facebook
twitter
vk
instagram
linkedin
google+
tumblr
akademia
youtube
skype
mendeley
Wiki
Page translation
 

ОСОБЕННОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ОРИЕНТИРОВАНИЯ СВИНЕЦИНДУЦИРОВАННЫХ ЖИВОТНЫХ В ПРЕНАТАЛЬНОМ И РАННЕМ ПОСТНАТАЛЬНОМ ОНТОГЕНЕЗЕ / PECULIARITIES OF SPATIAL ORIENTATION OF LEAD-INDUCED ANIMALS IN PRENATAL AND EARLY POST-NATAL ONTOGENESIS

ОСОБЕННОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ОРИЕНТИРОВАНИЯ СВИНЕЦИНДУЦИРОВАННЫХ ЖИВОТНЫХ В ПРЕНАТАЛЬНОМ И РАННЕМ ПОСТНАТАЛЬНОМ ОНТОГЕНЕЗЕ / PECULIARITIES OF SPATIAL ORIENTATION OF LEAD-INDUCED ANIMALS IN PRENATAL AND EARLY POST-NATAL ONTOGENESIS
Khimich Galina, professor, candidate of biology, full professor

Khluchshevskaya Oxana, associate professor, candidate of biology, associate professor

Innovative University of Eurasia, Kazakhstan

Championship participant: the National Research Analytics Championship - "Kazakhstan";

the Open European-Asian Research Analytics Championship;

В статье раскрываются особенности, формирования и воспроизведения временных связей условных рефлексов у свинециндуцированных животных в зависимости от пути поступления свинца в организм.

Ключевые слова: свинцовая интоксикация, внутриутробная интоксикация, одномесячные крысы, водный лабиринт Моррса, пространственное ориентирование 

The article describes the features of formation, consolidation and reproduction of temporary connections of lead inducted animals’ reflexes depending on lead take paths. 

Keywords: lead intoxication, prenatal, postnatal ontogenesis, Morris water maze, spatial orientation.

 

Известно, что увеличение концентрации свинца в организме человека, особенно ребёнка, приводит к существенной задержке психического развития, снижению интеллекта, а в связи с этим - аномалиям поведения, нарушению внимания, ухудшению восприятия пространства и пространственного ориентирования. Многочисленные экспериментальные исследования свидетельствуют также об эмбриотоксичности свинца, оказывающего негативное воздействие, на репродуктивную функцию женщины приводя к различным нарушениям в развитии плода. Ни на одной из стадий своего развития эмбрион и плод полностью не защищены от воздействия токсикантов.

С момента формирования функциональной системы мать-плод женщины становятся средой обитания для другого организма, т.е. экосистемой более высокого уровня. Поэтому исследования экологии системы мать-плод представляет одну из важных и в то же время наименее разработанных сторон проблемы экологии человека. Речь идёт о сложном типе взаимодействия окружающая среда-беременная женщина - плод - новорожденный. Реакция эмбриона и плода человека на неблагоприятные экзогенные воздействия в значительной степени определяется стадией внутриутробного развития. В ранние периоды онтогенеза у эмбриона практически отсутствуют механизмы адаптации и специфические реакции в ответ на действие патогенных агентов. Лишь по мере созревания важнейших органов и систем плода, становления функций возникают морфологические и функциональные предпосылки для формирования ответных реакций, характерных для организма новорожденных. Учитывая, что плацентарный барьер практически не препятствует прохождению свинца из крови матери к плоду [1], можно заключить, что у беременных животных, предварительно отравленных свинцом, происходит значительное увеличение его в крови, которое может токсически воздействовать на будущее потомство, и неблагоприятно отражаться на его общем развитии (снижение росто-весовых показателей, ухудшение психомоторного интеллектуального развития, увеличение частоты заболеваемости, врождённых пороков развития, нарушение поведения). Известно, что при свинцовой интоксикации в первую очередь поражаются наиболее тонкие и чувствительные ассоциативные функции мозга, которые не могут быть выявлены никакими органоспецифическими тестами. 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 на потомство животных представлены в литературе недостаточно и они разноречивы. Так по данным Т.Т. Massaro [2], потребление свинца не повлияло на обучение молодых крыс в лабиринте. J.R.Nation et al [3], напротив, показал изменение условнорефлекторной деятельности после 60-ти дней приёма свинца. О. В. Березина и А.А. Гоев [4] установили неблагоприятный эффект свинца на поведенческие реакции крыс уже в первый месяц затравки. У животных нарушалось соотношение возбуждения и торможения в центральной нервной системе, установлена значительная задержка скорости выработки навыка рефлекса избегания при воздействии свинца. Safig-ur-Rehman [5] обнаружил изменение двигательной активности у крыс, получавших 2% раствор ацетата свинца в течение 30 суток. Результаты исследований О. Maneli et al [6] показали, что потребление ацетата свинца с питьевой водой в течение грех месяцев не вызывал ухудшения в поведении животных. В противоположность этому регулярное введение низких концентраций токсиканта вызывало значительные изменения вестибулоокулярного рефлекса. Эти данные также показали значимую межиндивидуальную вариабельность характера нарушений ПВН (поствращательный нистагм). 

