RU2796316C1 - Method of simulation of physical load for evaluation of workability of laboratory rats with dysbiotic intestinal disorders - Google Patents

Method of simulation of physical load for evaluation of workability of laboratory rats with dysbiotic intestinal disorders Download PDF

Info

Publication number
RU2796316C1
RU2796316C1 RU2022116541A RU2022116541A RU2796316C1 RU 2796316 C1 RU2796316 C1 RU 2796316C1 RU 2022116541 A RU2022116541 A RU 2022116541A RU 2022116541 A RU2022116541 A RU 2022116541A RU 2796316 C1 RU2796316 C1 RU 2796316C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
day
pool
animals
swimming
rats
Prior art date
Application number
RU2022116541A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгения Сергеевна Жукова
Татьяна Григорьевна Щербатюк
Марина Александровна Позднякова
Ирина Александровна Умнягина
Original Assignee
Федеральное бюджетное учреждение науки "Нижегородский НИИ гигиены и профпатологии" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное бюджетное учреждение науки "Нижегородский НИИ гигиены и профпатологии" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека filed Critical Федеральное бюджетное учреждение науки "Нижегородский НИИ гигиены и профпатологии" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
Application granted granted Critical
Publication of RU2796316C1 publication Critical patent/RU2796316C1/en

Links

Abstract

FIELD: experimental medicine.
SUBSTANCE: invention can be used to study changes in exercise tolerance of the organism of small laboratory rodents and to test methods for its correction by factors of various nature under conditions of dysbiotic intestinal disorders. The method includes oral administration to rats of Gentamicin antimicrobial drug at a dose of 30 mg once a day for 5 days, starting from the 1st day of the experiment. Also, from the 1st day of the experiment, the animals are subjected to forced swimming with a load attached to the tail and constituting 7% of the animal's body weight, by four forced swimming with an interval of 1 time in 5 days. An installation is used, which is a pool of opaque material, 98 cm high and 50 cm in diameter, the height of the water column in the pool is 60 cm; the temperature is maintained at 29–30°C. The animals are subjected to swimming until they are completely exhausted, the criterion of which is the unsuccessful attempts of the animal to rise to the surface of the water for more than 10 s and/or sink to the bottom of the pool.
EFFECT: invention provides for the development of a method that allows modeling physical activity under conditions of dysbiotic disorders in laboratory rats with an assessment of changes in physical performance.
1 cl, 2 tbl

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE INVENTION RELATES

Изобретение относится к экспериментальной медицине, и может быть использовано для исследования изменений толерантности к физической нагрузке организма мелких лабораторных грызунов и тестирования способов ее коррекции факторами различной природы в условиях дисбиотических нарушений кишечника.SUBSTANCE: invention relates to experimental medicine and can be used to study changes in exercise tolerance of the organism of small laboratory rodents and to test methods for its correction by factors of various nature under conditions of dysbiotic intestinal disorders.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

Выяснение закономерностей ответа организма на физические нагрузки, изучение их последствий - одна из актуальных проблем современной биологии и медицины. Известны экспериментальные модели посттравматических стрессовых расстройств на лабораторных животных с использованием интенсивной физической нагрузки. Elucidation of the patterns of the body's response to physical activity, the study of their consequences is one of the urgent problems of modern biology and medicine. Known experimental models of post-traumatic stress disorders in laboratory animals using intense physical activity.

Известно оказание физичекой нагрузки с помощью принудительного плавания животного в емкости с водой; при которой нагрузку осуществляют в два этапа: на первом этапе проводят индукцию экспериментального десинхроноза путем содержания крыс в течение 12 суток круглосуточно при искусственном освещении либо в полной темноте, после чего животных подвергают принудительному плаванию при естественном освещении в стеклянном аквариуме прямоугольной формы размерами 100 см × 100 см × 20 см, разделенном на отсеки, соединяющиеся у дна, и снабженном двумя вентилями - по одному сверху и снизу одной из боковых стенок, с грузом, закрепленным на хвосте, вес которого составляет 10% веса тела животного, при температуре воды 26-28°С в течение 5 дней до полного утомления, критерием которого являются три безуспешные попытки всплыть на поверхность либо отказ от таких попыток с опусканием на дно.(Описание изобретения к патенту РФ № 26017206, МПК G09B 23/28, опубликовано 21.04.2017).It is known to provide physical activity by means of forced swimming of the animal in a container of water; in which the load is carried out in two stages: at the first stage, experimental desynchronosis is induced by keeping rats for 12 days around the clock under artificial light or in complete darkness, after which the animals are subjected to forced swimming under natural light in a rectangular glass aquarium with dimensions of 100 cm × 100 cm × 20 cm, divided into compartments connected at the bottom, and equipped with two valves - one at the top and bottom of one of the side walls, with a load attached to the tail, the weight of which is 10% of the animal's body weight, at a water temperature of 26-28 °С for 5 days until complete fatigue, the criterion of which is three unsuccessful attempts to ascend to the surface or the refusal of such attempts to sink to the bottom. (Description of the invention to the patent of the Russian Federation No.

