ИЗВЕСТИЯ РАИ. СЕРИЯ БИОЛОГИЧЕСКАЯ, 2007, № 1, с. 51-57
ФИЗИОЛОГИЯ ЖИВОТНЫХ И ЧЕЛОВЕКА
УДК 612.861
ИЗУЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ АКТИВНОСТИ МЫШЕЙ РАЗЛИЧНЫХ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ ПОСЛЕ ВЫКЛЮЧЕНИЯ ОБОНЯНИЯ А-ТРИМЕТИЛИНДОЛОМ (СКАТОЛОМ)
© 2007 г. Т. И. Кудякова, Н. Ю. Сарычева, А. А. Каменский
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, биологический факультет,
119992 Москва, Ленинские горы Поступила в редакцию 13.01.2006 г.
В тесте "открытое поле" оценивалось поведение мышей двух инбредных линий (C57BL/6J и СВА) и их F1 гибридов, после внутрибрюшинного введения Ж-триметилиндола (скатола), вызывающего дезорганизацию эпителия основной обонятельной системы. Отмечена высокая двигательная и исследовательская активность, эмоциональность у интактных мышей линии C57BL/6J в сравнении с мышами лини СВА и их гибридами. Аносмия, вызванная внутрибрюшинным введением скатола, изменяла поведение мышей линий C57BL/6J и СВА. Направленность регистрируемых изменений в ориентировочно-исследовательском поведении животных-аносматиков различна. Аносмия вызывала снижение двигательной активности и исследовательского поведения у мышей линии C57BL/6J и повышение их у мышей линии СВА. У интактных гибридных мышей отмечено преобладающее влияние генотипа мышей линии СВА на реализацию ориентировочно-исследовательской активности в предложенном тесте. Аносмия у животных гибридной группы не приводила к существенным изменениям ориентировочно-исследовательского поведения.
Обоняния играет ведущую роль в поведения у грызунов, однако генотипические различия в реализации ориентировочно-исследовательского поведения после отключения обоняния до сих пор мало изучены.
Известная концепция так называемого дуального обоняния, предусматривает существование у животных как основной, так и дополнительной (вспомогательной) обонятельных систем. Основная обонятельная система обеспечивает восприятие запахов окружающей среды, несущих жизненно важную информацию. К подобной информации можно отнести сигналы, связанные с питанием, поведением в системе хищник-жертва, распознавание индивидуальных запахов особей, запахов группы и др. (Ferreira et al., 1987; Kelly et al., 1997). Дополнительная обонятельная система играет ключевую роль в регуляции репродуктивного поведения (Doving, Trotier, 1998).
Сложная структурно-функциональная организация обонятельного анализатора обеспечивает восприятие запахов и передачу сигналов в различные структуры мозга, активация которых определяет поведение животного (Jansen et al., 1998; Malnic et al., 1999). Дисфункция основной системы обоняния может привести к изменению видо-специфического поведения животного.
Различные методы обонятельной деафферен-тации (перерезка обонятельных нервов или трактов, орошение обонятельного эпителия сульфа-
том цинка) вызывают ряд побочных явлений и мало пригодны для выявления роли основной обонятельной системы в поведении животных. В связи с этим перспективной является модель дезорганизации основной обонятельной системы путем внутрибрюшинного введения раствора А-три-метилиндола (скатола), который вызывает повреждение выстилки обонятельного эпителия и дегенерацию рецепторных нейронов основной обонятельной системы (Turk et al., 1987; Peele et al., 1991), не затрагивая дополнительную обонятельную систему. Иммуногистохимические исследования показали, что после введения N-три-метилиндола происходят ультраструктурные изменения в обонятельной луковице, приводящие к практически полной потере способности детекции обонятельного сигнала. Восстановление обонятельного эпителия происходит не ранее чем через 21 сут после введения скатола, и в течение этого времени животные испытывают недостаток обонятельного дифференцирования (Turk et al., 1987).
Показано, что у мышей гетерогенных популяций и у представителей инбредных линий существуют различия в морфологическом, физиологическом и нейрохимическом строении мозга (Попова и др., 1997). Так, например, абсолютные и относительные размеры мозга сильно варьируют. На основании исследований в этом направлении (Lipp et al., 1995), можно предположить существование связи между особенностями строения некоторых отделов мозга и сложных форм пове-
51
4*
Пробег
Стойки
«»
* #
Выходы в центр
«»
Груминг
«»
*#
C57BL/6J СВА Гибриды
Рис. 1. Показатели поведения контрольных мышей инбредных линий C57BL/6J, СВА и их F1 гибридов в норме и после внутрибрюшинного введения А-триме-тилиндола (скатола) в тесте "открытое поле". По оси ординат - число элементов поведения (для рис. 1-3); по оси абсцисс - линии мышей. Одноцветные столбики - контрольные мыши, заштрихованные - экспериментальные животные с вызванной аносмией. * - отличие контрольной группы C57BL/6J от контрольной группы гибридов (р < 0.0001); # - отличие контрольной группы C57BL/6J от контрольной группы СВА (р < 0.0001); $ - отличие контрольной группы СВА от контрольной группы гибридов (р < 0.0001); «» - отличие между контрольными и экспериментальными животными внутри каждой генетической линии (р < 0.0001) (для рис. 1-2).
дения (Зорина и др., 2002). Отключение обоняния возможно будет приводить к изменению поведения животных и, в частности, ориентировочно-исследовательского поведения.
Целью нашей работы была оценка изменения поведения мышей двух инбредных линий (C57BL/6J и СВА) и их И гибридов после введения скатола в тесте "открытое поле", где живот-
ные свободно перемещались и исследовали среду в условиях умеренного стресса. Выбор мышей указанных генотипов определялся существованием между ними ряда различий в поведении (Haines et al., 2000; Bolivar et al., 2000).
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Исследования проводили на самцах мышей двух инбредных линий СВА (n = 30), C57BL/6J (n = = 30) и их F1 гибридах (самки линии СВА и самцы линии C57BL/6J) (n = 30) в возрасте 2-2.5 мес. Животные были помещены в стандартных условиях вивария со свободным доступом к воде и пище и 12-часовым циклом освещения.
Животным экспериментальной группы внут-рибрюшинно вводили масляный раствор N-три-метилиндола (скатола) в дозе 200-220 мг/кг (Turk et al., 1987; Miller, O'Bryan, 2003). Мышам контрольной группы внутрибрюшинно вводился эквивалентный объем растворителя (растительное масло). С целью оценки эффективности отключения обоняния у животных контрольной и экспериментальной групп проверяли наличие или отсутствие реакции избегания сильного неприятного запаха (раствора аммиака).
Использованная в опыте экспериментальная камера "открытого поля" представляет собой круглую арену диаметром 50 см с деревянным полом, расчерченным одной концентрической окружностью (расстояние от стенки 15 см) и 16 диаметрами. Арена окружена стенкой высотой 40 см. Тестирование проводили в течение 3 мин на фоне белого шума при равномерном освещении камеры красным светом (25 вт).
При тестировании животное помещали в центр арены и визуально оценивали: горизонтальную двигательную активность (по числу пересеченных секторов) - пробег; вертикальную двигательную активность (по числу подъемов на задние лапы) - стойки; число пересечений внутренней окружности - выходы в центр; число эпизодов груминга (касание морды лапами и чистка шерсти); число актов дефекации (по количеству болюсов).
Статистическую обработку данных проводили с использованием стандартного пакета программ Статистика 5 со встроенной функцией "постхост" для оценки достоверности различий по методу наименьших квадратов (LSD test).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Межлинейные различия поведения животных из контрольных групп. Результаты "пост-хост" -анализа ориентировочно-исследовательского поведения суммарно за 3 мин тестирования в тесте
*
#
0
0
0
0
изучение исследовательской активности мышей
53
"открытое поле" приведены на рис. 1 (незаштри-хованые столбики). Достоверные межлинейные различия были обнаружены по пробегу, количеству стоек, выходов в центр, а также по числу эпизодов груминга, причем показатели поведения линии C57BL/6J были выше таковых СВА и их гибридов. Поведение гибридов F1 отличалось от поведения мышей обеих инбредных линий, но в большей степени от C57BL/6J. Регистрируемые показатели у гибридных животных снижены и по сравнению с животными линии СВА, но достоверными различия были только по количеству выходов в центр камеры. Контрольные мыши линий C57BL/6J, СВА и гибридов достоверно не различались по уровню дефекаций (эти данные не представлены на рисунках).
Сравнение динамики изменения показателей поведения контрольных групп животных в течение трех минут эксперимента представлено на рис. 2. У контрольных животных линии C57BL/6J пробег на протяжении 3 мин практически не менялся, но увеличивалось количество стоек. На 2-й мин возросло количество выходов в центр, которое осталось таким же и на 3-й мин. Количество выходов в центр в этой группе на протяжении всего опыта достоверно выше, чем данный показатель у животных линии СВА; на 2-й и 3-й мин - выше, чем у F1 гибридов. Все это говорит о высокой двигательной и о росте исследовательской активности мышей этой линии. Количество умываний у животных этой линии увеличилось на 2-й мин, что говорит о нарастании эмоциональной напряженности, но этот показатель снизился к 3-й мин.
Только у животных C57BL/6J было отмечено на 3-й мин опыта выпрыгивание из камеры, причем эта особенность поведения характерна для всех животных этой группы, что, возможно, является свидетельством нарастающей эмоциональной напряженности, которая проявляется в нестабильности поведения (Макарчук, Калуев, 2000; Paulus et al., 1999; Ratos, Mormede, 1998). Полученные нами результаты согласуются с имеющимися в литературе сведениями о том, что мыши этой линии, по сравнению с мышами других инбредных линий, проявляют более высокую двигательную и ориентировочно-исследовательскую активность (Попова, 1988; Bolivar et al., 2000).
Сниженная по сравнению с C57ВL/6J двигательная и ориентировочно-исследовательская активность контрольных животных линии СВА проявилась на фоне низкого груминга. Только в первую минуту эксперимента контрольные животные двух инбредных линий не отличались по количеству выходов в
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.