Влияние алиментарного дисбаланса и несимметричного диметилгидразина на функциональные показатели головного мозга растущих крыс

УДК 613:616.813:577.1


На правах рукописи


ПОЗДНЯКОВА ЕЛЕНА ВЛАДИМИРОВНА

Влияние алиментарного дисбаланса и несимметричного диметилгидразина на функциональные показатели головного мозга

растущих крыс

14.00.07 - гигиена

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук

Республика Казахстан Алматы, 2009


Работа выполнена в Карагандинской государственной медицинской

академии


Научный руководитель:


доктор биологических наук, профессор Муравлёва Л.Е.



Научный консультант:


академик НАН РК, д.м.н. профессор Кулмагамбетов И.Р.



Официальные оппоненты:


доктор биологических наук, профессор Сарсенов А.С.


кандидат биологических наук Балаева Е.А.

Ведущая организация: Карагандинский государственный университет

им. Букетова Е.А.

Защита состоится «________ »____________ в____ часов на заседании

Диссертационного совета ОД 53.28.01 при Казахской академии питания по адресу: г.Алматы, 050008, ул. Клочкова, 66

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казахской академии питания по адресу: г.Алматы, 050008, ул. Клочкова, 66

Автореферат разослан «_______ »_______________ 2009 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета,

доктор биологических наук                                                                 Оспанова Ф.Е.


ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Одним из актуальных направлений гигиены является изучение влияния последствий эксплуатации ракетно - космической техники на состояние здоровья населения. Причиной загрязнения окружающей среды являются выбросы компонентов ракетного топлива при падении отработанных ступеней ракет-носителей, при пуске и остановке двигателей, при сливно-наливных операциях с ракетных комплексов и на складах горючего, при аварийных ситуациях и пролива. Наиболее токсичным компонентом гептила является несимметричный диметилгидразин (НДМГ). В процессе трудовой деятельности с НДМГ также контактируют ликвидаторы жидкотопливных межконтинентальных баллистических ракет. Разработаны и внедряются технологии утилизации гептила путем его превращения в лекарственные и ветеринарные препараты, что расширяет вовлеченность людей, контактирующих с НДМГ. Для людей, не подвергающихся профессиональному контакту с НДМГ, основной путь его поступления связан с водой и продуктами питания. Приоритетным направлением в гигиене является изучение состояния здоровья детского населения. Анализ данных литературы показал рост заболеваемости населения на территориях, прилегающих к местам падения отделяющихся ракет - носителей. При анализе структуры заболеваемости детей проживающих на этих территориях обращает на себя внимание рост частоты встречаемости врожденных аномалий, умственной отсталости, анемий, высокая заболеваемость детей рахитом, туберкулезом и психических отклонений, что не исключает причинной связи между факторами среды обитания и повышенной заболеваемостью. Это декларирует необходимость проведения экспериментальных исследований, направленных на изучение влияния НДМГ на структуру поведения и метаболизм головного мозга не только половозрелых, но и животных, находящихся в предконцептивном периоде. Существенное модифицирующее влияние на поведение токсиканта в организме оказывает алиментарный фактор. Проводились исследования канцерогенного эффекта 1,2 диметилгидразина (ДМГ) в условиях различной обеспеченности белками и углеводами. Анализ данных литературы показал, что практически не проводились исследования влияния характера питания на механизм реализации негативных эффектов НДМГ на организм растущих животных.

Цель исследования - изучить влияние рационов с дефицитом белка и с избытком жирового компонента на поведенческие реакции и окислительный метаболизм головного мозга крыс при однократном введении несимметричного диметилгидразина

Задачи исследования:

1. Изучить структуру поведения и состояние перекисного окисления липидов в головном мозге крыс-отъемышей и половозрелых животных в динамике после однократного введения НДМГ


2. Изучить структуру поведения и состояние перекисного окисления липидов в гомогенате головного мозга крыс-отъемышей при однократном введении НДМГ на фоне рациона с дефицитом белка и незаменимых аминокислот

3. Изучить структуру поведения и состояние перекисного окисления липидов в гомогенате головного мозга крыс-отъемышей при однократном введении НДМГ на фоне рациона с дефицитом белка, незаменимых аминокислот и избытком жирового компонента

4. Определить роль алиментарного дисбаланса в механизмах реализации негативного эффекта НДМГ

Научная новизна:

Впервые установлено, что однократное введение НДМГ растущим и половозрелым животным вызывает выраженные отклонения структуры поведения. Девиация поведения манифестирует на 7 сутки после введения НДМГ и сохраняется в течение 90 суток. Более выраженные нарушения поведенческих реакций наблюдались у растущих животных.

