов, плодов и новорожденных на фоне воздействий неблагоприятных факторов среды – неонатологии.

Современная неонатология уделяет существенное внимание как периоду пренатального развития ребенка, так и периоду ранней новорожденности, т. е. перехода от внутриутробного к внеутробному существованию, когда появляется легочное дыхание и начинает функционировать легочный круг кровообращения, изменяется тип питания, а также происходит приспособление к резко изменившимся условиям окружающей среды (температура, свет, звук, гравитация и т. п. – «сенсорная атака»).

Если в пренатальный или перинатальный периоды возникает гипоксическое воздействие, то часто это является одной из основных причин возникновения энцефалопатий у новорожденных, как животных, так и человека. Последствиями этих нарушений, как правило, являются риск и нарушения многочисленных поведенческих реакций в дальнейшей жизни (Хожай и др., 2010).
2.1. Поражения нервной системы вследствие гипоксии

Гипоксия (кислородное голодание) – несоответствие количества кислорода, поступающего в орган или ткань, с метаболическими потребностями в нем (Семенов, 2000).

Гипоксия плода, которой может иметь несколько причин, в основном является приобретенной, и только в некоторых случаях наблюдается наследственная гипоксия. Чаще всего причиной возникновения гипоксии в организме плода являются различные заболевания матери, рассматриваемые многими авторами как факторы риска ДЦП (Семенова, 1968).

Факторы, способствующие развитию гипоксии плода очень многочисленны. Это, во-первых, заболевания матери (сердечно-сосудистые, легочные, анемия, интоксикация и др.), и, во-вторых, нарушения плодово-плацентарного кровотока (гестоз, перенашивание, угроза преждевременных родов, патология плаценты и пуповины, аномалии родовой деятельности). К гипоксии приводят и заболевания плода: гемолитическая болезнь, анемия, инфицирование, врожденные пороки развития. Есть еще одна причина, которая не является заболеванием – это неблагоприятные условия работы для беременной, где она поддается риску засорения дыхательных путей или нехватки воздуха (Шагербиева, 2006).

Кроме этого вида гипоксии, который возникает во время беременности, есть еще понятие «острой родовой гипоксии», и проявляется она при родах. Она может быть вызвана отслоением плаценты, сдавливанием головки плода во время родов, применением препаратов с целью обезболиванием родового процесса, а также следствием стремительных родов. По длительности течения гипоксия может быть острой (внезапно развившейся) и хронической, которая развивается в течение длительного времени. Острая гипоксия плода чаще бывает в родах, реже - во время беременности. Хроническая гипоксия развивается во время беременности.

Являясь типовым и неспецифическим патологическим процессом, гипоксия в той или иной степени сопровождает многие формы патологии мозга. При нарушении кровотока (ишемии) и недостатке кислорода (гипоксии) возникает сложный комплекс патологических изменений. В популяции нейронов возникают взаимосвязанные процессы, приводящие в итоге к дегенерации и гибели нейронов (Крыжановский, 1997). Деструктивные воздействия в период эмбриогенеза также повышают риск когнитивных нарушений в постнатальный период (Журавин и др., 2003), вплоть до развития социально опасных заболеваний, например, эпилепсии или болезни Альцгеймера.

В медицинской практике отклонения в развитии нервной системы детей наиболее часто сопряжены с недостатком кислорода во время внутриутробного развития. Острая гипоксия у плода является одной из основных причин возникновения патологии головного мозга, определяемой клиницистами как гипоксически-ишемическая энцефалопатия («воспаление» мозга) или перинатальная энцефалопатия (ПЭП). Этот термин включает в себя большую группу поражений головного мозга, возникающих во время беременности и родов. ПЭП – собирательный диагноз, подразумевающий нарушение функции или структуры головного мозга различного происхождения, возникающее в перинатальный период. Клиническая картина ПЭП чрезвычайно пестрая и проявляется по-разному, в виде отклонений в обучении, расстройствах в двигательной и психо-эмоциональной сферах в последующем развитии ребенка. ПЭП диагностируется у 5% новорожденных детей, составляет более 60% всей неврологической патологии детского возраста и участвует в развитии таких заболеваний, как детский церебральный паралич, эпилепсия, различные дисфункции нервной системы. Отдаленные последствия перинатальной патологии обусловливают основные неврологические нарушения – задержку моторного, психического, речевого развития, расстройства процессов памяти, внимания, эмоций, сна, и занимают первое место среди всех заболеваний нервной системы в детском возрасте (Володин и др., 2001; Пальчик, Шабалов, 2009; Семченко и др., 1999). Различные отклонения нервно-психического развития, обусловленные перинатальной патологией, диагностируются примерно у 27-44% детей в возрасте до 15 лет (Отеллин В. А. и др., 2007).

