3.3 Изменение уровня депрессивности крыс при их интоксикации сульфатом ртути в тестах Порсолта и «подвешивание за хвост»
В моделирующих депрессию тестах – Порсолта и «подвешивание за хвост» – (рис. 3) при накоплении сульфата ртути не обнаружено достоверных изменений показателей поведения крыс. Это свидетельствует об отсутствии влияния этого соединения на депрессивное состояние животных при стрессовых воздействиях различной силы.
Рис. 3. Эффекты накопления сульфата ртути в организме крыс на их поведение в тесте Порсолта (А) и в тесте «подвешивание за хвост» (Б)
Примечание: ЛП – латентный период первого зависания, АП – время активного плавания крыс, ПП – время пассивного плавания, Выпр – количество выпрыгиваний. Остальные обозначения те же, что и на рис. 1.
Наблюдаемые под влиянием сульфата ртути изменения поведения, вероятно, определяются событиями, происходящими в ЦНС животных при накоплении ионов ртути в организме. Так, известно, что повышение содержания ртути изменяет про- и антиоксидантный статус [23] и проницаемость мембран нервных клеток мозга для Na+, K+ и Ca2+ [24-28], ингибирует транспортные системы этих катионов [29] и даже вызывает гибель клеток [8, 9]. Обнаруженные поведенческие эффекты могут быть обусловлены и отрицательным воздействием катионов ртути на функционирование медиаторных систем мозга. В частности, имеются сведения о том, что метилртуть вызывает у крыс дегенерацию нейронов хвостатого ядра, продуцирующих гамма-аминомасляную кислоту [8], нарушения секреции которой приводит к патогенезу тревоги и депрессии [15]. Также следует учитывать, что изучаемая соль ртути является сульфатом, о которых известно [30], что они могут снижать возбудимость ЦНС. Исходя из многообразия возможных воздействий cульфата ртути на нервную систему, мы считаем, что для более точного определения мишеней этого соединения в нервной системе необходимы дальнейшие исследования его психотропных и нейротропных эффектов. Возможно, что наблюдаемые изменения поведения могут происходить и у людей, в организме которых произошло накопление сульфата ртути.
Изменение показателей болевой чувствительности на фоне интоксикации сульфатом ртути. Сравнительный анализ экспериментальных данных показал, что у крыс на фоне интоксикации сульфатом ртути в тесте «горячая пластина» наблюдалось увеличение ЛПБР по сравнению с контролем на 233 % (p<0,05), а в тесте электростимуляция БП увеличивался на 72 % (p<0,01) (рис.). Полученные данные показывают, что при интоксикации организма крыс сульфатом ртути болевая чувствительность у них существенно снижается, что согласуется с имеющимися данными о снижении или потери болевой чувствительности у людей, подвергшихся воздействию неорганических солей ртути [8].
Для объяснения полученного эффекта необходимо отметить, что вводимый сульфат ртути легко диссоциирует в физрастворе на два активных компонента это катион ртути и анион сульфата. Относительно токсичности аниона можно сказать, что в настоящее время не обнаружена его способность проходить гематоэнцефалический барьер и оказывать влияние непосредственно на центральную нервную систему [4, 5], что, однако, не исключает возможности воздействия сульфатного остатка на периферические отделы нервной системы. Следует отметить и то, что введение раствора сульфата ртути приводит к искусственному изменению анионного состава, а, следовательно, к нарушению гомеостаза, что может опосредованно влиять на уровень болевой чувствительности.
Относительно катиона ртути можно предположить, что именно его попадание в организм играет первостепенную роль в снижении болевой чувствительности. Во-первых, для ионов тяжелых металлов показана способность проходить гематоэнцефалический барьер и накапливаться в нервных клетках [10]. Во-вторых, было показано, что ртуть снижает жизнеспособность тубулина в нейрофибриллах [9], и это приводит к уничтожению конусов роста отростков нейронов, а в итоге к синаптической нейродегенерации. Вследствие чего передача болевых импульсов замедляется, а соответственно снижается ноцицептивная чувствительность. Одновременно с этим, причиной наблюдаемых изменений может служить высокая заместительная способность тяжелых металлов относительно таких жизненно важных элементов, как цинк, магний, кальций [4]. Катионы эссенциальных элементов, в свою очередь, участвуют в изменении потенциала действия мембраны, высвобождения медиаторов и многих других процессов [2, 4], а их изменение под воздействием ионов ртути может приводить к нарушению восприятия, передачи и обработки болевых импульсов.
Сравнение показателей болевой чувствительности крыс в норме и при интоксикации сульфатом ртути с применением блокатора D2-рецепторов галоперидола. При анализе данных установлено, что у крыс группы «D2» (см. рис. 1) в тесте «горячая пластина» наблюдалось увеличение ЛПБР на 127 % (p<0,01), а в тесте «электростимуляция» БП увеличивался на 100 % (p< 0,05) относительно контроля. Из полученных данных следует, что изменение функционального состояния дофаминергической системы приводит к снижению болевой чувствительности, как при термическом, так и при электрическом раздражении. Этот факт говорит о немаловажной роли данной системы в регуляции болевого сигнала. Такой вывод согласуется с результатами некоторых исследователей об усилении анальгезии при кратковременном болевом раздражении в условиях блокирования дофаминергических рецепторов [1].
Как видно из рисунка у крыс группы «Hg/D2» в тесте «горячая пластина» ЛПБР увеличивался на 191 % (p<0,01), а в тесте «электростимуляция» у этой же группы крыс БП увеличивался на 72 % (p<0,01) относительно контроля. Сравнение же показателей болевых реакций у крыс группы «Hg/D2» с таковыми «Hg» не показало достоверных отличий между ними. Учитывая указанный факт, мы полагаем, что в условиях поступления в организм сульфата ртути функциональная активность дофаминергической системы нарушается, и ее роль в регуляции болевых сигналов изменяется.
Рисунок 1. Изменение показателей латентного периода болевой реакции (ЛПБР) и болевого порога (БП).
Примечание: данные выражены в процентах, за 100 % принят контроль. «*» (p<0,05), «**» (p<0,01).
Итак, снижение болевой чувствительности на фоне интоксикации крыс сульфатом ртути, а также изменение роли моноаминергических систем, вероятно, связано с нарушением функционирования их структурных компонентов. Данное предположение является вполне обоснованным согласно имеющейся теории механизма действия тяжелых металлов на клеточном уровне. Известно, что функционирование нейромедиаторных систем сопряжено с такими процессами как обмен катионов, работа метабо- и ионотропных каналов, многих других белковых структур, вторичных посредников [1]. В свою очередь, тяжелые металлы способны нарушать вышеперечисленные процессы. Во-первых, это связанно с их способностью замещать разнообразные поливалентные катионы (кальций, цинк и магний). Легкость проникновения и распределения ртути в организме обусловлена её свойством использовать транспортные механизмы жизненно-важных металлов [4]. Во-вторых, существенным является тот факт, что катионы ртути обладают большим сродством с ионоселективным сайтам связывания в белках, где в норме их активаторами являются кальций и цинк. Поскольку каждый ион сопряжен с определенными функциями белков, попадание тяжелых металлов вызывает изменение их структуры или же блокирование их активных либо аллостерических центров [6, 8]. В-третьих, показана способность катионов ртути связываться со структурными элементами ДНК, что приводит к негативному их воздействию посредством более сложных процессов таких, как изменение генетической регуляции синтеза белков [7], что может отражаться на структуре нейромедиаторных рецепторов. Подводя итог, важно добавить, что по нашему мнению, в силу того, что данные нарушения не встречаются по отдельности, механизмы негативного действия ртути являются комплексными, что согласуется с мнением авторов, специализирующихся на данной проблеме [7, 10].
ВЫВОДЫ
В процессе выполнения курсовой работы было проведено исследование поведенческой активности крыс при интоксикации их организма сульфатом ртути. Выявлены особенности изменения двигательной активности, уровня тревожности и депрессивности животных.
Выявлено, что повышение содержания сульфата ртути в организме крыс в условиях слабого и умеренного стресса снижает локомоторную активность животных.
Показано, что интоксикация организма крыс сульфатом ртути в условиях слабого и умеренного стресса повышает тревожность животных.
Обнаружено отсутствие существенного влияния сульфата ртути на тревожность животных при сильном стрессе и депрессию – при умеренном и сильном.
На фоне интоксикации сульфатом ртути у крыс наблюдается существенное снижение болевой чувствительности.
У крыс без интоксикации дофаминергическая система играет важную роль в формировании болевой чувствительности, как при термическом, так и при электрическом раздражении, а серотонинергическая система мозга принимает существенное участие в контроле болевых сигналов при электрораздражении.
При интоксикации организма крыс сульфатом ртути происходит изменение функциональной активности дофаминергической и серотонинергической систем.
Выяснено, что антидепресантный эффект аспирина и его солей тесно связан с функциональной активностью дофаминергической системы и, вполне вероятно, реализуется посредством влияния салицилатов именно на эту систему. При этом седативное влияние аспирина практически не связано с ней, а анксиолитическое АСЦ и АСК, по видимому, также в существенной степени реализуется через указанную медиаторную систему.