В данном техническом решении задача - моделирование физического переутомления у крыс в условиях десинхроноза, в ходе формирования которого животные достигают состояния тренированности и резистентности к нагрузке. Полученная модель в достаточной мере отражает проблемы спортивной физиологии, создание принудительной физической нагрузки является режим воздействия 1 раз через 24 часа, что соответствует больше спортивной медицине; т. е. ограничивает спектр использования данной модели в других областях исследования, а именно использование физических нагрузок при дисбактериозе кишечника для изучения проблем спортивной физиологии.In this technical solution, the task is to simulate physical overwork in rats under conditions of desynchronosis, during the formation of which the animals reach a state of fitness and resistance to stress. The resulting model adequately reflects the problems of sports physiology, the creation of forced physical activity is the mode of exposure 1 time in 24 hours, which corresponds more to sports medicine; i.e., it limits the range of use of this model in other areas of research, namely the use of physical activity in intestinal dysbacteriosis to study the problems of sports physiology.

Известно воздействие антибактериальным препаратом гентамицином на кишечную микрофлору, и определение количества жизнеспособных микроорганизмов кишечной микрофлоры в начале и конце опыта, и сравнивание их численные значения, при этом создают селективное давление антибактериальным препаратом гентамицином при пероральном его введении лабораторным животным 1 раз в сутки в течение 5 дней в дозах, превышающих его суточную терапевтическую дозу при парентеральном введении в 4,8 раза у мышей и в 4 раза - у морских свинок. (Описание изобретения к патенту РФ № 2477894, МПК G09B 23/28, опубликовано 20.03.2013).The effect of the antibacterial drug gentamicin on the intestinal microflora is known, and the determination of the number of viable microorganisms of the intestinal microflora at the beginning and end of the experiment, and comparing their numerical values, while creating a selective pressure of the antibacterial drug gentamicin when administered orally to laboratory animals 1 time per day for 5 days in doses exceeding its daily therapeutic dose when administered parenterally by 4.8 times in mice and 4 times in guinea pigs. (Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2477894, IPC G09B 23/28, published on 03/20/2013).

Отличие заключается в том, что определение жизнеспособных микроорганизмов кишечника проводится только в начале и в конце опыта без оценки интенсивности естественного восстановления микрофлоры через длительный промежуток времени после введения последней дозы антимикробного препарата. Не используют для сравнительного анализа моделирование физического переутомления у животных в условиях десинхроноза.The difference lies in the fact that the determination of viable intestinal microorganisms is carried out only at the beginning and at the end of the experiment without assessing the intensity of the natural restoration of microflora after a long period of time after the administration of the last dose of the antimicrobial drug. Modeling of physical overwork in animals under conditions of desynchronosis is not used for comparative analysis.

Предложенное техническое решение дает возможность создания такой экспериментальной модели, позволяющей изучение влияния нарушения нормальной микрофлоры кишечника на физическую работоспособность и поиска способов и средств профилактики и коррекции снижения физической работоспособности под влиянием факторов, приводящих к нарушению микрофлоры кишечника.The proposed technical solution makes it possible to create such an experimental model that allows studying the effect of a violation of the normal intestinal microflora on physical performance and finding ways and means to prevent and correct a decrease in physical performance under the influence of factors leading to a violation of the intestinal microflora.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE INVENTION

Задача изобретения – разработка способа, позволяющего моделировать физическую нагрузку в условиях дисбиотического нарушения у лабораторных крыс с оценкой изменения физической работоспособности.The objective of the invention is to develop a method that allows simulating physical activity under conditions of dysbiotic disorders in laboratory rats with an assessment of changes in physical performance.

Поставленная задача достигается сочетанием введения гентамицина с физической плавательной нагрузкой, которая приводит к модификации микрофлоры кишечника животных (крыс). Способ моделирования физической нагрузки у крыс при дисбиотических нарушениях кишечника осуществляют путем перорального введения антимикробного препарата гентамицин в дозе 30 мг 1 раз в день на протяжении 5 сут, начиная с 1 дня эксперимента; животные также подвергаются принудительному плаванию с грузом, закрепленным на хвосте и составляющем 7% веса тела животного, путем четырех кратного принудительного плавания с интервалом 1 раз через 5 суток; используют установку, представляющую собой бассейн из непрозрачного материала, высотой 98 см и диаметром 50 см, высота столба воды в бассейне составляет 60 см; температура поддерживается на уровне 29-30°С; животных подвергают плаванию до полного утомления, критерием которого являются неудачные попытки животного всплыть на поверхность воды в течение более чем 10 секунд и/или опускание на дно бассейна.This task is achieved by combining the introduction of gentamicin with physical swimming exercise, which leads to modification of the intestinal microflora of animals (rats). The method for modeling physical activity in rats with dysbiotic disorders of the intestine is carried out by oral administration of the antimicrobial drug gentamicin at a dose of 30 mg 1 time per day for 5 days, starting from the 1st day of the experiment; animals are also subjected to forced swimming with a load attached to the tail and constituting 7% of the animal's body weight, by four times forced swimming with an interval of 1 time in 5 days; use the installation, which is a pool of opaque material, 98 cm high and 50 cm in diameter, the height of the water column in the pool is 60 cm; the temperature is maintained at 29-30°C; the animals are subjected to swimming until they are completely exhausted, the criterion of which is the unsuccessful attempts of the animal to rise to the surface of the water for more than 10 seconds and / or sink to the bottom of the pool.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ IMPLEMENTATION OF THE INVENTION

Способ осуществляют следующим образом.The method is carried out as follows.

У экспериментальных животных моделировали состояние дисбактериоза кишечника путем перорального введения антимикробного препарата гентамицинв дозе 30 мг 1 раз в день на протяжении 5 сут, начиная с 1 дня эксперимента. С 1 дня эксперимента животные начинали также подвергаться вынужденным физическим нагрузкам с мониторингом изменения работоспособности для чего применялся тест «Вынужденное плавание с грузом». Для проведения теста использовали установку, представляющую собой бассейн из непрозрачного материала, высотой 98 см и диаметром 50 см. Высота столба воды в бассейне составила 60 см, температура поддерживалась на уровне 29-30°С. В качестве утяжелителей использовали «грузики» из свинца. Прикрепление утяжелителя осуществлялось на основании хвоста животного посредством резиновой лигатуры и лески. Длина лески от места крепления до утяжелителя примерно соответствовала длине хвоста животного, при которой не происходило соскальзывание «грузика» с хвоста во время теста, и крысы не опускали утяжелитель на дно бассейна для снятия с себя нагрузки. Использованная масса грузика, которая составила 7% от индивидуальной массы тела животного. Животных подвергают плаванию до полного утомления, критерием которого являются неудачные попытки животного всплыть на поверхность воды в течение более чем 10 секунд и/или опускание на дно бассейна. Животные подвергались вынужденному плаванию с утяжелением четырехкратно с интервалом 1 раз через 5 суток. Общее время плавания крыс использовали как параметр для оценки физической выносливости.In experimental animals, the state of intestinal dysbacteriosis was modeled by oral administration of the antimicrobial drug gentamicin at a dose of 30 mg once a day for 5 days, starting from the 1st day of the experiment. From the 1st day of the experiment, the animals also began to be subjected to forced physical activity with monitoring of changes in working capacity, for which the test "Forced swimming with a load" was used. For the test, an installation was used, which is a pool of opaque material, 98 cm high and 50 cm in diameter. The height of the water column in the pool was 60 cm, the temperature was maintained at 29-30°C. Lead weights were used as weights. The weighting agent was attached to the base of the animal's tail by means of a rubber ligature and fishing line. The length of the fishing line from the point of attachment to the weighting agent approximately corresponded to the length of the animal's tail, at which the “weight” did not slip off the tail during the test, and the rats did not lower the weighting agent to the bottom of the pool to relieve themselves of the load. The used weight of the weight, which was 7% of the individual body weight of the animal. The animals are subjected to swimming until they are completely exhausted, the criterion of which is the unsuccessful attempts of the animal to rise to the surface of the water for more than 10 seconds and/or sink to the bottom of the pool. Animals were subjected to forced swimming with weighting four times with an interval of 1 time in 5 days. The total swimming time of rats was used as a parameter for assessing physical endurance.

Экспериментальное исследование выполнено на 16 половозрелых нелинейных крысах-самцах массой 438[423; 496] г, содержащихся в стандартных условиях конвенционального вивария при температуре 23±2°С и влажности 65% с естественным режимом освещения на полнорационном коммерческом гранулированном комбикорме для содержания (ООО «Лабораторкорм», г. Москва) со свободным доступом к питьевой водопроводной воде и пище. Все манипуляции проводили согласно Директиве 2010/63/EU Европейского парламента и совета Европейского Союза от 22 сентября 2010 г. по охране животных, используемых в научных целях.The experimental study was carried out on 16 sexually mature non-linear male rats weighing 438[423; 496] g, kept under standard conditions of a conventional vivarium at a temperature of 23 ± 2 ° C and a humidity of 65% with natural lighting on a complete commercial granulated feed for keeping (Laboratorkorm LLC, Moscow) with free access to drinking tap water and food. All manipulations were carried out in accordance with Directive 2010/63/EU of the European Parliament and of the Council of the European Union of September 22, 2010 on the protection of animals used for scientific purposes.

Все животные были разделены на 3 группы по 5-6 особей:All animals were divided into 3 groups of 5-6 individuals:

1) крысы, которые не подвергались действию антимикробного препарата и физической нагрузке; интактная группа;1) rats that were not exposed to the action of an antimicrobial drug and exercise; intact group;

2) крысы, которые подвергались физической нагрузке до переутомления; группа №1;2) rats that were subjected to physical activity to overwork; group #1;

3) крысы, у которых моделировали дисбиотические нарушения в кишечнике и которые подвергались физической нагрузке до переутомления; группа №2.3) rats in which dysbiotic disturbances in the intestine were modeled and which were subjected to physical activity to overwork; group number 2.

