Варіабельність реакції на дію слабких змінних магнітних полів наднизької частоти у щурів з різними індивідуальними особливостями

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Таврійський національний університет ім. В.І. Вернадського

УДК 591.481.1: 577.3: 011.891.5

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук

Варіабельність реакції на дію слабких змінних магнітних полів наднизької частоти у щурів з різними індивідуальними особливостями

03.00.02 - біофізика

Іслямов Руслан Ісметович

Сімферополь - 2010

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі фізіології людини і тварин і біофізики в Таврійському національному університеті ім. В.І. Вернадського

Науковий керівникдоктор біологічних наук, професор Мартинюк Віктор Семенович Київський національний університет ім. Т. Шевченка завідувач кафедри біофізики

Офіційні опоненти:

доктор біологічних наук,

старший науковий співробітник Нурищенко Наталія Євгенівна, Науково-дослідний інститут фізіології імені академіка Петра Богача Київського національного університету ім. Тараса Шевченка завідувач сектором біофізики

доктор хімічних наук, професор Гришковець Володимир Іванович Таврійський національний університет ім. В.І. Вернадського завідувач кафедри фізичної та аналітичної хімії

Захист відбудеться „ 26 ” листопада 2010 р. о 14.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 52.051.04 в Таврійському національному університеті ім. В.І. Вернадського за адресою: 95007, Україна, Крим, м. Сімферополь, пр-т Академіка Вернадського, 4

З дисертаціею можна ознайомитись у бібліотеці Таврійського національного університету ім. В.І. Вернадського за адресою: 95007, Україна, Крим, м. Сімферополь пр-т Академіка Вернадського, 4

Автореферат розісланий „22 ” жовтня 2010р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради К 52.051.04 Д.Р. Хусаінов

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. У другій половині 20-го століття науковою громадськістю була усвідомлена важлива екологічна роль електромагнітних полів природного та техногенного походження (Бінгі В.М., Савін А.В., 2003; Володимирський Б.М., Нарманскій В.Я., Темурьянц Н.А., 1994). Пізніше стало ясно, що феномен впливу електромагнітних полів на живі системи являє собою комплекс складних ефектів на різних рівнях організації живого. (Володимирський Б.М., Темурьянц Н.А., Мартинюк В.С., 2004).

Окремий інтерес представляє вивчення біологічної дії змінних магнітних полів (ЗМП) у діапазоні наднизьких частот, близьких до природних. Частотно-амплітудний і експозиційний діапазон природних електромагнітних полів (ЕМП) досить широкий, проте великий інтерес є до діапазону наднизьких частот (ННЧ) 10^-3-10³ Гц. Відомо, що варіації електромагнітного поля іоносферного хвилеводу з центральною частотою 8 Гц є одним з найбільш важливих складових природного електромагнітного фону Землі. Водночас з цим в діапазоні вкрай низьких частот відбувається максимальне електромагнітне «забруднення» навколишнього середовища, пов'язане з техногенною діяльністю людини (Григор'єв Ю.Г., 1997; Плеханов Г.Ф., 1990). Виявлена висока біологічна активність електромагнітних полів даного частотного діапазону. Ці поля мають високу проникаючу здатність і викликають різноманітні функціональні зміни з боку різних систем організму (Плеханов Г.Ф., 1990; Пресман А.С., 1968; Темурьянц Н.А., Шехоткін А.В., 1996). Є теоретичні та експериментальні дані, які свідчать про те, що стійкі варіації природного електромагнітного фону можуть використовуватися живими організмами в якості «датчика часу» біологічних ритмів і відігравати важливу роль у формуванні ієрархічної структури біоритмів в процесі онтогенезу, а спорадичні геомагнітні збурення, викликані змінами сонячної активності, і електромагнітні шуми техногенного походження надають десинхронізуючий вплив на біосистеми (Володимирський Б.М., Темурьянц Н.А., 2000; Мартинюк В.С., 2004). Є дані, які переконливо доводять, що первинні механізми дії електромагнітних полів пов'язані з процесами комплексоутворення з білків з іонами кальцію, які відіграють важливу роль в регуляції клітинних процесів (Бінгі В.М., 2002; Walleczek J., 1992). Розглядаються механізми, які реалізуються шляхом зміни фізико-хімічних властивостей водно-колоїдних систем, розчинності речовин амфіфільної і неполярної природи (Мартинюк В.С., Панов Д.А., Цейслер Ю.В., 2008). Однак, не дивлячись на велику кількість доказів біологічної активності ЕМП, багато дослідників зазначають, що результати часто важко порівняти між собою і вони часто мають суперечливий характер (Бінгі В.М., 2002). Одна з причин такого стану справ може бути пов'язана з різною чутливістю і реактивністю живої системи на дію ЕМП. В останні роки виявлено феномен гіперчутливості організму людини до дії електромагнітних полів (Грабовська О.Ю., 1992; Темурьянц Н.А., Грабовська О.Ю., 1992), проте його біофізичні і фізіологічні основи зовсім не вивчені. У зв'язку з цим актуальною проблемою є експериментальний пошук критеріїв індивідуальної електромагнітної чутливості організму людини і тварин та вивчення її біофізичних і фізіологічних механізмів. Дослідження в цьому напрямку проводяться давно, проте вони нечисленні і в основному концентруються на вивченні системи крові, зокрема її ланки, що характеризує неспецифічну резистентність (Темурьянц Н.А., 1999; Темурьянц Н.А., Макеєв В.В., Малигіна В.М., 1992).

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження виконано відповідно до науково-дослідних планів кафедри фізіології людини і тварин і біофізики Таврійського національного університету ім. В.І. Вернадського за програмою: «Особливості інфрадіанної ритміки фізіологічних процесів у щурів з різними індивідуальними особливостями та її зміни під впливом ЗМП ННЧ» (№ держ. реєстрації 01001U001371), «Фізіологічні та біофізичні механізми біологічної дії факторів різної природи та інтенсивності на функціональний стан організму людини і тварин» (№ держ. реєстрації 0106U003976). Тема дисертації затверджена на засіданні Вченої ради Таврійського національного університету ім. В. І. Вернадського від 12 червня 2003 року.

Мета і завдання роботи. Метою дисертаційної роботи було з'ясування впливу змінного магнітного поля наднизької частоти (ЗМП ННЧ) на функціональний стан різних структур головного мозку в залежності від індивідуально-типологічних особливостей та фізіологічного стану організму тварин.

Для досягнення мети були поставлені наступні завдання:

1. Вивчити стан окремих метаболічних ланок у корі великих півкуль, таламусі і гіпоталамусі головного мозку інтактних тварин з різною поведінкою у «відкритому полі».

2. Вивчити вплив ЗМП ННЧ на стан окремих метаболічних процесів в корі великих півкуль, таламусі і гіпоталамусі головного мозку тварин з різною поведінкою у "відкритому полі".

3. Дослідити вплив комбінованої дії ЗМП ННЧ і гіпокінезії на метаболічні процеси у різних структурах головного мозку тварин.

4. Вивчити стан метаболічної міжпівкульної асиметрії головного мозку тварин в нормі, у стані стресу, при дії ЗМП ННЧ і комбінованій дії зазначених факторів.

Об'єктом дослідження були метаболічні процеси в головному мозку білих безпородних щурів.

Предмет дослідження: зміни активності метаболічних процесів в головному мозку у щурів у відповідь на дію слабких ЗМП ННЧ.

Методи дослідження. Функціональний стан різних структур головного мозку в нормі і при дії ЗМП ННЧ був оцінений за метаболічними показниками, які визначались спектрофотометричними методами. Оцінка індивідуально-типологічних особливостей організму тварин визначали методом «відкритого поля».

Наукова новизна отриманих результатів. Вперше досліджено вплив змінного слабкого магнітного поля частотою 8 Гц на показники енергетичного, тіол-дисульфідного обміну та перекісного окислення ліпідів в різних структурах головного мозку білих безпородних щурів з урахуванням індивідуально-типологічних особливостей організму, що виявляються у «відкритому полі». Вперше показано, що дія цього фізичного чинника руйнує метаболічні кореляти поведінки тварин у «відкритому полі» і змінює параметри метаболічної міжпівкульної асиметрії.

Вперше досліджено багатоденний вплив слабкого МП 8 Гц на показники енергетичного, тіол-дисульфідного обміну та перекисного окислення ліпідів в різних структурах головного мозку білих безпородних щурів, що знаходяться в різному фізіологічному стані - стані норми і стресу. На рівні окремих метаболічних показників показано стрес-лімітуючий ефект ЗМП ННЧ, який може бути пояснений змінами активності моноаміноксидази в різних структурах головного мозку.

Теоретичне і практичне значення роботи. Отримані результати дослідження розширюють сучасні теоретичні уявлення про механізми дії ЗМП ННЧ на організм людини і тварин і є новим доказам того, що біологічні ефекти електромагнітних полів залежить від індивідуально-типологічних особливостей організму. Водночас з цим, отримані дані вказують на те, що в системі гігієнічного нормування граничнодопустимих рівнів низькочастотних електромагнітних полів, а також у терапевтичних методах, що використовують електромагнітні впливи, необхідно враховувати факт наявності в популяції організмів, високореактивних і високочутливих до дії даного фізичного фактору.

Особистий внесок здобувача полягає в самостійному аналізі та узагальненні літературних даних, проведенні основної експериментальної частини роботи та статистичної обробки отриманих експериментальних результатів. Постановка мети і завдань дослідження, а також певна експериментальна частина, здійснювалися за участю наукового керівника. У працях, написаних у співавторстві здобувачу належить проведення експериментальних досліджень, обробка результатів та спільно з співавторами аналіз літератури.

Апробація результатів дисертації. Основні положення роботи доповідались на VІ Міжнародному симпозіуму "Актуальні проблеми біофізичної медицини» (Київ, 2009), 82-ій Конференції молодих вчених та студентів Кримського державного медичного університету ім. С.І. Георгієвського (2009), VI Міжнародній науково-технічній конференції «Актуальні питання теоретичної і прикладної біофізики, фізики і хімії», БФФХ-2010 (2010), а також на щорічних наукових конференціях професорсько-викладацького складу, аспірантів та студентів Таврійського національного університету ім. В.І. Вернадського (Сімферополь, 2006-2010).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 6 наукових праць, з них - 4 публікації у журналах, затверджених ВАК України, а також 2 тез доповідей і матеріалів конференцій.

Структура і обсяг дисертації. Дисертаційна робота викладена на 129 сторінках тексту і містить 3 основні розділи, в яких представлено огляд сучасної літератури з проблеми дисертаційного дослідження, опис об'єктів і методів дослідження, отримані експериментальні результати та їх обговорення і висновки, а також перелік посилань літератури, який складається з 197 джерел , 50 з яких іноземні. Робота ілюстрована 15 малюнками і 21 таблицею.

Основний зміст роботи

У в ступі обґрунтовується актуальність теми дисертаційної роботи, формулюються мета та завдання дослідження, розкривається наукова новизну і практичне значення роботи, особистий внесок здобувача, наведено інформацію про апробацію результатів дослідження.

У розділі „Огляд літератури ” проаналізовано і узагальнено наукові дані про біоефектівність електромагнітних полів на різному рівні організації, залежність біологічної відповіді живих систем від їх фізичних параметрів ЗМП і функціонального стану біологічних об'єктів. Розглянуто основні гіпотези про механізми дії ЕМП ННЧ на біологічні об'єкти. Зосереджено увагу на проблемі індивідуальної чутливості організму людини і тварин до електромагнітних впливів.

Матеріали і методи дослідження

Вивчення біологічних ефектів ЕМП ННЧ здійснювали на 160 білих щурах-самцях безпородних у віці 5-7 місяців, масою 180-250 р. Вибір щурів в якості об'єкту дослідження обумовлений тим, що ці тварини найчастіше використовуються для проведення медико-біологічних і магнітобіологіческіх досліджень, у тому числі і для вивчення індивідуально-типологічних особливостей організму (Грабовська О.Ю., Мартинюк В.С, 1995).

Залежно від цілей і завдань окремих експериментальних серій формували основні групи тварин. Кожна експериментальна група тварин (контрольна або експериментальна, яку піддавали впливу МП ННЧ) включала в себе три підгрупи тварин з різною активністю в тесті «відкритого поля». У такому форматі досліджень експериментальні групи формували з підгруп тварин з низькою, середньою та високою активністю, попередньо відібраних за результатами тестування у «відкритому полі». В тесті «відкритого поля» для кожної тварини реєстрували наступні показники: горизонтальну активність (ГА) за кількістю пересічених квадратів, вертикальну активність за кількістю підйомів на задні лапи (ВА), а також грумінг і рівень дефекації і уринації.

У дослідженнях з вивчення реакції організму на багаторазову дію МП ННЧ залежно від вихідного фізіологічного стану використовували тварин з середньою активністю у «відкритому полі», оскільки вони представляють велику частину (більше 60%) популяції тварин і вносять основний внесок в результати досліджень на великих статистичних вибірках. У такому форматі досліджень формували наступні групи: 1) контрольна група інтактних тварин, яку утримували в стандартних умовах і не піддавали жодному впливу; 2) група тварин, яку утримували в стандартних умовах і піддавали багаторазовому впливу МП ННЧ; 3) група тварин, що знаходилась в умовах обмеження рухливості і у яких розвивали гіпокінетичний стрес; 4) група тварин, яких утримували в умовах обмеження рухливості і щодня піддавали трьохгодинному впливу МП ННЧ.

Для створення обмеження рухливості тварин їх розташовували в тісних пеналах з оргскла розміром 140x60x60 мм. Такі умови забезпечують обмеження рухливості в усіх напрямках. У пеналах щури знаходилися по 23 години на добу. Під час однієї години, що залишалася, здійснювали годівлю та догляд за тваринами. Описаний метод створення гіпокінезії широко використовується в експериментальній біології та медицині (Кулагін Д.А., Федоров А.В., 1980). Прийнято вважати, що в таких умовах у тварин розвивається помірний гіпокінетичним стрес.

Препарування структур мозку проводили відразу після швидкої декапітація тварин. Витягнуті структури швидко заморожували в рідкому азоті, після чого переносили в морозильну камеру з температурою -18^оС і протягом наступної доби зразки тканин досліджували.

Активність процесів перекисного окиснення ліпідів оцінювали за реакцією кінцевих продуктів окислення із 2-тіобарбітуровой кислотою на основі рекомендацій Monique Valleґ e, Willy Mayo, 1997, у модифікації (Мартинюк В.С., 1992). Визначення сумарних тіолових груп проводили за їх реакції з реактивом Елмана (Вєрьовкіна І.В., Точілкін А.І., 1977) у модифікації (Мартинюк В.С., 1992). Визначення активності сукцинатдегідрогенази здійснювали за методом (Крівченкова Р.С., 1977) і адаптованим до задач дослідження. Активність НАД-дегідрогеназ визначали за швидкістю відновлення гексаціаноферрата калію (Карузіна І.І., Аргаков А.І.,1977). Визначення активності моноаміноксидази здійснювали за кольоровою реакцією продуктів ферментативної реакції з 2,4-дінітрофенілгідразіном.

Імпульсне МП частотою 8 Гц індукцією 25 мкТл створювали за допомогою кілець Гельмгольца. Генератором сигналів був генератор Г6-28. Імпульси МП були прямокутної форми зі змінною полярністю за один період коливань. Індукцію ЗМП контролювали мікротесламетром Г-79. Вибір даної частоти обумовлений її геофізичною значущістю, а також її високою біологічною активністю.

Статистичну обробку та аналіз експериментальних даних проводили за допомогою параметричних статистичних методів (Лакін Г.Ф., 1980). t-критерій Стьюдента використовували для визначенні достовірності різниці між статистичними вибірками.

Результати дослідження

На початку досліджень було проведено оцінку стану окремих метаболічних ланок в головному мозку інтактних тварин залежно від їх індивідуально-типологічних особливостей. В таблиці 1 наведено значення метаболічних показників в різних структурах мозку у тварин з низькою, середньою та високою активністю у «відкритому полі».

Таблиця 1. Метаболічні показники в різних відділах головного мозку інтактних тварин з різною активністю у "відкритому полі"

Група тварин /Показник	Низька активність у "відкритому полі"	Середня активність у "відкритому полі"	Висока активність у "відкритому полі"
Кора лівої півкулі головного мозку
ТБКАП (нмоль/мг тканини)	0.513±0.058	0.342±0.021	0.330±0.031*
Тіолових груп (нмоль/мг тканини)	6.35 ±0.35	5.44 ±0.31	5.79 ±0.40
Активність СДГ (пмоль/мг* хв)	70.30±12.51	50.35±5.53	38.07±6.83*
Активність НАДДГ (мкмоль/мг* хв)	12.21±0.52	16.11±0.88	16.70±1.08*
Активність МАО (нмоль/мг* хв)	0.158±0.022	0.202±0.015	0.202±0.016*
Кора правої півкулі головного мозку
ТБКАП (нмоль/мг тканини)	0.463±0.050	0.264±0.025	0.284±0.020*
Тіолових груп (нмоль/мг тканини)	6.19 ±0.28	5.99 ±0.20	5.62 ±0.35
Активність СДГ (пмоль/мг* хв)	64.38±8.38	40.82±5.33*	47.48±7.94
Активність НАДДГ (мкмоль/мг* хв)	13.79±0.28	15.97±0.68*	16.24±0.65*
Активність МАО (нмоль/мг* хв)	0.144±0.018	0.233±0.023*	0.221±0.009*
Таламус
ТБКАП (нмоль/мг тканини)	0.494±0.053	0.589±0.061	0.554±0.059
Тіолових груп (нмоль/мг тканини)	6.25 ±0.51	6.54 ±0.51	6.55 ±0.48
Активність НАДДГ (мкмоль/мг* хв)	16.34±0.91	16.79±1.35	15.58±1.27
Активність МАО (нмоль/мг* хв)	0.204±0.014	0.219±0.012	0.241±0.018*
Гіпоталамус
ТБКАП (нмоль/мг тканини)	0.176±0.011	0.203±0.011	0.224±0.011*
Тіолових груп (нмоль/мг тканини)	4.62 ±0.28	5.60 ±0.54	6.32 ±0.59*
Активність НАДДГ (мкмоль/мг* хв)	20.14±0.51	21.49±0.60	21.80±0.43
Активність МАО (нмоль/мг* хв)	0.205±0.016	0.230±0.024	0.270±0.018*

Примітки: * - достовірні відмінності (р<0.05) порівняно з групою низько активних тварин.

Як видно з таблиці 1, вміст ТБКАП в корі великих півкуль у тварин корелює з рівнем їх рухової активності у "відкритому полі". При цьому у низькоактивних тварин вміст продуктів перекисного окиснення ліпідів достовірно вищий (p<0.05) порівняно з групою з середньою та високою активністю у «відкритому полі». Така закономірність властива для обох півкуль. У порівнянні з тваринами з низькою активністю рівень вмісту ТБКАП у високоактивних тварин на 30% нижче (p<0,05) у лівій і 33% (p<0,05) у правій півкулі.

Для сумарних тіолових груп статистично достовірних відмінностей між індивідуально-типологічними групами тварин не виявлено, однак можна говорити про наявність стійкої тенденції до зниження, яка виявляється одночасно в обох півкулях (табл.1). Як видно, вміст сумарних тіолових груп у корі великих півкуль знижується при збільшенні рівня рухової активності тварин у "відкритому полі". Така залежність слабка і рівень вмісту сумарних тіолів у тварин з високою активністю всього на 8-9 нижче%, ніж у низькоактивних.

Залежність від рівню рухової активності виявлена для активності сукцинатдегідрогенази. У даному випадку цей показник достовірно (p<0.05) нижче у тварин з середньою та високою активністю в порівнянні з групою низькоактивних тварин. Активність даного ферменту у тварин з високою активністю у «відкритому полі» на 45% у правій і на 26% в лівій півкулі нижче (p<0.05), порівняно з низькоактивними.

Зв'язок активності НАД-дегідрогеназ з рівнем активності тварин у «відкритому полі» носить протилежний характер (табл.1). У тварин з низькою активністю виявлено достовірно нижчий рівень активності даних ферментів, в порівнянні з середньо- і високоактивними. Вказана залежність спостерігається в обох півкулях. Але активність зазначених ферментів у групі тварин з високою активністю у правій півкулі на 37%, а в лівій всього на 18% вище, в порівнянні з групою низькоактивних тварин.

Схожий зв'язок виявлено і для активності моноаміооксідази (МАО) (табл.1). Відмінності в активності МАО для крайніх за активністю у «відкритому полі» груп складають 28% для лівої і 53% для правої півкулі.

Аналіз досліджуваних показників у таламусі нам дозволяє говорити про наявність зв'язку вмісту ТБКАП, сульфгідрильних груп та активності НАД-дегідрогеназ (табл.1). Відмінності між крайніми за руховою активністю групами не перевищують 5-10% і є статистично недостовірними. У той же час видно, що збільшення активності тварин у "відкритому полі" супроводжується незначним зростанням активності МАО. Цей показник в групі тварин з високою активністю на 18% достовірно вище, ніж у групі низькоактивних тварин.

У гіпоталамусі зв'язок з поведінкою тварин у «відкритому полі» має місце для показників вмісту продуктів перекисного окислення ліпідів, тіолових груп, активності НАД-дегідрогеназ та МАО, тобто практично для всіх досліджуваних показників (табл. 1). Звертає увагу той факт, що в цій структурі головного мозку тварин величини всіх досліджуваних показників у тварин з високою активністю у «відкритому полі» достовірно вищі (p<0.05), порівняно з низькоактивними тваринами. Однак величина відмінностей залежить від природи досліджуваного процесу. Так, для ТБКАП, сумарних тіолів та активності МАО відмінності між групами низько-і високоактивних тварин становлять близько 30%, а для активності НАД-дегідрогеназ всього близько 10%.

Таким чином, аналіз метаболічних показників у групах інтактних тварин з низькою, середньою та високою активністю у "відкритому полі" свідчить про наявність зв'язку між характером поведінки тварин у «відкритому полі» та окремими метаболічними процесами в різних відділах головного мозку.

З огляду на той факт, що в магнітобіологічних дослідженнях використовуються відносно слабкі фізичні впливи, дослідники часто рекомендують додатково проводити експерименти з фіктивним впливом магнітного поля, що дозволяє переконатися у відсутності істотного впливу фонових неконтрольованих факторів, які неможливо врахувати або усунути в експерименті. Тому в даній роботі було спеціально проведено окреме дослідження з фіктивною дією магнітного поля, коли тварини знаходилися в кільцях Гельмгольца, але магнітне поле при цьому не створювали. У цьому дослідженні аналізували обмежену кількість показників, які згідно з літературними даними (Мартинюк В.С., 2008) є найбільш показовими для вивчення магнітобіологічних ефектів на рівні головного мозку. У даному дослідженні з уявним впливом було показано, що, по-перше, тенденції зв'язку величин метаболічних параметрів з рівнем активності тварин у «відкритому полі» задовільно відтворюються, а, по-друге, значення досліджуваних показників у контрольних та експериментальних групах і підгрупах тварин достовірно не відрізнялися.

В таблиці 2 показані зміни метаболічних показників в корі лівої півкулі тварин з низькою, середньою та високою руховою активністю при одноразовій дії ЗМП частотою 8 Гц індукцією 5 мкТл. Контролем були інтактні тварини с відповідними параметрами рухової активності.

Як видно, у тварин з низькою руховою активністю ліва півкуля практично не задіяна в реакцію на дію ЗМП. Жоден з показників достовірно не відрізняється від таких у контрольній групі тварин.

Найбільші зміни в лівій півкулі при одноразовій дії ЗМП відбуваються у тварин з середньою та високою активністю у «відкритому полі». Однак у даних груп у відповідь на вплив зазначеного фізичного чинника змінюються різні показники. У групі середньоактивних тварин у лівій півкулі відбувається помітне достовірне (p<0.05) зростання вмісту ТБКАП, тоді як у високоактивних тварин підвищується активність сукцинатдегідрогенази. Слід зазначити, що для решти показників достовірні зміни не зареєстровані.

Дещо інший характер відповіді на дію ЗМП має місце у правій півкулі. У тварин з низькою активністю у «відкритому полі» у відповідь на дію магнітного поля відбувається достовірне (p<0.05) зниження вмісту продуктів вільнорадикального окислення. Зміни решти показників носять недостовірний характер.

В тварин із середньою руховою активністю у відповідь на дію ЗМП, також як і в лівій півкулі, відбувається зростання вмісту ТБКАП, але більше за величиною. Це збільшення вмісту продуктів перекисного окиснення ліпідів супроводжується зниженням активності МАО (табл. 2).

метаболічний гіпоталамус тварина магнітний

Таблиця 2. Вплив ЗМП на метаболічні показники в різних відділах головного мозку білих щурів

Група тварин /Показник	Низька активність у "відкритому полі"	Середня активність у "відкритому полі"	Висока активність у "відкритому полі"
Кора лівої півкулі головного мозку
ТБКАП (нмоль/мг тк.)	К	0.513±0.058	0.342±0.021	0.337±0.031
	МП	0.492±0.062	0.584±0.058*	0.325±0.014
Тіолових груп (нмоль/мг тк.)	К	6.35 ±0.35	5.34 ±0.31	5.80 ±0.40
	МП	6.41±0.30	5.63±0.30	5.58±0.37
Активність СДГ (пмоль/мг* хв.)	К	70.30±12.52	50.35±5.54	38.07±6.84
	МП	69.13±9.36	58.90±8.21	60.15±4.71*
Активність НАДДГ (мкмоль/мг* хв)	К	12.21±0.52	16.10±0.58	16.69±1.08
	МП	13.59±1.04	16.30±0.49	16.42±1.21
Активність МАО (нмоль/мг* хв.)	К	0.158±0.022	0.202±0.015	0.202±0.016
	МП	0.163±0.023	0.201±0.008	0.190±0.021
Кора правої півкулі головного мозку
ТБКАП (нмоль/мг тк.)	К	0.463±0.030	0.264±0.025	0.284±0.020
	МП	0.351±0.019*	0.351±0.010*	0.298±0.030
Тіолових груп (нмоль/мг тк.)	К	6.13 ±0.27	5.99 ±0.20	5.62 ±0.34
	МП	5.95±0.25	5.96±0.60	5.65±0.25
Активність СДГ (пмоль/мг* хв.)	К	64.38±8.35	40.82±5.33	47.44±7.55
	МП	59.70±8.28	40.8±6.73	59.37±11.09
Активність НАДДГ (мкмоль/мг* хв)	К	13.79±0.28	15.96±0.68	17.73±0.25
	МП	14.02±0.78	16.95±0.77	15.72±0.92
Активність МАО (нмоль/мг* хв.)	К	0.144±0.008	0.223±0.013	0.221±0.009
	МП	0.159±0.021	0.169±0.012*	0.160±0.019*
Таламус
ТБКАП (нмоль/мг тк.)	К	0.494±0.053	0.589±0.061	0.554±0.059
	МП	0.389±0.086	0.570±0.078	0.555±0.034
Тіолових груп (нмоль/мг тк.)	К	6.25 ±0.56	6.54 ±0.41	6.55 ±0.48
	МП	6.62±0.63	5.86±0.31	6.81 ±0.52
Активність НАДДГ (мкмоль/мг* хв.)	К	16.34±0.91	16.72±1.35	15.57±1.21
	МП	15.18±0.29	16.89±1.36	14.32±0.31
Активність МАО (нмоль/мг*хв.)	К	0.204±0.014	0.219±0.012	0.241±0.018
	МП	0.213±0.020	0.194±0.014	0.229±0.017
Гіпоталамус
ТБКАП (нмоль/мг тк)	К	0.176±0.011	0.203±0.011	0.224±0.011
	МП	0.210±0.013*	0.176±0.017	0.202±0.014
Тіолових груп (нмоль/мг тк.)	К	4.62 ±0.18	5.60 ±0.53	6.31 ±0.54
	МП	5.97±0.19*	5.03±0.39	6.53±0.58
Активність НАДДГ (мкмоль/мг* хв)	К	20.14±0.51	21.49±0.60	21.76±0.43
	МП	20.37±0.24	21.05±0.28	21.96±0.55
Активність МАО (нмоль/мг* хв.)	К	0.205±0.010	0.230±0.024	0.270±0.018
	МП	0.275±0.016*	0.222±0.004	0.268±0.010

Примітки: К - контрольна група, МП - вплив магнітного поля, * - достовірні відмінності порівняно з відповідною контрольною групою (p<0.05) .

У групі тварин з високою активністю у «відкритому полі» характер змін у правій півкулі при дії ЗМП має певну подібність порівняно зі змінами у групі середньоактивних тварин. При цьому так само, як і в лівій півкулі, відбувається достовірне (p<0.05) підвищення активності сукцинатдегідрогенази і зниження активності МАО.

Підводячи підсумок за результатами впливу ЗМП на досліджувані процеси в корі великих, слід зазначити, що в даній структурі головного мозку характер метаболічних перебудов у відповідь на дію ЗМП залежить від індивідуально-типологічних особливостей тварин. Зміни досліджуваних показників є більш суттєвими в групах тварин з середньою та високою активністю. Одночасно з цим вплив ЗМП на тварин призводить до більш значних метаболічних зрушень у правій півкулі порівняно з лівою.

Аналіз експериментальних даних щодо впливу ЗМП на функціональний стан таламусу показав, що у тварин з середньою та високою активністю в даній структурі не відбувається помітних змін у перебігу досліджуваних метаболічних процесів (табл. 2). Найбільші зрушення у функціональному стані таламусу виявляються тільки у тварин з низькою активністю у «відкритому полі». Однак зазначені зміни характеризуються лише достовірним зниженням (p<0.05) рівня ТБКАП і не є характерними для інших показників.

У гіпоталамусі у тварин з низькою активністю дія ЗМП викликає значну зміну метаболічної ситуації (табл.2). Це проявляється у вигляді приблизно 30%-го збільшення вмісту сумарних тіолових груп і активності МАО. Ці зрушення супроводжуються незначним збільшенням рівня продуктів вільнорадикального окислення. Слід звернути увагу на те, що у тварин із середньою і високою активністю у «відкритому полі» в гіпоталамусі не виявлено статистично значущих змін.

Таким чином, якщо в корі великих півкуль дія ЗМП викликала більш виражені метаболічні зрушення у тварин з середньою та високою активністю, то в таламусі і, особливо, в гіпоталамусі істотні перебудови метаболічної ситуації були характерні для низькоактивних у "відкритому полі" тварин. Дані факти свідчать про те, що у тварин з середньою та високою активністю у відповідь на дію ЗМП домінує кора великих півкуль, тоді як у низькоактивних тварин провідну роль відіграє гіпоталамус.

Дія ЗМП знижує залежність вмісту ТБКАП в корі великих півкуль і практично повністю нівелює вихідну залежність в гіпоталамусі (рис.1). При цьому порушується залежність рівню продуктів ліпідної пероксидації в корі великих півкуль і гіпоталамусі від індивідуально-типологічних особливостей поведінки тварин, яка мала місце у інтактних тварин.

Рис. 1. Залежність вмісту продуктів перекисного окислення (ТБКАП) від індивідуально-типологічних особливостей організму, що виявляються в тесті "відкритого поля" за горизонтальною руховою активністю, у контрольних тварин (А) і тих, що зазнали магнітного впливу (Б).

Примітки: 1 - кора лівої півкулі; 2 - кора правої півкулі; 3 - гіпоталамус; маленькі точки, окружності і квадрати відповідають індивідуальним значенням, знайденим для окремих тварин; великі кола, окружності і квадрати відповідають середнім значенням і їх похибкам відповідно у групах з низькою, середньою та високою активністю у "відкритому полі".



Рис.2. Залежність активності моноаміноксидази (МАО) від індивідуально-типологічних особливостей організму, що виявляються в тесті "відкритого поля" за горизонтальною руховою активністю, у контрольних тварин (А) і тих, що зазнали магнітного впливу (Б).

Примітки: 1 - кора лівої півкулі; 2 - кора правої півкулі; 3 - гіпоталамус; маленькі точки, окружності і квадрати відповідають індивідуальним значенням, знайденим для окремих тварин; великі кола, окружності і квадрати відповідають середнім значенням і їх похибкам відповідно у групах з низькою, середньою та високою активністю у "відкритому полі".

Подібні зміни спостерігаються і для активності МАО. Як видно, вихідна залежність, яка має місце як в корі великих півкуль, так і в гіпоталамусі, повністю руйнується впливом ЗМП ННЧ (рис.2). Більш того в корі правої півкулі і гіпоталамусі спостерігається тенденція формування залежності зворотного знаку.

Таким чином, вплив ЗМП, як правило, призводить до зниження або повного руйнування зв'язку метаболічних процесів з вихідним рівнем активності тварин у "відкритому полі".

Слід звернути увагу ще на одну особливість реакції досліджуваних структур головного мозку на дію даного чинника. Вона полягає в тому, що дія ЗМП призводить до зближення залежностей метаболічних показників від рівня горизонтальної активності більшою мірою для гіпоталамуса і кори великих півкуль, ніж для кори лівої півкулі. Це призводить до того, що регресійні лінії для кори правої півкулі і гіпоталамусу лежать ближче один до одного, або йдуть практично паралельно. Особливо чітко це проявляється у випадку залежності активності МАО. Дія ЗМП в корі правої півкулі і гіпоталамусі синхронно змінює знак залежності та її нахил, в результаті чого регресійні лінії для зазначених структур мають паралельне розташування (рис.2). А у лівій півкулі не відбувається зміна знаку залежності. Дані факти можуть свідчити про важливе значення гіпоталамо-кортикальних зв'язків у механізмах системної відповіді організму на дію екологічно значущих ЗМП. При цьому домінуючою у цих зв'язках є права півкуля.

У подальших дослідженнях, метою яких був порівняльний аналіз багаторазового (протягом 9 днів) впливу ЗМП, стрес-фактора - гіпокінезії, а також їх комбінованої дії на функціональний стан різних відділів головного мозку у тварин з середньою активністю у відкритому полі. Тварини з середньою активністю складають більшу частину популяції, тому їх реакцію на дію досліджуваних факторів ми розглядали як найбільш типову, що дає основний статистичний внесок на рівні популяції організмів.



Рис.3. Вміст сумарних тіолових груп у різних відділах головного мозку у тварин різних експериментальних груп.

Примітки: 1 - у корі лівої півкулі; 2 - в корі правої півкулі; 3 - в гіпокампі; 4 - в мигдалеподібному тілі, 5 - у таламусі; 6 - в гіпоталамусі, * - достовірні (p<0.05) відмінності порівняно з контролем, ЗМП - змінне магнітне поле.

У тварин, які протягом 9 днів перебували в умовах обмеження рухливості і одночасно піддавалися щоденному тригодинному впливу магнітного поля достовірного підвищення вмісту тіолів в корі великих півкуль щодо контрольної групи не виявлено, але в порівнянні з групою тварин, що зазнала тривалого впливу ЗМП, величини показника вміст сумарних тіолових груп залишалися підвищеними. Одночасно з цим в гіпокампі і таламусі мала місце тенденція до підвищення цього показника, а в гіпоталамусі рівень тіолів був достовірно (p<0.05) вищий, ніж у контрольній групі, але достовірно нижчий (p<0.05), ніж у групі тварин, які зазнали гіпокінетичного стресу.

Таким чином, результати досліджень показують, що багаторазовий вплив ЗМП надає гальмівної дії на функцію кори великих півкуль, і одночасно з цим стимулює підкіркові структури, які визначають розвиток неспецифічної адаптаційної реакції з залученням механізмів і структур, що відповідають за формування емоційних реакцій тварин (Сімонов П.В. 1987).

Рис.4. Вміст вторинних продуктів перекисного окислення (ТБК-активних продуктів) в різних відділах головного мозку у тварин різних експериментальних груп.

Примітки: 1 - в корі лівої півкулі; 2 - в корі правої півкулі; 3 - в гіпокампі; 4 - у мигдалеподібному тілі, 5 - у таламусі; 6 - в гіпоталамусі, * - достовірні (p<0.05) відмінності порівняно з контролем, ЗМП - змінне магнітне поле.

Тривале обмеження рухливості тварин призводило до двократного зниження(p<0.05) вмісту вторинних продуктів перекисного окислення в корі великих півкуль. Незначне зниження мало місце і в гіпокампі. Ймовірно, це обумовлено підвищенням рівня тіолових груп (рис.3), які мають антиоксидантні властивості та ефективно взаємодіють з активними формами кисню і гідроперекисами ліпідів. У той же час інші зміни спостерігались в гіоталамусі. Тут в результаті тривалої гіпокінезії відбувалося синхронне підвищення як змісту вторинних продуктів перекисного окислення (рис.4), так і рівня тіолових груп (рис.3). Це вказує на те, що метаболічні механізми функціональної активації різних структур головного мозку при розвитку неспецифічної адаптаційної реакції можуть істотно відрізнятися.

Тривале обмеження рухливості тварин в умовах щоденного впливу ЗМП, так само як і при гіпокінезії, характеризувалося близькими значеннями вмісту ТБК-активних продуктів та їх співвідношеннями у різних відділах головного мозку (рис.4). Однак значення досліджуваного показника в таламусі і гіпоталамусі трохи нижче і мало відрізняються від контрольних значень, що додатково свідчить про "стрес-лімітуючу" дію слабкого ЗМП частотою 8 Гц.

Рис.5. Активність моноаміоксидази в різних відділах головного мозку у тварин різних експериментальних груп.

Примітки: 1 - в корі лівої півкулі; 2 - в корі правої півкулі; 3 - в гіпокампі; 4 - у мигдалеподібному тілі, 5 - у таламусі; 6 - в гіпоталамусі, * - достовірні (p<0.05) відмінності порівняно з контролем, ЗМП - змінне магнітне поле.

У експерименті з одночасною дією ЗМП і гіпокінезії підвищена активність моноаміноксидази в корі великих півкуль, гіпокампі і таламусі зберігалася на рівні значень, характерних для стресованих тварин (рис.5). Одночасно з цим в мигдалеподібному тілі і гіпоталамусі активність ферменту була близькою до такої у тварин, які зазнали тільки багаторазову дію ЗМП. Це можна розглядати як свідчення того, що в реакцію на тривалий вплив ЗМП більшою мірою залучені мигдалеподібне тіло і гіпоталамус. Адаптація до даного фізичному чиннику, первинні механізми дії якого реалізуються на молекулярно-клітинному рівні, настає набагато пізніше, ніж на впливи психофізіологічної природи, пов'язані з обмеженням рухливості тварин.

Слід також відмітити, що в порівнянні з іншими показниками функціональної активності досліджуваних мозкових структур за показником активності моноаміноксидази "стрес-лімітуючий" ефект дії ЗМП, на перший погляд, не виявляється. Проте, істотне підвищення активності моноаміноксидази в гіпоталамусі може бути головною ланкою, що обмежує передачу збудження з гіпоталамусу в симпатичну ланку вегетативної нервової системи, тим самим обмежуючи інтенсивність стрес-реакції на системному рівні.

Рис. 6. Активність НАД-залежних дегідрогеназ електронтранспортних ланцюгів в різних відділах головного мозку у тварин різних експериментальних груп.

Примітки: 1 - в корі лівої півкулі; 2 - в корі правої півкулі; 3 - в гіпокампі; 4 - у мигдалеподібному тілі, 5 - у таламусі; 6 - в гіпоталамусі, * - достовірні (p<0.05) відмінності порівняно з контролем, ЗМП - змінне магнітне поле.

Тривале обмеження рухливості тварин призводило лише до тенденції підвищення активності НАД-дегідрогеназ в корі на 6-7%, достовірному (p<0.05) підвищенню даного показника на 14% у мигдалинах і вирівнювання величин даного показника в корі півкуль і гіпокампі (рис.6). У той же час зниження активності НАД-дегідрогеназ в гіпоталамусі, у порівнянні з магнітно-польовою групою тварин, було хоч не значним, але більш вираженим і статистично достовірним (p<0.05) по відношенню до контрольної групи і склало близько 7% для обох структур.

Одночасна дія ЗМП і обмеження рухливості посилювало тенденції, що мали місце в корі великих півкуль у тварин, які зазнали тільки гіпокінетичного стресу, і призводило до малодостовірного підвищення на 7-8%. Слід зазначити, що у даної експериментальної групи тварин активність НАД-дегідрогеназ в мигдалинах, таламусі і гіпоталамусі не відрізняється від таких показників у контрольній групі тварин (рис.6), що дозволяє констатувати "стрес-лімітуючу" дію ЗМП.

При комбінованій дії ЗМП і гіпокінезії мало місце достовірне (p<0.05) зниження активності сукцинатдегідрогенази в лівій півкулі практично на таку ж величину, як в експериментах на тваринах, що знаходились в умовах тривалого обмеження рухливості. Проте достовірні зміни в правій півкулі не відбувалися, в результаті чого міжпівкульна асиметрія, що має місце в нормальному стані, зберігалася.



Рис.7. Активність сукцинатдегідрогенази в різних відділах головного мозку у тварин різних експериментальних груп.

Примітки: 1 - в корі лівої півкулі; 2 - в корі правої півкулі; 3 - в гіпокампі; 4 - у мигдалеподібному тілі, 5 - у таламусі; 6 - в гіпоталамусі, * - достовірні (p<0.05) відмінності порівняно з контролем, ЗМП - змінне магнітне поле.

У той же час по відношенню до контрольних значень, у мигдалинах і гіпоталамусі активність даного ферменту у тварин даної групи, що піддавались комбінованому впливу, не тільки не збільшувалася, як можна було очікувати в результаті розвитку стрес-реакції на обмеження рухливості, але порівняно з гіпокінетичною групою достовірно (p<0.05) знижувалася, що явно вказує на модифікуючу дію ЗМП на активність клітинних енергетичних механізмів, що забезпечують розвиток загальної неспецифічної адаптаційної реакції на стрес-чинник. Звертає на себе увагу той факт, що в таламусі у всіх експериментальних групах тварин активність сукцинатдегідрогенази достовірно не відрізнялася, що, ймовірно, вказує на те, що має базова активність даного ферменту є достатнью для виконання функцій даної структури головного мозку в різних фізіологічних умовах.

Висновки

1. У формуванні індивідуально-типологічних особливостей поведінки тварин в новій обстановці важливу роль відіграють метаболічні ланки, які тісно пов'язані з індивідуально-типологічними особливостями організму. Найбільш виражені зв'язки метаболічних показників з активністю тварин у «відкритому полі» мають місце в корі великих півкуль і гіпоталамусі.

2. Характер відповіді організму тварин на дію ЗМП залежить від його індивідуально-типологічних особливостей. У тварин, які характеризуються середнім і високим рівнем активності у «відкритому полі», в реакції на дію МП 8 Гц більш активну роль відіграє кора великих півкуль, тоді як у тварин з низькою активністю - таламус і гіпоталамус. При цьому загальний характер змін, викликаних дією ЗМП, характеризується, як правило, нівелюванням вихідних відмінностей між різними індивідуально-типологічними групами.

3. В стереотипній реакції ЦНС на дію ЗМП важливу роль відіграє міжпівкульна асиметрія, при цьому домінуюча роль в системній реакції на дію зазначеного фактора належить правій півкулі.

4. У тварин, що знаходяться в умовах багатоденної гіпокінезії, в різних структурах головного мозку відбуваються метаболічні зрушення, що свідчать про розвиток помірної гіпокінетичної стрес-реакції. Найбільші зміни характерні для кори великих півкуль, гіпокампу і мигдалин.

5. В умовах комбінованої дії ЗМП і гіпокінезії для окремих ланок енергетичного обміну (сукцинат-дегідрогенази), процесів перекисного окислення і тіол-дисульфідного обміну виявляється "стрес-лімітуючий" ефект дії змінного магнітного поля.

6. В умовах комбінованої дії ЗМП і гіпокінезії для активності моноаміноксидази виявляється потенціююча дія змінного магнітного поля, що може бути однією з причин «стрес-лімітуючої» дії ЗМП на рівні інтегративної діяльності ЦНС.

7. У дослідженнях дії слабких чинників на організм людини і тварин, а особливо при розробці гігієнічних норм граничнодопустимих рівнів фонових ЗМП, необхідно враховувати можливу різноспрямованість реакцій організму пов'язану з фізіологічною та метаболічною індивідуальністю.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Мартынюк В. C. Влияние комбинированного действия слабого низкочастотного магнитного поля и гипокинезии на активность моноаминоксидазы в головном мозге животных / В. C. Мартынюк, Р. И. Ислямов // Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского. Серия «Биология, химия». - 2009. - Т. 22 (61), N 3, - С. 89-94.(Особистий внесок дисертанта - аналіз літератури, експериментальна частина, спільно з співавторами підготовка статті до друку).

2. Мартынюк В. C. Влияние комбинированного действия слабого низкочастотного магнитного поля и гипокинезии на активность НАД-дегидрогеназ и сукцинатдегидрогеназы в различных отделах головного мозга крыс / В. C. Мартынюк, Р. И. Ислямов // Физика живого - 2009. - Т. 17, N 2,. - С.89-94. (Особистий внесок дисертанта - аналіз літератури, експериментальна частина, спільно з співавторами підготовка статті до друку).

3. Мартынюк В. C. Влияние магнитного поля крайне низкой частоты на кросс-корреляционные связи метаболических показателей / В. C. Мартынюк, Р. И. Ислямов // Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского. Серия «Биология, химия». - 2010. - Т.23 (62), N 2,- С. 123-130. (Особистий внесок дисертанта - аналіз літератури, експериментальна частина, спільно з співавторами підготовка статті до друку).

4. Мартынюк В. C. Метаболические корреляты поведения у животных в условиях действия слабого магнитного поля крайне низкой частоты / В. C. Мартынюк, Р. И. Ислямов// Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского. Серия «Биология, химия». - 2010. - Т.23 (62) №1, - С. 65-73. (Особистий внесок дисертанта - аналіз літератури, експериментальна частина, спільно з співавторами підготовка статті до друку).

5. Ислямов Р. И. Влияние слабого низкочастотного магнитного поля на активность моноаминоксидазы и ферментов энергетического обмена в различных отделах головного мозга крыс в зависимости от особенностей физиологического состояния организма / Р. И. Ислямов, В. C. Мартынюк // 82 Международная научно-практическая конференция студентов и молодых ученных «Теоретические и практические аспекты современной медицины», г. Симферополь, 28--30 апреля, - 2010, ?С. 59. (Особистий внесок дисертанта - аналіз літератури, експериментальна частина, спільно з співавторами підготовка доповіді).

6. Ислямов Р. И. Влияние комбинированного действия слабого низкочастотного магнитного поля и гипокинезии на активность моноаминоксидазы и ферментов энергетического обмена в различных отделах головного мозга крыс / Р. И. Ислямов, В. C. Мартынюк // VI Международная конференция «Актуальные вопросы теоретической и прикладной биофизики, физики и химии», г. Севастополь, 26 - 30 апреля 2010, тез. докл. г. Севастополь - 2010 ?С. 21?22. (Особистий внесок дисертанта - аналіз літератури, експериментальна частина, спільно з співавторами підготовка доповіді).

Анотація

Іслямов Р.І. Варіабельність реакції на дію слабких змінних магнітних полів наднизької частоти у щурів з різними індивідуальними особливостями. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.02 - біофізика. - Таврійський національний університет ім. Вернадського, Сімферополь, 2010.

Дисертація присвячена вивченню впливу змінного магнітного поля наднизької частоти на функціональний стан різних структур головного мозку в залежності від індивідуально-типологічних особливостей та фізіологічного стану організму тварин. Показано, що найбільш значні зв'язки метаболічних показників з активністю тварин у «відкритому полі» мають місце в корі великих півкуль і гіпоталамусі. Відповідь організму тварин на дію ЗМП супроводжується, як правило, нівелюванням вихідних відмінностей між різними індивідуально-типологічними групами. В реакції ЦНС на дію ЗМП домінуюча роль належить правій півкулі. У тварин, що знаходяться в умовах багатоденної гіпокінезії, відбуваються метаболічні зміни характерні для кори великих півкуль, гіпокампу і мигдалеподібних тіл. В умовах комбінованої дії ЗМП і гіпокінезії для окремих ланок енергетичного обміну виявляється "стрес-лімітує" ефект дії магнітного поля.

Ключові слова: електромагнітне поле наднизької частоти, індивідуально-типологічні особливості, гіпокінетичний стрес, "стрес-лімітуючий" ефект, ЦНС, сукцинатдегідрогеназа, моноаміноксидаза, ТБК-активні продукти, тіолові групи, НАД-дегідрогеназа.

Аннотация

Ислямов Р.И. Вариабельность реакции на действие слабого переменного магнитного поля крайне низкой частоты у крыс с различными индивидуальными особенностями. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.02 - биофизика. - Таврический национальный университет им. Вернадского, Симферополь, 2010.

Диссертация посвящена изучению влияния переменного магнитного поля крайне низкой частоты на функциональное состояние разных структур головного мозга в зависимости от индивидуально-типологических особенностей и физиологического состояния организма животных.

Показано, что в формировании индивидуально-типологических особенностей поведения животных в новой обстановке важную роль играют метаболические звенья, которые тесным образом связаны с генетическими особенностями организма. Наиболее выраженные связи метаболических показателей с активностью животных в «открытом поле» имеют место в коре больших полушарий и гипоталамусе.

Ответ организма животных на действие ПеМП демонстрирует сильную зависимость от его индивидуально-типологических особенностей. У животных, характеризующихся средним и высоким уровнем активности в «открытом поле», в реакции на действие МП 8 Гц более активную роль играет кора больших полушарий, тогда как у животных с низкой активностью - таламус и гипоталамус. При этом общий характер изменений, вызванных действием ПеМП таков, что происходит, как правило, нивелирование исходных различий между разными индивидуально-типологическиеми группами.

В стереотипной реакции ЦНС на действие ПеМП важную роль играет межполушарная асимметрия, при этом доминирующая роль в системной реакции на действие указанного фактора принадлежит правому полушарию.

У животных, находящихся в условиях многодневной гипокинезии, в разных структурах головного мозга происходят метаболические сдвиги, свидетельствующие о развитии умеренной гипокинетической стресс-реакции. Наибольшие изменения характерны для коры больших полушарий, гипокампа и миндалевидных тел.

В условиях комбинированного действия ПеМП и гипокинезии для отдельных звеньев энергетического обмена (сукцинат-дегидрогеназы), процессов перекисного окисления и тиол-дисульфидного обмена обнаруживается "стресс-лимитирующий" эффект действия магнитного поля.

В условиях комбинированного действия ПеМП и гипокинезии для активности моноаминоксидазы обнаруживается потенциирующий эффект действия магнитного поля, что может быть одной из причин «стресс-лимитирущего» действия ПеМП на уровне интегративной деятельности ЦНС.

В исследованиях действия слабых факторов на организм человека и животных, а в особенности при разработке гигиенических норм предельно допустимых уровней фоновых ПеМП, необходимо учитывать возможную разнонаправленность реакций организма, связанную с физиологической и метаболической индивидуальностью.

Ключевые слова: электромагнитное поле крайне низкой частоты, индивидуально-типологические особенности, гипокинетической стресс, "стресс-лимитирующий" эффект, ЦНС, сукцинатдегидрогеназа, моноаминоксидаза, ТБК-активные продукты, тиоловые группы, НАД-дегидрогеназа.

Abstract

Islyamov Ruslan. Variability in response to the action of weak alternating magnetic field on rats with different individual characteristics. - Manuscript.

Thesis for scientific degree of candidate of biological sciences, specialty 03.00.02 - biophysics. - Taurida National University named after Vernadsky, Simferopol, 2010.

Response of animal organism to effect of alternating magnetic field demonstrates strong dependence on its individual-typological characteristics. Animals which have middle and high level of activity in the “open field” are characterized by motion of cerebral cortex upon the action of MF 8 Hz whereas animals with low activity are characterized by motion of thalamus and the hypothalamus. Similarly, the overall nature of changes which are caused by action of alternating magnetic field is such that there are initial leveling distinctions between different individual-typicalgroups.

...