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»

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»

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»

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.