Е.Ю. Бессалова ПОКАЗАТЕЛИ ЛОКОМОТОРНОЙ АСИММЕТРИИ БЕЛЫХ КРЫС В НОРМЕ И ПРИ ПАРЕНТЕРАЛЬНОМ ВВЕДЕНИИ КСЕНОГЕННОЙ СПИННОМОЗГОВОЙ ЖИДКОСТИ (С. 3-10)


Е.Ю. Бессалова

ПОКАЗАТЕЛИ ЛОКОМОТОРНОЙ АСИММЕТРИИ БЕЛЫХ КРЫС В НОРМЕ И ПРИ ПАРЕНТЕРАЛЬНОМ ВВЕДЕНИИ КСЕНОГЕННОЙ СПИННОМОЗГОВОЙ ЖИДКОСТИ

Крымский государственный медицинский университет им. С.И. Георгиевского, Симферополь, Украина

ПОКАЗАТЕЛИ ЛОКОМОТОРНОЙ АСИММЕТРИИ БЕЛЫХ КРЫС В НОРМЕ И ПРИ ПАРЕНТЕРАЛЬНОМ ВВЕДЕНИИ КСЕНОГЕННОЙ СПИННОМОЗГОВОЙ ЖИДКОСТИ
Е.Ю. Бессалова
Проведено исследование биологических эффектов ксеногенной спинномозговой жидкости. Установлено, что ликвор при парентеральном введении самкам белых крыс в период расцвета репродуктивной функции вызывает изменения показателей локомоторной асимметрии. Причина выявленных эффектов – в наличии биологически активных веществ в составе ликвора и его комплексном воздействии на звенья нейроиммуноэндокринной регуляторной системы реципиентов.
Ключевые слова: спинномозговая жидкость, асимметрия движения, крысы.
ASYMMETRY OF WHITE RATS MALES’ LOCOMOTION, NORMAL AND AFTER INJECTION OF XENOGENIC CEREBROSPINAL FLUID
Ye.Yu. Bessalova
The article is devoted to studying of the biological effects after parenteral injection of xenogenic cerebrospinal fluid. It was found that cerebrospinal fluid preparation caused effects on rats’ asymmetry of locomotion, which is associated with the presence of broad spectrum of biological active substances in mammalian cerebrospinal fluid and its complex effects on recipients’ neuroimmunoendokrine regulatory system.
Key words: cerebrospinal fluid, asymmetry of locomotion, white rat.

Введение. С позиций теории систем, нервная, эндокринная и иммунная системы асимметричны по целому ряду морфологических и функциональных параметров [1, 4, 8, 9]. В контралатеральных участках мозга установлено неодинаковое содержание медиаторов, нейрогормонов, нейропептидов, а также рецепторов к ним [4], противоположные парные органы эндокринной и иммунной систем, а также оппозиторные половины непарных органов асимметричны [1]. Спинномозговая жидкость (СМЖ) является одной из жидких сред организма и содержит множество биологически активных веществ. Помимо гормонов, медиаторов, опиатов, факторов роста, в ее составе выявлены также нейропептиды – гуморальные факторы асимметрии [2, 3]. По-видимому, асимметрия нейроиммуноэндокринной системы обусловливает асимметрию ликворной системы и существование индивидуального профиля функциональной асимметрии. Явление функциональной асимметрии выявлено не только в норме, но и при патологии и экспериментальных воздействиях. В условиях патологии асимметрия определяет полиморфизм и гетерогенность синдромов при одностороннем церебральном поражении, обуславливает появление в СМЖ фактора позиционной асимметрии [5]. При введении СМЖ больного с двигательными нарушениями у здорового реципиента возникают нарушения аналогичные таковым у донора с совпадением стороны расстройств. [2, 3]. С химическим составом СМЖ связан также феномен «спинальной памяти» — перенос состояния доноров реципиентам СМЖ. Нейропептиды – носители этой информации обладают высокой специфичностью: одни специфичны для правой стороны, другие – для левой. С их помощью можно перенести локальные функциональные перестройки, состояние аналгезии, импритинговое обучение, другие условные рефлексы [2, 3, 5]. Цель исследования – выявить эффекты СМЖ на показатели локомоторной асимметрии, а также сезонные особенности асимметрии движения в норме и при парентеральном введении СМЖ, что не было изучено ранее.

