Изменение в поведении животных под влиянием электромагнитного поля и связь с уровнем катехоламинов в центральной нервной системе

ИЗМЕНЕНИЕ В ПОВЕДЕНИИ ЖИВОТНЫХ ПОД ВЛИЯНИЕМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ И СВЯЗЬ С УРОВНЕМ КАТЕХОЛАМИНОВ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЕ

О.Б. Сеин, В.В. Лёшин, И.О. Борисов

Аннотация. При многократном воздействии СВЧ-поля наблюдается повышение уровня катехоламинов в таламусе, гипоталамусе, особенно это касается норад-реналина и дофамина. Многократное воздействие СВЧ-поля приводит к увеличению внутривидовой агрессии крыс. Агрессивное поведение может быть следствием как структурных и биохимических изменений в подкорке (повышение уровня катехоламинов), так и ослабления регулирующего влияния со стороны коры больших полушарий.

Ключевые слова: электромагнитное поле, катехола-мины, ЦНС, таламус, гипоталамус, адреналин, норад-реналин, дофамин, дофа.

Животный мир и человек тесно связаны с электромагнитными полями, эволюция животного мира происходила в условиях электромагнитного влияния. Развитие радиоэлектроники способствовало созданию генераторов электромагнитных полей и внедрению их в различные отрасли народного хозяйства, что дополнительно увеличивает электромагнитный фон окружающей человека среды.

В последнее время энергия сверхвысокой частоты используется в самых различных сферах деятельности человека. Распространенность этого фактора, степень его выраженности, а следовательно, и его значение не только в производстве, но и в быту непрерывно возрастает, что связано с расширением использования радиолокации, телевидения, бытовых микроволновых печей,

сотовых телефонов, медицинского применения СВЧ-энергии.

Таким образом, расширение сферы применения СВЧ-энергии привело к контакту с ней значительного количества различных категорий населения.

Неблагоприятное влияние на организм человека и животных излучение СВЧ-диапазона известно давно. Однако в силу определенных обстоятельств предметное изучение биологического действия этого вида энергии началось сравнительно недавно. Имеется значительное количество работ в отечественной и зарубежной литературе по проблеме СВЧ-излучений, которые утверждают, что нервная система считается наиболее чувствительной к воздействию СВЧ. Об этом также свидетельствуют известные в клинике факты нервно-психических расстройств лиц, длительно контактирующих с источниками электромагнитных полей.

Большой интерес представляет анализ поведенческих изменений, возникающих в результате действия СВЧ на предполагаемые синаптические медиаторы, а также изменений концентрации этих нейромедиаторов, что вызывает изменения поведения. Многие поведенческие расстройства в результате действия СВЧ-поля на ЦНС могут быть связаны с нарушениями в нейромедиаторных системах. Среди множества возможных медиаторов, которые, как правило, связывают с контролем за поведением, кате-холамины: дофамин (ДА), норадреналин (НА), адреналин, диоксифенилаланин (ДОФА).

Изучение влияния медиаторов на поведение и психическую активность животного и человека еще только начинается. Трудность этих исследований заключается прежде всего в том, что влияние здесь не изолировано и что в физиологических условиях оно является составной частью суммы влияний, действующих на психику.

Многочисленными исследованиями в области биохимии показана большая роль биогенных аминов и деятельность ЦНС. В настоящее время не вызывает сомнения, что как сами катехоламины, так и их обмен тесно связаны прежде всего с функциональным состоянием головного мозга. Катехоламины являются активными участниками нервных процессов, и нарушение их обмена может играть существенную роль в развитии нервных и психических заболеваний, возникающих под действием СВЧ-поля.

В качестве подопытных животных использовали 60 белых беспородных половозрелых крыс самцов весом 190-200 граммов.

Облучение осуществляли дистанционным методом в осенне-зимний период, во второй половине дня. Источник СВЧ-излучения - серийный генератор «Луч-58», работающий в непрерывном режиме генерации, длина волны - 12,6 см, частота - 2375 МГц. Животные находились в индивидуальных вентилируемых домиках из полистирола, воздействию подвергали дорсальную поверхность тела. Замеры СВЧ-поля проводились с помощью прибора МЗ-51.

Первая группа животных подвергалась однократному СВЧ-воздействию с плотностью потока энергии (ППЭ) 100 мВт/см2, экспозиция - 10 минут. Вторая группа крыс подвергалась одномесячному воздействию по одному часу 5 раз в неделю, плотность потока энергии в зоне облучения крыс - 10 мВт/см2.

Первая контрольная группа подвергалась мнимому воздействию, вторую составляли интактные животные.

Внутривидовую агрессию белых крыс изучали с помощью болевого раздражителя, которым являлся ток 40 В.

Экспериментальная камера размером 30*30*30 см. Пол состоит из металлических прутьев (диаметр 0,6 см, расстояние между прутьями 2 см). Имеются стимулятор для подачи тока на решетку и распределитель для варьирования прутьев в разные моменты времени (что не

позволяет крысам избежать удара тока, если они стоят на прутьях одной полярности). Производили подсчет атак за единицу времени.

Содержание катехоламинов: адреналина, норадре-налина, ДОФА, дофамина в подкорковых структурах головного мозга (таламусе, гипоталамусе, ретикулярной фармации) определяли биохимически по методике Э.Ш. Матлиной (1967г.).

Через 1 месяц воздействия СВЧ-полем ППЭ 10 мВт/см2 число атак у крыс увеличилось на 12%, через месяц восстановительного периода так же отмечается повышенное число атак на 7%, что свидетельствует об увеличении внутривидовой агрессии у белых крыс под влиянием многократного малоинтенсивного СВЧ-поля. После однократного СВЧ-воздействия ППЭ 100 мВт/см2 10-минутной экспозицией агрессия, вызванная болью (электрораздражением), снижается.

Через 1 месяц восстановительного периода опытная группа не отличается от контрольных животных. Животные, которые подвергались многократному малоинтенсивному воздействию, более агрессивны, чем животные, подвергнутые однократному воздействию СВЧ-полем высокой интенсивности.

При многократном воздействии СВЧ-поля 10 мВт/см2 количество адреналина в ткани мозга до 20-го дня облучения существенно не меняется и лишь на 20-й день его уровень повышается на 24%, а к 30-му дню возвращается к исходной величине. Уровень норадре-налина повышается и на 30-й день составляет 120% от исходной величины, содержание дофамина повышается только на 17%, содержание же ДОФА на 10-й день несколько повышается, а к 30-му дню снижается. При воздействии СВЧ-поля интенсивностью 100 мВт/см2 наблюдается несколько другая картина. На 5-й день после облучения количество адреналина повышается на 25% по сравнению с контролем. Этот уровень постепенно снижается и к концу месяца составляет 75%. Такой же характер имеет уровень норадреналина. Уровень ДОФА постепенно снижается и к концу месяца составляет 25%. Наиболее чувствительными к действию СВЧ-поля оказались норадреналин и дофамин в отличие от ДОФА и адреналина.

Таким образом, СВЧ-поля указанных интенсивно-стей оказывают существенное влияние на количественное содержание в мозге биологически активных веществ - катехоламинов, которые связаны с процессами возбуждения и торможения ЦНС.

Таблица 1-Содержание катехоламинов в ткани го-

ловного мозга крысы при воздействии СВЧ-поля. _10 м Вт/ см2 экспозиция 1 час в течение месяца

Показатели Контроль Дни исследования

5 дней 10 дней 20 дней 30 дней

Адреналин 0,04± 0,012 0,04± 0,013 0,04± 0,011 0,05± 0,014 0,04± 0,010

Норадреналин 0,50± 0,05 0,54± 0,07 0,56± 0,09 0,61± 0,06 0,62± 0,09

Дофамин 39,0± 0,40 42,6± 0,35 43,7± 0,42 44,6± 0,34 45,7± 0,46

Дофа 0,04± 0,009 0,04± 0,005 0,05± 0,004 0,04± 0,005 0,03± 0,007

Выводы

1. При многократном воздействии СВЧ-поля наблюдается повышение уровня катехоламинов в таламу-се, гипоталамусе, особенно это касается норадреналина и дофамина.

2. Многократное воздействие СВЧ-поля приводит к увеличению внутривидовой агрессии крыс. Агрессив-

ное поведение может быть следствием как структурных и биохимических изменений в подкорке (повышение уровня катехоламинов), так и ослабления регулирующего влияние со стороны коры больших полушарий.

Список использованных источников

1 Буреш, Я. Методика и основные эксперименты по изучению мозга и поведения/ Я. Буреш.-М., 1991.

2 Косицин, Н.С. Микроструктура дендритов и аксоденд-ритических связей в центральной нервной системе/ Н.С. Ко-сицин.- М.: Наука, 1976.-200с.

3 Косицин, Н.С. Ультраструктура синаптических соединений/ Н.С. Косицин// В сб

Внутриузловые межнейрональные связи - Л.: Наука, 1973.-С.38-43.

4 Леонтович, Т.А. Нейронная организация подкорковых образований переднего мозга/ Т.А. Леонтович. - М., 1978.

5 Меркулова, Л.М. Реакция возбудимых тканей организма на импульсные магнитные поля/ Л.М. Меркулова, Ю.А. Холодов. - Чебоксары, 1996.

6 Холодов, Ю.А. Реакция нервной системы на электромагнитные поля/ Ю.А. Холодов.-М.: Наука, 1979.-168с.

7 Основные направления исследования в СССР биологических эффектов микроволновой радиации / М.Т. Шандала, Ю.Д. Думанский, М.И. Руднев и др. // Гигиена и санитария.-1981.-№10.-С.4-7.

8 Шеперд, Г. Нейробиология/ Г. Шеперд.-М.: Мир, 1987.-Т.11.-362 с.

9 Яковлева, М.И. Физиологические механизмы действия электромагнитных полей/ М.И. Яковлева.- М.: Медицина, 1973.- 175с.

10 Ярыгин, М.Е. Патологические и приспособительные изменения нейроцита/ М.Е. Ярыгин, В.М. Ярыгин.- М.: Медицина, 1973.-192с.

Информация об авторах

Сеин Олег Борисович, доктор биологических наук, профессор кафедры терапии и акушерства ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА», тел.(4712)53-14-04. Е-mail: academy @ kqsha ru

Лёшин Виктор Васильевич, доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой нормальной физиологии медицинского института ФГБоУ ВПО «Орловский ГАУ».

Борисов Игорь Олегович, соискатель ФГБОУ ВПО «Орловский ГАУ».