Впервые установлено, что в головном мозге растущих животных увеличение образования катаболитов ПОЛ наблюдалось, начиная с 3 часов после введения НДМГ, и достигало максимума через 24 часа. На 30 и 90 сутки после однократного введения НДМГ уровень катаболитов ПОЛ превышал значение контроля.

Впервые установлено, что содержание растущих животных в условиях алиментарного дисбаланса после однократного введения НДМГ усугубляло нарушение поведенческих реакций.

Впервые установлена различная степень аккумуляции катаболитов ПОЛ и активности каталазы в головном мозге растущих животных, получавших общевиварный рацион   и рационы дефицитом белка и избытком жирового компонента и после однократного введения НДМГ. Основные положения, выносимые на защиту:

1. Однократное введение НДМГ вызывало стойкие изменения поведенческих
реакций растущих и половозрелых животных.

2.   Содержание растущих животных в условиях алиментарного дисбаланса
после однократного введения НДМГ усугубляет нарушение компонентов
структуры поведения, направленность которых зависела от пола животных.

3.Однократное введение НДМГ индуцирует стойкую активацию ПОЛ в головном мозге растущих животных.

4. Степень аккумуляции продуктов ПОЛ и активность каталазы в головном мозге растущих животных варьировала в зависимости от состава рациона.

Теоретическая и практическая ценность работы. Раскрыты новые аспекты механизма действия НДМГ на головной мозг растущих животных и в условиях алиментарного дисбаланса. Результаты диссертационной работы используются при чтении лекций и проведении практических на кафедре естественных наук педагогического факультета Костанайского социально -технического университета по дисциплине экология (акт внедрения от 3.02.2009г.). Результаты диссертационной работы внедрены в работу


межкафедральной научной санитарно-гигиенической лаборатории КГМА (акт внедрения от 4.02.2009г.)

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на V Всероссийском конгрессе «Профессия и здоровье» (Москва, 2006), на Международном междисциплинарном симпозиуме «От экспериментальной биологии к превентивной и интегративной медицине» (Судак, Крым, 2007), на межвузовской научной конференции молодых ученых и студентов «Современные проблемы медицины и биологии» (Караганда, 2007), на международной Internet - конференции «Передовые научные разработки 2008», на международной Internet - конференции «Наука: теория и практика - 2008».

Связь диссертации с планами научно-исследовательских работ. Работа выполнена в рамках фундаментальной НИР «Молекулярно - клеточные системные изменения в растущем организме при действии производных гидразина и алиментарного дисбаланса. Разработка способов немедикаментозной коррекции», № госрегистрации 0106РК00412

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 104 страницах, состоит из введения, обзора литературы, методов исследования, глав собственных исследований, заключения и выводов. Библиографический указатель содержит 181 источник, из них 131 отечественных и 50 иностранных. Текст иллюстрирован 34 таблицей и 20 рисунками.

1. Литературный обзор

1.1   Санитарно - гигиеническая характеристика влияния ракетного
топлива гептил на состояние здоровья населения. Гигиеническими
исследованиями установлено, что у лиц, проживающих вблизи районов
падения отделяющихся частей ракет - носителей, выявлен высокий уровень
заболеваемости. Полученные данные не позволяют сделать однозначный вывод
о том, что заболеваемость населения обусловлена ракетно - космической
деятельностью, так как на здоровье людей, проживающих на данных
территориях, действуют и другие негативные факторы. Это диктует
необходимость не только дальнейшего санитарно - гигиенического
мониторинга территорий, прилегающих к космодрому «Байконур», но и
разработки лечебно - профилактических и реабилитационных мероприятий.
Гигиенические исследования, направленные на разработку и обоснование
подходов к профилактике и коррекции, должны базироваться, прежде всего, на
знании первичных механизмов реализации негативного фактора в организме.

1.2     Характеристика непосредственных реакций и отдаленных
последствий поступления диметилгидразина в организм. В организм
НДМГ, ДМГ и другие производные гидразина могут проникать различными
путями. Анализ данных литературы показал, что в основном все исследования
по влиянию НДМГ проводились в условиях острого или хронического
поступления. В тоже время отсутствуют исследования влияния однократного
введения НДМГ на организм растущих животных. Исследования в этом
направлении представляют безусловную актуальность, поскольку организм
животных, находящихся в предконцептивном периоде, наиболее чувствителен
к действию токсических веществ.


1.3. Модифицирующее действие алиментарного дисбаланса на поведение диметилгидразина в организме. Проведенными исследованиями было показано, что при содержании растущих животных в условиях алиментарного дисбаланса после введения НДМГ зафиксировано усугубление метаболических нарушений в крови. В то же время ранее не проводились исследования по влиянию алиментарного дисбаланса и однократного введения НДМГ на изменение поведенческих реакций и окислительный метаболизм головного мозга половозрелых и растущих животных.


