В современных условиях лекарственные средства используются не только для лечения и коррекции патологических состояний, но и практически здоровыми людьми с целью адаптации к изменяющимся условиям среды, улучшения качества жизни [1]. Примером может служить фармакологическое обеспечение спортсменов, людей экстремальных профессий (космонавты, альпинисты, шахтеры, личный состав военизированных формирований и т.д.), профилактика психоэмоциональных и физических нарушений при смене климатических и часовых поясов и т.д. [5].

Для оценки перенесенных физических и стрессовых нагрузок существует большое количество различных методик [4]. Однако ввиду индивидуальных особенностей организма животного в экспериментальных условиях не всегда представляется возможным адекватно оценить степень перегрузок, поэтому актуальной становится разработка новых методических подходов к изучению психоэмоционального и физического перенапряжения.

Цель работы

Цель данного исследования состояла в комплексной валидационной оценке нового методического подхода к изучению физического и психоэмоцинального перенапряжения в эксперименте.

Материалы и методы исследования

Исследование проводилось на 45 беспородных мышах-самцах, массой 20–25 граммов, разделенных на 2 группы. Первая группа – 30 интактных животных. Вторая группа – 15 мышей (группа негативного контроля), в течение 10 дней подвергалась физическим нагрузкам в тесте «принудительное плавание «до отказа» с модифицированной 20 %-й нагрузкой от массы тела животного. Интактные животные также подвергались принудительному плаванию с аналогичной нагрузкой группами по 10 мышей, с периодами отдыха. Плавание осуществлялось в цилиндре диаметром 10 см и высотой 30 см с водой температурой 15 °С (аверсивная среда). Время плавания фиксировалось. Для оценки психоэмоционального статуса использовали тесты «открытое поле» и «приподнятый крестообразный лабиринт» в начале эксперимента и по истечении 10-дневного плавания. Для оценки состояния некоторых показателей общего обмена проводили клинический анализ крови с использованием анализатора Mindray BC-2800Vet и клинический анализ мочи на анализаторе CL-50 URINE ANALYZER. Результаты опытов выражали в % к интактной группе. Статическую обработку данных осуществляли путем проверки данных на нормальность распределения с использованием критерия Колмогорова-Смирнова. В случае нормального распределения использовали параметрический t-критерий Стьюдента. При ненормальном распределении дальнейшую статистическую обработку данных проводили с использованием критерия Манна-Уитни.

Результаты исследования и их обсуждение

В группе интактных мышей исходное время плавания составило 311,32 + 17,352 сек. На протяжении всех 10 дней эксперимента продолжительность плавания интактной группы мышей оставалась практически неизменной (рисунок).

Исходное время плавания группы негативного контроля составляло 282,65 + 24,389 сек. Начиная со второго дня продолжительность плавания данной группы животных уменьшалась практически линейно, до значения 151,15 + 16,387 сек, что соответствует 6-му дню плавания с нагрузкой. Таким образом, на 6-й день эксперимента продолжительность плавания мышей группы негативного контроля уменьшилась на 46,5 % относительно исходного значения и на 50,5 % относительно интактной группы. Изменения носили достоверный характер (Р ≤ 0,05). На седьмой день в группе мышей, ежедневно подвергавшихся плаванию с 20 %-й нагрузкой, наблюдалось увеличение работоспособности. Так, время плавания возросло, до 204 + 23,191 сек, что составляет 125,9 % относительно 6-го дня плавания данной группы животных. Однако затем у группы негативного контроля наблюдалось дальнейшее снижение продолжительности принудительного плавания, до 121 + 11,801 сек, т.е. на 40,69 % относительно времени 6-го дня плавания данной группы мышей и на 62,4 % по сравнению с интактной группой (рисунок). На 10-й день в группе негативного контроля продолжительность плавания статистически достоверно (Р ≤ 0,05) снизилась на 48,2 % относительно исходного значения и на 53,4 % по сравнению с интактной группой.

Продолжительность плавания интактных животных и группы негативного контроля. Примечание. * – достоверно относительно интактной группы (Р ≤ 0,05)

При оценке психоэмоционального статуса в тесте «открытое поле» у животных, подвергавшихся ежедневным физическим и психоэмоциональным нагрузкам, было установлено статистически достоверное снижение количества пройденных квадратов на 38,93 % и числа стоек на 184,2 % относительно исходного значения (табл. 1).Относительно интактной группы также было установлено статистически достоверное (Р ≤ 0,05) снижение локомоторной и ориентировочно-исследовательской активности на 40,83 % и 257,9 % соответственно. Полученные в тесте «открытое поле» данные свидетельствуют о значительном уменьшении двигательной и исследовательской активности, причем падение поисковой активности преимущественно произошло за счет снижения вертикальной ее составляющей (число стоек), что может свидетельствовать о значительном перенапряжении скелетной мускулатуры [6] и согласуется с результатами теста принудительного плавания.

В тесте «приподнятый крестообразный лабиринт («ПКЛ») у группы негативного контроля произошло снижение количества переходов между рукавами «ПКЛ» на 26,92 % и числа стоек на 25 %, без статистической достоверности относительно исходного значения. В сравнении с интактной группой наблюдалась аналогичная тенденция. Количество переходов достоверно (Р ≤ 0,05) снизилось на 47,37 %, число стоек на 60,78 %, что коррелирует с данными, полученными в тесте «открытое поле» и также может свидетельствовать о снижении поисковой и двигательной активности.

