Канунникова Н.П., Башун Н.З., Иванютин В.А., Недорезов В.Л., Старцева Е.В., Мандрик К.А., Сушко Л.И., Юралевич С., Адамович Е.А., Плявго К.А. ОСОБЕННОСТИ ПОВЕДЕНЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ И БИОХИМИЧЕСКИХ ПРОЯВЛЕНИЙ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО СТРЕССА В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МОДЕЛИ ФИЗИЧЕСКОГО ИСТОЩЕНИЯ Гродненский государственный университет им. Я.Купалы, Гродно. Белорусский государственный медицинский университет, Минск Хронический стресс и физическое переутомление являются важными факторами, способствующими возникновению различных заболеваний. Среди основных механизмов, опосредующих эффекты стресса на уровне клетки, выделяют повреждающее действие окислительного стресса. В то же время выраженность реакций окислительного стресса и показателей активности антиоксидантных систем в крови и других тканях организма заметно варьируют в разных моделях хронического стресса, что затрудняет изучение вклада окислительного стресса в развитие происходящих при этом нарушений. Одной из проблем, с которой сталкиваются исследователи при моделировании хронического стресса на животных, является выбор экспериментальной модели, наиболее адекватной состоянию выраженного физического истощения у человека. Наиболее распространенными моделями развития физического утомления на крысах являются модели с использованием тредбана или длительного плавания в бассейне. Каждая из моделей имеет определенные ограничения как с точки зрения наличия специальной аппаратуры для моделирования усталости, так и с точки зрения удобства работы для экспериментатора. Нами предлагается доступная модель физического истощения в опытах на лабораторных животных. Физическое истощение создавали депривацией сна и постоянным физическим напряжением. Для этого крыс-самцов массой 250-280 г. на 24 ч помещали в небольшие клетки на индивидуальные площадки размером 6 х 6 см, которые окружала вода температурой 25 °С и слоем 3 – 4 см. Чтобы удержаться на площадках, животные были вынуждены держаться в постоянном физическом напряжении в течение всего эксперимента, что привело к проявлениям у них выраженной физической усталости. Депривация сна была дополнительным отягощающим моментом в развитии явлений хронического стресса. После 24 ч нахождения в вынужденных условиях крыс подвергли исследованиям на изменения поведенческой активности и показателей окислительного стресса. Изменения поведенческой и двигательной активности оценивали по тестам «Продырявленное открытое поле» и «Приподнятый крестообразный лабиринт». На основании полученных данных рассчитывали координационную активность (сумма ВДА и груминга), общую двигательную (исследовательскую) активность (сумма ГДА, ВДА, груминга, обследования отверстий), вегетативный индекс (отношение эмоционального статуса к общей двигательной активности). После тестирования животных по поведенческим показателям и через 1 ч после окончания физической нагрузки животных декапитировали, собирали кровь и выделяли головной мозг, из которого выделяли большие полушария и замораживали их в жидком азоте, а затем до проведения биохимического анализа хранили в морозильной камере при 80о. В больших полушариях мозга провели изучение основных показателей, характеризующих состояние окислительно-восстановительного баланса в тканях. В частности, Изучение поведения животных после 24 ч постоянного физического напряжения и депривации сна показало, что в условиях данной модели происходят изменения в структуре поведения крыс в тесте «открытое поле», характерные для грызунов, находящихся в условиях стресса. Наблюдается статистически значимое по сравнению с интактными животными увеличение координационной активности животных, главным образом за счет увеличения числа эпизодов груминга. На этом фоне статистически значимо снижалось число актов дефекации и уринации, отражающих вегетативный статус животных, их эмоциональное состояние (испуг, тревогу, неуверенность). Наряду с купанием, зеванием и потягиваниями, груминг традиционно относят к категории комфортного поведения. С другой стороны, именно у грызунов груминг специфически активируется при действии стресса, и поэтому считается одним из его поведенческих маркеров. B этом случае интенсивный груминг является примером так называемой "смещенной активности", которая возникает у животных при высокой эмоциональной напряженности. Также известно, что краткосрочная социальная изоляция снижает эмоциональную реактивность у крыс, что выражается в сокращении времени выхода из центра и уменьшении общего числа уринаций и дефекаций при тестировании в «Открытом поле». В то же время физическое утомление и депривация сна в течение 24 ч не вызывала статистически значимых изменений в структуре поведения крыс в тесте «Приподнятый крестообразный лабиринт» по сравнению с интактными животными. Таким образом, выбранная нами модель стресса путем депривации сна у крыс является правомочной и формирует характерные для грызунов изменения в структуре поведения животных в условиях теста «открытого поля». Изучение показателей окислительного стреса в ткани больших полушарий мозга показало, что восстановленной на фоне формы стресса произошло глутатиона со достоверное значительным увеличение повышением содержания соотношения восстановленной формы к окисленной его форме и и повышением суммарного их содержания в ткани (таблица 1). Таблица 1 – Содержание глутатиона и его редокс-статус в ткани больших полушарий крыс (M±SD, n=6, * - p<0,05) Группа GSH, нмоль/мг белка 3,88±0,39 Контроль Стресс GSSG, GSH/GSSG нмоль/мг белка 0,187±0,018 20,90±2,63 4,69±0,28* 0,177±0,011 GSH+2GSSG, нмоль/мг бел 4,25±0,39 26,56±2,11* 5,05±0,28* Изучение изменений активности ГР и ГТ в больших полушариях мозга крыс показало, что активность ГР на фоне выраженной физической усталости и депривации сна достоверно снизилась, а активность ГТ несколько повысилась (таблица 2). Таблица 2 – Активность глутатионредуктазы и глутатионтрансферазы в ткани больших полушарий мозга крыс (M±SD, n=6, * - p<0,05) Группа Контроль Активность глутатионредуктазы Активность (НАДФН/мин/мг белка) глутатионтрансферазы (ХДНБ/мин/мг белка) 36,35 ± 0,96 0,155 ± 0,007 Стресс 30,24 ± 0,65* 0166 ± 0,01 Уровень исходных продуктов ТБКРС и их наработки в присутствии железоаскорбатного комплекса, отражающие интенсивность процессов ПОЛ в ткани мозга, а также в плазме крови достоверно не изменились на фоне стресса. В то же время общая антиокислительная активность в плазме крови оказалась достоверно сниженной по сравнению с контролем. Воздействие длительной физической нагрузки и депривации сна привело к определенным сдвигам тиол-дисульфидного статуса белков ткани больших полушарий мозга. Как и в случае с тиольными и дисульфидными формами глутатиона, на фоне стресса произошло увеличение содержания и восстановленных, и окисленных серусодержащих белковых и небелковых групп При этом соотношение тиольных групп белков дисульфидным снизилось, что свидетельствует об усилении к восстановительно- окислительных превращений с преобладанием процессов окисления в белках. Выводы. Разработанная нами экспериментальная модель позволила добиться у животных (белые крысы) высокой степени физической усталости и эмоциональной напряженности, вызванной депривацией сна в течение 24 часов. В этих условиях у крыс наблюдается глубокое угнетение двигательной активности и другие поведенческие маркеры развития стресса у крыс. Изучение биохимических показателей структурах мозга крыс показало, что на этом фоне происходит активация процессов перекисного окисления и снижение ресурсов систем антиоксидантной защиты в плазме крови и больших полушариях мозга крыс, что свидетельствкует о нарушениях редокс-статуса и развитии окислительного стресса.