Нейроповеденческие исследования изучения влияния

ISSN 1810-0198. Вестник ТГУ, т.18, вып.6, 2013
УДК 612.017.2
НЕЙРОПОВЕДЕНЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ИЗУЧЕНИЯ ВЛИЯНИЯ
ЭКСПОЗИЦИИ СВИНЦА И КАДМИЯ НА ОБУЧЕНИЕ И ПАМЯТЬ
 С.В. Буряков, Е.В. Невзорова, А.В. Гулин
Ключевые слова: свинец; кадмий; нейроповеденческие реакции; рефлекс пространственного ориентирования.
Исследованиями установлено, что характер и скорость обучения пространственному ориентированию неполовозрелых крыс и нейротоксическое действие свинца и кадмия обусловлены онтогенетическим периодом развития особей и путями поступления в организм токсиканта. Экспозиция свинца и кадмия животным в период беременности и лактации оказывает выраженное эмбриотоксическое влияние на характер нейроповеденческих р еакций и условнорефлекторную деятельность потомства. Процесс обучения потомства пространственному ориентированию в водном лабиринте Морриса существенно затянут во времени и мало результативен.
ВВЕДЕНИЕ
Известно, что увеличение концентрации свинца и
кадмия в организме человека, особенно ребенка, приводит к существенной задержке психического развития, снижению интеллекта, а в связи с этим – аномалиям поведения, нарушению внимания, ухудшению восприятия пространства и пространственного ориентирования [1].
Учитывая, что плацентарный барьер практически
не препятствует прохождению свинца и кадмия из крови матери к плоду, можно заключить, что у беременных животных, предварительно отравленных свинцом
и кадмием, происходит значительное увеличение металополлютантов в крови, которое, как показали исследования, токсически воздействует на будущее потомство и неблагоприятно отражается на его общем развитии (снижение росто-весовых показателей, врожденных пороков развития). Известно, что при свинцовой
интоксикации в первую очередь поражаются наиболее
тонкие и чувствительные ассоциативные функции мозга, которые не могут быть выявлены никакими органоспецифическими тестами [2]. Эти нарушения функционального взаимодействия структур головного мозга
снижают способность организма к пластическим перестройкам своей деятельности и тем самым уменьшают
его адаптационные возможности. Однако, несмотря на
большое число данных о повреждающем влиянии
свинца на высшую нервную деятельность, результаты
нейроповеденческих исследований при патологическом воздействии свинца и кадмия на потомство животных представлены в литературе недостаточно, и они
разноречивы [3].
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Для изучения влияния экспозиции свинца и кадмия
на обучение и память нами проведены нейроповеденческие исследования на одномесячном потомстве крыс,
затравливаемых в период беременности и лактации
свинцом и кадмием, используя методику формирования у животных пространственных представлений и
3320
пространственной памяти, основанную на формировании рефлекса пространственного ориентирования в
водном лабиринте Морриса (ВЛМ).
Исследования проведены на двух группах крыс одномесячного возраста: 1) потомство крыс, затравленных в период беременности и лактации в водные растворы солей уксуснокислого свинца и сернокислого
кадмия в дозе 1/100 LD50 (5, 10, 15, 20, 25 введений)
(n = 25); 2) интактное потомство крыс (n = 10).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Процесс обучения животных контрольной группы
протекал у различных особей по-разному.
В группе контроля (потомство интактных самок)
отмечена выраженная вариативность времени обнаружения площадки (70,5 ± 2,3 с самцов и до 120,6 ± 2,3 с
у самок). Время формирования рефлекса у крысятсамцов составило 10,6 ± 1,2 дней. Устойчивость рефлекса, зарегистрированная у самок – 35,6 ± 1,2 дней.
Таким образом, отмечено, что у животных контрольной группы рефлекс обученности ориентированию
сформировался в течение месяца. Самцы обучались в
3,5 раза быстрее, чем самки.
Обучение потомства животных, подвергшихся в
период беременности и лактации экспозиции свинца и
кадмия, происходило более длительное время и менее
результативно. Время «возможного обнаружения»
площадки в ВЛМ у самцов составило 100,6 ± 3,2 с, у
самок варьировало в пределах 180,9 ± 4,3 с. Время
формирования рефлекса у крысят опытной группы
составило у крысят-самцов 30,3 ± 2,1 дней, у самок –
92,3 ± 2,3 дней.
В условиях модельного эксперимента экспозиции
свинцом и кадмием время, которое животное проводит,
плавая в лабиринте в поисках площадки, является показателем прочности следа памяти. Из результатов
проведенных исследований видно, что навыки пространственного ориентирования в ВЛМ одномесячного
потомства животных, подвергшихся в период беременности и лактации воздействию токсиканта, формируются значительно дольше, чем у потомства интактной
ISSN 1810-0198. Вестник ТГУ, т.18, вып.6, 2013
Таблица 1
Нейроповеденческие исследования на одномесячном потомстве крыс,
затравливаемых в период беременности и лактации свинцом и кадмием (n = 100, M ± m)
Показатель
Время обнаружения площадки (с)
Время формирования рефлекса (дни)
Контрольная группа (интактные)
Самец
Самка
70,5 ± 2,3
120,6 ± 3,1
10,6 ± 1,2
35,6 ± 2,1
группы. Отмечено удлинение времени формирования
рефлекса у животных опытной группы по сравнению с
группой контроля в 3 раза. Время «возможного обнаружения» площадки в ВЛМ у одномесячного потомства животных, подвергшихся в период беременности и
лактации воздействию токсиканта, значительно превышало данный показатель крыс опытной группы в
1,5 раза.
Особенностью поведения этих животных в ВЛМ
было то, что нахождение площадки в лабиринте носило
спонтанный характер. На протяжении трех месяцев
ежедневного обучения буквально для всех животных
было характерно хаотичное, беспорядочное перемещение в ВЛМ, время от времени на несколько секунд
замирая на поверхности воды (вероятно, так они отдыхали), часто прижимались к бортику лабиринта, траектории их движения были однообразны, что свидетельствовало о низкой исследовательской поисковой активности. После неоднократных «подсказок» о наличии площадки эффект оставался прежним. Нахождение
площадки у самцов всегда было случайным.
Поведение самок в ВЛМ мало чем отличалось от
поведения самцов. Однако в отличие от них самки в
лабиринте были более активны. В поисках площадки
они заплывали в разные районы ВЛМ, часто меняя
траекторию, ныряли под воду и, появляясь на поверхности воды, как бы осматривались. Создавалось впечатление – они «ищут» площадку. Между тем возможность для отдыха они получали лишь случайно, наткнувшись на площадку. Результаты исследования
представлены в табл. 1.
ВЫВОДЫ
Материалы наших исследований также позволяют
заключить следующее.
1. Характер и скорость обученности пространственному ориентированию неполовозрелых крыс и нейротоксическое действие свинца и кадмия обусловлены
Опытная группа
Самец
Самка
100,6 ± 3,2
180,9 ± 4,3
30,3 ± 2,1
92,3 ± 2,3
онтогенетическим периодом развития особей и путями
поступления в организм токсиканта.
2. Экспозиция свинца и кадмия животным в период беременности и лактации оказывает выраженное
эмбриотоксическое влияние на характер нейроповеденческих реакций и условнорефлекторную деятельность потомства.
3. Процесс обучения потомства пространственному ориентированию в ВЛМ существенно затянут во
времени и мало результативен.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
Быков А.А., Ревич Б.А. Оценка риска загрязнения окружающей
среды свинцом для здоровья детей в России // Медицина труда и
промышленная экология. 2001. № 5. С. 6-10.
Дегтярева Т.Д., Кацнельсон Б.А., Привалова Л.И., Береснева О.Ю.,
Конышева Л.К., Демченко П.И. Оценка эффективности средств
биологической профилактики свинцовой интоксикации (экспериментальное исследование) // Медицина труда и промышленная
экология. 2000. № 3. С. 40-43.
Осипов А.Н., Рязанов И.А., Сыпин В.Д., Григорьев М.В., Пучков П.В. Изменения структурно-функциональных показателей
клеток системы крови мышей при длительном воздействии свинца
и кадмия // Токсикологические вести. 2001. № 5. С. 2-5.
Поступила в редакцию 11 октября 2013 г.
Buryakov S.V., Nevzorova E.V., Gulin A.V. NEUROBEHAVIORAL RESEARCH STUDY OF EXPOSURE EFFECTS
TO LEAD AND CADMIUM ON LEARNING AND MEMORY
The research has established the nature and speed of learning spatial orientation immature rats and neurotoxic effects of
lead and cadmium period of development of individuals and
ways of intake of toxicant, exposure to lead and cadmium to
animals during pregnancy and lactation has expressed embryotoxic effects on the character of neurobehavioral reactions and
the conditioned reflex activity offspring, the process of learning
offspring spatial orientation in VLM significantly tightened in
time and little effective.
Key words: lead; cadmium; neurobehavioral reaction; spatial
orientation reflex.
3321