From experimental biomodeling to personalized medicine

This article presents the results of experimental studies of adverse effects of environmental and occupational exposures on the morphofunctional state of the central nervous system in offspring rats. The results of this study show that newborn offspring of rats exposed to vinyl chloride and mercuric chloride lagged behind the controls in sensory-motor development. There was violated the whole structure of behavior in adult offspring characterized by reduces motor and exploratory activity, increased anxiety in rats. There was abnormal impulse conduction in the neuromuscular apparatus of the hind legs of albino rats and morphological changes in the structure of nervous tissue. Developmental disorders in the offspring may be associated with the processes of accumulation, influence on the genetic apparatus of cells or mediated by epigenetic mechanisms of CNS disorders. A comparative study of the behavioral and cognitive effects of toluene, cerebral bioelectrical activity in rats with a normal embryogenesis and background prenatal hypoxia has been found that toluene neurotoxicity are more pronounced in adult rats exposed to chronic prenatal hypoxia. The results suggest a possible decrease in the sensitivity of neurons to the action of neurotoxicants because of prenatal hypoxic damage. The significance of experimental modeling is to develop approaches to personalized medicine, because knowledge of the previous prenatal pathology or neurointoxication of parents allow study of individual measures of prevention, treatment, and decisions about employment of the younger generation.

albino rats, vinyl chloride, mercuric chloride, toluene, prenatal hypoxia, descendants, nervous system

1. Булаева К.Б. Генетические основы психофизиологии человека. - М.: Наука, 1991. - 208 с.

2. Верзилина И.Н., Агарков Н.М., Чурносов М.И. Влияние антропогенных загрязнителей атмосферы на частоту врожденных аномалий развития среди новорожденных детей в г. Белгороде // Экология человека. - 2007. - № 8. - С. 10-14.

3. Вокина В.А. Влияние пренатальной гипоксии на функциональное состояние ЦНС белых крыс при воздействии толуола: автореф. дис.. канд. биол. наук. - СПб., 2013. - 24 с.

4. Даутов Ф.Ф. Факторы окружающей среды и здоровье населения // Практическая медицина. - 2010. -№ 2. - С. 68-72.

5. Журавин И.А., Дубровская Н.М., Туманова Н.Л. Постнатальное физиологическое развитие крыс после острой пренатальной гипоксии // Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. - 2003. - Т. 89, № 5. - С. 522-532.

6. Измеров Н.Ф., Сивочалова О.В. Профессиональная обусловленность нарушений репродуктивного здоровья работников различных отраслей экономики // Бюллетень научного совета «Медико-экологические проблемы работающих». - 2006. - № 4. - С. 10-14.

7. Капустина Е.А. Развитие потомства самцов и самок аутбредных крыс, подвергавшихся воздействию сулемы // Бюлл. Восточно-Сибирского научного центра СО РАМН. - 2013. - № 1. - С. 102-105.

8. Колесников С.И., Семенюк А.В., Грачев С.В. Импринтинг действия токсикантов в эмбриогенезе. - М.: «Медицинское информационное агентство», 1999. - 263 с.

9. Краснов М.В. и др. Наследственные болезни у детей // Практическая медицина. - 2009. - № 7. - С. 22-30.

10. Макаров И.А., Макаренко К.И. О влиянии метилметакрилата и винилхлорида на соматотропную функцию гипофиза // Гигиена труда и профессиональные заболевания. - 1983. - № 4. - С. 32-36.

11. Отеллин В.А., Хожай Л.И., Коржевский Д.Э., Косткин В.Б. Повреждающие воздействия в критические периоды пренатального онтогенеза как фактор, модифицирующий структурное развитие и поведенческие реакции после рождения // Ж. Вестник РАМН. - 2002. - № 12. - С. 32-35.

12. Погосов А.В., Козырева А.В. Клиника и терапия зависимости от летучих растворителей // Сибирский вестник психиатрии и наркологии: Научно-практическое издание. - 2003. - № 3. - С. 71-73.

13. Саноцкий И.В., Давтян РМ., Глущенко В.И. Изучение мужской репродуктивной функции при действии некоторых химических веществ // Г игиена труда и профессиональные заболевания. - 1980. - № 5. - С. 28-31.

14. Соседова Л.М., Якимова Н.Л., Титов Е.А., Капустина Е.А. Экспериментальное моделирование токсической энцефалопатии // Медицина труда и промышленная экология. - 2008. - № 8. - С. 22-26.

15. Соседова Л.М., Капустина Е.А., Титов Е.А. Половой диморфизм в паттернах поведения потомства, полученного от крыс-самцов с винилхлоридной интоксикацией // Бюлл. ВСНЦ СО РАМН. - 2008. - № 5. -С. 69-73.

16. Трахтенберг И.М., Коршун М.Н. Ртуть и ее соединения в окружающей среде. - Киев: «Выща Школа», 1990. - 232 с.

17. Фогель Ф., Мотульски А. Генетика человека: В 3 т.: Пер. с англ. - М.: Мир, 1989. - 312 с.

18. Черняева Т.К., Тихомирова Н.А. Влияние химического загрязнения окружающей среды на риск развития врожденных аномалий // Медицинский альманах. - 2009. - № 2. - С. 176-177.

19. El-Helaly М., Abdel-Elah K., Haussein A., Shalaby H. Paternal occupational exposure and the risk of congenital malformation - A case-control study // International journal of occupational medicine and environmental health. - 2011. - Vol. 24, N 2. - P. 218-227.

20. Kielhorn J. et al. Vinyl chloride: still cause for concern // Environ. Health Perspect. - 2000. - Vol. 108, N 7. - P 579-588.,

21. Riegel A.C., French E.D. Acute toluene induces biphasic changes in rat spontaneous locomotor activity which are blocked by remoxipride // Pharmacol. Biochem. Behav. - 1999. - Vol. 62. - P. 399-402.

22. Schaumburg H.H., Spencer P.S. Toluene. Experimental and Clinical Neurotoxicology. - New York: Oxford University Press, 2000. - P. 1183-1189.

23. Shim K., Mlynarek S.P., Wijngaarden E. Parental exposure to pesticides and childhood brain cancer: U.S. Atlantic coast childhood brain cancer study // Environmental health perspectives. - 2009. - Vol. 117, N 6. - Р. 1002-1006.

24. Wong E.W., Cheng C.Y. Impact of environmental toxicants on male reproductive dysfunction // Trends in pharmacologycal sciences. - 2011. - Vol. 5, N 32. - P 290-299.