Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

КОРРИГИРУЮЩЕЕ ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН ТЕРАГЕРЦЕВОГО ДИАПАЗОНА ЧАСТОТ ОКСИДА АЗОТА НА СТРЕСС-ЗАВИСИМЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПОВЕДЕНЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ У БЕЛЫХ КРЫС-САМЦОВ В УСЛОВИЯХ ЭКСПЕРИМЕНТА

Киричук В.Ф. 1 Антипова О.Н. 1 Ногеров А.Р. 1
1 ГБОУ ВПО «Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского»
Проведена сравнительная характеристика воздействия электромагнитных волн оксида азота терагерцевого диапазона частот 150, 176–150, 664 ГГЦ на стресс-зависимые изменения в поведенческих реакциях белых крыс-самцов в состоянии гипокинетического стресса. Для исследования поведенческих реакций использовались различные тесты: «Открытое поле», «Темно-светлая камера», «Экстраполяционное избавление». Показано, что результатом ТГЧ-облучения является частичное или полное восстановление нарушений в поведенческих реакциях, вызванных гипокинетическим стрессом, у белых крыс-самцов. 15-минутное непрерывное воздействие электромагнитными терагерцевыми волнами вызвало лишь частичное восстановление таких показателей поведенческих реакций животных, как горизонтальная двигательная активность в тесте «Открытое поле», исследовательская активность в тесте «Темно-светлая камера», латентный период начала аверсивных реакций и число прыжков в тесте «Экстраполяционное избавление». 30-минутный режим облучения позволил добиться восстановления всех показателей поведенческих реакций.
поведенческие реакции
гипокинетический стресс
терагерцевые волны
оксид азота
1. Киричук В.Ф., Антипова О.Н., Великанова Т.С., Великанов В.В., Цымбал А.А. Влияние терагерцовых волн на сложные живые биообъекты. – Саратов: Изд-во СарГМУ, 2014. – 325 с.
2. Киричук В.Ф., Цымбал А.А. Влияние терагерцевого излучения на частотах оксида азота на интенсивность процессов липопероксидации и антиоксидантные свойства крови в условиях стресса // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. – 2009. – № 8. – С. 166–169.
3. Киричук В.Ф., Цымбал А.А. Применение терагерцевого излучения на частотах оксида азота для коррекции антиоксидантных свойств крови и перекисного окисления липидов в условиях стресса // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. – 2010. – № 2. – С. 121–127.
4. Киричук В.Ф., Цымбал А.А. Применение электромагнитных волн терагерцевого диапазона для коррекции функций гемостаза // Медицинская техника. – 2010. – № 1. – С. 12–16.
5. Киричук В.Ф. КВЧ-терапия в комплексном лечении заболеваний сердечно-сосудистой системы // Саратовский научно-медицинский вестник. – 2004. – № 2. – С. 47–63.
6. Чуян Е.Н., Горная О.И. Изменение двигательной активности животных с разным профилем моторной асимметрии в условиях гипокинезии // Физика живого. – 2009. – Т. 17, № 2. – C. 193–198.
7. Бецкий О.В., Креницкий А.П., Майбородин А.В. и др. Аппарат для лечения электромагнитными волнами крайне высоких частот. Патент на полезную модель, № 50835, 2006.

Проблема стрессов приобрела первостепенное значение в жизни современного человека. В условиях современной жизни в связи с увеличением влияния технических средств на производстве и растущей урбанизацией на организм человека оказывают влияние новые факторы окружающей среды (шум, пыль, вибрация, излучение компьютерной техники и т.д.), которые, с точки зрения адаптационной теории Г. Селье, можно назвать стрессорами. Они способствуют возникновению адаптации человека к новым условиям среды. Однако чрезвычайные по силе и продолжительности стрессоры приводят к срыву адаптации, и действие таких адаптогенных гормонов и метаболитов, как глюкокортикоиды и катехоламины, становится отрицательным. В связи с этим актуальным вопросом современной биологии и медицины является изучение эмоционального поведения человека и животных в условиях стресса. Для оценки и измерения уровня тревожности у животных используются различные тесты-модели. В данных тестах животных помещают в незнакомую для них среду и анализируют их поведение.