2 Материалы и методы исследования. Эксперименты проводились на 320 белых беспородных крысах обоего пола: отъемыши с массой тела 45-50 г и половозрелые животные с массой тела 160 - 180 г. Было проведено 5 серий эксперимента. Характеристика групп экспериментальных животных представлена в таблице 1.

Водный раствор НДМГ вводили однократно внутрибрюшинно в дозе 5 мг/кг растущим животным и 40 мг/кг - половозрелым крысам (1/30 ЛД 50) (Прозоровский В.Б и др. 1978; Белов А.А. 1999, Башарин В.А. 2001).

Животные содержались на изокалорийных полусинтетических рационах. Состав рациона 1: белок клейковины (8%), дефицитный по метионину, лизину и треонину, лярд (15%), углеводный компонент (68%), минеральный компонент   (4%), витаминная смесь (4%), мелкие древесные опилки (1%).


Состав рациона 2: белок клейковины (8%), дефицитный по метионину, лизину и треонину, лярд (30%), углеводы (53%), минеральный компонент (4%), витаминная смесь (4%), мелкие древесные опилки (1%).(Шаблий В.Я. 1973). Поведенческие реакции изучали методом «Открытое поле» (Буреш Я., Бурешова О. и др. 1991). Особенности формирования долговременной памяти изучали методом «Вынужденное плавание» (Подольский И.Я. и др. 2002).Определение интенсивности процессов ПОЛ в гомогенате головного мозга оценивали по содержанию продуктов, образующихся на разных стадиях перекисного каскада. Определяли содержание диеновых конъюгатов (ДК) и кетодиенов (КД) (Стальная И. Д. 1977), оснований Шиффа (ШО) (Львовская Е. И. и соавт. 1991), малонового диальдегида (МДА) в гомогенате головного мозга (Стальная И.Д., Гаришвили Т.Г. 1977). Определяли активность каталазы (КАТ) (Королюк М.А. и соавт. 1988). Для оценки достоверности отличий вычисляли коэффициент достоверности Стьюдента (Максимов Г.К., Синицын

А.Н. 1983).

3 Результаты исследований и их обсуждение

3.1 Изучение двигательной активности и эмоциональной реактивности крыс на общевиварном рационе после однократного введения НДМГ

На рисунке 1 и рисунке 2 представлены результаты тестирования поведения методом «Открытое поле». Выявлено, что в структуре поведения самок - отъемышей на 7 сутки после однократного введения НДМГ наблюдалось развитие тревожного состояния, о чем свидетельствовали повышенная локомоторная активность, на фоне снижения ориентировочно-исследовательского поведения. К 30 суткам уровень тревожности несколько снижался (уменьшались показатели горизонтальной и вертикальной активности). На 60 и 90 сутки, после введения НДМГ, у самок-отъемышей повышалась локомоторная активность и исследовательское поведение, т.е. уровень тревожности увеличивался.


о м

I

о


35 п

30

25

20

15

10 Н 5 0

13.6


9.3


11.9 12.4


8.9


3.7


31.9


21.6


обнюхив.

квадраты

локомоц.

стойка с опорой

В 7 суток                               □ 30 суток

Рисунок 1 - Показатели поведенческих реакций самок растущих крыс на 7 и 30 сутки после однократного введения НДМГ


25 п


22.05



20 Н


17.8


12.4

11.4

10.2

о

I

ч о

7.02

2.8

15 Н 10

5.1

5

0

локомоц.     обнюхив.     стойка с квадраты

опорой

□ 60 суток                            И 90 суток

Рисунок 2 - Показатели поведенческих реакций самок растущих крыс на 60 и 90 сутки после однократного введения НДМГ

На рисунке 3 и рисунке 4 представлены результаты тестирования самцов-отъемышей - на 7 сутки присутствовали эмоциональная и двигательная реактивность. В поведении прослеживался высокий уровень тревожности и беспокойства. На 30 сутки после введения НДМГ самцы - отъемыши становились беспокойными, проявляли чувства страха и настороженности. Сочетание уменьшения двигательного и увеличение исследовательского поведения является отражением пассивно-оборонительной тактики поведения. На 60 и 90 сутки животные пассивны - в поведении прослеживались тревога и беспокойство, присутствовала эмоциональная реактивность.


35 п 30 -25 8 20

I 15

10

5

0


13.5


6.4


14.9


12.2


6.9


4.2


32.2


14.5


локомоц.


обнюхив.

□ 7 суток


стойка с опорой

Н 30 суток квадраты


Рисунок 3 - Показатели поведенческих реакций самцов растущих крыс на 7 и 30 сутки после однократного введения НДМГ


18 16 14 12 -10 -

8 6 4 2 0 16.5


7.5


9.7 9.45


3.2 3.1


14.2 14.5


обнюхив.

локомоц.

квадраты

стойка с опорой

□ 90 суток

Ш 60 суток

Рисунок 4 - Показатели поведенческих реакций самцов растущих крыс на 60 и 90 сутки после однократного введения НДМГ

На основании сравнительного анализ показателей структуры поведения в группах растущих животных после однократного введения НДМГ можно сделать вывод о том, что самцы в меньшей степени демонстрировали способность к адаптации, чем самки.

Анализ показателей поведенческих реакций в группах половозрелых животных показал, что в структуре поведения половозрелых самок на 7 и 30 сутки после однократного введения НДМГ наблюдался высокий уровень тревожности и беспокойства, т.к. достоверно возрастали локомоторная активность, показатели ориентировочно-исследовательского поведения, при этом показатели вегетативных реакций были снижены. На 60 сутки после однократного введения НДМГ уровень тревожности половозрелых самок снижался. К 90 суткам эмоциональная реактивность вновь повышалась - т.к. показатели локомоторной активности и ориентировочно-исследовательского поведения оставались выше таковых контроля. При этом наблюдался высокий уровень эмоциональности - повышалось количество актов дефекации и груминга. В структуре поведения половозрелых самцов после однократного введения НДМГ на 7 сутки наблюдалось низкий уровень тревожности и беспокойства, которые возрастали к 30 суткам эксперимента и сохранялись на 60 и 90 сутки. Это документировалось увеличением двигательного и исследовательского поведения, а так же количества вегетативных реакций.

Таким образом, в течение всего периода наблюдения после однократного введения НДМГ в группе половозрелых самок выше уровень тревожности и эмоциональной реактивности. Половозрелые самцы в большей степени проявляли чувствительность к действию НДМГ: в их поведении снижены основные реакции, что свидетельствует о снижении адаптивных реакций.

При сопоставлении показателей поведенческих реакций растущих животных и половозрелых особей, можно отметить следующее, что растущие животные на протяжении всего эксперимента проявляют более высокую


чувствительность к действию НДМГ. Растущие самки и самцы демонстрировали более высокий уровень тревожности и беспокойства, чем половозрелые животные.

3.2 Изучение долговременной памяти у крыс после однократного введения НДМГ

Проведенный тест «вынужденное плавание» показал следующее. У растущих животных обоего пола через 7 и 30 суток после введения НДМГ показатели формирования долговременной памяти ниже таковых контрольной группы. Сравнивая показатели растущих и половозрелых животных, можно сделать вывод, что после однократного введения НДМГ способность к запоминанию и формированию долговременной памяти снижалась во всех опытных группах. Способность к формированию долговременной памяти у растущих животных после однократного введения НДМГ была ниже, чем у половозрелых животных Особенно ярко это выражено в группе растущих самок - время на нахождение платформы в 2 раза превышало показатели группы сравнения.

3.3 ПОЛ в гомогенатах головного мозга растущих и половозрелых крыс после однократного введения НДМГ

На рисунке 5 показано, что в гомогенате головного мозга в группах и самок и самцов-отъемышей через 3 часа и 24 часа после однократного введения НДМГ возросло содержание катаболитов ПОЛ, образующихся на разных этапах липоперекисного каскада. Увеличение катаболитов ПОЛ сопровождалось снижением активности каталазы. Через 24 часа после однократного введения НДМГ в гомогенатах головного мозга растущих животных зафиксировано максимальное увеличение всех катаболитов, образующихся на разных этапах липоперекисного каскада, достоверное превышающее таковые контроля.


450% 400% 350% 300% 250% 200% 150% 100%

50% 0%

119%


366%


144%


419%


56%

33% /------- 71

go


400% 350% 300% 250% 200% 150% 100%

50% 0%

134%


258%


388%

71

160%

и


27%


39%


ДК


КД


КАТ


ДК


КД


КАТ



□ 3 часа самки □ 24 часа самки


□ 3 часа самцы  □ 24 часа самцы


Рисунок 5 - Показатели ПОЛ в гомогенатах головного мозга крыс - отъемышей в остром эксперименте после однократного введения НДМГ (в % по отношению к контролю)


На рисунках 6 и 7 представлены результаты сравнения значений показателей продуктов ПОЛ в гомогенатах головного мозга растущих и половозрелых животных. Отмечено увеличение всех показателей ПОЛ в головном мозге самок растущих животных на 30 сутки после введения НДМГ. К 90 суткам содержание продуктов ПОЛ оставалось выше контроля, исключая КД. В группе растущих самцов (по сравнению с половозрелыми) на 30 и 90 сутки достоверно превышало контроль только содержание ДК и КД.


400% 350% -\ 300% 250% -\ 200% 150% 100%

50% 0%


81%|


114%


129%


56%


380%

118%


ДК


КД


ШО


□ самки-отъемыши30 сут. П самки-отъемыши 90 сут.

