По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 316.642.4: 591.1: 57.043:57.044: 612: 613: 616 DOI:10.33920/med-08-2507-04

Оценка комбинированного воздействия комплекса физических и химических факторов на физиологические показатели, поведенческие реакции и ускоренное старение в хроническом эксперименте на животных

Савченко Олег Андреевич канд. биол. наук, ведущий научный сотрудник отдела токсикологии с санитарно-химической лабораторией, ФБУН «Новосибирский научно-исследовательский институт гигиены» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 630108, г. Новосибирск, ул. Пархоменко, д. 7, e-mail: savchenko_oa@niig.su, https://orcid.org/0000-0002-7110-7871
Новикова Ирина Игоревна д-р мед. наук, профессор, директор, ФБУН «Новосибирский научно-исследовательский институт гигиены» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 630108, г. Новосибирск, ул. Пархоменко, д. 7, e-mail: novikova_ii@niig.su, https://orcid.org/0000-0003-1105-471X
Потеряева Елена Леонидовна д-р мед. наук, профессор, заведующая кафедрой неотложной терапии с эндокринологией и профпатологией, ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный медицинский университет» (630091, Новосибирск, ул. Красный проспект, 52), главный научный сотрудник отдела гигиенических исследований, ФБУН «Новосибирский НИИ гигиены» Роспотребнадзора (630108, Новосибирск, ул. Пархоменко, 7), e-mail: sovetmedin@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0002-1422-4211
Савченко Ольга Анатольевна канд. мед. наук, доцент кафедры госпитальной педиатрии с курсом ДПО, ФГБОУ ВПО «Омский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, 640099, г. Омск, ул. Ленина, д. 12, e-mail: Olgasav1978@mail.ru, https://orcid.org/0000-0003-2035-5653
Чуенко Наталья Федоровна научный сотрудник отдела токсикологии с санитарно-химической лабораторией, ФБУН «Новосибирский научно-исследовательский институт гигиены» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 630108, г. Новосибирск, ул. Пархоменко, д. 7, e-mail: natali26.01.1983@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0002-1961-3486

Изучение физиологических показателей и поведенческих реакций у крыс линии Wistar, находившихся под длительным динамическим стрессирующим воздействием комплекса физических и химических факторов (на уровне 1,5 ПДК) в модельных условиях, представляет широкий исследовательский интерес, так как позволяет оценить комплексное воздействие данных факторов на модельные организмы, и выявить наличие изменений по отношению к группе контроля, не подвергавшейся данному воздействию на протяжении 180-дневного эксперимента. Цель: оценка комбинированного воздействия физических и химических факторов на физиологические показатели, поведенческие реакции и ускоренное старение лабораторных животных в условиях хронического эксперимента, характеризующего стадии протекания процесса адаптации. Объект исследования: белые лабораторные крысы линии Wistar (n=90), сгруппированные в три группы: две опытные, содержащиеся в условиях периодического комбинированного воздействия физических (вибрации, шума), а также физических (вибрации, шума) и химических (4-х компонентной смеси ароматических углеводородов) факторов на уровне 1,5 ПДК, ПДУ, и одну контрольную (интактные животные) — в комфортных условиях (обычный фотопериодизм и температура +22–24 °С). Исследовались показатели массы и температуры тела и функциональной активности нервной системы методом «Открытое поле». Статистический анализ проводился с помощью стандартных прикладных программ Statistica 10.0 с расчетом медианы (Ме) и перцентильного интервала. Допустимым уровнем достоверности результатов считалась вероятность различий в 95 % и выше (p≤0,05). Животные всех групп показали постоянство температурного баланса, и прирост массы тела к 180 дню эксперимента, причём набор массы тела был выше у животных опытных групп по сравнению с контролем. Показатели двигательной, эмоциональной и исследовательской активности статистически достоверно снижались на 180 день эксперимента у животных опытных групп, причём грумминг достоверно снижался у крыс в группе комбинированного физического и химического воздействия начиная со 120-х суток по сравнению с группой контроля. Изучение комплексного периодического влияния физических и химических факторов (1,5 ПДК, ПДУ) на изменение показателей массы тела, температурного баланса, тревожности, эмоционального состояния и познавательной активности, у модельных животных, как биологических (живых) систем, способствует изучению механизмов преждевременного старения и развития профессиональных заболеваний у работающих в условиях факторов производственной вредности.

Литература:

1. Савченко О. А., Новикова И. И., Плотникова О. В. О производственных факторах и преждевременном старении (обзор литературы). Сибирский научный медицинский журнал. 2024; 44 (3): 41–48. doi: 10.18699/SSMJ20240304.

2. Савченко О. А., Новиков Е. А., Новикова И. И., Чуенко Н. Ф., Свечкарь П. Е. Влияние производственных факторов на гематологические и биохимические показатели крови у лабораторных мышей линии ICR в зависимости от вида и продолжительности их воздействия. Медицина в Кузбассе. 2024; 23 (1): 28–34. doi: 10.24412/2687-0053-2024-1-28-34.

3. Каримов Д. Д., Эрдман В. В., Кудояров Э. Р., Валова Я. В., Смолянкин Д. А., Репина Э. Ф. Профессиональные факторы риска и старение человека (обзор литературы). Гигиена и санитария. 2022; 101 (4): 375–381.doi.org/10.47470/0016-9900-2022-101-4-375-381.

4. Пермяков А. А., Елисеева Е. В., Юдицкий А. Д., Исакова Л. С. Поведенческие реакции у экспериментальных животных с различной прогностической устойчивостью к стрессу в тесте «Открытое поле». Вестник Удмуртского университета. Серия: Биология. Наука о земле. 2013; 3: 83–90.

5. Crawley J. N. Behavioral phenotyping strategies for mutant mice. Neuron. 2008; 57 (6): 809–818. doi: 10.1016/j.neuron.2008.03.001

6. Masuya H, Inoue M, Wada Y, Shimizu A, Nagano J, Kawai A, et al. Implementation of the modifi edSHIRPA protocol for screening of dominant phenotypes in a large-scale ENU mutagenesis program. Mammalian Genome. 2005; 16 (11): 829–837. doi: 10.1007/s00335-005-2430-8.

7. Апухтин К. В., Шевляков А. Д., Котова М. М., Амикишиев С. В., Рига В. Д., Волгин А. Д., Калуев А. В. Анализ груминга грызунов и его поведенческой микроструктуры в современных нейробиологических исследованиях. Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова. 2024; 110 (6): 889–914. doi: 10.31857/S0869813924060022.

8. Балынина Е. С. Применение метода «открытого поля» в токсикологическом эксперименте. Гигиена труда и профессиональные заболевания. 1978; 11: 56.

9. Копанев В. А., Гинзбург Э. Х., Семенова В. Н. Метод вероятностной оценки токсического эффекта. Новосибирск: Наука. 1988, 126 с.

10. Гудинова Ж. В., Жернакова Г. Н., Толькова Е. И. Дружелюбная статистика. Статистический анализ медицинских баз данных: пошаговые инструкции. Омск: Омский государственный медицинский университет. 2014, 112 с.

11. Европейская конвенция о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях ETS N 123 (Страсбург, 18 марта 1986 г.) | ГАРАНТ (garant.ru). URL: https://base.garant.ru/4090914/?ysclid=m8mtgts6nx452389349 (дата обращения 24.03.2025).

12. National Research Council (US) Committee for the Update of the Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. 8th ed. Washington (DC): National Academies Press (US); 2011.

13. Хныченко Л. К., Сапронов Н. С. Стресс и его роль в развитии патологических процессов. Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. 2003; 2 (3): 2–15.

14. Федорова О. А., Кухаренко Н. С. Адаптационная способность организма крыс при длительном стрессе и коррекции его воздействия. Проблемы зоотехники, ветеринарии и биологии животных на Дальнем Востоке: Сборник научных трудов. Вып. 27. Благовещенск: Дальневосточный государственный аграрный университет. 2020: 95–100

15. Салехова М. П., Гулов М. К., Абдуллоев С. М., Корабельников А. И. Психологический стресс как патогенетический триггер развития алиментарного ожирения. Вестник Новгородского государственного университета. Сер.: Медицинские науки. 2021; 122 (1): 58–61. doi: 10.34680/2076–8052.2021.1 (122).58–61.

16. Балынина Е. С., Березовская И. В. Сравнительная оценка методов определения ориентировочной реакции крыс в токсикологическом эксперименте. Фармакология и токсикология. 1976; 5: 635–638.

17. Kraeuter AK, Guest PC, Sarnyai Z. The Open Field Test for Measuring Locomotor Activity and AnxietyLike Behavior. Methods Mol Biol. 2019; 1916: 99–103. doi: 10.1007/978-1-4939-8994-2_9.

18. Kraeuter AK, Guest PC, Sarnyai Z. The Elevated Plus Maze Test for Measuring Anxiety-Like Behavior in Rodents. Methods Mol Biol. 2019; 1916: 69–74. doi: 10.1007/978-1-4939-8994-2_4.

19. Савченко О. А., Новикова И. И., Чуенко Н. Ф., Савченко О. А. Оценка влияния производственных факторов на физиологические показатели, поведенческие реакции и ускоренное старение лабораторных животных в условиях хронического эксперимента. Санитарный врач. 2024;11: 780–793. doi: 10.33920/med-08-2411-03.

20. Bailey KR, Crawley JN. Anxiety-Related Behaviors in Mice. In: Buccafusco JJ, editor. Methods of Behavior Analysis in Neuroscience. CRC Press/Taylor and Francis; 2009.

21. Савченко О. А., Новикова И. И. Оценка влияния производственных факторов на состояние внутренних органов модельных животных в 180-дневном эксперименте. Сибирский научный медицинский журнал. 2025; 45 (1): 109–121. doi: 10.18699/SSMJ20250112.

22. Savchenko O. A., Svechkar P. E., Novikova I. I. Effect of Production Factors on the Relative Telomere Length of ICR Mice. Cell and Tissue Biology. 2025; 19 (2): 161–165. doi: 10.1134/S1990519X25020087.

23. Таткеев Т. А, Аманжол И. А, Жарылкасын Ж. Ж, Отаров Е. Ж., Мусин Е. М Биохимические и физиологические показатели у экспериментальных животных под воздействием комплекса производственных факторов. Медицина труда и промышленная экология. 2006; 4: 41–43.

1. Savchenko O. A., Novikova I. I., Plotnikova O.V. On occupational factors and premature aging (literature review). Sibirskij nauchnyj medicinskij zhurnal (Siberian Scientific Medical Journal). 2024; 44 (3): 41–48. doi: 10.18699/SSMJ20240304 (in Russian).

2. Savchenko O. A., Novikov E. A., Novikova I. I., Chuenko N. F., Svechkar P. E. The influence of production factors on hematological and biochemical parameters of blood in laboratory mice of the ICR line, depending on the type and duration of their exposure. Medicina v Kuzbasse (Medicine in Kuzbass). 2024; 23 (1): 28–34. doi: 10.24412/2687-0053-2024-1-28-34 (in Russian).

3. Karimov D.D., Erdman V.V., Kudoyarov E. R., Valova Ya.V., Smolyankin D. A., Repina E. F. Influence of occupational risk factors and human aging (literature review). Gigiena i sanitarija (Hygiene and sanitation). 2022; 101 (4): 375–381.doi.org/10.47470/0016-9900-2022-101-4-375-381 (in Russian).

4. Permyakov A. A., Eliseeva E.V., Yuditsky A.D., Isakova L. S. Behavioral reactions response in experimental animals with different prognostic stress resistance in the «Open field test». Vestnik Udmurtskogo universiteta. Serija: Biologija. Nauka o zemle (Bulletin of the Udmurt University). 2013; 3: 83–90 (in Russian).

5. Crawley J. N. Behavioral phenotyping strategies for mutant mice. Neuron. 2008; 57 (6): 809–818. doi: 10.1016/j.neuron.2008.03.001

6. Masuya H, Inoue M, Wada Y, Shimizu A, Nagano J, Kawai A, et al. Implementation of the modifi edSHIRPA protocol for screening of dominant phenotypes in a large-scale ENU mutagenesis program. Mammalian Genome. 2005; 16 (11): 829–837. doi: 10.1007/s00335-005-2430-8.

7. Apukhtin K.V., Shevlyakov A.D., Kotova M. M., Amikishiev S.V., Riga V.D., Volgin A.D., Kaluev A.V. Analysis of rodent grooming and its behavioral microstructure in modern neurobiological research. Rossijskij fiziologicheskij zhurnal im. I. M. Sechenova (I. M. Sechenov Russian Journal of Physiology). 2024; 110 (6): 889–914. doi: 10.31857/S0869813924060022 (in Russian).

8. Balynina E. S. Application of the «open field» method in a toxicological experiment. Gigiena truda i professional'nye zabolevanija (Occupational hygiene and occupational diseases). 1978; 11: 56 (in Russian).

9. Kopanev V. A., Ginzburg E. H., Semenova V. N. Method of probabilistic assessment of toxic effect. Novosibirsk: Nauka Publ. 1988 (in Russian).

10. Gudinova Zh.V., Zhernakova G. N., Tolkova E. I. Friendly statistics. Statistical analysis of medical databases: step-by-step instructions. Omsk: Omsk State Medical University. 2014. (in Russian).

11. European Convention for the Protection of Vertebrate Animals Used for Experiments or Other Scientific Purposes ETS No. 123 (Strasbourg, March 18, 1986) | GUARANTOR (garant.ru). URL: https://base.garant. ru/4090914/?ysclid=m8mtgts6nx452389349 (in Russian) (date of access 24.03.2025).

12. National Research Council (US) Committee for the Update of the Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. 8th ed. Washington (DC): National Academies Press (US); 2011.

13. Khnychenko L. K., Sapronov N. S. Stress and its role in the development of pathological processes. Obzory po klinicheskoy farmakologii i lekarstvennoy terapii (Reviews on clinical pharmacology and drug therapy). 2003; 2 (3): 2–15 (in Russian).

14. Fedorova O. A., Kukharenko N. S. Adaptive ability of the rat body under long-term stress and correction of its effects. Problemy zootehniki, veterinarii i biologii zhivotnyh na Dal'nem Vostoke: Sbornik nauchnyh trudov. Vyp. 27. Blagoveshhensk: Dal'nevostochnyj gosudarstvennyj agrarnyj universitet (Problems of zootechnics, veterinary medicine and animal biology in the Far East: Collection of scientific papers. Vol. 27. Blagoveshchensk). 2020: 95–100 (in Russian).

15. Salekhova M. P., Gulov M. K., Abdulloev S. M., Korabelnikov A. I. Pathogenetic significance of psychological stress in the development of alimentary obesity. Vestnik Novgorodskogo gosudarstvennogo universiteta. Ser.: Medicinskie nauki (Bulletin of NovSU. Ser.: Medical Sciences). 2021. (122):58–61. doi: 10.34680/2076–8052.2021.1 (122).58–61 (in Russian).

16. Balynina E. S., Berezovskaya I.V. Comparative assessment of methods for determining the orienting reaction of rats in a toxicological experiment. Farmakologiya i toksikologiya (Pharmacology and Toxicology). 1976; 5: 635–638 (in Russian).

17. Kraeuter AK, Guest PC, Sarnyai Z. The Open Field Test for Measuring Locomotor Activity and AnxietyLike Behavior. Methods Mol Biol. 2019; 1916: 99–103. doi: 10.1007/978-1-4939-8994-2_9.

18. Kraeuter AK, Guest PC, Sarnyai Z. The Elevated Plus Maze Test for Measuring Anxiety-Like Behavior in Rodents. Methods Mol Biol. 2019; 1916: 69–74. doi: 10.1007/978-1-4939-8994-2_4.

19. Savchenko O. A., Novikova I. I., Chuenko N. F., Savchenko O. A. Assessment of the influence of production factors on physiological parameters, behavioral reactions and accelerated aging of laboratory animals in a chronic experiment. Sanitarnyj vrach (Sanitary doctor). 2024;11: 780–793. doi: 10.33920/med08-2411-0 (in Russian).

20. Bailey KR, Crawley JN. Anxiety-Related Behaviors in Mice. In: Buccafusco JJ, editor. Methods of Behavior Analysis in Neuroscience. CRC Press/Taylor and Francis; 2009.

21. Savchenko O. A., Novikova I. I. Assessment of the influence of production factors on the state of internal organs of model animals in a 180-day experiment. Sibirskij nauchnyj medicinskij zhurnal (Siberian Scientific Medical Journal). 2025; 45 (1): 109–121. doi: 10.18699/SSMJ20250112 (in Russian).

22. Savchenko O. A., Svechkar P. E., Novikova I. I. Effect of Production Factors on the Relative Telomere Length of ICR Mice. Cell and Tissue Biology. 2025. Vol. 19, No. 2. P. 161–165. doi: 10.1134/ S1990519X25020087.

23. Tatkeev T. A., Amanzhol I. A., Zharylkasyn J.J., Otarov E.J., Musin E. M. Biochemical and physiological parameters in experimental animals under the influence of a complex of production factors. Meditsina truda i promyshlennaya ekologiya (Russian Journal of Occupational Health and Industrial Ecology). 2006; 4: 41–43 (in Russian).

Длительный стресс, в том числе и производственный, запускает и ускоряет процессы преждевременного старения органов и систем человеческого организма, приводящие к изменению его биологического возраста. Причём, количественные характеристики воздействия факторов производственной среды (физический, химический, биологический), тяжести и напряженности трудового процесса, и их вклад в ухудшение состояния здоровья рабочего контингента и развитие механизмов преждевременного старения трудно переоценить [1].

Профилактика преждевременного старения, а также заболеваний, связанных длительным воздействием вредных факторов производственной среды на работающих, в настоящее время становятся всё более актуальными.

Этические и технические проблемы, возникающие при проведении долгосрочных исследований на человеке, делают актуальным использование в качестве доступной экспериментальной модели лабораторных животных [2], используемых для установления рисков развития профессиональных заболеваний и механизмов возникновения преждевременного старения [3].

Системная реакция на стресс, направленная на устранение или ослабление стресса, сопровождается изменениями поведенческих, вегетативных, двигательных, сенсорных, когнитивных и других функций организма. Поведение животных при стрессе является неотъемлемой частью общего поведения, при этом сдвиг поведенческого реагирования происходит в сторону крайних состояний возбуждения — торможения центральной нервной системы (ЦНС) и укладывается в единую шкалу этологической активности стресс — страх — тревожность — депрессия. Для изучения качественных и количественных показателей поведения у мелких лабораторных животных (мыши и крысы) применяются общие и специальные поведенческие тесты. Одним из таких тестов, который широко используется в настоящее время, является тест «открытое поле» [4].

Исследование поведения животных с использованием теста «открытое поле», позволяет выявлять значительные нарушения в нервно-мышечной, сенсорной и вегетативной системах организма и оценивать более тонкие функциональные изменения, связанные, как с индивидуальным и социальным поведением животных [5, 6], так и с воздействием на модельные организмы физических и химических факторов производственной среды. Причём груминг является сложным поведением животных и используется как показатель физиологического состояния грызунов при влиянии стресса, и может служить чувствительным маркером предрасположенности к патологическим состояниям, моделирующим психические расстройства человека, таким как обсессивно-компульсивное расстройство, аутизм и депрессия [7].

Для Цитирования:
Савченко Олег Андреевич, Новикова Ирина Игоревна, Потеряева Елена Леонидовна, Савченко Ольга Анатольевна, Чуенко Наталья Федоровна, Оценка комбинированного воздействия комплекса физических и химических факторов на физиологические показатели, поведенческие реакции и ускоренное старение в хроническом эксперименте на животных. Санитарный врач. 2025;7.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: