Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Возрастные и половые особенности формирования и угашения условно-рефлекторной вкусовой аверсии у крыс

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Возрастные и половые особенности формирования и угашения условно-рефлекторной вкусовой аверсии у крыс"

РГ5 0Ц

* Н АИР к

На правах рукописи

БОНДАРЕНКО МАРИЯ ЮРЬЕВНА

ВОЗРАСТНЫЕ И ПОЛОВЫЕ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ И /ГАШЕНИЯ УСЛОВНО-РЕФЛЕКТОРНОЙ ВКУСОВОЙ АВЕРСИИ У КРЫС

Специальность 03.00.13 - физиология человека и животных

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1995

Работа выполнена в лаборатории онтогенеза высшей нераной деятельности (заведующий - В. Г. Кассиль) Института физиологии им. И. П. Павлова РАН

Научный руководитель - заслуженный деятель науки России, член-корреспондент РАЕН, доктор медицинских наук, профессор В.Г.Кассиль

член-корреспондент РАН, академик РАЕН, доктор биологических наук, профессор А. Л. Ноздрачев;

заслуженный деятель науки России, доктор медицинских наук, профессор 0. В. Богданов

ВЕДУЩЕЕ УЧРЕЖДЕНИЕ: Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М.Сеченова РАН

Занята состоится ' jS " u¿clA 1995 г. в IУ часов Л на заседании Диссертационного совета по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук (К 002.38.01) Института физиологии им. И. П. Павлова Российской Академии наук (199034, Санкт-Петербург, наб. 1!акарова, б)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института Физиологии им. И.П.Павлова РАН

Автореферат разослан " с t¿<.c5{ Jg95 г

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

Ученый секретарь Диссертационного совета кандидат биологических наук

З А. Конза

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В регуляции пищевого поведения сажную роль играет вкус. На основании получаемой с его помощью информации реализуются врожденные и формируются новые паттерны предпочтения и отвер-гамия пищи. В последнем случае избегается потребление веществ, опасных для яизни или здоровья. Такая реакция, вырабатываемая при сочетании вкусового стимула с болезненным состоянием, обозначается как условно-рефлекторная вкусовая аверсия (УВА) (обзоры: Кассиль, Маку-хина, 1980; Bolles, 1985; Braveroan, 1985; Garcia, et al., 1985).

Для пониманий особенностей онтогенетического развития пищевого ■ поведения, а также обучения и памяти, большое значение имеют результаты изучения механизмов формирования и сохранения УВА у неполовозрелых хивотных (Kalat, 1975; Кассиль, Макухина, Богданова, 1977; Greee. et al., 1978; Кассиль, Макухина, 1979, 1980; Campbell, Alborts, 1979; Вавилова, Кассиль, 19В1, 1983; Alberts, Gubernlc, 1984; Spear, et al., 1985). В отличие or многих других условно-реф-лскторных реакций, даяе у неэрелорсвдающихся животных УВА можно выработать с первых дней жизни.при однократном сочетании определенного пкусооого качества с последующим дискомфортом (Gemberllng, Doiajan, 1982; Кассиль, Гулина, 1987). В ходэ дальнейшего развития глубина и длительность сохранения УВА увеличиваются (Gregg, et al., 1978; Campbell, Alberts, 1979; Кассиль, Макухина, 1980; Stelnert, Ot al., 5980; Schweitzer, Green, 1982), однако эти изменения проявляются нелинейно (Вавилова, Кассиль, 1983, 1988; Кассиль, 1983, 1987; Кассиль, Гулина, 1937). Следует отметите, что данные по возрастным характеристикам Формирования и сохранения УВА не всегда'согласуются между собой, что, по-видимому, связано с использованием разных методических подходов. Кроме того, часто нэ принимается во внимание онтогенетические особенности модулируви»« влияний внешних и внутренних Факторов на различные стороны УВА. Нежду тем, роль их весьма значительна. Так, у животных разного возраста различно проявляются влия-

пия на УВА внесшей обстановки (Вавилова, Кассиль. 1981; Кассиль, Ма-нухина, 1984; Spear, et al., 1985). Паттерны УВА измомяотся также при эндокринных перестройках, в частности, после полового созреьания (Кассиль, Макухина, 1981; Chambers, 1985).

Поль и задачи исследования. Целью настоящей работы было изучение особенностей формирования и угашон;ш УВА у неполовозрелых и половозрелых крыс.

В задачи работы входило; 1) исследование особенностей формирования и угашения УВА на разных стадиях постнатального онтогенеза с помощью разных методических подходов; 2) экспериментальный анализ полового диморфизма в формировании и угашении УВА; Э) сопоставление особенностей УВА у животных разного пола с характеристиками их ориентировочно-исследовательского и оборонительного поведения; 4) исследование возрастных и половых различий в чувствительности крыс к используемому при выработке УВА отрицательному подкреплению (по реакции симпатоадреналовой системы); 5) изучение возрастных и половых особенностей в реагировании симпатоадренаповой системы на изолированное предъявление условного вкусового раздражителя, ранее сочетавшегося с отрицательным подкреплением.

Научная норизна исследования. Впервые в одинаковых условиях с использованием различных методических приемов проведено систематическое исследование особенностей формирования и угашения УВА у крысят d возрасте 12-40 дней и половозрелых крыс. Обнаружены нелинейный характер становления УВА в процессе онтогенетического развития и существенные различия в глубине и устойчивости УВА к угашени» у крысят разного возраста в зависимости от методов ее тестирования. Охарактеризован половой дшюрфизм в паттернах УВА, выработанной на незнакомый и знакомый вкусовой раздражитель. В последнем случае при угаше-нии УВА у самцов, в отличие от саиок, имеются значительные ее флуктуации. Впервые сопоставлены половые различия в УВА и особенности ориентировочно-исследовательского и оборонительного поведения. Продемонстрирована корреляционная связь полового диморфизма в глубине и

длительности сохранения УВА с особенностями ориентировочно-исследовательского и пассивно-оборонительного поведения крыс разного пола. Обнаружены существенные возрастные и половыо различия в чувствительности сиипатоадрснатвой системы к безусловному отрицательному подкреплению, используемому при выработке УВА. и последующему изолиро-падкому действию условного вкусового раздражителя. Реакция симпа-тоадреналовой системы на указанные воздействия значительнее у самцов, чем у самок, что, очевидно, находит отражение в более глубокой и устойчивой УВА у первых. Показано, что половые различия в чувствительности к действию безусловного и условного стимулов при выработке

и угатеним УВА появляются у крыс после полового созревания. .

(

Теоретическое и практическое значение. Результаты исследования расширяют представления о развитии способности к обучение в онтогенезе, подтверждают положение о превентивном созревании некоторых функций организма и нелинейном характере их развития в онтогенезе. Получены новые данные о механизмах, лежащих в основе условно-рефлекторного аверсивного обучения, и выявлена сложность их организации при использовании разных методов тестирования. Установлено существование корреляционной связи между паттернами УВА, с одной стороны, и ориентировочно-исследовательским и оборонительным поведением, с другой, у животных разного пола. Описаны и проанализированы возрастные и половые особенности реакции симпатоадренаповой системы на изолированное предъявление условного вкусового раздражителя, к которому выработана УВА. Результаты работы способствуют лучшему понимание особенностей поведения на разных этапах онтогенетического развития, что может представлять интерес для педиатров и психологов. Данные, касающиеся возрастных и половых особенностей реакции симпатоадренало-оой системы на вкусовой аверсивный стимул, существенны при выборе диеты и коррекции длительных нарушений' пищевого поведения.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из воедо-ния, обзора литературы (глава 1), описания методик (глава 2), изложения результатов исследования и их обсуждения (глава 3), общего об-

суждения (глава 4), выводов и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 19В страницах машинописного текста и содержит 29 рисунков и 21 таблицу. Список литературы включает 264 работы, из которых 49 отечественных и 215 иностранных.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на городской конференции молодых ученых и специалистов "Механизмы регуляции физиологических функций'- (Санкт-Петербург, 1992), на 3 (16) съезде Физиологического Общества при Российской академии наук (Пущино, 1993) и на XXIX Совещании по проблемам высшей нервной деятельности "Психофизиология и психопатология" (Санкт-Петербург, 1994). Материалы диссертации отражены е Б печатных работах.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Работа проведена на 244 самцах и 246 самках крыс линии Вистар н возрасте от 10 до 180 дней к началу экспериментов.

Основной методический прием при выработке УВА заключался в сочетании вкусового сигнала (0.2%-го раствора сахарина) с угловым ускорением (вращением в специальной установке со скоростью 165 об/мин в течение 30 мин). Тестирование УВА проводили с помощь» методик "отве-ргания" - по реакции на принудительный контакт с вкусовым стимулом, ранее сочетавшимся с отрицательным подкреплением, и "избегания" - по реакции на этот стимул в условиях свободного выбора.

10-40-дневные животные содержались вместе с лактирующими самками, имели постоянный доступ к пище и воде и удалялись из клеток только на время эксперимента. Перед выработкой УВА спеленутого крысенка брали в руки, вводили ему .та каплям в ротовую полость 0.2%~к раствор сахарина, после чего подвергали угловому ускорению. Эту процедуру повторяли в течение двух дней. В контрольных группах вместо сахарина использовали воду. Тестирование УВА проводили в последующие дни по методике отвергания. Определяли объем 0.2%-го раствора сахарина или воды, проглатываемых при введении их по капле в ротовую по-

лость, и производили нормирование на 100 г массы тела.

В этой серии опытов животные были разделены на VIII возрастных групп (10, 12, 15, 20, 25, 30, 35 и 40 дней жизни к началу эксперимента) .

В следующей серии опытов у 30- и 180-дневных крыс после 23.5-часовой питьевой депривации вырабатывали УВД к 0.2%-му раствору сахарина, сочетая его потребление в течение 30 мин со следующим за ним воздействием углового ускорения. Животных контрольных групп подвергали такому же воздействию после 30-минутного потребления воды. УВД вырабатывали к ранее не знакомому или знакомому вкусу сахарина. В первом случае животные впервые получали доступ к 0.2%-му раствору сахарина (как единственному источнику жидкости) непосредственно перед вращением, во втором они предварительно приучались к его потреблению в течение месяца. Начиная со следующего дня после проведения процедуры выработки УВД, ее наличие или отсутствие определяли по отношению крыс к раствору сахарина с помощью методики избегания. При этом животные получали на 30 мин доступ к двум поилкам, содержавшим 0.2Х-й раствор сахарина и воду. Оценивалось относительное потребление раствора сахарина, вычисляемое в процентах от общего объема выпиваемой за опыт жидкости. Следует подчеркнуть, что, в отличие от методики отвергания, тестирование УВА по методике избегания, таи же как и ее выработка, проводилось на фоне 23. 5-часовой водной депривации.

При анализе данных, полученных с помощью обеих методик, глубина УВА оценивалась по различие в абсолютном и относительном потреблении раствора сахарина животными опытных и контрольных групп, а длительность ее сохранения - по числу опытов, необходимых для восстановления фонового уровня потребления раствора сахарина (при выработке УВА к знакомому вкусу!, либо по числу опытов, прошедших до стабилизации 01-0 потребления на контрольном уровне.

Связь полового диморфизма в проявлениях УВА с особенностями ♦

ориентировочно-исследовательского и оборонительного поведения оцени-

вали, сопоставляя данные по глубине и длительности сохранения УВД с результатами исследования, проводимого с помощью методик: 1) "открытого поля" (4 опыта по Б мин) - по уровням горизонтальной и вертикальной двигательной активности, по частоте заходов в центр "открытого поля" и по интенсивности дефекаций, 2) Ж-образного лабиринта (4 опыта по 4 мин) - по частоте заходов в его рукава; 3) закрытой камеры с отверстиями (4 опйта по 4 мин) - по частоте заглядыианий в них; 4) условного рефлекса пассивного избегания (УРПИ) до (3 опыта по 5 мин) и после (8 опытов по 5 мин) проведения процедуры его выработки - по скорости и частоте заходов в темную камеру, по времени, проводимому о ней. и по частоте эаглядываний в нее. Все установки, и которых проводилось тестирование поведения, освещались лампой мощность» 150 Вт.

Реакцию симпатоадроналовой системы на действие используемого при выработки УВД безусловного подкрепления - углового ускорения - и на изолированное предъявление условного сигнала - вкуса сахарина -оценивали по изменение) суточной экскреции с мочой адреналина (А), норадрсналина <НА) и дофамина (ДА). В этой серии опытов после предварительной адаптации к условиям эксперимента у крыс в возрасте 30 и 180 дней вырабатывали УВА к незнакомому вкусу сахарина. На 5-е, 10-е и 15-е сутки поело выработки УВД на фоне 23.5-часовой водной деприва-цми крысам ызодили в ротовую полость раствор сахарина (3 мл неполово-зрелим »квотным, 2 мл половозрелым). Для сбора мочи крыс помещали в метаболические клетки, где они имели свободный доступ к пище и воде. Реакцию сиппатоадренаповой системы на воздействие углового ускорения или изолированное действие вкусового раздражителя исследовали в течение двух суток. Уровни катехоламинов в моче определяли триоксииндоло-оым флворимотрическим методом (Иатлина, Меньшикова, 1967; Никорагина. Хорева, 1988).

При статистической обработке данных применялся регрессионный анализ, критерии Стыодента и Вилкоксона. При определении корреляции использовался коэффициент Кендела. Статистические решения принима-

лись на уровне значимости d=0.025 при двустороннем критерии. Выбор математических методов для анализа экспериментальных данных, разработка алгоритмов и программ и мзтемагичеекая интерпретация результатов проводились в группе прикладной математики Института физиологии им. И.П.Павлова РАН под руководством Е.А.Вершининой.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБСУЖДЕНИЕ

■ Формирование и угашение УЗА у неполовозрелых животных, исследованные с помощью методики отвергания

На 269 крысятах разного пола в возрасте 10, 12, J 5, 20, 25, 30, 35 и 40 дней к началу экспериментов (I-VIII возрастные группы, соответственно) исследовали УВА, вырабатываемую к незнакомому вкусу сахарина. Сочетание потребления раствора сахарина с действием углового ускорения проводили два дня подряд. Затем в течение 2-8 опытов тестировали УВА по методике отвергания (Рис. 1).

Для оценки особенностей УВА, вырабатываемой на разных стадиях онтогенеза, следовало определить исходное отношение животных к 0.256-му раствору сахарина. Поскольку половые различия в уровнях его потребления ни в одной возрастной группе не проявились (Р>0.025), данные по неполовозрелым самцам и самкам разного пола были объединены.

Анализ потребления 10-40-дневными крысятами раствора сахарина показал, что уже для 10-дневных крысят сладкий вкус обладает высокой гедонической ценностью. Начиная с 10-дневного возраста, предпочтение раствора сахарина воде проявилось при первом знакомстве с ним. Это наблюдение согласуется с известными пактами раннего созревания у не-зрелорождащихся млекопитающих вкусового анализатора и участия ёго в регуляции пищевого поведения с первых дней постнатальной жизни (Шу-лейкина, 1971,1987; Кассиль, 1972, 1987; Hall, Bryan, 1981).

Вместе с тем уровень потребления раствора сахарина при первом знакомстве с ним у животных разного возраста был различен. Он был

ФОРШРОВМИЕ и ВГАШЕШЕ Ж У КРЫСЯТ РАЗНОГО ВОЗРАСТА

УВА ВЫРАБАТЫВАЛИ У КРЫСЯТ В ВОЗРАСТЕ 10 (I), И (II), 15 (М), 20 (IV), 2S (V), 30 (VI), 35 (VII) И 40 (VIII) ДНЕЙ

Pac.l. 1 - потребление са-

харина опытными и 2 - кон- зл трольными животными; 3 -потребление вода контроль-тми животными. По оси ор-динат - объем жидкости, потребляемой за опыт (в мл на1-6 100 г массы тела); по оси абсцисс - возраст животных и (в днях): первые две точки - 1-3 и 2-Я дни выработки ад УВА, последующе точки -тестирование УВА. # - раз- ол личия в потреблении сахарина между контрольными и ао опытными группами значимы.

т

П

Ш

V

25 гб а и ta зо si зг

O-'CJ

tG « i» t» Ю

Ж

ж I

\ \ <

J-í'

й—о

20 21 12 » i4 Z5 46

Ш

30 Jl JS я « » а зг jj j« s» je и до м « o—a-i ЕЗ — O - ? Q- * -О — з

40 « 4Z 41 44 AS AS 41

пысок у 10-, 15- и 20-дневных крысят (у последних он был наибольшим) и существенно ниже у 12-, 25-, 30-, 35- и 40-днееных (Р<0,025). Уровень потребления раствора сахарина 30-дневными крысятами был наименьшим (Р<0.0,?5>. В го ясе время почти во всех возрастных группах имело место предпочтение сахарина воде, что, очевидно, отражает гедоническую сторону отношения к веществу, обладающему сладким вкусом (животные не испытывали жажды). Возрастные различия в потреблении раствора сахарина соответствуит флуктуациям уровня неофобии на разных этапах онтогенетического раззития крысы (Ватаева, Кассиль, 1994). Но мере привыкания к процедуре эксперимента и угашения неофобии потребление раствора сахарина увеличивалось и достигало значительного уровня у крысят всех возрастных групп.

Сочетание вкуса сахарина с углопым ускорением приводило к снижению потребления раствора сахарина у крысят всех возрастов, начиная с 12-дневных. У 10-11-дневных крысят УВА выработать не удалось. Ввиду того, что в этой серии опытов половой диморфизм в УВА не проявился, данные по самцам и самкам были обгединены.

Полученное результаты подтверждают положение о возможности выработки устойчивой УВА у крысят, начиная с 12-дневного возраста, при сочетании вкуса сахарина с интоксикацией (Gregg, et al., 1978; Campbell. Alberts, 1979; Schweitzer, Green, 1982). Следует, однако, отметить, что некоторым исследователям удалось выработать УВА у крысят более раннего возраста (Gemberllng, Domjan, 1982: Keime, Blass, 1986; Hoffmann, et al., 1990),- Показана такие возможность формирования УВА у щенков в первые часы постнатальной лизни (Кассиль, Гулина, 19В7).

С 12- до 25-дневного возраста интенсивность УВА, тестируемой по методике отвергания, градуально увеличивается, но в 30-дневном она значительно уменьшается и становится сопоставимой с таковой у 12-дне-нных животных. В дальнейшем интенсивность УВА постепенно повышается, достигая к 40 дням уровня, характерного для 15-дневных крысят. Полученные данные свидетельствуют о флуктуациях УВА, вырабатываемой на разных этапах онтогенеза.

Возрастные и половые особенности формирования и угашении УВД. исследованные с помощью методики избегания

Опыты по методике избегания проведены на 24 крысятах и 54 взрослых крысах обоего пола. У крысят выработку УВА проводили в возрасте ' 30, у взрослых крыс - 160 дней. У крысят УВА вырабатывали только к незнакомому вкусу, у взрослых крыс - к незнакомому и знакомому вкусу.

Сочетание питья 0.2%-го раствора сахарина с угловым ускорением во всех случаях приводило у делривированных животных к последующему снижению его потребления относительно фонового уровня (Р<0.025) и относительно уровня его потребления животными контрольных групп (Р<0.025). При атом проявились существенные половые различия в глубине и длительности сохранения УВА Пабл. 1).

В группах половозрелых животных глубина и длительность угашвния УВА были больше у самцов, чем у сакок (Р<0.025). У крысят половьв различия в глубине УВА отсутствовали (Р>0.025); она была сопоставима с таковой у взрослых самцов (Р>0.025) и больше, чем у взрослых самок (Р<0.025). У взоослых самцов период угашения УВА был длительнее, чем у взрослых самок (Р<0.025). Длительность угашения УВА у крысят была больше, чем у половозрелых животных (Р<0.025). Обращает на себя внимание относительно высокая скорость угашения УВА, выработанной в 30-днезном возрасте, у самок по сравнению с самцами, что, по-видимому, связано с их постепенным половым созреванием в период тестирования.

В нашей работе сочетание вкуса сахарина с угловым ускорением приводило к формирование у 30-дневных крысят такой же глубокой УВА, как и у половозрелых самцов, но более продолжительной. Представляет интерес сопоставить этот факт с результатами, полученными другими анторами. При сочетании вкусового сигнала с введением хлорида лития, ш данным некоторых исследователей, у неполовозрелых животных вырабатывается УВА только более слабая, чем у половозрелых (Baker, ei al., 1977; Steinert, et al., 1980; Г ranch I m. Horowitz, 1982; Misanin, et al., 1993), тогда как другие показали, что глубина УВА у крысят и

пзроглы* крыс сопоставима (Кассиль, Макухина, Богданова, 1977; Кассиль, Макухина, 1979; Martin, Tinralns, 1980: Schweitzer, Green, 1982). При сочетании знакомого вкуса со слабым угловым ускорением УВА вырабатывалась у 30-диесных крысят, но не вырабатывалась у годовалых крыс (Кассиль, Макухина, Богданова, 1977; Кассиль, Макухина, 1979). Авторы пгшагают, что у крысят этого возраста чувствительность' к угловому ускорению выше, чем у взрослых животных, что и объясняет длительные сроки сохранения УВА в наших опытах. Пролонгирование периода угаше-ния УВА у крысят не обязательно свидетельствует об ее интенсивности. Оно может зависеть, в частности, от возрастных особенностей соотношения процессов возбуждения и торможения, которое в известной степени определяется уровнем зрелости гиппокампа. Так, у гиппокампэктоми-рованных щенков в возрасте 2. G-2.5 мое период угашения УВА больие, чем у интактных (Вавилова, Кассиль, 1982).

Особый интерес представляет сопоставление глубины и длительности

Таблица 1

. Потребление раствора сахарина (в %%■ от общего объема выпиваемой за опыт жидкости) до выработки УВА (I), после ее выработки (II) и угашения (III) у животных разного пола

Пол Группа

I

П

III

Длительность угашения (число опытов)

ев ее паев а

Неполовозрелые животные

УВА к незнакомому вкусу

УВА к незнакомому вкусу

УВА к

знакомому 1'кусу

Самцы Самки

Самцы Самки

Самцн Самки

контроль опыт контроль опыт

33. 4*7.0 3.0*1.8 24. 2*1.5 2.5*1.0

Половозрелые животныа

контроль опыт контроль опыт

38.2*3.3 44*1.0 52.9*3.5 18.014.0

контроль 58.8*2.1 57.3*4.7

опыт 50.2*2.1 25.713.2

контроль 70.0*1.9 7С. ИЗ. 2

опыт 60.9*1.8 32.413.2

33.5Ü.4

14.3*1.8 87.1*6.1 * 35.4*1.5

36.9*1.3 52.9*9.3

58.7*1.5 55.8*1.4 60. 8*1 0 67.2*1.0

66. 9*1.7 57. 1*1,8 69. 5*1.7 66. 5*1. В

38.3*1.4 25.9*4.3

22.012.8 13.4*3.3

# - неполное угаиенио

времени угашения УВА, вырабатываемой и тестируемой нами с помощью разных методик. Известно, что уровни отвергания и избегания пищевых иыцеств но всегда совпадают (Pelchat, etal.,1983; Grill, 1985; Parker, 1988). В наших опытах, проведенных по методике отвергания, в ротовую полость крысенка вводили калто раствора сахарина, которую он мог либо проглотить, либо отвергнуть. По-видимому, исходное преобладание реакции отвергания незнакомого раствора сахарина у 30-дневных крысят и, соответственно, незначительное ого потребление при выработке УВА отражали высокий уровень оборонительных реакций на данной этапе развития. Крысята отвечали на принудительное введение раствора сахарина отказом от его потребления, что можно рассматривать как защитную реакцию, в определенной степени снижающую в данной экспериментальной ситуации роль последующей УВА. Возможно, это обстоятельство и было причиной относительно неглубокой и недолго сохраняющейся УВА у животных этого возраста. Иные закономерности проявляются при выработке УВА при свободном потреблении раствора сахарина. Очевидно, и этом случае роль генерализованной оборонительной реакции невелика, нрыгята перед тон как подвергнуться угловому ускорению выпивают значительные количества раствора сахарина, что определяется в этом возрастном периоде низким уровнем неофобии (Ватаева, Кассиль, 1994). Сопоставление УВА. вырабатываемой и тестируемой С помощью разных методик, свидетельствует а сложных механизмах, лежащих в основе этой реакции.

При исследовании УВА, вырабатываемой к знакомому вкусу, были подтверждены данные многих исследователей, согласно которым глубина и длительность сохранения этой реакции меньше, чей в случае формирования со к не знакомому ранее вкусу. В наших опытах привлекают внимание особенности паттернов угашения УВА, выработанной к знакомому вкусу, у половозрелых крыс разного пола. У самок потребление раствора сахарина от опыта к опыту монотонно увеличивалось, как и в процессе угашения УВА, выработанной к незнакомому вкусу. Напротив, у самцов с первом случае имели место значимые флуктуации в относитель-

ном потреблении раствора сахарина: после периода увеличения потребления раствора сахарина (Р<0.025) имело место его снижение (Р<0.025) и затем снова увеличение (Р<0.025) до полного угашения УВА. При уга-книи УВА, выработанной к незнакомому вкусу, эти флуктуации отсутствовали.

Сопоставление полового диморфизма в формировании и угашении УВА с особенностями ориентировочно-исследовательского и пассивно-оборонительного поведения животных разного пола.

Анализ связи полового диморфизма в паттернах УВА с особенностями ориентировочно-исследовательского и пассивно-оборонительного поведения бил проведен на 29 сакках и 27 самцах. Результаты сопоставления половых различий в глубине и длительности угашения УВА и в ряде показателей ориентировочно-исследовательского и пассивно-оборонительного поведения свидетельствуют о существовании между ними определенной связи. Так, у самок по сравнению с самцами наблюдались как менее глубокая и быстрее угасающая УВА (Р<0.025), так и значительно более выраженное ориентировочно-исследовательское поведение, больший уровень двигательной активности и меньший уровень страха, чем у самцов.

Вши установлено, что меньшие глубина и длительность сохранения УВА у самок по сравнении с самцами корреляционно связаны с более высокими уровнями ориентировочно-исследовательской и двигательной активности, меньшей эмоциональность», тестируемыми в "открытом гюле" и Я-образном лабиринте, меньшим уровней пассивно-оборонительного поколения, отмечаемом в "открытом поле" и при выработке УРПИ. Глубина и длительность сохранения УВА корреляционно связаны также с уровнем исследовательской активности, наблодаемой при тестировании крыс в закрытом камере с отверстиями. Следует отметить, однако, что корреляционная связь с особенностями поведения животных разного пола была значительно больше выражена при сопоставлении с длительностью сохранения. чем с глубиной УВА. Возможно, высокий уровень ориентировочно-

исследовательской активности и низкий уровень пассивно-оборонительного поведения облегчают контакт с приобретшим аверсивные свойства раствором сахарина и способствуют угашению УВА.

Реакция сиипагоадреналовой системы на угловое ускорение (безусловное подкрепление при выработке УВА) и на вкус сахарина (условный раздражитель) в период угашении УВА у животных разного пола и возраста

Существование корреляционной связи между паттернами УВА и характеристиками ориентировочно-исследовательского и оборонительного поведения взрослых животных разного пола позволило предполояить. что половой диморфизм в глубине и длительности сохранения УВА может быть в определенной степени связан с реактивность» симпатоадреналовой системы. Для проверки этого предположения на неполовозрелых (20 самцах и 19 самках) и половозрелых (24 самцах и 24 сайках) крысах определяли уровни экскреции катехоламинов с мочой после действия углового ускорения при выработке УВА и далее, в период ее угашения, после изолированного предъявления условного вкусового стимула. В последнем случае были сопоставлены изменения экскреции катехоламинов с мочой после принудительного потребления раствора сахарина, который ранее не сочетался или сочетался с действием углового ускорения. Фоновый уровень экскреции катехоламинов с мочой оказался весьма стабильным, что позволило с большой точностью исследовать его изменения, вызываемые указанными выше воздействиями.

У крысят разного пола фоновые уровни экскреции А, НА и ДА были сопоставимы (Р>0.025). Подобная закономерность имела место у половозрелых животных в отношении экскреции НА и ДА, тогда как уровень экскреции А был значимо выше у самцов, чем у самок (Р<0.025).

Как видно из рис.2,I, во гсех случаях реакция симпатоадреналовой системы на угловое ускорение и на потребление раствора сахарина в период угашения УВА проявляется лить в течение первых суток.

РЕАКЦИЯ СШШТОАДРЕИА/ЮВОй СиСГЕМЫ НА УГЛОВОЕ УСКОКШЕ Ц ПРШШГЕМЮЕ ПОТРЕБЛЕШЕ РАСТВОРА САХАРШМ Я НЕПОЛОВОЗРЕЛЫХ И ПОЛОВОЗРЕЛЫХ КРЫС

яо

гео

по

А но

м

100 ^ о*

НА

ДА

т

т

«о а

аГво^" «о

МО а*

1 2 1 г

» г 1 г

< . ■* < г

Рио.2. Изменения суточной экскреции катехоламгаов с мочой после действия углового ускорения (1) к после принудительного потребления раствора сахарина <П-1У), к которому вырабатывали {А) и не вырабатывали УВА (В).

А - адреналин, НА норадревалин, ДА - дофашш. Светлые фигура - крысята, теиныв - взрослые крысы. По вертикали - относительные уровни катехолашшов (в %% по отноиенив к фоновому уровне, принимаемому за 1ВД), экскрегируешх в течение первых (1) и вторых 12) суток после указанных воздействий.

Рассмотрим прежде всего реакции симпатоадреналовой системы на действие углового ускорения, используемого в качестве отрицательного безусловного подкрепления при выработке УВА. Угловое ускорение вызывало значимое увеличение уровней экскреции с мочой А, НА и ДА, причем у взрослы* самцов по всем трем показателям реакция была значимо сильнее, чем у крысят. Так. у половозрелых самцов вращение в первые сутки привело к повышение уровня А по сравнению с исходным до 281.9113. ОЖ, НА - до 169.713. 1%, ДА - до 147.712.7%. У неполовозрелых самцов эти показатели составили, соответственно, 212.2*2.1, 136. 6*1. 4 и 134.240.9?, у неполовозрелых самок - 210.212.2, 133.ВН.5 и 133.ВН.ОХ. У половозрелых самок показатели экскреции с мочой А и НА составили 215.9t2.8 и 136.911. ОХ и были сопоставимы с таковыми у крысят. Уровень экскреции ДА у взрослых самок был меньше, чем у неполовозрелых животных. Он составил 12В. 6Ю.7Ж.

Необходимо особо отнотить различия во влияниях углового ускорения на изменение уровня экскреции с мочой разных катехоламинов. Во всех случаях повмиенис уровня экскреции А было значительно выше, чем НА и ДА. У крысят влияния этого воздействия на изменения уровня экскреции НА н ДА были сопоставимы, у взрослых крыс уровень экскреции НА повысься значительнее, чем ДА.

В отличие от крысят, у взрослых жиэотных в реакции симпатоадреналовой системы на угловое ускорение проявился выраженный половой диморфизм: у самцов повышение уровня экскреции А, НА и ДА было значимо больше, чем у самок. Следует обратить внимание на то обстоятельство, что наибольшие изменения в реакции симпатоадреналовой системы на действие углового ускорения у животных обоего пола проявляются в повышении экскреции с мочой А, значение которого в формировании отрицательного эмоционального состояния хорошо известно. Таким образом, mosho предположить, что использованное при выработке УВА безусловное подкрепление приводит к формированию у самцов более выраженного отрицательного эмоционального состояния, чем у садак. Выявленное нами наличие полового диморфизма в экскреции катехоламинов с мочой согла-

суется с описанными выше различиями в ориентировочно-исследовательском и оборонительном поведении самцов и самок, а также с меньшей ус тойчивостыо самцов к стрессирующим воздействиям (Кассиль. Макухина, 1933; Кассиль, 1989).

Известно, что сила отрицательного безусловного подкрепления влияет на глубину УВк (Dragoin, 1971; Nachman, Ashe, 1973; Кассиль, Макухина, Богданова, 1977; Вавилова, Кассиль, 1981). В связи с этим нельзя исключить, что бблыгая чувствительность самцов к угловому ускорению, проявившаяся в более значительной, чем у самок, реакции сим-патоадреналовой системы на это воздействие, могла быть одной из причин Формирования у них более глубокой и устойчивой УВД.

Поскольку у неполовозрелых самцов и салок вращение приводит к сопоставимым изменениям экскреции катехоламинов с мочой, очевидно, что половые различия в чувствительности симпатоадреналовой системы к подобному воздействию на организм проявляются только после полового со зревания. Возможно, что при этом существенная роль принадлежит тестостерону.

В многочисленных работах по изучению механизмов УВА рассматриваются поведенческие характеристики этой реакции, что вполне объяснимо, поскольку основным ее признаком является изменение потребления веществ, обладающих вкусом, ранее сочетавшимся с дискомфортом. При этом не всегда принимаются во внимание связанные с выработкой и со- • хранением УВА сдвиги во внутренней среде организма. Можно предположить, что после формирования УВА изолированное действие вкусового раздражителя, приобретшего аверсивные свойства, будет сопровождаться условно-рефлекторным воспроизведением этих сдвигов, что в свою очередь может поддерживать УВА (Кассиль, 1990). В настоящей работе было обращено внимание как на поведенческие характеристики УВА, так и на сопровождающие ее выработку и угашение вегетативные реакции. Особый интерес представляло исследование реакции симпатоадреналовой системы на изолированное предъявление вкусового раздражителя, к которому была киработана УВА. Напомним, чго уже на вторые сутки после действия на

организм животного углового ускорения экскреция катехоламинов с мочой возвращается к исходному уровню (рис. 2, I, 1,2). Таким образом, сформировавшаяся УВА не поддерживается нарушениями гомеостаза, набло дающимися на протяжении относительного короткого периода, следующего за действием на организм углового ускорения, а определяется лишь следом в ц.н.с. Это обстоятельство позволяет заключить, что активизация симпатоадренатовой системы в ответ на действие отрицательного безусловного подкрепления (в нашем случае углового ускорения) является лишь одним из пусковых факторов, лежащих в основе формирования УВА.

Вместе с тем нами было обнаружено, что изолированное предъявление ставшего аверсивным вкусового раздражителя воспроизводит в общих чертах картину реакции симпатоадреналовой системы на угловое ускорение. Выявленные при этом возрастные и половые особенности условно-рефлек-тирной реакции симпатоадреналовой системы на предъявление изолированного вкусового раздражителя также о основном соответствуют особенностям безусловно-рефлекторной реакции 'рис. 2, II-1V).

Превде чпм остановиться на рассмотрении последних, отметим, что повышение уровня экскреции катехоламннов имело место при введении в ротовую полость раствора сахарина животным как опытной, так и контрольной групп. В последнем случае отклонения от фонового уровня вызывались. по-видимому, самой процедурой принудительного введения, тогда как в опытной группе проявлялся суммарный эффект этой процедуры и действия аверсивного вкусового раздражителя.

У половозрелых животных при первом принудительном потреблении раствора сахарина имело место значительное повышение уровня экскреции с мочой всех исследованных катехоламинов. При этом экскреция А увеличивалась значительнее, чем НА, а НА значительнее, чем ДА. В контрольной группе повышение уровня экскреции А, НА и ДА было достоверно ниже, чем в опытной. В последней выявился выраженный половой диморфизм. У самцов и самок наблюдалось повышение уровня экскреции по сравнению с фоновым: по А - до 218.5il4.6 и 180.1 ±Э. 5%, по НА - до 141.9*5.0 и 125 ЫЛ.1Х, по ДА - до 116.2±2.0 и 111.2И.0Х, соответственно (во

всех случаях P<0. 025). В контрольной группе половой диморфизм проявился в случае НА и ДА.

Так ко, как у взрослых животных, у крысят после первого принудительного потребления раствора сахарина достоверно повысился уровень экскреции с мочой А, НА и ДА (до 170.215.3, 12В. 413. 9 и 117.2И.бг у самцов и до 162. 9±5.9, 129.212.4 и 116.2il.75S у самок). Значимо слабее по всем трем показателям была реакция на вкус сахарина, не ассоциированный с отрицательным подкреплением, у животных контрольных групп. Половой диморфизм в реакции симпатоадрсналовой системы на принудительное потребление сахарина у крысят отсутствовал.

Значительный интерес представляет сопоставление реакции симпа-тоадреналовей системы на принудительное потребление раствора сахарина у половозрелых и неполовозрелых крыс опытных групп во второй и третьей пробах.

У взрослых крыс это воздействие во всех трех пробах вызывало сопоставимое повышение уровня экскреции с мочой А у самцов: соответственно, до 218. 5114. в. 218. 6116.9, 226.9tl3,1%. У самок в первых двух пробах изменение экскреции А было сопоставимо (180.113.5 и 172.5i8.6%), а в третьей - значимо меньше, чем в двух предыдущих (156.7±9.4%). Повышение уровня экскреции с мочой НА от первой к третьей пробе у самцов и у самок не менялось (соответственно. 141.915.0, 143.512.2, 148.618.17 и 125.611.7, 123.413.1 122.412.6«. Такая же закономерность выявлена и для ДА (соответственно, 116.212.0, 119.64.3, 115. 812.1% и 111.211.0, 109. 9Ю. 6 109. 311.Z%). Относительные уровни экскретируемых с мочой А, НА и ДА были в каждой пробе значительнее у самцов, чем у самок (Р<0.025). Во всех случаях реакция симпатоадреналовой системы, оцениваемая по изменению экскреции А, НА и ДА в ответ на принудительное потребление сахарина, у половозрелых животных была значимо выше в опытных группах по сравнению с контрольными. У животных опытных групп половой диморфизм в экскреции А, НА и ДА проявился во всех трех пробах, а у контрольных - лишь в первой для

11« и в 1-3-й для ДА.

Иные закономерности были выявлены при сопоставлении условно-рефлекторных влияний на экскрецию катехоламинов во второй и третьей пробах у крысят. Здесь, в отличие от взрослых животных, и в опытных и в контрольных группах она была сопоставима (Р>0.025). Таким образом, следует заключить, что в этих пробах повышение уровня экскреции катехоламинов с мочой определялись процедурой эксперимента, т.е. аверсив-ные свойства вкуса сахарина у крысят опытной группы переставали вызывать условно-рефлокториуо реакцию с импзтоадрвналовой системы.

Следует подчеркнуть отсутствие параллелизма в поведенческих и вегетативных реакциях, проявляющихся в период угашения УВД. Тогда как у неполовозрелых животных во второй и третьей пробах вкус сахарина, приобретший аверсивные свойства после сочетания с угловым ускорением, уже не вызывал специфического повышения уровня экскреции катехоламинов с мочой, УВД по отношению к нему сохранялась. Это обстоятельство является еще одним подтверждением положения, согласно которому поддержание сформировавшейся УВА определяется не состоянием пнутренней среды, а следом в ц. н. с. Можно полагать, что и у взрослых животных, несмотря на длительное сохраняющая реакцию симпатоадрена-ловой системы на аверсивный условный сигнал, отсутствуют простые причинно-следственные связи между вегетативными и поведенческими компонентами УВА.

Проведенное исследование выявило ряд возрастных и половых особенностей формирования и угашения УВА. Очевидно, что в процессе постна-тапьного онтогенеза ее характеристики меняются, причем существенным для проявлений УВА является усиление с возрастом реакции симпатоадрс-наловой системы как на отрицательное подкрепление, так и на действие условного аверсивного раздражителя. При этом обращает на себя внимание более высокая чувствительность к действии безусловного и условного раздражителей- у половозрелых самцов.

вывода

1. У белых крыс линии Вистар сочетание свободного иди принудительного потребления О.ЕХ-го раствора сахарина с действием углового ускорения приводит к выработке условно-рефлекторной вкусовой аверсии (УВД). При предоставлении животному выбора мевду водой и раствором сахарина УВД проявляется в значительном снижении потребления последнего (реакция "избегания"), а при его принудительном введении в ротовую полость - в отказе ог потребления (реакция "отвергаяия"). Тестирование УВА на равных этапах ее угашения выявило особенности в реализации реакций ивбега-ния и отвергания, что указывает, по-видимому, на их связь с различными физиологическими механизмами,

2. До 11-дневного возраста включительно сочетание вкусового сигнала о угловым ускорением не приводит к формированию УВД. При тестировании по реакции отвергания она выявляется начиная с 12-го дня жизни. Далее в ходе онтогенеза характеристики УВА изменяется нелинейно. Интенсивность УВА постепенно увеличивается с 12-го по 25-й день жизни, ревко ослабевает в 30-дневном возрасте и затем вновь увеличивается, достигая к 40 дням уровня УВА, наблюдаемого в 15-дневном возрасте.

В условиях тестирования УВА по методике избегания ее интенсивность и длительность сохранения при выработке в 30-дневном возрасте еначите-льны и превышают таковые у взрослых животных.

3. У неполовозрелых самок и самцов крыс отсутствует различия в интенсивности и паттернах угашения УВД. Шсле полового созревания в глубине, длительности сохранения и характере угашения УВА проявляется выраженный половой диморфизм. У самцов глубина УВА и время ее сохранения больше, чем у самок. Кроме того, у последних при выработке УВА на знакомый вкус в ходе ее угашения имеет место монотонное увеличение потребления раствора сахарина, у самцов яе при угашении УВА наблюдаются значительные флуктуации потребления сахарина.

4. ГЬловой диморфивм в интенсивности и длительности сохранения УВА

но-оборонительного поведения и уровнем эмоциональности. У самок меньшая интенсивность и более короткий период сохранения УВД по сравнению с самцами корреляционно связаны с более низким уровнем пассивно-оборонительного поведения и эмоциональности и более высоким уровнем ориентировочно-исследовательского поведения. Мэяио предположить, что половой диморфизм в паттернах УВА является одним из проявлений особенностей оборонительного поведения, связанных с гормональным статусом.

5. Обнаружены возрастные и половые особенности в реакции симлатоад-реналозой системы на бевусловное отрицательное подкрепление (угловое ускорение), используемое при выработке УВА. В ответ на него резко возрастает экскреция катехоламинов с мочой. У взрослых самцов она значимо выше, чем у самок. Наиболее значительно увеличивается при этом воздействии уровень экскреции адреналина. Возможно, большая чувствительность к угловому ускоренно, проявляющаяся в реакции симпатоадреналовой системы, у самцов является одной из причин формирования у них более глубокой и устойчивой УВА. У неполовозрелых животных половые различия в реакции симпатоадреналовой системы на действие углового ускорения отсутствуют.

6. После выработки УВА изолированное предъявление в трех последовательных опытах условного раздражителя (вкуса сахарина) в различной степени влияет ва активность симпатоадреналовой системы у животных разного пола и воараста. При атом у взрослых крыс проявляется выраженный пологой диморфизм: у самцов реакция симпатоадреналовой системы интенсивней и устойчивей к угаиению, чем у санок. У крысят условно-рефлекторная реакция на приобретший аверсивные свойства вкус сахарина в первом опте проявляется в увеличении экскреции с мочой катехоламинов, сопоставимом с гаковым у самок. Половой диморфизм в этой реакции у крысят отсутствует. В двух последующих опытах специфическая реакция симпатоадреналовой системы на аверсивный условный сигнал у них не проявляется.

7. Отсутствие параллелизма в паттернах УВА и сопутствующей реакции симпатоадреналовой системы, различные проявления УВА при ее тестирова-. нии в условиях принудительного я свободного потребления раствора сахарина, приобретшего' аверсивныэ свойства, наличие выраяенньпс половых осо-

бенностей в интенсивности, длительности сохранения, характере угашения УВД - все эти обстоятельства позволяет прийти к заключению о сложной организации УВА и изменении взаимодействия составляющих ее элементов в процессе онтогенетического развития.

Список работ; опубликованных го теме диссертации

1. Кассиль а Г., Ватаева Л А., Вавилова Н. М., Макухина г. а , Гули-на Л. К., Бондаренко М. Ю. Периоды развития и обучение // Воэрастные особенности физиологических систем детей и подростков: Тез. 1У конф. Физиология развития человека. Ы., 1990. 0. 123.

2. Бондаренко М.Ю. Формирование и угшпение вырабатываемых под воздействием центробежного ускорения вкусовых аверсий у крис разного пола // Механизмы регуляции физиологических функций: Тев.СШ. конф. молодых ученых и специалистов, СПб., 1992. С. 6-7.

3. Кассиль К Г., Бондаренко И. К1, Ми.чайлеико Е А. Реакция симпа-тоадреналовоЯ системы на действие безусловного и условного стимулов при формировании и угашешш условкорефлекторной вкусовой аверсии у половозрелых крыс линии Висгар // Успехи физиол. наук. 1904. Т.

25. N 3. С. Э2-за

4. Бондаренко М. К1, Макухина Г. Е , Кассиль В. Г. Половой диморфизм при формировании и утешении аверсии, вырабатываемой к знакомому и незнакомому вкусу // Фгеиол. яурн. им. И. Ы. Сеченова 1994. Т. ВО. N Б. С. 75-83.

5. Бондаренко Ы. О., Ыихайленко а А. , Кассиль Е Г. Шловые различия в динамике экскреции катехолашнов о мочой у крыс, подвергшихся кратковременному угловому ускорению // {Еивиол. хурн. им. И. М. Сеченова. 1995. Т. 81. N 5. С. 116-118.