Рисунок 6 - Показатели ПОЛ в гомогенате головного мозга растущих самок и половозрелых самок после однократного введения НДМГ (в % по отношению к показателям половозрелых самок)

300% п


Подпись: 128%

83%


50%


ДК                               КД ШО

Н самцы-отъемыши 30 сут. □ самцы-отъемыши 90 сут.

Рисунок 7 - Показатели ПОЛ в гомогенате головного мозга растущих самцов после однократного введения НДМГ (в % по отношению к показателям половозрелых самцов)

Следовательно, на 30 и 90 сутки после однократного введения НДМГ сохранялась стойкая активация процессов ПОЛ, количественно более выраженная в головном мозге растущих животных.


3.4 Изменение структуры поведения крыс - отъемышей при однократном введении НДМГ на фоне алиментарного дисбаланса с дефицитом белка и незаменимых аминокислот

Анализ результатов, полученных при изучении действия НДМГ на фоне рациона с дефицитом белка и незаменимых аминокислот (рацион 1), представленный на рисунках 8 и 9 показал, что у самок - отъемышей и у самцов - отъемышей на 7 сутки достоверно возрастала локомоторная активность. Отсутствие показателей вегетативных реакций и снижение количества актов груминга свидетельствовало об ухудшении эмоционального состояния животных, присутствии чувства тревоги и страха.

интактные 7 суток


рацион 1 + НДМГ 30 суток





На 30 сутки после введения НДМГ в поведении растущих животных отмечалось снижение всех показателей - горизонтальной активности и ориентировочно-исследовательского поведения. Наиболее выраженные изменения поведения фиксировались в группе растущих самцов, получавших рацион с дефицитом белка и незаменимых аминокислот в течение 30 суток после однократного введения НДМГ (рисунок 8 и 9).

3.5 Изменение структуры поведения крыс - отъемышей при однократном введении НДМГ на фоне алиментарного дисбаланса с дефицитом белка и незаменимых аминокислот и избытком жирового компонента

Как показано на рисунках 10 и 11, на 7 сутки после однократного введения НДМГ у растущих животных обоего пола, получавших рацион с дефицитом белка, незаменимых аминокислот и избытком жирового компонента (рацион 2) снижались все показатели горизонтальной активности и исследовательского поведения, вегетативные реакции и груминг. На 30 сутки после введения НДМГ у самок-отъемышей повышались локомоторная активность, показатели обнюхивания и количество пресеченных квадратов, при этом количество выполненных стоек незначительно сокращалось. Груминг, дефекация и уринация отсутствовали, что свидетельствовало о подавленном эмоциональном состоянии животных. На 30 сутки после введения НДМГ у самцов-отъемышей снижалась локомоторная активность и показатели исследовательского поведения. Отсутствовали показатели груминга, дефекации и уринации. Наблюдалось подавление эмоциональности и преобладание пассивно-оборонительной мотивации.


Таким образом, содержание растущих животных на рационе с дефицитом белка, незаменимых аминокислот и избытком жирового компонента после введения НДМГ оказывало негативное влияние на поведение растущих самок и самцов, но в большей степени изменение параметров поведения фиксировалось в группе растущих самцов, которые были более пассивными, чем самки.



Сравнивая показатели поведенческих реакций растущих самцов и самок, находящихся на рационе с дефицитом белка, незаменимых аминокислот и избытком жирового компонента после однократного введения НДМГ (рисунок 12), можно отметить, что локомоторная активность и ориентировочно-исследовательское поведение снижалось у самцов, тогда как вегетативные реакции отсутствовали в обеих опытных группах.



30і

25

20Н

о я

15

о и

10

5 0


локомоц.


обнюхив.


стойка с опорой


□ рацион 2+ НДМГ 30 суток самки    Ш рацион 2+ НДМГ 30 суток самцы

Рисунок 12 - Показатели поведенческих реакций растущих животных, получавших рацион 2 после однократного введения НДМГ


Таким образом, содержание растущих животных на рационе с дефицитом белка, незаменимых аминокислот и избытка жирового компонента после однократного введения НДМГ приводило к изменению поведения растущих животных; при этом самцы пассивнее самок.

Сопоставляя показатели растущих животных содержавшихся на рационе 1 и рационе 2 после однократного введения НДМГ (рисунок 13), следует отметить, что на 7 и 30 сутки показатели вертикальной активности растущих самок, получавших рацион 2, выше таковых группы с рационом 1.

28.1



о ю

о


30і 25­20 15 10 5

0

5.3


6.2


локомоц.


стойка с опорой


квадраты


□ Рацион 1+НДМГ самки   Ш Рацион 2 + НДМГ самки

Рисунок 13 - Показатели поведенческих реакций у самок - отъемышей, получавших на рацион 1 и рацион 2 после однократного введения НДМГ

Это свидетельствует о более низком уровне эмоциональной реактивности и тревожности самок, получавших рацион 2.

