Определение параметров ноцицепции у моллюсков

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для определения параметров ноцицептивной чувствительности были проведены эксперименты на наземных брюхоногих моллюсков Helix albescens, широко распространенных на территории Крымского полуострова. Сбор улиток производился в поле, вдали от предприятий, линий электропередач.

В эксперименте использовали половозрелые особи, одинаковых по массе и размерам. Животных содержали в светонепроницаемых стеклянных террариумах при температуре 22ºС±2ºС, высокой влажности и избытке пищи. До эксперимента моллюски не менее одной недели находились в активном состоянии.

Определение параметров ноцицепции у моллюсков

О состоянии ноцицепции моллюсков судили по порогу (П) и латентному периоду (ЛП) в тесте «горячая пластинка». Обычно в подобных экспериментах другими авторами использовались металлические пластинки, обладающие высокой теплопроводностью и нагреваемые горячей водой [Prato, 1996, 1997]. Значительная тепловая инерция подобных элементов не позволяет измерять параметры РИ с достаточной точностью. Поэтому на кафедре была создана специальная установка, особенностью которой является горячая пластинка, изготовленная из материала, обладающего высоким омическим сопротивлением, обеспечивающего медленный подъем температуры. Таким материалом явилось стекло марки К8, имеющее ряд преимуществ перед металлом: 1) стекло полупрозрачное, поэтому при условии наблюдения за реагирующим животным снизу, могут быть количественно оценены изменения зоны соприкосновения его подошвы с поверхностью пластинки; 2) поверхность стекла, на котором располагается подопытное животное, является диэлектриком, поскольку полупрозрачный токопроводящий слой (выделяющий омическое тепло) наносится на нижнюю сторону пластинки; 3) подбором толщины токопроводящего слоя можно варьировать его резистивные свойства. Все это делает возможным оптимальное управление скоростью нарастания температуры, величиной напряжения на контактных площадках пластинки, благодаря чему можно точно регистрировать минимальную температуру, при которой начинается (П) и ЛП

С нижней стороны стеклянной пластинки методом распыления в вакууме нанесено полупрозрачное покрытие нитрида титана (TiN) с толщиной слоя 0,17 мкм. Важным свойством примененного покрытия является его устойчивость к механическому износу и условиям повышенной влажности. Блок-схема экспериментальной установки представлена на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Блок-схема установки для регистрации болевого порога виноградной улитки.

1 – стеклянная пластина; 2 – контактные площадки; 3 – источник питания; 4 – набор компактных ламп накаливания; 5 – источник напряжения; 6 – бескорпусная (чиповая) камера; 7 – цифровой датчик; 8 – микроконтроллер; 9 – жидкокристаллический экран.

Напыленные участки контактируют со специальными площадками из нержавеющей стали (2), на которые подается напряжение от источника питания (3).

В условиях настоящих экспериментов начальная температура поверхности пластинки равнялась 24,0°С, а скорость ее нагрева – 0,667°С/с.

Изменение температуры пластинки фиксируется цифровым термометром DS18B20 (8-Pin μSOP) (7), закрепленным на внешней стороне стекла при помощи термопасты. Диапазон измеряемых им температур от
-10ºС до +85ºС с точностью до ±0,5ºС. Термометр подключен к микроконтроллеру (8), который посредством цифровой связи обеспечивает индикацию значений температуры в градусах Цельсия на 16-тисегментном жидкокристаллическом экране (9), это значение температуры внутри видеокадра проецируется на монитор персонального компьютера.

Регистрирующим устройством движения улитки является бескорпускная (чиповая) камера (6) черно-белого изображения с разрешением 520 линий по вертикали, подключенная к линейному видеовходу ТV-тюнера персонального компьютера. Камера расположена в корпусе короба, изготовленного из стеклотекстолита, снизу от горячей пластинки. Благодаря такому расположению камеры поднятая над поверхностью пластины часть ноги улитки выглядит более светлой, чем часть, распластанная на стекле. Сбоку объект освещается двумя наборами ламп накаливания (6 В, 50 мА) (4), которые включены последовательно и помещены в корпус. Для повышения точности фиксации поведенческих актов (поднятия ноги) улитки подсветка регулируется источником напряжения (5) и осуществлена по принципу «темного поля». Видеозапись движения улитки фиксирует изменения температуры во времени, благодаря чему возникает возможность определить порог болевой реакции, температуру и продолжительность реакции полного избегания. ЛП и время избегания определяется при помощи покадрового разложения полученного с камеры видеоряда с использованием программного обеспечения VirtualDub 1.8.6 Rus (by Avery Lee, 2009).

Таким образом, сконструированное устройство позволяет определить параметры ноцицептивной чувствительности моллюсков (П, ЛП). Параметры ноцицепции определялись у каждого животного сразу после воздействия электромагнитного фактора ежедневно в течение16 суток