В свою очередь, особое внимание уделяется проблеме влияния электромагнитных волн терагерцевого диапазона частот, в том числе частот молекулярного спектра излучения и поглощения (МСИП) оксида азота – 150,176–150,664 ГГц на биологические объекты [1]. Электромагнитные излучения терагерцевого диапазона достаточно широко вошли в медицинскую практику и показали свою эффективность в лечении широкого круга заболеваний, оказывая нормализующее (восстанавливающее) действие на основные механизмы развития общепатологических процессов, лежащих в основе многочисленных заболеваний [2, 3, 4, 5].

Актуальность работы обусловлена поиском новых немедикаментозных методов коррекции стрессорных повреждений организма, вызванных гипокинезией, а именно поведенческих реакций, лежащих в основе нормальной его жизнедеятельности.

Цель исследования – выявление корригирующего влияния и сравнительный анализ различных временных режимов воздействия волн терагерцевого диапазона частот 150,176–150,664 ГГц оксида азота на стресс-зависимые изменения в поведенческих реакциях белых крыс-самцов в состоянии острого стресса.

Материал и методы исследования

Исследование проведено на 110 белых крысах-самцах массой 180–220 г. В качестве модели стресса был выбран гипокинетический стресс, воспроизведенный путем помещения животных в индивидуальные клетки-пеналы на 3 часа [6]. Эксперимент проведен на 4 группах белых крыс-самцов. 1-я группа – контрольная (интактные крысы-самцы), включающая 25 особей; 2-я группа – сравнительная, включающая крыс-самцов, находящихся в состоянии гипокинетического стресса – 25 особей; 3-я, 4-я группы – опытные, которые были подвергнуты облучению волнами терагерцевого диапазона на частотах 150,176–150,664 ГГц МСИП оксида азота непрерывно в течение 15 и 30 минут соответственно. Для изучения поведенческих реакций были выбраны следующие тесты: «Открытое поле», «Темно-светлая камера», «Экстраполяционное избавление». Длительность теста «Открытое поле» составляла 5 минут, в котором регистрировали горизонтальную и вертикальную двигательную активность, число заглядываний в «норки» и обнюхивания отверстий. Также регистрировали число болюсов дефекации, частоту актов и суммарную продолжительность груминга (сек.), которые характеризуют неспецифическое поведение животных. При проведении теста «Темно-светлая камера» в течение 5 минут были использованы такие характеристики, как количество и длительность выглядываний, а также число и длительность выходов из темного отсека в светлый. Частота актов дефекаций, обнаруженных в темном отсеке, характеризовала уровень эмоционального стресса. При проведении теста «Экстраполяционное избавление» были использованы следующие показатели поведенческих реакций: латентный период начала аверсивных реакций после посадки в установку, число прыжков за тестовый период, латентный период подныривания. Время тестирования: вплоть до подныривания (но не более 2-х минут).

Облучение животных осуществлялось малогабаритным генератором «КВЧ-NO-Орбита», разработанным в Медико-технической ассоциации КВЧ (г. Москва) и ОАО ЦНИИИА (г. Саратов), на частотах МСИП оксида азота 150,176–150,664 ГГц [7]. Аппарат предназначен для оказания терапевтического воздействия на организм животных электромагнитными волнами на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота самостоятельно или в сочетании с другими лечебными средствами. Поверхность кожи площадью 3 см2 над областью мечевидного отростка грудины облучалась с расстояния 1,5 см от поверхности тела животного. Мощность излучения генератора составляла 0,7 мВт, а плотность мощности, падающей на участок кожи размером 3 см2 – 0,2 мВт/см2. Длительность однократного облучения составляла 15 и 30 минут соответственно.

Все животные находились в одинаковых условиях и на обычном рационе питания. Все эксперименты выполнялись согласно требованиям Хельсинкской декларации о гуманном отношении к животным (2006 г). Статистическая обработка полученных данных осуществлялась при помощи программы Statistica 6.0.