В условиях патологически протекающей беременности динамика эмбриогенеза головного мозга плода резко замедляется (Ермолаева, 1994). Вследствие развивающихся глобальных нарушений обменных процессов, при гипоксических состояниях плода и новорожденного в патологический процесс вовлекается не только ЦНС ребенка, но и весь организм в целом (Михайленко, Покровский, 1997). Таким образом, патологическое течение беременности, вызывая гипоксию плода различной степени тяжести, приводит к дисбалансу и дисфункции практически всех систем организма плода и новорожденного.

Последствия гипоксии предопределяются не сразу, но независимо от того, на каком этапе внутриутробного развития действуют условия кислородной недостаточности, они влекут за собой длительно текущий процесс.

Известно, в головном мозге новорожденных продолжаются размножение и перемещение клеток-предшественников, дающих начало нервным и глиальным элементам нервной системы. Эти процессы регулируются генотипом и индуцируются различными внутренними и внешними факторами. Различного рода стрессорные воздействия (в первую очередь гипоксия) на организм в это время могут неблагоприятно сказываться на развитии мозга и, как следствие, на функциях центральной нервной системы в более поздние сроки онтогенеза. Гипоксические повреждения эмбрионального мозга могут приводить к гибели или увеличивать риск возникновения психических и нейродегенеративных заболеваний с возрастом (Пальчик, Шабалов, 2001). Эти механизмы до сих пор остаются практически неизученными.

Синдром дефицита внимания с гиперактивностью, наблюдаемый у детей дошкольного и младшего школьного возраста – частое следствие перинатальной, преимущественно ишемической патологии мозга. Термин «синдром дефицита внимания с гиперактивностью» впервые выделен M. Laufer в рамках минимальной мозговой дисфункции для объяснения трудностей обучения у детей, не имеющих очаговой неврологической симптоматики. В 1980 году этот термин был введен как отдельная нозология в классификацию Американской психиатрической ассоциации и характеризуется триадой симптомов: нарушение внимания, гиперактивность и импульсивность. Согласно современным концепциям патогенеза СДВГ, в основе развития лежат повреждения мозга в пре- и перинатальном периоде и наследственная предрасположенность, реализующиеся при воздействии неблагоприятных влияний внешней среды. В отличие от генетических факторов перинатальная патология нервной системы при своевременной и правильной диагностике поддается коррекции, что может способствовать более благоприятному прогнозу заболевания (Морозова, 2011).
2.2. Модели пренатальной и перинатальной гипоксии

Создание экспериментальных моделей неврологических заболеваний человека – одна из основных задач биомедицинской физиологии. Применение экспериментальных моделей на животных для исследования последствий пре- и перинатальной гипоксии головного мозга позволяет исследовать ее последствия и влияние на поведение животных. Такие модели также важны, поскольку предоставляют возможность проведения доклинических исследований новых фармакологических лечебных препаратов.

Одно из важнейших свойств любой экспериментальных моделей поведения – чувствительность к различным фармакологическим, физиологическим, генетическим манипуляциям. Чувствительность модели подразумевает существование чётких поведенческих или физиологических изменений в ответ на действие различных внешних и внутренних факторов организма (Самотруева и др., 2009). Другим важным свойством экспериментальной модели является её валидность – правомерность её использования для адекватного моделирования соответствующей патологии. Важными свойствами являются также релевантность (соответствие и сходство результатов воздействия на организм используемых моделью психогенных факторов и состояний с теми процессами, которые наблюдаются в обществе при действии сходных психогенных факторов) и надёжность модели.

Исследования патогенеза, т. е. изучение развития болезни, изучение основ сопровождающих ее симптомов, разработка новых методов диагностики и лечения у новорожденного ребенка имеют существенные этические и методические ограничения. Исследование данной проблемы возможно только на лабораторных животных, специально разработанных моделях с обязательным учетом нейробиологических особенностей развивающегося мозга.

