medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2026-105-6-675-681pxffuamedlit-5757Research ArticleПРОФИЛАКТИЧЕСКАЯ ТОКСИКОЛОГИЯ И ГИГИЕНИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕPREVENTIVE TOXICOLOGY AND HYGIENIC STANDARTIZATIONВлияние экспозиции торфяным дымом в ранний постнатальный период на поведение и электроэнцефалограмму взрослых крысEffects of peat smoke exposure during the early postnatal period on behavior and electroencephalogram in adult ratshttps://orcid.org/0000-0003-1052-4601СоседоваЛариса МихайловнаSosedovaLarisa M.

Доктор мед. наук, профессор, зав. лаб. биомоделирования и трансляционной медицины ФГБНУ ВСИМЭИ, 665826, Ангарск, Россия

e-mail: sosedlar@mail.ru

DSc (Medicine), professor, head, Laboratory of biomodeling and translational medicine, East-Siberian Institute of Medical and Ecological Research, Angarsk, 665826, Russian Federation

e-mail: sosedlar@mail.ru

sosedlar@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8165-8052ВокинаВера АлександровнаVokinaVera A.

Канд. биол. наук, ст. науч. сотр. лаб. биомоделирования и трансляционной медицины ФГБНУ ВСИМЭИ, 665826, Ангарск, Россия

e-mail: vokina.vera@gmail.com

PhD (Biology), senior researcher, Laboratory of biomodeling and translational medicine, East-Siberian Institute of Medical and Ecological Research, Angarsk, 665826, Russian Federation

e-mail: vokina.vera@gmail.com

vokina.vera@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-6012-0173ПанковаАнна АлександровнаPankovaAnna A.

Мл. науч. сотр. лаб. биомоделирования и трансляционной медицины ФГБНУ ВСИМЭИ, 665826, Ангарск, Россия

e-mail: anna.tropnikova.96@bk.ru

Junior researcher, Laboratory of biomodeling and translational medicine, East-Siberian Institute of Medical and Ecological Research, Angarsk, 665826, Russian Federation

e-mail: anna.tropnikova.96@bk.ru

anna.tropnikova.96@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0665-8060ТитовЕвгений АлексеевичTitovEvgeny A.

Канд. биол. наук, ст. науч. сотр. лаб. биомоделирования и трансляционной медицины, ФГБНУ ВСИМЭИ, 665826, Ангарск, Россия

e-mail: g57097@yandex.ru

PhD (Biology), senior researcher, Laboratory of biomodeling and translational medicine, East-Siberian Institute of Medical and Ecological Research, Angarsk, 665826, Russian Federation

e-mail: g57097@yandex.ru

g57097@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6100-6292НовиковМихаил АлександровичNovikovMikhail A.

Канд. биол. наук, ст. науч. сотр. лаб. биомоделирования и трансляционной медицины, ФГБНУ ВСИМЭИ, 665826, Ангарск, Россия

e-mail: novik-imt@mail.ru

PhD (Biology), senior researcher, Laboratory of biomodeling and translational medicine, East-Siberian Institute of Medical and Ecological Research, Angarsk, 665826, Russian Federation

e-mail: novik-imt@mail.ru

novik-imt@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1246-8327СавченковМихаил ФедосовичSavchenkovMikhail F.

Доктор мед. наук, профессор, академик РАН; профессор ФГБНУ ВСИМЭИ, 665826, Ангарск, Россия

e-mail: mfs36@mail.ru

DSc (Medicine), professor, academician of the RAS, Professor of East-Siberian Institute of Medical and Ecological Research, Angarsk, 665826, Russian Federation

e-mail: mfs36@mail.ru

mfs36@mail.ruФГБНУ «Восточно-Сибирский институт медико-экологических исследований»РоссияEast-Siberian Institute of Medical and Ecological ResearchRussian Federation2026310720261056675681Copyright © Соседова Л.М., Вокина В.А., Панкова А.А., Титов Е.А., Новиков М.А., Савченков М.Ф., 20262026Соседова Л.М., Вокина В.А., Панкова А.А., Титов Е.А., Новиков М.А., Савченков М.Ф.Sosedova L.M., Vokina V.A., Pankova A.A., Titov E.A., Novikov M.A., Savchenkov M.F.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjhas.ru/jour/article/view/5757Введение

Введение. Пребывание в раннем постнатальном периоде в очаге задымлённости от природных торфяных пожаров вызывает формирование широкого спектра патологических состояний, наименее изученными из которых остаются отдалённые эффекты воздействия дыма на центральную нервную систему (ЦНС).

Материалы и методы

Материалы и методы. Ингаляционное воздействие торфяным дымом на новорождённых крыс осуществляли в критические периоды онтогенеза – с 23-го по 27-й день жизни. Содержание СО составляло в ингаляционных камерах 21 (13; 28) мг/м³, РМ2,5 – 0,09 (0,04; 0,19) мг/м³. В возрасте трёх месяцев у крыс оценивали функциональное состояние ЦНС. Обследование включало в себя тестирование поведения животных в «открытом поле», оценку результатов электроэнцефалограммы (ЭЭГ) и гистологическое исследование коры головного мозга.

Результаты

Результаты. У самцов крыс наблюдали выраженное сокращение времени пребывания в центре арены и уменьшение площади исследования, что свидетельствовало об угнетении активно-поисковой составляющей поведения. По результатам ЭЭГ у самцов наблюдали снижение амплитудных характеристик ЭЭГ, происходившее в основном за счёт волн низкочастотного диапазона (дельта- и тета-ритмы), в то время как у самок крыс наблюдалось повышение амплитуды и индекса в большей степени за счёт быстроволновой активности бета-ритма. Изменений структуры нервной ткани не выявлено.

Ограничения исследования

Ограничения исследования. Данное исследование ограничено изучением взрослых половозрелых белых крыс, подвергавшихся воздействию торфяного дыма с 23-го по 27-й день жизни.

Заключение

Заключение. Воздействие торфяного дыма в постнатальный период приводит к нарушению видоспецифического поведения, амплитудно-частотных свойств суммарной биоэлектрической активности коры мозга у взрослых половозрелых белых крыс. Наиболее существенные сдвиги нарушения состояния ЦНС проявляются у самцов.

Соблюдение этических стандартов. Исследование одобрено локальным этическим комитетом ФГБНУ ВСИМЭИ (протокол № 32 от 10.01.2023 г.), проведено в соответствии с Европейской конвенцией о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях (ETS N 123), директивой Европейского парламента и Совета Европейского союза 2010/63/EC от 22.09.2010 г. о защите животных, использующихся для научных целей.

Вклад авторов

Вклад авторов: Соседова Л.М. – концепция и дизайн исследования, обзор литературы по теме статьи, написание текста; Вокина В.А. – концепция и дизайн исследования, проведение эксперимента, обработка, анализ и интерпретация данных, обзор литературы по теме статьи, написание текста; Панкова А.А. – проведение эксперимента, сбор и первичная обработка материала, статистическая обработка данных; Титов Е.А. – сбор и подготовка гистологических препаратов, обработка материала, статистическая обработка данных; Новиков М.А. – сбор и подготовка гистологических препаратов, обработка материала, статистическая обработка данных; Савченков М.Ф. ‒ редактирование, утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех её частей.

Конфликт интересов

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование

Финансирование. Работа выполнялась по плану НИР в рамках государственного задания.

Поступила

Поступила: 24.03.2026 / Поступила после доработки: 18.05.2026 / Принята к печати: 18.06.2026 / Опубликована: 31.07.2026

Introduction

Introduction. Exposure to smoke from natural peat fires during the early postnatal period leads to the development of a wide range of pathological conditions, among which the long-term effects of smoke on the central nervous system (CNS) remain the least studied.

Materials and methods

Materials and methods. Inhalation exposure of newborn rats to peat smoke was carried out during critical periods of ontogenesis – from the 23rd to the 27th day of life. The CO concentration in the inhalation chambers was 21 (13; 28) mg/m³, and the PM2.5 concentration was 0.09 (0.04; 0.19) mg/m³. At 3 months of age, the functional state of the CNS was assessed in the rats. The examination included open field behavioral testing, EEG recording, and histological examination of the cerebral cortex.