Физическая нагрузка у животных была реализована путем 4-х кратного принудительного плавания с интервалом 5 суток в круглом непрозрачном бассейне с грузом в 7% от веса тела при температуре воды 29-30°С до полного утомления. Индукцию экспериментального дизбиоза кишечника у животных группы №2 осуществляли пероральным введением коммерческого 4% раствора гентамицин сульфата с помощью инсулинового шприца без иглы в дозе 30 мг в сутки в течение 5 дней, начиная с первого дня эксперимента. Для мониторинга изменения микрофлоры кишечника под воздействием физической нагрузки и антимикробного препарата на 1, 6 и 16 день эксперимента, т.е. до введения, после завершения курсового введения и через 10 дней после завершения введения гентамицина соответственно, у каждого животного индивидуально осуществляли отбор фекалий, взвешивали их, после чего суспендировали в 9,0 мл изотонического 0,9 % раствора хлорида натрия и высеивали в разных разведениях на селективные питательные среды. После инкубации подсчитывали количество выросших колоний. С учетом массы фекалий от каждого животного и числа выросших колоний делали перерасчет общего числа микроорганизмов (ОМЧ), бифидобактерий, лактобактерий и эшерихий на 1 г фекалий (КОЕ·г-1). Сбор биоматериала осуществлялся согласно МУ 4.2.2039-05. Идентификация микроорганизмов толстой кишки проводилось в соответствии с Приказом Минзрава СССР от 22.04.1985 № 535 «Об унификации микробиологических (бактериологических) методов исследования, применяемых в клинико-диагностических лабораториях лечебно-профилактических учреждений» и МУ «Бактериологическая диагностика дисбактериоза кишечника», по методу, разработанному Р.В. Эпштейн-Литвак и Ф.Л. Вильшанской (1977). Окончательный результат количественного содержания бактерий в грамме фекалий выражали как lgKOE/г.Physical activity in animals was realized by 4-fold forced swimming with an interval of 5 days in a round opaque pool with a load of 7% of body weight at a water temperature of 29-30°C until complete fatigue. Induction of experimental intestinal dysbiosis in animals of group No. 2 was carried out by oral administration of a commercial 4% solution of gentamicin sulfate using an insulin syringe without a needle at a dose of 30 mg per day for 5 days, starting from the first day of the experiment. To monitor changes in the intestinal microflora under the influence of physical activity and an antimicrobial drug on days 1, 6 and 16 of the experiment, i.e. before administration, after the completion of the course administration and 10 days after the completion of the administration of gentamicin, respectively, feces were individually selected from each animal, weighed, and then suspended in 9.0 ml of isotonic 0.9% sodium chloride solution and sown in different dilutions on selective nutrient media. After incubation, the number of grown colonies was counted. Taking into account the mass of feces from each animal and the number of grown colonies, the total number of microorganisms (TMC), bifidobacteria, lactobacilli and Escherichia per 1 g of feces (CFU·g -1 ) was recalculated. The collection of biomaterial was carried out in accordance with MU 4.2.2039-05. The identification of colonic microorganisms was carried out in accordance with the Order of the Ministry of Health of the USSR dated April 22, 1985 No. 535 "On the unification of microbiological (bacteriological) research methods used in clinical diagnostic laboratories of medical institutions" and MU "Bacteriological diagnosis of intestinal dysbacteriosis", according to the method developed by R.V. Epstein-Litvak and F.L. Vilshanskaya (1977). The final result of the quantitative content of bacteria per gram of faeces was expressed as lgCOE/g.

Плавание животных проводили в специальной установке, представляющей собой бассейн из непрозрачного материала, высотой 98 см и диаметром 50 см. Высота столба воды в бассейне составила 60 см, температура поддерживалась на уровне 29-30°С. В качестве утяжелителей использовали «грузики» из свинца. Прикрепление утяжелителя осуществлялось на основании хвоста животного посредством резиновой лигатуры и лески. Длина лески от места крепления до утяжелителя примерно соответствовала длине хвоста животного, при которой не происходило соскальзывание «грузика» с хвоста во время теста, и крысы не опускали утяжелитель на дно бассейна для снятия с себя нагрузки. Использованная масса грузика, которая составила 7% от индивидуальной массы тела животного. Животных подвергают плаванию до полного утомления, критерием которого являлись неудачные попытки всплыть на поверхность воды в течение более чем 10 секунд и/или опускание на дно бассейна, после чего крыса извлекалась из бассейна.The swimming of the animals was carried out in a special installation, which is a pool of opaque material, 98 cm high and 50 cm in diameter. The height of the water column in the pool was 60 cm, the temperature was maintained at 29-30°C. Lead weights were used as weights. The weighting agent was attached to the base of the animal's tail by means of a rubber ligature and fishing line. The length of the fishing line from the point of attachment to the weighting agent approximately corresponded to the length of the animal's tail, at which the “weight” did not slip off the tail during the test, and the rats did not lower the weighting agent to the bottom of the pool to relieve themselves of the load. The used weight of the weight, which was 7% of the individual body weight of the animal. Animals are subjected to swimming until complete fatigue, the criterion of which was unsuccessful attempts to float to the surface of the water for more than 10 seconds and/or sink to the bottom of the pool, after which the rat was removed from the pool.

Через 2 суток после последнего дня физической нагрузки крыс выводили из эксперимента одномоментным декапитированием и собирали кровь для оценки изменения энергообмена по уровню лактата в плазме с использованием набора реагентов «Молочная кислота – Ольвекс» (ООО ОльвексДиагностикум, г. Санкт-Петербург, Россия.) согласно инструкции.Two days after the last day of physical activity, rats were taken out of the experiment by simultaneous decapitation and blood was collected to assess changes in energy metabolism in terms of plasma lactate levels using the Lactic Acid-Olvex reagent kit (OlvexDiagnosticum LLC, St. Petersburg, Russia.) according to instructions.

