Биологические науки/ 8.Физиология человека и животных.
К. м. н. Козак М. В.
Астраханский
государственный университет, Россия.
функциональное
состояние нейронов предоптической области, аркуатного и супрахиазматического
центров гипоталамуса при СТРЕССЕ И введении альфа-токоферола
Исследовано морфофункциональное состояние
нейронов ростральной предоптической области, аркуатного и супрахиазматического
центра гипоталамуса белых крыс в норме, при введении альфа-токоферола (ТФ) и
действии острого стресса.
Нейроны гонадотропин-рилизинг гормона (GnRH) являются первичным регулирующим звеном
репродуктивной оси [3]. Половые стероиды (эстрогены и андрогены) обеспечивают
обратную связь с центральной нервной системой, гипоталамусом и передней долей
гипофиза для регулирования синтеза и ритмичности секреции, а также
чувствительности гонадотропоцитов гипофиза к GnRH [5]. У крыс GnRH
нейроны находятся в ростральных предоптических областях (POA) гипоталамуса [3].
Функционирование GnRH нейронов (активация и
торможение) осуществляется через рецепторы к половым стероидам и другие
мембранные рецепторы посредством нейромедиаторов. Многие из них вырабатываются
нейронами аркуатного (АЯ) и супрахиазматического (СХЯ) центров гипоталамуса.
Эндокринные центры АЯ и СХЯ регулируют многие функции организма, в том числе
глюкокортикостероидный гомеостаз, в связи с этим для понимания репродуктивных
процессов необходимо ассоциированное изучение функции этих ядер с нейронами
POA. Дополнительное введение ТФ изменяет морфометрические показатели некоторых
центров гипоталамуса, нейросекрет которых оказывает влияние на функционирование
репродуктивной системы [2]. Участие ТФ в регуляции проницаемости клеточных
мембран является универсальным механизмом её стабилизации. Однако, до
настоящего времени не выяснено, как влияет ТФ на нейросекреторные клетки. Предполагается,
что соответствующие рецепторы этих клеток могут быть чувствительными не только
к стероидам, но и к ТФ.
Материал и
методика. Экспериментальные
исследования проводились на половозрелых белых крысах линии Вистар со средней
массой тела самцов 230 г, самок 200 г. в период относительного «гормонального
покоя» самок (фазы диэструса и метаэструса) в зимний период. Самцов и самок
содержали раздельно в стандартных условиях вивария при температуре 22ºC.
Экспериментальные животные, самцы и самки, были разделены на 8 групп по 10
животных в каждой. Животные первой группы
– контроль,
отдельно самки и самцы — без воздействия. Животным второй
группы (ТФ), самкам и самцам per os
вводили 10% раствор α-токоферол - ацетата в дозе 1 мг на 100 г массы в
течение последних 14 дней до декапитации, один раз в сутки в утренние часы. Животных третьей группы, самок и самцов, (стресс) подвергали
иммобилизационному стрессу. Для этого в течение последних 5 дней эксперимента ежедневно
на один час в 1100 животных помещали в пластиковый пенал по размеру
тела, ограничивающий свободные движения, но не препятствующий свободному
поступлению воздуха.Четвёртая группа
животных, самцы и самки (стресс + ТФ).
Самцов и самок подвергали 5 дневному стрессу в
сочетании с двухнедельным введением ТФ.
При проведении экспериментов использовался
10% масляный раствор альфа-токоферол - ацетата (производство завода
биопрепаратов, г. Покров). Доза 1 мг альфа-токоферол - ацетата на 100 г массы
животного. Декапитацию животных проводили в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных»,
под хлоралгидратным наркозом внутрибрюшинно (2,5 % раствор, 1мл на 100 г массы
тела животного). Фиксацию мозга
проводили по Карнуа [1], окраску целлоидинпарафиновых срезов
осуществляли 0,1% водным раствором крезилвиолета. Морфометрию ядер и ядрышек
центров гипоталамуса проводили при помощи окуляр-микрометра МОВ-1, 15 ×,
объектив 40×. Площадь ядер и ядрышек в мкм2 определяли, пользуясь формулой: S = π /
4× d1 d2, где d1 и d2 — взаимно перпендикулярные диаметры (ядра, ядрышка).
Диаметр измеряли в плоскости оптического среза, проходящего через ядрышко. Количество клеток для анализа в контроле
и по каждому экспериментальному варианту воздействия составило от 40 до 50. В
ходе эксперимента и перед его завершением изучали влагалищные мазки для
определения фазы эстрального цикла. Экспериментальные данные анализировались с
помощью метода альтернативного анализа и t-критерия
Стьюдента.
Результаты исследований
и их обсуждение. Морфометрический
анализ ядер и ядрышек предоптической
области гипоталамуса показал отсутствие половых различий по этому признаку
(р > 0,05). Установлено, что у самцов и самок крыс, получивших ТФ,
значительно уменьшилась площадь ядра соответственно на 37 и 32 % (p <
0,001). Одновременно происходит уменьшение площади ядрышка нейронов у самцов на
19%, у самок на 20 % (p < 0,001). Под воздействием экспериментального
стресса изучаемые морфометрические показатели не претерпели достоверных
изменений (р>0,05). Введение ТФ на фоне стресса привело к уменьшению площади
ядра нейронов у самок на 31%, у самцов на 36% (p < 0,001) и уменьшению
площади ядрышек на 23% у самок и на 17% у самцов (p < 0,001). Процент
выявленных изменений приближен к изолированному влиянию ТФ.
Аркуатный
центр гипоталамуса. Морфометрический
анализ ядер и ядрышек аркуатного центра гипоталамуса также показал отсутствие
половых различий изучаемого показателя (р > 0,05). Введение ТФ привело к
значительному уменьшению площади ядра на 15% (p < 0,01) у самцов и 25% (p
< 0,001) у самок. Одновременно отмечено уменьшение площади ядрышек нейронов
у самцов на 26, у самок на 31% (p < 0,001). Установлено, что под
воздействием стресса уменьшаются размеры ядер нейронов у самок на 19%, у самцов
на 14% (p < 0,001). Одновременно уменьшается и площадь ядрышек у самок на
45, у самцов на 23% (p < 0,001 в обоих случаях). Введение ТФ на фоне стресса
вызвало уменьшение площади ядра нейронов у самок на 25%, у самцов на 12% (p<
0,001), а также уменьшение площади ядрышек на 21% у самок и на 29%, у самцов
(p<0,001).
Супрахиазматический
центр гипоталамуса. Морфометрический
анализ ядер и ядрышек супрахиазматического центра гипоталамуса (табл. 2) не
выявил достоверных половых различий по данному показателю (р > 0,05).
Введение ТФ привело к уменьшению площади ядра на 14% (p < 0,01) у самцов и
12% (p < 0,05) у самок. Достоверного изменения размеров ядрышек нейронов у
самцов и самок при этом не отмечено (р > 0,05). Воздействие
экспериментального стресса также не привело к достоверному изменению размеров
ядер и ядрышек нейронов СХЯ ни у самок,
ни у самцов (р > 0,05). В случае совместного влияния ТФ и стресса
выявлено уменьшение площади ядер нейронов у самок на 14% (p<0,01), у самцов
на 12% (p < 0,05), без изменения площади ядрышек (р > 0,05).
При хронических функциональных нарушениях
размеры ядер секреторных клеток взаимосвязаны с белковым синтезом. Показано,
что ядра сморщиваются сразу же после раздражения их секреторного нерва, тогда
как угнетение фармакологическими средствами ведёт к набуханию ядер [7]. Поэтому
при изменении размеров ядер и, особенно, ядрышек можно говорить об изменении их
функционального состояния.
Результаты экспериментов показали, что
ядра и ядрышки GnRH нейронов предоптической
области гипоталамуса изменили морфометрические показатели в сторону уменьшения
их значений, то есть они оказались чувствительными к влиянию ТФ. Половых
различий в этой реакции не выявлено. Иммобилизационный стресс не отразился на
размерах ядер и ядрышек GnRH нейронов
РОА. В случае сочетанного влияния ТФ и стресса уменьшение морфометрических
показателей GnRH нейронов, по-видимому,
зависит от действия ТФ, так как результаты изменений сопоставимы и в том и в
другом варианте.
Существует тесное взаимодействие GnRH нейронов предоптической области с АЯ и СХЯ в регуляции
гонадотропной функции. Многие классические нейромедиаторы изменяют активность GnRH нейронов через прямые и косвенные действия.
Пульсирующий выброс GnRH в портальную систему представляет собой заключительный
путь выхода нейронной сети, которая интегрируется множеством внутренних и
внешних стимулов. Одним из основных рецепторных полей этой сети, чувствительных
к уровню половых гормонов, является медиобазальный гипоталамус и АЯ, а
передаточными пептидами к GnRH нейронам –
β-эндорфины и нейропептид Y [6]. В
экспериментальных работах было показано, что в АЯ имеется рецепторы для
управления энергетическим балансом в организме и рецепторное поле к стероидам
надпочечников [4].
При рассмотрении результатов
морфометрических показателей ядер и ядрышек АЯ отмечается уменьшение их
размеров под влиянием ТФ и стресса.
Циркадные ритмы в выбросе люлиберина
обеспечиваются СХЯ. В экспериментальных работах показано, что многочисленные
стимулы поступают как от аркуатного, так и непосредственного действия андрогенов
на центральную часть супрахиазматического центра гипоталамуса [4]. Результаты
опытов показали, что только при влиянии ТФ определяется не резко выраженное, но
статистически значимое уменьшение размеров ядер, без изменения размеров ядрышек
нейронов СХЯ. Скорее всего, это объясняется неоднородной структурой
супрахиазматического центра и ограниченным числом клеток чувствительных к
данному воздействию.
Полученные данные опытов свидетельствует о
существенном и достоверном влиянии введения ТФ на морфофункциональное состояние
нейронов изучаемых центров гипоталамуса у половозрелых крыс. Морфометрический
анализ показал, что при введении ТФ произошло существенное уменьшение площади
ядер GnRH нейронов предоптической области, что может указывать
на его прямое или косвенное влияние на рецепторы нейронов при конкурентном
действии с другими нейромедиаторами и стероидными гормонами.
Литература: