Марганец – многофункциональный элемент в жизни человека. Является жизненно необходимым микроэлементом для организма, поскольку участвует во многих биохимических процессах организма: участвует в белковом и энергетическом обмене, в активации ферментов, необходим для нормального роста и развития костей. Но в тоже время марганец является токсическим веществом, он свободно проникает через гистогематический барьер между кровеносной системой и центральной нервной системой. Способна накапливаться в различных областях головного мозга.
Воздействие высоких уровней Mn может привести к увеличению нагрузки металла на организм, что является причиной неврологических, репродуктивных и респираторных заболеваний [4].
«Открытое поле» – классическая модель исследования поведения, основанная на конфликте двух мотиваций – инстинктивной тенденции к исследованию нового окружения и тенденции минимизировать возможную опасность со стороны такового. Тест «открытое поле» является информативной методикой, позволяющей адекватно оценивать нейротропные эффекты повреждающих факторов окружающей среды. В этом тесте оцениваются двигательная и ориентировочно-исследовательская активность [1].
Объектом использования является крысы линии Wistar (n = 20), от которых произошло большинство современных линий лабораторных крыс. Животных содержали при температуре 22 ± 1 °С в пластиковых клетках с подстилкой из древесных опилок в условиях искусственного освещения (12-часовой световой день) и приточно-вытяжной вентиляции. Кормление животных осуществляли один раз в сутки, был обеспечен свободный доступ к воде и пище. Прием пищи является основным путем поступления марганца в организм и регулируется в основном желудочно-кишечной. В качестве соли был использован марганец сернокислый (II), 5-водный (MnSO4×5H2O). Из расчета того, что в среднем за день крыса потребляет около 30 г корма, суточная потребность сульфата марганца составляет 755 мг/кг. По данным информационной системы GESTIS Substance Database средняя летальная доза сульфата марганца при пероральном введении для крыс составляет LD50 = 2150 мг/кг. Для проведения эксперимента была выбрана доза сульфата марганца 1433 мг/кг, что составляет 2/3 от ЛД50. Данная дозировка меньше ЛД50, но больше суточной потребности [4, 5].
Анализ данных, полученных в результате изучения поведения в тесте «открытое поле» самок крыс и первое потомство, показал, что при ведении в организм крыс MnSO4 наблюдается снижение горизонтальной и вертикальной двигательной, а также специфической норковой активности (таблица).
В результате тестирования наблюдалось снижение ГДА у опытной группы на 19 % (р < 0,01) в сравнении с контрольной группой (рисунок 1). Происходит снижение ВДА у опытной группы на 33 % в сравнении с контрольной группой. Обследование отверстии у опытной группы равна 3,66 ± 0,56 (р < 0,1) в сравнении с контрольным значением, равным 4,25 ± 0,1. Относительно параметра перехода через центр, груминга и количеством фекальных болюсов нет достоверных различий между опытом и контролем.
В результате тестирования наблюдалось снижение ГДА у опытной группы первого потомства на 18 % (р < 0,01) в сравнении с контрольной группой (рисунок 2). Происходит снижение ВДА у опытной группы первого потомства на 40 % в сравнении с контрольной группой. Обследование отверстии у опытной группы равна 5,50 ± 0,70 (р < 0,1) в сравнении с контрольным значением, равным 6,25 ± 0,12. Перехода через центр отмечено только у опытной группы. Относительно груминга и количества фекальных болюсов нет достоверных различий между опытом и контролем.
Результаты психофизиологических тестирований – тест «открытое поле»
В относительных единицах
|
Поведенческие показатели |
Самки, M ± m |
Потомство I, M ± m |
||
|
Контроль |
Опыт Mn |
Контроль |
Опыт Mn |
|
|
Горизонтальная двигательная активность |
37,50 ± 1, 81 |
30,33 ± 0,21*** |
58,75 ± 1,40 |
47,75 ± 1,20*** |
|
Вертикальная двигательная активность |
8,00 ± 1,03 |
5,33 ± 1,88*** |
14,25 ± 0,75 |
8,50 ± 0,05*** |
|
Обследование отверстий |
4,2 ± 1,00 |
3,66 ± 0,56* |
6,25 ± 0,12 |
5,50 ± 0,70* |
|
Переходы через центр |
1,66 ± 0,15 |
0,50 ± 0,20 |
- |
2,25 ± 0,05** |
|
Кратковременный груминг |
2,33 ± 0,30 |
1,75 ± 0,10 |
1 |
1,25 ± 0,95 |
|
Длительный груминг |
1,00 ± 0, 01 |
0,75 ± 0,20 |
- |
0,75 ± 0,95 |
|
Фекальные болюсы |
2,66 ± 0,20 |
2,00 ± 0,54 |
2,25 ± 0,81 |
2,75 ± 0,75 |
|
* – достоверные различия (р < 0,1) с контрольной группой; ** – достоверные различия (р < 0,05) с контрольной группой; *** – достоверные различия (р < 0,01) с контрольной группой |
||||
* – достоверные различия (р < 0,1) с контрольной группой; *** – достоверные различия (р < 0,01) с контрольной группой
Рис. 1. Результаты психофизиологических изменений у самок крыс в тесте «открытое поле»
* – достоверные различия (р < 0,1) с контрольной группой; *** – достоверные различия (р < 0,01) с контрольной группой
Рис. 2. Результаты психофизиологических изменений у первого потомства в тесте «открытое поле»
Снижение общей подвижности животных в данном тесте является следствием повышения уровня их стрессированности, поскольку крысы реагируют замиранием на новые, потенциально опасные стимулы [2]. Соединения марганца в дозах, превышающих референтное значение является сильным ядом с выраженным кумулятивным эффектом. Избыток Mn имеет тенденцию накапливаться в центральной нервной системе, которая является основной мишенью [3]. Согласно проведенной работе можно сделать вывод, что марганец оказывает влияние на психофизиологические показатели. Происходит снижение стрессоустойчивости крыс опытной группы.