Влияние интермиттирующего вибрационного воздействия на морфофункциональное состояние нервной системы у крыс

Введение. Длительное интенсивное вибрационное воздействие является хроническим стрессорным фактором для животных и человека, который вызывает нарушения как на нейрогуморальном, так и на молекулярно-клеточном уровнях. Экспериментальными исследованиями на животных установлено, что продолжительная вибрация оказывает негативное влияние на нейроны коры головного мозга и, как следствие, на состояние биоэлектрической активности головного мозга и поведенческие реакции крыс. Однако малоизвестно о взаимосвязи показателей болевой чувствительности с морфологическими изменениями структуры нервной ткани крыс в динамике интермиттирующего вибрационного воздействия.

Цель исследования — изучить влияние интермиттирующего вибрационного воздействия на морфофункциональное состояние нервной системы у крыс линии Wistar.

Материалы и методы. Эксперименты выполнены на крысах-самцах линии Wistar (n=59) с массой 160–240 г. Крысы были разделены на 2 группы — контрольную и опытную. На опытную группу крыс воздействовали вибрацией на основной частоте 16 Гц, по виброускорению 120 дБ. Вибрационное воздействие проводили в интермиттирующем режиме, состоящем из чередования восьми 20-минутных периодов вибрации и восьми 10-минутных перерывов в течение 4 часов в сутки 5 раз в неделю с общей продолжительностью эксперимента 9 недель. В динамике вибрационного воздействия оценивали изменения порогов болевой реакции у крыс с помощью классических болевых моделей — «Горячая пластина» («Hot plate») и «Отдёргивание хвоста» («Tail flick»). Структурные изменения, развивающиеся в результате длительного вибрационного воздействия, определяли по результатам морфологического исследования ткани мозга крыс. Статистический анализ результатов эксперимента осуществляли с помощью программы «STATISTICA Base for Windows v.10 Russian» — для сравнения независимых выборок использовали U-критерий Манна–Уитни.

Результаты. Интермиттирующее вибрационное воздействие на крыс в течение 9 недель приводило к изменению порога болевой реакции — к удлинению латентного периода ответа: в тесте «Hot plate» с 3-й по 6-ю недели на 41% и 46% соответственно, по сравнению с контрольной группой; в тесте «Tail flick» — на 3-й неделе на 32%, на 6-й — на 28% и на 9-й — на 65% по сравнению с контрольной группой. Выявлена динамика развивающихся морфологических нарушений в ткани мозга крыс, подвергавшихся интермиттирующему вибрационному воздействию. На 3-й неделе вибрации нарушения в структуре ткани мозга начинают только проявляться в виде неравномерного распределения нервных клеток и появления гиперхромных нейронов; на 6-й и 9-й неделях вибрационного воздействия наблюдается более выраженная гиперхромия ядер нейронов, в некоторых областях мозга выявлен частичный распад клеток с зональным выпадением последних и явлениями нейронофагии, что указывает на дегенеративные изменения в ЦНС.

Ограничения исследования. Эксперименты проведены на лабораторных крысах одной линии и одного пола, использовали интермиттирующее вибрационное воздействие на одной частоте 16 Гц, по виброускорению 120 Дб.

Заключение. Интермиттирующее вибрационное воздействие в течение 3-х, 6-и и 9-и недель приводило к увеличению порогов болевой реакции у крыс как в тесте «Hot plate», так и в тесте «Tail flick», что связано с общим снижением активности ЦНС. Сравнение результатов гистологических исследований, полученных на 3-й, 6-й и 9-й неделях интермиттирующего вибрационного воздействия, показало прогрессирующие морфологические структурные изменения в мозге крыс.

Этика. Исследование одобрено локальным этическим комитетом ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний» (протокол заседания № 4 § 2 от 18.11.2021 г.). Содержание, кормление и выведение животных из эксперимента проводили в соответствии с требованиями Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых в экспериментальных или в иных научных целях (ETS № 123, European Convention for the Protection of Vertebrate Animals used for Experimental and other Scientific Purposes, Strasbourg, 18.03.1986).

Участие авторов:
Жукова А.Г. — концепция и дизайн исследования, сбор материала и обработка данных, написание текста;
Горохова Л.Г. — проведение эксперимента, сбор материала и обработка данных, редактирование текста;
Гостяева Е.П. — проведение эксперимента, сбор материала и обработка данных;
Колтунова А.А. — проведение эксперимента, сбор материала и обработка данных;
Казицкая А.С. — проведение эксперимента, сбор материала и обработка данных;
Бугаева М.С. — сбор материала и обработка данных;
Бондарев О.И. — обработка данных, редактирование текста.

Благодарности. Выражаем благодарность студентам Факультета физической культуры, естествознания и природопользования Кузбасского гуманитарно-педагогического института ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет», обучающимся по направлению «Биология и химия», за помощь в постановке эксперимента: Жуковой А.А., Козловой В.Н., Логвинскому В.А., Плотниковой А.О.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Дата поступления: 02.06.2026 / Дата принятия к печати: 09.06.2026 / Дата публикации: 11.08.2026

1. Катаманова Е.В., Бичев С.С., Нурбаева Д.Ж. Значение дисфункции структур головного мозга в патогенезе и формировании клинической картины вибрационной болезни. Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2012; 1: 32–36. https://elibrary.ru/pbtymn

2. Воробьева В.В., Шабанов П.Д. Клеточные механизмы формирования гипоксии в тканях экспериментальных животных на фоне варьирования характеристик вибрационного воздействия. Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. 2019; 17(3): 59–70. https://doi.org/10.17816/RCF17359-70 https://elibrary.ru/qgqzkh

3. Reynolds R., Garner A., Norton J. Sound and vibration as research variables in terrestrial vertebrate models. ILAR J. 2020; 60(2): 159–74. https://doi.org/10.1093/ilar/ilaa004

4. Панков В.А., Катаманова Е.В., Кулешова М.В., Титов Е.А., Картапольцева Н.В., Якимова Н.Л. и др. Динамика морфофункционального состояния центральной нервной системы у белых крыс при вибрационном воздействии. Мед. труда и пром. экол. 2014; 4: 37–43. https://elibrary.ru/scevln

5. Dahlin L.B., Sandén H., Dahlin E., Zimmerman M., Thomsen N., Björkman A. Low myelinated nerve-fibre density may lead to symptoms associated with nerve entrapment in vibration-induced neuropathy. J. Occup. Med. Toxicol. 2014; 9(1):7. https://doi.org/10.1186/1745-6673-9-7

6. Ямщикова А.В., Флейшман А.Н., Мартынов И.Д. Оценка вегетативных нарушений у шахтёров с вибрационной болезнью. Гигиена и санитария. 2023; 102(7): 664–669. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2023-102-7-664-669 https://elibrary.ru/qczrmo

7. Жукова А.Г., Горохова Л.Г., Гостяева Е.П., Кизиченко Н.В., Бугаева М.С., Бондарев О.И. Способ моделирования вибрационной болезни на лабораторных животных: пат. № 2859822 Рос. Федерация: МПК 51 A61B 5/00, G09B 23/28; № 2025116198

8. Хусаинов Д.Р., Туманянц К.Н., Можаровская И.А., Усова В.В. Динамика общей двигательной активности крыс-самцов в условиях четырнадцатидневного электромагнитного экранирования. Ученые записки Крымского федерального университета имени В.И. Вернадского. Биология. Химия. 2019; 5(71)(3): 155–66. https://elibrary.ru/xtxdzr

9. Кузнецова Л.В., Клишина Н.Ю., Карпова М.Н., Кукушкин М.Л. Влияние сочетанного воздействия изоляционного и холодового стресса на болевую чувствительность крыс. Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2024; 68(2): 13–9. https://doi.org/10.25557/0031-2991.2024.02.13-19 https://elibrary.ru/tkmpsy

10. Santenna C., Kumar S., Balakrishnan S., Jhaj R., Ahmed S.N. A comparative experimental study of analgesic activity of a novel non-steroidal anti-inflammatory molecule — zaltoprofen, and a standard drug — piroxicam, using murine models. J. Exp. Pharmacol. 2019; 11: 85–91. https://doi.org/10.2147/JEP.S212988

11. Коржевский Д.Э. Краткое изложение основ гистологической техники для врачей и лаборантов-гистологов. СПб: Крофт; 2005. https://elibrary.ru/rwxfhf

12. Ракитский В.Н., Николаева Н.И. Морфофункциональные критерии действия на организм факторов окружающей среды. М.: Медицина; 2001. https://elibrary.ru/sndkgt

13. Бонитенко Е.Ю., Кашуро В.А., Башарин В.А. Вопросы моделирования в экспериментальной токсикологии и медицине. Биомодели нулевого порядка. Мед. труда и пром. экол. 2022; 62(11): 718–32. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2022-62-11-718-732 https://elibrary.ru/alhmie

14. Жукова А.Г., Кизиченко Н.В., Горохова Л.Г., Казицкая А.С. Экспериментальные модели вибрационной болезни (обзор литературы). Гигиена и санитария. 2022; 101(7): 776–82. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2022-101-7-776-782 https://elibrary.ru/ldcxri

15. Кислицына В.В., Суржиков Д.В., Штайгер В.А., Мотуз И.Ю. Гигиеническая характеристика некоторых показателей условий труда работников основных профессий угледобывающей и алюминиевой отраслей промышленности. Санитарный врач. 2026; 23(1): 15–25. https://doi.org/10.33920/med-08-2601-02 https://elibrary.ru/pfwote

16. Dina O.A., Joseph E.K., Levine J.D., Green P.G. Mechanisms mediating vibration-induced chronic musculoskeletal pain analyzed in the rat. Pain. 2010; 11(4): 369–77. https://doi.org/10.1016/j.jpain.2009.08.007

17. Rabey K.N., Li Y., Norton J.N., Reynolds R.P., Schmitt D. Vibrating frequency thresholds in mice and rats: implications for the effects of vibrations on animal health. Ann. Biomed. Eng. 2015; 43(8): 1957–64. https://doi.org/10.1007/s10439-014-1226-y

18. Loffredo M.A., Yan J.G., Kao D., Zhang L.L., Matloub H.S., Riley D.A. Persistent reduction of conduction velocity and myelinated axon damage in vibrated rat tail nerves. Muscle Nerve. 2009; 39(6): 770–5. https://doi.org/10.1002/mus.21235

19. Krajnak K., Riley D.A., Wu J., McDowell T., Welcome D.E., Xu X.S., et al. Frequency-dependent effects of vibration on physiological systems: experiments with animals and other human surrogates. Ind. Health. 2012; 50(5): 343–53. https://doi.org/10.2486/indhealth.ms1378

20. Krajnak K., Waugh S. Systemic Effects of Segmental Vibration in an Animal Model of Hand-Arm Vibration Syndrome. J. Occup. Environ. Med. 2018; 60(10): 886–95. https://doi.org/10.1097/JOM.0000000000001396