Статистическая обработка данных проводилась с использованием программы STATISTICA 8.0. Для выявления статистических различий двух независимых групп применяли критерий Манна–Уитни (р≤0,05). В качестве предварительного статистического метода при множественном сравнении зависимых групп применяли критерий Фридмана, с последующим попарным сравнением с помощью критерия Уилкоксона, при сравнении независимых групп - Н-тест Краскела–Уоллиса,с последующим попарным сравнением с помощью критерия Манна–Уитни. Различия считали статистически значимыми при р≤0,017(после пересчета на число сравнений). Результаты представляли в виде Me [МКИ] (где Ме — медиана, МКИ — межквартильный интервал).Statistical data processing was carried out using STATISTICA 8.0 software. To identify statistical differences between two independent groups, the Mann–Whitney test (p≤0.05) was used. As a preliminary statistical method for multiple comparison of dependent groups, the Friedman test was used, followed by pairwise comparison using the Wilcoxon test, when comparing independent groups, the Kruskal–Wallis H-test, followed by pairwise comparison using the Mann–Whitney test. Differences were considered statistically significant at p≤0.017 (after recalculation by the number of comparisons). The results were presented as Me [ICR] (where Me is the median and IQI is the interquartile range).

Таблица 1Table 1

Динамика изменения физической работоспособности лабораторных животных в исследовательских группахDynamics of changes in the physical performance of laboratory animals in research groups

Название группыGroup name Плавание в 1 день эксперимента, сSwimming on the 1st day of the experiment, with Плавание в 6 день эксперимента, сSwimming on the 6th day of the experiment, with Плавание в 11 день эксперимента, сSwimming on the 11th day of the experiment, with Плавание в 16 день эксперимента, сSwimming on the 16th day of the experiment, with Группа №1Group #1 109,0[89,6; 109,9]109.0[89.6; 109.9] 98,0 [83,0; 105,0]98.0 [83.0; 105.0] 133,0 [115,0; 154,0]133.0 [115.0; 154.0] 157,0 [140,0; 167,0]157.0 [140.0; 167.0] Группа №2Group #2 87,0 [79,0; 95,0]87.0 [79.0; 95.0] 93,9 [83,0; 120,0]93.9 [83.0; 120.0] 88,0 [79,0; 98,0] •88.0 [79.0; 98.0] • 105,0 [89,0; 133,0]105.0 [89.0; 133.0]

•p=0,019 по U-критерию Манна-Уитни при сравнении с группой №1 на 11 день эксперимента•p=0.019 according to the Mann-Whitney U-test when compared with group No. 1 on the 11th day of the experiment

Таблица 2table 2

Динамика изменения микробиоты толстого кишечника крыс при моделировании физической нагрузки и дисбактериозаDynamics of changes in the microbiota of the large intestine of rats during modeling of physical activity and dysbacteriosis

Группы МО,
lg КОЕ/г
MO groups,
lg cfu/g
Инт. группаInt. group 1 сутки1 day 6 сутки6 days 16 сутки16 day
№1#1 №2#2 №1#1 №2#2 №1#1 №2#2 BifidobacteriumBifidobacterium 3[3; 5]3[3; 5] 3[3;4]3[3;4] 4[3;6]4[3;6] 3[3;3]3[3;3] 3[3;4]3[3;4] 3[3;3]3[3;3] 3[3;5]3[3;5] LactobacillusLactobacillus 9[9; 9]9[9; 9] 9[9;9]9[9;9] 9[7;9]9[7;9] 9[7;9]9[7;9] 9[7;9]9[7;9] 6[3;9]6[3;9] 7[4;9]7[4;9] E. coliE. coli 4,9[0;5,5]4.9[0;5.5] 4,6 [2,3;5,0]4.6 [2.3;5.0] 5,3 [5,1;5,5]5.3 [5.1;5.5] 4,2 [2,0;4,6]4.2 [2.0;4.6] 0 [0;0]х0 [0;0]x 2,2 [0,0; 4,5]2.2[0.0; 4.5] 0 [0;0]х0 [0;0]x ОМЧOMC 8,4[8,0;8,6]8.4[8.0;8.6] 8,5 [8,3;8,6]8.5 [8.3;8.6] 8,6 [8,5;8,6]8.6 [8.5;8.6] 7,7 [7,5;7,7]^,*7.7 [7.5;7.7]^,* 0 [0;0]^,х0 [0;0]^,x 8,2 [8,0;8,4]*, &8.2 [8.0;8.4]*, & 8,2 [7,9; 8,2]х,#8.2 [7.9; 8,2]х,#

Примечание: МО – Микроорганизмы, ОМЧ – Общее микробное число, №1 – группа №1, №2 –Группа №2;Note: MO - Microorganisms, TMC - Total microbial count, No. 1 - group No. 1, No. 2 - Group No. 2;

^ p≤0,013 по критерию Манна-Уитни при сравнении с интакными крысами;^ p≤0.013 by Mann-Whitney test when compared with intact rats;

*р<0,012по критерию Уилкоксонапри сравнении с группой №1 в 1 сутки;* p<0.012 according to the Wilcoxon test when compared with group No. 1 on day 1;

х р<0,012по критерию Уилкоксона при сравнении с группой №2 в 1 сутки; x p<0.012 according to the Wilcoxon test when compared with group No. 2 on day 1;

& р<0,012 по критерию Уилкоксонапри сравнении с группой №1 на 6 сутки; & p<0.012 according to the Wilcoxon test when compared with group No. 1 on day 6;

# р<0,012 по критерию Уилкоксонапри сравнении с группой №2 на 6 сутки. # p<0.012 according to the Wilcoxon test when compared with group No. 2 on the 6th day.

Как показали эксперименты, при физической плавательной нагрузке до полного утомления в режиме 1 раз в 5 суток без моделирования дисбиотических нарушений в группе №1 к 16-му дню эксперимента наблюдается тенденция увеличения времени активного плавания (табл. 1). Полученные результаты свидетельствуют, что выбранный режим воздействия не способствует быстрой выработке у животных состояния тренированности и резистентности к нагрузке, что является необходимым условиям для оценки роли микробиотического состояния кишечника вприспособлении к возрастающим физическим нагрузкам.As experiments have shown, with physical swimming load until complete fatigue in the mode of 1 time in 5 days without modeling dysbiotic disorders in group No. 1, by the 16th day of the experiment, there is a tendency to increase the time of active swimming (Table 1). The obtained results indicate that the selected regimen of exposure does not contribute to the rapid development of the state of fitness and resistance to exercise in animals, which are necessary conditions for assessing the role of the microbiotic state of the intestine in adapting to increasing physical exertion.

В группе №2 динамика показателей физической работоспособности на 11 день эксперимента была нарушена. Наблюдалось статистически значимое снижение времени плавания животных (табл. 1). Это связано с антибиотик-ассоциированным дисбактериозом кишечника у крыс, развитие которого было подтверждено при проведении бактериологического анализа (табл. 2).In group No. 2, the dynamics of physical performance indicators on the 11th day of the experiment was disturbed. A statistically significant decrease in the swimming time of the animals was observed (Table 1). This is due to antibiotic-associated intestinal dysbacteriosis in rats, the development of which was confirmed by bacteriological analysis (Table 2).

Бактериальный анализ показал, что физические плавательные нагрузки привели к модуляции кишечной микрофлоры: на 6 сутки наблюдалось статистически значимое снижение показателя ОМЧ на 0,7-0,8 порядка по сравнению с интактными крысами и относительно своих исходных значений до плавания, а на 16 день эксперимента наблюдалось статистически значимое восстановление показателя ОМЧ относительно уровня на 6 сутки, но тенденция к уменьшению содержания E.coli.Такие изменения, вероятно, являются частью естественных приспособительных реакций организма во время стадии физиологического напряжения (Картышева, С. И. Физиология физических упражнений : учебно-методическое пособие для студентов, обучающихся по специальности 050720 «Физическая культура» и направлению «Педагогическое образование», профиль «Физическая культура» / С. И. Картышева. – Воронеж : Воронежский государственный педагогический университет, 2012. – 176 с.; GubertC., KongG., RenoirT., HannanA. J. Exercise, dietandstressasmodulatorsofgutmicrobiota: Implicationsforneurodegenerativediseases // NeurobiologyofDisease. 2020. Vol. 134. №104621. DOI: 10.1016/j.nbd.2019.104621).Через 12 часов послезавершения курсового введения гентамицина показатель ОМЧ статистически значимо снизился до неопределяемого уровня как относительно интактных животных, так и своих исходных значений. При этом статистически значимо снизилось содержание в толстом кишечнике E. coli по сравнению со значениями до введения препарата, а также наблюдалась тенденция снижения содержания бифидобактерий (табл. 2). Стоит отметить, что через 10 суток после завершения введения антимикробного препарата наблюдалось самопроизвольное количественное восстановление микрофлоры толстого кишечника крыс, однако со смешением доли отдельных ее представителей: E. coli не регистрировались, а была характерна тенденция снижения лактобактерий.Bacterial analysis showed that physical swimming loads led to the modulation of the intestinal microflora: on the 6th day there was a statistically significant decrease in the TMC index by 0.7-0.8 orders of magnitude compared with intact rats and relative to their initial values before swimming, and on the 16th day of the experiment there was a statistically significant recovery of the TMC index relative to the level on day 6, but a tendency to a decrease in the content of E. coli. Such changes are probably part of the body's natural adaptive reactions during the stage of physiological stress (Kartysheva, S. I. Physiology of physical exercises: educational manual for students studying in the specialty 050720 "Physical culture" and the direction "Pedagogical education", profile "Physical culture" / S. I. Kartysheva. - Voronezh: Voronezh State Pedagogical University, 2012. - 176 p.; Gubert C., Kong G., Renoir T., Hannan A. J. Exercise, dietandstressasmodulatorsofgutmicrobiota: Implicationsforneurodegenerativediseases // NeurobiologyofDisease. 2020 Vol. 134. No. 104621. DOI: 10.1016/j.nbd.2019.104621). 12 hours after the completion of the course administration of gentamicin, the TMC indicator statistically significantly decreased to an undetectable level both relative to intact animals and its initial values. At the same time, the content of E. coli in the large intestine decreased statistically significantly compared to the values before the administration of the drug, and there was also a tendency for a decrease in the content of bifidobacteria (Table 2). It should be noted that 10 days after the completion of the administration of the antimicrobial drug, a spontaneous quantitative restoration of the microflora of the large intestine of rats was observed, however, with a mixture of the proportion of its individual representatives: E. coli was not recorded, but a tendency towards a decrease in lactobacilli was characteristic.

Таким образом, дисбиотическое нарушение, характеризующиеся общим снижением количества представителей кишечной микрофлоры и выраженным дисбалансом в количестве эшерихий, вызывало нарушение адаптации к физической нагрузке, выразившемся в снижении времени плавания крыс на 11 день эксперимента. Полученные данные свидетельствуют, что дисбактериоз ускорял развитие физического переутомления у крыс в плавательном тесте.Thus, a dysbiotic disorder, characterized by a general decrease in the number of representatives of the intestinal microflora and a pronounced imbalance in the number of Escherichia, caused a violation of adaptation to physical activity, expressed in a decrease in the swimming time of rats on the 11th day of the experiment. The data obtained indicate that dysbacteriosis accelerated the development of physical fatigue in rats in the swimming test.

Участие микрофлоры в поддержании физической работоспособности животных подтвердилось также параллельным восстановлением этих двух показателей к 16 дню эксперимента (табл. 1 и 2).The participation of microflora in maintaining the physical performance of animals was also confirmed by the parallel recovery of these two indicators by the 16th day of the experiment (Tables 1 and 2).

Исследование изменений метаболизма в восстановительный период после 4-х сеансов физической нагрузки показалотенденцию снижения концентрации лактата в плазме крови животных группы №1 (2,1 [1,6; 2,9]ммоль/л) по сравнению с интактной (4,4 [3,4; 5,4] ммоль/л; p = 0,050, U-критерий Манна-Уитни).При этом, изменения в энергообмене на фоне физических нагрузокпри нарушениях микробиома кишечника были более выражены: концентрация молочной кислоты в плазме крови на 18-е сутки эксперимента статистически значимо была в 3 раза ниже (1,3 [1,2; 1,7]ммоль/л) по сравнению с интактными животными (p = 0,014, U-критерий Манна-Уитни). Эти данные свидетельствуют, что при дисбиозе кишечника снижается скорость восстановления энергообмена после физических нагрузок.The study of metabolic changes in the recovery period after 4 sessions of physical activity showed a tendency to reduce the concentration of lactate in the blood plasma of animals of group No. 1 (2.1 [1.6; 2.9] mmol/l) compared with intact (4.4 [ 3.4; 5.4] mmol/l; p = 0.050, Mann-Whitney U-test). At the same time, changes in energy metabolism on the background of physical activity in violation of the intestinal microbiome were more pronounced: the concentration of lactic acid in the blood plasma by 18- On the first day of the experiment, it was statistically significantly lower (1.3 [1.2; 1.7] mmol/L) by 3 times compared with intact animals (p = 0.014, Mann-Whitney U-test). These data indicate that with intestinal dysbiosis, the rate of recovery of energy metabolism after physical exertion decreases.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет создать модель, в ходе формирования которой у животных происходит нарушение нормального адаптационного сдвига в организме при воздействии физических нагрузок. Полученная модель в достаточной мере отражает проблемы изменения физиологии труда, связанные с нарушением адаптивных процессов организма вследствие дисбиотических нарушений кишечника, и в большей мере может служить для поиска способов и средств профилактики и коррекции снижения физической работоспособности под влиянием факторов, в том числе вредных факторов трудового процесса, приводящих к нарушению микрофлоры кишечника.Thus, the proposed method allows you to create a model, during the formation of which in animals there is a violation of the normal adaptive shift in the body when exposed to physical activity. The resulting model adequately reflects the problems of changes in the physiology of labor associated with a violation of the adaptive processes of the body due to dysbiotic disorders of the intestine, and to a greater extent can serve to find ways and means of preventing and correcting the decline in physical performance under the influence of factors, including harmful factors of the labor process. leading to disruption of the intestinal microflora.

Claims (2)

Способ моделирования физической нагрузки у крыс при дисбиотических нарушениях кишечника осуществляют путем перорального введения антимикробного препарата гентамицин в дозе 30 мг 1 раз в день на протяжении 5 суток, начиная с 1 дня эксперимента; животные также подвергаются принудительному плаванию с грузом, закрепленным на хвосте и составляющем 7% веса тела животного, путем четырехкратного принудительного плавания с интервалом 1 раз через 5 суток; используют установку, представляющую собой бассейн из непрозрачного материала, высотой 98 см и диаметром 50 см, высота столба воды в бассейне составляет 60 см; температура поддерживается на уровне 29-30°С; животных подвергают плаванию до полного утомления, критерием которого являются неудачные попытки животного всплыть на поверхность воды в течение более чем 10 с и/или опускание на дно бассейна.A method for modeling physical activity in rats with dysbiotic disorders of the intestine is carried out by oral administration of the antimicrobial drug gentamicin at a dose of 30 mg 1 time per day for 5 days, starting from the 1st day of the experiment; animals are also subjected to forced swimming with a load attached to the tail and constituting 7% of the animal's body weight, by four times forced swimming with an interval of 1 time in 5 days; use the installation, which is a pool of opaque material, 98 cm high and 50 cm in diameter, the height of the water column in the pool is 60 cm; the temperature is maintained at 29-30°C; the animals are subjected to swimming until they are completely exhausted, the criterion of which is the unsuccessful attempts of the animal to rise to the surface of the water for more than 10 s and / or sink to the bottom of the pool.
RU2022116541A 2022-06-20 Method of simulation of physical load for evaluation of workability of laboratory rats with dysbiotic intestinal disorders RU2796316C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2796316C1 true RU2796316C1 (en) 2023-05-22

Family

ID=

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2477894C1 (en) * 2011-12-05 2013-03-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ФГБОУ ВПО "ВятГУ" Method for simulating intestinal dysbacteriosis in laboratory animals
RU2617206C2 (en) * 2015-08-11 2017-04-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Сибирский федеральный научно-клинический центр Федерального медико-биологического агентства" (ФГБУ СибФНКЦ ФМБА России) Method for physical fatigue simulation in rats under desynchronosis

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2477894C1 (en) * 2011-12-05 2013-03-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ФГБОУ ВПО "ВятГУ" Method for simulating intestinal dysbacteriosis in laboratory animals
RU2617206C2 (en) * 2015-08-11 2017-04-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Сибирский федеральный научно-клинический центр Федерального медико-биологического агентства" (ФГБУ СибФНКЦ ФМБА России) Method for physical fatigue simulation in rats under desynchronosis

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ДУБКОВА Е.С. и др. ВЛИЯНИЕ УБИХИНОНА-10 И МАТОЧНОГО МОЛОЧКА ПЧЕЛ НА РАБОТОСПОСОБНОСТЬ И НЕКОТОРЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ БЕЛКОВОГО ОБМЕНА КРОВИ КРЫС В УСЛОВИЯХ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ / Биосистемы: организация, поведение, управление: Тезисы докладов 72-й Всероссийской с международным участием школы-конференции молодых ученых, Нижний Новгород, 23-26 апреля 2019 г., стр. 81. OLIVEIRA C.S. et al. Moderate aerobic exercise on the recovery phase of gentamicin-induced acute kidney injury in rats / Life Sciences, 2017, 169, pages 37-42. ALI B.H. et al. The effect of swimming exercise on adenineinduced kidney disease in rats, and the influence of curcumin or lisinopril thereon / PLoS ONE, 2017, 12 (4): e0176316, 20 pages. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102792919B (en) The construction method of gnotobiotic animal obese model and application thereof
Al-Natour et al. Using varying levels of formic acid to limit growth of Salmonella gallinarum in contaminated broiler feed
Gałęcki et al. Treatment of cryptosporidiosis in captive green iguanas (Iguana iguana)
Ergashov et al. EMERIOSIS OF RABBITS (LITERATURE ANALYSIS)
RU2796316C1 (en) Method of simulation of physical load for evaluation of workability of laboratory rats with dysbiotic intestinal disorders
CN113018320A (en) Application of lactobacillus johnsonii BS15 in preparation of medicine for preventing and/or treating intestinal injury caused by chronic fluorosis
CN113842437A (en) Application of radix stemonae in preparing product for inhibiting intestinal flora proliferation
Zhang et al. Regular fecal microbiota transplantation to senescence accelerated mouse-prone 8 (SAMP8) mice delayed the aging of locomotor and exploration ability by rejuvenating the gut microbiota
RU2602303C1 (en) Method for prevention of intestinal infections in broiler chickens
TWI636789B (en) Intestinal microbe therapy, composition therefor and method for preparing the same
RU2483113C1 (en) Method to assess effect of exogenous factors at intestinal microflora in case of its dysbiotic disturbances
RU2677220C1 (en) Method treatment of broiler chickens with associative intestinal infection
Vatsaev et al. Peculiarities of pathogenetic mechanisms of" parasite-host" system functioning in case of cattle affection by nodular dermatitis.
CN107828705A (en) One bacillus amyloliquefaciens and its application in preventing and treating autism
RU2782992C1 (en) Method for diagnosing oral dysbiosis
De Swaef Towards sustainable Dover sole (Solea solea) larviculture: contributing to the exploration of factors influencing its success
Ergashev et al. MICROBIOLOGICAL CHARACTERISTICS OF EXPERIMENTAL MODELS OF OSTEOMIELITIS
MacFadyen Behaviour of bacteria in the digestive tract
RU2203076C1 (en) Method for treating and preventing gastrointestinal diseases in calves
DI CICCIO et al. Investigation of biofilm formation and its association with biofilm associated factors of food-related methicillin-resistant Staphylococcus aureus strains
Alderete et al. Exposure to ambient air pollutants is associated with the composition of the gut microbiome in adolescents from Southern California
Sacko et al. Bacteriological prevalence of Salmonella in poultry carcasses slaughtered in the district of Bamako
Adiposity et al. Acclimatization The process in which an individual organism adjusts to a change in its environment (such as a change in altitude, temperature, humidity, photope-riod, or pH), allowing it to maintain performance across a range of environmen-tal conditions. Achalasia Is a motility disorder of the esophagus characterized by loss of enteric
Füreder MASTERARBEIT/MASTER’S THESIS
RU2468087C1 (en) Method of detecting viable probiotic microorganisms in in vitro conditions, imitating digestion process in humans