Зависимость поведения и уровня тревожности от пола и гормонального статуса крыс

При попадании животного в условия новизны проявляется баланс двух противоположных мотиваций — стремление исследовать новизну и страх перед ней. В зависимости от того, в какую сторону под влиянием внешних или внутренних факторов сдвинут этот баланс, и зависит результирующая поведения [1]. Взаимоотношения гонад и центральной нервной системы носят сложный двусторонний характер. Обнаружены рецепторы к эстрогенам и андрогенам в разных отделах центральной нервной системы (ЦНС) [2, 3]. Одним из механизмов воздействия половых гормонов является изменение скорости формирования нейрональных сетей, ответственных за развитие элементарных двигательных актов [4]. Циркулирующие в крови гормоны обычно рассматриваются в поведении животных как первичные мотивирующие факторы. Половые стероиды оказывают существенное влияние на формирование психического статуса, эмоций и поведения [5]. Естественная флуктуация половых гормонов на протяжении овариального цикла оказывает огромное влияние на текущий психофизиологический статус организма [6].

Цель настоящего исследования — изучение поведенческих реакций и уровня тревожности в зависимости от пола и стадии эстрального цикла у крыс-самок.

Исследование выполнено на 122 самках и 20 самцах белых беспородных крыс средней массой 220 г, содержавшихся в стандартных условиях вивария при свободном доступе к воде и пище. У самок определяли стадию эстрального цикла по влагалищным мазкам. Тестировали животных, у которых наблюдалась регулярная смена фаз эстрального цикла. Самок крыс тестировали на стадиях проэструса, эструса, метаэструса и диэструса. До начала эксперимента животных приручали к рукам (хендлировали) в течение 10 дней [7].

Животных тестировали в черно-белой модификации Суок-теста (СТ), который представляет собой «гибрид» нескольких традиционных поведенческих моделей и основан на экспозиции животных на горизонтальной аллее, разделенной на светлый и темный отсеки [1]. СТ позволяет одновременно оценить несколько поведенческих доминант: уровень тревожности, двигательную и ориентировочно-исследовательскую активность и др.

Регистрируемые параметры: латентный период выхода из центра, число посещенных сегментов (горизонтальная активность), стойки (вертикальная активность), число и продолжительность остановок, число исследовательских заглядываний вниз, количество направленных в стороны движений головой при вытянутом положении тела (ориентация), время, проведенное в темном и светлом отсеках СТ, количество и продолжительность актов кратковременного груминга, число переходов через центр, число болюсов дефекации, число падений вниз, число соскальзывания задних лап, а также комплексные этиологические параметры: средняя скорость, процент горизонтальной активности, процент остановок, среднее расстояние между остановками, средняя скорость движения. Время наблюдения составляло 5 мин.

Для комплексной оценки тревожного статуса нами был использован многопараметрический метод [8]. В его основу положена ранжированная шкала, в состав которой входят параметры, характеризующие видоспецифические реакции животного на серию этиологически адекватных тест-стимулов. Данный метод позволяет дать комплексную характеристику индивидуально-фобического статуса животного. Используемые тесты представляют собой две основные ситуации, в которых крысы демонстрируют ответы, связанные с проявлением тревоги и страха: столкновение с незнакомым неживым объектом или незнакомой ситуацией (тесты I—V); действие руки экспериментатора (тест VI—VIII). Порядок следования тестов был всегда одинаков — от I к VIII.

Для всех тестов, входящих в состав шкалы, были единые пределы изменений выраженности ответной реакции: от 0 до 3 баллов (см. таблицу).

При тестировании животные в СТ были выявлены различия в поведенческих реакциях и уровне тревожности у самцов и самок крыс (рис. 1).

У самок крыс поведенческие параметры изменялись в зависимости от гормонального статуса. В стадии проэструса наблюдался минимальный уровень вертикальной и горизонтальной двигательной активности, числа заглядываний вниз и направленных в стороны движений головой при вытянутом положении тела в светлом отсеке СТ, тогда как продолжительность коротких актов груминга была максимальна для данной стадии цикла. В стадии эструса в светлом отсеке СТ происходило достоверное возрастание длительности и количества коротких остановок, вертикальной двигательной активности, направленных в стороны движений головой при вытянутом положении тела, времени, проведенном в отсеке, а также соскальзываний лап по сравнению со стадией проэструса. Самки крыс, находящиеся в стадии метаэструса, при тестировании в СТ отличались лишь некоторыми параметрами от предыдущей стадии эстрального цикла: увеличивались количество заглядываний вниз, средняя скорость движения, время, проведенное в светлом отсеке СТ, процент горизонтальной активности и остановок, тогда как число падений снижалось. В стадии диэструса в светлом отсеке СТ происходило достоверное увеличение длительности и количества остановок, времени, проведенного в отсеке, и времени груминговых реакций, тогда как вертикальная активность и дефекация снижались (p<0,05) по сравнению с аналогичными показателями у самок крыс в стадии метаэструса. Кроме того, достоверно снижались средняя скорость движения животных, процент горизонтальной активности и время, проведенное в отсеке.

Тревожно-фобический статус также изменялся в зависимости от пола и стадии эстрального цикла (рис. 2).

Полученные данные показывают, что у самцов крыс формируется более высокий уровень тревожности по сравнению с самками, тогда как показатели двигательной активности и ориентировочно-иследовательского поведения ниже. У самок поведение и уровень тревожности изменялись в зависимости от стадии эстрального цикла. Самый высокий уровень тревожности был характерен для стадии проэструса, тогда как исследовательское поведение в данной стадии было низким. В стадии эструса происходило повышение ориентировочной доминанты поведения, однако оставалось высоким число падений и соскальзываний лап, что может свидетельствовать о мотовестибулярной дисфункции [9]. Для стадии диэструса был характерен минимальный уровень дефекации, тогда как количество и продолжительность коротких актов груминга оставались высокими, как и соскальзывания лап. Изменение многих элементов поведения самок млекопитающих связано в первую очередь с колебаниями уровня половых гормонов. Многими исследователями подчеркивается анксиолитический эффект прогестерона [6], максимум которого приходится на конец стадии проэструса. Однако в наших исследованиях минимальный уровень тревожности был характерен для стадии эструса. В стадии эструса уровень прогестерона остается относительно высоким, и, кроме того, показаны отсроченные физиологические влияния прогестерона посредством своих геномных эффектов через связывание с ядерными рецепторами [10], что также может объяснять характерные для данной стадии цикла изменения. Тогда как эстрогены, уровень которых на стадии эструса также высокий, увеличивают двигательную и исследовательскую активность [5]. Кроме того, повышение орентировочно-исследовательской доминанты и снижение тревожно-фобического уровня в стадии эструса может быть связано с функциональным назначением данной стадии, так как в эструсе происходит встреча с половым партнером.

Полученные результаты свидетельствуют о формировании более высокого тревожно-фобического статуса у самцов крыс по сравнению с самками. Результаты проведенных исследований также позволили выявить зависимость поведенческих реакций и формирования тревожно-фобического статуса от стадии эстрального цикла. Самый высокий уровень тревожности был характерен для стадии проэструса. Уровень ориентировочно-исследовательского поведения повышался в стадии эструса.