Влияние сезонности на некоторые показатели поведенческих тестов крыс

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Введение. Влияние продолжительности светового дня (циркадного фотопериода) и сезонности на поведенческие реакции и физиологию человека и животных остается одним из важных вопросов современной науки.

Материал и методы. Обобщены и проанализированы собственные данные, полученные от 289 контрольных животных в экспериментальных исследованиях, проведённых по 4 сезонам года: весна, лето, осень и зима. Для оценки поведения крыс выбрано 2 теста: метод «открытой площадки» (норковый рефлекс) и суммационно-пороговый показатель (СПП). Статистическая обработка полученных данных осуществлялась с использованием методов статистического анализа в компьютерной программе MS Exсel 2016 с помощью t-критерия Стьюдента, p < 0,05. Наряду с этим был установлен процент отклонения изученных показателей от среднегодовых.

Результаты. Установлено, что в группе крыс-самцов, находившихся при естественном освещении, максимальная поведенческая активность, оцененная по числу заглядываний в норки, наблюдалась весной и осенью. Минимальное значение уровня исследовательской активности у крыс-самцов было зафиксировано летом, причём этот показатель был статистически значимо снижен в сравнении с группами «весна» и «осень». Значения СПП были особенно высокими в зимний и летний период года, но снижались весной и в особенности осенью. Показатель СПП у крыс-самцов группы «весна» статистически значимо отличался от групп «осень» и «зима». У крыс-самок показатель «норковый рефлекс» в группе «весна» был статистически значимо повышен, в сравнении с данными всех сезонов года.

Ограничения исследования. Был проведён анализ данных, полученных на базе клиники экспериментальных животных ФБУН «Екатеринбургский медицинский–научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека за 7 лет (2015–2022 гг.).

Заключение. Полученные данные свидетельствуют о том, что длина светового дня и сезонность способны оказывать влияние на результаты ряда поведенческих тестов, отражающих лабильность центральной нервной системы и исследовательскую активность животных. Результаты, полученные нами, могут послужить основой для методологической базы планирования токсикологического эксперимента с учётом сезонных колебаний физиологических параметров крыс.

Соблюдение этических стандартов. Исследование выполнено в соответствии с «International guiding principles for biomedical research involving animals» (the Council for International Organizations of Medical Sciences, the International Council For Laboratory Animal Science, 2012) («Международные руководящие принципы биомедицинских исследований с участием животных» (Совет международных организаций медицинских наук, Международный совет по лабораторным наукам о животных, 2012). Работа одобрена Локальным независимым этическим комитетом ФБУН «Екатеринбургский медицинский–научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека. Протокол № 2 от 20.04.2021.

Участие авторов:
Минигалиева И.А., Шабардина Л.В., Рябова Ю.В., Бутакова И.В. — концепция и дизайн исследования, написание текста;
Соловьева С.Н. — концепция и дизайн исследования, проведение эксперимента, сбор и обработка материала, написание текста;
Сутункова М.П., Привалова Л.И. — концепция и дизайн исследования;
Клинова С.В. — концепция и дизайн исследования, проведение эксперимента, сбор и обработка материала;
Романова К.В. — проведение эксперимента, сбор и обработка материала.
Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Поступила в редакцию: 25 мая 2023 / Принята к печати: 19 октября 2023 / Опубликована: 30 октября 2023

Об авторах

Ильзира Амировна Минигалиева

ФБУН «Екатеринбургский медицинский–научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека

Автор, ответственный за переписку.
Email: ilzira@ymrc.ru
ORCID iD: 0000-0002-0097-7845

Доктор биологических наук, старший научный сотрудник ФБУН «ЕМНЦ ПОЗРПП» Роспотребнадзора, г. Екатеринбург.

e-mail: ilzira@ymrc.ru

Россия

Лада Владимировна Шабардина

ФБУН «Екатеринбургский медицинский–научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека

Email: lada.shabardina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8284-0008

Лаборант отдела токсикологии и биопрофилактики ФБУН «Екатеринбургский медицинский–научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 620014, г. Екатеринбург, Российская Федерация.

e-mail: lada.shabardina@mail.ru

Россия

Юлия Владимировна Рябова

ФБУН «Екатеринбургский медицинский–научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека

Email: ryabova@ymrc.ru
ORCID iD: 0000-0003-2677-0479

Заведующий лабораторией научных основ биопрофилактики, ФБУН «Екатеринбургский медицинский–научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 620014, г. Екатеринбург, Российская Федерация.

e-mail: ryabova@ymrc.ru

Россия

Марина Петровна Сутункова

ФБУН «Екатеринбургский медицинский–научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека

Email: sutunkova@ymrc.ru
ORCID iD: 0000-0002-1743-7642

Доктор медицинских наук, директор ФБУН «Екатеринбургский медицинский–научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 620014, г. Екатеринбург, Российская Федерация.

e-mail: sutunkova@ymrc.ru

Россия

Лариса Ивановна Привалова

ФБУН «Екатеринбургский медицинский–научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека

Email: privalovali@yahoo.com
ORCID iD: 0000-0002-1442-6737

Доктор медицинских наук, профессор, главный научный сотрудник отдела токсикологии и биопрофилактики, ФБУН «Екатеринбургский медицинский–научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 620014, г. Екатеринбург, Российская Федерация.

e-mail: privalovali@yahoo.com

Россия

Светлана Николаевна Соловьева

ФБУН «Екатеринбургский медицинский–научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека

Email: solovyevasn@ymrc.ru
ORCID iD: 0000-0001-8580-403X

Кандидат биологических наук, научный сотрудник, заведующий клиникой экспериментальных животных ФБУН «Екатеринбургский медицинский–научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 620014, г. Екатеринбург, Российская Федерация. 

e-mail: solovyevasn@ymrc.ru

Россия

Инна Владимировна Бутакова

ФБУН «Екатеринбургский медицинский–научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека

Email: butakovaiv@ymrc.ru
ORCID iD: 0000-0002-9871-9712

Младший научный сотрудник НПО Клиники терапии и диагностики профессиональных заболеваний ФБУН «Екатеринбургский медицинский–научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 620014, г. Екатеринбург, Российская Федерация.

e-mail: butakovaiv@ymrc.ru

Россия

Светлана Владиславовна Клинова

ФБУН «Екатеринбургский медицинский–научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека

Email: klinova.svetlana@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-0927-4062

Кандидат биологических наук, заведующий лабораторией промышленной токсикологии, ФБУН «Екатеринбургский медицинский–научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 620014, г. Екатеринбург, Российская Федерация.

e-mail: klinova.svetlana@gmail.com

Россия

Ксения Витальевна Романова

ФБУН «Екатеринбургский медицинский–научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека

Email: romanovakv@ymrc.ru
ORCID iD: 0009-0005-0185-4053

Лаборант отдела токсикологии и биопрофилактики ФБУН «Екатеринбургский медицинский–научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 620014, г. Екатеринбург, Российская Федерация.

e-mail: romanovakv@ymrc.ru

Россия

Список литературы

  1. Jameson A.N., Siemann J.K., Melchior J., Calipari E.S., McMahon D.G., Grueter B.A. Photoperiod impacts nucleus accumbens dopamine dynamics. eNeuro. 2023; 10(2): ENEURO.0361-22.2023. https://doi.org/10.1523/ENEURO.0361-22.2023
  2. Siemann J.K., Grueter B.A., McMahon D.G. Rhythms, reward, and blues: Consequences of circadian photoperiod on affective and reward circuit function. Neuroscience. 2021; 457: 220–34. https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2020.12.010
  3. Романчук Н.П., Пятин В.Ф. Мелатонин: нейрофизиологические и нейроэндокринные аспекты. Бюллетень науки и практики. 2019; 7: 176–96. https://doi.org/10.33619/2414-2948/44/08
  4. Siemann J.K., Williams P., Malik T.N., Jackson C.R., Green N.H., Emeson R.B., et al. Photoperiodic effects on monoamine signaling and gene expression throughout development in the serotonin and dopamine systems. Sci. Rep. 2020; 10(1): 15437. https://doi.org/10.1038/s41598-020-72263-5
  5. Otsuka T., Kawai M., Togo Y., Goda R., Kawase T., Matsuo H., et al. Photoperiodic responses of depression-like behavior, the brain serotonergic system, and peripheral metabolism in laboratory mice. Psychoneuroendocrinology. 2014; 40: 37–47. https://doi.org/10.1016/j.psyneuen.2013.10.013
  6. Munley K.M., Deyoe J.E., Ren C.C., Demas G.E. Melatonin mediates seasonal transitions in aggressive behavior and circulating androgen profiles in male Siberian hamsters. Horm. Behav. 2020; 117: 104608. https://doi.org/10.1016/j.yhbeh.2019.104608
  7. Munley K.M., Han Y., Lansing M.X., Demas G.E. Winter madness: Melatonin as a neuroendocrine regulator of seasonal aggression. J. Exp. Zool. A. Ecol. Integr. Physiol. 2022; 337(9–10): 873–89. https://doi.org/10.1002/jez.2601
  8. Green N.H., Jackson C.R., Iwamoto H., Tackenberg M.C., McMahon D.G. Photoperiod programs dorsal raphe serotonergic neurons and affective behaviors. Curr. Biol. 2015; 25(10): 1389–94. https://doi.org/10.1016/j.cub.2015.03.050
  9. Скупневский С.В. Изучение хронотоксикологического профиля крыс в условиях сезонных биоритмов и световой депривации. В кн.: Материалы II Региональной междисциплинарной конференции молодых учёных «Наука – Обществу» 29 ноября 2012 г. Владикавказ: ФГБУН «Федеральный научный центр «Владикавказский научный центр» Российской академии наук»; 2013.
  10. Агаджанян Н.А., Башкирова А.А., Власова И.Г. О физиологических механизмах биологических ритмов. Успехи физиологических наук. 1987; 18(4): 80–99.
  11. Varpe Ø. Life history adaptations to seasonality. Integr. Comp. Biol. 2017; 57(5): 943–60. https://doi.org/10.1093/icb/icx123
  12. Валеева Л.А., Годоражи О.Ю. Сезонные биоритмы коэффициента подвижности, ориентировочно-исследовательской активности и эмоциональной тревожности крыс. Медицинский вестник Башкортостана. 2009; 4(2): 186–8.
  13. Бессалова Е.Ю. Половые и сезонные отличия поведения крыс в «открытом поле». Свiт медицини та бiологiï. 2011; 1: 12–6.
  14. Батурин В.А. Взаимосвязь циркадного ритма двигательной активности с поведением крыс в открытом поле и У-образном лабиринте. Журнал высшей нервной деятельности. 1987; 37(3): 567–9.
  15. Буслович С.Ю., Котеленец А.И., Фридлянд Р.М. Интегральный метод оценки поведения белых крыс в «открытом поле». Журнал высшей нервной деятельности. 1989; 39(1): 168–70.
  16. Маркель А.Л. К оценке основных характеристик поведения крыс в тесте открытого поля. Журнал высшей нервной деятельности. 1981; 31(2): 301–7.
  17. Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Дж. П. Методики и основы эксперимента по изучению мозга и поведения. М.: Высшая школа; 1991.
  18. Нотова С.В., Казакова Н.Т., Маршинская О.В. Современные методы и оборудование для оценки поведения лабораторных животных (обзор). Животноводство и кормопроизводство. 2018; 101(1): 106–15.
  19. Сперанский С.В. Определение суммационно-порогового показателя (СПП) при различных формах токсикологического эксперимента. Методические рекомендации. Новосибирск; 1975.
  20. Юшков Б.Г, Корнева Е.А., Черешнев В.А. Понятие нормы в физиологии и патофизиологии. Физиологические константы лабораторных животных. Екатеринбург: УрО РАН; 2021.
  21. Wollnik F. Physiology and regulation of biological rhythms in laboratory animals: an overview. Lab. Anim. 1989; 23(2): 107–25. https://doi.org/10.1258/002367789780863538
  22. Илюха В.А., Виноградова И.А., Хижкин Е.А., Ильина Т.Н. и др. Влияние постоянного и естественного освещения на физиологическое состояние крыс. Принципы экологии. 2012; 1(1): 29–41.
  23. Sun L., Tang J., Liljenbäck H., Honkaniemi A., Virta J., Isojärvi J., et al. Seasonal variation in the brain μ-opioid receptor availability. J. Neurosci. 2021; 41(6): 1265–73. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.2380-20.2020
  24. Meyza K.Z., Sotowska-Brochocka J. Photoperiod affects distribution of dynorphin A in the brain of Siberian hamster. Acta Neurobiologiae Experimentalis Journal. 2006; 66(3): 207–13.
  25. Oron L., Sarne Y., Michaelson D.M. Effect of opioid peptides on electrically evoked acetylcholine release from Torpedo electromotor neurons. Neuroscience Letters. 1991; 125(2): 231-4. https://doi.org/10.1016/0304-3940(91)90036-s
  26. López-Aumatell R., Martínez-Membrives E., Vicens-Costa E., Cañete T., Blázquez G., Mont-Cardona C., et al. Effects of environmental and physiological covariates on sex differences in unconditioned and conditioned anxiety and fear in a large sample of genetically heterogeneous (N/Nih-HS) rats. Behav. Brain Funct. 2011; 7: 48. https://doi.org/10.1186/1744-9081-7-48
  27. Aguilar R., Gil L., Gray J.A., Driscoll P., Flint J., Dawson G.R., et al. Fearfulness and sex in F2 Roman rats: males display more fear though both sexes share the same fearfulness traits. Physiol. Behav. 2003; 78(4–5): 723–32. https://doi.org/10.1016/s0031-9384(03)00043-x

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Минигалиева И.А., Шабардина Л.В., Рябова Ю.В., Сутункова М.П., Привалова Л.И., Соловьева С.Н., Бутакова И.В., Клинова С.В., Романова К.В., 2023



СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 81728 от 11 декабря 2013.