Кроме того, наблюдалось снижение времени пребывания животных, подвергавшихся ежедневным физическим и психоэмоциональным перегрузкам, в открытых рукавах «ПКЛ» более чем в 7 раз (∆ % 614,29 %) и увеличение времени нахождения в центральном квадрате на 270,59 %, по сравнению с исходными показателями. Относительно интактной группы данные показатели изменялись аналогично, так время в открытых рукавах «ПКЛ» снизилось более чем в 5 раз, а продолжительность нахождения в центральном квадрате увеличилась на 88,46 %. Изменения носили достоверный характер. Значительно возросла и продолжительность груминга у группы негативного контроля изменения относительно исходного значения составили 156,41 %, в сравнении с интактной группой время груминга увеличилось на 128,31 % без статистической достоверности (табл. 2).

Приведенные данные позволяют предположить, что перенесенные физические нагрузки способствовали формированию тревожности у животных [3].

Проведенный клинический анализ крови показал, что в группе животных, подвергавшихся длительным физическим нагрузкам наблюдается увеличение количества лейкоцитов на 46,36 % относительно интактной группы мышей, при этом значительно увеличилось содержание моноцитов (61,01 %). Содержание гемоглобина и тромбоцитов незначительно повысилось (табл. 3). Возникшие изменения состава периферической крови у группы негативного контроля, вероятно, связаны с возросшей активностью симпато-адреналовой системы, а также усиленной деятельностью коры надпочечников, что в свою очередь является следствием стресса, во время перенесенных физических и психоэмоциональных нагрузок [2].

Таблица 1

Изменение физического и психоэмоционального статуса животных в тесте «открытое поле»

Примечания. * – достоверно относительно интактной группы (Р ≤ 0,05), δ – достоверно относительно исходного значения (Р ≤ 0,05).

Таблица 2

Изменение физического и психоэмоционального статуса животных в тесте «приподнятый крестообразный лабиринт»

Примечания. * – достоверно относительно интактной группы (Р ≤ 0,05), δ – достоверно относительно исходного значения (Р ≤ 0,05).

Таблица 3

Изменения состава периферической крови, после перенесенных физических и психоэмоциональных нагрузок

Примечание. * – достоверно относительно интактной группы (Р ≤ 0,05).

Таблица 4

Изменения состава мочи после перенесенных физических и психоэмоциональных нагрузок

Примечание. * – достоверно относительно интактной группы (Р ≤ 0,05).

При анализе мочи в группе животных, подвергавшихся ежедневному принудительному плаванию, наблюдалась выраженная протеинурия, содержание белка возросло в 37,6 раз относительно значения интактной группы. Обнаружены кетоновые тела в количестве 0,325 + 0,083 ммоль/л. Ввиду изменения состава периферической крови у данных животных наблюдались лейкоцитурия и микрогематурия (табл. 4).

Полученные данные о составе мочи, в частности протеинурия и кетонурия, также свидетельствуют о значительном физическом и эмоциональном перенапряжении организма животных [2].

Выводы

Продолжительность принудительного плавания с 20 %-й нагрузкой от массы тела животного на 10-й день достоверно снизилась на 48,2 % по сравнению с исходными данными и на 53,4 % относительно интактной группы. При оценке психоэмоционального статуса и локомоторной активности в тесте «открытое поле» было выявлено статистически достоверное снижение двигательной и ориентировочно-исследовательской активности на 38,93 % и числа стоек на 184,2 % относительно исходного значения, относительно интактной группы на 40,83 % и 257,9 % соответственно. В тесте «приподнятый крестообразный лабиринт» наблюдалось повышение уровня тревожности, о чем свидетельствует достоверное уменьшение времени пребывания животных в открытых рукавах креста более чем в 7 раз, по сравнению с исходными показателями, и более чем в 5 раз, относительно интакной группы, а также увеличение продолжительности груминга на 156,41 %, относительно исходного значения и в сравнении с интактной группой на 128,31 %. Определенные показатели состава периферической крови и мочи группы негативного контроля показали наличие выраженного лейкоцитоза (содержание лейкоцитов возросло на 46,36 %, относительно интактной группы), а также значительного количества белка (0,94 + 0,025 г/л) и кетоновых тел (0,325 + 0,083 ммоль/л) в моче, что может свидетельствовать о перенесенном физическом и психоэмоциональном перенапряжении. Сопоставляя полученные данные, можно сделать вывод, что новый методический подход к изучению физического и психоэмоцинального перенапряжения на протяжении 10 дней с 20 %-й нагрузкой от массы тела животного является валидным и может применяться в экспериментальной практике.

Рецензенты:

Черников М.В., д.м.н., профессор. заведующий кафедрой биологии и физиологии ГБОУ ВПО «Пятигорского медико-фармацевтического института-филиала Волгоградского государственного медицинского университета», г. Пятигорск;

Погорелый В.Е., д.б.н., профессор кафедры фармакологии с курсом клинической фармакологии ГБОУ ВПО «Пятигорского медико-фармацевтического института-филиала Волгоградского государственного медицинского университета», г. Пятигорск.