Оценка состояния условно-рефлекторной деятельности в процессе жидкостного дыхания

Введение. Жидкостное дыхание — способность лёгких млекопитающих получать для дыхания кислород, растворенный в жидкости и выделять в неё углекислый газ. Перспективная область применения — обеспечение глубоководных работ. Для применения жидкостного дыхания при проведении глубоководных работ, необходимо, чтобы технология обеспечивала не только нормальное функционирование всех органов и систем организма и предотвращала развитие декомпрессионной болезни, но и позволяла осуществлять сознательную деятельность.

Цель исследования — оценка сохранности условно-рефлекторной деятельности при самостоятельном жидкостном дыхании у лабораторных животных в условиях нормобарии.

Материалы и методы. Исследование выполнено на самцах сирийских хомяков возрастом 4 месяца, массой 120–140 г. Для исследования разработан стенд, представляющий 8-ми уровневый вертикальный лабиринт с фиксатором, погружаемый в аквариум. Исследование выполнено в два этапа. На первом этапе у животных вырабатывали условный рефлекс активного избегания утопления в условиях дыхания воздухом. Животное помещали на нижнем уровне, после чего лабиринт начинали погружать в аквариум, заполненный водой со скоростью, при которой только голова животного находилась над уровнем воды. Угроза утопления побуждала животное к поиску прохода на вышерасположенный уровень. Тренировки проводили 3 раза в день в течение 10 дней. На втором этапе изучали влияние различных условий жидкостного дыхания на состояние условно-рефлекторной деятельности животных. Использовали две дыхательные жидкости — перфторгексан и перфтордекалин — в трёх температурных режимах: 22,0, 27,0 и 32,0°С. Аквариум вместо воды заполняли оксигенированной дыхательной жидкостью необходимой температуры. Лабиринт с фиксированным на нижнем уровне животным полностью погружали в аквариум. После перехода на жидкостное дыхание животное снимали с фиксации. С момента снятия с фиксации начинался отсчёт времени прохождения лабиринта. Оценку состояния условно-рефлекторной деятельности осуществляли по количеству животных в группе, успешно прошедших лабиринт и среднему времени его прохождения.

Результаты. Животные на жидкостном дыхании в перфторгексане успешно прошли лабиринт во всех температурных режимах. Среднее время прохождения при 22,0°С составило 323±94 с; 27,0°С — 45±12 с; 32,0°С — 147±101 с. Животные на жидкостном дыхании в перфтордекалине успешно прошли лабиринт при температуре 27,0°С, среднее время прохождения — 131±79 с; при температуре 32,0°С успешно прошли лабиринт 20% животных, среднее время — 32,5 с; при температуре 22,0°С ни одно животное не прошло лабиринт.

Выводы. Условно-рефлекторная деятельность при самостоятельном жидкостном дыхании у мелких лабораторных животных в условиях нормобарии сохраняется и зависит от физико-химических свойств и температуры дыхательной жидкости.

1. Kylstra J.A., Tissing M.O. van der Maen. Of mice as fish. Trans Am Soc Artif Intern Organs. 1962; 8: 378-83. https://doi.org/10.1097/00002480-196204000-00077

2. Kylstra J.A. Breathing of pressure oxygenated salt solutions. Dis Chest. 1965; 47: 157-9. https://doi.org/10.1378/chest.47.2.157

3. Clark Jr. L.C., Gollan F. Survival of mammals breathing organic liquids equilibrated with oxygen at atmospheric pressure. Science. 1966; 152(3730): 1755-6. https://doi.org/10.1126/science.152.3730.1755

4. Gollan F., Clark Jr. L.C. Rapid decompression of mice breathing fluorocarbon liquid at 500 PSI. Ala J Med Sci. 1967; 4(3): 336-7.

5. Kylstra J.A., Nantz R., Crowe J., Wagner W., Saltzman H.A. Hydraulic compression of mice to 166 atmospheres. Science. 1967; 158(3802): 793-4. https://doi.org/10.1126/science.158.3802.793

6. Lundgren C.E., Ornhagen H.C. Heart rate and respiratory frequency in hydrostatically compressed, liquid-breathing mice. Undersea Biomed Res. 1976; 3(4): 303-20.

7. Lynch P.R., Wilson J.S., Shaffer T.H., Cohen N. Decompression incidence in air- and liquid-breathing hamsters. Undersea Biomed Res. 1983; 10(1): 1-10.

8. Harris D.J., Coggin R.R., Roby J., Feezor M., Turner G., Bennett P.B. Liquid ventilation in dogs: an apparatus for normobaric and hyperbaric studies. J Appl Physiol Respir Environ Exerc Physiol. 1983; 54(4): 1141-8. https://doi.org/10.1152/jappl.1983.54.4.1141

9. Harris D.J., Coggin R.R., Roby J., Turner G., Bennett P.B. EEG and evoked potential changes during gas- and liquid-breathing dives to 1000 msw. Undersea Biomed Res. 1985; 12(1): 1-24.

10. Дубравина Н.И., Савостьянова Д.А. Эффекты принудительного плавания и стратегии поведения на устойчивость следа памяти к амнестическому воздействию. Бюллетень СО РАМН. 2002; 9(103): 115-20.