Автореферат и диссертация по медицине (14.00.17) на тему:Лей-энкефалин в механизмах пищевого конкурентного поведения крыс

в М

9 0'

ДЕНА ЛЕНИНА АКАДЕМИЯ МЕДИЦИНСКИХ НАУК СССР НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ НОРМАЛЬНОЙ ФИЗИОЛОГИИ им. П. К. АНОХИНА

На правах рукописи

УДК 612.821.1 +547.943

БУЛГАКОВА Маргарита Анатольевна

ЛЕЙ-ЭНКЕФАЛИН В МЕХАНИЗМАХ ПИЩЕВОГО КОНКУРЕНТНОГО ПОВЕДЕНИЯ КРЫС

14.00.17—нормальная физиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Москва 1990

Работа выполнена в НИИ нормальной физиологии им. П. К- Анохина 4МН СССР, объединенном с однопрофильной кафедрой I ММИ им. И. М. Се ченова Минздрава СССР.

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор В. Г. Зилон

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор С. А. Чепурнов, кандидат медицинских наук, доцент А. А. Башкиров.

Ведущее учреждение: Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии АН СССР.

Защита диссертации состоится 1990 г

в '^¿^ часов на заседании специализированного совета Д 001.08.01 по нормальной физиологии при Научно-исследовательском институте им. П. К. Анохина АМН СССР (адрес: Москва, 103009, ул. Герцена, д. 6).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного совета доктор биологических и пук

Т. И. Белова

Сдано в набор 23.01.90. Подписано в печать 15.01.90. Л-17029. Формат 60X90/16. Бумага писчая № I. Гарнитура Л-1. Высокая печать. Объем 1 п. л. Заказ 56. Тираж 120.

Полиграфическое предприятие «Авангард» Мосгорпечать, 123308, Москва, 3-й Силикатный пр., 3.

:-: тч I )

■ - - -, * ■. j

i т. I

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Изучение физиологических механизмов целенаправленного поведения животных и человека, несмотря на интенсивные усилия советских и зарубежных исследователей, остается актуальной задачей. Важная роль в решении этой задачи принадлежит методологическим подходам, которые формируются или совершенствуются под влиянием достижений современно!! пауки. Так, представители бихевиоризма, популяционных генетиков, этологов все чаще стараются использовать положения разнообразных теорий систем для объяснения нейробиологических механизмов целенаправленного поведения (Drawkins R., i976; Ray R., Delprato D., 1989; Barlow G., 1989). Традиции исследования целостного организма в его неразрывной связи со средой обитания, зародившиеся в недрах отечественной науки благодаря работам И. М. Сеченова, И. П. Павлова, А. А. Ухтомского, Л. А. Орбели и других, нашли свое дальнейшее развитие в теории функциональных систем Г1 К. Анохина (1935, 1968).

Согласно теории функциональных систем, в формировании организмом целенаправленного поведенческого акта на стадии афферентного синтеза, наряду с доминирующей мотивацией, накопленным опытом, существенная роль принадлежит раздражителям внешней среды — обстановочной афферентацин, пусковым стимулам. Из факторов внешней среды, оказывающих значительное влияние на состояние организма, его поведение, следует выделить афферентацин,

пол у ч а с м ы с от организмов того же вида или других видов. В естественных условиях обитания жизнь многим пидов животных возможна лишь в сообществах (Наумов Н. Л., 1363). Структура взаимоотношении и место каждой особи в сложившейся иерархической структуре сообщества определяет особенности ее поведения и лежащие в ее к'пп'п? физиологические механизмы (Фабри К. Э., 1965; Иванов Е. И., 198:?; Delgado H., Diego Т., 1930; Macdonald П., 1979).

Результаты исследований последних лет убедительно свидетель, тпуют, что в интеграции сложных форм внутривидового поведения существенную роль играют опноидные олнгопептпды (Пошивалов В. П., 1986; Panksepp J. et al., 1980). Однако работы по изучению влияния опиоидов на групповое поведение животных очень немногочисленны « в большинстве своем основаны на анализе спонтанных взаимодействий животных агрес-

сивно-оборонительного характера (Р1оЫко|[ А. е! а\., 1976; Пошивалов В. П., 1986). К этому следует добавить, что роль опиоидных олигопептидов в формировании особенностей поведения животных различного иерархического ранга практически не изучена. Становится понятным интерес современных исследователей к вопросу формирования иерархических взаимоотношений животных в сообществе в условиях конкурентной борьбы за удовлетворение ведущих биологических потребностей и роли опиоидных олигопептидов в центральных механизмах обеспечения соответствующих поведенческих реакций.

Цель и задачи исследования. Цель настоящих исследований состоит в выяснении характера влияний агониста опиатных рецепторов лей-энкефалина на поведение животных различного иерархического ранга при их конкуренции за пищу и на сформировавшиеся при этом корково-подкорковые взаимоотношения у доминантных и субдоминантных животных.

Конкретными задачами настоящего исследования являются:

1. Сравнительная характеристика поведения крыс при установившейся иерархии в условиях конкуренции за пищу в диадах.

2. Исследование конкурентного пищедобывательного поведения крыс различного иерархического ранга в условиях центрального введения лей-энкефалина.

3. Исследование конкурентного пищедобывательного поведения крыс при введении лей-энкефалина на фоне предварительного введения антагониста опиатных рецепторов — налоксона.

4. Изучение восходящих активирующих влияний мезенцефа-лнческой ретикулярной формации в корково-подкорковых взаимоотношениях у крыс различного иерархического ранга при введении лей-энкефалина.

Научная новизна работы. В работе на основе пищедобывательного поведения крыс при конкуренции за пищу разработаны новые критерии оценки иерархических отношений в диадах. Установлена различная возбудимость рострального отдела ме-зенцефалической ретикулярной формации доминантных и субдоминантных по конкурентному пищедобыванию животных. Показано различное действие лей-энкефалина на пищевое конкурентное поведение животных, имеющих различное ранговое положение в паре. Выявлено участие лей-энкефалина в механизмах специфической у животных различного иерархического ранга корково-подкорковой интеграции пищевого мотивационного возбуждения. Показано участие опиатных рецепторов в реализации влияний лей-энкефалина «а конкурентное пищевое поведение крыс. 2

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. В системной организации пищедобывательного поведения важную роль на стадии афферентного синтеза играет иерархический статус животного, определяемый специфической интеграцией коры и подкорковых образований головного мозга.

2. Использование лей-энкефалина выявило специфическое участие опнатных рецепторов в корково-подкорковой интеграции пищевого мотивационного возбуждения у животных различного иерархического ранга.

Научно-практическая ценность. Полученные данные представляют интерес в плане дальнейшего развития представлений о молекулярных механизмах целенаправленного поведения животных, роли эндогенных факторов в формировании группового поведения животных. Экспериментальная модель конкурентного поведения пары животных, использованная в данном исследовании, может быть полезна для анализа физиологических механизмов сложных форм поведения животных, влияния на организм биологически активных веществ. Настоящие исследования развивают положения теории функциональных систем организма П. К- Анохина, установив важную роль на стадии афферентного синтеза иерархического положения животных для реализации поведения, направленного на удовлетворение доминирующей биологической потребности. Результаты проведенных исследований указывают на возможность применения лей-энкефалина к его аналогов для направленной регуляции зоосоциальных отношений в популяциях животных.

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 4 печатные работы.

Апробация работы. Материалы диссертации были доложены на конференции молодых ученых НИИ нормальной физиологии им. П. К- Анохина АМН СССР (Москва, январь 1986 г.), совместной конференции молодых ученых НИИ ВНД и НФ СССР, НИИ нормальной физиологии им. П. К. Анохина и НИИ мозга ВНЦ ПЗ АМН СССР (Москва, октябрь 1987 г.), заседании Московского физиологического общества (октябрь 1987 г.). Диссертация апробирована на совместном заседании отдела системных исследований эмоций и эмоциональных стрессов НИИ нормальной физиологии им. П. К. Анохина АМН СССР и кафедры нормальной физиологии I ММИ им. И. М. Сеченова МЗ СССР 23 ноября 1987 г.

Внедрения. Методика, разработанная с настоящей работе для анализа иерархических отношений животных, используется в НИИ фармакологии АМН СССР с 1988 г., материалы диссертации включены в лекционный курс нормальной физиологии для студентов на кафедре нормальной физиологии I ММИ им. И. М. Сеченова.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа включает следующие разделы: введение, обзор литературы, раз-

3

дел методов исследования, три главы собственных исследований, их обсуждение и выводы. Работа изложена на 122 страницах машинописного текста, включая 20 рисунков, 7 таблиц и список цитированной литературы из 70 отечественных и 163 иностранных источников.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Работа выполнена на 100 крысах-самцах линии «Вистар» весом 250—300 г. Изучение влияния лей-энкефалина (ЛЭ) на пищевое конкурентное поведение крыс проводили на сгруппированных попарно животных. Животных помещали в пищевые камеры из оргстекла размером 95x25x60 см. Пища поступала в подвесную кормушку, к которой вела наклонная лестница длиной 30 см. Отверстие для получения пищи и площадка перед ним имели размеры, не позволявшие двум крысам одновременно получать пищу. Пища (гранулы стандартного комбикорма) поступала в кормушку один раз в сутки. Пищедобывательный навык закрепляли в течение 4—5 дней, затем в тех же условиях после 19-часовой пищевой депривации проводили тест на конкуренцию за пищу. В этом случае пищу подавали ежедневно в течение часа отдельными порциями (0,6-0,8 г) с интервалом 2 минуты. После каждого опыта животные имели свободный доступ к пище. В течение 10 дней тестирования выявляли стабильность характера пищедобывательного поведения животных в парах и структуру их доминантно-подчиненных отношений по разработанным нами критериям. Регистрировали следующие этапы процесса пищедобывания каждого животного: заходы на лестницу, на площадку, получение порции пищи. При подходе одного из животных к площадке вторым регистрировали следующие показатели конкурентного поведения: победы при вытеснении партнера с площадки, дополнительные способы получения пищи — клептопаразитизм (отнимание пищи у партнера) и получение пищи за счет более быстрой реакции, но без вытеснения партнера с площадки. Заходы животного на лестницу рассматривались как первый этап пищедобывательного поведения и как показатель пищедобывательной активности. Из полученных при регистрации абсолютных значений указанных показа-лей вычисляли вероятности осуществления животными последовательных этапов пищедобывания как отношение числа попыток, совершенных на текущем этапе, к общему числу возможных попыток, т. е. к их количеству на предыдущем этапе. На этапе получения пищи вычисляли два показателя — вероятность получения пищи при заходе на площадку (Рп-к) и «результативность» пищедобывания — процент полученных животным порций пищи от общего числа (30) возможных за 1 час опыта. Вычислялся дополнительный критерий успешности пищедобывания — Кн. з. — % заходов на лестницу без последующего вы-4

теснення партнера от общего количества заходов на лестницу. Регистрировали три разновидности поискового поведения — принюхивания при горизонтальном перемещении животных, вертикальные стойки, норковые реакции. Из форм индивидуального поведения оценивали также частоту и длительность чисток и умывании, частоту подходов к поилке, длительность потребления воды. Различные формы социальны?; взаимодействий были сгруппированы и выделены как инициация агрессивных взаимодействий и инициация неагрессивных взаимодействии — взаимного грумппга.

ЛЭ вводили ежедневно в течение 5 дней за 2 минуть! до тестирования одному из животных диады в дозе 4,5 мкг/:;г в боковой желудочек переднего мозга через предварительно вжив-ленпу:о стальную канюлю. Партнеру в таком же объеме вводили физиологический раствор. В контрольных парах фнзиологн-чссдип раствор вводили обоим животным. Доза ЛЭ являлась минимальной действенной дозой, определенной ни основании предварительных экспериментов с введением ряда меньших доз. В последующие 5 дней проводили тестирование поведения животных без введения веществ.

В специальной части поведенческой серии экспериментов по аналогичной схеме исследовали эффекты налоксона как антагониста опиатных рецепторов. Для этого за 8-9 минут до введения доминантам ЛЭ им вводили в боковой желудочек мозга налоксоп в дозе б мкг/кг.

В электрофизиологичеекпх экспериментах у животных, ранее протестированных на доминирование при пищевой конкуренции, проводи.:•! анализ д<Ч'.еткия центрального введения ЛЭ па реакцию дееннхронизаиш! ЭЭГ коры головного мозга при элек-ф'!-ческом раздражении ростральных отделов ретикулярной формации среднего мозга (.МРФ).

Оценивали порог стимуляции МРФ для получения реакции десинхронизации ЭЭГ и ее длительность после прекращения стимуляции МРФ током пороговой силы. Биполярный раздражающий электрод вживляли стереотаксическн в ретикулярное ядро в медиглыюй облаем и рострального отдела по координатам сте-реотакснческого атласа D. /\lbe-Fessard et а!. (195е)). Отводящие монополярные электроды вживляли в проекционную область сенсомоторной н зрительной коры. Индифферентный электрод вживляли по средней линии в передней части лобной кости над лобными пазухам;!. В боковой желудочек переднего мозга вживляли стальную канюлю. Электроды и канюля за-грептялнсъ на черепе норакрилом. Спустя 5 дней после вживления электродов при 19-чаговон деприваичч ус.тотиых производили регистрацию ЭЭГ. Длч этой цели животных иог-п'жалн в уретановый наркоз. Уретан вводили внутрибрютинно в дозе 1,3 г/кг в физиологическом растворе. Регистрация ЭЭГ производилась на полиграфе Nihon Kohden (Япония) с одновременной

записью на магнитофоне TEAG (Япония). На раздражающий электрод подавался переменный ток под напряжением 1—15 В с частотой 45—50 Гц, длительностью импульса 10 мсек от стимулятора ЭСЛ-2 в течение 5 сек. После получения устойчивой реакции десинхронизации ЭЭГ в боковой желудочек переднего мозга вводили ЛЭ в дозе 4,5 мкг/кг в 3 мкл физиологического раствора. Контрольным животным в таком же объеме вводили физиологический раствор. После введения веществ повторные раздражения ретикулярной формации проводили через каждые 5 минут в течение часа.

Для определения локализации кончиков раздражающих электродов и канюли проводили гистологический контроль методом фотоэкспресс на срезах толщиной 50 мкм.

Статистическую обработку результатов проводили на ЭВМ по методу Стьюдента и непараметрическому критерию Вилкоксо-на — Манна — Уитни.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Сравнительная характеристика поведения крыс при установившейся иерархии в условиях конкуренции за пищу в диадах.

На 22-х парах животных с использованием многокомпонентной оценки был проведен анализ конкурентного пищедобывательного поведения каждого члена пары. Опыты показали, что в процессе совместного пребывания в экспериментальной камере и проведения тестирования с ограничением доступа к корму в парах животных постепенно устанавливаются пищевые иерархические отношения. В большинстве (в 15 из 22) пар животных при конкуренции за пищу к 5-му дню наблюдений отмечались статистически достоверные различия показателя результативности пище-добывания между животными в паре (Р<0,05). В остальных 7 парах значения результативности пищедобывания двух животных были близки. В парах с четким делением на доминантов и субдоминантов результативность пищедобывания доминантов составляла 77,3±6,0% порций пищи за опыт (Р<0,01).

Был проведен анализ относительных показателей вероятности осуществления основных этапов пищедобывания каждого животного и их соотношений (см. раздел «Методика»), что позволило сгруппировать пары со сходным характером иерархических взаимоотношений. Пары с высокой разницей результативности пищедобывания были разделены на три группы исходя из соотношения у доминантов вероятности заходов на площадку при заходе на лестницу (Рл-п) и доли заходов на лестницу, не завершившихся занятием места на площадке (Кн. з.). В I— III группах отмечались различия величин и соотношений ряда поведенческих показателей. В I группе наблюдалась крайне жесткая иерархия с получением доминантами до 95% порций пищи, различие показателей Рл-п и Кн. з. у доминантов было 6

максимальным (82,0±5,7% и6,0±2,0%, Р<0,05). У субдоминантой этой группы животных Кн. з. в 7 раз, частота исследования камеры в 3 раза и длительность умываний в 2 раза (все Р< <0,05) были выше, чем у доминантов.

Соотношению результативности пнщедобывания двух конкурирующих животных 3: 1 во II группе соответствовало меньшее, чем в I группе соотношение Рл-п м Кн. з. у доминантов (63,8± ±3,7 и 24,2±1,0, сходное с соотношением у их партнеров). У субдоминантов этой группы показатель Кн. з. па 10%, частоты исследования камеры — па 29% (Р<0,05) были значимо выше, чем у доминантов.

У животных III группы показатели Рл-п н Кн. з. между собой и у доминантов и у субдоминантов были равны. Различие показателей результативности пнщедобывания двух конкурирующих животных было достоверно (Р<0,05), но меньше, чем во II группе (69,0±1,7% и 31,0±1,7% порций пищи, Р< <0,05). Вероятность вытеснения партнера и показатель Рп-к у доминантов этой группы были в 2 раза выше (Р<0,05), а исследование камеры и длительность умываний в 2 раза ниже (Р< <0,05), чем у субдоминантов.

Постепенное снижение у доминантов и повышение у субдоминантов успешности завершения промежуточных и конечного этапов пнщедобывания говорит о снижении жесткости иерархических отношений от I к диадам III группы.

В трех из 15 пар с высокой разницей результативности пище-добыванпя показатели успешности завершения промежуточных этапов пнщедобывания не различались, однако у субдоминантов этих пар отмечались самые высокие по выборке значения показателей поведения вне пищевой площадки: длительность умываний в 3 раза превышала этот показатель у доминантов (Р<0,01), в двух из этих пар на 80 и 56% была выше частота исследования камеры (Р<0,05).

В парах с низкой разницей результативности пнщедобывания двух животных, составивших IV группу, средние значения Рл-п, Кн. з., Рп-к, Рл-в и показателей поведения вне пищевой площадки не различались, пищевая иерархия была выражена слабо. Во всех парах IV группы отмечались значимые различия у двух конкурирующих животных одного или двух показателей поведения, в 4-х парах некоторые показатели имели противоположные соотношения.

Социальные взаимодействия между животными при пищевой конкуренции наблюдались сравнительно редко (в среднем 2,4 раза за опыт). Из-за низких численных знаний различия в их инициации между животными были статистически незначимы. В парах с выраженной иерархией субдоминанты имели тенденцию чаще, чем доминанты, инициировать социальные взаимодействия неагрессивного характера. В парах IV группы иерархических отношений социальные взаимодействия наблю-

дались в 4 раза (Р<0,05) реже, чем в парах с выраженной иерархией.

Таким образом, анализ поведения крыс в условиях пищевой конкуренции выявил существование в диадах этих животных иерархических отношений. По критерию результативности пищедобывания, соотношению показателей успешного завершения промежуточных этапов конкурентного пищедобывания и показателей поведения животных вне пищевой площадки выявлены доминантные и субдоминантные животные, выраженность доминантно-подчиненных отношений между которыми в диадах по указанным критериям различна.

Исследование конкурентного пищедобывательного поведения крыс различного иерархического ранга в условиях центрального введения лей-энкефалина (ЛЭ). Эксперименты проведены на 32-х сгруппированных попарно крысах-самцах линии «Вистар». ЛЭ вводили в 5 парах доминантам и в 5 парах — субдоминантам. Введение ЛЭ доминантам привело к снижению в среднем на 32,0±9,0% (Р<0,05) результативности пищедобывания, успешности завершения промежуточных этапов пищедобывания и изменениям иерархических отношений в парах. При этом у доминантов 5 пар в среднем на 80% увеличилась доля не завершенных вытеснением партнера заходов на лестницу (Кн. з., Р<0,05), на 57% (Р<0,05) — частота исследования камеры, наблюдалась тенденция к снижению вероятности получения пищи при заходе на площадку, увеличению длительности умываний.

В одной паре наряду со снижением результативности пищедобывания доминанта произошла инверсия иерархических ран-, гов животных и установление жесткой пищедобывательной иерархии, характерной для I группы иерархических отношений. В 4-х парах на фоне действия ЛЭ наблюдалось сближение результативности пищедобывания двух животных и их иерархического положения. Значения успешности завершения промежуточных этапов пищедобывания, показателей поведения вне пищевой площадки в этих парах и их средние величины соответствовали наблюдаемым в парах IV группы иерархических отношений.

Введение ЛЭ доминантам сопровождалось у субдоминантных животных возрастанием на 21,5% (Р<0,05) результативности пищедобывания, тенденцией к снижению пищедобывательной активности, коэффициента Кн. з., частоты исследования камеры и увеличению вероятности побед при вытеснении партнера.

Изменялся характер зоосоциальных взаимодействий при введении ЛЭ доминантам: различным образом изменялись в парах агрессивные реакции. Значимо (в 7 раз, Р<0,05) участилась инициация взаимного груминга доминантами.

Введение ЛЭ субдоминантам влияло на поведение живот-, пых в меньшей степени: в 4-х парах из 5 у субдоминантов сни-

жалась пищедобывательная активность (Р<0,05), в 2 раза участились агрессивные атаки на доминантов. В двух парах произошло увеличение результативности пищедобывания субдоминантой с 9,2±2,7 до 15,6± 1,5 и с 1,6±0,9 до 7,2±1,5 порции пищи (Р<0,05) и сближение иерархических рангов животных, переход их в IV и II группы иерархических отношений соответственно. В остальных парах при введении ЛЭ субдомпиантным животным статистически значимых изменений пищедобыватель-ной иерархии не наблюдалось.

Потребление воды во время тестирования при введении ЛЭ у доминантов :;е менялось. У субдоминантой как при введении им ЛЭ, так и физиологического раствора наблюдалась тенденция к возрастанию потребления воды.

В 6 контрольных парах при введении животным физиологического раствора значимых изменений результативности пнще-добнвания не наблюдалось.

В течение 5 дней последействия введения ЛЭ доминантам в 60% случаев наблюдалось углубление пли стабилизация возникших при введении ЛЭ изменений пнщедобывательного поведения и иерархических отношений животных. В 40% случаев исходные значения показателей стратегии пищедобывания и иерархические отношения постепенно восстанавливались.

Таким образом, проведенные эксперименты показали, что в условиях пищевой конкуренции ЛЭ оказывает различное действие па доминантных и субдоминантных животных. Введение ЛЭ вызывает у доминантов значимое снижение результативности пнщедобыг.аипя, изменение иерархических отношений в нарах. Пнщедобывательное поведение субдомипантов при введении им ЛЭ изменяется в меньшей степени. В 40% случаев наблюдается повышение результативности пищедобывания субдомииантов, сближение иерархических рангов животных. В остальных парах иерархические отношения не меняются. После окончания введения ЛЭ животным в периоде последействия наблюдается как сохранение и углубление возникших изменений, так и восстановление исходных значений показателей пищедобывания.

Исследование конкурентного пшцедобывательного поведения крыс при введении ЛЭ на фоне предварительного введения антагониста опиатных рецепторов — надсксоиа. Как показали проведенные эксперименты, в 5 парах из б после введения на-локсона и ЛЭ отмечалась тенденция к уменьшению результативности пнщедобывательного повеления доминантов (на 19,9± ±5,0% порций пищи), причем в 40% наблюдений это снижение было статистически достоверным (Р<0,05). Уменьшение результативности пищедобывания доминантов сопровождалось ослаблением пернр'-ччееннх взаимоотношении в диптих, повышением числа социальных взаимодействий, успешности получения пиши субдомннантными животными. У 60% субдомииантов и 40% доминантов появились или участились (в 2 и в 5 раз соответ-

ственно, Р<0,05) агрессивные атаки на партнеров, а 40% доминантов и 20% субдминантов стали чаще (Р<0,05) инициировать взаимный груминг. Результативность субдоминантов увеличилась на 80% — с 25,4± 10,5 до 45,4±8,5% пор-дий пищи за опыт (Р<0,05). При этом в 60% случаев субдоминанты демонстрировали новые «обходные» формы доведения, позволяющие им получать пищу без вытеснения партнеров с площадки. Количество случаев такого способа получения пищи субдоминантами на протяжении 5 дней введения на-локсона и ЛЭ увеличилось, в среднем составляло 1/4 часть от лолученной. У доминантов в этих парах не отмечалось выраженных изменений стратегии пнщедобывания.

В двух из пяти пар при статистически значимом снижении результативности пнщедобывания доминантов у субдоминантов отмечалось возрастание успешности завершения промежуточных этапов пнщедобывания: в 2 раза возросла вероятность получения пищи при заходе на площадку (Р<0,05), наблюдалась тенденция к снижению Кн. з., у доминантов этих пар наблюдалось повышение Кн.з. и снижение пищедобывательной активности (Р<0,05).

В 60% наблюдений у субдоминантов при введении доминантам налоксона и ЛЭ имела тенденцию к возрастанию пищедо-бывательная активность.

В периоде последействия введения доминантам указанных веществ в 60% наблюдений наблюдалось углубление изменений — снижение результативности пнщедобывания доминантов при дальнейшем учащении получения пищи субдоминантами «обходным» путем (Р<0,05). В 40% наблюдений в последействии введения налоксона и ЛЭ показатели пнщедобывания животных не менялись. Таким образом наблюдался длительный, продолжительностью более 5 дней эффект введения налоксона и ЛЭ на поведение и иерархические отношения в парах крыс.

Как показали полученные данные, при центральном введении доминантам налоксона и ЛЭ наблюдается достоверное (Р< <0,05) ослабление эффекта ЛЭ на результативность и стратегию пнщедобывания доминантов. В то же время предварительное введение налоксона не предотвращает влияние ЛЭ на ослабление установившихся ранее иерархических отношений в парах. В последействии введения налоксона и ЛЭ, в отличие от введения одного ЛЭ, не наблюдается восстановления средних значений показателей пищедобывательного поведения животных я иерархических отношений в парах.

Изучение восходящих активирующих влияний мезенцефали-ческой ретикулярной формации (МРФ) в корково-подкорковых взаимоотношениях у крыс различного иерархического ранга при введении лей-энкефалина. Эксперименты проведены на 25 животных, предварительно протестированных на доминирование при пищевой конкуренции в парах. В данной выборке было вы-

явлено 9 доминантных, 10 субдоминантных из пар с высокой разницей результативности пищедобывания в диаде и 6 животных из пар с нечеткой иерархией.

ЭЭГ интактных животных характеризовалась высокоампли-туднон низкочастотной активностью с преобладанием б-ритма. Не обнаружено какой-либо зависимости амплитудно-частотных характеристик электрических колебаний от ранга животного в диаде. В ответ на короткое 5-секундное электрическое раздражение ретикулярной формации среднего мозга у большинства животных регистрировалась генерализованная реакция десин-хронизации ЭЭГ в сенсомоторных и затылочных отделах нео-кортекса. После нанесения-в среднем трех раздражении на ретикулярную формацию величина начального порога у 23 животных повышалась (Р<0,05). Средние значения начального и стабильного порогов реакции десинхронизации ЭЭГ у доминантов составляли 3,4±0,4 и 5,5±0,6В, у субдоминантов — 4,0±0,8 и 6,1±0,9В, соответственно (Р<0,05).

Оценивались восходящие активирующие влияния 3-х точек мезенцефалической ретикулярной формации (МРФ): «срединной» с координатами АР = 3,2, Ьа1=1,0, Н = 7 (Бродал А., 1967; АШе-^езвагс! О. е! а!., 1969), «медиальной», расположенной медиальнее и «латеральной» расположенной латеральнее «срединной» точки. Средние значения начального и стабильного порогов реакции десинхронизации ЭЭГ при латеральной локализации раздражающего электрода у доминантов были в 2 и в 1,7 раза, соответственно, ниже, чем у субдоминантов (Р< <0,05). В случаях «срединной» локализации более низкие значения у доминантов имел стабильный порог раздражения МРФ (Р< <0,05). Кроме того, у доминантов средине значения начального порога раздражения при «латеральной» локализации оказались ниже, чем при «срединной» (в 1,2 раза) и «медиальной» (в 1,9 раза) локализациях раздражающего электрода (Р<0,05). У субдоминантов средние значения порогов при различных локализациях значимо не различались.

ЛЭ вводили 6 доминантам, 7 субдоминантам из пар с высокой разницей результативности пищедобывания двух конкурирующих животных и 4 животным из пар с нечетко!! иерархией. В качестве контроля животным вводили физиологический раствор. Среди 8 контрольных животных было 3 доминанта, 3 субдоминанта н 2 животных из пар с нечеткой иерархией.

В течение часа после введения ЛЭ у всех субдоминантных и у трех из 6 доминантных животных наблюдались периоды изменения амплитудно-частотных характеристик спонтанной электрической активности неокортекса, длившиеся от 2 до 30 минут у различных животных и выражавшиеся в снижении амплитуды и увеличении частоты электрических колебаний (Р< <0,05) — активации фона. У двух доминантов, 6 субдоминантов и 2 животных нз пар с нечеткой иерархией при введении ЛЭ

наблюдалась устойчивая активация ЭЭГ с доминированием р-ритма. У двух доминантных животных активация фона наблюдалась от одного до двух раз продолжительностью в среднем 3,5±1,0 минут через 12 и 30 минут после введения ЛЭ. У суб-доминантов активация ЭЭГ с преобладанием р-ритма была более продолжительная, чем у доминантов (Р<0,05) и составляла в среднем 5±2 мин у 6 животных и 25 мин у одного животного. Таким образом, активация спонтанной активности неокор-текса при введении ЛЭ по продолжительности и глубине у субдоминантов была выражена сильнее, чем у доминантов. Активация фона носила фазный характер: периоды активации сменялись периодами восстановления исходной электрической активности неокортекса с доминированием б-ритма. У контрольных животных изменений спонтанной электрической активности не наблюдалось.

Основной теденцией у доминантных животных после введения им ЛЭ являлось снижение длительности реакции десинхро-низации ЭЭГ и увеличение порога раздражения МРФ для ее возникновения, в то время как у субдоминантных и у животных из пар с нечеткой иерархией преобладали противоположные изменения. У 4 из 6 доминантов в период с 5 по 20 минуту после введения ЛЭ наблюдалось укорочение длительности реакции десинхронизации ЭЭГ с 3,3±1,2 до 1,7±0,5се« (Р<0,05). Через 30±5 минут после введения ЛЭ у 4 доминантов, и с 30 до 60 минут — у одного доминанта наблюдалось увеличение порога раздражения МРФ в среднем на 32% (Р<0,05). У доминантных животных за 60 минут наблюдений снижение продолжительности реакции десинхронизации ЭЭГ наблюдалось в течение 33,3 минут (Р<0,05).

У всех (7) субдоминантов в течение 30 минут после введения ЛЭ отмечалось увеличение длительности реакции десинхронизации ЭЭГ на 43% от исходной (Р<0,05). У 3 из этих животных ее длительность возрастала до 40—60 минут после введения ЛЭ с одновременным снижением на 16% (Р<0,05) у одного животного порога раздражения МРФ. У двух субдоминантов через 30±5 мин после введения ЛЭ наблюдался 10-минутный период снижения длительности реакции десинхронизации ЭЭГ (Р<0,05), после чего она вновь возрастала до значений, в 2 раза превышавших исходные (Р<0,05). Период снижения продолжительности реакции десинхронизации ЭЭГ при введении ЛЭ у субдоминантов составлял 2,8 мин за опыт, в остальные 57 минут наблюдений продолжительность реакции десинхронизации ЭЭГ превышала исходную в 5 раз (Р<0,01).

У двух из 4-х животных нечеткого иерархического ранга введение ЛЭ сопровождалось увеличением длительности реакции десинхронизации на 80% и вЗ раза (Р<0,05), снижением порога раздражения МРФ на 30% (Р<0,05). У двух животных наблю-

дались переходы от тенденции увеличения к снижению длительности реакции десинхронизации ЭЭГ.

Таким образом в результате проведенных экспериментов был обнаружен ряд особенностей ретикуло-кортикальных взаимоотношений у животных различного иерархического ранга как в интактном состоянии, так и при введении ЛЭ. Введение ЛЭ субдоминантным и животным из пар с нечеткой иерархией усиливало процессы активации неокортекса, что выражалось в значительном увеличении продолжительности реакции десинхронизации ЭЭГ, активации фона, в котором доминировал р-рнтм. У домннантов при введении ЛЭ, напротив, отмечено уменьшение продолжительности реакции десинхронизации ЭЭГ, увеличение исходно более низкого, чем у субдомипантов, порога раздражения МРФ для ее возникновения. Активация спонтанной электрической активности неокортекса у домпнантов была выражена в меньшей степени, чем у субдоминантов. Введение ЛЭ сопровождалось фазными изменениями электроэнцефалограммы: наблюдались периоды активации, восстановления исходной электрической активности неокортекса с сопутствующими колебаниями порога раздражения МРФ для возникновения реакции десинхронизации ЭЭГ.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Анализ пищедобывательного поведения крыс при конкуренции за пищу выявил существование в диадах пшцевых иерархических отношений. Примененный! нами системный анализ поведения крыс при конкуренции за пищу в диадах выявил, что постепенно устанавливающийся характер зоосоциальных взаимоотношений приводит в большинстве пар к достоверному различию показателя результативности пищедобывания двух конкурирующих животных. Наряду с количеством полученных порций пищи, которое в 3 раза (Р<0,01) превышало этот показатель у субдоминантов, доминантные животные характеризовались высокой успешностью завершения промежуточных этапов пищедобывания и сравнительно низкой выраженностью форм поведения, «'.'посредственно пе связанных с пищедобыванием. Указанные критерии позволили провести группирование пар конкурирующих животных со сходной результативностью и стратегией пищедобывания, определить выраженность, или «жесткость» сформировавшейся иерархии в парах.

Среди исследователей, изучающих поведение животных, ист единого мнения в отношении механизмов и причинных факторов, определяющих иерархический ранг животного в сообществе. Так, наряду с различиями нейроэндокринного п медпаторного статуса доминантных и подчиненных животных (Cane L., 1980; Мс Guire М., Raleigh М., 1987), отмечалось влияние на агрессивно-оборонительное поведение и пищедобывание в группах

предшествующего социального опыта (Теэкеу й. е1: а!., 1984; Кудрявцев Н. Н., 1988). В задачу нашего исследования не входило изучение всех конкретных факторов, определяющих иерархические отношения. В наших экспериментах участвовали животные линии «Вистар» одинаковой массы, сходные по своим внешним физическим данным и показателям поведенческой активности, что не давало оснований для достоверного определения иерархического положения особи в группе до тестирования. Нам представлялось, что врожденные физиологические механизмы, определяющие будущий ранг животного в сообществе,, могут проявляться в различной возбудимости важнейших образований мозга, в конечном итоге формирующих центральные механизмы целенаправленных поведенческих реакций. Не случайно мы остановили внимание на возбудимости активирующих отделов мезенцефалической ретикулярной формации. Как показали собственные исследования, у доминантных животных отмечалась более высокая, чем у субдоминантов, возбудимость латерального и срединного отделов мезенцефалической ретикулярной формации. Восходящие активирующие влияния мезенцефалической ретикулярной формации играют важнейшую роль в распространении мотивационного возбуждения на кору головного мозга, в избирательном формировании под действием внешнего агента различных функциональных систем (Агафонов В. Г.„ 1956; Анохин П. К., 1962; Судаков К. В., 1963). Таким образом, физиологические свойства ретикуло-кортикальных проекций рострального отдела среднего мозга животных связаны не только с биологической модальностью мотивационного возбуждения (Анохин П. К-, 1962), но, по всей вероятности, определяют и особенности формирования пищевой функциональной системы у доминантных и субдоминантных животных.

Обнаруженные в проведенном исследовании особенности изменений пищевого конкурентного поведения и обеспечивающих его корково-подкорковых взаимоотношений у доминантных а субдоминантных животных при введении агониста опиатных рецепторов лей-энкефалина (ЛЭ) показали участие опиоидных олигопептидов как в формировании целенаправленного поведения животных в зоосоцнальных условиях, так и их иерархического статуса. Увеличение содержания ЛЭ в головном мозге животных путем его центрального введения смещало исходные ранги животных и в ряде случаев переводило доминантов в ранг субдоминантов. Обнаружена разнонаправленность физиологического действия ЛЭ и на корково-подкорковые взаимоотношения доминантных и субдоминантных животных. Полученные нами данные не имеют аналогов в научной литературе, поскольку большинство существующих работ по изучению влияния опиатных агонистов и антагонистов на зоосоциальное поведение проводилось на агрессивно-оборонительной модели (Р1о1ш-коП А. е! а1., 1976). Данных по исследованию электрофизиоло-14

гических показателей в контексте нашей работы в литературе не обнаружено.

Результаты наших экспериментов с предварительным введением доминантам налоксона указывают на участие опиатных рецепторов в эффектах ЛЭ на конкурентное пищевое поведение животных. При предварительном введении доминантам налоксона в большинстве пар по сравнению с введением одного ЛЭ не наблюдалось выраженного изменения результативности и стратегии нищедобывання доминантных животных. Сопоставление наших результатов с данными литературы позволяет предполагать, что наряду с ö-опнатными рецепторами, агонистом которых является ЛЭ, в эффектах ЛЭ на поведенческие и электрофизиологические показатели участвуют и р-рецелторы, имеющие в 30—100 раз более высокое сродство к налоксону (Ока Т., 1980). Так, у одиночных животных энкефалинамид вызывал уменьшение полноценных пищедобывательных поведенческих актов (Котов А. В. и др., 1984), сходное с влиянием ЛЭ на поведение доминантов в нашей работе. Морфиноподооный эффект многих б-избирательных опиоидов был обнаружен в ситуации избегания при дифференцировке (Locke P., Holtzman S.„ 1986).

В экспериментах на низших приматах введение конъюгата. ß-эндорфина с БСА низкоранжированным особям приводило к повышению их иерархического статуса (Котов А. В. и сотр., 1989). Таким образом, агонисты разных типов опиатных рецепторов вносят различный вклад в формирование зоосоциаль-ного поведения доминантных и подчиненных животных.

Среди факторов неопиоидной природы, в регуляции доминантно-подчиненных отношений известно участие трипептида тафцина (Иванов Е. И., Соллертннская Т. Н„ 1986), вазопрес-сина (Ferris С. F., ¡988), серотоннна (Raleigh М. et al., 1985), гормонов гнпофпзарно-надпочечниковой системы, половых желез (Мс Guire М, Raleigh М, 1987; Kowlhaas J., 1988). Анализ собственных и литературных данных позволяет сделать вывод, что иерархический статус и особенности поведения животных различного иерархического ранга обусловлены различиями в интеграции гстерохимпческих структур мозга доминантных и субдомниаптных животных. Определение .конкретных нейрохимических звеньев данной интеграции, одним из которых является, в частности, лей-энкефалин, дает возможность направленной регуляции поведения животных в природных и искусственных условиях. Кроме того, при фармакологических и биологических воздействиях на популяцию необходимо учитывать иерархический статус животного, который может потенциально определить его поведенческую реакцию.

Исследование особенностей корково-подкорковых взаимоотношений у животных различного иерархического ранга в условиях действия ЛЭ дает основание полагать, что основным меха-

IS

низмом снижения результативности пищедобывания доминантов и утраты ими пнщедобывательного первенства при введении ЛЭ является ослабление в этих условиях активирующего влияния ретикулярной формации на кору больших полушарий. Усиление активации ЭЭГ коры головного мозга у субдоминантов проявляется в тенденции к улучшению пищедобывательной деятельности, повышению в ряде случаев ее результативности.

Как установлено, в функциональной системе целенаправленного поведенческого акта ведущим компонентом стадии афферентного синтеза является доминирующая мотивация (Анохин П. К-, 1968). Формируясь на основе преобладающей в данный момент потребности организма и взаимодействуя с обстановочной афферентацией, она извлекает из памяти информацию о прежнем опыте, а также участвует в формировании «предпусковой интеграции». Афферентация зоосоциального содержания для животного в групповых условиях обитания является частью обстановочной афферентации и влияет на реализацию доминирующей мотивации при электростимуляции гипоталами-ческих пищевых мотивациогенных центров (Иванов Е. И., 1982).

Проведенные нами исследования позволяют сделать вывод, что в естественных условиях при формировании конкурентного поведения животных на стадии афферентного синтеза важную роль в удовлетворении доминирующей биологической потребности играет иерархический статус особи. Анализ возбудимости активирующих отделов мезенцефалической ретикулярной формации показал достоверные различия этого показателя у доминантов и субдоминантов. Различия характера изменений рети-куло-кортикальных взаимоотношений при введении ЛЭ у доминантных и субдоминантных животных свидетельствуют об участии опиатных механизмов в формировании у животных различного иерархического ранга специфической корково-подкорковой интеграции пищевого мотивационного возбуждения.

Таким образом, анализ результатов проведенного исследования позволяет заключить, что в системной организации целенаправленного поведения животных иерархический статус животного в диаде уже на стадии афферентного синтеза путем специфической интеграции гетерохимических структур мозга определяет формирование пищевого конкурентного поведения доминантных и субдоминантных животных, организацию доминирующей в данных условиях мотивации и объединение различных структур мозга для ее реализации.

ВЫВОДЫ

1. В конкурирующих за пищу диадах крыс, в течение 5 дней устанавливаются стабильные иерархические отношения. По критерию результативности пищедобывания и соотношению показателей успешного завершения его промежуточных этапов вы-16

явлены доминантные и субдоминантные животные с различной степенью выраженности доминантно-подчиненных отношений в диадах.

2. Доминантные по пнщедобыванию животные по величине порога реакции десинхронизации ЭЭГ коры больших полушарий характеризуются более высокой возбудимостью ростральных отделов мезенцефалической ретикулярной формации.

3. Лей-энкефалин оказывает различное влияние на животных, занимающих лидирующее и подчиненное положение при конкуренции за пкщу. На фоне лей-энкефалина у доминантов наблюдается снижение результативности и изменение стратеги!! их пищедобывания с тенденцией к утрате доминирования в диаде. Пищсдобывательное поведение субдоминантов на фоне лей-энкефалина достоверно не изменяется: отмечена тенденция к повышению результативности пищедобывания у отдельных животных.

4. Лей-энкефалин различным образом изменяет корково-под-корковые взаимоотношения у доминантных и субдоминантных животных. На фоне лей-энкефалина отмечается угнетение активирующих влияний мезенцефалической ретикулярной формации на кору мозга у доминантов. У субдоминантов лей-энкефалин вызывает активацию спонтанной электрической активности коры мозга и усиление восходящих активирующих влияний мезенцефалической ретикулярной формации по критериям порога и длительности реакции десннхро::лзации ЭЭГ.

5. Эксперименты с использованием налоксона указывают на участие опиатных рецепторов в эффектах лей-энкефалина на конкурентное пищевое поведение в диадах крыс. Налоксон ослабляет эффект лей-энкефалина на результативность пище-добывательного поведения доминантов, не предотвращая влияния лей-энкефалина на иерархические взаимоотношения в диадах.

СПИСОК РЛЕОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Булгакова М. А. Изучение влияния лей-энкефалина на пищезое конкурентное поведение крыс.//Тезисы X советско-немецкой студенческой конференции го физиологии. — Москва, 1935. — С. 12.

2. Б у л г а к о а ;) М. А. Результативности иишеюго конкурентного по-ссденш 1."ыс при введении лей-эпкефллннп //VII Рсгоюзный семинар/Развитие гбще."1 тгории функциональных систем.— Москва, 1936.— С. 13.

3. Булгакова М. Д. Пищезое конкурент о„> поведение крыс при виедешш"лей-знкефгл:!:ш.//Ру. опксь дел. 1! ВИНИТИ 29 09.87 г. ДЬ 6897 В 27.

4. Булгакова М. А. Особенности корково-подкорковых взаимоотношений и изменение пише-ого конкурентного поведения крыс при введении лей-энкефалина.//Международный слм.тозпум/Интсгративная деятельность нейрона, молекулярные основы.— Моема, 1988.—С. 17.