Способ моделирования "боевого стресса" в эксперименте на лабораторных животных с использованием воспроизведения реальной боевой обстановки
Изобретение относится к экспериментальной медицине, психологии, психиатрии и касается определения психосоматического статуса животного при моделировании «боевого стресса». Для формирования стрессовой обстановки на двое суток крысам ограничивают прием пищи, сохраняя только питье. Помещают их в устройство, обеспечивающее ограниченное пространство, в котором между животными установлен только визуальный контакт без физического соприкосновения. На третьи сутки производят взрыв бездымного порохового заряда под устройством. Спустя 3 часа после взрыва в крови животного определяют уровень гемоглобина, натрия, мочевой кислоты, аланинаминотрансферазы и аспартатаминотрансферазы, СОЭ, количество лейкоцитов. Оценивают поведение в течение последующих 8 часов. Оценку поведения производят по наличию позитивных реакций: повышенная активность, тревожность, суетливость, невозможность удерживаться на месте, чрезмерная агрессивность, отсутствие акта дефекации и мочеиспускания. Учитывают также негативные реакции: адинамичность, вплоть до полного обездвиживания, бездействие, статическая реакция, отказ от питания, трусость, наличие акта дефекации и мочеиспускания. Через 6 суток после начала эксперимента производят повторный анализ крови. В течение последних 2 суток эксперимента проводят оценку уровня стрессируемости животных по «реакции испуга» и психической работоспособности - по скорости нахождения выхода из двойного T-образного лабиринта. Изобретение повышает достоверность модели за счет воспроизведения реальной боевой обстановки, точности определения психосоматического статуса лабораторного животного, подвергшегося испытанию. 2 з.п. ф-лы, 1 пр.
Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной медицине, психологии, психиатрии, и предназначено для получения модели боевого стресса в эксперименте на лабораторных животных.
Достаточно обширен список различных видов стресса, при которых изучались особенности в организме человека. Они относятся ко всем основным категориям стресса: физическому, психосоциальному, метаболическому [Pacak К. et al., 1998] и вызываются самыми разнообразными стрессорами, например иммобилизацией, интенсивной физической или умственной нагрузкой, изоляцией, агрессией, болью, страхом, тревогой, подчинением, гипо- и гипертермией, гипогликемией, кровотечением, воспалением, токсинами, инфекцией и др. [Мурашов А. К., 1990; Шаляпина В.Г. и др., 1999; Осадчук Л.В. и др., 2007; Хоничева Н.М. и др., 2007; Потемина Т.Е., 2008; Hardy M. et al., 2002; Dong Q. et al., 2004; Newsholrne P. et al., 2007; Nguyen M. et al., 2007].
Подчеркнем, что в реальной жизни чаще всего имеют место смешанные типы стресса, например иммобилизационный, при котором происходит не только ограничение движения, но и изоляция индивида от его привычного окружения, т.е. действуют факторы и физической, и психологической природы [Pacak К., 2000].
Одним из подобных мультифакториальных видов стресса является боевой стресс, под которым понимают «многоуровневый процесс адаптации организма к условиям боевой обстановки, сопровождаемый напряжением механизмов реактивной саморегуляции и закреплением специфических приспособительных психофизиологических изменений» [Снедков Е.В. и др., 1998].
Выяснение закономерностей проявлений «боевого стресса», изучение его последствий и способов адаптации и восстановления - одна из актуальных проблем современной биологии и медицины. Известны воспроизводимые модели посттравматических стрессовых расстройств на лабораторных животных, а также экспериментальные модели на животных с использованием иммобилизациии, интенсивной физической или умственной нагрузки, изоляции, агрессии, боли, страха, тревоги, подчинения, гипо- и гипертермии, гипогликемии, кровотечения, воспаления, токсинов, инфекции и др. [Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. Под общей редакцией член-корр. РАМН Р.У. Хабриева. Издательство: Медицина, М., 2005 г., 832 с.].
Тем не менее, отсутствуют экспериментальные модели, отвечающие многоуровневым нарушениям в условиях боевой обстановки, сопровождающиеся напряжением всех органов и систем, что происходит в состоянии «боевого стресса» в момент реальной боевой обстановки.
Прототипом изобретения является способ моделирования посттравматического стрессового расстройства (ПТСР) в моделях на лабораторных животных, заключающийся в том, что крыс подвергают тяжелому комбинированному стрессу, состоящему из 2-часовой иммобилизации, 20-минутного вынужденного плавания и после 15-минутного перерыва - эфирному стрессу до потери сознания. С целью воспроизведения этиологических особенностей ПТСР предъявляли «напоминающий» эпизод (ремайндер, от англ. reminder) этим крысам (рестресс, заключавшийся в 30-минутном иммобилизационном стрессе), которому крыс подвергали через 6 суток (на 7 день) после травматического стресса. В результате у крыс формировалось устойчивое тревожное состояние, характеризующееся симптоматикой ПТСР и поддающееся эффективной фармакологической коррекции путем введения антидепрессанта-анксиолитика паксила. Данная модель используется для диагностики гормональных симптомов ПТСР в моделях на лабораторных животных. Затем осуществляют диагностику в гормональных пробах, взятых в заданное время, при этом пробы отбирают через 30 и 60 мин после воздействия. В каждой пробе определяют уровень кортикостерона. При его уровне в пробе 60 мин ниже, чем в пробе 30 мин, диагностируют посттравматическое стрессовое расстройство у особи [патент RU 2395847, 2010 г.].
Недостатками прототипа являются следующие обстоятельства: способ позволяет выявить характерные для ПТСР нарушения только на гормональном уровне, исключает важные при ПТСР поведенческие реакции лабораторных животных и не применим для оценки «боевого стресса» в условиях воспроизводимой реальной боевой обстановки. Кроме того, оценка гормонального статуса глюкоадреналовой системы на основании анализа крови не дает полной оценки соматического состояния и предоставляет экспериментатору возможность судить о психосоматическом статусе испытуемого животного.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа моделирования «боевого стресса» в эксперименте на лабораторных животных с использованием воспроизведения реальной боевой обстановки и объективной комплексной оценки психосоматического статуса лабораторных животных, подвергшихся испытанию.
Технический результат - повышение достоверности модели «боевого стресса» в эксперименте на лабораторных животных за счет воспроизведения реальной боевой обстановки, повышение точности определения психосоматического статуса лабораторного животного, подвергшегося испытанию.
Предлагаемый способ моделирования «боевого стресса» в эксперименте на лабораторных животных осуществляется следующим образом. Для индукции экспериментального аналога «боевого стресса» с использованием воспроизведения реальной боевой обстановки на белых беспородных самцах крыс репродуктивного возраста массой 200-260 г производят следующее: на первом этапе эксперимента производят оценку поведения и контрольный забор крови (общий анализ крови, лейкоцитарная формула, биохимический анализ и уровень электролитов), кормление, после чего животным на 2 суток ограничивают прием пищи, сохраняя только питье, помещают в ограниченное пространство, например ячеистое устройство, состоящее из не менее чем 4 ячеек, в котором между животными установлен только визуальный контакт без физического соприкосновения, имитируя условия, близкие к несению службы в особых условиях; на втором этапе - на третьи сутки производят взрыв бездымного порохового заряда под устройством, имитируя эпизод реальной боевой обстановки - подрыв при нахождении внутри спецтехники. Спустя 3 часа после взрыва (соответственно времени, требующемуся на эвакуацию и другие мероприятия, например открытый бой или оказание помощи раненым) производят контрольный забор крови, определяют уровень гемоглобина, натрия, мочевой кислоты, аланинаминотрансферазы (АЛТ) и аспартатаминотрансферазы (ACT), СОЭ, количество лейкоцитов, оценивают поведение в течение последующих 8 часов. Мониторинг поведения производят по наличию позитивных реакций: повышенная активность, тревожность, суетливость, невозможность удерживаться на месте, чрезмерная агрессивность, отсутствие акта дефекации и мочеиспускания; негативных реакций: адинамичность, вплоть до полного обездвиживания, бездействие, статическая реакция, отказ от питания, трусость, наличие акта дефекации и мочеиспускания [http://xreferat.ru/10/1670-l-etologiya-zhivotnyh.html]. На 4 сутки восстанавливают режим питания и условия содержания, что соответствует прибытию комбатантов в тыл на место безопасного базирования, через 6 суток после начала эксперимента производят повторный забор крови для анализов, в течение последних 2 суток эксперимента проводят оценку уровня стрессируемости, психической работоспособности, производят интегральную оценку функционального состояния и поведения животных, измеряют физическую выносливость животных при статических и динамических нагрузках и оценивают поведение.
Использование 6 дневного цикла эксперимента позволяет отследить динамику поведения экспериментальных животных в имитируемой обстановке, близкой к «боевой ситуации», что, в свою очередь, соответствует выходу комбатантов из состояния «боевого стресса» и проявлению в их поведении усиленного приема пищи либо отказа от нее, ограничение контакта с другими животными, либо чрезмерный контакт (агрессия либо подчинение), нарушение режима физиологических отправлений. Это соответствует наблюдаемым явлениям при реальном «боевом стрессе» у военнослужащих [Котенев И.О. Психологическое обеспечение деятельности личного состава ОВД в экстремальных условиях (на опыте психологического обеспечения в период вооруженного конфликта в Чеченской Республике) / И.О. Котенев, Н.В. Андреев, Н.Г. Хохлова, С.В. Долгополов. - М., Академия МВД России, 1997. - 58 с.].
Уровень стрессируемости животного оценивают с помощью специальных систем, принцип действия которых основан на количественном измерении давления, оказываемого животным на платформу с детекторами движения. При использовании неожиданных звуковых импульсов изменяется амплитуда так называемой «реакции испуга». Изменения происходят при вздрагивании животного от испуга в ответ на звуковые воздействия различной частоты, продолжительности и амплитуды.
Применяют основные тесты: акустический (два или три коротких импульса), адаптационный (один импульс) и преимпульсное ингибирование (перед мощным импульсом дается более слабый предварительный импульс). Этот рефлекс испуга демонстрирует снижение моторной реакции лабораторного животного.
Оценка психической работоспособности. Психическую работоспособность животных оценивают по скорости нахождения ими выхода из двойного Т-образного лабиринта. У каждого животного измеряют время пробега лабиринта в двух направлениях: вперед (по часовой стрелке) и назад (против часовой стрелки). При этом время первичного пробега вперед считают показателем скорости ориентировочно-исследовательской реакции, а время последующего пробега того же пути назад оценивают как показатель кратковременной памяти. Все замеры проводят дважды: в первый и второй день испытаний, что исключает возможность обучения животных [Руководство по лабораторным животным и альтернативным моделям в биомедицинских исследованиях / под ред. Н.Н. Каркищенко, С.В.Грачева. - М.: Профиль-2С, 2010, 358 с.].
Для объективной оценки соматического состояния производят общий анализ крови, общий анализ мочи, биохимический анализ крови.
Предлагаемый способ моделирования позволяет моделировать «боевой стресс» в эксперименте на лабораторных животных с использованием воспроизведения реальной боевой обстановки и объективной комплексной оценки психосоматического статуса лабораторного животного, подвергшегося испытанию.
В доступных источниках научно-медицинской и патентной информации авторами не был найден тождественный способ моделирования «боевого стресса» в эксперименте на лабораторных животных с использованием воспроизведения реальной боевой обстановки. Таким образом, заявляемое изобретение соответствует критерию "Новизна".
Исследованиями авторов доказано, что предлагаемый способ моделирования «боевого стресса» в эксперименте на лабораторных животных повышает точность модели за счет создания условий, приближенных к реальной боевой обстановке, и определения психосоматического статуса лабораторного животного, подвергшегося испытанию. Таким образом, заявляемое изобретение соответствует критерию "Изобретательский уровень".
Данным способом был смоделирован «боевой стресс» на 24 экспериментальных животных (беспородных крысах). Во всех случаях был достигнут указанный технический результат. Таким образом, заявляемое изобретение соответствует критерию "Промышленная применимость".
Изобретение иллюстрируется следующим экспериментальным примером.
На базе Центра доклинических исследований ЦНИЛ Башгосмедуниверситета проводили моделирование «боевого стресса» в эксперименте на лабораторных животных, который осуществлялся следующим образом. Эксперимент проводили на 24 белых беспородных самцах крыс репродуктивного возраста массой 200-260 г. На первом этапе эксперимента производили оценку поведения: уровень стрессируемости животного оценивали при измерении давления, оказываемого животным на платформу с детекторами движения под действием неожиданных звуковых импульсов при изменении амплитуды, так называемой «реакции испуга» - вздрагивания угасали с продолжением теста по двум методам (акустического и адаптационного). Оценка психической работоспособности приводилась по скорости нахождения ими выхода из двойного Т-образного лабиринта. У каждого животного измеряли время пробега лабиринта в двух направлениях: вперед (по часовой стрелке) и назад (против часовой стрелки). При этом время пробега туда (ориентировочно-исследовательская реакция) и обратно (показатель кратковременной памяти) сокращалось, что говорит о высоком уровне психической работоспособности. Все замеры проводили дважды до основного эксперимента.
Контрольный забор крови включал в себя общий анализ крови, лейкоцитарная формула, биохимический анализ и уровень электролитов. Все показатели находились в пределах физиологических норм. Далее на 2 суток ограничивали прием пищи, сохраняя только питье, при этом каждые четыре крысы помещались в ограниченное пространство - ящик, разделенный перегородками из оргстекла на 4 ячейки, в котором между животными устанавливался только визуальный контакт без физического соприкосновения, в верхней крышке ящика выполнены отверстия. На втором этапе - на третьи сутки произвели взрыв бездымного порохового заряда 2,3 г под устройством. Спустя 3 часа после взрыва производили забор крови: основные изменения отражались на показателях уровня гемоглоблина (рост), СОЭ (ускорение), лейкоциты (увеличение количества), уровень натрия (снижение), мочевая кислота (рост), кроме того, отмечался уровень роста АЛТ и ACT. Оценивали поведение в течение последующих 8 часов. Мониторинг поведения отразил наличие повышенной активности у 21 из 24 крыс, тревожности у 24 крыс, суетливость у 12 крыс, невозможность удерживаться на месте у 2 крыс, чрезмерную агрессивность проявили 3 крысы, акт дефекации и мочеиспускания наблюдался у 10 животных; негативные реакции: адинамичность проявилась у 3 крыс, акт дефекации и мочеиспускания отсутствовал у 14 крыс. На 4 сутки восстановили режим питания и условия содержания. Через 6 суток после начала эксперимента производили повторный забор крови для анализов, где было отмечено сохранение высокого уровня гемоглобина, также высокий уровень СОЭ, снижение белков крови и увеличение уровня мочевой кислоты, уровень калия и натрия пришел в норму. В течение последних 2 суток эксперимента проводили оценку уровня стрессируемости, психической работоспособности. Уровень стрессируемости животного оценивали при измерении давления, оказываемого животным на платформу с детекторами движения под действием неожиданных звуковых импульсов при изменении амплитуды, так называемой «реакции испуга» - вздрагивания не угасали с продолжением теста по двум методам (акустического и адаптационного). Оценка психической работоспособности приводилась по скорости нахождения ими выхода из двойного Т-образного лабиринта. У каждого животного измеряли время пробега лабиринта в двух направлениях: вперед (по часовой стрелке) и назад (против часовой стрелки). При этом время пробега туда (ориентировочно-исследовательская реакция) у 12 крыс увеличилась, а у 12 крыс снизилось, обратно (показатель кратковременной памяти) сократилось, что свидетельствовало о снижении уровня психической работоспособности. Все замеры проводили дважды. 6-дневный цикл эксперимента позволил отследить динамику поведения экспериментальных животных в имитируемой обстановке, близкой к «боевой ситуации».
1. Способ определения психосоматического статуса животного при моделировании «боевого стресса», включающий формирование стрессовой обстановки для крыс, для этого на двое суток животным ограничивают прием пищи, сохраняя только питье, помещают их в устройство, обеспечивающее ограниченное пространство, в котором между животными установлен только визуальный контакт без физического соприкосновения, на третьи сутки производят взрыв бездымного порохового заряда под устройством, а спустя 3 часа после взрыва в крови определяют уровень гемоглобина, натрия, мочевой кислоты, аланинаминотрансферазы и аспартатаминотрансферазы, СОЭ, количество лейкоцитов, оценивают поведение в течение последующих 8 часов, причем оценку поведения производят по наличию позитивных реакций: повышенная активность, тревожность, суетливость, невозможность удерживаться на месте, чрезмерная агрессивность, отсутствие акта дефекации и мочеиспускания, а также негативных реакций: адинамичность, вплоть до полного обездвиживания, бездействие, статическая реакция, отказ от питания, трусость, наличие акта дефекации и мочеиспускания, через 6 суток после начала эксперимента производят повторный анализ крови, при этом в течение последних 2 суток эксперимента проводят оценку уровня стрессируемости животных по «реакции испуга» и психической работоспособности по скорости нахождения выхода из двойного T-образного лабиринта.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что животных помещают в устройство, состоящее из четырех ячеек.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что используют пороховой заряд 2,3 г.