 Хорошей моделью для изучения состояния высших психических функций - обучения и памяти - у человека является исследование процессов формирования, закрепления и воспроизведения временных связей условных рефлексов у животных и изменения этих закономерностей при свинцовой интоксикации. Для изучения влияния экспозиции свинца на обучение и память нами проведены нейроповеденческие исследования на одномесячном потомстве крыс, затравливаемых в период беременности и лактации свинцом и крысах одномесячного возраста на фоне ежедневной экспозиции токсиканта, используя методику формирования у животных пространственных представлений и пространственной памяти, основанную на формировании рефлекса пространственного ориентирование в ВЛМ (водный лабиринт Морриса). Исследования проведены на четырёх группах крыс одномесячного возраста: I. Потомство крыс, затравленных в период беременности и лактации нитратом свинца (n = 41). 2. Интактное потомство крыс (n = 31). 3. Крысы, ежедневно затравливаемые малыми дозами нитрата свинца (0,0015 мг/кг массы тела). 4. Интактные крысы.

При решении вопроса о токсическом действии экспозиции свинца по разным схемам эксперимента мы исходили из следующего: на всём протяжении беременности крысам ежедневно per os вводили нитрат свинца в дозах, приближающихся к тем, которые могут поступать в организм из окружающей среды, обеспечение полноценного пищевого рациона, воды для питья и тщательного ухода. Введение токсиканта производилось с первого дня беременности, устанавливаемого на основании обнаружения сперматозоидов в вагинальном мазке; введение токсиканта производилось в одно и тоже время суток; об эмбриотоксичееком действии нитрата свинца судили по числу мертворожденных и погибших в первые дни после рождения, среднему числу особей в помёте, весу и размерам одного новорожденного; о тератогенном действии токсиканта свидетельствовали: внешние и внутренние аномалии развития, динамика развития в постнатальном периоде; по достижении потомством одномесячного возраста у животных контрольной и экспериментальной групп формировали навык пространственного ориентирования в водном лабиринте Морриса. Самки были разделены на две группы и спарены с интактными самцами с учётом их биологических особенностей. Самок подсаживали к одной и той же группе самцов в соотношении 3:1. Первая группа - ингактные самки (п=5), а вторая - экспериментальные (п=15). С первого дня беременности и до конца периода лактации, самкам экспериментальной группы ежедневно per os вводили нитрат свинца в дозе 0,0015мг/кг массы тела.

Полученные нами данные показали эмбриотоксическое и тератогенное влияние на потомство животных, подвергшихся в период беременности воздействию малыми дозами свинца. Это высокий процент (54%) гибели новорожденных, малый вес тела при рождении, сниженная динамика развития в постнатальном периоде, наличие внешних и внутренних аномалий развития.

Хорошим объектом для такого рода исследований являются беспородные белые крысы [1]. Это обусловлено: - одинаковым с человеком гемохориальным типом плаценты, что облегчает дальнейшую экстраполяцию экспериментальных данных на человека; - у интактных крыс редко возникают спонтанные аномалии развития; - небольшая длительность беременности у крыс; - спаривание и определение первого дня беременности у крыс проводится значительно легче.

Обучение навыкам пространственного ориентирования в BJIM одномесячного потомства животных, подвергшихся в период беременности и лактации воздействию токсиканта.

Процесс обучения животных контрольной группы протекал у различных особей по-разному. В .первые дни обучения отмечена выраженная вариативность времени рефлекса (от 50 до 120 сек. у самцов и до 180 сек. у самок), сохранялась в течение 10 дней. В последующие дни несколько самцов уже за 7 секунд (по прямой траектории) находили площадку. В отличие от самцов у крысят-самок устойчивость рефлекса отмечена лишь на 25-35 день обучения. Таким образам, практически у всех животных рефлекс обученности ориентированию сформировался в течение месяца. Обучение потомства животных, подвергшихся в период беременности и лактации экспозиции свинца, происходило более длительное время и менее результативно. Особенностью поведения этих животных в ВЛМ было то, что нахождение площадки в лабиринте носило спонтанный характер. На протяжении двух 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. Таким образом, к концу второго месяца время «возможного обнаружения» площадки в ВЛМ у самцов варьировало у разных особей от 51 до 104 секунд. 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. На эти поиски у животных уходило много времени и к концу второго месяца время «случайного обнаружения» площадки у самок варьировало в пределах 50-72 секунд, а у трети особей - 140-180 секунд.

Пространственное ориентирование одномесячных крыс при хронической свинцовой интоксикации.

После обучения навыку пространственного ориентирования в ВЛМ животных (п=30) ежедневно перорально затравливали нитратом свинца (0,0015 мг/кг. м.т.) и проводили ежедневные наблюдения за устойчивостью исследуемого рефлекса у крыс в ВЛМ. На этом этапе исследования животные хорошо ориентировались в ВЛМ и стабильно находили площадку в замутнённой молоком воде лабиринта. Сформированный у крыс рефлекс ориентирования в пространстве был устойчивым. Время его составило:            у

самцов - 7,2 сек. ± 0,2; у самок - 7,1 ±0,1, В условиях модельного эксперимента экспозиции свинца время, которое животное проводит, плавая в лабиринте в поисках площадки, является показателем прочности следа памяти.

На фоне ежедневной затравки солью свинца рефлекс обученности пространственному ориентированию у одномесячных крыс - самцов сохранялся в течение полутора месяцев, В последующие дни второго и третьего месяца интоксикации наблюдалась его нестабильность, выражающаяся в колебании времени рефлекса в разные дни от исходного уровня до 8 -8,3 сек ±0,27 (р<0.001). В дальнейшем время, затрачиваемое отравляемыми животными на поиски «спасительной» площадки в лабиринте, продолжало нарастать, и, к концу одиннадцатого месяца 66% крыс вообще не могли найти площадку и после 280 сек. плавания в ВЛМ начинали тонуть, а с одиннадцатого дня двенадцатого месяца интоксикации все крысы полностью утратили навык пространственного ориентирования. Они хаотично плавали, часто прижимаясь к бортику бассейна, и, выбившись из сил, но так и не найдя площадку в лабиринте, тонули. У самок же с первых дней интоксикации время рефлекса (р<0.02) начало изменяться и в дальнейшем ухудшение рефлекса нарастало (р<0.001). Ухудшение времени рефлекса у самок происходило плавно в течение 11 месяцев, после чего скорость рефлекса резко снизилась (р<0.001) и на тринадцатый день двенадцатого месяца свинцовой интоксикации 20% животных после 280 секунд хаотичного плавания в лабиринте так и не сумели найти путь к площадке в BЛM, так хорошо ранее им знакомый. В последующие дни (начиная с 23 числа) число таких крыс возросло. Таким образом, ежедневное введшие - малых доз нитрата свинца в течение длительного времени у одномесячных животных вызывает нейротоксический эффект, в развитии которого отмечены половые особенности. У самцов выявлена достаточно выраженная резистентность к концентрации свинца в организме. Незначительное удлинение времени рефлекса ориентирования проявилось у них лишь спустя полтора месяца после затравки, а выраженное его ухудшение отмечено к концу одиннадцатого месяца, когда большая часть животных полностью утратила навык пространственного ориентирования. У одномесячных самок, напротив, выявлена более высокая чувствительность нервных структур к свинцу. Почти с первых дней затравки время рефлекса у них возрастало. Однако изменения рефлекторного поведения крыс в течение одиннадцати месяцев протекали плавно и лишь к концу года интоксикации у самок зафиксировано полное исчезновение рефлекса.

Таким образом, результаты исследований показали, что под влиянием, свинца изменяется высшая нервная деятельность животных. Материалы наших исследовании также позволяют заключить следующее:

  • - характер и скорость обученности пространственному ориентированию неполовозрелых крыс и нейротоксическое действие свинца обусловлены онтогенетическим периодом развития особей и путями, поступления в организм токсиканта;
  • - экспозиция свинца животным в период беременности и лактации оказывает выраженное эмбриотокснческое влияние на характер нейроповеденческих реакций и условнорефлекторную деятельность потомства;
  • - процесс обучения потомства пространственному ориентированию в ВЛМ существенно затянут во времени и мало результативен;
  • - экспозиция свинца в малых дозах беременным самкам оказывает тяжелое эмбриотоксическое и тератогенное действие на потомство;
  • - ежедневная экспозиция малыми лозами свинца одномесячным крысам приводит к существенным изменениям в их поведении;
  • - чувствительность нервных структур к свинцу, накопление которого приводит к полному исчезновению у животных рефлекса ориентирования имеет половые особенности (нейротоксический эффект у самцов развивается более быстрыми темпами).
  •  

 Литература:

  1. Динерман А.А. Роль  загрязнителей окружающей среды в нарушении эмбрионального развития. М., 1980.
  2. Massaro T.F. Chronic lead exposure and latent learning performance in the young abut rat // Toxicologist. -1986. - Vol.6, № I. - P. 101.
  3. Nation J.R. Frye G.D., von Stultz Jeannine, Bratton G.R. Effect of combined lead and cadmium exposure: changes in schedule-controlled responding and in dopamine, serotonin, and their metabolites // Behave, Neurosci. - 1989. – Vol.103, № 5.-P. 1108- 1114.
  4. Березина - О.B. Гоев A.A. Оценка токсичности некоторых тяжелых металлов методом поведенческой токсикологии // Гигиена и санитария. - 1982. - № I.- С. 42 - 46.
  5. Shafiq-ur-Rehman. Effects of lead on the behavioral complex stereotypes and regional brain dopamine levels in rats // Arch, Environ. Contam. Toxicol, - 1991. - Vol. 20. № 4. - P. 527 - 530.
  6. O.Mameli, M.A.Caria, F.Metis, A.Solinas. C. Tavera, A.lbba, M.Tocco, C.FIore. F. Sanna Randaccio. Neurotoxic effect of lead at low concentrations // Brain Research Bulletin. - 2001. - Vol. 55, № 2, - P. 269-275.
0
Your rating: None Average: 5.4 (5 votes)
Comments: 9

Togaev Bahram

Уважаемые коллеги, тема актуальна и привлекательна. Известно, что для ускорения зажигание бензина прибавляет свинец поэтому свинец бывает в составе отработанных газов. По научно – обоснованным данным один автомобил за год выпускает 1 кг свинец. Думаю, что Ваши работы будет весьма актуальной для работающих в экологии. Желаю успехов в этой работе, с добрыми по желаниями, Х Тагаев.

Khimich Galina Zakharovna

Уважаемая Майя Азмапарашвили, спасибо за поддержку и сценку нашей работы.Несомненно эта проблема требует большого внимания и найти подходы к разработке коррегирующих мероприятий. В этом направлении нами проводятся исследования. С уважением Галина Химич и Оксана Хлущевская.

Maia Azmaiparashvili

Нет сомнения, что свинец – металл, который является ядовитым для человека и негативно влияет на функционирование его органов. Большое количество свинца особенно опасно для растущего детского организма. Отравление свинцом вызывает психическую и умственную задержку развития, судороги, слепоту, в особых случаях даже смерть. Несмотря на множество исследований еще точно не определено, какая доза свинца является безвредной для детского организма. Ребенок может не иметь очевидные симптомы отравления свинцом. Поэтому случаи отравления часто невидимы и остаются не излеченными. Таким образом, в развитых странах с целью первичной профилактики проводится всеобщее обследование детей на концентрацию свинца в крови. Ваши версии в этом направлении представляют определенный интерес. Желаю дальнейших успехов. Maia Azmaiparashvili

Khimich Galina Zakharovna

Уважаемый Владимир Закамский, спасибо за оценку нашей работы. Предварительные наблюдения с участием растительных объектов мы имеем, но работа продолжается. С уважением Оксана Хлущевская и Галина Химич.

Dilekova Olga

Уважаемые авторы. Ваше исследование несомненно актуально. Особенно важны данные исследования во время борьбы за экологическую безопасность и рождения здорового потомства, особенно людей живущих в крупных мегаполисах или городах с развитой тяжелой промышленностью где количество выбросов тяжелых металлов в разы превышает норму. Желаю вам дальнейших успехов в ваших непростых исследованиях.

Zakamskii Vladimir

Уважаемые авторы! Ваши данные очень интересные по отношению к интоксикации свинцом крыс. Актуальность данной проблемы не вызывает сомнений, поскольку затрагивает проблему возможной интоксикации человека. А с растениями Вы не работали? Всего Вам доброго. Владимир Закамский

Owtscharenko Tatjana Michailovna

Проведены очень интересные нейроповеденческие исследования при интоксикации свинцом крыс как в пренатальный, так и в постнатальный период, с учетом дозировки и периода интоксикации. Актуальность данной проблемы не вызывает сомнений, поскольку затрагивает проблему возможной интоксикации человека и расстройств психического развития,вызванных интоксикацией свинцом. С наилучшими пожеланиями Овчаренко Татьяна. Дальнейших Вам успехов в работе.

Khimich Galina Zakharovna

Уважаемая Hokuma Kuliyeva, признательны за оценку нашей работы. Спасибо. С уважением Оксана Хлущевская и Галина Химич.

Kuliyeva Hokuma

Любое воздействие ( разной природы и характера) извне является негативной для функционирования основных физиологических систем человека и животных. Авторами подробно, на обширном экспериментальном материале (хотя и не представленном в виде таблиц и рисунков) проведен анализ полученных результатов по интоксикации свинцом. Указываются также источники поступления и воздействия на организм - это питьевая вода, пища, окружающая среда. В результате настоящих исследований авторы смогли выявить пути поступления и особенности интоксикации свинцом. Данные результаты имеют важное экологическое значение, т.к. могут быть использованы во время разработки новых способов охраны окружающей среды. С добрыми пожеланиями авторам, hokuma kuliyeva
Comments: 9

Togaev Bahram

Уважаемые коллеги, тема актуальна и привлекательна. Известно, что для ускорения зажигание бензина прибавляет свинец поэтому свинец бывает в составе отработанных газов. По научно – обоснованным данным один автомобил за год выпускает 1 кг свинец. Думаю, что Ваши работы будет весьма актуальной для работающих в экологии. Желаю успехов в этой работе, с добрыми по желаниями, Х Тагаев.

