Методы исследования функционального состояния

В процессе токсикологических исследований проводится всесторонняя оценка функционального состояния животных с использованием современных методов, позволяющих судить об изменениях в организме в целом с помощью интегральных неспецифических показателей и особенностей изменений в организме, характерных для конкретного соединения или класса веществ (с помощью специфическихпоказателей).

К интегральным показателям относятся масса тела, потребление кислорода, мышечная работоспособность, поведенческие реакции, иммунологическая реактивность и др.

Примерами специфических показателей являются определение в периферической крови метгемоглобина при воздействии нитросоединений, нарушения порфиринового обмена при отравлении парами свинца.

Определение специфических показателей в ряде случаев требует специального оборудования и значительного времени, поэтому наиболее широко применяются интегральные показатели.

Практически ни один токсикологческий эксперимент не проводится без изучения функционального состояния нервной системы. Используется большой набор методов изучения поведения, в основу которых заложены пищевые, оборонительные, ориентировочно-поисковые рефлексы. Методологической основой изучения сложных форм поведения является учение о функциональной системе, нарушение целостности которой приводит к изменению поведенческого акта. Предпочтение в экспериментальной токсикологии должно быть отдано таким методическим приемам, которые предполагают привлечение различных «классических рефлексов». Одной из наиболее распространенных методик, позволяющих оценить функциональное состояние ЦНС, является определение у животных способности к суммации подпороговых импульсов. Метод заключается в определении минимальной величины напряжения электрического тока, вызывающей сокращение межфаланговых мышц задних лап, которые фиксируются на электродах. В качестве несложного, но информативного интегрального показателя функционального состояния ЦНС используется спонтанно-двигательная активность. Для изучения этого показателя применяют различного рода актографы, позволяющие регистрировать двигательную активность животных, помещенных в специальный пенал, за определенный промежуток времени (1 – 10 мин.). Для определения двигательной активности, координации движений и эмоциональной реактивности используют следующие методы: метод определения «вертикальной двигательной активности в ограниченном пространстве», основанный на подсчете количества вставаний на задние лапы животных, помещенных в емкость, за 1 мин; метод «открытой площадки», использующий норковый рефлекс – животное помещают в центр горизонтальной площадки, на которой равномерно расположены 16 отверстий, и в течение 3 мин визуально или в автоматическом режиме регистрируют количество заглядываний в отверстия – норки. Наряду с перечисленными широко используют методы «вращающегося конуса», «открытого поля», лабиринтный метод и др.

В зависимости от специфического действия исследуемого вещества и цели токсикологического эксперимента исследование функции ЦНС проводится либо по полной схеме, либо на различных стадиях формирования положительных или отрицательных условных рефлексов. Основные механизмы реакции ЦНС на действие токсичных веществ заключаются в изменении латентного периода реакции, нарушении соотношения уровней положительных условных рефлексов и процессов внутреннего торможения. Для выявления компенсированных изменений и модифицированной реактивности организма на начальных стадиях интоксикации используются различные функциональные нагрузки: исследование рефлексов на фоне повышенной возбудимости к пище, управление внешним торможением, длительная дифференциация, изменение последовательности раздражителей.

Характер и интенсивность патологического процесса при воздействии токсичных веществ на животных зависит от типа их высшей нервной деятельности (ВНД). У животных с сильным уравновешенным типом ВНД с большой подвижностью нервных процессов развитие интоксикации носит более благоприятный характер.

Применение любого метода условных рефлексов ограничено из-за высокой пластичности ВНД и из-за трудности экстраполяции на человека результатов, полученных на животных. Тем не менее, Комитет экспертов ВОЗ рекомендует эти методы как высокочувствительные и надежные для исследования изменений, происходящих в ЦНС под действием токсичных веществ.

Для оценки мышечной работоспособности как одного из ведущих интегральных показателей используют большой набор тестов: удержание на шесте, бег в третбане, плавание, удержание груза и др. Для изучения изменения мышечной работоспособности у мелких лабораторных животных часто используют третбан. С помощью этого прибора можно точно учесть расстояние, пройденное за определенное время.

С целью изучения мышечной работоспособности при выполнении динамической работы оценивают длительность плавания животных. Время плавания учитывают с момента помещения животного в воду до момента, когда оно тонет. При использовании данного метода должны соблюдаться определенные условия: температура воды – 38–39 ^оС, подвешивание к хвосту дополнительного груза, составляющего 5 % отлично массы тела животного.

Результаты экспериментальных исследований систематизируются и подвергаются статистической обработке.