Поведение как критерий поражающего действия техногенного загрязнения среды на организм животных и эффективности мер коррекции

Кокаева, Фатима Феликсовна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Поведение как критерий поражающего действия техногенного загрязнения среды на организм животных и эффективности мер коррекции
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Поведение как критерий поражающего действия техногенного загрязнения среды на организм животных и эффективности мер коррекции"

На правах рукописи

Кокаева Фатима Феликсовна

Поведение ка^Шштерий порая^Ьцего действия техногенного загрятения среды на ^ртанизм животных и эффективности мер коррекции

03.00.16 — экология 03.00.13 — физиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Москва 2006

Работа выполнена на кафедре высшей нервной деятельности Биологического факультета Московского Государственного университета им. М.В.Ломоносова и на кафедре анатомии и физиологии человека и животных Северо-Осетинского Государственного университета им. К.Л.Хетагурова

Официальные оппоненты:

член-корреспондент РАН, 1.4в|ессор В.Г.Скр^^1дкий доктор биологических наук, профессор Ю.П.Козлов доктор биологических наук, профессор В.В.Худолей

Ведущее учреждение - Институт глобального климата и экологии РАН

Защита диссертации состоится <2У>о к.1 ь^Ьи 2006г. в 15 часов 30 мин на заседании Диссертационного совета Д 501.001.55 в Московском Государственном Университете им. М.В.Ломоносова по адресу: 119892, г. Москва, Воробьевы горы, МГУ им. М.В.Ломоносова, Биологический факультет, аудитория 389.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Биологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова

Ученый секретарь Диссе кандидат биологических

Автореферат разослан <

Н.В.Карташева

■Г6

Актуальность проблемы. Множество разнообразных, чуждых жизни по своей химической природе, отходов проникают в биосферу, накапливается в природных экосистемах, включается в трофические цепи и, в конечном счете, воздействует на человека и его окружение (Федоров, 1983). В настоящее время стало очевидно, что существование человека в условиях прогрессирующего загрязнения окружающей среды техногенными воздействиями есть неизбежная реальность сегодняшнего дня и, возможно, ближайшего будущего. Этот факт означает реальную угрозу для здоровья нации (Худолей, 1998; Авалиани, 2001; Ревич, 2004) и связан с рядом проблем, среди которых нам представилось интересным выделить следующие.

• Изучение ряда тест-систем для оценки в эксперименте нарушений в организме, развивающихся в условиях техногенного воздействия. Исследование общих закономерностей изменения поведенческих реакций объектов различного уровня сложности (от простейших до высших млекопитающих) с целью осуществления контроля за экологическим качеством различных биотопов (вода, воздух, почва).

• Моделирование в эксперименте совместного действия факторов техногенного загрязнения, приближенного к реальным условиям.

• Коррекция и предупреждение развития последствий воздействия техногенных загрязнений на организм человека с применением биологически активных комплексов природного происхождения.

(Куценко, 2004). Один из возможных вариантов воспроизведения в лабораторных условиях действующих в реальных условиях смесей ксенобиотиков, как с целью прогноза возникновения нейрологических нарушений, индуцированных загрязнением окружающей среды, так и для экологического биотестирования, может состоять в использовании естественного комплекса антропогенных загрязнителей, аккумулированных в растениях (Смит, 1988; Dudka, 1996) и метеоосадках (Ревич, 1981; Будников, 1988), в качестве фактора воздействия в экспериментальных моделях поведения животных.

Преимущество использования экспериментальных моделей поведения животных, по сравнению с другими методами, для изучения механизмов поражения нервной системы в экологических исследованиях среды, определяется тем, что поведение может адекватно представлять суммарный индекс изменений в нервной системе, индуцированных загрязнением окружающей среды. Особый интерес представляет исследование для оценки экотоксикологических воздействий изменений в механизмах процесса формирования приобретенного поведения - обучения, которое сопровождается долговременной потепциацией синаптических систем (Bliss, Lomo, 1970; Скребицкий, 2004). Для отдельных экотоксикантов, в частности для свинца, экспериментально подтверждена связь их поражающего действия на формирования долговременной памяти с нарушением долговременной потенциации в гиппокампе (Carcia-Arenas, 2004).

Очевидно, экспериментальных модели поведения животных могут эффективно применяться в исследованиях по изысканию средств, повышающих устойчивость организма к действию техногенных загрязнителей. Предпочтение в этом поиске должно быть отдано биологически актишгым соединениям из натуральных источников. К таким препаратам относятся, в первую очередь, экстракты растительного происхождения (Соколов, Замотаева, 1990; Пастушенков, 1990). Механизм защитного действия растений па организм животных и человека есть

основания связывать с различными свойствами биологически активных веществ, входящих в их состав, от мембранозащитных (Бобков, 1984; Naik et al., 2003; Simic et al., 2003; Ferreira et al., 2005; Choi, Cho, 2005) до способности индуцировать апоптоз в злокачественных клетках (Rafi et al., 2002).

Результаты целого ряда исследований отечественных и зарубежных ученых, подтверждающие эффективность применения поведения животных в качестве тест-системы для оценки загрязнения среды (Таиров, Попович, 1989; Попович, Авалиани, 1992; Kulig, 1996; Кокаева, 1998; Кокаева, 2000; Кокаева, 2001; Тушмалова, 2002; Scott, 2004) позволяет обсуждать возможность формулировки концепции нового направления в экологическом мониторинге - поведенческого мониторинга. Краеугольным камнем концепции экологического мониторинга должны стать представления, развиваемые на основе анализа откликов на действие техногенных загрязнений, возникающих в поведенческих тест-системах организмов различного уровня биологической организации.

(с одной стороны это клетка, с другой — одноклеточный организм) дают возможность изучить как клеточные, так и организменные реакции на токсическое воздействие. К настоящему времени, в частности, достаточно детально описана в качестве клеточного тсст-объскта, позволяющего проводить исследование растворов на предмет выявления токсичных химических соединений, инфузория Spirostomum ambiguum (Applewhite, 1972; Тушмалова, 1988; Nalecz-Jawecki, 1997, Быканова, 2003)

В рамках обсуждаемых проблем несомненный интерес представляет комплексное исследование с привлечением в качестве потенциальных тест-систем для экологического мониторинга организмов различного уровня организации и экспериментальных моделей соответствующих поведению различного уровня сложности.

Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы состояла в изучении индуцированных экотоксикологичсеким воздействием сдвигов в состоянии систем различного уровня организации. В качестве исследуемых объектов были использованы как простейшие организмы, так и высшие млекопитающие. Это определило постановку следующих задач.

1. Изучить влияние комплекса техногенных загрязнителей (ТЗ), депонированных в естественных объектах (листьях липы и снежном покрове), на исследовтельскую и эмоциональную активность крыс в экспериментальных моделях поведения.

2. Изучить влияние комплекса ТЗ, депонированных в естественных объектах (листьях липы и снежном покрове), на обучение и память крыс в экспериментальных моделях поведения.

3. Изучить влияние комплекса ТЗ, депонированных в естественных объектах (листьях липы и снежном покрове), на обучение и память крыс в экспериментальных моделях поведения при различном типе пищевых жиров в составе рациона.

4. Изучить влияние комплекса ТЗ на состояние митохоидрий печени крыс.

5. Изучить влияние комплекса ТЗ на функциональное состояние подвижность и осмотическую устойчивость инфузории ¿^н/чэт/олшш атЫ&тт по показателям осмотической устойчивости и подвижности.

6. Изучить возможность применения экспериментальных моделей поведения крыс для выявления адаптогенных свойств растительных экстрактов, соответствующих условиям действия ТЗ.

7. Изучить влияние растительных экстрактов, характеризующихся потенциальной адаптогенной активностью в условиях действия ТЗ, на состояние митохондрий печени крыс.

Научная новизна работы. Впервые предложено на основе анализа влияния ТЗ, депонированных в листьях растений и снежном покров, на животных различного уровня организации, применение комплекса техногенных загрязнителей, аккумулированных в различных естественных объектах в качестве экспериментальной модели ксенобиотического профиля среды.

Впервые показано, что комплекс ТЗ, депонированных в листьях растений и снежном покров, приводит к нарушению поведения крыс в экспериментальных моделях.

Впервые показано, что комплекс ТЗ, аккумулированных в листьях липы и снежном покрове, оказывает повреждающее действие на митохондрии печени крыс, проявляющееся в активации перекисного окисления липидов и нарушении проницаемости мембран.

Впервые показано, что комплекс техногенных загрязнителей, аккумулированных в естественных природных объектах, нарушает функциональное состояние врповШтит атЬ^иит.

Впервые описана однонаправленность сдвигов, индуцируемых комплексом ТЗ в состоянии биологических систем различного уровня

организации и, при этом, показано, что чем выше уровень биологической системы тем разнообразнее перечень реакций-откликов на действие ТЗ Научно-практическая значимость работы

В теоретическом плане работа расширяет представления о повреждающем действии аккумулированных в объектах окружающей среды техногенных загрязнителей.

Показана предпочтительность изучения поведенческих реакций для оценки нарушений в функциональных системах мозга под влиянием техногенных загрязнителей. Комплекс поведенческих реакций может быть использован в качестве суммарного показателя изменений в нервной системе животных, индуцированных загрязнением окружающей среды. Использованные методы исследования поведения животных могут быть применены для оценки как острых воздействия, так и для мониторинга состояния.

Практическое значение проведенных исследований заключается в выявлении положительного эффекта использования некоторых компонентов растительного сырья для уменьшения тяжести негативного воздействия исследованного комплекса техногенных загрязнителей. Апробация работы

Материалы диссертации доложены на международной конференции «Средства массовой информации в экологическом образовании» (Владикавказ, 199б), на 3-ей и 4-ой Международных экологических конференциях «Устойчивое развитие горных территорий» (Владикавказ, 1998, 2001) на XVII съезде физиологов России (Ростов-на-Дону, 1998), на Всероссийской конференции «Атмосфера и здоровье» (Санкт-Петербург, 1998), на международном конгрессе «Биометеорология-2000» (Санкт-Петербург, 2000).

Публикация результатов исследования

По теме диссертации опубликована одна монография и более 30 научных статей.

Структура и объем диссертации

Диссертация содержит введение, обзор литературы, материалы и методы исследования, четыре главы экспериментальных исследований, включающих описание результатов, их обсуждение и резюме, заключение и выводы. Список литературы состоит из 124 источников на русском и 92 на иностранном языках. Диссертация изложена на 190 страницах машинописного текста и иллюстрирована 25 рисунками и 32 таблицами.

Материалы и методы

Животные. Работа выполнена на белых беспородных крысах самцах. Крыс содержали на диете, разработанной в Институте питания АМН России. Калорийность диеты обеспечивали белки (18%), липиды (26%), углеводы (56%).

Методы исследования поведения животных

Тест «открытое поле». Крысу помещали в центр арены диаметром 90 см с полом, расчерченным тремя концентрическими окружностями, находящимися на равных расстояниях друг от друга, и восемью диаметрами; наблюдали за поведением крысы в течение 5 минут. В поведении крысы выделяли следующие визуально идентифицируемые поведенческие акты: пересечение диаметров (пробеги), пересечение окружностей (переходы), число актов грумипга и замирания, число стоек с опорой на стенки и без опоры. После 5 минут исследования животное возвращали в клетку и тщательно протирали пол после каждого теста ( Буреш , 1991).

Приподнятый крестообразный лабиринт. Животное помещали на центральную площадку лабиринта и в течение 5 минут визуально регистрировали его поведенческие акты. Рассчитывали два индекса тревожного поведения: 1п — отношение числа заходов в открытые рукава (ОР) к сумме заходов в открытые и закрытые рукава (х 100 %); и — отношение времени нахождения в светлых рукавах к суммарному времени нахождения в светлых и темных рукавах (х 100 %). Эти показатели являются стандартными

в методике оценки тревожности грызунов. Чем ниже показатели, тем выше тревожность и наоборот (Воронина, Островская, 1998).

Т-образный лабиринт. Животное помещали на "стартовую" площадку лабиринта и в течение 5 минут визуально регистрировали его поведенческие акты.

Задача пассивного избегания. Процедура состояла из 3 этапов. 1. Ознакомление. Животное помещали на деревянную платформу, выпускали и измеряли латентный период спуска. Через 10 с животное возвращали в жилую клетку. Эту процедуру повторяли 3 раза с интервалами в 30 минут. 2. Обучение. Как только крыса опускалась с деревянной платформы при третьей попытке, на решетчатый пол подавали ток (50 Гц, 1,5 мА), в течение 1—3 сек и после этого животное возвращали в жилую клетку. 3. Воспроизведение. Через 48 ч крысу вновь помещали на деревянную платформу и измеряли латентный период спуска. Тестирование заканчивали, когда животное воспроизводило реакцию спуска с платформы, или же оставалось на платформе более чем на 1 мин. Регистрировали латентное время спускания животного с платформы.

Задача активного избегания. Реакцию вырабатывали в челночной камере, состоящей из дух отсеков. У животных вырабатывали условный рефлекс за 2-5 дней, в течение которых было по 25 предъявлений в день (условный раздражитель — мигающий белый свет). Через 5 сек в той половине, где находилась крыса, включали безусловный раздражитель — электрический ток (1 = 2шА) от источника переменного тока с фиксированным сопротивлением. При переходе животного в другой отсек при включении света ток не подавался. После выключения обеих раздражителей следовал межсигнальный интервал длительностью 15 сек. Регистрировали: количество реакций избегания (на свет) и реакций избавления (на ток), количество отказов от перехода, а также латентный период реакции. Критерием обученности служило наличие девяти избеганий в десяти последовательных применениях условного сигнала.

Задача спасения из воды. Для выработки реакции крысу медленно погружали в воду, причем голова животного обращена к фиксированной точке на окружности бассейна. Животному позволяли плавать до тех пор пока оно не найдет веревку и не выберется из воды в течение 5 минут. После окончания попытки животное помещали в теплую камеру, а затем возвращали в жилую клетку. Тестирование сохранения навыка производили таким же образом через 48 часов после обучения. Обучение выражается в уменьшении латентного периода избегания из воды на 2-й день. Регистрировали время нахождения веревки и число выпрыгиваний из воды (Буреш, 1991).

Задача узнавания знакомого предмета. Эксперимент включал три этапа: Первый день — сеанс ознакомления. Животных индивидуально помещали на 5 мин в камеру. Регистрировали двигательную, исследовательскую и эмоциональную активность. Второй день — сеанс обучения. Животных помещали на 5 мин в камеру, в которой предварительно были размещены два одинаковых объекта (объект 1, объект 2). Регистрировали число подходов к объектам, время исследования каждого объекта. Третий день — сеанс тестирования. Животных помещали в камеру, предоставляли возможность исследовать объекты. Объект 2 заменялся на незнакомый новый объект 2'. Регистрировали число подходов к объектам, время исследования каждого объекта в течение 5 мин. Рассчитывали индексы предпочтения по каждому объекту.

Тест принудительного плавания. Животных помещали в сосуд

высотой 40 см и диаметром 30 см, заполненный теплой (28—30 С) водой (Рогеок, 1978). Наблюдали крыс до их полного погружения в воду и отмечали три основных показателя: активное плавание (крыса перемещается в воде, энергично перебирая лапами), аверсивную активность (число прыжков из воды), а также периоды неподвижности. Каждый показатель усреднялся за 1 мин регистрации. Частное от деления числа самых коротких циклов

неподвижности на общее число циклов активного плавания принимали за "индекс депрессивности " (Арушанян, 1989). Биохимические методы исследования

Выделение митохондрий. Митохондрии выделяли из печени крыс по методу Johnson, Lardy (1967).

О барьерной стабильности митохондриальных мембран судили по изменению оптиченской плотности суспензии митохондрий в результате инкубации в изотонической среде. Измерение оптической плотности производили через каждые 10 мин в течение получаса на фотоколориметре «Спектромом 410 (Венгрия) при светофильтре X = 450 им.

Определение содержания конечных продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ). Концентрацию малонового диальдегида (МДА) определяли колориметрически, регистрируя оптическую плотность цветного комплекса продуктов ПОЛ с 2-тиобарбитуровой кислотой (ТБК) (Владимиров, 1972).

Методы исследования функционального состояния инфузории Spirostomum ambiguum. Культуру Spirostomum ambiguum содержали по описанной методике (Данильченко, Тушмалова, 1983) В качестве показателей функционального состояния регистрировали индекс спонтанной двигательной активности (Тушмалова, 1988) и время жизни в условиях осмотического стресса в гипертонических растворах хлористого натрия и дистиллированной воде (Кокаева, 2001).

Определение в воде содержания солей свинца, цинка, железа, кадмия и молибдена. Определение в воде содержания солей свинца, цинка, железа, кадмия и молибдена проводили на атомном абсорбциометре фирмы «PERKIN ELMER» (США). Предварительно 100 мл исследуемых проб выпарили на водяной бане до влажных солей. В дальнейшем их окисляли с добавлением 5,0 мл концентрированной азотной кислотой и 0,5 мл раствора пергидроля и опять выпаривали. К сухому осадку приливали 10,0 мл раствора, состоящего из равных долей концентрированной азотной кислоты

и дистиллированной воды. В этом растворе определяли содержание исследуемых элементов.

Статистическая обработка результатов проведена с помощью IBM совместимого компьтора, использованы критерии Стьюдента и Мана-Уитни.

Постановка экспериментов. Крыс содержали на диете, разработанной в Институте питания АМН России. В течение 40 дней крыс содержали на синтетической изокалорийной диете: белки (18 %), липиды (26 %) , углеводы (56 %), витамины и солевая смесь. Из хлебных крошек (300 г), сухого молока (30 г), жира (39 г), соли (12 г) формировали пищевой катыш. Солевая смесь (г) состояла: NaCl - 139,9; КН2Р04 - 388,8; MgS04 - 57,4; CaCOj - 380,4; FeS04x7H20 - 26,4; MnS04x7H20 - 4,55; ZnS04x7H20 0,53; CuS04xII20 - 0,48; KJ - 0,72; CoCl2x6H20 - 0,024; NaF - 0,11; алюминиевые квасцы - 0,11 и поливитаминная смесь "Гептарис".

В серии по изучению воздействия комплекса техногенных загрязнителей, накопленных в листьях липы (Tilia cardate) исследования проводили на двух группах животных: 1- крысам в течении 40 дней в диету добавляли листья липы, собранные в районе с минимальной техногенной нагрузкой из расчета 10 г измельченных листьев на одно животное; 2 -крысам в диету добавляли листья липы из района с максимальной техногенной нагрузкой в той же дозе.

В серии по изучению воздействия комплекса техногенных загрязнителей, накопленных в талой воде снежного покрова исследовали две группы животных: 1 - животных в течение 40 дней поили талой водой из снежного покрова из района с минимальной техногенной нагрузкой: 2 -животных поили талой водой из района с максимальной техногенной нагрузкой;

В серии исследований по изучению роли липидного компонента пищи эксперименты были выполнены на крысах двух контрольных и двух подопытных групп. Крысы групп 1 и 2 получали в пищу листья из района с

минимальной техногенной нагрузкой в сочетании со свиным жиром (1) или растительным маслом (2). Крысы групп 3 и 4 получали в пищу листья из зоны техногенных загрязнений в сочетании со свиным жиром (3) или растительным маслом (4).

Серию исследований по изучению эффектов композита растительных экстрактов и отдельных экстрактов растений солодки голой, лавра благородного, лука репчатого проводили на группах животных, которым в диету добавляли листья липы из района техногенных загрязнений: первая группа животных ежедневно получала ТЗ в составе листьев липы с пищей; вторая группа животных ежедневно получала ТЗ в составе листьев липы с пищей и 1,5 мл композита или одного из экстрактов на крысу с водой. Через

3 недели исследовали поведение животных.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Настоящее исследование выполнено на материале г. Владикавказа, Республики Северная Осетия Алания. Состояние атмосферного воздуха в республике Северная Осетия Алания, отличаясь рядом специфических факторов, в целом отражает общую картииу экологического состояния городов России. Из данных государственного отчета Министерства охраны окружающей среды следует, что общий объем промышленных и твердых бытовых отходов, накопленных в г. Владикавказе, составляет более 5,7 млн тонн. Происходит накопление таких опасных загрязнителей, как свинец, ртуть, кадмий, медь, цинк, фтор, диоксины, оксиды взота, диоксид серы, оксид углерода и других.

Неблагоприятное воздействие на окружающую среду города оказывают выбросы 230 промышленных, 75 автотранспортных и 93 сельскохозяйственных предприятий, расположенных на 220 км2. Такой плотности промышленных предприятий нет ни в одном городе России. Основным «поставщиком» техногенных загрязнителей являются предприятия цветной металлургии («Электроцинк», «Победит», «Кристалл»), машиностроительные и металлообрабатывающие заводы («Бином», «Гран»,

«Магнит», «ОЗАТЭ» и др.), а также многочисленный автомобильный транспорт. Поскольку со всех сторон город окружен горами, загрязнители накапливаются в различных средах, что приводит к повышению дозы вредных веществ, превышающих установленные нормы.

Для исследования выбраны два района города: с низкой техногенной нагрузкой — фоновый уровень загрязнения, и с высокий техногенной нагрузкой — максимальный уровень загрязнения. Экологическое состояние выбранных районов города в таблицах 1, 2, 3.

Таблица 1. Загрязнения атмосферы (А) и почвы (Б) районов с высокой и низкой техногенной нагрузкой

Районы Средние значения индексов загрязнения атмосферы загрязнения атмосферы в 1996-2002 гг

Суммарный РЬ БО2 N0 пыль

Район с высокой техногенной нагрузкой 6,30 1,55 ±0,10 0,66 ± 0,02 4,75 ± 0,29 10,00±7,8

Район с низкой техногенной нагрузкой 2,58 0,65 ±0,10 0,35 ± 0,29 1,30 ±0,00 0,80±0,20

Районы Содержание тяжелых металлов в почве, мг/кг

РЬ Хп ыя

Район с высокой 1474,50±0,98 3015,50± 8,82 1,07±0,00

техногенной

нагрузкой

Район с низкой 239,00±5,88 473,50±8,82 0,40±0,20

техногенной

нагрузкой

пдк 32,00 110,00 1,00

Таблица 2. Загрязнение снежного покрова районов с различной техногенной нагрузкой

Районы Содержание металлов в снеге, мг/л

Ре РЬ Си Со

Район с высокой техногенной нагрузкой 2,3 2,8 ■ 10 1,8 • Ю4 8,0-10"4

Район с низкой техногенной нагрузкой 1,4 1,5 -Ю-1 0,7 -10"2 5,7 -10"4

Таблица 3. Содержание примесей в водопроводной воде районов с различной техногенной нагрузкой

Районы Содержание металлов в водопроводной воде, мг/л ш)

Ъл Ре РЬ С(1 Мо

Район с высокой техногенной нагрузкой 1,23±0,16 0,17±0,022 0,018±0,02 0,005±0,001 0,03±0,007

Район с низкой техногенной нагрузкой 0,34±0,81 0,084±0.01 0 0 0

пдк 5,0 0,3 0,3 0,001 0,25

1.Поведение крыс. Нарушения, индуцируемые ТЗ, и их коррекция под действием растительных экстрактов

1.1.Поведение крыс в тестах па эмоциональность и исследовательскую активность. Нарушения, индуцируемые ТЗ, и коррекция их под действием растительных экстрактов

Поведение в тесте «открытое поле». Результаты данного фрагмента исследований позволили обнаружить, что хроническое введение в

организм крыс в составе пищи техногенных загрязнений, депонированных в листве липы, произрастающей в районе с высокой техногенной нагрузкой, приводит к нарушению поведения крыс в тестах «открытое поле» (Рис.1) .

18 ■ 6. ' ¡16- ю 8 12 - а о е э - со О 5 е- 3 - нь • • ■1- % Щ 'Ш, » ш Щ % 1 1 1 й 1 1

ш ш ш Ш гЧШ 11

Переходы Пробеги Выходы в центр Стойки Дефекации Груминг

□ фоновый уровень ТЗ \ 3 максимальное ТЗ

Рис. 1. Влияние ТЗ на поведение крыс в открытом поле. * — р < 0,05, по сравнению с фоновым уровнем

Нарушения заключались в увеличении эмоциональности и тревожности и уменьшении исследовательской активности (Рис. 2). Нарушения были зарегистрированы по таким показателям, как число актов дефекации, груминга, выходов в центр, стоек в открытом поле. Применение экстракта солодки голой, лавра благородного, лука репчатого корректировало нарушения поведенческих показателей эмоциональности, и исследовательской активности у крыс в открытом поле что проявилось в уменьшении числа актов дефекаций и груминга, увеличении числа выходов в центр в открытом поле.

Выходы в центр

Стойки

□ ТЗ

И ТЗ+экстракт солодки голой Ш ТЗ+экстракт лука репчатого

¡3 ТЗ+экстракт лавра благородного □ ТЗ+пнрацетам, 500 мг/кг

Рис. 2. Влияние растительных экстрактов на поведение крыс в тесте

«открытое поле».

*- р < 0,05, относительно ТЗ.

Поведение в тесте приподнятый крестообразный лабиринт. Хроническое введение в организм крыс в составе пищи адаптогепов натурального происхождения приводит к коррекции поведения крыс в приподнятом крестообразный лабиринте, нарушенного употреблением с пищей техногенных загрязнений, депонированных в листве липы,

произрастающей в районе с высокой техногенной нагрузкой. Уровень тревожности у крыс под действием экстрактов снижался (Рис. 3).

Рис. 3. Поведение крыс в приподнятом крестообразном лабиринте. *— р < 0,05, по сравнению ТЗ,

# — р < 0,05, по сравнению с фоновым уровнем ТЗ

Поведение крыс в тесте вынужденного плавания. Введение в состав диеты воды с высоким содержанием ТЗ (талая вода из района с максимальной техногенной нагрузкой) изменяло поведение крыс в тесте. Время активного плавания уменьшалось по сравнению с крысами, которые получали воду из района с фоновым уровнем ТЗ (2,0 ± 0,5 мин и 5,4 ± 1,03 мин, соответственно, р < 0,05). Однако индексы депрессивности в исследуемых группах достоверно не отличались (1,1 и 0,9, соответственно). Поведение в Т-образном лабиринте. Применение композита оптимизировало поведенческие стратегии крыс в незнакомом Т-образном лабиринте за 5 мин наблюдения, что выразилось в уменьшении числа дефекаций, увеличении числа входов в аллеи лабиринта и вертикальных стоек, уменьшении латентного времени достижения целевого отсека в

сеансе ознакомления у животных, получавших его на фоне действия техногенных загрязнений по сравнению с животными, не получавшими экстракта (Табл. 4).

Таблица 4. Влияние композита из растительных экстрактов на поведение крыс в Т-образном лабиринте

Поведенческие акты ТЗ ТЗ + бальзам

Вертикальные стойки 18,6±3,1 23,75±5,3

Входы в аллеи 7,9±1,4 21,10±5,1*

Дефекации 3,7±0,5 2,70±1,08

Груминг 4,2±0,4 10,25±2,9*

*—р < 0,05.

1.2. Поведение крыс в экспериментальных моделях обучения и памяти. Нарушения, индуцируемые ТЗ, и коррекция их под действием растительных экстрактов

Поведение в задаче пассивного избегания (спуск с платформы). Хроническое введение в организм крыс в составе пищи техногенных загрязнений, депонированных в листве липы, произрастающей в районе с высокой техногенной нагрузкой, приводило к нарушению долговременной памяти у крыс в данной экспериментальной модели памяти. Нарушения проявились в уменьшении латентного времени спуска с платформы в сеансе воспроизведения (Рис. 4). Экстракты солодки голой, лавра благородного, лука репчатого при их совместном введении с техногенными загрязнениями в состав диеты оказывали корректирующее действие на процессы, определяющие эффективность долговременной памяти у крыс в данной модели. Корректирующее действие проявлялось в увеличение латентного

времени спуска с платформы в сеансе воспроизведения (Рис. 4).

200 1 180 160 "

120 II 100

«в,

ин

О«

г?" 40

РЗ

4 20

Обучение

ТЗ

О ТЗ, фоновый уровень ^ ТЗ+экстр-т солодки голой ¡^ТЗ+экстр-т лавра благородного

Воспроизведение (48 часов)

® ТЗ+экстр-т лука репчатого И ТЗ+пирацетам (500 мг/кг)

Рис. 4. Поведение крыс в задаче пассивного избегания (спуск с платформы). *— р < 0,05, по сравнению с ТЗ

# — р < 0,05, по сравнению с фоновым уровнем

Поведение в задаче активного избегания. Хроническое введение в организм крыс в составе пищи техногенных загрязнений, депонированных в листве липы, произрастающей в районе с высокой техногенной нагрузкой, приводит к нарушению обучения крыс в данной модели. Нарушения проявились в увеличении числа предъявлений до выработки критериев обученности — 3, 5, и 9 правильных реакции подряд (Рис. 5).

13 5 9

число условно-рефлекторных реакций

Рис. 5. Влияние ТЗ на обучение крыс в задаче активного избегания 1- фоновый уровень высоки й уровень ТЗ * — р < 0,05 по сравнению с фоновым уровнем Введение в состав диеты композита из растительных экстрактов ускоряло обучение в задаче активного избегания - число предъявлений до достижения критериев обученности 3, 5 и 9 правильных реакций подряд у крыс, подвергнутых действию ТЗ и получавших композит уменьшалось Однако наиболее выражено и статистически значимо действие композита растительных экстрактов проявлялось на этапе формирования упроченного навыка — уменьшалось число предъявления сочетаний условного и

безусловного сигнала до достижения критерия обученности 9 правильных реакций из 10 последователшьных предъявлений условного сигнала (Рис. 6).

Рис. 6. Влияние композита из растительных экстрактов на обучение крыс в задаче активного избегания

I— ТЗ; | — _ТЗ + композит растительных экстрактов * — р < 0,05 по сравнению с ТЗ

Задача спасения из воды. Хроническое введение в организм крыс в составе пищи техногенных загрязнений, депонированных в листве липы, произрастающей в районе с высокой техногенной нагрузкой, приводит к ухудшению показателя долговременной памяти в данной модели — увеличению времени достижения безопасной платформы по веревке в сеансе воспроизведения (Рис. 7).

Рис. 7. Влияние растительных экстрактов на память крыс в задаче спасения из воды

* - р < 0,05, по сравнению с ТЗ; # - р < 0,05 по сравнению с фоновым уровнем

Следует отметить, что у животных опытной группы, потреблявших в составе пищи листья из района с высокой техногенной нагрузкой, менялся характер плавания. Крысы в период неподвижности глубоко погружались в воду, так что на поверхности находился лишь кончик мордочки. Они чаще совершали слабые гребки задними конечностями, т.е. переходили к пассивному плаванию с отчетливым ограничением времени активных плавательных движений (Табл. 5).

Поведенческие реакции Группа животных

ТЗ, фоновый уровень | ТЗ, максимальное

Обучение

Выпрыгивания из воды 8,4 ± 1,2 5,4 ± 0,5 *

Пассивное плавание, сек 22,5 ± 2,6 35,8 ±4,3*

Замирание 2,4 ± 0,65 3,2 ± 0,8

Тестирование

Выпрыгивания из воды 4,7 ± 0,4 5,9 ± 0,7*

Пассивное плавание, сек 7,3 ± 1,5 29,8 ± 3,2*

Неподвижность 0,8 ± 0,23 2,73 ± 1,1*

* — р < 0,05 по сравнению с контролем

Введение экстрактов экстракт солодки голой, лавра благородного, лука репчатого в состав диеты животных, подвергаемых действию ТЗ, приводило к улучшению показателя долговременной памяти — уменьшению времени достижения безопасной платформы в сеансе воспроизведения (Рис. 7).

Задача узнавания знакомого предмета. Хроническое введение в организм крыс в составе пищи техногенных загрязнений депонированных в листве липы, произрастающей в районе с высокой техногенной нагрузкой, приводит к нарушению долговременной памяти у крыс в задаче на узнавание знакомого объекта. Нарушения проявились в уменьшении индекса предпочтения нового объекта в сеансе воспроизведения у животных, подвергнутых действию ТЗ (Рис. 8). Введение экстрактов солодки голой, лавра благородного, лука репчатого в состав диеты таких животных, приводило к улучшению показателя долговременной памяти в данной модели — увеличению индекса предпочтения нового предмета в сеансе воспроизведение (Рис. 8).

1И70 *« 60

О и о ш о X

к к

я «

<и О!

Ь Н

2 50

о я.

«40

8 30 1 2 I "20

в а

и вю

а»

§ о

штз

В ТЗ+ экстракт Солодки голой 013 + экстракт лука репчтого И13+ пирацетам

Рис. 8. Показатели памяти крыс в задаче узнавания знакомого предмета * — р < 0,05, по сравнению с ТЗ

Таким образом, можно заключить, что на уровне поведения крыс, отражающего функционирование мозговых процессов участвующих в формировании эмоциональных состояний, исследовательской активности, обучения, памяти четко проявляется поражающее действие примененного нами комплекса ТЗ на организм.

Механизмы могут быть связаны с функционированием систем разного уровня. Нам представляется целесообразным выделитьв качестве мишеней действия ТЗ мембранный гомеостаз и нейромедиаторный гомеостаз. В частности для одного из максимально представленных в комплексе

загрязнителя — свинца, показано при его продолжительном поступлении в организм даже в низких дозах поражающее действие на метаболизм серотонина в мозге (Haider. 2005'). Показано, что снижение уровня серотонина в мозге может быть причиной снижение когнитивных способностей животных (Hughes, 2002), и нарушения эмоционального состояния животных (Wrase, 2006) и человека (Masters, 1996). Нарушение под действием свинца долговременной потенциации, мембранного механизма формирования долговременной памяти, связывается с нарушением в системе NO (Reddy, 2002).

Результаты представленные в первых двух разделах позволяют заключит, что экспериментальные модели поведения животных являются чувствительными тест-системами пригодными для выявления в спектре адаптогеппых свойств растительных экстрактов компонентов, соответствующих условиям техногенного загрязнения среды существования организмов. Исследованные нами растительные экстракты являются эффективными средствами коррекции нарушений функций организма, регистрируемых на уровне поведения.

Из результатов наших исследований очевидно, что действие исследованных экстрактов однонаправлено с действием пирацетама, препарата группы ноотропов. В литературе действие пирацетама связывается, в том числе, с его способностью стабилизировать мембрану за счет увеличения кругооборота фосфатидилхолина и

фосфатидилэтаноламина, а также активации фосфокипаз (Nagy, 1985). К важнейшим свойствам ноотропов относится их влияние на биоэнергетику нервной клетки. Показано, что при действии пирацетама происходит усиление синтеза и кругооборота АТФ в мозге (Боголепов, 1983; Борисюк, Кресюн, 1989), активация аденилатциклазы (Nikolson, 1976), увеличение синтеза протеинов (Tencheva, 979), РНК (Tuneva, 1979) и ДНК (Кокаева, Тушмапова, 1991).

В литературе описана антиоксидантная активность исследованных нами экстрактов. Экстракт корня солодки ингибирует перекисное оксиление липидов в условиях действия ионизирующего излучения (Naik, 2003) и оксидативного стресса (Haraguchi, 2000). Лук содержащая диета уменьшает показатели оксидативного стресса, вызванного физической нагрузкой (Choi, Cho, 2005). Антиоксидантная активность экспериментально подтверждена у эфирных масел листьев лавра благородного (Simic, 2003; Ferreira, 2005).

Можно предположить, что выявленная в нашей работе способность исследованных экстрактов и композита экстрактов улучшать мнестические и когнитивные функции при воздействии ТЗ может определяться их стабилизирующим влиянием на биомембраны и влиянием на другие механизмы повышения резистентности организма, реализуемые через метаболическую активность мозга.

2.Поведение животных в экспериментальных моделях поведения. О роли липидного компонента в составе диеты в проявлении поражающего действия ТЗ.

В данном фрагменте работы исследована возможная роль различных по степени насыщенности пищевых жиров в модуляции индуцированных техногенными загрязнителями нарушений поведения крыс. С целью изучения такой возможности нами было изучено влияние алиментарных жиров на поведение в открытом поле и в задаче активного двустороннего избегания.

Поведение в задаче активного двустороннего избегания.

Техногенные загрязнения нарушают обучение в задаче активного избегания. Тип жиров в составе диеты не влияет на поражающее действие ТЗ. Однако на фоне диеты с растительным маслом поражающее действие регистрируется на более ранних этапах формирования памяти. Различия статистически достоверны уже на этапе сокращения латентного времени реакции избавления и на этапе первых реакций избегания — предъявления с 11-го по 20-е (Табл. 6).

Таблица 6. Влияние типа жиров в составе диеты на динамику формирования реакции избавления в задаче активного избегания

Блоки предъявлений Латентное время реакции избавления, среднее в блоке, сек

Фоновое ТЗ Максимальное ТЗ

Свиной жир (1) Растительное масло (2) Свиной жир (3) Растительное масло (4)

1-5 6,2±0357 6,0+0,4 10,2±0,9* 8,2±0,75

6-10 7,9±0,8 5,0±0,28 9,5±0,92 7,2±0,9

11-15 5,2±0,35 3,4±0,4 7,4+0,82 5,7+0,5**

16-20 3,3+0,2 2,5+0,5 6,2+0,9 5,5±0,7**

* — р<0,05 различия между группами 1 и 3; ** _р<0,01 различия между группами 2 и 4.

На следующих этапах формирования правильной реакции различия между экспериментальными группами с разным типом жиров в составе диеты возрастают (Таб. 7).

Таблица 7. Влияние типа жиров в составе диеты на динамику обучения в

Число правильных реакций подряд Число предъявлений до выполнения последовательных реакций избегания

Фоновое ТЗ Максимальное ТЗ

Свиной жир (1) Растительное масло (2) Свиной жир (3) Растительное масло (4)

1 11,7±2,3 7,8±1,6 16,2+3,6 18,3±2,9*

3 16,7+1,4 13,5±2,6 39,2+8,2 * 33,0±9,3*

5 20,3±1,35 17,7±3,1 4 8,3 ±7,9* 43,6+3,6**

** — р < 0,01 между группами 2 и 4; * - р< 0,05 между группами 2 и 4; # — р < 0,05 между группами 1 и 3. Па основании результатов данного фрагмента исследовании можно заключить, ч то тин жиров в составе диеты может определи п. характер

выраженности нарушений, индуцируемых ТЗ и регистрируемых на уровне поведения. Это дает основания предполагать в качестве одного из механизмов поражающего действия ТЗ на функционирование систем организации поведения нарушения окислительно-восстановительного гомеостаза в мозге. Известно, что жирнокислотный состав плазматических, митохондриальных, рибосомальных, ядерных, лизосомальных мембран, в определенной степени зависит от типа жиров, потребляемых с пищей (Ьетш%ег, 1969; Финагин,1980; Крепе,1981; Марзоев, 1982; Уатаока,1988). Скармливание животным свиного жира, который характеризуется высоким содержанием НЖК и низким содержанием ненасыщенных жирных кислот (ННЖК), приводит к повышению содержания НЖК в биомембранах. И, наоборот, скармливание растительного масла, которое содержит до 51-68 % ННЖК и значительно меньше, чем в свином жире, НЖК (Бренц, 1988), приводит к увеличению в липидном слое мембран доли ненасыщенных жирных кислот (Крепе,1981; Марзоев, 1982). Известный интерес в связи с вышесказанным, представляло выяснение возможной роли различных по степени насыщенности пищевых жиров в модуляции индуцированных техногенными загрязнителями нарушений поведения крыс. С целью изучения такой возможности нами было изучено влияние алиментарных жиров на поведение в открытом поле и в задаче активного двустороннего избегания. На основании результатов данного фрагмента исследований можно заключить, что тип жиров в составе диеты может определять характер выраженности нарушений, индуцируемых ТЗ и регистрируемых на уровне поведения. Это дает основания предполагать в качестве одного из механизмов поражающего действия ТЗ на функционирование систем организации поведения сдвиги в окислительно-восстановительном гомеостазе.

3. Функциональное состояние мнтохондриальных мембран. Нарушения, индуцируемые ТЗ, и их коррекция растительными экстрактами

Техногенные загрязнители, поступающие с пищей в течение 40 дней, влияют на функциональное состояние мембран. На это указывают результаты по набуханию митохондрий печени и данные по регистрации уровня липоперекисного окисления в мембранах этих структур.

Во фракции митохондрий из печени крыс, которые получали с диетой листья липы, собранные в районе с высокой техногенной нагрузкой, скорость изменения оптической плотности, а, следовательно, и скорость набухания больше, чем у крыс, получавших листья из района с низкой техногенной нагрузкой (Рис. 9).

Время, мин

Рис. 9. Динамика изменений оптической плотности суспензии митохондрий, выделенных из печени.

" — ТЗ, фоновый уровень; ♦ — ТЗ, максимальный уровень; * — р < 0,05.

Особенно интенсивно процесс набухания митохондрий печени подопытной группы происходит в первые 15 минут. Об уровне перекисного окисления липидов судили по скорости накопления малонового диапьдегида (МДЛ) в митохондриях печени. Как следует из Рис. 10, количество МДА в начале

инкубации и скорость накопления этого метаболита свободнорадикального перекисного окисления липидов в препаратах из печени крыс группы, получавшей ТЗ в составе диеты, превышали соответствующие показатели контроля.

0,70 -0,60 -8 0,50 -з:

о о,40 -с

го 0,30 --¡ 0,20 -О 0,10 -0,00 —

0 10 „ 20 30 40 60

Время, мин

Рис. 10. Влияние техногенных загрязнителей из листьев липы на содержание МДА в изолированных митохондриях печени крыс ■ — ТЗ высокий уровень,; ♦ - ТЗ, фоновый уровень * — р < 0,05.

Наблюдаемые различия могут объясняться рядом причин: увеличением содержания перекисей ненасыщенных жирных кислот, снижением содержания в этих органеллах природных антиоксидантов, уменьшением вязкости мембран и другими изменениями, индуцируемыми активацией ПОЛ в мембранах.

Для изучения влияния техногенных загрязнений, депонированных в снежном покрове на мембранные структуры митохондрий, была проведена специальная серия экспериментов.

Как видно на Рис. 11, исходный уровень малонового диальдегида (МДА) в двух исследуемых популяциях был практически одинаковым.

20 30

Время, мин

Рис. 11. Показатели ПОЛ митохондрий печени крыс, получающих талую воду из различных по степени техногенной нагрузки районов. • — ТЗ, фоновый уровень; ■ — ТЗ, максимальный уровень; * — р<0.05.

Известно, что в условиях in vitro между процессами перекисного окисления и скоростью гидролиза фосфолипидов митохондрий существует прямая связь (Андрющенко, 1984). Следовательно, при техногенном воздействии вследствие активации ПОЛ наблюдается дискоординация метаболизма липидов.

Как по содержанию исходного уровня МДА, так и по скорости накопления этого продукта за 40 мин инкубации большее значение зарегистрировано в суспензии митохондрий группы крыс, не получавших композит растительных экстрактов. Это количество превышает количество МДА почти в 3 раза по сравнению с группой животных, получавших композит растительных экстрактов.

Время, мин

Рис. 12. Динамика изменения МДА в митохондриях печени крыс экспериментальных групп

■ — ТЗ; ♦ — ТЗ + композит растительных экстрактов *-р<0,05; **-р<0,01 Это говорит о том, что композит растительных экстрактов, получаемый

животными в составе диеты, вызывает снижение интенсивности ПОЛ у

животных, подвергнутых действию ТЗ.

Таким образом, в эксперименте ¡n vivo, техногенные загрязнители, поступающие с пищей в течение 40 дней оказываются способными влиять на функциональное состояние мембран. На это указывают результаты по набуханию митохондрий печени и данные по регистрации уровня липоперекисного окисления в мембранах этих структур. Полученные в этом разделе результаты позволяют предполагать, что нарушение функционального состояния клеточных мембран под действием ТЗ является одним из механизмов индуцируемых ТЗ нарушений в функционировании систем организации поведения. Также они подтверждают сформулированное

в предыдущих разделах предположение о том что корректирующее действие

растительных экстрактов на индуцированные ТЗ нарушения связаны со

стабилизацией окислительно-восстановительного гомеостаза клеток.

4. Функциональное состояние инфузории 5р!го$1отит атЬ^иит. Нарушения, возникшие под действием ТЗ воды и воздуха

В предыдущих разделах работы исследована и подтверждена возможность применения образцов метеоосадков и листвы для оценки интегральной биотоксичности ксенобиотического профиля среды районов с повышенной техногенной нагрузкой. Результаты экспериментов позволяют связывать механизм поражающего действия комплекса техногенных загрязнителей с механизмом, включающим нарушения окислительно-восстановительного гомсостаза на уровне плазматических мембран и внутриклеточных мембранных систем. Исследование действия примененного нами интегрального фактора загрязнения среды на одноклеточный организм как тест-систему имеет большое прикладное и научное значение. В настоящем разделе исследована возможность применения инфузории 5риоз1отит ат1^иит, организма, который применяется в качестве тест-объекта в исследованиях уровня загрязнения вод, для оценки интегральной биотоксичности комплекса техногенных загрязнений атмосферного воздуха. Исследована возможность применения в качестве тест-критерия как ранее используемого показателя функционального состояния простейшего организма — двигательной активности, так и впервые примененного в подобных исследования показателя — осмотической устойчивости клетки при изменениях тоничности среды. В качестве тест-реакций был исследован ряд вариантов этого показателя.

Выполнены исследования с применением инфузории ЯрноБиэтит атЫциит в качестве тест-систсмы для оценки биологического качества среды. Исследована чувствительность к действию предлагаемого нами интегрального фактора техногенного

загрязнения среды общеизвестного показателя функционального состояния инфузории 8р1го51ошиш ат1^иит — двигательной активности. Показано, что экспозиция в пробах метеоосадков из района с высоким уровнем техногенного загрязнения снижает двигательную активность по сравнению со значением данного показателя в соответствующих пробах из района с «фоновым» уровнем загрязнения. (Рис. 13 А)

5 «1

О Я Я X а, = а » = 2 811 * 6Н

Время предварительной

экспозиции } пробах талой воды, часы

Рис. 13. Влияние экспозиции в талой воде из районов с различной техногенной нагрузкой на двигательную активность (А) инфузорий и время жизни (Б) в условиях осмотического стресса.

□- талая вода из района с низкой техногенной нагрузкой; д- талая вода из района с высокой техногенной нагрузкой * — р < 0,05

Полученные нами результаты позволяют сделать вывод, что осмотическая устойчивость клетки инфузории в гетсротонических растворах является более чувствительного индикатором. Это подтверждают эксперименты по исследованию депрессивного влияния на этот показатель экспозиции и в образцах метеоосадков (Рис. 13 Б) и в водных экстрактах сухих осаждений (Рис. 14) из районов с высоким уровнем техногенного загрязнения.

1200 л

* юоо ^ о

пз

см см о

О) о. о

ш »-

ПЗ

о.

800 -

600

400

о; 2 03

о. ш

200 -

□ контроль, среда культивирования

□ водный экстракт сухих осаждений из района с низкой уровнем ТЗ Н водный экстракт сухих осаждений из района с высоким уровнем ТЗ

Рис. 14. Влияние экспозиции в водных экстрактах сухих осаждений из районов с различной техногенной нагрузкой на осмотическую устойчивость инфузорий.

* — р < 0,05, по сравнению с высоким уровнем ТЗ

Таким образом, можно заключить, что простейшие организмы могут быть использованы в качестве тест-систем для интегральной оценки токсичности ксенобиотичского профиля среды, что подтверждается однонаправленностью сдвигов в показателях их функционального состояния с соответствущими изменениями в более сложных тест-системах в условиях действия естественного комплекса техногенных загрязнений.

Заключение

Нами исследовано повреждающее действие техногенных загрязнений при их комплексном воздействии на системы различного уровня биологической организации, функции которых с той или иной степенью опосредованности определяются состоянием мембранных структур. Исследования проводились на разных объектах, включающих млекопитающих (крысы), простейших (инфузория Spirostomum ambiguum), субклеточные структуры (митохондрии).

В качестве носителей техногенных загрязнителей использованы листья липы сердцевидной — Tilia cordata Mill и талая вода снежного покрова. Все сборы проведены в нескольких районах г. Владикавказа с различной степенью техногенной нагрузки, а проще говоря, отличающихся по степени загрязненности промышленными выбросами. Известная плодотворность и удобство такого подхода очевидны: животные в качестве индуктора нарушений получают не комплекс токсических элементов, сгруппированных для эксперимента искусственно, а источник реального загрязнения, отражающего масштабы последнего, по сути — фактор техногенного загрязнения, представляющий некое интегрированное начало всей массы разнообразных загрязнений (Марзоев, 1998). Природные объекты в районах техногенных загрязнений становятся своеобразным депо различных загрязнителей, действующих на живые системы, что создает состояние антропоэкологического напряжения подопытных объектов. Необходимо подчеркнуть, что в реальной жизни на живые объекты действуют не отдельные токсические вещества, а их

комплексы, с присущими им сииергичными и антагонистичными свойствами и особенностями взаимодействия. Этот принцип справедлив и для тяжелых металлов — основных токсических компонентов ТЗ. При высоких концентрациях большинство металлов становятся токсичными, что приводит к функциональным нарушениям в организме (Мартин, 1993). Поступление токсичных веществ в организм происходит различными путями — с вдыхаемым воздухом и при кожном контакте, но во всех случаях основные пути поступления связаны с пищей или водой. В связи с этим листья древесных растений и талые воды снежного покрова, использованные в качестве источников техногенных загрязнений, следует признать адекватными носителями, отражающими действительный уровень антропогенного поражения окружающей среды.

Вместе с тем, между этими двумя источниками техногенных загрязнителей имеются и определенные различия. Известно, что снег, пролежавший не более двух-трех суток, способен в значительной степени аккумулировать такие тяжелые металлы как свинец и кадмий (Будников, 1998). В то время как листья, помимо аэросоставляющих ТЗ, могут содержать и метаболиты этих загрязнений (Долобовская, 1975; Москаленко, 1989). К тому же, срок экспозиции листьев в силу естественных причин пролонгированнее, чем у снега.

В наших исследованиях установлено, что хроническое воздействие техногенных загрязнителей, содержащихся как в листьях липы, так и в талой воде снежного покрова, приводит к нарушениям поведенческих реакций животных. Нарушения проявляются по ряду показателей начиная с менее выраженных признаков снижения двигательной, ориентировочно-исследовательской активности и повышения эмоционального напряжения, и заканчивая увеличением уровня тревожности и чувства страха у животных. Еще более выражены нарушения в задачах связанных с формированием приобретенного поведения в ряду от уменьшения латентного времени совершения подавляемой реакции в задаче

пассивного избегания до уменьшения индекса предпочтения нового предмета в когнитивной модели — узнавание знакомого предмета.

Наблюдаемые нами нарушения на физиологических, цито- и субцитологических уровнях могут быть следствием двух относительно самостоятельных механизмов. Это и прямое воздействие комплекса техногенных загрязнителей in vivo на структуру клетки (клеток) и опосредованное метаболическими перестройками в организме, индуцированными этим комплексом. Прямое действие ТЗ на клетку подтверждается результатами наших опытов, выполненных на простейших одноклеточных организмах — инфузориях.

Инфузория Spirostomum ambiguum оказалась чрезвычайно чувствительным тест-объектом. Поведение инфузории оцениваемое по показателю двигательной активности и осмотичекая устойчивость, оцениваемая по времни жизни в гетероосмотических раствора описаны в качестве чувствительных тест-функций пригодных для оценки экологического качества среды.

В условиях воздействия техногенных загрязнителей первым органом-мишенью является печень, в которой происходит обезвреживание попадающих в организм ксенобиотиков. Это обстоятельство послужило основанием для выбора митохондрий печени белых крыс в качестве модели для исследования влияния техногенных загрязнителей на внутриклеточные органеллы и процессы перекисного окисления липидов.

В результате наших исследований выявлено, что техногенные загрязнения при действии in vivo индуцируют нарушение структуры и функций мембран митохондрий печени, связанные с нарушением барьерных свойств мембран этих органелл — возрастание скорости их набухания в изотонических средах, и активацию процессов перекисного окисления липидов.

Анализ результатов влияния ТЗ на обучение и память в экспериментальных моделях показал, что исследованные нами растительные

экстракты и композит растительных экстрактов оказывают благоприятное влияние при нарушениях процесса обучения, повышают двигательную и исследовательскую активность, стабилизируют эмоциональное напряжение и понижают уровень тревожности у белых крыс. Можно предполагать, что в основе выявленного нами, с применением экспериментальных моделей поведения животных, влияния

исследованных экстрактов на высшие функции мозга лежит улучшение под действием биологически активных веществ, входящих в их состав, адаптационных возможностей организма, повышени резистентности к неблагоприятному воздействию ТЗ. Таким образом, результаты исследований влиянии композита растительных экстрактов на субклеточные структуры позволяют сделать заключение о том, что одним из компонентов механизма адаптогенпого действия, регистрируемого на уровне поведенческих реакций крыс, может быть и антиоксидаптпая активность растительных экстрактов. Очевидно, именно это свойство приводит к уменьшению поражения мембран под действием техногенных загрязнений и стабилизации их функций, которые важны для функционирования центральной нервной системы в целом.

Исследование в качестве тест реакций поведения различных по уровню сложности организмов позволяет заключить, что чем выше уровень организмов применяемых в качестве тест систем в экологическом мониторинге тем разнообразнее поведенческие реакции изменением характеристик которых они способны отвечать на ухудшение экологического качества среды и тем выше информативность данных полученных с их применением.

выводы

1. Современные экологические исследования расширили круг биообъектов, на базе которых моделируются условия экотоксикологических воздействий и оценивается степень их поражающего действия на биосистемы. Такие системы могут применяться для изучения отклика на экотоксикологические воздействия различной природы в экологическом мониторинге.

2. Настоящая работа является приоритетным исследованием, посвященным описанию индуцированных экотоксикологичсеким воздействием однонаправленных сдвигов в состоянии систем различного уровня организации, от мембранных систем контролирующих поведение простейших организмов до систем организации сложного поведения высших млекопитающих. Результаты работы позволяют утверждать, что живые системы, независимо от уровня организации, отвечают на повреждающие экотоксикологические воздействия универсальным набором реакций на уровне метаболизма, органелл, клеток и, наконец, целого организма, включая разнообразие его поведенческих реакций.

3. Применение функциональной нагрузки на мембрану (осмотический стресс) повышает чувствительность простейших в качестве тест-объекта в исследованиях токсического действия техногенных загрязнений, что позволяет производить оценку биологического качества воды даже в условиях минимального содержания экополлютантов. Простейшие организмы и изолированные митохондрии печени пригодны в качестве тест-объекта при изучении влияния комплекса техногенных загрязнений на клеточном и субклеточном уровнях организации и разработке мер коррекции индуцированных нарушений.

4. Поведение животных в экспериментальных моделях эмоциональных состояний, обучения и памяти является эффективной тест-системой

для оценки экотоксикологической опасности ксснобиотичесокого профиля среды, а также для оценки адаптогенных свойств продуктов природного происхождения в условиях экотоксикологичсских воздействий

5. Листья растений и метеоосадки могут применяться для интегральной экотоксикологичсекий характеристики ксенобиотического профиля среды и построения континиума экотоксичности в исследованиях с применением в качестве тест-функции поведения животных. Введение с пищей техногенных загрязнителей, депонированых в листьях липы и снежном покрове, в организм животных вызывает увеличение показателей тревожности в "открытом поле" и приподнятом крестообразном лабиринте; нарушение способности к обучению, что проявляется в замедлении процесса выработки реакций активного избегания; ухудшении показателей памяти в задачах на пространственную память и когнитивных моделях памяти.

6. Механизм поражающего действия экотоксикологичсеких факторов на функционирование систем, контролирующих поведение животных, включает нарушение функций мембранных структур. Результаты исследований последствий введения в организм с пищей техногенных загрязнителей, депонированных в листьях липы, на мембраны митохондрий, свидетельствует о том, что повреждающие эффекты связаны с активацией процессов перекисного окисления липидов, протекающих по свободнорадикальному механизму.

7. Результаты исследования влияния растительных экстрактов на процессы перекисного окисления липидов в митохондриях позволяют связать их адаптогенные свойства с их антиоксидантными свойствами.

8. Листья растений и метсоосадки могут применяться для интегральной экотоксикологичсекий характеристики ксенобиотического профиля среды и построения континиума экотоксичности в исследованиях с применением в качестве тест-системы инфузории 5р1гозГопшт

атЪ'щиит. Экспозиция атЫциит в водных извлечениях из

листьев липы и талой воде приводит к нарушению функциональных свойств клеточной оболочки, что проявляется в снижении осмотической устойчивости и последующей гибели клеток.

9. Исследование общих закономерностей изменения поведенческих реакций объектов различного уровня сложности (от простейших до высших млекопитающих), позволяет осуществить контроль за экологическим качеством различных биотопов (вода, воздух, почва).

Список работ, опубликованных по теме диссертации

Тушмалова Н.А., Квеквескири А.Н., Иноземцев А.Н., Кокаева Ф.Ф. Прагина Л.Л. Альварес P. Some molecular mechanisms of pharmacological correction of memory // Molecular basis of action of bioactive substances on behaviour. Tallinn. - 1989. -C.34-35.

Тушмалова H.A. Кокаева Ф.Ф., Прагина Л.Л. Коррекция условно-рефлекторной памяти с помощью психотропных препаратов // Проблемы нейрокибернетики (Материалы всесоюзной конференции). - Ростов-на-Дону. - 1989. - С.33-34.

Прагина Л.Л., Воронина Т.А. Кокаева Ф.Ф., Иноземцев А.Н. Влияние пирацетама и ницерголина на условно-рефлекторную память крыс в условиях экстремального воздействия // Фармакология и токсикология.-

1990.-N3.-C. С. 8-9.

Иноземцев А.Н.. Кокаева Ф. Ф. Козловский И. , Сарычев Е.И., Демидов

B.М. Влияние гептапептида группы тафтсина с ноотропным компонентом действия на формирование реакции избегания в норме и при ее нарушении в конфликтной ситуации // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины,- 1990.- N 5. - С.445-446.

Иноземцев А.Н Кокаева Ф.Ф. Особенности функционального "сбоя" реакции избегания // Журнал высшей нервной деятельности. - 1990.- Т. 40, N2. -С.З86-388.

Тушмалова Н.А. 3 Безлепкин В.Г Кокаева Ф.Ф. Газиев А.И. Влияние пирацетама насинтез ДНК в мозге // Доклады Академии наук СССР.-

1991. Т.320, N3.-C.761-762.

Pragina L., Inosemtzev А., Tushmalova N., Кокаева Ф„ Lebedeva N., Change of blood glucose level under the influence of "Failure" of anavoidance reaction//Neurosciense & Behavioral Physiology 1991.- V.21, N 1-6. -

C.520-522.

Кокаева Ф.Ф. , Дзшева Т.А., Зейналова Л. Влияние пирацетама на вызванное облучением нарушение рефлекса избегания. - Успехи физиологических наук. - 1994.- N 3. - С.45-46.

Кокаева Ф.Ф., Марзоев А.И., Самбегова Ф. Оценка интегральной биотоксичности почвы методом биотестирования на простейших. Деп. в ВИНИТИ 04.08.94 N 2043-В94 - 7 С.

Кокаева Ф.Ф., Марзоев А.И., Интегральная биотоксичность поверхностных слоев почвы некоторых зон города Владикавказа // Государственный доклад "О состоянии окружающей природной среды и деятельности Госкомприроды Республики Северная Осетия в 1993 г." Владикавказ: РИА, 1994.-С. 122-123.

Кокаева Ф.Ф. Введение в биотехнологию. - Владикавказ: Изд-во СОГУ, 1996,- 52С.

Кокаева Ф.Ф., Марзоев А.И., Самбегова Ф., Корасва Б.Х. О комплексном подходе в экологичсскомобразовании // Средства массовой информации в экологическом образовании: Тезисы докладов международной конференции. Владикавказ: Изд-во СОГУ. - 1996. - С.44. Кокаева Ф.Ф., Кокаева ИЛО. Влияние техногенных загрязнений на заболеваемость студентов г. Владикавказа// Тезисы научной конференции студентов и молодых ученых вузов Юга России. Краснодар. - 1997.т С. 186 Кокаева Ф.Ф., Кокаева ИЛО., Марзоев А.И. Поведение как критерий оценки экологического качества среды // XVII Съезд Всероссийского Физиологического общества. Ростов-на-Дону. 1998. Тезисы докладов. Ростов-на-Дону.-1998,- С. 258.

Кокаева Ф.Ф., Кокаева И.Ю., Марзоев А.И. Биотестирование как метод экологического мониторинга // Устойчивое развитие горных территорий: Тезисы докладов участников III Международной конференции 21-26 сентября 1998. - Владикавказ: Иристон,- 1998 - С.149. Кокаева И.Ю., Кокаева Ф.Ф., Марзоев А.И. Загрязнение окружающей среды сопровождается нарушением высших функций мозга // Устойчивое развитие горных территорий: Тезисы докладов участников III Международной конференции 21-26 сентября 1998г. - Владикавказ: Иристон,- 1998-С. 515.

Кокаева И.Ю., Марзоев А.И., Кокаева Ф.Ф. Влияние техногенного загрязнения па умственную и физическую работоспособность детей младшего школьного возраста // Тезисы докладов Российской конференции "Атмосфера и здоровье". Санкт-Петербург.-1998.- С.125. Кокаева И.Ю., Кокаева Ф.Ф. Оценка интегральной биотоксичности метеоосадков с применением экспериментальных моделей поведения животных //Вестник Северо-Осетинского отделения Русского географического общества. - 1998. - N 5. - С.54-59.

Кокаева Ф.Ф., Кокаева И.Ю., Марзоев А.И. Экологически чистая пища улучшает обучение крыс // Известия Северо-Кавказского научного центра высшей школы. Серия естественные науки. — 1998. №4. С.92-95.

Кокаева Ф.Ф., Кокаева И.Ю., Алипа Л.В., Бязырова A.A., МарзоевА.И. Различие показателей мышечной силы у детей, проживающих в районах с разным уровнем техногенной нагрузки. Труды Северо-Кавказского Технологического университета. Владикавказ. - 1999. — С.122. Кокаева Ф.Ф., Феоктистова Е.М. Влияние тимогена на поведение крыс в экспериментальных моделях тревожных состояний // Тезисы докладов конференции по итогам научно-исследовательской работы биологического факультета. Северо-Осетинский государственный университет. Владикавказ: Изд-во СОГУ. 1999. С. 47-48. Kokaeva F.F., Denmuchametova S.V., Ivanov V.A. The LINE reverse transcriptase is involved in the learning of rats// Procidings of the 2000 Meeting of International Research Scholars of Howard Hughes Medical Institute. Chevy Chase, Maryland, USA, June 21-23, 2000. - Maryland. - 2000. - C.55.

Кокаева Ф.Ф., Марзоев А.И. Разработка новых технологий оценки экологической ситуации в республике Северная Осетия-Алания с применением тест-систем различного уровня биологической организации (Экология и био-тест-системы). Отчет по НИР. — Научно-исследовательский институт медико-биологических проблем Владикавказского научного центра РАН. - Владикавказ. - 2000. - 27 С.

Кокаева Ф.Ф., Кокаева И.Ю., Марзоев А.И. О роли липидного компонента пищи в реализации нейротоксического действия комплекса техногенных загрязнений // Сборник научных трудов. Вып. 5. - Изд-во СКО Академии технологических наук РФ. - 2000. -С.67-71.

Кокаева Ф.Ф., Кокаева И.Ю., Марзоев А.И. Влияние техногенного загрязнения атмосферного воздуха на развитие нервно-мышечного аппарата детей дошкольного возраста // Тезисы докладов конгресса "Биометеорология - 2000". - Санкт-Петербург. -2000.-С.120-121. Кокаева И.Ю., Кокаева Ф.Ф., Марзоев А.И. Интегральные методы оценки нейротоксичности естественного комплекса техногенных загрязнений // Тезисы докладов конгресса "Биометеорология - 2000". — Санкт-Петербург -2000.-С. 140.

Кокаева И.Ю., Кокаева Ф.Ф., Марзоев А.И. Использование инфузории Spiristoma Ambiguum в качестве тест-объекта при изучении степени техногенного загрязнения воды // Владикавказский Медико-биологический вестник. 2001.- Вып.1. -С. 37-42.

Джабанашвили Е.В., Кокаева Ф.Ф. Оценка качества питьевой воды методом биотестирования на простейших // Материалы II Межрегиональной конференции "Студенческая наука экономике России". Ставрополь: СевКавРГТУ. 2001. - С.116.

Кокаева Ф.Ф., Кокаева И.Ю., Марзоев А.И. Использование инфузории Spiristoma Ambiguum в качестве тест-объекта при изучении степени техногенного загрязнения водоемов // Устойчивое развитие горных

территорий: тезисы докладов IV Международной конференции. — Владикавказ: Ремарко, 2001. —T.I.- С.331.

Кокаева Ф.Ф., Кокаева И.Ю., Марзоев А.И. О возможности опенки экологического качества водопроводной воды методом биотестирования на простейших // Устойчивое развитие горных территорий: тезисы докладов IV Международной конференции. — Владикавказ: Ремарко, 2001. — T.I.- С.332.

Кокаева И.Ю., Кокаева Ф.Ф., Марзоев А.И. Пути коррекции неблагоприятного воздействия техногенных загрязнителей на организм // Устойчивое развитие горных территорий: тезисы докладов IV Международной конференции. — Владикавказ: Ремарко, 2001. — T.I.-С.519.

Кокаева Ф.Ф., Деньмухаметова C.B., Канапин A.A., Годухип О.В., Ильин Ю.Е. Антисен олигодезоксинуклеотиды к фрагменту гена обратной транскриптазы LINE-1 элемента крысы нарушает формирование долговременной памяти // Доклады Российской академии наук. - 2002. - Т. 383,- С.93-95.

Гаев В.В., Кокаева Ф.Ф., Марзоев А.И. Изучение возможной коррекции уровня тревожности у животных нарушенного техногенным загрязнением среды // Актуальные проблемы экологии. Сборник научных трудов. -Владикавказ. - 2004. -Т.З.- №3. - С.411-412.

Кокаева Ф.Ф. Поведенческий мониторинг: Концепция и методы. -Витас-К, М. - 2005,-72 С.

Гаев В.В., Кокаева Ф.Ф., Марзоев А.И. Изучение возможной коррекции действия техногенных загрязнений на память крыс в задаче на распознавание объектов // Вестник Владикавказского научного центра. -Владикавказ. -2005,- Т.5. - №2. - С.59-61.

Гаев В.В., Кокаева Ф.Ф., Марзоев А.И. Новые подходы к коррекции поведенческих нарушений обусловленных техногенным загрязнением среды // Вестник Владикавказского научного центра. - Владикавказ. -2005.- Т.5. - №3.- С.66-69.

Отпечатано в типографии Российской экономической академии им. Г.В.Плеханова Заказ № 103. Тираж 100 экз.

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Кокаева, Фатима Феликсовна

Введение.

Обзор литературы.

Глава 1 .Экологическое качество среды и национальная безопасность.

Глава 2.Растения и снежный покров как промежуточное депо техногенных загрязнителей.

Глава 3 .Механизмы поражающего действия техногенных загрязнений на биологические объекты различного уровня организации.

3.1. Характеристика нейротоксических процессов

3.2.Применение экспериментальных моделей поведения при исследовании эффектов техногенных загрязнителей.

3.3.Простейшие в исследовании эффектов ксенобиотиков.

3.4.Митохондрии как тест-объект для исследования влияния техногенных загрязнителей на биологические мембраны.

Глава 4.0 возможных путях повышения резистентности организма к условиям техногенного загрязнения.

4.1. Микро- и макроэлементы как средства коррекции нарушении индуцируемых техногенными загрязнениями

4.2. Растительные экстракты как средства коррекции нарушении индуцируемых техногенными загрязнениями.

4.3. Пищевые жиры и резистентность организма в условиях техногенного загрязнения

Материалы и методы исследования.

1 .Методы исследования поведения животных.

2. Методы исследования функционального состояния инфузории Spirostoma ambiguum.

3.Биохимические методы исследования.

4.Статистическая обработка результатов.

5.Постановка эксперимента.

Результаты и их обсуждение.

Глава 1. Поведение крыс в условиях действия техногенных загрязнений.

1.1. Поведение крыс в тестах на эмоциональность и исследовательскую активность в условиях действия техногенных загрязнений.

1.2. Поведение крыс в экспериментальных моделях о бучения и памяти в условиях действия техногенных загрязнений.

1.3. О роли липидного компонента в составе диеты в проявлении поражающего действия ТЗ.

Глава 2. Влияние растительных экстрактов на поведение крыс в условиях действия техногенных загрязнений.

2.1. Влияние растительных экстрактов на поведение крыс в тестах на эмоциональность и исследовательскую активность в условиях действия техногенных загрязнений.

2.2. Влияние растительных экстрактов на поведение крыс в экспериментальных моделях обучения и памяти в условиях действия техногенных загрязнений.

2.3. Влияние растительных экстрактов на показатели периферической крови животных в условиях техногенного загрязнения.

Глава 3. Влияние техногенных загрязнений на некоторые параметры мембран митохондрий печени крыс.

3.1. Влияние техногенных загрязнений, аккумулированных в листьях липы на функциональное состояние мембран митохондрий.

3.2. Влияние техногенных загрязнений аккумулированных в снежном покрове на функциональное состояние мембран митохондрий

Глава 4. Функциональное состояние инфузории 8рш)81ота ат1^итит: нарушения индуциремые техноеннми загрязнениями воды и воздуха.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Поведение как критерий поражающего действия техногенного загрязнения среды на организм животных и эффективности мер коррекции"

Множество разнообразных, чуждых жизни по своей химической природе, отходов проникают в биосферу, накапливается в природных экосистемах, включается в трофические цепи и, в конечном счете, воздействует на человека и его окружение (Федоров, 1983). В настоящее время стало очевидно, что существование человека в условиях прогрессирующего загрязнения окружающей среды техногенными воздействиями есть неизбежная реальность сегодняшнего дня и, возможно, ближайшего будущего. Этот факт означает реальную угрозу для здоровья нации (Худолей, 1998; Авалиани, 2001; Ревич, 2004) и связан с рядом проблем, среди которых нам представилось интересным выделить следующие.

В процессе мониторинга окружающей среды, в частности, тестирования уровня антропогенного загрязнения, исследователи в последние годы все чаще выбирают такие методы анализа, которые позволяют получить информацию о комплексном (интегральном) воздействии загрязнителей на организм животных и растений. Такой подход обоснован тем, что в реальной ситуации редко встречаются случаи изолированного воздействия на организм какого-либо фактора в «чистом» виде. Как правило, действуют смеси соединений самого различного состава (Куценко, 2004). Один из возможных вариантов воспроизведения в лабораторных условиях действующих в реальных условиях смесей ксенобиотиков, как с целью прогноза возникновения нейрологических нарушений, индуцированных загрязнением окружающей среды, так и для экологического биотестирования, может состоять в использовании естественного комплекса антропогенных загрязнителей, аккумулированных в растениях (Смит, 1988; Dudka, 1996) и метеоосадках (Ревич, 1981; Будников, 1988), в качестве фактора воздействия в экспериментальных моделях поведения животных.

Преимущество использования экспериментальных моделей поведения животных, по сравнению с другими методами, для изучения механизмов поражения нервной системы в экологических исследованиях среды, определяется тем, что поведение может адекватно представлять суммарный индекс изменений в нервной системе, индуцированных загрязнением окружающей среды. Особый интерес представляет исследование для оценки экотоксикологических воздействий изменений в механизмах процесса формирования приобретенного поведения - обучения, которое сопровождается долговременной потенциации синаптических систем (Bliss, Lomo, 1970; Скребицкий, 2004). Для отдельных экотоксикантов, в частности для свинца, экспериментально подтверждена связь их поражающего действия на формирования долговременной памяти с нарушением долговременной потенциации в гиппокампе (Carcia-Arenas, 2004).

Очевидно, экспериментальных модели поведения животных могут эффективно применяться в исследованиях по изысканию средств, повышающих устойчивость организма к действию техногенных загрязнителей. Предпочтение в этом поиске должно быть отдано биологически активным соединениям из натуральных источников. К таким препаратам относятся, в первую очередь, экстракты растительного происхождения (Соколов, Замотаева, 1990;

Пастушенков, 1990). Механизм защитного действия растений на организм животных и человека есть основания связывать с различными свойствами биологически активных веществ, входящих в их состав, от мембранозащитных (Бобков, 1984; Naik et al., 2003; Simic et al., 2003; Ferreira et al., 2005; Choi, Cho, 2005) до способности индуцировать апоптоз в злокачественных клетках (Rafi et al., 2002).

Результаты целого ряда исследований отечественных и зарубежных ученых, подтверждающие эффективность применения поведения животных в качестве тест-системы для оценки загрязнения среды (Таиров, Попович, 1989; Попович, Авалиани, 1992; Kulig, 1996; Кокаева, 1998; Кокаева, 2000; Кокаева, 2001; Тушмалова, 2002; Scott, 2004) позволяет обсуждать возможность формулировки концепции нового направления в экологическом мониторинге -поведенческого мониторинга. Краеугольным камнем концепции экологического мониторинга должны стать представления, развиваемые на основе анализа откликов на действие техногенных загрязнений, возникающих в поведенческих тест-системах организмов различного уровня биологической организации.

В настоящее время можно считать бесспорным, что, по меньшей мере, одним из путей реализации эффектов техногенных загрязнителей является их воздействие на мембраны, на процессы липоперекисного окисления в этих клеточных структурах (Владимиров, 1972; Козлов, 1973). Нарушениями функций мембран и их структуры под действием химических загрязнителей обусловлены поражения различных систем организма, в том числе систем, отвечающих за организацию поведения. Роль мембранотропного действия, в частности, тяжелых металлов в деструкции клетки показана для эритроцитарных мембран (Соколовский, 1974); синаптосомальных мембран нейронов (Fasistas, 1991); простейших (Дергач, 1995). Перечисленные факты открывают новые возможности использования простейших в качестве биообъектов для мониторинга. Плазматические мембраны высших организмов, в том числе и нейрональные, по своей структуре и выполняемым функциям сравнимы с мембранами одноклеточных (Хухо, 1990). Простейшие (с одной стороны это клетка, с другой - одноклеточный организм) дают возможность изучить как клеточные, так и организменные реакции на токсическое воздействие. К настоящему времени, в частности, достаточно детально описана в качестве клеточного тест-объекта, позволяющего проводить исследование растворов на предмет выявления токсичных химических соединений, инфузория Spirostomum ambiguum (Applewhite, 1972; Тушмалова, 1988; Nalecz-Jawecki, 1997, Быканова, 2003)

2. Изучить влияние комплекса (ТЗ), депонированных в естественных объектах (листьях липы и снежном покрове), на обучение и память крыс в экспериментальных моделях поведения.

3. Изучить влияние комплекса (ТЗ), депонированных в естественных объектах (листьях липы и снежном покрове), на обучение и память крыс в экспериментальных моделях поведения при различном типе пищивых жиров в составе рациона

4. Изучить влияние комплекса ТЗ на состояние митохондрий печени крыс.

5. Изучить влияние комплекса ТЗ на функциональное состояние подвижность и осмотическую устойчивость инфузории ЯрмзШтит атЫ^ит по показателям осмотической устойчивости и подвижности.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Заключение Диссертация по теме "Экология", Кокаева, Фатима Феликсовна

8. Листья растений и метеоосадки могут применяться для интегральной экотоксикологичсекий характеристики ксенобиотического профиля среды и построения континиума экотоксичности в исследованиях с применением в качестве тест-системы инфузории $р1гоя1отит атЫ^ит. Экспозиция ЗршБЮтит атЫ^иит в водных извлечениях из листьев липы и талой воде приводит к нарушению функциональных свойств клеточной оболочки, что проявляется в снижении осмотической устойчивости и последующей гибели клеток.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Нами исследовано повреждающее действие техногенных загрязнений при их комплексном воздействии на системы различного уровня биологической организации, функции которых с той или иной степенью опосредованности определяются состоянием мембранных структур. Исследования проводились на разных объектах, включающих как высших млекопитающих (крысы), простейших (инфузория Spirostomum ambiguum), субклеточные структуры (митохондрии).

В качестве носителей техногенных загрязнителей использованы листья липы сердцевидной - Tilia cordata Mill и талая вода снежного покрова. Все сборы проведены в нескольких районах г. Владикавказа с различной степенью техногенной нагрузки, а проще говоря, отличающихся по степени загрязненности промышленными выбросами. Известная плодотворность и удобство такого подхода очевидны: животные в качестве индуктора нарушений получают не комплекс токсических элементов, сгруппированных для эксперимента искусственно, а источник реального загрязнения, отражающего масштабы последнего, по сути - фактор техногенного загрязнения, представляющий некое интегрированное начало всей массы разнообразных загрязнений (Марзоев, 1998). Природные объекты в районах техногенных загрязнений становятся своеобразным депо различных загрязнителей, действующих на живые системы, что создает состояние антропоэкологического напряжения подопытных объектов. Необходимо подчеркнуть, что в реальной жизни на живые объекты действуют не отдельные токсические вещества, а их комплексы, с присущими им синергичными и антагонистичными свойствами и особенностями взаимодействия. Этот принцип справедлив и для тяжелых металлов - основных токсических компонентов ТЗ. При высоких концентрациях большинство металлов становятся токсичными, что приводит к функциональным нарушениям в организме (Мартин, 1993).

Поступление токсичных веществ в организм происходит различными путями -с вдыхаемым воздухом и при кожном контакте, но во всех случаях основные пути поступления связаны с пищей или водой. В связи с этим листья древесных растений и талые воды снежного покрова, использованные в качестве источников техногенных загрязнений, следует признать адекватными носителями, отражающими действительный уровень антропогенного поражения окружающей среды.

В результате наших исследований выявлено, что техногенные загрязнения при действии in vivo индуцируют нарушение структуры и функций мембран митохондрий печени, связанные с нарушением барьерных свойств мембран этих органелл - возрастание скорости их набухания в изотонических средах, и активацию процессов перекисного окисления липидов.

Анализ результатов влияния ТЗ на обучение и память в экспериментальных моделях показал, что исследованные нами растительные экстракты и композит растительных экстрактов оказывают благоприятное влияние при нарушениях процесса обучения, повышают двигательную и исследовательскую активность, стабилизируют эмоциональное напряжение и понижают уровень тревожности у белых крыс. Можно предполагать, что в основе выявленного нами, с применением экспериментальных моделей поведения животных, влияния исследованных экстрактов на высшие функции мозга лежит улучшение под действием биологически активных веществ, входящих в их состав, адаптационных возможностей организма, повышени резистентности к неблагоприятному воздействию ТЗ. Таким образом, результаты исследований влиянии композита растительных экстрактов на субклеточные структуры позволяют сделать заключение о том, что одним из компонентов механизма адаптогенного действия, регистрируемого на уровне поведенческих реакций крыс, может быть и антиоксидантная активность растительных экстрактов. Очевидно, именно это свойство приводит к уменьшению поражения мембран под действием техногенных загрязнений и стабилизации их функций, которые важны для функционирования центральной нервной системы в целом.

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Кокаева, Фатима Феликсовна, Москва

1. Агаджанян H.A., Чижов А.Я. Воздействие атмосферы на человека имеханизмы адаптации // Тез. докл. Всероссийской конференции «Атмосфера и здоровье человека». Санкт-Петербург, 1998. - С. 5.

2. Адрианов О.С. Значение принципа многоуровневой организации мозгадля концепции осознаваемых и неосознаваемых форм высшей нервной деятельности. Тбилиси, 1978. - Т.1. - 595 с.

3. Анохин К.В. Молекулярные сценарии консолидации долговременнойпамяти // Журн. высш. нервн. деятельности, 1997. - Т.47. - С. 261— 279.

4. Анохин К.В. Экспрессия ранних генов в механизмах памяти // Вестник

5. РАМН, 1998. - № 2. - С. 58-61.

6. Антонов В.Ф. Липиды и ионная проницаемость мембран. М.: Наука,1982. 134 с.

7. Арушанян Э.Б., Батурин В. А. Динамика латентного периода избегания иее корреляция с адаптивным поведением у крыс // Журн. высш. нервн. деятельности. 1989. - Т.36. - С. 343-350.

8. Архипенко P.C., Андрианов В.В. Нейрохимические клеточныемеханизмы оценки результатов поведенческой деятельности // Журн. высш. нервн. деятельности. 1993. - Т.18. - С. 326-330.

9. Афонин Д.Г. Особенности адаптации организма человека к техногеннымфакторам современного мегаполиса. // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2003. - №5. - С.29-40.

10. Ашапкин В.В., Романов Т.А., Тушмалова H.A. и др. Индуцированныйобучением избирательный синтез ДНК в мозге крыс // Биохимия,1983. -Т.48,-№4. С. 355.

11. Ашмарин И.Л. Механизма памяти. Руководство по физиологии. Л.: Наука, 1987.-465 с.

12. Базарон Э.Г. Очерки тибетской медицины. Улан-Удэ: изд-во Бурят, 1984.- 176 с.

13. Баранова A.A., Щеплягина Л.А. Экологические и гигиенические проблемы здоровья детей и подростков. М., 1998. - 331 с.

14. Батрак Г.Е., Крауз В.А., Зленко Е.Т., и др. О повышении адаптационых возможностей организма при экстремальных ситуациях // Адаптивные функции головного мозга: Матер. Всесоюз. Симпоз. Баку, 1980. - С. 22.

15. Батуев A.C. Высшие интегративные системы мозга. Л.:Наука, 1981. -255 с.

16. Батуев Б.Б. Вопросы фармакогнозии индо-тибетской медицины // Материалы по изучению источников традиционной системы индо-тибетской медицины. Новосибирск: Наука, 1982. - С. 47-52.

17. Белова C.B. Безопасность жизнедеятельности. М., Высшая школа, 1999.-448 с.

18. Бериташвили И.С. Память позвоночных животных, ее характеристика и происхождение. М.: Наука, 1974. - 212 с.

19. Бернал Дж. Дети и экология // http://www.vision.sitecity.ru/ltext 0309065937, 2004.

20. Бобков Ю.Г., Виноградов В.М. Катков В.Ф. Фармакологическая коррекция утомления. М.: Медицина, 1984. - 135 с.

21. Брин В.Б. Бериев О.Г. Медико-демографические проблемы устойчивого развития города Владикавказа // Тезисы Ш Международной конференции «Устойчивое развитие горных территорий». Владикавказ, 1998. - С. 493.

22. Будников П.К. Тяжелые металлы в экологическом мониторинге водных систем // Соросовский образ, журнал. 1998. - №5. - С. 27-28.

23. Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Д.Л. Методика и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. М.: Высшая Школа, 1991.-359 с.

24. Валлизер О. X. Антропогенные катастрофы: неизбежные следствия эволюции и культурного развития человечества? // Вестник РАН, 2002. Т.72, - №10. - С. 921-919.

25. Вартанян Г.А. Возможные механизмы управления памятью в эксперименте. // Механизмы управления памятью. Под ред. Бехтеревой Н.П. Л.: Наука, 1979. - С. 33-38.

26. Вартанян Г.А. Сенсорные механизмы обучения // В кн. Физиология поведения. Л.: Наука, 1987. - С. 309-333.

27. Вербицкий Е.В., Ткаченко H.H., Менджерицкий А.М. и др. Межсистемные закономерности адаптивной саморегуляции состояния и поведения организма к изменениям внешней среды // IV съезд физиологов России. Ростов-на-Дону, 1998. - С. 359.

28. Вернигора А.Н., Никишин H.H., Генгин М.Т. Влияние внутрибрюшинного раствора на поведение крыс в тесте «открытое поле» и активность ферментов, участвующих в обмене нейропептидов // Физиол. журнал им. Сеченова, 1995. - Т.81, - №12. - С. 121-125.

29. Владимиров Ю.А., Арчаков А.И. Перекисное окисление липидов вбиологических мембранах. М.:Наука. -1972.

30. Воронина Т. А. Методические рекомендации по экспериментальному изучению препаратов с ноотропным типом действия. М., 1989.225 с.

31. Воронина Т.А., Островская Р.У. Экспериментальное изучение препаратов с ноотропным типом действия // Ведомости фармакологического комитета. 1998. - №3. - С. 25-31.

32. Востоков В.Ф. Тайны тибетской медицины и восточных целителей // http://www.universalinternetlibrary.ru/book/vostokovlO.shtml. 2003.

33. Гаркави Л.И., Квакина Е.Б., Уколова М.А. Адаптационные реакции и резистентность организма. Ростов-на-Дону: Изд-во.РГУ, 1986.230 с.

34. Голиков С.Н., Саноцкий И.В., Тиунов JI.A. Общие механизмы токсического действия. Д.: Медицина, 1986. - 279 с.

35. Голубинская В.О., Мартьянова A.A., Тарасова О.С., Родионова И.М. Изменения исследовательского поведения и тревожности у неонатально десимпатизированных крыс // Вестн. Моск. ун-та, Сер. 16, Биология. -1998. -№1.- С. 12-15.

36. Государственный доклад "О состоянии и об охране окружающей природной среды республики РСО-А в 2002г." Владикавказ, 2003 -115 с.

37. Греченко Т.Н. Психофизиология памяти // Основы психофизиологии. Под ред. Александрова Ю.М., М., 1997. - С.112-171.

38. Греченко Т.Н., Соколов E.H. Нейрофизиология и обучение // Механизмы памяти. Д., 1987. - С.132-171.

39. Гриневич М. А. Информационный поиск перспективных лекарственных растений. Опыт изучения традиционной медицины стран Восточной Азии с помощью ЭВМ. Ленинград: Наука, 1990. - С.109-113.

40. Гудашева Т.А. и др. Анксиолитическая активность эндогенного ноотропного дипептида циклопролилглицина в тесте приподнятого крестообразного лабиринта // Бюлл. эксперим. биол. и мед. 2001. -Т.131. -С.547-550.

41. Данилова H.H., Крылова А.Л. Физиология высшей нервной деятельности: Учебник. М.: изд-во МГУ, 1989. - 399 с.

42. Данилова H.H. Психофизиология: Учебник для вузов. М.: Аспект Пресс, 1998,-373 с.

43. Данилова H.H. Молекулярные механизмы пластичности // Психофизиология. М.: Аспект Пресс, 2000. - С. 152-164.

44. Данилов-Данильян В.И. Что происходит, кто виноват и что делать? // Экологические проблемы. М.: МНЭПУ, 1997, - С.34-42.

45. Данилов-Данильян В.И. Экология, охрана природы и экологическая безопасность. М.:МНЭПУ, 1997. - 78 с.

46. Данильченко О.П., Тушмалова H.A. Экспресс-метод определениятоксичности водной среды по функциональному состоянию инфузорий спиростом // Теоретические вопросы биотестирования. Волгоград.- 1983,-С.130.

47. Дашевский Б.А., Детлаф С.А. Дифференцирование фигур по признаку объемности у макаков-резусов // Журн. высш. нервн. деятельности. -1974. Т.24. - С.860-862.

48. Дашевский Б.А. Физиологический анализ способности высших млекопитающих к оперативной эмпирической размерностью фигур // Автореф. дисс., М.: Изд-во МГУ, 1979. - 27 с.

49. Долобовская A.C. Характер биогенной аккумуляции микроэлементов в лесных подстилках // Почвоведение. 1975. - №3. - С. 63.

50. Дударев А .Я. Санитарная охрана окружающей среды современного города. Л.: Медицина, 1993. - 138 с.

51. Еланский Н.Ф. Примеси в атмосфере континентальной России // Природа. 2002. - №2. - С. 25-28.

52. Зиновьев Ю.В., Козлов С.А., Конышев С.А., Угрюмова А.И. Действие этилового спирта разной степени очистки на показатели периферической крови в эксперименте // Проблемы гематологии. -2001.-№1. -С. 24-29.

53. Зорина З.А., Полетаева И.И. Зоопсихология. Элементарное мышление животных: Учебное пособие. М.: Аспект Пресс, 2002. - 320 с.

54. Ильюченок Р.Ю. Память и адаптация. Новосибирск.: Наука, 1979. 192 с.

55. Исланова H.H. Экология и здоровье населения // Вестник ТИСБИ. 2000. -№3. С. 24-27.

56. Каган Ю.С. Общая токсикология пестицидов. Киев: Здоровье, 1981. -174 с.

57. Казначеев В.П. Очерки теории и практики экологии человека. -Новосибирск.: Наука, 1983. 214 с.

58. Калуев A.B., Самонина Г.Е., Ашмарин И.П. Поведенческие эффекты пенициллина в тесте на тревожность у крыс // Бюллетень экспер. биол. и медицины. 1995. - №10. - С. 352-354.

59. Калуев A.B. Сегодня и завтра фармакоэтология тревожности: методические проблемы и перспективы. // Экспериментальная и клиническая фармакология. 1997. - Т.60, - №8. - С. 3-7.

60. Калуев A.B. Стресс, тревожность, поведение. Киев, 1998. - 158 с.

61. Ковалёв Е.Е. Анализ уровней риска для смертности населения Российской Федерации // Вопросы анализа риска. 1999. - №1. - С.8-21.

62. Козлов Ю.П., Данилов B.C., Каган В.Е., Ситковский М.В. Свободнорадикальное окисление в биологических мембранах. М.Изд-во МГУ.-1987,- С 5-14.

63. Кокаева Ф.Ф., Кокаева И.Ю. Влияние техногенного загрязнения на заболеваемость студентов г.Владикавказа // Тез. научной конференции студентов и молодых ученых Вузов юга России. Кубань, 1997. - С. 185-186.

64. Кокаева Ф.Ф., Кокаева И.Ю., Марзоев А.И. Поведение как критерий оценки экологического качества среды // XVII Съезд Всероссийского Физиологического общества (Тезисы докладов). Ростов-на-Дону, 1998. - С. 149.

65. Кокаева И.Ю. Изменения поведенческих реакций белых крыс индуцированные факторами техногенных загрязнений: Диссертация канд. биол. наук. Владикавказ, 1999. - 124 с.

66. Кокаева Ф.Ф., Кокаева И.Ю., Ханикаева С.Р., Марзоев А.И. Влияние экологически чистой пищи на обучение животных. // Известия вузов Северо-Кавказского региона, Серия. Естественные науки. 2000.4. С. 47-50.

67. Корчагин В.А., Филоненко Ю.Я. Экологические аспекты автомобильного транспорта. М.: МНЭПУ, 1997. - 95 с.

68. Косицкий Г.И., Полянцева В.А., Руководство к практическим занятиям по физиологии: Учеб. пособие. М.: Медицина, 1988. - 288 с.

69. Котеров А.Н., Шагова М.В., Шилина Н.М., Конь И.Я. Снижение уровня перекисного окисления липидов и острой токсичности бромбензола при введении мышам полимерной формы цинк-металлотионеина // Бюл. эксп. биол. и мед. 1995. - №5. - С. 43-45.

70. Котляр Б.И. Пластичность нервной системы. М., 1986. - 125 с.

71. Кругликов P.M. Механизма памяти. Руководство по физиологии. -Л.: Наука, 1987.- 525 с.

72. Кругликов Р.И. Нейрохимические основы обучения и памяти. М.: Наука, 1989. - 160 с.

73. Крушинский J1.B. Биологические основы рассудочной деятельности. -М.: Изд-во МГУ, 1986. 297 с.

74. Курзина Н.П., Батуев A.C., Паранина И.Н., Влияние алкоголизации на поведенческие реакции крыс в 8-лучевом радиальном лабиринте // Журн. высш. нервн. деятельности. 1999. - Т.49, - №6. - С. 1027-1037.

75. Куценко С. А. Основы токсикологии, Санкт-Петербург, 2002. 126 с.

76. Лавренова Г. В., Лавренов В. К., Лавренов Ю. В. Лекарственные травы для вас. Донецк: Донеччина, 1994. - С. 287-289.

77. Лапин И.Н. Модели тревоги на мышах: оценка в эксперименте и критика методики // Экспериментальная и клиническая фармакология.- 2000. Т.63, - №3. - С. 58-62.

78. Линева А. Физиологические показатели нормы животных. М.: Аквариум, 2003, - 256 с.

79. Лужников Е.А. Клиническая токсикология. М.: Медицина, 1994. 255 с.

80. Мак-Фарленд Д. Поведение животных. М.: Мир, 1988. - 215 с.

81. Марзоев А.И., Кокаева И.Ю., Кокаева Ф.Ф. Загрязнение окружающей среды сопровождается нарушением высших функций мозга // III Международная конференция "Устойчивое развитие горных территорий." Владикавказ, 1998. - С.515.

82. Маркель А.Л. К оценке характеристик поведения крыс в тесте «открытое поле» // Журн. высш. нервн. деятельности. 1981. - Т.36,- №2. С. 801-807.

83. Маркова И.В., Афанасьев В.В., Цыбулькина Э.К. (Ред.). Клиническая токсикология детей и подростков. СПб.: Интермедика, 1999. - Ч. 2. -400 с.

84. Мартин Р. Бионеорганическая химия токсичных ионов металлов. //В кн. Некоторые вопросы токсичности ионов металлов. Под ред. X Зигель, А. Зигель.-М.: Мир. 1993.-С. 25-61.

85. Машковский М. Д. Лекарственные средства. М.: Медицина, 1994. -Т.2.-486 с.

86. Махлаюк В. П. Лекарственные растения в народной медицине. -Саратов: Приволжское книжное издательство, 1967. 513 с.

87. Меерсон Ф.З. Адаптация, стресс, профилактика. М.: Наука, 1981. 278 с.

88. Москаленко H.H., Смирнова P.C. Биогеохимические методы при изучении загрязнения лекарственных растений тяжелыми металлами в промышленных городах. Москва., 1989. - 138 с.

89. Мухин Е.И. Структурные, функциональные и нейрохимические основы сложных форм поведения. Москва.: Медицина, 1990. - 240 с.

90. Немов P.C. Психология. Кн. 1 Общие основы психологии. М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 1997. - 245 с.

91. Петров В.И., Соломин М.Ю. Новые подходы к коррекции поведенческих и мнестических расстройств при фармакотерапии артериальной гипертензии пропранололом // Южно-российский медицинский журнал. 1998. - №2. - С.45-48

92. Огрызков Н.И. Лекарства завтрашнего дня. М.: Медицина - 1970, 112 с.

93. Онищенко Г.Г., Черепов В.М. Актуальные вопросы окружающей среды в Российской федерации // Вестник экологического образования в России. 2002. - №4. - С. 9-12.

94. Пастушенков Л.В., Пастушенков А.Л., Пастушенков В.Л. Лекарственные растения. Ленинград: «Человек», 1990. - 205 с.

95. Попович Л.Д., Авелиани С.Л. Оценка состояния системы нейробиологической защиты организма при воздействии комплексафакторов окружающей среды // Гигиена и санитария. 1992. - №5-6. -С.37-40.

96. Ревич Б.А., Быков A.A. Оценка риска смертности населения России от техногенного загрязнения атмосферного воздуха // Вопросы прогнозирования. 1998. -№3. - С. 147-162.

97. Ревич Б.А. Загрязнение окружающей среды и здоровье населения. Введение в экологическую эпидемиологию. М., 2001. - 264 с.

98. Римарчук Г.В. Оздоровление детей в районах экологического неблагополучия // Русский мед. журн. 1999. - Т.7, - №11. - С. 15-20.

99. Роуз С. Гиппокамп как когнитивная карта. // Устройство памяти, от молекулы к сознанию. М., 1995. - С. 260-271.

100. Руководство по тибетской медицине "Жуд-ши" http://www.medline.ru/news /med/medplant.html, 2002.

101. ЮЗ.Савилов E.H. Техногенное загрязнение окружающей среды // Медицинский вестник. 2001. - №19. - С. 8-10.

102. Ю4.Салганик Р.И. Шумская H.A., Томпсон В.П. Вероятная роль обратной транскрипции в нейронной памяти // Доклады АН СССР. 1981. - Т. 256,-№6.-С. 1269-1272.

103. Скальный A.B., Скосырева A.M. Снижение добровольного потребления этанола под влиянием препарата цинка пролонгированного действия // Акуш. и гин. 1987. - №4. - С. 6-8.

104. Скребицкий В.Г. Синаптическая пластичность как проблема нейрофизиологии// 2004 ВЕСТНИК РФФИ № 4(38) С. 130-141.

105. Соколов С .Я., Замотаев И.П., Справочник по лекарственным растениям, М.: Медицина, 1984. - 463 с.

106. Соколова С.Я., Замотаева И.П. Справочник по лекарственным растениям». Москва, 1990. - 350 с.

107. Соловьев А.Г. Тараскина З.И. Адаптационные различия к воздействию этилового и метилового спиртов // Эколого-физиологические проблемы адаптации. М.: Российский университет дружбы народов., 1988. - 217 с.

108. Судаков К.В. Нормальная физиология. Курс физиологии функциональных систем. М.: Медицинское информационное агентство., 1999, - 718 с.

109. Ш.Таиров О.П., Попович Л.Д. Условнорефлекторные методы исследования нейротоксического действия факторов окружающей среды // Гигиена и санитария. 1989. - №7. - С. 42-45.

110. Титов С.А., Каменский A.A. Роль ориентировочного и оборонительного компонентов в поведении белых крыс в условиях "открытого поля" // Журн. высш. нервн. деятельности. 1980. - Т.30. - С. 704-709.

111. ПЗ.Толмен Э. Когнитивные карты у крыс и человека // Хрест. По зоопсихологии и сравнительной психологии. М.: Росс психол. об-во., 1997. - С. 172-184.

112. Турова А.Ф., Сапожникова Э.Н., Лекарственные растения и их применение. М.: Медицина, 1984. - 288 с.

113. Тушмалова H.A. Современные представления о молекулярных механизмах памяти. Исследование памяти. М., - 1990. - 137 с.

114. Тушмалова H.A., Безлепкин В.Г., Кокаева Ф.Ф. Влияние пирацетама на внеплановый синтез ДНК мозга. // Доклады АН СССР, 1990.1. Т.320, -№3. С. 761.

115. Тушмалова H.A. Обучение и геном // Вестник Московского ун-та. Сер. 16. Биология. 1993. -№3. - С. 15-20.

116. Федоров В.Д. К стратегии экологического прогноза // Человек и биосфера. -М. 1983. - Вып.4,- С.З

117. Федотова И.Б., Архипова Г.В., Бурлакова Е.Б. Возможности коррекции некоторых сложных поведенческих реакций крыс с помощью антиоксиданта // Журн. высш. нервн. деятельности. 1990. - Т.40, - Вып.2. - С. 318-320.

118. Фелленберг Г. Загрязнение природной среды. М.: Мир, 1997. - 45 с.

119. Холл С. Виагра для мозга. // В мире науки. 2003. - №.3. - С. 29-37.

120. Худолей В. В., Мерабишвили В.М. и др Состояние и прогноз здоровья населения Санкт-Петербурга в изменяющихся экологических условиях. -СПб.: Химия, 1998.

121. Хэммонд П.Б. Фолкс Э.К. Токсичность ионов металлов в организме человека и животных. // В кн. Некоторые вопросы токсичности ионов металлов. Под ред. X Зигель, А. Зигель. М.: Мир., 1993. - С. 131-165.

122. Шанин В.Ю. Клиническая патофизиология. СПб.: Специальная литература, 1998. - 569 с.

123. Шретер А. И. Лекарственная флора советского Дальнего Востока. М.: Медицина, 1975. 327 с.

124. Щетинин Е.В., Батурин В. А., Арушанян Э.Б., и др. Биоритмологический подход к оценке принудительного плавания как экспериментальной модели «депрессивного» состояния. // Журн. высш. нерв, деятельности. 1989. - Т.39, - Вып.5. - С. 139-145.

125. Яблокова А.В. Здоровье населения и химическое загрязнение окружающей среды в России. М.: Центр экологической политики России, 1994. - 83 с.

126. Ярыгина В.Н. и др. Экопатология детского возраста. М.: Медицина, 1995. - 125с.

127. Al-Qarawi АА, Abdel-Rahman НА, Ali ВН, El Mougy SA. Liquorice (Glycyrrhiza glabra) and the adrenal-kidney-pituitary axis in rats. Food Chem Toxicol. 2002 0ct;40(10): 1525-7.

128. Agular R., Gil L., Flint J. et al. Learned fear, emotional reactivity and fear of heights: a factor analytic map from a large F2 intercross of Roman rat strains // Brain Res. Bull. 2002. - V.57, - №1. - P. 17-26.

129. Barraco L.M., Klauenberg B.J., Irwin L.N. Swim escape: A multicomponent, one-trial learning task // Behav. Biol. 1978. - V.22. - P. 114-121.

130. Barros H.M., Tannhauser S.L., Tannhauser M.A., Tannhauser M. Effect of sodium valproate on the open-field behavior of rats // Braz. J. Med. Biol. Res. 1992. - V.25, - №3. - P. 281-287.

131. Barros H.M., Tannhauser S.L., Tannhauser M.A., Tannhauser M. The effects of GABAergic drugs on grooming behaviour in the open field // Pharmacol. Toxicol. 1994. - V.74, - №6. - P. 339-344.

132. Barrett J., Livesey P.J. Lead-induced alterations in behavior and offspring development in the rat // Neurobehav Toxicol Teratol. 1983. - V.5.1. P. 557-563.

133. Blanchard R.J., Kelley M.J., Blanchard D.C. Defensive reactions and expolatory behavior in rats // J. сотр. physiol. Psychol. 1974. - V.87. - P. 1129-1173.

134. Boyle SP, Dobson VL, Duthie SJ, Kyle JA, Collins AR. Absorption and DNA protective effects of flavonoid glycosides from an onion meal. Eur J Nutr. 2000 -39(5):213-23.

135. Brady J.V., Nauta W.J.H. Subcortical mechanisms in emotional behavior: affective changes following septal forebrain lesions in the albino rat // J. comp. physiol. Psychol. 1983. - V.46. - P. 339-346.

136. Choi EY, Cho YO. Allium vegetable diet can reduce the exercise-induced oxidative stress but does not alter plasma cholesterol profile in rats.Ann Nutr Metab. 2005 50(2):132-8.

137. MO.Chorover S.L., Schiler P.H. Reexamination of prolonged retrograde amnesia in one trial learning // J. comp. physiol. Psychol. - 1966. - V.61. - P. 34-41.

138. Hl.Cockerham L.G., Shane B.S. (Ed.). Basic Environmental Toxicology. Boca Raton, Fl.: CRC Press, 1994. 627 p.

139. Coelet P. et al. The long and schort of long-term memory a molecular framework. // Nature. 1986. - V.322. - P.419.

140. Cole J.C., Rodgers R.J. An ethological analysis of the effects of chlordiazepoxide and bretazenil (RO-16-6028) in the murine elevated pluz-maze // Behav. Pharmacol. 1993. - V.4. - P. 573-580.

141. Cory-Shlechta D.A. Schedule controlled behavior in neurotoxicology. In: Neutoxicology (Tilson H., Mitchell C., eds). - New York: Raven Press. 1992. - P. 271-294.

142. Crofton K.M., Sheets L.P. Evalution of sensory system function using reflex modification of the startle response // J. Toxicol. 1989. - V.8. - P. 199-211.

143. Cuomo B., Di Salvia M.A., Retruzzi S., Alleva E. Appropiate end points for the characterization of behavioral changes in developmental toxicology // Environ Health Perspect. 1996. - V.3. - P. 307-315

144. Dawson G.R., Tricklebank M.D. Use of the elevated plus-maze in the search for novel anxiolytic agents // Tr. Pharmacol. Sci. 1995. - V.16. - P. 3336.

145. Dawson G.R., Tricklebank M.D. Ethological analysis may not be the answer to the problems of the elevated plus-maze // Tr. Pharmacol. Sci. 1995. -V.16.-P. 261.

146. De Marino S, Borbone N, Zollo F, Ianaro A, Di Meglio P, Iorizzi M. New sesquiterpene lactones from Lauras nobilis leaves as inhibitors of nitricoxide production. Planta Med. 2005 Aug;71(8):706-10.

147. Dhingra D, Parle M, Kulkarai SK. Memory enhancing activity of Glycyrrhiza glabra in mice. J Ethnopharmacol. 2004 Apr;91(2-3):361-5.

148. Dhingra D, Sharma A. Antidepressant-like activity of Glycyrrhiza glabra L. in mouse models of immobility tests. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 2005 May;30(3):449-54.

149. Denenberg V.N. Open-field behavior in the rat: What does it mean? // Ann. N.Y. Acad. Sciens. 1979. - V.159. - P. 852-859.

150. Diansani M.U. // Alcogol and Alcogolism. 1985. - Vol. 20. - №2. - P. 161.

151. Ekerman D.A., Bushell P.J. The neurotoxicology of cognition: ettention, learning and memory. In: Neutoxicology (Tilson H., Mitchell C., eds). New York: Raven Press. 1992. P. 213-270.

152. Espejo E.F. Structure of the mouse behaviour on the elevated plus-maze test of anxiety // Behav. Brain Res. 1997. - V.86. - P. 105-112.

153. Essman W.B., Sudak F.N. Sustained and temporary hypothermia as variables in successful maze learning// Psychol. Rep. 1972. - V.10. - P. 551-557.

154. Ferreira A, Proenca C, Serralheiro ML, Araujo ME. The in vitro screening for acetylcholinesterase inhibition and antioxidant activity of medicinal plants from Portugal. J Ethnopharmacol. 2005 Apr 28;

155. File S.E. The interplay of learning and anxiety in the elevated plus-maze II Behav. Brain Res. 1993. - V.58. - P. 199-202.

156. Gerber J.L., O'Shaunessy D. Comprasion of the behavioral effects of neurotoxic and systemically toxic agents: how discriminatory are behavioral tests of neurotoxicity? // Neurobehav. Toxicol. 1986. - V.8. - P. 703-710.

157. Gibbs M.E. Behavioral stages in memory formation. // Neuroscience. Lett, -1980. V.13.-P. 279-283.

158. Glasman E. The biochemistry of learning: An evolution of the role of RNA anol protein. // Ann. Rev Riochem. 1969. - Vol.38. - P. 605-612.

159. Gonzales L.F., File S.E. A five minute experience in the elevated plus-maze alters the sate of the benzodriazepine receptor in the dorsal raphe nucleus // J. Neurosci. 1997. - V. 17, - №4. - P.

160. Griffiths G, Trueman L, Crowther T, Thomas B, Smith B. Onions~a global benefit to health. Phytother Res. 2002 16(7):603-15.1505-1511.

161. Hall C.S. Emotional behavior in the rat. I. The relationship between emotionality and ambulatory activity // J. comp. physiol, Psychol. 1946. -V. 22. - P. 345-352.

162. Hall C.S. Emotional behavior in the rat. III. Defecation and urination as measures of individual differences in emotionality // J. comp. physiol. Psychol. 1954. - V.18. - P. 385-403.

163. Haraguchi H, Yoshida N, Ishikawa H, Tamura Y, Mizutani K, Kinoshita T. Protection of mitochondrial functions against oxidative stresses by isoflavans from Glycyrrhiza glabra. J Pharm Pharmacol. 2000 Feb;52(2):219-23.

164. Higuchi O, Tateshita K, Nishimura H. Antioxidative activity of sulfur-containing compounds in Allium species for human low-density lipoprotein (LDL) oxidation in vitro. J Agric Food Chem. 2003 51(24):7208-14.

165. Hinde R.A. On the design of cheksheets // Primates. 1973. - V.14. P. 393-406.

166. Holliday R.J. It is Epigenetic Component in Long Term Memory. // J. theor. Biology. 1999. - V.200. - P. 339-341.

167. Hyden H., Lange P.W. Changes in brain protein during learning. // Brain res.- 1972. V.45.-P. 314-322.

168. Hudspeth W.J., McGaugh J.L., Thomson G.W. Aversive and amnesic effects of electroconvulsive shock // J. comp. physiol. Psychol. 1974. - V.57. -P. 61-64.

169. Jalili T, Carlstrom J, Kim S, Freeman D, Jin H, Wu TC, Litwin SE, David Symons J. Quercetin-supplemented diets lower blood pressure and attenuate cardiac hypertrophy in rats with aortic constriction. Cardiovasc Pharmacol. 2005 Apr; 47(4):531-41.

170. Jarvik M.E., Essman W.B. A simple one trial learning situation for mice // Psychol. Rep. - 1960. - V.6. - P.290.

171. KuIig B.M., Lammers J. Assesment of neurotoxicant-indused effects on motor function.//Neurotoxicology. 1992. - V.5. - P. 147-179.

172. Kulig B.M., Alleva E., Bignami J., et al. Animal Behevioral Methods in Neurotoxicity Assesment// Environ. Health Perspect. 1996. - V.2,1. P. 193-204.

173. Kulig B.M. Comprehensive neurotoxicity assessment // Environ Health Perspect.- 1999,-V.10.-P. 317-321.

174. Landis W.G., Yu M-H. Introduction to Environmental Toxicology. Boca Raton, Fl.: Lewis Publishers, 1995. - 328 p.

175. MacPhail R.C., Peele D.B., Crofton K.M. Motor activity and screening for neurotoxicity. //J. Toxicol. 1991. - V.8. - P. 117-125.

176. Mathies H. et al. In search of cellulars mechanism of memory // Progress in Neurobiology. 1989. - Vol. 32. - P. 277-281.

177. Matthews D.B., Simson P.E., Best P.J., Acute ethanol impairs spatial memory but not stimulus/response memory in rats // Alcohol Clin. Exp. Res. 1996. - V.20, - №2. - P. 404-407.

178. McDaniel K.L., Moser V.C. Utility of a neurobehavioral screening battery for differenting the effects of two pyretroids, permethrin and cypermethrin // Neurotoxicol Teratol. 1993. - V. 15. - P. 71-83.

179. McGough J.L. Learning and Memory. An Introduction. San Francisco: Company, 1973. - 146 p.

180. MendeIson RA., Huber M.S., Huber A.S. // Currents in Alcoholism. New York, 1980. - Vol.7. - P. 39-48.

181. Mishkin M., Bachevalier J. Memories and habits: two neural systems // Neurology of learning and memory // Eds. Jh. Mc Gaugh, G. Lynch, N.M. Weinberger. N.Y., 1984. - 137 p.

182. Moon A, Kim SH. Effect of Glycyrrhiza glabra roots and glycyrrhizin on the glucuronidation in rats. PlantaMed. 1997 Apr;63(2):l 15-9.

183. Morris R.G.M. Spatial localization does not require presence of local cues // Learn Motiv. 1981. - V.12. - P. 239-260.

184. Moser V.C., MacPhail R.C. International validation of a neurobehavioral screening battery: the IPCS/WHO collaborative study // Toxicol Lett. 1996. V.64-65. - P. 217-223.

185. Moteki H, Hibasami H, Yamada Y, Katsuzaki H, Imai K, Komiya T. Specific induction of apoptosis by 1,8-cineole in two human leukemia cell lines,but not a in human stomach cancer cell line. Oncol Rep. 2002 . 9(4):757-60.

186. Naik GH, Priyadarsini KI, Satav JG, Banavalikar MM, Sohoni DP, Biyani MK, Mohan H. Comparative antioxidant activity of individual herbal components used in Ayurvedic medicine. Phytochemistry. 2003 63(1 ):97-104.

187. Parle M, Dhingra D, Kulkarni SK. Memory-strengthening activity of Glycyrrhiza glabra in exteroceptive and interoceptive behavioral models.J Med Food. 2004. 7(4):462-6.

188. Paul A., Sinha Babu S.P., Sukul N.C. et al. Effect of a potentized homoeopatic drug, Nux Vomica on alcoholic rats and their hypothalamus neurons // Proc. Zool Soc. 1992. - V.45. - P. 311-314.

189. Raghavan S.R., Culver B.D., Gonick H.C. Toxicology, Environment, Health.,-N.Y., 1981.- 561 p.

190. Rang H.P., Bevan S., Dray A. Chemical activation of nociceptive peripheral neurons// British. Medicall Bulletin. 1991. - V.47, - №3. - P. 534-548.

191. Reiter L.W., MacPhail R.C. Factors influencing motor activity measurements in neurotoxicology. New York: Raven Press. 1982, - 65 p.

192. Rodgers R.J., Cole J.C. The elevated plus-maze: pharmacology, methodology and ethology // Ethology and Pharmacology. London. 1994. - P. 9-44.

193. Santacana M.P., Alvarez Pelaez R., Tejedor P. Effect of the lesion of the mamillary bodies on the performance in the open field // Physiol. Behav. -1982. V.9. - P. 501-504.

194. Sarten M. Some comsiderations of different modes of nootropic drugs // Neuropschobiol. 1986. - V. 18, - P. 192-200.

195. Shetty TK, Satav JG, Nair CK. Protection of DNA and microsomal membranes in vitro by Glycyrrhiza glabra L. against gamma irradiation. Phytother Res. 2002 16(6):576-8.

196. Squire L.R. et al. The structure and organization of memory. // Ann. Rev. Psychol. 1993.- V.44. - P. 453.

197. Squire L.R., Zola S.M. Structure and function of declarative and nondeclarative memory systems. // Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 1996. -V.93 -P. 1355.

198. Silverman A.P. An ethologist's approach to behavioral toxicology. Neurotoxicol Teratol. New York., 1988. - 135 p.

199. Simic M, Kundakovic T, Kovacevic N. Preliminary assay on the antioxidative activity of Laurus nobilis extracts. Fitoterapia. 2003 -74(6):613-6.

200. Stajner D, Milic N, Canadanovic-Brunet J, Kapor A, Stajner M, Popovic BM. Exploring Allium species as a source of potential medicinal agents. Phytother Res. -2005. -20(7):581-4.

201. Stanton M.E. The role of motor activity in the assessment of neurotoxicity. In: Neurobehavioral Toxicity (Weiss B., O'Donaghue J.L.). New York: Raven Press, 1994.-P. 167-172.

202. Steigrewald E.S., Miller M.W. Performance by adult rats in sensory -mediated radial arm tasks is not impaired and may be transiently enhanced by chronic exposure to ethanol // Alcohol. Clin. Exp. Res. 1997. - V.21, - №9. - P. 1553-1559.

203. Tally T., Bourtshouladze R., Scott R., Tallman J. Targeting the CREB pathway for Memory Enchancers. // Drug Discavery. 2003. - V.2, - №4. -P. 267-277.

204. Thorpe W.H. The origin and rise of ethology. Edinburg, UK: Heimann Educational Books, 1978. - 226 p.

205. Tilson H.A. European Centre for Ecotoxicology and Toxicology of Chemicals. 1992.-P. 30-35.

206. Underwood E.J. Trace Elements in Human and Animal Nutrition. 4 th ed. Acad Press.-№ 4,- 1977,-P. 234-241.

207. Walsh R.N., Cummins R.A. The open field test: a critical review // Psycholl. Bullet. - 1986. - V.83. - P. 482-504.

208. Webb M., Etienne A.T. The role of the fusimotor system in spasticity rigidity // Biochem. Pharmacol.- 1977. -Vol.26. -Nl. -P.25-30.

209. White A.M., Simson P.E., Best P.J. Comparison between the effects of ethanol and diazepam on spatial working memory in the rat // Psychopharmocology. 1997. - V.133, - №3. - P. 256-261.

210. Wilson E.G. Sociobiology: The new Synthesis. Cambridge. Harvard University Press, 1975. - 198 p.

211. Yoshikawa M, Shimoda H, Uemura T, Morikawa T, Kawahara Y, Matsuda H. Alcohol absorption inhibitors from bay leaf (Laurus nobilis): structure-requirements of sesquiterpenes for the activity. Bioorg Med Chem. 2000. -8(8):2071-7.

Информация о работе

Кокаева, Фатима Феликсовна
доктора биологических наук
Москва, 2006
ВАК 03.00.16

Диссертация

Поведение как критерий поражающего действия техногенного загрязнения среды на организм животных и эффективности мер коррекции - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Поведение как критерий поражающего действия техногенного загрязнения среды на организм животных и эффективности мер коррекции - тема автореферата по биологии, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы