Поведенческая активность линейных и нелинейных мышей разных цветовых вариаций в тесте «Открытое поле»

ВЕСТНИК УДМУРТСКОГО УНИВЕРСИТЕТА БИОЛОГИЯ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ

УДК 159.929

Н.А. Худякова, Т.В. Баженова

ПОВЕДЕНЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ЛИНЕЙНЫХ И НЕЛИНЕЙНЫХ МЫШЕЙ РАЗНЫХ ЦВЕТОВЫХ ВАРИАЦИЙ В ТЕСТЕ «ОТКРЫТОЕ ПОЛЕ»

В тесте «открытое поле» исследовано поведение взрослых линейных и нелинейных групп мышей агути, белой и черной окраски. Выявлены достоверные отличия в двигательной и исследовательской активности между линейными и нелинейными животными-альбиносами. Линия BALB/c проявляет пассивную стратегию поведения.

Ключевые слова: двигательная активность, линейные мыши, открытое поле.

Поведение - это важнейший способ адаптации к меняющимся условиям окружающей среды. Двигательное и исследовательское поведение представлено у грызунов определенными актами и позами, способствующими сбору информации о незнакомой ситуации. Для изучения данных реакций у мышей и крыс прибегают к установке «открытое поле». Особое значение имеют исследования, проводимые на животных с разными генотипами [1; 2].

Целью нашей работы является исследование и выявление различий в поведенческой активности линейных и нелинейных мышей агути, белой и черной окраски в тесте «открытое поле».

Материалы и методика исследований

Нами было проведено 120 опытов на взрослых линейных (CBA, BALB/c, C57BL/6) и нелинейных мышах агути, черной и белой окраски (по 20 опытов в каждой группе) в тесте «открытое поле». Все экспериментальные процедуры проводились согласно международным правилам по содержанию и работе с лабораторными животными. Мыши содержались в виварии при стандартном пищевом и температурном режиме. Поведение рассматривалось в специальной установке «открытое поле», изготовленной фирмой Open Science: арена белого цвета с непрозрачным бортом высотой 31 см, диаметром 62 см, расчерченной на сектора, на пересечении которых располагались «норки» (отверстия на полу). После проведения каждого эксперимента установка протиралась ветошью. Арена специально не освещалась, опыты проводились в комнате в вечернее время при свете дневных ламп (освещенность - 150 лк) с уровнем шума в пределах 20 дБ. При этом регистрировался ряд элементарных двигательных актов и поз, совокупность которых характеризует целостное поведение в «открытом поле».

Процедура: животное помещалось в центр арены хвостом к экспериментатору и наблюдалось его поведение в течение 5 мин. Как только мышь пересекала линию сектора, осуществлялась соответствующая отметка. Количество пересечений отмечалось за каждую минуту отдельно. Также в «открытом поле» помимо горизонтальной активности (число пересеченных линий по периферии и центру арены суммарно) фиксировалось количество заглядываний в «норки» (засовывание головы внутрь отверстий), груминг (количество приближений передних лап ко рту и их облизывание, чистка передней части морды, тела, а также длительность груминга), дефекация (количество экскрементов), вертикальная двигательная активность (количество подъемов на задние лапы с опорой и без опоры на стенку суммарно). Сбор результатов производился в течение 5 мин, причем высчитывалось среднее значение за 1 мин. Обработка результатов эксперимента проводилась с помощью программ RealTimer разработки компании Open Science, представляющей собой актограф, а также Microsoft Excel и StatSoft Statistica v6.0. Поскольку распределение исследуемых поведенческих данных было нормальным, то достоверность различий между группами линейных и нелинейных оценивали попарно по критерию Стьюдента.

Результаты и их обсуждение

Известно, что у активных животных ориентировочно-исследовательская мотивация превалирует над эмоцией страха перед незнакомой обстановкой [3]. В проведенных нами экспериментах в тесте «открытое поле» была зафиксирована такая ориентировочно-исследовательская деятельность животных, как вертикальная (с опорой и без опоры на стенку), горизонтальная двигательная активность,

заглядывание в норки, а также эмоциональные проявления - груминг и дефекация. По результатам исследований был построен ряд диаграмм, которые показали следующее: на рис. 1, 2 и 3 заметно, что исследовательская и двигательная активность нелинейных белых мышей достоверно (р<0,001) выше, нежели у линейных (BALB/c), а уровень дефекации - достоверно (р<0.05) ниже, что может говорить о более высоком уровне тревожности линии BALB/c по сравнению с нелинейными животными такого же окраса. При этом оси Х соответствуют экспериментальные группы линейных и нелинейных мышей, оси Y - количество совершенных действий за время проведения эксперимента (в течение 5 мин); темными столбцами обозначены нелинейные мыши (агути, черной и белой окраски), а белыми - линейные (СВА, C57BL/6, BALB/с). Таким образом, на рис. 1 можно проследить, что общая горизонтальная двигательная активность белых нелинейных мышей в течение эксперимента составляет в среднем 6,7 ±0,5 пересеченных линий по периферии и центру (ось Y) за 1 мин, а у линейных мышей данный показатель равен лишь 3,1±0,3. Достоверно отличаются показатели горизонтальной двигательной активности не только у белых мышей с BALB/c (р<0,001), но и между C57BL/6 и черными нелинейными, причем в последнем случае активность оказалась выше у линейных животных (C57BL/6) (р<0,01). В то же время показатели СВА и нелинейных агути находятся примерно на одном уровне (8,8±0,5 - СВА и 8,5±0,6 - агути).

Рис. 1. Горизонтальная двигательная активность нелинейных и линейных

Рис. 2. Количество заглядываний в «норки» нелинейных и линейных (СВА, BALB/c, C57BL/6) мышей

На рис. 2, где осью Y обозначено количество заглядываний в «норки» в течение эксперимента, в пересчете за 1 мин, можно заметить, что и в данном случае активность BALB/c достоверно ниже, в сравнении с другими группами мышей (3,3±0,2) (р<0,001). Как и в случае с проявлением горизонтальной активности, первые два столбца (СВА, нелинейные агути) на рис. 2 остаются на одном уровне (6,8±0,3 и 6,9±0,4 соответственно), то есть данные группы животных показывают практически одинаковую степень как двигательной, так и исследовательской активности. Однако обратная картина наблюдается между C57BL/6 и черными нелинейными мышами: последние заглядывают в «норки» чаще (8,4±0,5).

Наиболее яркий контраст прослеживается в проявлении вертикальной двигательной активности (рис. 3), где линейные белые мыши почти не поднимаются на задние лапы (средний показатель -

0,02±0,01 подъема в минуту за время всего эксперимента), в то время как у нелинейных данные цифры колеблются от 0,60 до 0,82. Как и в предыдущих случаях, достоверные отличия прослеживаются между BALB/c и белыми нелинейными мышами (р<0,001). Одинаковую максимально высокую активность здесь проявили C57BL/6 и нелинейные агути (0,82±0,10).

і

в

0 Е

и

1 I

СВА/ агути

С576І./ черные мыши

ЗАІ.бс/ белые

Рис. 3. Вертикальная двигательная активность нелинейных и линейных (СВА, BALB/c, C57BL/6) мышей

Из литературных источников известно, что частое и короткое по времени «умывание» является тревожным грумингом, а высокий уровень дефекации дополнительно указывает на тревожность животного, его беспокойство, страх [4-6]. Таким образом, достоверно высокий уровень дефекации (ось Y) (рис. 4) у линии BALB/c (р<0,05) и СВА (р<0,01) доказывает наличие у них большей степени тревожности, нежели у нелинейных особей аналогичной пигментации.

£

СВА/ агути

С57Е)ичерные

мыши

ВАІ.В:/ йепые

Рис. 4. Средние показатели эмоциональной активности нелинейных и линейных (СВА, BALB/c,

C57BL/6) мышей

Итак, достоверные отличия наблюдаются между C57BL/6 и черными нелинейными (в проявлении горизонтальной двигательной активности), между BALB/c и белыми нелинейными мышами (дополнительно по всем остальным исследованным параметрам). В случае сопоставления белых линейных и нелинейных мышей-альбиносов с животными, имеющими пигмент меланин (линейные (C57BL/6, CBA) и нелинейные черные и агути), последние оказались менее тревожными и с более высокими показателями исследовательской и двигательной активности.

Похожие эксперименты, проведенные ранее на линиях C57BL/6 и BALB/c, доказали присутствие отличий в проявлении двигательной активности между депигментированными и пигментированными животными [7]. Мыши линии C57BL/6 использовали активную поведенческую стратегию в тесте «открытое поле». Поведенческая стратегия животных линии СВА менее активна. BALB/c - еще менее активны, чем пигментированные мыши, особенно хорошо заметно торможение двигательной активности у данной линии в условиях проведения тестирования при достаточно ярком освещении (так как ориентироваться в данной ситуации им приходилось преимущественно при помощи плохого зрения). При плохом освещении носители мутации альбинизма хорошо ориентируются и заметно увеличивают двигательную активность, поскольку ориентируются как пигментированные, так и де-пигментированные животные в темноте преимущественно при помощи вибрисс [2].

Таким образом, помимо влияния депигментации на функцию зрения (что является ранее известным фактом) носители данной мутации по ряду признаков отличаются от пигментированных животных. Мутация альбинизма связана с изменениями (по некоторым данным, с делецией) структурного гена фермента тирозиназы. Это означает, что при развитии данного фенотипа могут происходить сложные компенсационные изменения, затрагивающие обмен, в частности, таких важных веществ, как катехоламины. Подобные плейотропные эффекты могут быть причиной особенностей поведения животных-альбиносов [7]. Но, с другой стороны, в нашей работе это не вполне объясняет различия в ориентировочно-исследовательской активности линейных (BALB/c) и нелинейных мышей-альбиносов. Поэтому мы предполагаем, что наша группа нелинейных животных-альбиносов была неоднородна по биохимическим показателям активности тирозиназы. У человека возможно развитие фенотипического альбинизма как при тирозиназно-положительном, так и при тирозиназно-отрицательном генотипе [8]. Соответственно у нелинейных животных при различном уровне тирози-назы возможен различный уровень катехоламинов и различный уровень двигательной активности в тесте «открытое поле». По-видимому, в группе нелинейных белых животных преобладали мыши с низкой активностью тирозиназы и высоким уровнем катехоламинов, что и объясняет их парадоксально высокую горизонтальную и вертикальную активность. В отличие от нелинейных альбиносов, BALB/c - линия с низким уровнем катехоламинов и низким уровнем горизонтальной и вертикальной активности [9].

Выводы

1.Обнаружены достоверные отличия в горизонтальной и вертикальной двигательной, а также исследовательской активности между линейными и нелинейными мышами белой окраски.

2.Линия BALB/c проявляет наименьшую двигательную и исследовательскую активность.

3.Пигментированные животные проявляют большую двигательную активность в сравнении с альбиносами.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Fraser L.M, Brown R.E., Hussin A., Fontana M., Whittaker A., O’Leary T.P., Lederle L., Holmes A., Ramos A. Measuring anxiety- and locomotion-related behaviours in mice: a new way of using old tests // Psychopharmacology. 2010. Vol. 211. Р. 99-112.

2. Avgustinovich D.F, Lipina T.V, Bondar N.P, Alekseyenko O.V, Kudryavtseva N.N. Features of the Genetically Defined Anxiety in Mice // Behavior Genetics. 2000. Vol. 30, № 2. P. 101-109.

3. Червова И.В. Поведенческие, вегетативные и гуморальные корреляты процесса адаптации крыс к условиям «открытого поля»: дис. ... канд. биол. наук. Барнаул, 2007. 133 с.

4. Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Дж.П. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. М.: Высш. шк., 1991. С. 119-122.

БИОЛОГИЯ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ 2012. Вып. 2

5. Калуев А.В. Изучение тревожности у животных - вчера, сегодня, завтра // Стресс и поведение: Материалы 7-й междисциплинарной конф. по биологической психиатрии. Москва, Россия 26 - 28 февраля 2003 г. URL: http://www.mosmedclinic.ru/conf_library/2003/4/451

6. Калуев А.В. Проблемы и методы изучения груминга при анализе стрессорного поведения у грызунов / Центр физиолого-биохимических проблем. Киев, Украина. URL: http://nature.web.ru/db/msg.html

7. Зорина З.А., Полетаева И.И., Резникова Ж.И. Основы этологии и генетики поведения. М.: Высш. шк., 2002. С. 304-307.

8. Шабалов Н.П. Неонатология: учеб. пособие: в 2 т. 3-е изд., испр. и доп. М.: МЕДпресс-информ, 2004. Т. 1. 608 с.

9. Наркевич В.Б., Кудрин В.С., Клодт П.М., Покровский А.А, Козловская М.М., Майский А.И., Раевский К.С. Влияние гептапептида селанка на содержание моноаминов и их метаболитов в структурах мозга мышей линии BALB/C и C57BL/6: сравнительное изучение // Экспериментальная и клиническая фармакология. 2008. Т. 71, № 5. С. 8-12.

Поступила в редакцию 15.03.12

N.A. Khudyakova, T.B. Bazhenova

Behavioural activity of linear and nonlinear mice of different color variations in the test «open field»

The purpose of this work is the research of the behavioural activity of adult linear and nonlinear (white and black) mice aguti in the test «open field». Authentic distinctions have been revealed between linear animals and nonlinear animals-albino in relation to motor and investigation activities. The line BALB\c shows a passive strategy of behavior.

Keywords: motor activity, linear mice, open field.

Худякова Нина Алексеевна, кандидат биологических наук, доцент E-mail: whitemouse@udm.ru

Баженова Татьяна Викторовна, аспирант

ФГБОУ ВПО «Удмуртский государственный университет» 426034, Россия, г. Ижевск, ул. Университетская, 1

Khudyakova N.A.,

candidate of biology, associate professor E-mail: whitemouse@udm.ru

Bazhenova T.B., postgraduate student

Udmurt State University

426034, Russia, Izhevsk, Universitetskaya st., 1/1