Khimich Galina Zakharovna

Уважаемая Майя Азмапарашвили, спасибо за поддержку и сценку нашей работы.Несомненно эта проблема требует большого внимания и найти подходы к разработке коррегирующих мероприятий. В этом направлении нами проводятся исследования. С уважением Галина Химич и Оксана Хлущевская.

Maia Azmaiparashvili

Нет сомнения, что свинец – металл, который является ядовитым для человека и негативно влияет на функционирование его органов. Большое количество свинца особенно опасно для растущего детского организма. Отравление свинцом вызывает психическую и умственную задержку развития, судороги, слепоту, в особых случаях даже смерть. Несмотря на множество исследований еще точно не определено, какая доза свинца является безвредной для детского организма. Ребенок может не иметь очевидные симптомы отравления свинцом. Поэтому случаи отравления часто невидимы и остаются не излеченными. Таким образом, в развитых странах с целью первичной профилактики проводится всеобщее обследование детей на концентрацию свинца в крови. Ваши версии в этом направлении представляют определенный интерес. Желаю дальнейших успехов. Maia Azmaiparashvili

Khimich Galina Zakharovna

Уважаемый Владимир Закамский, спасибо за оценку нашей работы. Предварительные наблюдения с участием растительных объектов мы имеем, но работа продолжается. С уважением Оксана Хлущевская и Галина Химич.

Dilekova Olga

Уважаемые авторы. Ваше исследование несомненно актуально. Особенно важны данные исследования во время борьбы за экологическую безопасность и рождения здорового потомства, особенно людей живущих в крупных мегаполисах или городах с развитой тяжелой промышленностью где количество выбросов тяжелых металлов в разы превышает норму. Желаю вам дальнейших успехов в ваших непростых исследованиях.

Zakamskii Vladimir

Уважаемые авторы! Ваши данные очень интересные по отношению к интоксикации свинцом крыс. Актуальность данной проблемы не вызывает сомнений, поскольку затрагивает проблему возможной интоксикации человека. А с растениями Вы не работали? Всего Вам доброго. Владимир Закамский

Owtscharenko Tatjana Michailovna

Проведены очень интересные нейроповеденческие исследования при интоксикации свинцом крыс как в пренатальный, так и в постнатальный период, с учетом дозировки и периода интоксикации. Актуальность данной проблемы не вызывает сомнений, поскольку затрагивает проблему возможной интоксикации человека и расстройств психического развития,вызванных интоксикацией свинцом. С наилучшими пожеланиями Овчаренко Татьяна. Дальнейших Вам успехов в работе.

Khimich Galina Zakharovna

Уважаемая Hokuma Kuliyeva, признательны за оценку нашей работы. Спасибо. С уважением Оксана Хлущевская и Галина Химич.

Kuliyeva Hokuma

Любое воздействие ( разной природы и характера) извне является негативной для функционирования основных физиологических систем человека и животных. Авторами подробно, на обширном экспериментальном материале (хотя и не представленном в виде таблиц и рисунков) проведен анализ полученных результатов по интоксикации свинцом. Указываются также источники поступления и воздействия на организм - это питьевая вода, пища, окружающая среда. В результате настоящих исследований авторы смогли выявить пути поступления и особенности интоксикации свинцом. Данные результаты имеют важное экологическое значение, т.к. могут быть использованы во время разработки новых способов охраны окружающей среды. С добрыми пожеланиями авторам, hokuma kuliyeva
PARTNERS
 
 
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
Would you like to know all the news about GISAP project and be up to date of all news from GISAP? Register for free news right now and you will be receiving them on your e-mail right away as soon as they are published on GISAP portal.