Материал и методы. Ликвор получали у лактирующих коров прижизненно методом субокципитальной пункции в количестве 60 мл и сохраняли в жидком азоте. Экспериментальные животные – беспородные белые крысы были разделены на 4 группы подопытных и контрольных самцов и самок. В каждой группе 10 крыс (всего 40 животных). СМЖ (в контрольной группе 0,9% раствор NaCl) вводили внутримышечно курсами: в январе однократно, в апреле многократно через день в течение месяца, в июле двукратно с интервалом 5 дней, осенью 1 раз в неделю в течение 2-х мес., в разовой дозе из расчета 2 мл/кг массы тела. Эксперимент проведен на протяжении 5-15-го месяцев жизни крыс, что продиктовано целью исследования. Каждый сезон использовали свежевзятую СМЖ. Животных тестировали в середине каждого сезона (январь, апрель, июль, октябрь): до начала инъекций, через 1-2 часа после первой инъекции, через 10 дней после первой инъекции, через 30 дней после первой инъекции. При работе с самками исследования проводили дифференцированно в стадию эструс и диэструс. Крыс содержали в стандартных условиях, при естественном освещении, брали крысят, рожденных в августе, из пометов с равным соотношением самцов и самок, количеством детенышей 8-10, крысят отсаживали от матери в 28 суток. При работе с крысами придерживались «Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных». Все крысы жили до естественной гибели.

Показатели локомоторной асимметрии исследовали при тестировании животных в установке «открытое поле» [6, 7]. На основе видеозаписи движения крыс подсчитывали количество правосторонних и левосторонних ротаций с последующим вычислением коэффициентов асимметрии, отражающих различные соотношения разнонаправленных ротаций. Абсолютное число правосторонних и левосторонних поворотов не учитывали вследствие малой информативности. Вычисляли коэффициент асимметрии, выраженный в единицах и в процентах. k = L/R, K = L × 100 / (L+R), где k – коэффициент асимметрии, выраженный в единицах (во сколько раз количество левосторонних ротаций преобладает), K – коэффициент асимметрии, выраженный в процентах (сколько процентов составляют левосторонние ротации от всех ротаций), L – число левосторонних ротаций, R – число правосторонних ротаций. Коэффициент асимметрии движения также вычисляли по формуле: Kас=(L-R)/(R+L)×100%, где Кас – коэффициент асимметрии, показывающий, на сколько процентов количество левосторонних ротаций преобладает над правосторонними. Этот коэффициент позволяет оценить направленность асимметрии и ее степень. Кроме того, оценивали относительный уровень асимметрии (ОУА) как степень отклонения асимметрии показателей двигательной активности у крыс подопытной группы (О) от таковых в контрольной группе (К) животных: ОУА = (К-О)/К. Показатели определяли для средних величин.

Результаты исследования и их обсуждение. Направление и степень функциональной асимметрии являются интегральными показателями деятельности ЦНС, указывая на доминантное полушарие головного мозга. Доминирующее направление поворотов и коэффициент асимметрии свидетельствуют о превосходстве по моторной активности контралатерального полушария. Таким образом, крыс, совершающих преимущественно левые повороты, называют правополушарными и наоборот [9].

Зима. При тестировании интактных самцов в зимнее время выявлены следующие результаты: на первом этапе тестирования самцы совершают преимущественно левосторонние ротации, затем их число снижается и на 10-е сутки эксперимента правосторонние ротации начинают преобладать, к 30-м суткам соотношение ротаций зеркально меняется, самцы становятся левополушарными (табл. 1). В подопытной группе самцов показатели абсолютно идентичны, относительный уровень асимметрии, отражающий отличия опыта и контроля не превышает сотых долей единицы на всех этапах тестирования. Таким образом, при развитии привыкания к условиям манежа, происходит смена направления поворотов при спонтанной двигательной активности у крыс в «открытом поле».