На рисунке 14 показано, что у растущих самцов, получавших рацион 2 в течение 7 суток после однократного введения НДМГ, показатели горизонтальной и вертикальной активности были выше, а показатели вегетативных реакций ниже таковых самцов, получавших рацион 1. Через 30 суток зафиксировано снижение всех показателей поведенческих реакции самцов, получавших рацион 2 по сравнению с таковыми самцов, получавших рацион 1.


Подпись: 11.4

о

а ■

о


25п 20 154 10

5

0


10.4

f~~(\ 7.4 ::::::::: 5.8 :::::::: у///.

II Я


2

Q


8.1


9.2


21.5


локомоц.


обнюхив.


стойка с опорой квадраты



I Рацион 1+НДМГ самцы


□ Рацион 2 + НДМГ самцы





Подпись:

600% i

500%

400%

300%-

200%-

100%

0%


ДК


КД


КАТ


НДМГ+ рацион 1 □ НДМГ+ рацион 2

Рисунок 15 - Показатели ПОЛ головного мозга у самок - отъемышей, получавших рацион 1 и рацион 2 после однократного введения НДМГ (в % по отношению к контролю)

На 30 сутки после однократного введения НДМГ в гомогенатах головного мозга растущих самок, получавших рацион 2 , по отношению к показателям группы самок, получавших рацион 1, наблюдалось прогрессивное снижение всех катаболитов, образующихся на разных этапах липоперекисного каскада и супрессия каталазной активности, за исключением оснований Шиффа.

В гомогенатах головного мозга растущих самцов, находящихся 30 суток после однократного введения НДМГ, на рационе 2, по отношению к показателям аналогичной группы, получавшей рацион 1, зафиксировано разнонаправленное изменение концентрации продуктов ПОЛ. При равных концентрациях диеновых конъюгатов, фиксируется увеличение уровня кетодиенов и оснований Шиффа, на фоне супрессии каталазной активности (рисунок 16).



700%п

600%

500%-

400%-

300%

200%

100% 0%

385%


ДК                                   КД КАТ

□ НДМГ+ рацион 1 □ НДМГ+ рацион 2

Рисунок 16 - Показатели ПОЛ головного мозга у самцов - отъемышей, получавших рацион 1 и рацион 2 после однократного введения НДМГ (в % по отношению к контролю)

Следовательно, нашими исследованиями зафиксирована активация ПОЛ в головном мозге растущих животных, содержащихся в условиях алиментарного дисбаланса в течение 30 суток после однократного введения НДМГ. Но в тоже время степень аккумуляции катаболитов ПОЛ, в частности, ШО была ниже таковой при содержании животных на общевиварном рационе после однократного введения НДМГ. Степень образования и накопления катаболитов ПОЛ в головном мозге растущих животных после однократного введения НДМГ была выше при содержании их на рационе 2 по сравнению с таковыми рациона 1.

Заключение

Одним из механизмов реализации как непосредственных, так и отдаленных последствий токсического эффекта НДМГ является активация ПОЛ. Активация ПОЛ в головном мозге обусловлена следующими причинами. Как показали наши собственные исследования (Муравлева Л.Е. и др. 2007), через 3 часа после введения НДМГ преобладает сосудистая реакция. Через 24 часа развиваются ишемические изменения в головном мозге. Через 48 часов прогрессируют гематоциркуляторные нарушения, дистрофические и некротические изменения нейроцитов, с присоединением цитоархитектонических изменений в сером веществе полушарий и мозжечке. Все эти факторы, как ранее установлено (Love S.1999, Chan P. 2001, Warner D. 2004), способствуют увеличению генерации активных форм кислорода, и, следовательно, приводят к активации ПОЛ. Развитие окислительного стресса в нейронах головного мозга растущих животных, согласно "redox-гипотезе", является причиной снижения долговременной памяти (Губский Ю.И. 1995), что хорошо согласуется с нашими данными.  Структурно - функциональные


нарушения головного мозга являются причиной и стойких отклонений поведения растущих животных, что хорошо согласуется с ранее проведенными исследованиями А.В. Калуева (1998) при других видах стрессирующих воздействий. Содержание растущих животных в условиях алиментарного дисбаланса в течение 30 суток после однократного введения НДМГ привело к более выраженному нарушению компонентов структуры поведения, но не индуцировало дальнейшее развитие окислительного стресса по сравнению с аналогичными данными животных, содержавшихся на общевиварном рационе после введения НДМГ. Сопоставление с данными литературы показало, что длительное содержание животных на рационе с дефицитом белка провоцировало активацию ПОЛ в почках и печени крыс, но ограничивало развитие окислительного стресса в головном мозге (Jimoh 2005). Также показано, что перевод животных на малобелковый рацион снижал активацию ПОЛ в головном мозге в условиях невесомости (Chowdhury P., Soulsby M., 2006). По нашему мнению, ограниченное поступление белка и незаменимых аминокислот в организм растущих животных приводит к мобилизации собственных белков и их протеолизу до аминокислот. Известно, что достаточно большое количество аминокислот транспортируется в головной мозг, где используется для синтеза белка и выполнения нейромедиаторных функций. Ряд аминокислот обладает антиоксидантным действием (Меньшикова Е.Б. и др. 2006). Именно за счет локального увеличения низкомолекулярных антиоксидантов можно объяснить некоторое снижение интенсивности ПОЛ в головном мозге относительно такового группы сравнения. В тоже время усугубление девиации поведения растущих животных в условиях алиментарного дисбаланса после введения НДМГ, предположительно, можно объяснить структурными повреждениями отделов головного мозга. Содержание растущих животных на рационе с дефицитом белка, незаменимых аминокислот и избытком жирового компонента также оказывает неоднозначное действие на изучаемые показатели. Сохраняется выраженная девиация поведения, но не зафиксирован существенный рост катаболитов ПОЛ в гомогенатах головного мозга растущих животных. По нашему мнению, это обусловлено увеличением доли насыщенных жирных кислот, что и приводит к снижению интенсивности ПОЛ (рисунок 17). Таким образом, полученные нами результаты доказывают, что характер питания оказывает существенное модифицирующее действие на реализацию негативных эффектов НДМГ в организме растущих животных. Эти результаты следует учитывать при назначении средств профилактики и коррекции токсических эффектов НДМГ.


НДМГ





Выводы

1. Однократное введение НДМГ растущим животным индуцирует стойкие изменения эмоционального напряжения, двигательной активности, ориентировочно - исследовательского поведения и увеличение времени формирования долговременной памяти. Обнаружены особенности изменения поведенческих реакций в зависимости от пола и возраста животных.

2. Увеличение продуктов ПОЛ в головном мозге растущих животных зафиксировано, начиная с 3 часов после однократного введения НДМГ, и сохранялось в течение 90 суток. У половозрелых крыс к 90 суткам наблюдалась тенденция к снижению содержания продуктов ПОЛ в головном мозге.

3. На 30 сутки после введения НДМГ у растущих животных, получавших рацион с дефицитом белка и незаменимых аминокислот, развивается депрессивное состояние, подавление эмоциональных реакций и ориентировочно - исследовательского поведения. Эти изменения были более выражены у самцов растущих животных.

4. На 30 сутки после введения НДМГ у растущих животных, получавших рацион с дефицитом белка, незаменимых аминокислот и избытком жирового компонента, наблюдалось более высокая локомоторная активность и ориентировочно - исследовательское поведение. Эти изменения были более выражены у самок растущих животных.

5. Содержание растущих животных в условиях алиментарного дисбаланса после однократного введения НДМГ ограничивало активацию ПОЛ в головном мозге растущих животных.

6. Предложена рабочая гипотеза, раскрывающая отдельные звенья влияния НДМГ на головной мозг растущих животных и в условиях алиментарного дисбаланса.

Оценка полноты решения поставленных задач

Цель и задачи, сформулированные в диссертационной работе, реализованы полностью. Экспериментальный материал обработан статистически, достоверный, грамотно проанализирован и оформлен в виде графиков и таблиц. Выводы и заключение вытекают из содержания полученного материала.

Практические рекомендации

На основании полученных результатов рекомендовано использование метода оценки поведенческих реакций в гигиенических исследованиях. Этот метод неинвазивен и позволяет получать динамическую информацию о двигательной и эмоциональной реактивности животных, характеризующих чувствительность мозга к неблагоприятным воздействиям. Получен акт внедрения метода в работу межкафедральной научной санитарно-гигиенической лаборатории КГМА (акт внедрения от 4.02.2009г.) где, на основании полученных результатов, рекомендовано при разработке подходов к профилактике и коррекции негативных эффектов НДМГ учитывать модифицирующее действие алиментарного фактора. Полученные результаты используются при чтении лекций и проведении практических занятий на кафедре   естественных   наук   педагогического   факультета Костанайского


социально - технического университета по дисциплине экология (акт внедрения от 3.02.2009г.)

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВА

-    вертикальная активность

ГА

-    горизонтальная активность

ДК

-    диеновые коньюгаты

КАТ

- каталаза

КД

- кетодиены

Локомоц.

- локомоция

МДА

-    малоновый диальдегид

НДМГ

-    несимметричный диметилгидразин

Обнюх.

- обнюхивание

ОМ

-    окислительный метаболизм

ПОЛ

-    перекисное окисление липидов

СР

-    свободные радикалы

ШО

-    Шиффовы основания

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Муравлева Л.Е., Позднякова Е.В., Култанов Б.Ж. Влияние 1,1 диметилгидразина на поведенческие показатели крыс // Гигиена, эпидемиология и иммунобиология. - 2006. - № 4. - С.30-33.

2. Структурно-функциональные и метаболические нарушения в растущем организме при действии несимметричного диметилгидразина /Муравлева Л.Е., Кулмагамбетов И.Р., Койков В.В, Позднякова Е.В. и др.// Материалы V Всероссийского конгресса «Профессия и здоровье».-

Москва, 2006.- С. 607-609.

3. Муравлева Л.Е., Позднякова Е.В., Утибаева Р. А. Влияние нессиметричного диметилгидразина на поведенческие реакции крыс-отъемышей // Здоровье и болезнь.- 2007.- № 1 (57).- С. 154-157.

4. Позднякова Е. В. Влияние 1,1 диметилгидразина на процессы долговременной памяти крыс // Вестник Карагандинского университета. Серия биология медицина, география.- №3 (47). - 2007. - С. 95-98.

5. Цитологическое и биохимическое исследование влияния несимметричного диметилгидразина на организм растущих животных/ Муравлева Л.Е., Кулмагамбетов И.Р., Койков В.В., Позднякова Е.В. и др. //Аллергология и иммунология - 2007.- Т.8.- № 3.- С. 326-327.

6. Култанов Б.Ж., Муравлева Л.Е., Позднякова Е.В. , Клюев Д.А. Влияние однократного введения несимметричного диметилгидразина на перекисное окисление липидов головного мозга крыс // Здоровье и болезнь, 2007.- № 10 (66).- С. 135-139.

7. Структурные изменения головного мозга растущих животных при однократном     введении     несимметричного     диметилгидразина и


алиментарном дисбалансе /Муравлева Л.Е., Терехин С.П., Медведев В.И., Позднякова Е.В. и др. // Здоровье и болезнь. - 2007.- № 10 (66). -С. 121­128.

8. Окислительный метаболизм растущих животных при однократном введении несимметричного диметилгидразина /Муравлева Л.Е., Кулмагамбетов И.Р., Койков В.В., Позднякова Е.В. и др. // Фундаментальные исследования (Москва) - 2007.- № 12.- С. 87-88.

9. Studying of the remote effects of the nonsymmetrical dimethylhydrazine unitary injection to the growing animal / Kulmagambetov I.R., Muravleva L.Ye., Koikov V.V., Pozdnyakova E.V. et al. // Тезисы докладов Международного междисциплинарного симпозиума «От экспериментальной биологии к превентивной и интегративной медицине» - Судак, Крым, Украина, 2007.- С. 68-69.

10.Influence of nonsymmetrical dimethylhydrazine on the long-time memory and an oxidative metabolism on the growthing animals / Muravleva L.Ye., Kultanov B.Zh., Koikov V.V., Pozdnyakova E.V. et al..// International Congress "Neuroscience for Medicine and Physiology" - Sudak, Crimea, Ukraine, 2007. - P. 165-166.

11. Изучение отдаленных эффектов однократного введения несимметричного диметилгидразина растущим животным / Муравлева Л. Е., Кулмагамбетов И.Р., Койков В.В., Позднякова Е.В. и др. // Материалы VI Всероссийского конгресса «Профессия и здоровье», Россия, Москва.- 2007.- С. 590-592.

12.Oxidative metabolism of the growing animals an the unitary injection of nonsymmetrical dimethylhydrazine in condition of little - protein diet / Muravleva L.Ye., Koikov V.V., Pozdnyakova E.V. et al.// Proceeding of the 5­th National Scientific Conference with International Participation "Reactive Oxygen Species, Nitric Oxide, Antioxidant and Human Health" - Smolensk,

2007.- P. 476-478.

13.Studying of the remote effects of the nonsymmetrical dimethylhydrazine unitary injection to the growing animal / Kulmagambetov I.R., Muravleva L.Ye., Koikov V.V., Pozdnyakova E.V. et al. // «От экспериментальной биологии к превентивной и интегративной медицине»: тезисы докладов Международного междисциплинарного симпозиума - Судак, Крым, Украина.- 2007.- С. 68-69.

14.Позднякова Е.В. Влияние несимметричного диметилгидразина на поведенческие реакции крыс-отъемышей, в зависимости от пола // Материалы межвузовской научной конференции молодых ученых «Современные проблемы медицины и биологии» Караганда, 16 марта

2007.-С. 53-55.

15.Позднякова Е. В. Структура поведения самок-отъемышей с дефицитом белка после однократного введения несимметричного диметилгидразина // Materialy iv mezinarodni vedecko praktika conference «Predni vedecke novinky», Praha 01-15 zari 2008 roku. - С. 21-25.

2009
Автореферат
float(0.095357894897461)