Центральным вопросом экспериментального моделирования перинатальных гипоксически-ишемических повреждений является установление сходства степени развития головного мозга лабораторного животного и мозга объекта моделирования, т. е. мозга новорожденного. Для моделирования перинатальной церебральной патологии чаще всего используют крыс и мышей, поскольку между грызунами и высшими млекопитающими имеется достаточно большое сходство в кровоснабжении мозга и биологии нервных клеток (Лебедев и др., 2009).

Существует специальная таблица соответствия сроков развития крысы и человекав онтогенезе (по Гелашвили, 2008), которая позволяет сопоставить возраст экспериментального животного с соответствующим ему по физиологическим показателям возрастом плода или ребенка.
Таблица 1. Соответствия сроков развития крысы и человека (по Гелашвили, 2008).
Известно, что основные этапы формирования головного мозга млекопитающих происходят в период эмбриогенеза, и воздействие внешних факторов в определённые периоды пренатального развития может приводить к нарушению структурно-функциональной организации мозга и, как результат, вызывать изменение поведенческих реакций в дальнейшем онтогенезе (Отеллин и др., 2002). Действительно, у животных, перенесших пренатальное воздействие, выявлено отставание в физиологическом развитии и формировании двигательных реакций, снижение способности к обучению (Дубровская и др., 2002). Недостаток биологически активных веществ, обнаруживаемый после пренатальной гипоксии на определенных сроках онтогенетического развития, может вызывать нарушения определенных структур мозга и проявляться в наблюдавшихся изменениях поведения животных. Пренатальная гипоксия приводит к необратимому нарушению механизмов кратковременной и долговременной памяти, моторных и когнитивных функций мозга, а также приводит к отставанию физиологического развития и становления двигательного поведения в раннем постнатальном онтогенезе (Дубровская, 2007).

Существует зависимость между последствиями пренатального воздействия гипоксии на формирование головного мозга от времени проведения данного воздействия (Васильев, 2007). Показано, что пренатальная гипоксия, перенесенная на разных сроках эмбрионального развития, по-разному отражается на формировании нервной системы.

Последствия перинатальной гипоксии, то есть наступившей в момент родов, также могут быть очень значительными. В экспериментах на новорожденных крысятах установлены непосредственные причинно-следственные связи между воздействием гипоксии в ранний период новорожденности (2-й день постнатального развития у крыс) и структурными перестройками в двигательной коре головного мозга. В изучавшемся отделе мозга нарушается послойная организация нервных клеток, истончаются слои неокортекса, уменьшаются число, плотность распределения и размеры нейронов, что приводит также к отклонениям в поведенческих реакциях (Отеллин и др., 2011). Клинически гипоксические поражения ЦНС у ребенка могут проявляться в виде различных синдромов: возбуждения, угнетения, внутричерепной гипертензии (повышенного внутричерепного давления), а также могут приводить к дисфорическому состоянию, гипервозбудимости, аутизму и др. расстройствам в будущем. Так показано, что гипоксия ведет к возникновению синдромов гиперактивности у детей. (Морозова, 2011).

Таким образом, гипоксия (как пре-, так и перинатальная) приводит к различным патологическим изменениям структур головного мозга на клеточном и молекулярном уровне, которые, несомненно, могут лежать в основе нарушения функций ЦНС, патогенеза нервно-психических заболеваний и расстройств в постнатальном онтогенезе (Хожай и др., 2010; Васильев, 2007; Дубровская, 2007). Поэтому представляется важным провести анализ поведения, в том числе исследовательского, эмоционального и двигательного, у взрослых крыс, перенесших гипоксию в пре- или перинатальном периоде развития.
2.3. Методы изучения поведения животных

Для исследования поведения животных используются ряд общепринятых методик, позволяющих оценить параметры двигательного, исследовательского поведения, а также выявить симптомы стресса и тревоги у животных (Kalueff et al., 2005).

Тест «Т-образный лабиринт»

Используется для исследования рабочей памяти животных. Т-образный лабиринт имеет стартовый рукав и два боковых. К левому плечу присоединена красная камера, а к правому – зеленая. Решение задачи заключается в нахождении крысой выхода из Т-образного лабиринта.

