Еще один рабочий день

В Колтушах, в Институте физиологии имени И. П. Павлова РАН, живут лабораторные крысы. Они занимаются на беговых дорожках, иногда обжигают лапки и отдыхают в темных комнатах. Демонстрируют, как стресс может положительно влиять на организм. Благодаря им ученые уже доказали, что при регулярных тренировках снижается риск гастрита. Вместе с корреспондентом «Мегабайта» узнаем, как проходит рабочий день крысы.

Начало: медицинское обследование

Мы подходим к старому зданию Института физиологии имени И. П. Павлова. Широкое крыльцо, деревянные входные двери, высокие окна напоминают классические учебные заведения. Поднимаемся по лестнице с крутыми пролетами и попадаем в узкий коридор с часто посаженными маленькими кабинетами, которые в купе с белыми халатами сотрудников походят на больничные этажи. В помещении кафедры нас встречает Наталья Ильинична Ярушкина — старший научный сотрудник института. В это время в клетках-домиках белые и красноглазые крысы ждут начала исследований. Первое на сегодня — медицинские измерения.

Научный сотрудник берет четырех крыс и сажает их в индивидуальные прозрачные цилиндры. Из такого животное не убежит, но при этом сможет высунуть носик и хвост. Эти боксы погружают в черный короб без торцевой стенки, где поддерживается комфортная для грызунов температура. Темнота успокаивает крыс, они расслабляются. Все это позволяет измерить кровяное давление и частоту сердечных сокращений у бодрствующего животного. Для этого на хвост крысы надевают маленькую манжетку, аналогичную той, которую используют врачи. Прибор автоматически снимает показания и выводит значения на экран компьютера. «Если желудочно-кишечный тракт поврежден, меняются показания сердечно-сосудистой системы, поэтому мы и измеряем крысам давление и пульс. Когда болезнь прогрессирует и затрагивает отделы кишечника, также нарушаются циркадные ритмы и значительно повышается болевой порог», — комментирует эксперимент Наталья Ильинична.

Меня удивляет, почему животные так спокойны и не пытаются вырваться. Оказывается, с детства крысят приучают долгое время сидеть, показывая, что приборы и сотрудники для них не опасны.

Продолжение: стресс и еще раз стресс

Наталья Ильинична достает один из боксов с крысой, ставит его на подложку другой установки и включает лазер. Конструкция прибора устроена так, что луч падает на хвост животного под прямым углом. Таким образом ученые измеряют порог болевой чувствительности — время, по истечению которого крыса отдергивает хвост. У нашего подопытного это заняло примерно 6 секунд. Смысл эксперимента в том, чтобы заметить, когда грызун почувствует нагрев, а не навредить ему. Поэтому экспериментаторы используют луч такой интенсивности, что у животного не остается ожогов. «Есть специальные кривые, по которым мы выбираем параметры излучения в зависимости от задачи, которую нужно решить. Зачастую мы хотим измерить понижение или повышение болевого порога».

Чем больше болевой порог, тем ниже болевая чувствительность, и наоборот.

Есть и менее приятный инструмент измерения болевой чувствительности — стоящая на соседнем столе «горячая пластина». Это высокий цилиндр, на дне которого находится нагретая до 50 °C металлическая подложка. Наталья Ильинична берет крысу и сажает на пластину. Сначала грызун, немного беспокоясь, изучает пространство, но спустя примерно 15 секунд начинает облизывать лапки. Это и есть сигнал того, что животное почувствовало нагрев.

— Мы исследуем положительные эффекты регулярного стресса. Само по себе стрессорное воздействие изменяет уровень некоторых гормонов в крови, в большинстве — глюкокортикоидных. Это и есть наш объект исследования. Мы доказали, что такие гормоны защищают слизистую оболочку желудка от негативных воздействий.

Теперь наша задача — посмотреть, как мы можем использовать эти наблюдения, чтобы защитить желудочно-кишечный тракт человека. Один из способов — регулярная физическая активность, например бег.

Наталья Ярушкина, кандидат биологических наук

Разгар: бег!

В соседней комнате на столе расположены колеса — почти ничем не отличимые от тех, что ставят в клетки для хомяков. Крысу высаживают в вольер, из которого есть вход в установку. Встроенные в циклическую беговую дорожку датчики фиксируют, сколько подходов делает крыса и как долго и с какой скоростью она упражняется. Нам объясняют, что это модель добровольной физической активности.

Мы переходим в очередную небольшую комнату. В ней инженер лаборатории Юрий Пунин уже готовит ленточную беговую дорожку. Он сажает трех крыс на плато и включает прибор. Животные начинают двигаться, иногда останавливаясь, чтобы изучить обстановку или передохнуть. Так как это модель принудительной активности, на конце дорожки находятся металлические площадки, бьющие током остановившихся и скатившихся туда крыс. Когда животное наконец соглашается на «наказание», это значит, что оно устало. Меняя скорость движения ленты, угол наклона плато и силу разрядов, ученые строят необходимые для исследования модели нагрузки.

«Эта установка предназначена для изучения того, как хорошо животные после каких-либо воздействий переносят физические нагрузки, и для моделирования стресса. Ток же, который мы подаем на металлическую площадку, неприятен для крысы, но не опасен. То есть платформа для них дискомфорт, но не боль», — объясняет нам Юрий. Исследователи сравнивают, как принудительная и добровольная физические активности изменяют гормональный баланс в организме. Спойлер: вторая модель эффективней.

Сотрудники здесь очень бережно относятся к животным. Например, берут грызунов в руки, несмотря на то, что по технике безопасности вынимать их из вольеров нужно за хвост. Даже сами крысы прячутся в руках Натальи Ильиничны от назойливых репортеров пресс-тура.

Конец: работа ученых

По окончании экспериментов крыс отправляют в помещение со стеллажами вольеров, где грызуны могут отдохнуть после рабочего дня: поесть и поспать. Вход в комнату отдыха ограничен, ведь здесь животные в тишине и спокойствии ждут следующей тренировки. В это время ученые продолжают работу в лабораториях. Именно там, в пробирках, происходит основная часть исследования — анализ тканей и крови под­опытных.

Пока крысы тренируются, а ученые трудятся в лабораториях биохимии и гистологии, репортеры шагают к автобусам, чтобы вернуться домой писать тексты и монтировать репортажи. Тяжелый рабочий день — это тоже стресс, так что, может, сегодня мы стали чуточку здоровее.