Нейротоксичность неорганических соединений ртути в отдаленном постконтактном периоде при экспериментальном моделировании

Результаты анализа истории изменения численности представлены на рисунке 1, из которого видно, что с течением времени в популяции Муринской банки олигохеты сохраняли приблизительно стабильную численность. В Ольхонских воротах, напротив, произошло скачкообразное увеличение численности при доле замен в 0,027. Если учесть, что в данной группе организмов доля замен в 0,022 — 0,026 накапливается за 1 млн лет, скачок численности произошел примерно 1,06—1,24 млн. лет назад.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 08-04-98063).

литература

1. Кайгородова И.А.Исследование монофилии рода Rhynchelmis Hoffmeister, 1843 (Oligochaeta, Lumbriculidae): филогения, основанная на морфологии / И.А. Кайгородова, В.Г. Ливенцева // Электронный журнал "Исследовано в России”. —2007. — № 139. — С. 1506—1516. http://zhurnal.ape.relarn.ru/ articles/2007/139.pdf

2. Ливенцева В.Г. Филогенетический анализ родства видов рода Rhynchelmis (Oligochaeta, Annelida) / В.Г. Ливенцева, И.А. Кайгородова // Бюлл. ВСНЦ СО РАМН. - 2003. - № 7. - С. 131-132, 171.

3. Kaygorodova I.A. Molecular phylogeny of Baikalian Lumbriculidae (Oligochaeta): Evidence for recent explosive speciation / I.A. Kaygorodova, D.Yu. Sherbakov, P. Martin // Comparative Cytogenetics. - 2007. - N 1. - P. 71-84.

4. Martin P. Description of two new species of Rhynchelmis (Oligochaeta: Lumbriculidae) from Lake Baikal (Russia), using classical morphology and ultrastructure of spermatozoa / P. Martin, M. Ferraguti, I. Kaygorodova // Annls. Limnol. - 1998. - N 34(3). - P. 283-293.

Н.Л. Якимова

нЕйротоксичность неорганических соединений ртути в отдаленном Постконтлктном периоде при экспериментальном моделировании

АФ - НИИ медицины труда и экологии человека ГУ НЦ МЭ ВСНЦ СО РАМН

Наблюдающееся нарастание нарушений психо-неврологического статуса в отдаленном периоде у лиц, находившихся в контакте с неорганическими соединениями ртути (НСР) как на производстве, так и в быту, обусловливает актуальность выполнения экспериментальных исследований, направленных на установление патогенетических механизмов последствий ртутной интоксикации.

Целью исследования явилась сравнительная оценка нарушений поведения, нейрохимических, нейрофизиологических изменений головного мозга у лабораторных животных в отдаленном периоде воздействия паров металлической ртути и сулемы.

материалы и методы

Объектами исследования являлись беспородные белые крысы. Животных опытных групп в течение 7 недель подвергали ингаляционному воздействию парами металлической ртути или подкожному введению сулемы. Обследование проводили через 8 недель после экспозиции тестированием по методам «открытое поле», «крестообразный лабиринт», «чужак — резидент», «вращающийся стержень», исследуя ЭЭГ, а также определяя в гомогенате головного мозга показатели ПОЛ и содержание нейромедиаторов.

результаты

При анализе индивидуального поведения белых крыс установлено нарушение целостной структуры поведения при введении НСР, имеющее аналогичную направленность и общие закономерности. После экспозиции парами ртути число обследований отверстий открытого поля среди белых крыс, у которых регистрировался данный акт, было ниже по сравнению с контролем и составляло 2,76 ± 0,3 усл. ед. и 3,52 ± 0,3 усл ед. (р < 0,05). Животные с ртутной экспозицией статистически значимо дольше контрольных выполняли акты «вертикальная стойка» (2,0 ± 0,65 сек. и 0,27 ± 0,15 сек.), «стойка с упором» (3,4 ± 0,57 сек. и 1,3 ± 0,19 сек.) и «фризинг» (4,4 ± 3 сек. и 0,34 ± 0,20 сек., соответственно). Количество крыс, выполняющих акт «стойка с упором», составило 36,36 ± 8,3 % в опыте и 61,11 ± 8,1 % в контроле. Время акта «груминг» составляло 8,5 ± 2,5 сек. в опыте и 0,52 ± 0,23 сек. в группе сравнения. При воздействии сулемы у животных опытной группы достоверно увеличилось число акта «фризинг», в то время как у животных контрольной группы данный акт отсутствовал. Изменение горизонтальной двигательной активности у белых крыс, получивших сулему, проявилось в уменьшении числа «локомоций» (0,91 ± 0,31 усл. ед.) по сравнению с интактными (2,2 ± 0,77 усл. ед.). Снижение показателя локомоторного поведения и вертикальной активности в «открытом поле» является показателем поведенческой стратегии со склонностью к пассивно-оборонительной реакции на новую обстановку. Увеличение числа паттерна «груминг» в 1,6 раза у подвергнутых воздействию сулемы белых крыс может свидетельствовать об усилении состояния тревожности.

Кластерный анализ выявил нарушения целостной структуры поведения. При воздействии паров ртути выявлены слабая исследовательская мотивация и высокий уровень тревожности, в то время как в контрольной группе переходы «обнюхивание — норка — локомоции» являлись выражением исследовательского поведения. При интоксикации сулемой происходило рассогласование цепи актов, наблюдались переходы «стойка с упором — движение на месте — обнюхивание», характеризующие состояние страха.

В тесте «чужак — резидент» у животных, получивших ингаляции ртутью, 42,86 % особей нападали на чужака, в то время как в контрольной группе — 25,0 %. Это согласуется с литературными данными о повышении уровня агрессии при длительном воздействии парами ртути. У белых крыс после интоксикации сулемой не установлено значимых различий по числу особей с завершенными атаками на «чужака» (50,0 % в опытной группе и 46,67 % в контрольной), что может быть связано с вялостью, угнетением двигательной активности животных.

Установлено превышение времени удержания на «вращающемся стержне» у белых крыс, получивших ингаляционную экспозицию парами ртути: 44,27 ± 10,1 сек. при 24,06 ± 3,8 сек. в группе сравнения, что обусловлено неврологическими нарушениями в виде мышечного гипертонуса. Длительность удержания на «стержне» при воздействии двухлористой ртутью изменялась незначительно — 84,00 ± 18,00 сек. по сравнению с 102,00 ± 14,00 сек. в контрольной группе. У крыс, подверженных воздействию ртути, повышалась способность к выработке условного пищедобывательного рефлекса дифференцировки освещенности, особи опытной группы опережали интактных по количеству правильных побежек к кормушке. Воздействие сулемой приводило к замедлению процесса обучения, белые крысы после воздействия сулемой совершали меньшее общее количество побежек к кормушке, в том числе подкрепляемых по-бежек.

При ингаляционном воздействии ртути в отведении Б4 у белых крыс опытной группы увеличивалось время всего ответа, статистически значимо выше была амплитуда основного пика (Р200) и пика N3, а амплитуда пика Р3 — окончания ответа — статистически значимо ниже (2 = 7,5, при р = 0,05 для обоих значений). В отведении Р3 этот показатель был ниже у животных опытной группы с достоверным различием пика Р1. Отмечалось удлинение времени появления начала ответа (пики N1, Р1), латентности основного пика Р200, и в отведении Р3, несмотря на нормальные значения латентности начала ответа, наблюдалось увеличение основного пика Р200 и длительности всего ответа. Изменялись качественные характеристики потенциала Р200 по форме: в ряде случаев наблюдалась раздвоенность пика и увеличивалось время остаточного шума. Исследования биоэлектрической активности головного мозга белых крыс с интоксикацией сулемой показали развитие избыточной десинхронизации нейронных элементов и нарушение корково-подкорковых связей головного мозга. Об этом свидетельствуют изменения биопотенциалов мозга в фоновой записи с преобладанием р1-ритма, меньшая реакция амплитудных значений корково-подкорковых ответов, а также более значительное увеличение латентности пика Р200 и времени всего зрительного ответа.

В ткани головного мозга белых крыс, получивших НСР, выявлены активации процессов ПОЛ и незначительное снижение уровня метаболитов оксида азота, наряду с повышением уровня дофамина. Установлена отрицательная корреляция между уровнем восстановленного глутатиона и содержанием серотонина ^ = —0,928, р = 0,008) в гомогенате мозга опытных животных. По результатам регрессионного анализа в «крестообразном лабиринте» длительность обнюхиваний на 84 % (р < 0,001), а число выглядываний из темного рукава — на 93 % (р < 0,01) определялись уровнем норадреналина в головном мозгу. Это подтверждает значимость данного нейромедиатора в выполнении актов исследовательского поведения и усилении ориентировочно-исследовательской мотивации.

заключение

Длительное воздействие НСР приводило в отдаленном периоде к формированию нарушений поведенческой активности, нейрофизиологических, биохимических изменений у животных, характерных для поражения центральной нервной системы. Изменения поведения имели одинаковую направленность, однако при ингаляционном воздействии ртути более выражены агрессивность, мышечный гипертонус и ускорение выработки условного рефлекса. В головном мозге животных опытной группы наблюдалось накопление продуктов ПОЛ, повышение уровня дофамина. Нарушение корково-подкорковых связей головного мозга выражалось в развитии десинхронизации, уменьшении медленноволновой активности при фотостимуляции.