Эксперимент «с подкреплением» состоит из трех стадий. На первой, исследовательской, стадии животное помещают в лабиринт и разрешают изучить его, без подкрепления и наказания. На второй, ассоциативной, стадии обе камеры отделяют от лабиринта и уносят в другую комнату, и там поощряют или наказывают: в красной камере животное получает пищу, а в зеленой – удар током. На третьей стадии тестирования камеры возвращаются и прикрепляются к лабиринту, а животное помешают на входе и смотрят, куда оно пойдет. Регистрируются параметры: время пробега лабиринта в двух направлениях. Время первичного пробега вперед рассматривается как показатель скорости ориентировачно-исследовательской реакции, а время пробега того же пути назад – как показатель кратковременной памяти. Время наблюдения 5 минут.

Тест «Открытое поле»

Используется для изучения поведения грызунов в новых условиях и позволяет оценить: выраженность и динамику отдельных поведенческих экспериментов; уровень эмоционально-поведенческой реакции животного; исследовательского / оборонительного поведения; локомоторную стериотепию в нейробиологии, в фармакологии для оценки действия лекарственных средств. Установка, используемая в этом тесте, это площадка, как правило, круглая для крыс и квадратная для мышей, ограниченная бортами. Площадка имеет разметку и выделением центральной части.

Процедура тестирования начинается с помещения животного в центр площадки в определенное место у стенки. Также есть способ помещения крысы или мыши вместе с боксом, где животное находилось в подготовительный период. В этом случае животное само выходит в открытое поле из дверцы бокса. Это нужно для того, чтобы животное не пугалось неожиданной смены обстановки.

Регистрируемые в данном тесте параметры: горизонтальная и вертикальная двигательная активность, количество заходов в центральную зону, груминг, обнюхивание отверстий, дефекация, уринация, фризинг (замирание) животных. Время наблюдения, как правило, 3-5 минут.

Тест «Темно-светлая камера»

Предназначена для изучения поведения грызунов в условиях переменной стрессогенности и позволяет оценить: предпочтение тени или света; выраженность и динамику поведения. Чем больше стрессировано животное, тем меньше времени оно проведет в светлой камере, предпочитая темную. Установка содержит два смежных отсека, темный (закрытый) и ярко освещённый. Животное помещают в середину светлого отсека хвостиком к темной стороне. Регистрируемые параметры: латентный период, т.е. время до первого входа в темный отсек, общее число заходов в темный и светлый отсеки и продолжительность нахождения в них, число выглядываний, число стоек, число грумингов. Время наблюдения составляет 3 минуты.

Тест «Приподнятый крестообразный лабиринт»

Также предназначен для изучения поведения грызунов в условиях переменной стрессогенности, позволяет оценить уровень тревожности животного. Установка – это квадратная площадка с четырьмя расположенными перпендикулярно рукавами, два из которых ограничены по бокам темными бортами, а два других являются открытыми. Весь лабиринт приподнят над полом. Процедура тестирования начинается с того, что тестируемое животное помещается в центральную квадратную площадку между рукавами. Регистрируемые параметры: латентный период выхода в открытые рукава, количество полных и неполных заходов в открытые и закрытые рукава, центральную зону и общее время нахождения в открытых и закрытых рукавах, также общее время нахождения в центральной зоне, число заглядываний под лабиринт, число выглядываний из закрытых рукавов, число переходов из одного закрытого рукава в другой, число неполных выходов в центр и в открытые рукава, число стоек, число грумингов, уровень дефикации и уринации. Время тестирования составляет 3-5 минут.

Суок-тест

В существующих поведенческих тестах тревожность традиционно оценивается по степени подавленности исследовательской активности. На данном принципе основаны многие поведенческие модели тревоги – открытое поле, черно-белая камера, норковая камера, приподнятый крестообразный лабиринт и др. Существующие модели должны базироваться на различных поведенческих аспектах стрессорного поведения, иметь различную зоопсихологическую основу.



Рис. 1. Общий вид установки Суок-теста для крыс, черно-белая модификация. Обозначена светлая часть аллеи, освещенная лампами. Положение крысы в начале тестирования. (Калуев и др., 2005)

Недавно была предложена принципиально новая интересная поведенческая модель тревоги у мышей – Суок-тест и его черно-белая модификация (Калуев и др., 2005).

