Дата публикации: 01.09.2025
DOI: 10.24412/2588-0500-2025_09_03_19
УДК 612
ПОВЕДЕНЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ МЫШЕЙ ЛИНИИ ICR (СD1) НА ФОНЕ ВЫСОКОЖИРОВОЙ ДИЕТЫ И ДИЕТЫ С ПОВЫШЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ КЛЕТЧАТКИ
В.А. Шепилова1, О.П. Иккерт1, А.В. Кабачкова1,2
1Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский государственный университет», г. Томск, Россия
2Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Томск, Россия
Аннотация. Введение. В работе представлены результаты исследования влияния различных типов диет на поведенческую активность мышей линии ICR (СD1). Методы. Были сформированы три группы по пять голов в каждой: первая группа– стандартная диета (массовая доля жира не более 6%), вторая группа– диета с высоким содержанием жиров (включение 40% насыщенных жиров), третья группа – диета с высоким содержанием клетчатки (включение 40% нерастворимой клетчатки). Оценка двигательной и ориентировочно-исследовательской активности животных, эмоциональный статус, врожденных рефлексов, а также степень неврологического дефицита у мышей проводилась с помощью методов «отрытое поле», шкала Гарсия и наблюдением в домашней клетке. Результаты. В обеих экспериментальных группах наблюдалось снижение двигательной и ориентировочно-исследовательской активности, увеличение тревожного поведения и неврологический дефицит к третьей неделе исследования. На шестой неделе часть показателей восстановилась, однако при высокожировой диете негативные эффекты были наиболее выражены. Заключение. Изменение состава диеты влияет на поведенческую активность и психоэмоциональное состояние мышей, вероятно, через модуляцию оси «кишечник-мозг».
Ключевые слова: открытое поле, домашняя клетка, ось «головной мозг-кишечник», шкала Гарсия, стресс.
BEHAVIORAL ACTIVITY OF ICR (CD1) MICE ON A HIGH-FAT DIET AND A HIGH-FIBER DIET
V.A. Shepilova1, O.P. Ikkert1, A.V. Kabachkova1,2
1National Research Tomsk State University, Tomsk, Russia
2Siberian State Medical University, Tomsk, Russia
Abstract. Introduction. The study presents the results of the research on the effect of different types of diet on the behavioral activity of ICR (CD1) mice. Methods. Three groups of five mice each were formed: the first group – standard diet (fat content no more than 6%), the second group – high-fat diet (40% saturated fats), the third group – high-fiber diet (40% insoluble fiber). The assessment of motor and exploratory activity, emotional status, several innate reflexes, and the degree of neurological deficit in mice was conducted with the open field test, Garcia scale, and observation in the home cage. Results. In both experimental groups, we have registered reduced motor and exploratory activity, an increased anxious behavior, and neurological deficits by the third week of the study. By the sixth week, some indices recovered, but in case of the high-fat diet, the negative effects were most pronounced. Conclusion. Changes in diet composition affect the behavioral activity and psychoemotional state of mice, likely through modulation of the gut-brain axis.
Keywords: open field, home cage, the brain-intestine axis, Garcia scale, stress.
Введение. Корректировка диеты является важным звеном в комплексе профилактических мероприятий, направленных на снижение риска развития неинфекционных заболеваний (например, заболеваний сердечно-сосудистой системы [1], желудочно-кишечного тракта [2], сахарного диабета 2 типа [3], а также тревожных расстройств [4]). Наряду с этим исследователи обращают внимание на связь между метаболическими и когнитивными нарушениями, имеющими неоднозначное трактование. Так, одни авторы рассматривают когнитивные нарушения как фактор риска развития ожирения, другие, напротив, рассматривают ожирение как фактор риска возникновения когнитивных нарушений [5]. Независимо от первопричины наличие ожирения и сахарного диабета 2 типа в анамнезе как провоцирует, так и усугубляет когнитивные дисфункции [6]. Показано, что наиболее эффективной мерой профилактики и лечения является ограничение рациона питания, в первую очередь за счет гипокалорийных диет [7]. При этом остается вопрос, будет ли диета оказывать аналогичный профилактический эффект у лиц без сопутствующего ожирения и сахарного диабета 2 типа, а также какова роль отдельных нутриентов.
Цель – оценить поведенческую активность мышей-самцов линии ICR (CD1) на фоне высокожировой диеты и диеты с повышенным содержанием клетчатки.
Методы и организация исследования. Животные и условия их содержания. Экспериментальное исследование было выполнено на 15 аутбредных половозрелых мышах-самцах линии ICR (CD1) (возраст – 12 недель, масса – 25-30 г), полученных из вивария Научно-исследовательского института фармакологии и регенеративной медицины имени Е.Д. Гольдберга Томского национального исследовательского медицинского центра Российской академии наук.
В период адаптации и последующего эксперимента животные содержались в стандартных условиях вивария по 5 голов в клетке в соответствии с правилами содержания и ухода за лабораторными грызунами (температура воздуха в виварии – 21-24 °С, относительная влажность – 30-70%, световой режим – 12:12 часов по циклу «темнота:свет» с выключением искусственного освещения в 21:00). Животные обеспечивались кормом согласно условиям эксперимента. В соответствии с Директивой 2010/63/EU Европейского Парламента и Совета Европейского Союза по охране животных, используемых в научных целях, от 22 сентября 2010 г. животные были эвтаназированы помещением в СО2-камеру в условиях постепенного заполнения камеры диоксидом углерода.
Дизайн исследования представлен на рисунке 1. Первые 14 суток животные находились в условиях карантина с ежедневным внешним осмотром и оценкой их состояния. Животных ежедневно подвергали процедуре хэндлинга для предотвращения стрессорной реакции на последующие экспериментальные процедуры. Экспериментальные и контрольная группы формировались по истечению карантинного периода с использованием случайного распределения. Таким образом были выделены три группы по пять голов в каждой: контрольная группа (КГ) – стандартная диета (массовая доля жира не более 6%), экспериментальная группа с введенной в рацион диетой с высоким содержанием жиров (ЭГ-Ж) (включение 40% насыщенных жиров), экспериментальная группа с введенной в рацион диетой с высоким содержанием клетчатки (ЭГ-К) (включение 40% нерастворимой клетчатки). Характеристика корма представлена в таблице 1. Продолжительность исследования – 6 недель. Ежедневно регистрировали количество съеденной пищи и выпитой жидкости каждой группой, внешний вид, физическую активность, состояние стула и изменения в поведении. Мышей взвешивали еженедельно. Все исследовательские манипуляции выполняли согласно стандартным условиям тестирования и соответствующей подготовки в один и тот же период суток для сведения к минимуму влияния суточных биоритмов на результаты.
Для оценки стереотипного поведения мышей использовали тест «Открытое поле». Результаты тестирования позволяют оценить тревожность животных на основе показателей их подвижности. Была использована экспериментальная установка – камера размером 40×40 см, выполненная из пластика серого цвета с высотой стенок 20 см и прозрачной крышкой. Дно камеры было разлиновано на 16 равных квадратов (10×10 см) – 12 периферических и 4 центральных. Эксперимент начинали с помещения животного на один из периферийных квадратов открытого поля и завершали по истечении пяти минут. В результате наблюдения за поведением животных в камере оценивали двигательную (горизонтальную) и ориентировочно-исследовательскую (вертикальную) активности, эмоциональную реакцию животных. При визуальной регистрации горизонтальной активности учитывали перемещение животного по дну камеры по любой траектории. За единицу горизонтального движения принимали пересечение одного квадрата всеми четырьмя лапами или двух смежных квадратов. Отдельно подсчитывали количество пересеченных секторов в периферической и центральной зонах. Ориентировочно-исследовательскую активность оценивали путем общего подсчета всех вертикальных стоек: пристеночных (с опорой передних лап на стенку камеры) и свободных (без опоры, когда передние лапы остаются на весу), в том числе о выраженности исследовательского инстинкта судили по количеству пересеченных периферических квадратов. Для определения эмоционального статуса животного подсчитывали количество реакций замираний (фризинг), груминг (умывание), вегетативные проявления в виде актов дефекаций и меток уринации, а также количество пересеченных секторов в центральной зоне.

Рис. 1. Дизайн исследования
Таблица 1
Характеристика корма
|
Компонент, % |
Стандартная диета |
Диета с высоким содержанием жиров |
Диета с высоким содержанием клетчатки |
|
Сырой протеин |
19 |
19 |
19 |
|
Сырой жир |
6 |
6 |
6 |
|
Сырая клетчатка |
5,8 |
5,8 |
5,8 |
|
Лизин |
1 |
1 |
1 |
|
Метионин, цистин |
0,6 |
0,6 |
0,6 |
|
Кальций |
0,9 |
0,9 |
0,9 |
|
Фосфор |
0,6 |
0,6 |
0,6 |
|
Натрий |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
|
Витамины, микроэлементы |
+ |
+ |
+ |
|
Антиоксиданты |
+ |
+ |
+ |
|
Насыщенные жиры |
нет |
40 |
нет |
|
Нерастворимая клетчатка |
нет |
нет |
40 |
|
Группа |
КГ |
ЭГ-Ж |
ЭГ-К |
Примечание: КГ – контрольная группа (стандартная диета); ЭГ-Ж – диета с высоким содержанием жиров; ЭГ-К – диета с высоким содержанием клетчатки.
Шкала Гарсия. Для комплексной оценки двигательной и чувствительной сферы, координации движений и общей двигательной активности использовали шкалу Гарсия. Для этого регистрировали шесть параметров: спонтанная двигательная активность (в клетке), симметричность движений четырех конечностей, симметричность вытягивания передних лап при подвешивании животных за хвост, лазание по решетчатой стенке в клетке, реакция на прикосновение к каждой стороне тела мыши и к вибриссам. Каждый параметр согласно шкале оценивали в баллах от 0 до 3. Максимальное количество баллов – 18.
Наблюдение за поведением животного в клетке. Во избежание излишней психоэмоциональной нагрузки на животных, обусловленной длительностью эксперимента и множественностью исследовательских манипуляций, использовали неинвазивные методы оценки благополучия животных в домашней клетке – оценка гнездового поведения (рефлекс гнездования, интегрирование гнездового материала в гнездо и изгрызание стакана), реакция на новый объект и реакция на звуковой раздражитель.
Статистический анализ данных. Размер выборки предварительно не рассчитывался. Полученные данные обрабатывали с использованием PSPP. Для сравнения средних значений трех выборок использовали однофакторный дисперсионный анализ (One-way ANOVA) с последующим апостериорным сравнением по критерию Фишера (F). Для анализа повторных измерений использовали непараметрический критерий Фридмана (Friedman test). Статистически значимыми считали различия при p<0,05.
Результаты исследования и их обсуждение. Масса тела и прием пищи. К концу эксперимента мыши во всех группах набрали вес. Максимальный прирост отмечен в группах с высоким содержанием жира и клетчатки, прирост на 15% и 14% от начального измерения (табл. 2). В контрольной группе вес мышей также увеличился на 10%. Статистически значимых различий в объеме съеденного корма в группах не выявлено (за норму принимали 100%: 10 г пищи на 1 мышь в день) – в среднем 55-65%.
Таблица 2
Вес тела мышей в наблюдаемых группах
|
Группа |
Неделя |
P1 |
||||||
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
||
|
КГ |
34,3±1,2 |
38,8±0,1 |
39,6±1,5 |
39,0±1,7 |
39,0±1,7 |
40,7±0,6 |
37,7±4,2 |
0,238 |
|
ЭГ-Ж |
35,5±2,6 |
37,8±2,9 |
38,8±4,6 |
41,0±1,4 |
37,8±3,9 |
42,4±4,0 |
40,8±2,6 |
0,025 |
|
ЭГ-К |
30,7±2,5 |
33,9±3,2 |
35,4±2,5 |
33,2±2,3 |
34,3±3,2 |
36,7±2,9 |
35,0±2,6 |
0,037 |
|
F |
4,02 |
3,03 |
1,29 |
16,71 |
1,74 |
3,02 |
2,90 |
|
|
P2 |
0,069 |
0,113 |
0,334 |
0,002 |
0,244 |
0,113 |
0,121 |
|
Примечание: КГ – контрольная группа (стандартная диета); ЭГ-Ж – диета с высоким содержанием жиров; ЭГ-К – диета с высоким содержанием клетчатки; p1 – уровень статистической значимости при использовании критерия Фридмана; p2 – уровень статистической значимости при использовании однофакторного дисперсионного анализа; F – критерий Фишера.
Оценка поведенческих реакций мышей в тесте «Открытое поле». Все регистрируемые параметры при проведении теста «Открытое поле» до начала эксперимента во всех выделенных группах не имели статистически значимых различий, что подтверждает однородность этих групп. Горизонтальную двигательную активность животных отражает пересечение периферических и центральных квадратов. На третьей и шестой неделях эксперимента наблюдались статистически значимые различия во всех группах (табл. 3). При этом на третьей неделе уменьшилось число пересеченных квадратов на периферии в группах ЭГ-Ж и ЭГ-К, а на шестой – этот параметр увеличился. Аналогичная ситуация наблюдалась при оценке пересечений центральных квадратов (табл. 4). Так, в центральной зоне на третьей неделе обе экспериментальные группы демонстрировали низкую двигательную активность по сравнению с КГ. На шестой неделе данный показатель возрос, хотя и не достиг исходных значений. При этом в КГ на шестой неделе количество пересечений центральных квадратов при проведении теста превышал исходные значения почти в три раза, что может быть следствием привыкания животных к условиям тестирования. Вертикальная двигательная активность на протяжении всего эксперимента имела статистически значимые различия во всех группах (табл. 5). В частности, в КГ количество вертикальных стоек увеличилось в два раза на шестой неделе эксперимента. Как и в случае горизонтальной двигательной активности это может быть следствием привыкания животных к условиям тестирования. В обеих экспериментальных группах на третьей неделе наблюдалось значительное снижение общих вертикальных стоек по сравнению с КГ. На шестой неделе эксперимента исследуемый показатель возрастал. При этом в группе ЭГ-К он достоверно превышал исходные значения (прирост до 30%) в отличие от ЭГ-Ж, где количество вертикальных стоек снизилось на 30%. Статистически значимое увеличение числа актов короткого груминга наблюдалось у животных в группах ЭГ-Ж и ЭГ-К на третьей неделе эксперимента с последующим снижением на шестой неделе. В частности количество актов короткого груминга на третьей неделе осталось неизменным в КГ, в два раза увеличилось у мышей ЭГ-К и в три раза – ЭГ-Ж. На начало эксперимента у мышей во всех группах фризинг не был зафиксирован. На третьей и шестой неделях фризинг наблюдался у мышей экспериментальных групп. Как и прочие показатели теста «Открытое поле», количество замираний в ЭГ-Ж (в среднем 6 замираний) и в ЭГ-К (в среднем 4 замирания) достигало своего максимального значения на третьей неделе и снижалось в два раза на шестой. Статистически значимых различий в количестве актов дефекации и уринации во всех наблюдаемых группах не было выявлено – до 3 болюсов и не более 1 метки во время тестирования.
Таблица 3
Количество пересечений периферических квадратов при проведении теста «Открытое поле» в наблюдаемых группах
|
Группа |
Неделя |
P1 |
||
|
0 |
3 |
6 |
||
|
КГ |
55,75±5,74 |
55,25±0,96 |
72,25±23,64 |
0,368 |
|
ЭГ-Ж |
53,75±2,87 |
28,25±2,22 |
39,75±6,95 |
0,018 |
|
ЭГ-К |
53,00±6,78 |
34,75±2,22 |
55,75±5,19 |
0,039 |
|
F |
0,28 |
221,67 |
5,00 |
|
|
P2 |
0,763 |
0,001 |
0,035 |
|
Примечание: КГ – контрольная группа (стандартная диета); ЭГ-Ж – диета с высоким содержанием жиров; ЭГ-К – диета с высоким содержанием клетчатки; p1 – уровень статистической значимости при использовании критерия Фридмана; p2 – уровень статистической значимости при использовании однофакторного дисперсионного анализа; F – критерий Фишера.
Таблица 4
Количество пересечений центральных квадратов при проведении теста «Открытое поле» в наблюдаемых группах
|
Группа |
Неделя |
P1 |
||
|
0 |
3 |
6 |
||
|
КГ |
7,50±0,58 |
7,75±0,50 |
21,25±2,06 |
0,038 |
|
ЭГ-Ж |
7,25±0,96 |
3,50±0,58 |
5,25±0,50 |
0,018 |
|
ЭГ-К |
7,25±0,96 |
6,50±0,58 |
9,25±0,96 |
0,057 |
|
F |
0,12 |
62,45 |
153,60 |
|
|
P2 |
0,892 |
0,001 |
0,001 |
|
Примечание: КГ – контрольная группа (стандартная диета); ЭГ-Ж – диета с высоким содержанием жиров; ЭГ-К – диета с высоким содержанием клетчатки; p1 – уровень статистической значимости при использовании критерия Фридмана; p2 – уровень статистической значимости при использовании однофакторного дисперсионного анализа; F – критерий Фишера.
Таблица 5
Количество вертикальных стоек при проведении теста «Открытое поле» в наблюдаемых группах
|
Группа |
Неделя |
P1 |
||
|
0 |
3 |
6 |
||
|
КГ |
14,75±1,50 |
14,00±1,41 |
28,75±0,96 |
0,038 |
|
ЭГ-Ж |
13,75±0,50 |
7,00±0,82 |
9,75±0,96 |
0,018 |
|
ЭГ-К |
13,75±0,96 |
9,50±0,58 |
17,75±1,71 |
0,018 |
|
F |
1,17 |
50,33 |
229,89 |
|
|
P2 |
0,353 |
0,001 |
0,001 |
|
Примечание: КГ – контрольная группа (стандартная диета); ЭГ-Ж – диета с высоким содержанием жиров; ЭГ-К – диета с высоким содержанием клетчатки; p1 – уровень статистической значимости при использовании критерия Фридмана; p2 – уровень статистической значимости при использовании однофакторного дисперсионного анализа; F – критерий Фишера.\
Оценка неврологического дефицита у мышей по шкале Гарсия. По шкале Гарсия животные во всех опытных группах соответствовали параметрам здоровых – 17-18 баллов. На третьей неделе исследования в обеих экспериментальных группах наблюдалось статически значимое снижение суммарного балла (табл. 6). Более выраженное снижение (до 30%) было зафиксировано в группе ЭГ-Ж. На шестой неделе суммарный балл по шкале повысился в обеих экспериментальных группах, но не достиг первоначальных значений. Развернутое описание результатов оценивания по шкале Гарсия представлено в таблице 7.
Таблица 6
Величина суммарного балла по шкале Гарсия в наблюдаемых группах
|
Группа |
Неделя |
P1 |
||
|
0 |
3 |
6 |
||
|
КГ |
18,0±0,0 |
17,2±0,4 |
17,8±0,4 |
0,059 |
|
ЭГ-Ж |
17,5±0,5 |
12,6±1,9 |
13,6±3,1 |
0,015 |
|
ЭГ-К |
18,0±0,0 |
15,4±2,1 |
16,8±1,2 |
0,024 |
|
F |
1,23 |
9,71 |
5,47 |
|
|
P2 |
0,385 |
0,003 |
0,020 |
|
Примечание: КГ – контрольная группа (стандартная диета); ЭГ-Ж – диета с высоким содержанием жиров; ЭГ-К – диета с высоким содержанием клетчатки; p1 – уровень статистической значимости при использовании критерия Фридмана; p2 – уровень статистической значимости при использовании однофакторного дисперсионного анализа; F – критерий Фишера.
Таблица 7
Описание оцениваемых показателей шкалы Гарсия в наблюдаемых группах
|
Показатель |
Группа |
||||||||
|
КГ |
ЭГ-Ж |
ЭГ-К |
|||||||
|
Неделя |
|||||||||
|
0 |
3 |
6 |
0 |
3 |
6 |
0 |
3 |
6 |
|
|
Спонтанная активность в клетке в течение 5 минут |
Норма: |
N |
↓ |
↓ |
N |
↓ |
↓ |
||
|
Способность взбираться по стенке |
Норма: |
N |
↓ |
↓ |
N |
N |
N |
||
|
Симметричность предплечий |
Норма: |
N |
↓ |
N |
N |
↓ |
N |
||
|
Симметричность движения конечностей |
Норма: |
N |
↓ |
N |
N |
↓ |
N |
||
|
Реакция на прикосновение |
Норма: |
N |
N |
N |
N |
↓ |
N |
||
|
Реакция на прикосновение к вибриссам |
Норма: |
N |
↓ |
N |
N |
↓ |
N |
||
Примечание: N – норма; ↓ – сниженная реакция.
Результаты наблюдения за поведением мышей в домашней клетке. В ходе наблюдения за проведением мышей в домашней клетке в обеих экспериментальных группах на третьей неделе исследования были зафиксированы реакции на звуковой раздражитель, которые резко отличались от нормы (табл. 8). В группе ЭГ-Ж мыши проявляли выраженную реакцию на звук – подпрыгивание, замирание или последующее суетливое (хаотичное) метание по клетке. При этом животные группы ЭГ-К или вообще не реагировали, или замирали на продолжительное время – до трех минут. Рефлекс гнездования отсутствовал в группе ЭГ-Ж, хотя интерес к новому объекту был сохранным. В группе ЭГ-К отклонений от нормы не наблюдалось на протяжении всего исследования, однако на третьей неделе животные этой группы обладали явной апатичностью, что выражалось слабым интересом к новому объекту, а также пониженной степенью изгрызенности стаканчика – менее 1/3 стакана. К концу эксперимента поведение животных во всех группах в целом стало соответствовать норме, за исключением сохранения агрессивности в поведении в ЭГ-Ж, а также разницы в объеме изгрызенного стакана.
Таблица 8
Наблюдение за поведением в клетке
|
Показатель |
Группа |
||||||||
|
КГ |
ЭГ-Ж |
ЭГ-К |
|||||||
|
Неделя |
|||||||||
|
0 |
3 |
6 |
0 |
3 |
6 |
0 |
3 |
6 |
|
|
Изгрызание стакана |
Норма: |
N |
2/3 |
2/3 |
N |
1/3 |
1/3 |
||
|
Интегрирование гнездового материала в гнездо |
Норма: |
N |
↓ |
N |
N |
N |
N |
||
|
Рефлекс гнездования |
Норма: |
N |
гнезда нет |
N |
N |
N |
N |
||
|
Агрессивность |
Норма |
N |
агрессия |
агрессия |
N |
апатия |
N |
||
|
Реакция на новый объект |
Норма: |
N |
N |
N |
N |
нет интереса |
N |
||
|
Реакция на звуковой раздражитель |
Норма: |
N |
подпрыгивание, замирание, суета |
N |
N |
нет реакции |
N |
||
Примечание: N – норма; ↓ – сниженная реакция.
Тест «Открытое поле» является традиционным способом оценки поведенческой активности мелких экспериментальных животных (в том числе мышей). Благодаря простоте поведенческих реакций у грызунов и их детальной изученности в условиях умеренного стресса можно легко проследить и зафиксировать любые отклонения в поведении животных, свидетельствующие о вероятных дефицитах – психоневрологическом и/или когнитивном [8]. При интерпретации результатов важно учитывать, что в основе теста «Открытое поле» лежит конфликт двух мотиваций у животного – инстинкт к исследованию нового окружения и минимизация возможной опасности, которую потенциально может нести это новое окружение [9]. В норме у активных здоровых животных ориентировочно-исследовательская мотивация доминирует над эмоцией страха перед незнакомой обстановкой [10]. Наряду с этим интерпретация различными авторами одних и тех же поведенческих реакций грызунов в «открытом поле» не всегда совпадает (рис. 2) [11, 12], хотя мнения в оценке проявления тревожности сходятся (табл. 9).
По данным собственных наблюдений были зафиксированы выраженные изменения на третьей неделе исследования в регистрируемых параметрах у мышей обеих экспериментальных групп (табл. 3-5). В частности произошло значительное угасание ориентировочно-исследовательского инстинкта, о чем свидетельствует резкое снижение горизонтальной и вертикальной двигательной активности при появлении тревожного груминга и фризинга. С одной стороны снижение показателя двигательной активности указывает на уменьшение стрессированности животных и, вероятно, уменьшение общего беспокойного состояния – страха. Но по мнению многих авторов [13, 14], угнетение двигательной активности есть проявление защитного торможения, которое возникает у животных в ответ на развивающийся стресс, что дополнительно подтверждается тревожным грумингом и фризингом. Нахождение мыши в центральной зоне также может быть показателем, отражающим уровень его стрессированности. Открытые освещенные пространства расцениваются животными как потенциально опасные, поэтому мыши с высоким уровнем тревожности будут избегать центральных зон и стремиться занять периферические секторы по периметру установки, в свою очередь мыши с низким уровнем тревожности наоборот будут активно исследовать все пространство в том числе забегать и в центральные зоны. При наблюдении за мышами экспериментальных групп было зафиксировано снижение количества пересечения центральных квадратов (табл. 4).
Эмоциональный статус животного традиционно оценивают по наличию и качеству груминга, фризинга и количеству актов дефекаций и уринаций. Как было отмечено ранее, в экспериментальных группах были зафиксированы груминг и фризинг, но статистически значимых различий по количеству актов дефекаций и уринаций не было выявлено. В настоящее время некоторые исследователи говорят о меньшей значимости показателя «дефекации», так как вид корма, степень наполненности кишечника и общие условия содержания могут существенно изменять данный показатель [15]. В исследовании ключевым фактором являлись различия в диете мышей, что не могло не сказаться на активности желудочно-кишечного тракта животных. Таким образом, использование данного показателя в оценке эмоционального статуса не является валидным.
В ходе проведения теста «Открытое поле» в экспериментальных группах на третьей неделе были зафиксированы низкая двигательная активность, угасание ориентировочно-исследовательского инстинкта, увеличение времени фризинга и появление тревожного груминга. В совокупности это можно расценивать как проявление тревожного состояния у мышей на фоне высокожировой диеты и диеты с повышенным содержанием клетчатки. Аналогичные изменения регистрируются при нарушениях мозгового кровообращения в лобных долях коры больших полушарий [9]. На шестой неделе эксперимента все регистрируемые параметры имели тенденцию возвращения на исходный уровень (до начала эксперимента), что свидетельствуют об активизации адаптационных механизмов.

Рис. 2. Некоторые интерпретации поведенческой активности мышей при проведении теста «Открытое поле»
Таблица 9
Оценка поведенческой активности мышей «нормальное/тревожное состояние» по данным теста «Открытое поле»
|
Нормальное поведение |
Параметр |
Тревожное поведение |
|
Общая двигательная активность |
||
|
↑ |
Количество пересечений периферических квадратов |
↓ |
|
↑ |
Количество пересечений центральных квадратов |
↓ |
|
Ориентировочно-исследовательская активность |
||
|
↑ |
Количество пересечений периферических квадратов |
↓ |
|
↑ |
Количество вертикальных стоек |
↓ |
|
Реакция на стресс |
||
|
↑ |
Количество пересечений центральных квадратов |
↓ |
|
↓ |
Количество актов дефекаций |
↑ |
|
↓ |
Количество актов уринаций |
↑ |
|
↓ |
Фризинг |
↑ |
|
↓↑ |
Груминг* |
↓↑ |
Примечание: * – груминг необходимо интерпретировать в комплексе с другими факторами.
Тестирование по шкале Гарсия позволило оценить состояние моторных функций животного. Известно, что возникновение моторных нарушений у грызунов проявляется в первую очередь выпадением видоспецифичных рефлексов [2]. Так в экспериментальных группах на третьей неделе было выявлено развитие неврологического дефицита средней степени. При этом неврологический дефицит был более выражен у мышей на фоне высокожировой диеты. К шестой неделе исследования по некоторым параметрам произошло их восстановление до первоначальных значений, однако спонтанная двигательная активность (обе экспериментальные группы) и лазание (высокожировая диета) так и не восстановились. Наблюдения за поведением мышей в домашней клетке свидетельствуют о нарастании тревожного состояния мышей на фоне высокожировой диеты и диеты с повышенным содержанием клетчатки к третьей неделе эксперимента и его нормализации к шестой неделе (за исключением сохранения агрессивности в поведении у мышей на фоне высокожировой диеты).
Заключение. Сравнительный анализ поведенческой активности мышей линии ICR (СD1) на фоне высокожировой диеты и диеты с повышенным содержанием клетчатки показал, что уход от сбалансированной диеты в сторону изменения количественного содержания всего лишь одного нутриента оказывает значительное влияние на состояние нервной системы – изменение поведения мышей с выпаданием типичных рефлексов, развитие неврологического дефицита, а также появление тревожного состояния. Наиболее вероятным механизмом влияния диеты на поведенческую активность в целом и на состояние нервной системы в частности является изменение активности кишечной микробиоты и опосредованное влияние на ось «кишечник-мозг». При этом продолжительный характер исследования позволил зафиксировать включение адаптивно-компенсаторных механизмов, что отразилось на преимущественном восстановлении исследуемых параметров до исходного уровня.
Конфликт интересов. Авторы заявили об отсутствии конфликта интересов.
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Chronic inflammation in the etiology of disease across the life span / Furman, J. Campisi, E.P. Verdin [et al.] // Nature medicine. – 2019. – Vol. 25. – No. 12. – P. 1822-1832.
- Кожабек, Л. Взаимосвязь структуры питания и хронических неинфекционных заболеваний / Л. Кожабек // Менеджер здравоохранения. – 2022. – № 4. – С. 39-44.
- Hemler, E.C. Plant-Based Diets for Personal, Population and Planetary Health. / C. Hemler, F.B. Hu // Advances in nutrition. – 2019. – Vol. 10. – No. 4. – Р. 275-283.
- Матвеева, М.В. Ожирение и когнитивная дисфункция / М.В. Матвеева, Ю.Г. Самойлова, Н.Г. Жукова // Ожирение и метаболизм. – 2016. – Т. 13. – № 3. – С. 3-8.
- Когнитивные нарушения у лиц с избыточной массой тела и ожирением. / И.А. Черевикова, Н.А. Мясищев, В.М. Поляков, Л.В. Рычкова // Biomedica Scientifica. – 2021. – Т. 6. – № 3. – С. 163-173.
- Есин, Р.Г. Современные представления о механизмах когнитивных расстройств при сахарном диабете. / Р.Г. Есин, И.Х. Хайруллин, О.Р. Есин // Медицинский альманах. – – Т. 1. – № 25. – С. 135-138.
- Оценка когнитивных функций и метаболических параметров зрелых крыс-самцов линии Sprague-Dawley на фоне высококалорийной и гипокалорийной диеты / Е.А. Шестакова, А.В. Ставровская, А.С. Гущина [и др.] // Ожирение и метаболизм. – 2018 – Т. 15 – № 4 – С. 65-73.
- Functional assessments in the rodent stroke model. / L. Schaar, M.M. Brenneman, S.I. Savitz // Experimental & translational stroke medicine. – 2010. – No. 2(1). – Р. 13.
- Морковин, Е.И. Оценка психоневрологического дефицита у грызунов: основные методы / Е.И. Морковин, Д.В. Куркин, И.Н. Тюренков // Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. – 2018. – Т. 68. – № 1. – С. 3-
- Современные методы оценки уровня тревожности грызунов в поведенческих тестах, основанных на моделях без предварительного обусловливания / А.Х. Каде, С.В. Кравченко, А.И. Трофименко [и др.] // Кубанский научный медицинский вестник. – 2018 – Т. 25, – № 6. – С. 171-176.
- Поведенческая активность крыс в «открытом поле» после световой или темновой деприваций и физического переутомления / А.А. Гостюхина, Т.А. Замощина, М.В. Светлик [и др.] // Бюллетень сибирской медицины. – 2016. – Т. 15 – № 3. – С. 16-23.
- Animal tests for anxiety-like and depression-like behavior in rats. / Belovicova, E. Bogi, K. Csatlosova, M. Dubovicky // Interdisciplinary Toxicology. – 2017. – No. 10(1). – pp. 40-43.
- Поведенческие реакции у экспериментальных животных с различной прогностической устойчивостью к стрессу в тесте «открытое поле» / А.А. Пермяков, Е.В. Елисеева, А.Д. Юдицкий, Л.С. Исакова // Вестник Удмуртского университета. Серия Биология. Науки о Земле. – 2013. – № 3. – С. 83-90.
- QTL analysis of multiple behavioral measures of anxiety in mice. / D. Henderson, M.G. Turri, J.C. DeFries, J. Flint // Behavior genetics. – 2014. – No. 34(3). – pp. 267-293.
- Методы оценки неврологического дефицита у крыс после 30-минутной фокальной ишемии мозга на ранних и поздних сроках постишемического периода / А.С. Дайнеко, А.А. Шмонин, А.В. Шумеева [и др.] // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2014. – Т. 13. – № 1(49). – С. 68-78.
REFERENCES
- Furman D., Campisi J., Verdin E.P. et al. Chronic inflammation in the etiology of disease across the life span. Nature medicine, 2019, vol. 25, no. 12, pp. 1822-1832.
- Kozhabek L. The relationship between the structure of nutrition and chronic non-communicable diseases. Manager Zdravoohranenia, 2022, no. 4, pp. 39-44. (in Russ.)
- Hemler E.C., Hu F.B. Plant-Based Diets for Personal, Population and Planetary Health. Advances in nutrition, 2019, vol. 10, no. 4, pp. 275-283.
- Matveeva M.V., Samojlova J.G., Zhukova N.G. Obesity and cognitive dysfunction. Obesity and metabolism, 2016, vol. 13, no. 3, pp. 3-8. (in Russ.)
- Cherevikova I.A., Myasishchev N.A., Polyakov V.M., Rychkova L.V. Cognitive impairments in patients with overweight and obesity. Acta Biomedica Scientifica, 2021, vol. 6, no. 3, pp. 163-173. (in Russ.)
- Esin R.G., Khajrullin I.Kh., Esin O.R. Modern ideas about the mechanisms of cognitive disorders in diabetes. Medical almanac, 2013, vol. 1, no. 25, pp. 135-138. (in Russ.)
- Shestakova E.A., Stavrovskaya A.V., Gushchina A.S., Yamshikova N.G., Olshanskij A.S. Cognitive function and metabolic features in male Sprague-Dawley rats receiving high-fat and low-calorie diets. Obesity and metabolism, 2018, vol. 15, no. 4, pp. 65-73. (in Russ.)
- Schaar K.L., Brenneman M.M., Savitz S.I. Functional assessments in the rodent stroke model. Experimental & translational stroke medicine, 2010, 2, no. 1, p. 13.
- Morkovin E.I., Kurkin D.V., Tjurenkov I.N. Assessment of neuropsychiatric deficiency in rodents: basic methods. P. Pavlov Journal of Higher Nervous Activity, 2018, vol. 68, no. 1, pp. 3-15. (in Russ.)
- Kade A.Kh., Kravchenko S.V., Trofimenko A.I., Polyakov P.P., Lipatova A.S., Anan’eva E.I., Chaplygina K.Yu., Uvarova E.A., Tereshchenko O.A. Modern methods of anxiety assessment of rodents by tests based on unconditional behavior models. Kubanskii nauchnyi meditsinskii vestnik, 2018, 25, no. 6, pp. 171-176. (in Russ.)
- Gostyukhina A.A., Zamoshchina T.A., Svetlik M.V., Zhukova O.B., Zajtsev K.V., Abdulkina N.G. Behavioral activity of rats in the «open field» after the light and dark deprivation and physical exhaustion. Bulletin of Siberian Medicine, 2016, 15, no. 3, pp. 16-23. (in Russ.)
- Belovicova K., Bogi E., Csatlosova K., Dubovicky M. Animal tests for anxiety-like and depression-like behavior in rats. Interdisciplinary toxicology, 2017, 10, no. 1, pp. 40-43.
- Permyakov A.A., Eliseeva E.V., Yudickij A.D., Isakova L.S. Behavioral reactions response in experimental animals with different prognostic stress resistance in the «open field test». Bulletin of Udmurt University. Series Biology. Earth Sciences, 2013, 3, pp. 83-90. (in Russ.)
- Henderson N.D., Turri M.G., DeFries J.C., Flint J. QTL analysis of multiple behavioral measures of anxiety in mice. Behavior genetics, 2014, 34, no. 3, pp. 267-293.
- Dajneko A.S., Shmonin A.A., Shumeeva A.V., Kovalenko E.A., Mel'nikova E.V., Vlasov T.D. Assessment of neurological deficit in the early and late phase after a 30-minute of focal cerebral ischemia in rats. Regional hemodynamics and microcirculation, 2014, 13, no. 1, pp. 68-78. (in Russ.)
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ:
Валерия Анатольевна Шепилова – младший научный сотрудник, ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский государственный университет», Томск, e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..
Ольга Павловна Иккерт – кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский государственный университет», Томск, e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..
Анастасия Владимировна Кабачкова – доктор биологических наук, доцент, профессор, ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский государственный университет», Томск, e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS:
Valeria A. Shepilova – Junior Researcher, National Research Tomsk State University, Tomsk, e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..
Olga P. Ikkert – Candidate of Biological Sciences, Senior Researcher, National Research Tomsk State University, Tomsk, e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..
Anastasia V. Kabachkova – Doctor of Biological Sciences, Associate Professor, Professor, National Research Tomsk State University, Tomsk, e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..
Для цитирования: Шепилова, В.А. Поведенческая активность мышей линии ICR (СD1) на фоне высокожировой диеты и диеты с повышенным содержанием клетчатки / В.А. Шепилова, О.П. Иккерт, А.В. Кабачкова // Современные вопросы биомедицины. – 2025. – Т. 9. – № 3(33). DOI: 10.24412/2588-0500-2025_09_03_19
For citation: Shepilova V.A., Ikkert O.P., Kabachkova A.V. Behavioral activity of ICR (CD1) mice on a high-fat diet and a high-fiber diet. Modern Issues of Biomedicine, 2025, vol. 9, no. 3(33). DOI: 10.24412/2588-0500-2025_09_03_19
