Влияние сочетанного воздействия шума и вибрации на уровни гормонов стресса и поведенческие реакции животных

Введение. Профессия пожарных относится к экстремальным видам деятельности. При выполнении профессиональных задач пожарные подвергаются комбинированному и сочетанному воздействию комплекса неблагоприятных факторов, среди которых важное место занимают шум и вибрация, при этом вибрация значительно усиливает негативное воздействие шума. Шум относится и к наиболее часто встречающимся стресс-факторам, характеризующим экстремальные условия деятельности пожарных. Большое значение в изучении этих факторов имеют результаты эксперимента на животных, являющихся простейшей биомоделью человека.

Цель исследования — изучение уровней гормонов стресса и поведенческой активности животных при сочетанном воздействии шума и вибрации.

Материалы и методы. Исследование выполнено на 86 беспородных белых крысах-самцах 3-месячного возраста массой 230–250 г. Крысы были разделены на 2 группы: первая группа (43 крысы) подвергалась однократному воздействию шума и вибрации, вторая группа (43 крысы) подвергалась ежедневному воздействию в течение 14 дней. Процедуру виброакустического воздействия выполняли ежедневно по 4 ч при уровнях шума и вибрации, максимально приближенных к нагрузкам, встречающимся в реальных условиях при выполнении пожарными профессиональных задач. Проводили оценку изменений уровней трёх основных гормонов стресса (адреналин, норадреналин, кортизол) и особенностей поведения животных с помощью методик «Открытое поле», «Приподнятый крестообразный лабиринт», тест Порсолта.

Результаты. Полученные данные свидетельствуют о том, что виброакустическое воздействие на животных вызывает изменение уровней гормонов и показателей поведенческих реакций, выражающееся повышением уровня тревожности, снижением двигательной и исследовательской активности, развитием депрессивноподобных состояний. В группе однократного виброакустического воздействия эти показатели через сутки восстанавливаются до фоновых, в то время как в группе многократного виброакустического воздействия остаются изменёнными.

Ограничения исследования. Исследование было ограничено изучением основных показателей поведенческих реакций с использованием 3 методик и 3 основных гормонов стресса у 86 животных, произвольно разделённых на группы однократного и многократного виброакустического воздействия.

Заключение. Полученные данные могут быть применены при изучении отдалённых последствий воздействия вибрации и шума на организм пожарных.

Соблюдение этических стандартов. Исследование одобрено локальным этическим комитетом ФБУН «СЗНЦ гигиены и общественного здоровья» Роспотребнадзора, 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.

Участие авторов:
Крийт В.Е. — концепция и дизайн исследования, сбор материала и обработка данных, статистическая обработка, написание текста;
Сладкова Ю.Н. — сбор материала и обработка данных, написание текста;
Рейнюк В.Л. — редактирование;
Пятибрат А.О. — сбор материала и обработка данных, статистическая обработка.
Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

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

Финансирование. Исследование не имело финансовой поддержки.

Поступила: 17.05.2022 / Принята к печати: 04.08.2022 / Опубликована: 14.09.2022

1. Пакулев М.В., Федотов Я.О., Рыбин В.А. Влияние шума и вибраций на человека и окружающую среду. Наука и безопасность. 2015; (3): 2-7.

2. Абдрахманов Н.Х., Федосов А.В., Хамитова А.Н., Бадртдинова И.И., Матузов Г.Л. Основные аспекты оценки виброакустических факторов. Безопасность техногенных и природных систем. 2021; (3): 13-22. https://doi.org/10.23947/2541-9129-2021-3-13-22

3. Васильев А.В. Проблемы оценки сочетанного влияния шума и других физических факторов на здоровье человека. Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2012; 14(6-1): 158-65.

4. Аполлонский С.М. Особенности сочетанного воздействия на техносферу физических факторов волновой природы на электрифицированном железнодорожном транспорте. Транспортные системы и технологии. 2017; 3(1): 69-90.

5. Авалиани Т.В., Клюева Н.Н., Апраксина Н.К., Цикунов С.Г. Гендерные особенности поведения и липидного спектра у крыс в отдаленном периоде после вибрационного шума. Журнал эволюционной биохимии и физиологии. 2018; 54(2): 109-15.

6. Ляшенко В.Н. Оценка адаптационной реактивности организма крыс при действии вибрации. Новая наука: Стратегии и векторы развития. 2016; (118-3): 11-4.

7. Панков В.А., Кулешова М.В., Катаманова Е.В., Картапольцева Н.В. Влияние вибрации на функциональную активность нервной системы у животных в эксперименте. Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2013; (3-2): 113-9.

8. Тенетилова Л.А. Вредные факторы среды обитания в современных условиях. Вестник Орловского государственного аграрного университета. 2016; (5): 100-10.

9. Саматова И.М., Склянов Ю.И., Дубинина Н.Н., Попп Е.А., Саломеина Н.В. Структурная характеристика коры надпочечников беременных крыс при вибрационном воздействии разной продолжительности. Медицина и образование в Сибири. 2014; (3): 8.

10. Якимова Н.Л., Панков В.А., Лизарев А.В., Рукавишников В.С., Кулешова М.В., Катаманова Е.В. и др. Нейрофизиологические и морфологические эффекты воздействия вибрации в динамике постконтактного периода при экспериментальном моделировании. Медицина труда и промышленная экология. 2019; (5): 284-90. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2019-59-5-284-290

11. Шафран Л.М., Нехорошкова Ю.В. Комплексная гигиеническая оценка условий труда и трудового процесса пожарных-спасателей. Гигиена и санитария. 2015; 94(1): 77-82.

12. Рукавишников В.С., Колычева И.В., Дорогова В.Б., Бударина Л.А. Некоторые подходы к мониторингу условий труда и состояния здоровья пожарных. Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2005; (2): 7-14.

13. Рукавишников В.С., Колычева И.В. Медицина труда пожарных: итоги и перспективы исследований. Медицина труда и промышленная экология. 2007; (6): 1-5.

14. Абдулкина Н.Г., Зайцев К.В., Жукова О.Б., Гастюхина А.А., Воробьев В.А., Зайцев А.А. Ориентировочно-исследовательское поведение у крыс при вибрационно-шумовом воздействии. Медицина и образование в Сибири. 2015; (6): 52.

15. Колычева И.В. Актуальные вопросы медицины труда пожарных (обзор литературы). Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2005; (8): 133-8.

16. Дьякович М.П., Шевченко О.И. Медикопсихологические последствия воздействия факторов пожара на ОАО «Иркутсккабель» на пожарных ликвидаторов. Медицина труда и промышленная экология. 2008; (1): 29-35.

17. Смиловенко О.О., Курлович И.Г. Повышение безопасности труда пожарного-спасателя. Вестник Университета гражданской защиты МЧС Беларуси. 2017; 1(4): 459-67.

18. Валитова Н.Э., Хайретдинов И.А. Влияние стресс-факторов на производительность труда сотрудников подразделений пожарной охраны. Нефтегазовое дело. 2014; 12(1): 168-71.

19. Кошкаров В.С., Трошунин А.В. Влияние стресс-факторов на психику пожарных. В кн.: «Актуальные вопросы современной психологии»: материалы I международной научной конференции. Челябинск; 2011: 53-5.

20. Самохвалов И.М., Зачиняев Г.В., Андрюков Б.Г., Головко К.П., Апчел В.Я. Динамика эндокринного ответа при стресс-реакциях в хирургическом лечении калькулезного холецистита. Вестник Российской военно-медицинской академии. 2013; (3): 38-42.

21. Ковалев Г.И., Васильева Е.В., Салимов Р.М. Сравнение поведения мышей в тестах открытого поля, закрытого и приподнятого крестообразных лабиринтов с помощью факторного анализа. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2019; 69(1): 123-30. https://doi.org/10.1134/S0044467719010064

22. Анфилова М.Г., Додонова С.А., Алферова М.Е., Тенькова А.Н., Ворвуль А.О., Музалева Ю.А. и др. Изучение особенностей проведения теста Порсолта и его модификаций при доклинических исследованиях антидепрессантных и адаптогенных средств. В кн.: Материалы девятой международной дистанционной научной конференции, посвящённой 83-летию Курского государственного медицинского университета «Инновации в медицине». Курск; 2018: 7-12.

23. Чайка А.В., Коношенко Е.В., Хусаинов Д.Р., Шахматова В.И., Можаровская И.А., Черетаев И.В. Тест Порсолта как лонгитюдный метод оценки динамики эмоционального состояния крыс в модели хронического непредсказуемого умеренного стресса. Ученые записки Крымского федерального университета им. В.И. Вернадского. Биология. Химия. 2018; 4(2): 133-47.

24. Горлова А.В., Павлов Д.А., Ушакова В.М., Зубков Е.А., Морозова А.Ю., Иноземцев А.Н. и др. Динамика развития депрессивно-подобного состояния у крыс, стрессированных хроническим воздействием ультразвука переменных частот. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2017; 163(3): 271-4.