Результаты исследования и их обсуждение

В результате проведенных исследований выявлено, что в тесте «Открытое поле» наблюдается статистически достоверное снижение количества пересеченных квадратов, стоек, числа заглядываний в «норки» и обнюхивания отверстий (p < 0,001), а также статистически достоверное увеличение актов дефекаций (p < 0,001) по сравнению с контрольной группой (табл. 1), которая является показателем высокого уровня тревожности животных, подвергнутых гипокинетическому стрессу. Неспецифическим маркером стресс-реакции является повышение уровня дефекации. В тесте «Темно-светлая камера» наблюдается статистически достоверное снижение выглядывания и длительности выходов из темного отсека в светлый, а также число и длительность выходов из темного отсека в светлый у стрессированных животных, по сравнению с группой контроля (табл. 2). Следовательно, гипокинетический стресс вызывает выраженные изменения в поведенческих реакциях белых крыс. При анализе теста «Экстраполяционное избавление» выявлено, что в условиях гипокинетического стресса происходит статистически достоверное увеличение латентного периода начала аверсивных реакций и подныривания (p < 0,001). Также происходит статистически достоверное уменьшение числа прыжков в цилиндре (p < 0,001) (табл. 3).

Непрерывное облучение электромагнитными волнами ТГЧ диапазона на частотах МСИП оксида азота 150,176–150,664 ГГц в течение 15 минут белых крыс-самцов, находящихся в состоянии гипокинетического стресса, оказывает положительное влияние на нарушенные гипокинетическим стрессом поведенческие реакции животных – отмечается их частичное восстановление. В тесте «Открытое поле» статистически достоверно увеличивается (p < 0,001) горизонтальная и вертикальная двигательная активность, что выражается в количестве пересеченных квадратов и вертикальных стоек (табл. 1). Данный факт можно характеризовать как тенденцию к восстановлению нарушенной стрессом двигательной активности. В тесте «Темно-светлая камера» статистически достоверных отличий от группы контроля не обнаружено (табл. 2). В тесте «Экстраполяционное избавление» происходит статистически достоверное увеличение количества прыжков (p < 0,001) и статистически достоверное снижение периода подныривания (p < 0,001) (табл. 3). Следовательно, 15-минутный непрерывный режим облучения терагерцевыми волнами на частотах МСИП оксида азота 150,176–150,664 ГГц является эффективным в отношении некоторых показателей поведенческих реакций, нарушенных гипокинетическим стрессом.

Таблица 1

Эффективность воздействия терагерцевых волн на частотах МСИП оксида азота – 150,176–150,664 ГГц на измененные гипокинетическим стрессом показатели поведенческих реакций белых крыс-самцов в методике «Открытое поле»

Группы

Показатели

Контроль

(n = 25)

Гипокинетический стресс

(n = 25)

Стрессор совместно с непрерывным облучением

(n = 15)

15 минут

30 минут

Количество пересеченных квадратов (горизонтальная двигательная активность)

51,48 (32,0; 73,0)

17,68 (13,0; 20,0)

p1 = 0,00001

z1 = 5,76265

25,23 (20; 27)

p1 = 0,000006

z1 = 4,53980

p2 = 0,007954

z2 = –2,65404

37,34 (27; 42)

p1 = 0,032583

z1 = 2,13720

p2 = 0,000002

z2 = –4,79123

Количество стоек (вертикальная двигательная активность)

15,72 (13,0; 19,0)

7,96 (4,0; 12,0)

p1 = 0,000011

z1 = 4,39475

13,36 (9; 14)

p1 = 0,040036

z1 = 2,05339

p2 = 0,013420

z2 = –2,47244

15,22 (13; 21)

p1 = 0,855903

z1 = –0,18159

p2 = 0,000022

z2 = –4,24646

Количество актов дефекации

0,76 (0; 2,0)

2,80 (1,0; 4,0)

p1 = 0,000012

z1 = –4,37534

1,48 (0; 3)

p1 = 0,063195

z1 = –1,85782

p2 = 0,013420

z2 = 2,47244

0,88 (0; 1)

p1 = 0,511487

z1 = –0,65652

p2 = 0,000162

z2 = 3,77152

Количество актов груминга

2,60 (1,0; 3,0)

0,60

(0; 1,0)

p1 = 0,000004

z1 = 4,63728

0,63 (0; 1)

p1 = 0,000153

z1 = 3,78549

p2 = 0,493684

z2 = –0,68446

2,80 (2; 4)

p1 = 0,520513

z1 = –0,64256

p2 = 0,000005

z2 = –4,56773

Общая продолжительность груминга (сек.)

15,52 (7,0; 22,0)

2,56 (0; 4,0)

p1 = 0,000001

z1 = 4,97683

4,06 (0; 6)

p1 = 0,000192

z1 = 3,72962

p2 = 0,240651

z2 = –1,17336

19,31 (10; 28)

p1 = 0,080799

z1 = –1,74608

p2 = 0,000001

z2 = –4,84711

Количество заглядываний в «норки»

7,76 (4,0; 12,0)

3,08 (2,0; 4,0)

p1 = 0,000046

z1 = 4,07460

3,54 (3; 4)

p1 = 0,001448

z1 = 3,18484

p2 = 0,301288

z2 = –1,03368

6,89 (6; 8)

p1 = 0,877882

z1 = 0,15365

p2 = 0,000054

z2 = –4,03693

Примечания: в каждом случае приведены показатели и ошибка средней величины из 25 и 15 измерений:

p1, z1 – по сравнению с группой контроля;

p2, z2 – по сравнению с группой животных в состоянии гипокинетического стресса.

Таблица 2

Эффективность воздействия терагерцевых волн на частотах МСИП оксида азота – 150,176–150,664 ГГц на измененные гипокинетическим стрессом показатели поведенческих реакций белых крыс-самцов в методике «Темно-светлая камера»

Группы

Показатели

Контроль

(n = 25)

Гипокинетический стресс

(n = 25)

Стрессор совместно с непрерывным облучением

(n = 15)

15 минут

30 минут

Количество выглядываний из темного отсека в светлый

6,04 (4; 7)

2,48 (2; 3)

p1 = 0,000000

z1 = 5,20987

2,72 (2; 3)

p1 = 0,000026

z1 = 4,20455

p2 = 0,150218

z2 = –1,43877

4,53 (4; 6)

p1 = 0,138695

z1 = 1,48067

p2 = 0,000051

z2 = –4,05090

Длительность выглядываний из темного отсека в светлый (с)

30,64 (20; 39)

15,48 (10; 22)

p1 = 0,000082

z1 = 3,93878

18,63 (13; 23)

p1 = 0,005440

z1 = 2,77975

p2 = 0,213793

z2 = –1,24321

33,42 (24; 41)

p1 = 0,314542

z1 = –1,00574

p2 = 0,000010

z2 = –4,42805

Количество выходов из темного отсека в светлый

1,84 (1; 2)

0,52 (0; 1)

p1 = 0,000030

z1 = 4,17161

0,93 (0; 1)

p1 = 0,012904

z1 = 2,48641

p2 = 0,150218

z2 = –1,43877

2,23 (1; 3)

p1 = 0,321310

z1 = –0,99177

p2 = 0,000038

z2 = –4,12074

Длительность выходов из темного отсека в светлый (сек.)

17,52 (6; 22)

5,60 (0; 11)

p1 = 0,001970

z1 = 3,09475

7,33 (0; 12)

p1 = 0,053897

z1 = 1,92767

p2 = 0,342181

z2 = –0,94987

17,56 (11; 22)

p1 = 0,171024

z1 = –1,36892

p2 = 0,000505

z2 = –3,47818

Количество актов дефекации

0,40 (0; 1)

1,44 (1; 2)

p1 = 0,000059

z1 = –4,01639

0,93 (0; 2)

p1 = 0,045771

z1 = –1,99751

p2 = 0,090990

z2 = 1,69020

0,40 (0; 1)

p1 = 0,706061

z1 = –0,37715

p2 = 0,000267

z2 = 3,64581

Примечания: в каждом случае приведены показатели и ошибка средней величины из 25 и 15 измерений:

p1, z1 – по сравнению с группой контроля;

p2, z2 – по сравнению с группой животных в состоянии гипокинетического стресса.

Таблица 3

Эффективность воздействия терагерцевых волн на частотах МСИП оксида азота – 150,176–150,664 ГГц на измененные гипокинетическим стрессом показатели когнитивных функций белых крыс-самцов в методике «Экстраполяционное избавление»

Группы

Показатели

Контроль

(n = 15)

Гипокинетический стресс

(n = 15)

Стрессор совместно с непрерывным облучением

(n = 15)

15 минут

30 минут

1

2

3

4

5

Латентный период начала аверсивных реакций (с)

7,66 (5; 9)

27,00 (18; 33)

p1 = 0,000007

z1 = –4,50037

25,4 (20; 30)

p1 = 0,000005

z1 = –4,56259

p2 = 0,430649

z2 = –0,78808

16,86 (11; 21)

p1 = 0,000333

z1 = –3,58785

p2 = 0,004795

z2 = –2,82051

Число прыжков

5,26 (4; 7)

1,86 (1; 2)

p1 = 0,000008

z1 = 4,39668

3,2 (2; 4)

p1 = 0,001508

z1 = 3,17307

p2 = 0,004795

z2 = 2,82051

5,73 (5; 7)

p1 = 0,493731

z1 = –0,68439

p2 = 0,000004

z2 = 4,60407

Латентный период подныривания (с)

39,40

(27; 49)

68,93 (72; 67)

p1 = 0,000145

z1 = –3,79524

52,4 (45; 64)

p1 = 0,012093

z1 = –2,50942

p2 = 0,011401

z2 = –2,53016

50,73 (40; 64)

p1 = 0,046488

z1 = –1,99095

p2 = 0,010122

z2 = –2,57164

Примечания: в каждом случае приведены показатели и ошибка средней величины из 25 и 15 измерений:

p1, z1 – по сравнению с группой контроля;

p2, z2 – по сравнению с группой животных в состоянии гипокинетического стресса.

Непрерывный 30-минутный режим облучения белых крыс-самцов в состоянии гипокинетического стресса электромагнитными волнами ТГЧ диапазона на частотах МСИП оксида азота 150,176–150,664 ГГц оказывает эффективное влияние на поведенческие реакции у стрессированных животных. Так, происходит восстановление таких показателей поведенческих реакций животных, как горизонтальная и двигательная, а также исследовательская активность в тестах «Открытое поле», «Темно-светлая камера». Количество пересеченных квадратов, стоек и заглядываний в «норки» у стрессированных животных совместно с терагерцевым облучением в тесте «Открытое поле» статистически достоверно (p < 0,001) не отличается от контрольной группы животных (табл. 1). В тесте «Темно-светлая камера» количество выходов и выглядываний и их длительность из темного отсека камеры в светлую у опытной группы животных статистически достоверно не отличается (p < 0,001) от контрольной группы (табл. 2). В тесте «Экстраполяционное избавление» происходит восстановление всех показателей: латентный период начала аверсивных реакций и подныривания, а также число прыжков (табл. 3). Результаты проведённого исследования свидетельствуют о высокой эффективности 30-минутного режима облучения в коррекции нарушенных гипокинетическим стрессом поведенческих реакций белых крыс-самцов.

Выводы

1. Непрерывное облучение электромагнитными терагерцевыми волнами на частотах МСИП оксида азота 150,176–150,664 ГГц в течение 15 минут вызвало частичное восстановление таких показателей поведенческих реакций животных, как горизонтальная и вертикальная двигательная активность в тесте «Открытое поле», а также латентный период подныривания и число прыжков в тесте «Экстраполяционное избавление».

2. Непрерывный режим облучения электромагнитными терагерцевыми волнами на частотах МСИП оксида азота 150,176–150,664 ГГц в течение 30 минут полностью восстанавливает нарушения всех показателей поведенческих реакций животных, вызванных гипокинетическим стрессом в тестах: «Открытое поле», «Темно-светлая камера», «Экстраполяционное избавление».

Рецензенты:

Понукалина Е.В., д.м.н., профессор кафедры нормальной физиологии им. И.А. Чуевского Минздрава РФ, г. Саратов;

Пучиньян Д.М., д.м.н., профессор, зам. директора по научной работе, ФГУ «Саратовский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии» Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи, г. Саратов.

Работа поступила в редакцию 18.11.2014.


Библиографическая ссылка

Киричук В.Ф., Антипова О.Н., Ногеров А.Р. КОРРИГИРУЮЩЕЕ ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН ТЕРАГЕРЦЕВОГО ДИАПАЗОНА ЧАСТОТ ОКСИДА АЗОТА НА СТРЕСС-ЗАВИСИМЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПОВЕДЕНЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ У БЕЛЫХ КРЫС-САМЦОВ В УСЛОВИЯХ ЭКСПЕРИМЕНТА // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 10-6. – С. 1110-1115;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=35998 (дата обращения: 24.10.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074