У самок показатели асимметрии стабильны: как в опыте, так и в контроле, процент левосторонних ротаций превосходит 50% и доходит до 74-х %, то есть самки в норме строго правополушарны. Лишь через час после введения СМЖ, у самок подопытной группы, не зависимо от стадии эстрального цикла, число правосторонних ротаций увеличивается: в стадию эструс соотношение становится 1:1, а в стадию диэструс направление асимметрии движения меняется на противоположное (табл. 1). На 10-е и 30-е сутки после введения СМЖ, соотношение ротаций у самок вновь становится прежним: левосторонние ротации преобладают.

Динамика показателей асимметрии самцов подопытной и контрольной групп в весеннее время аналогична зимней серии тестирований: на первом этапе доля левосторонних ротаций больше, затем их число снижается, и на 10-е сутки эксперимента правосторонние ротации начинают преобладать (табл. 2). Аналогичная динамика выявлена у самцов и летом (табл. 3). Введение СМЖ самцам подопытной группы практически не влияет на показатели локомоторной асимметрии.

У самок подопытной и контрольной групп весной и летом в период течки, стабильно преобладают левосторонние ротации (табл. 2, 3). Интенсивный весенний курс инъекций и двукратные инъекции весной практически не влияют на показатели асимметрии движения у самок в эструсе. В межтечковый период у самок контрольной и подопытной групп весной преобладают правосторонние ротации, за исключением 10-го дня эксперимента в подопытной группе, когда число левосторонних ротаций резко возросло до 71,4%, а затем вновь снизилось до 28,6%. В летнее время у самок подопытной и контрольной групп в диэструсе преобладают левосторонние ротации, как и в период течки.

Таблица 1. Результаты исследования показателей асимметрии движения в норме и при однократном парентеральном введении СМЖ (зима)

Показатели
Исследуемая группа, сроки эксперимента
контроль
опыт
стадия цикла
до инъекции
через час
через 10 суток
через 30 суток
до инъекции
через час
через 10 суток
через 30 суток
самцы
k, ед
1,6
1,5
0,9
0,6
1,3
1,6
0,9
0,6
-
k, %
60,8
60,0
48,6
35,5
57,1
61,7
48,2
36,4
-
k ас, %
21,6
20,0
-2,9
-29,0
14,3
23,4
-3,7
-27,3
-
ОУА
-
-
-
-
0,06
-0,03
0,01
-0,02
-
самки
k, ед
2,3
1,3
1,4
1,6
2,3
1,0
1,3
1,5
Э
1,7
2,4
2,9
1,3
1,5
0,7
1,1
2,1
Д
k, %
69,2
55,8
58,8
61,1
69,6
50,0
57,1
60,0
Э
62,5
71,0
74,1
56,3
60,6
41,2
51,7
68,2
Д
k ас, %
38,5
11,6
17,6
22,2
39,3
0,0
14,3
20,0
Э
25,0
41,9
48,2
12,5
21,2
-17,6
3,5
36,4
Д
ОУА
-
-
-
-
-0,01
0,10
0,03
0,02
Э
-
-
-
-
0,03
0,42
0,30
-0,21
Д

Примечание к таблицам 1-4: Показатели локомоторной асимметрии: k, ед – коэффициент асимметрии (ед); K, % – коэффициент асимметрии (%); Кас, % — коэффициент асимметрии движения (%); ОУА – относительный уровень асимметрии (ед).

Таблица 2. Результаты исследования показателей асимметрии движения в норме и при многократном введении СМЖ через день в течение месяца (весна).

Показатели
Исследуемая группа, сроки эксперимента
контроль
опыт
стадия цикла
до инъекции
через час
через 10 суток
через 30 суток
до инъекции
через час
через 10 суток
через 30 суток
самцы
k, ед
1,6
1,3
0,8
0,4
1,4
1,5
0,7
0,7
-
k, %
61,8
56,9
45,3
28,6
59,1
59,5
41,7
40,0
-
k ас, %
23,7
13,7
-9,4
-42,9
18,2
18,9
-16,7
-20,0
-
ОУА
0,04
-0,05
0,08
-0,40
-
самки
k, ед
1,7
1,9
1,6
2,2
2,0
1,3
1,2
1,5
Э
0,9
1,3
0,8
0,4
0,9
1,0
2,5
0,4
Д
k, %
62,5
65,1
60,8
68,8
66,1
56,0
55,4
60,5
Э
46,4
56,5
43,1
30,6
46,0
48,9
71,4
28,6
Д
k ас, %
25,0
30,2
21,7
37,5
32,3
12,0
10,8
21,1
Э
-7,3
12,9
-13,7
-38,9
-8,0
-2,1
42,9
-42,9
Д
ОУА
-
-
-
-
-0,06
0,14
0,09
0,12
Э
-
-
-
-
0,01
0,13
-0,66
0,07
Д

Примечание к таблицам 1-4: Показатели локомоторной асимметрии: k, ед – коэффициент асимметрии (ед); K, % – коэффициент асимметрии (%); Кас, % — коэффициент асимметрии движения (%); ОУА – относительный уровень асимметрии (ед).

Осень. У самцов подопытной и контрольной групп в среднем преобладают правосторонние ротации, не зависимо от инъекций СМЖ и сроков эксперимента (этапа тестирования). Самки подопытной и контрольной групп преимущественно правополушарны, как в эструс, так и в диэструс, за исключением первого этапа тестирования, когда соотношение ротаций приближалось к единице (табл. 4). Еженедельное введение СМЖ саамам несколько увеличивает число левосторонних ротаций по сравнению с правосторонними таким образом, что относительный уровень асимметрии у самок осенью достигает 0,21 и 0,31 на втором и третьем этапах тестирования.

Таблица 3. Результаты исследования показателей асимметрии движения в норме и при двукратном введении СМЖ с интервалом 5 дней (лето).

Показатели
Исследуемая группа, сроки эксперимента
контроль
опыт
стадия цикла
до инъекции
через час
через 10 суток
через 30 суток
до инъекции
через час
через 10 суток
через 30 суток
самцы
k, ед
1,5
1,6
0,8
0,6
1,4
1,7
0,9
0,6
-
k, %
60,5
60,8
45,5
38,9
57,8
63,5
47,1
36,0
-
k ас, %
21,1
21,6
-9,1
-22,2
15,6
27,0
-5,9
-28,0
-
ОУА
-
-
-
-
0,04
-0,04
-0,04
0,07
-
самки
k, ед
2,2
1,7
1,4
1,5
2,6
1,1
1,3
1,6
Э
1,8
2,4
2,7
1,4
1,9
0,7
1,1
1,9
Д
k, %
68,6
62,8
58,1
60,0
72,5
51,6
55,6
60,9
Э
64,1
70,3
73,0
57,5
65,6
41,2
51,6
65,4
Д
k ас, %
37,1
25,6
16,3
20,0
45,0
3,1
11,1
21,7
Э
28,2
40,5
46,0
15,0
31,3
-17,7
3,2
30,8
Д
ОУА
-
-
-
-
-0,06
0,18
0,04
-0,01
Э
-
-
-
-
-0,02
0,41
0,29
-0,14
Д

Примечание к таблицам 1-4: Показатели локомоторной асимметрии: k, ед – коэффициент асимметрии (ед); K, % – коэффициент асимметрии (%); Кас, % — коэффициент асимметрии движения (%); ОУА – относительный уровень асимметрии (ед).

Таблица 4. Результаты исследования показателей асимметрии движения в норме и при еженедельном введении СМЖ в течение 2-х месяцев (осень).

Показатели
Исследуемая группа, сроки эксперимента
контроль
опыт
стадия цикла
до инъекции
через час
через 10 суток
через 30 суток
до инъекции
через час
через 10 суток
через 30 суток
самцы
k, ед
0,5
1,0
0,9
1,1
0,4
0,9
0,7
0,8
-
k, %
34,4
50,0
46,7
51,3
28,9
47,1
41,5
44,4
-
k ас, %
-31,2
0,0
-6,7
2,6
-42,3
-5,9
-17,1
-11,1
-
ОУА
-
-
-
-
0,16
0,06
0,11
0,13
-
самки
k, ед
1,2
1,7
1,2
2,3
1,0
1,8
2,6
2,7
Э
0,6
1,4
1,5
1,5
1,4
1,7
1,8
2,6
Д
k, %
53,6
62,3
55,0
69,2
50,0
64,0
72,2
73,2
Э
38,3
58,8
60,4
59,4
57,5
62,5
64,5
72,0
Д
k ас, % 7,3 24,5 10,0 38,5 0,0 28,0 44,4 46,3%C

Выводы. 1.Самки беспородных белых крыс в норме в стадию эструс совершают левосторонние повороты в открытом поле, самцы – правосторонние. Самки в период течки являются правополушарными животными, самцы – левополушарными. 2. Показатели локомоторной асимметрии самцов относительно стабильны: они меняются лишь в зависимости от этапа тестирования (привыкание к манежу увеличивает число правосторонних ротаций), но практически не меняются в зависимости от сезона года и параметров введения СМЖ. 3. Показатели локомоторной асимметрии самок лабильны и зависимы от стадии эстрального цикла, сезона года и введения СМЖ: зимой и весной у самок в диэструс преобладают правые повороты, летом и осенью – левые. 4. Первая инъекция СМЖ зимой, не зависимо от стадии эстрального цикла, и весенний курс инъекций на 10-е сутки, вызывают обратимую инверсию показателей локомоторной асимметрии у самок. В остальные сезоны и этапы эксперимента, повторные и курсовые инъекции СМЖ не оказывают выраженного влияния на латерализацию двигательных функций в ЦНС.

Перспективы научного поиска в данном направлении. Перспективно исследование влияния СМЖ на морфофункциональное состояние органов нейроэндокринной системы, с целью изучения первоосновы выявленных изменений двигательной активности.

Список литературы:
  1. Абрамов В.В., Абрамова Т.Я. Асимметрия нервной, эндокринной и иммунной систем. – Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1996. – 97 с.
  2. Вартанян Г.А., Клементьев Б.И. Проблема химической асимметрии мозга // Физиология человека АН СССР. – 1988. – Т. 14, № 2. – С. 297-313.
  3. Вартанян Г.А., Неуймина М.В., Головкин В.И., Бисага Г.Н. Роль специфических пептидных факторов мозга в патогенезе и компенсации неврологических расстройств и их использование в клинике нервных болезней // Вестник Российской академии медицинских наук. – 1992. — № 3. – С. 34-37.
  4. Горошко Е.И. Функциональная асимметрия мозга, язык, пол: Аналитический обзор: Монография. – М. – Х.: ИД «ИНЖЭК», 2005.–280 с.
  5. Екушева Е.В., Вендрова М.И., Данилов А.Б., Вейн А.М. Вклад правого и левого полушарий головного мозга в полиморфизм и гетерогенность пирамидного синдрома // Журнал неврологии и психиатрии. – 2004. – Т. 104, № 3. – С. 8-12.
  6. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения: Пер. с англ. Е.Н. Живописцевой/Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Д.П.; под редакцией Батуева А.С. – М.: Высшая школа, 1991. – 399 с.
  7. Методические рекомендации по использованию поведенческих реакций животных в токсикоогических исследованиях для целей гигиенического нормирования. – Киев: Радянська Украина, 1980. – 46 с. Авторы-составители: Буркацкая Е.Н., Витер В.Ф., Тимофиевская Л.А., Балынина Е.С., Веселовская К.А., Шашкина Л.Ф., Голубева М.И.
  8. Пизова Н.В., Вербицкая Е.И., Пизов А.В. Зеркальные феномены у больных с различными аутоиммунными заболеваниями // Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова.–2006.–Т. 106, № 11.–С. 4-8.
  9. Функциональная межполушарная асимметрия: Хрестоматия. – М.: Научный мир, 2004. – 728 с. под. общ. ред. акад. Н.Н. Боголепова, д.б.н. В.Ф. Фокина.
Информация об авторе:
Бессалова Евгения Юрьевна, – кандидат медицинских наук, ассистент кафедры нормальной анатомии человека Крымского государственного медицинского университета им. С.И. Георгиевского, evgu@ukr.net.
Комментарии и пинги к записи запрещены.

Комментарии закрыты.

Дизайн: Polepin