Results

Results. Males exhibited a sharp reduction in time spent in the center of the arena and a decrease in the exploratory area, indicating suppression of the active-searching component of behavior. EEG results in males showed a decrease in EEG amplitude characteristics, primarily due to waves in the low-frequency range (delta and theta rhythms). In females, conversely, an increase in amplitude and index was observed, largely due to fast-wave beta rhythm activity. No changes in nervous tissue structure were detected.

Limitations

Limitations. This study is limited to adult sexually mature white rats exposed to peat smoke from 23rd to 27th postnatal day.

Conclusion

Conclusion. Exposure to peat smoke in the early postnatal period leads to impairments in species-specific behavior and the amplitude-frequency properties of the total bioelectrical activity of the cerebral cortex in adult sexually mature rats. The most significant shifts in CNS impairment are observed in male white rats.

Compliance with ethical standards. The study was approved by the Local Ethics Committee of the East-Siberian Institute of Medical and Ecological Research (Protocol No. 32 dated 01/10/2023) and was conducted in accordance with the European Convention for the Protection of Vertebrate Animals used for Experimental and Other Scientific Purposes (ETS No. 123) and Directive 2010/63/EU of the European Parliament and of the Council of the European Union of September 22, 2010 on the protection of animals used for scientific purposes.

Contributions

Contributions: Sosedova L.M. – study concept and design, literature review, manuscript writing; Vokina V.A. – study concept and design, experiment conduction, data processing, analysis and interpretation, literature review, manuscript writing; Pankova A.A. – experiment conduction, data collection and primary processing, statistical analysis; Titov E.A. – histological specimen preparation and processing, data processing, statistical analysis; Novikov M.A. – histological specimen preparation and processing, data processing, statistical analysis; Savchenkov M.F. – editing, approval of the final version of the manuscript, responsibility for the integrity of all parts of the manuscript.

Conflict of interest

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

Funding

Funding. The study had no sponsorship.

Received

Received: March 24, 2026 / Revised: May 18, 2026 / Accepted: June 18, 2026 / Published: July 31, 2026

торфяной дымкрысыпостнатальный периодцентральная нервная системаповедениеpeat smokeratspostnatal periodcentral nervous systembehaviorReferencesSchultz E.S., Hallberg J., Bellander T., Bergström A., Bottai M., Chiesa F., et al. Early-life exposure to traffic-related air pollution and lung function in adolescence. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2016; 193(2): 171–7. https://doi.org/10.1164/rccm.201505-0928OC https://elibrary.ru/ywshfdSchultz E.S., Hallberg J., Bellander T., Bergström A., Bottai M., Chiesa F., et al. Early-life exposure to traffic-related air pollution and lung function in adolescence. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2016; 193(2): 171–7. https://doi.org/10.1164/rccm.201505-0928OC https://elibrary.ru/ywshfdKünzli N., Avol E., Wu J., Gauderman W.J., Rappaport E., Millstein J., et al. Health effects of the 2003 Southern California wildfires on children. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2006; 174(11): 1221–8. https://doi.org/10.1164/rccm.200604-519OCKünzli N., Avol E., Wu J., Gauderman W.J., Rappaport E., Millstein J., et al. Health effects of the 2003 Southern California wildfires on children. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2006; 174(11): 1221–8. https://doi.org/10.1164/rccm.200604-519OCReid C.E., Maestas M.M. Wildfire smoke exposure under climate change: impact on respiratory health of affected communities. Curr. Opin. Pulm. Med. 2019; 25(2): 179–87. https://doi.org/10.1097/MCP.0000000000000552Reid C.E., Maestas M.M. Wildfire smoke exposure under climate change: impact on respiratory health of affected communities. Curr. Opin. Pulm. Med. 2019; 25(2): 179–87. https://doi.org/10.1097/MCP.0000000000000552Rebuli M.E., Speen A.M., Martin E.M., Addo K.A., Pawlak E.A., Glista-Baker E., et al. Wood smoke exposure alters human inflammatory responses to viral infection in a sex-specific manner. A randomized, placebo-controlled study. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2019; 199(8): 996–1007. https://doi.org/10.1164/rccm.201807-1287OCRebuli M.E., Speen A.M., Martin E.M., Addo K.A., Pawlak E.A., Glista-Baker E., et al. Wood smoke exposure alters human inflammatory responses to viral infection in a sex-specific manner. A randomized, placebo-controlled study. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2019; 199(8): 996–1007. https://doi.org/10.1164/rccm.201807-1287OCBurbank A.J., Sood A.K., Kesic M.J., Peden D.B., Hernandez M.L. Environmental determinants of allergy and asthma in early life. J. Allergy Clin. Immunol. 2017; 140(1): 1–12. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2017.05.010 https://elibrary.ru/yiunqcBurbank A.J., Sood A.K., Kesic M.J., Peden D.B., Hernandez M.L. Environmental determinants of allergy and asthma in early life. J. Allergy Clin. Immunol. 2017; 140(1): 1–12. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2017.05.010 https://elibrary.ru/yiunqcЕфимова Н.В., Абраматец Е.А., Тихонова И.В. Влияние химического фактора на здоровье детей с учетом ранних этапов онтогенеза. Гигиена и санитария. 2014; 93(6): 83–6. https://elibrary.ru/tfaoalEfimova N.V., Abramatets E.A., Tikhonova I.V. The impact of the chemical factor on children’s health with account of the early stages of ontogenesis. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2014; 93(6): 83–6. https://elibrary.ru/tfaoal (in Russian)Вокина В.А., Андреева Е.С., Новиков М.А., Соседова Л.М. Устройство для моделирования интоксикации у мелких лабораторных животных продуктами горения биомассы. Патент РФ № 213283 U1; 2022. https://elibrary.ru/rvksgfVokina V.A., Andreeva E.S., Novikov M.A., Sosedova L.M. A device for simulating intoxication in small laboratory animals by biomass combustion products. Patent RF № 213283 U1; 2022. https://elibrary.ru/rvksgf (in Russian)О санитарно-эпидемиологическом состоянии территорий Российской Федерации, пострадавших от пожара, и мерах, принимаемых Роспотребнадзором по состоянию на 9 августа 2010 года. Available at: https://37.rospotrebnadzor.ru/document/1190/On the sanitary and epidemiological state of the territories of the Russian Federation affected by the fire and the measures taken by Rospotrebnadzor as of August 9, 2010. Available at: https://37.rospotrebnadzor.ru/document/1190/ (in Russian)Kulikov A.V., Tikhonova M.A., Kulikov V.A. Automated measurement of special preference in the open field test with transmitted lighting. J. Neurosci. Meth. 2008; 170(2): 345–51. https://doi.org/10.1016/j.jneumeth.2008.01.024 https://elibrary.ru/lljlzhKulikov A.V., Tikhonova M.A., Kulikov V.A. Automated measurement of special preference in the open field test with transmitted lighting. J. Neurosci. Meth. 2008; 170(2): 345–51. https://doi.org/10.1016/j.jneumeth.2008.01.024 https://elibrary.ru/lljlzhLiu J.C., Peng R.D. The impact of wildfire smoke on compositions of fine particulate matter by ecoregion in the Western US. J. Expo Sci. Environ. Epidemiol. 2019; 29(6): 765–76. https://doi.org/10.1038/s41370-018-0064-7 https://elibrary.ru/oivrwnLiu J.C., Peng R.D. The impact of wildfire smoke on compositions of fine particulate matter by ecoregion in the Western US. J. Expo Sci. Environ. Epidemiol. 2019; 29(6): 765–76. https://doi.org/10.1038/s41370-018-0064-7 https://elibrary.ru/oivrwnLelieveld J., Pozzer A., Pöschl U., Fnais M., Haines A., Münzel T. Loss of life expectancy from air pollution compared to other risk factors: a worldwide perspective. Cardiovasc. Res. 2020; 116(11): 1910–7. https://doi.org/10.1093/cvr/cvaa025 https://elibrary.ru/wokkfkLelieveld J., Pozzer A., Pöschl U., Fnais M., Haines A., Münzel T. Loss of life expectancy from air pollution compared to other risk factors: a worldwide perspective. Cardiovasc. Res. 2020; 116(11): 1910–7. https://doi.org/10.1093/cvr/cvaa025 https://elibrary.ru/wokkfkDe Florio-Barker S., Crooks J., Reyes J., Rappold A.G. Cardiopulmonary effects of fine particulate matter exposure among older adults, during wildfire and non-wildfire periods, in the United States 2008–2010. Environ. Health Perspect. 2019; 127(3): 37006. https://doi.org/10.1289/EHP3860De Florio-Barker S., Crooks J., Reyes J., Rappold A.G. Cardiopulmonary effects of fine particulate matter exposure among older adults, during wildfire and non-wildfire periods, in the United States 2008–2010. Environ. Health Perspect. 2019; 127(3): 37006. https://doi.org/10.1289/EHP3860Haikerwal A., Akram M., Del Monaco A., Smith K., Sim M.R., Meyer M., et al. Impact of fine particulate matter (PM2.5) exposure during wildfires on cardiovascular health outcomes. J. Am. Heart. Assoc. 2015; 4(7): e001653. https://doi.org/10.1161/JAHA.114.001653Haikerwal A., Akram M., Del Monaco A., Smith K., Sim M.R., Meyer M., et al. Impact of fine particulate matter (PM2.5) exposure during wildfires on cardiovascular health outcomes. J. Am. Heart. Assoc. 2015; 4(7): e001653. https://doi.org/10.1161/JAHA.114.001653Wright R.J., Brunst K.J. Programming of respiratory health in childhood: influence of outdoor air pollution. Curr. Opin. Pediatr. 2013; 25(2): 232–9. https://doi.org/10.1097/MOP.0b013e32835e78ccWright R.J., Brunst K.J. Programming of respiratory health in childhood: influence of outdoor air pollution. Curr. Opin. Pediatr. 2013; 25(2): 232–9. https://doi.org/10.1097/MOP.0b013e32835e78ccМахмудова Н.Ш. ЭЭГ зрительной и сенсомоторной областей коры головного мозга крысят раннего возраста, перенесших влияние гипокинезии в зародышевый период пренатального развития. Международный научно-исследовательский журнал. 2016; (3–3): 23–8. https://doi.org/10.18454/IRJ.2016.45.072 https://elibrary.ru/vowxtfMahmudova N.Sh. EEG of visual and sensorimotor cerebral cortex of the infant rats of early age who transferred influence of a hypokinesia to the germinal period of prenatal development. Mezhdunarodnyi nauchno-issledovatel’skii zhurnal. 2016; (3–3): 23–8. https://doi.org/10.18454/IRJ.2016.45.072 https://elibrary.ru/vowxtf (in Russian)Западнюк И.П., Западнюк В.И., Захария Е.А., Западнюк Б.В. Лабораторные животные. Разведение, содержание, использование в эксперименте. Киев: Вища школа; 1983.Zapadnyuk I.P., Zapadnyuk V.I., Zakhariya E.A., Zapadnyuk B.V. Laboratory Animals. Breeding, Maintenance, and Use in Experiments [Laboratornye zhivotnye. Razvedenie, soderzhanie, ispol’zovanie v eksperimente]. Kiev: Vishcha shkola; 1983. (in Russian)Кассиль В.Г., Отеллин В.А., Хожай Л.И., Косткин В.Б. Критические периоды развития головного мозга. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2000; 86(11): 1418–25. https://elibrary.ru/mpewvfKassil V.G., Otellin V.A., Khozhaǐ L.I., Kostkin V.B. Critical phases of the brain development. Rossiiskii fiziologicheskii zhurnal im. I.M. Sechenova. 2000; 86(11): 1418–25. https://elibrary.ru/mpewvf (in Russian)Land S.C., Wilson S.M. Redox regulation of lung development and perinatal lung epithelial function. Antioxid. Redox Signal. 2005; 7(1–2): 92–107. https://doi.org/10.1089/ars.2005.7.92Land S.C., Wilson S.M. Redox regulation of lung development and perinatal lung epithelial function. Antioxid. Redox Signal. 2005; 7(1–2): 92–107. https://doi.org/10.1089/ars.2005.7.92Kajekar R. Environmental factors and developmental outcomes in the lung. Pharmacol. Ther. 2007; 114(2): 129–45. https://doi.org/10.1016/j.pharmthera.2007.01.011 https://elibrary.ru/mkptytKajekar R. Environmental factors and developmental outcomes in the lung. Pharmacol. Ther. 2007; 114(2): 129–45. https://doi.org/10.1016/j.pharmthera.2007.01.011 https://elibrary.ru/mkptytKorten I., Ramsey K., Latzin P. Air pollution during pregnancy and lung development in the child. Paediatr. Respir. Rev. 2017; 21: 38–46. https://doi.org/10.1016/j.prrv.2016.08.008Korten I., Ramsey K., Latzin P. Air pollution during pregnancy and lung development in the child. Paediatr. Respir. Rev. 2017; 21: 38–46. https://doi.org/10.1016/j.prrv.2016.08.008Dugershaw B.B., Aengenheister L., Hansen S.S.K., Hougaard K.S., Buerki-Thurnherr T. Recent insights on indirect mechanisms in developmental toxicity of nanomaterials. Part. Fibre Toxicol. 2020; 17(1): 3. https://doi.org/10.1186/s12989-020-00359-x https://elibrary.ru/xykkvjDugershaw B.B., Aengenheister L., Hansen S.S.K., Hougaard K.S., Buerki-Thurnherr T. Recent insights on indirect mechanisms in developmental toxicity of nanomaterials. Part. Fibre Toxicol. 2020; 17(1): 3. https://doi.org/10.1186/s12989-020-00359-x https://elibrary.ru/xykkvjVeras M.M., de Oliveira Alves N., Fajersztajn L., Saldiva P. Before the first breath: prenatal exposures to air pollution and lung development. Cell Tissue Res. 2017; 367(3): 445–55. https://doi.org/10.1007/s00441-016-2509-4 https://elibrary.ru/ssecpqVeras M.M., de Oliveira Alves N., Fajersztajn L., Saldiva P. Before the first breath: prenatal exposures to air pollution and lung development. Cell Tissue Res. 2017; 367(3): 445–55. https://doi.org/10.1007/s00441-016-2509-4 https://elibrary.ru/ssecpqРедина О.Е., Смоленская С.Э., Маркель А.Л. Генетический контроль поведения крыс НИСАГ в тесте открытого поля. Генетика. 2022; 58(7): 773–85. https://doi.org/10.31857/S0016675822070141 https://elibrary.ru/bksyvtRedina O.E., Smolenskaya S.E., Markel A.L. Genetic control of the behavior of ISIAH rats in the open field test. Russian Journal of Genetics. 2022; 58(7): 791–803. https://doi.org/10.1134/s1022795422070146 https://elibrary.ru/etfjjuApukhtin K.V., Shevlyakov А.D., Kotova М.M., Amikishiev S.V., Riga V.D., Volgin A.D., et al. Analysis of rodent grooming and its microstructure in modern neurobiological studies. J. Evol. Biochem. Phys. 2024; 60(3): 1125–43. https://doi.org/10.1134/S0022093024030219 https://elibrary.ru/oqqhziApukhtin K.V., Shevlyakov А.D., Kotova М.M., Amikishiev S.V., Riga V.D., Volgin A.D., et al. Analysis of rodent grooming and its microstructure in modern neurobiological studies. J. Evol. Biochem. Phys. 2024; 60(3): 1125–43. https://doi.org/10.1134/S0022093024030219 https://elibrary.ru/oqqhzi

The authors declare that there are no conflicts of interest present.