Данная модель получила свое оригинальное название по имени акробатки Суок из известной сказки Ю. Олеши «Три Толстяка» (1928). Она основана на тестировании животного на приподнятом длинном шесте (диаметром 2 см - для мышей) или аллее (шириной 6 см - для крыс). Стандартный период тестирования в Суок-тесте, как и в других моделях, составляет 5 минут.

При помощи нарисованных маркером линий Суок-тест разделён на равные 10-см сектора (шест) или 15-см сегменты (аллея) и зафиксирован на высоте 20-25 см при помощи торцевых стенок (20х20 см) либо двух опор-ножек. При тестировании животное помещают в центр шеста, который был окружён двумя сегментами справа и слева, формирующими условную «центральную зону» (20 см - мыши, 30 см - крысы).

Модель основана на естественных поведенческих реакциях грызунов и учитывает их поведенческие особенности, связанные с образом жизни и средой обитания крыс и мышей в природе, включая перемещение по горизонтальным поверхностям. Данный тест имеет весомое преимущество также в силу свой простоты и непродолжительности.

Уникальной особенностью данного теста является то, что он представляет собой «гибрид» одновременно нескольких традиционных моделей (открытого поля, приподнятого крестообразного лабиринта и темно-светлой камеры в сочетании с ротародом - традиционным тестом для оценки моторных функций у крыс и мышей). Второй важной поведенческой особенностью Суок-теста и его чёрно-белой модификации является то, что данный метод позволяет одновременно регистрировать большое число специфических поведенческих параметров.

Суок-тест позволяет вести регистрацию широкого диапазона поведенческих реакций, от локомоции и исследовательской активности до вегетативных маркеров стресса — фризинга, уринаций и дефекации (табл. 2). Принципиально важно и то, что данный тест позволяет оценивать как чисто количественные показатели (частота, длительность поведенческих реакций), так и их пространственную и временную последовательности.



Таблица 2. Таблица с перечислением параметров, регистрация которых возможна в Суок-тесте (Калуев и др., 2005).
В целом, можно заключить, что Суок-тест является удобной поведенческой моделью тревоги для исследований на мышах и крысах.
3. Методика
Работа выполнена на 20 белых лабораторных крысах-самцах линии Вистар. Животные содержались в клетках, по 3-5 крыс в каждой. Все крысы были разделены на 3 группы.

Первая группа (контрольная) состояла из 13 взрослых самцов в возрасте 4,5 месяцев.

Вторая группа (экспериментальная, гипоксия-1) состояла из 4-х крыс-самцов линии Вистар в возрасте 4 месяцев, перенесших пренатальную гипоксию на 13,5 день эмбрионального развития. Этот срок у крыс соответствует началу третьего триместра беременности у человека, когда в мозге эмбрионов преобладают процессы пролиферации и миграции клеток. Поэтому 13,5 сутки эмбрионального развития являются значимыми как для физиологического развития крыс и становления в раннем онтогенезе врожденных форм двигательного поведения этих животных, так и для нормального развития когнитивных процессов, протекающих в мозге (Дубровская, 2007). Для получения потомства, перенесшего пренатальное гипоксическое воздействие, беременных самок сажали на 3 часа в специальную камеру с пониженной до 7% концентрацией кислорода. Концентрация углекислого газа не превышала 0,1% (Васильев, 2007).

Животные были предоставлены Институтом эволюционной биохимии и физиологии им. Сеченова РАН.

Третья группа животных (экспериментальная, гипоксия-2) состояла из 3 самцов линии Вистар в возрасте 5 месяцев. Эти животные перенесли гипоксическое воздействие в период новорожденности. Гипоксию у новорожденных крысят осуществляли на 5 день постнатального развития (соответствует дню родов у человека) в барокамере СВК-150 (Россия), оснащенной устройством для автоматически управляемого обогрева, смены газовой смеси и определения скорости потока газа. Азотно-кислородную газовую смесь готовили с помощью газоаналитической и газосмесительной установки (Laorg, Франция). Подопытных животных помещали в барокамеру на 1 ч. Во время экспериментов содержание кислорода в барокамере составляло 7,6–7,8%; углекислого газа — 0,15–0,21%; температура — 21,3–23°С; общее давление — нормальное (Хожай и др., 2010).

Животные были предоставлены Институтом физиологии им. Павлова РАН.

Все животные, полученные из институтов РАН, прошли как минимум недельную адаптацию в виварии СПбГУ до начала эксперимента. Крысы содержались в стандартных условиях вивария со свободным доступом к пище и воде. В помещении вивария, предназначенном для крыс, не было клеток с другими животными.

Эксперименты проводились в лаборатории кафедры Общей физиологии СПбГУ в отдельном тихом помещении без окон, чтобы предотвратить влияние внешних факторов на поведение животных. Время проведения экспериментов – с 15.00 до 17.00. Во время проведения опытов соблюдались все основные правила работы с лабораторными животными, не допускалось грубое обращение с ними, болевое воздействие.

Как контрольные, так и экспериментальные животных были протестированы на установке «Суок-тест», которая является поведенческой моделью, позволяющей оценить двигательную и исследовательскую активность животных, а также уровень тревоги и стресса у грызунов (Калуев, Туохимаа, 2005).

Установка «Суок-тест» находилась в темном помещении без окон и представляла собой горизонтальную аллею шириной 6 см и длиной 220 см, приподнятую над уровнем стола и зафиксированную на высоте 30 см над ним. При помощи линий, нарисованных маркером, аллея была разделена на 15-ти сантиметровые сегменты. В опыте использовалась черно-белая модификация Суок-теста (Калуев и др., 2005). Она основана на том, что одна половина аллеи установки, т. е. 7 сегментов, (светлый сектор) была освещена ярким направленным светом от 3-х ламп, зафиксированных на высоте 40 см над аллеей, а другая половина установки (темный сектор) оставалась затемненной. Соответственно, граница темной и светлой половины аллеи приходилась на середину установки, между 7 и 8 сегментами. Освещенный сектор мы называли «белым» сектором, а неосвещенный – «черным» (Рис. 2).


Рис. 2. Секторы и сегменты в черно-белой модификации Суок-теста для крыс.

1 – 7 сегмент – «черный» сектор, 8 – 14 сегмент – освещенный лампами, «белый» сектор.

Исследование проводилось с каждым животным однократно, в одно и то же время, с 15 до 17 часов. Животное помещалось в центр установки на границе 7 и 8 сегментов, мордочкой к освещенной зоне (Рис. 3).



Рис. 3. Положение крысы в начале тестирования.
Тестирование каждого животного длилось 5 мин, с одновременным наблюдением и регистрацией поведенческих показателей при помощи программы Field4W (программа свободно распространяется, и предоставлена нам сотрудниками ИЭМ РАМН, С.-Петербург). Программа позволяла регистрировать следующие поведенческие реакции:

  1. число, суммарное время и среднюю длительность эпизодов груминга

  2. число, суммарное время и среднюю длительность эпизодов фризинга (замирания)

  3. число стоек на задних лапках (вертикальная двигательная активность)

  4. число исследовательских заглядываний вниз (свешиваний с аллеи) (Рис. 4)

  5. число соскальзываний задних лап с аллеи

  6. число посещенных сегментов в чёрном секторе

  7. число посещенных сегментов в белом секторе

  8. общее число посещенных сегментов за 5 минут тестирования (горизонтальная двигательная активность)

  9. время, проведённое только в чёрном секторе

  10. время, проведённое только в белом секторе



Рис. 4. Исследовательское заглядывание вниз (свешивание с аллеи).
Переходом животного из сектора в сектор или из сегмента в сегмент считали момент, когда все 4 лапы животного пересекли границу сектора (сегмента) (Рис. 5).


Рис. 5. Крыса во время перехода из одного сегмента в другой в Суок-тесте.
После прохождения теста одним животным поверхность установки обрабатывали ватой с перекисью водорода. Это делалось для того, чтобы предотвратить влияние запаховых меток, оставленных одним животным, на поведение следующего.

По окончании эксперимента рассчитывались также следующие комплексные поведенческие параметры:

  1. разность между числом посещенных сегментов в черной и белой частях установки (ч - б)

  2. скорость передвижения животного в черном секторе (число посещенных сегментов в черном секторе, деленное на время, проведенное в черном секторе)

  3. скорость передвижения животного в белом секторе (число посещенных сегментов в белом секторе, деленное на время, проведенное в белом секторе)

  4. общая скорость передвижения животного по установке (число посещенных сегментов во всех частях установки, деленное на 5 мин)


Обработка результатов экспериментов проводилась при помощи программы GraphPadPrism5. В процессе обработки подсчитывали средние значения исследованных параметров, ошибку среднего. Далее распределение проверяли на соответствие нормальности. Поскольку сравниваемые выборки удовлетворяли условиям нормальности распределения (использован критерий Колмогорова-Смирнова) и равенства генеральных дисперсий, при установлении значимости различий данных, полученных от контрольных и экспериментальных животных, использовали t-критерий Стьюдента.

Результаты, полученные на животных контрольной и экспериментальных групп сравнивали между собой: контроль с гипоксией-1 (на 13,5 день пренатального развития); контроль с гипоксией-2 (на 5 день постнатального развития). Также мы сравнивали контроль с группой «гипоксия 1+2» (где совместили поведенческие показатели всех животных, перенесших гипоксию). Это сделано для того, чтобы проанализировать тенденции влияния гипоксии в целом на поведение крыс при большем количестве животных в выборке (7 шт).
  1   2   3

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Спецкурс «Общая физиология» Влияние пре- и перинатальной гипоксии на поведение крыс в Суок-тесте icon Литература, необходимая при изучении дисциплины «Организационное поведение»
Аширов Д. А. Организационное поведение. М.: «Издательство проспект», 2006. 355 с
Спецкурс «Общая физиология» Влияние пре- и перинатальной гипоксии на поведение крыс в Суок-тесте icon Задача исследования
Человек в прошлом и настоящем: поведение и морфология. Материалы IV летней школы "Поведение человека в прошлом и настоящем". М.,...
Спецкурс «Общая физиология» Влияние пре- и перинатальной гипоксии на поведение крыс в Суок-тесте icon Анкета «Влияние родителей на нравственное становление личности подростка»
Влияние родителей в период взросления можно считать основным. Родители воздействуют на усвоение детьми общественных норм и ценностей,...
Спецкурс «Общая физиология» Влияние пре- и перинатальной гипоксии на поведение крыс в Суок-тесте icon Юрий Викторович Щербатых Общая психология введение
Учебный предмет «Общая психология» характеризуется рядом особенностей, создающих некоторые трудности в процессе преподавания
Спецкурс «Общая физиология» Влияние пре- и перинатальной гипоксии на поведение крыс в Суок-тесте icon Перевод с китайского и комментарии Александр Николаевич Игнатович
Мы вполне имеем право считать это сочинение одной из величайших и наиболее влиятельных книг в мире. Ее влияние от Тибета до Японии,...
Спецкурс «Общая физиология» Влияние пре- и перинатальной гипоксии на поведение крыс в Суок-тесте icon Рабочая программа дисциплины (модуля)
Дисциплина «Возрастная анатомия и физиология» относится к базовой части математического и естественнонаучного цикла б-2 (курс по...
Спецкурс «Общая физиология» Влияние пре- и перинатальной гипоксии на поведение крыс в Суок-тесте icon О. С. Кулиненков Фармакология и физиология силы
Энергодающим субстратом для обеспечения основной функции мышечного волокна — его сокращения — является аденозинтрифосфорная кислота...
Спецкурс «Общая физиология» Влияние пре- и перинатальной гипоксии на поведение крыс в Суок-тесте icon Рабочая программа дисциплины Общая и экспериментальная психология...
Учебная дисциплина 1 «Общая и экспериментальная психология» включена в профессиональный цикл дисциплин б 3 (базовая часть 1)
Спецкурс «Общая физиология» Влияние пре- и перинатальной гипоксии на поведение крыс в Суок-тесте icon Рабочая программа дисциплины "Анатомия, физиология, патология органов слуха, зрения и речи"
...
Спецкурс «Общая физиология» Влияние пре- и перинатальной гипоксии на поведение крыс в Суок-тесте icon Рабочая программа дисциплины "Анатомия, физиология, патология органов слуха, зрения и речи"
...
Литература


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
literature-edu.ru
Поиск на сайте

Главная страница  Литература  Доклады  Рефераты  Курсовая работа  Лекции