Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Національна академія наук України
Інститут фізіології ім.О.О.Богомольця
Ткачук Світлана Сергіївна
УДК 616.8-092:616.43/.45-001.1/3:599.323.4
НЕЙРОЕНДОКРИННІ ТА БІОХІМІЧНІ МЕХАНІЗМИ ПОРУШЕНЬ СТРЕС-ЛІМІТУЮЧОЇ ТА СТРЕС-РЕАЛІЗУЮЧОЇ СИСТЕМ МОЗКУ У ЩУРІВ З СИНДРОМОМ ПРЕНАТАЛЬНОГО СТРЕСУ
14.03.04 ѕ патологічна фізіологія
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
доктора медичних наук
Київ - 2000
Дисертацією є рукопис
Робота виконана в Буковинській державній медичній академії Міністерства охорони здоров'я України
Науковий консультант: доктор медичних наук, професор
П і ш а к В а с и л ь П а в л о в и ч
Буковинська державна медична академія, завідувач кафедри медичної біології та генетики
Офіційні опоненти: член-кореспондент АМН України, професор
Є л ь с ь к и й В і к т о р М и к о л а й о в и ч,
Донецький державний медичний університет
ім. Максима Горького,
завідувач кафедри патологічної фізіології
доктор біологічних наук, професор
К о с е н к о А н а т о л і й Ф е д о р о в и ч,
Інститут фізіології ім. Петра Богача
при Національному університеті
ім. Тараса Шевченка
доктор медичних наук,
Л у ч и ц ь к и й Є в г е н В а с и л ь о в и ч
Інститут ендокринології та обміну речовин
ім. В.П.Комісаренка АМН України,
завідувач відділенням клінічної андрології
Провідна установа: Національний медичний університет ім.О.О.Богомольця
Міністерства охорони здоров'я України,
кафедра патологічної фізіології, м. Київ
Захист відбудеться “26” вересня 2000 р. о 14 год
на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.198.01 при Інституті фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України (01024, Київ-24, вул. Богомольця, 4)
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту фізіології ім. О.О.Богомольця НАН України (01024, Київ-24, вул. Богомольця, 4).
Автореферат розісланий “ 25" серпня 2000 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради
доктор біологічних наук З.О. Сорокіна-Маріна
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Перенасиченість життя сучасної людини різноманітними по модальності, силі та тривалості стресовими впливами дозволяє стверджувати про стресорний континуум, успішність адаптації до якого визначається чутливістю, надійністю, економічністю, резервною потужністю адаптивних механізмів [Филаретов А.А. и др., 1993; Судаков К.В., 1996].
Однак у складних, безвихідних ситуаціях, або при дії на організм надто сильних факторів, стрес-реакція набуває надмірної інтенсивності та тривалості, перетворюючись з ланки адаптації на загальну ланку патогенезу так званих ендогенних, або стресорних захворювань, які складають одну з головних проблем сучасної медицини [Меерсон Ф.З. и др., 1989; Судаков К.В., 1996; Юматов Е.А., 1992].
У зв'язку з цим центральне місце в проблемі стресу займає вивчення фундаментальних фізіологічних закономірностей стрес-резистентності.
При дії стресора у системі нейроендокринної регуляції стресу виникає активаційний контур гормонального та вегетативного забезпечення функцій, який врівноважується складноорганізованим стрес-лімітуючим регуляторним контуром, спрямованим на підтримання гомеостатичних параметрів [Шаляпина В.Г. и др., 1995; Castro M.G., et al. 1996]. На сучасному етапі до системи обмеження стрес-реакції відносять ГАМК, дофамін, ?-ендорфін, простагландини та сімейство натрійуретичних пептидів [Пшенникова М.Г. и др., 1992; Шаляпина В.Г. и др., 1995]
Стрес, на думку цілого ряду дослідників [Дыгало Н.Н. и др., 1990; Красильников М.А., 1993; Маслова Л.Н. и др., 1990] виконує роль посередника між середовищем та генетичним апаратом.
Саме тому особливої значимості набувають ефекти стресу в період раннього індивідуального онтогенезу, коли відбувається прискорене розгортання генетичної програми та бурхливий розвиток головного мозку [Резніков О.Г. та ін., 1996; Носенко Н.Д., 2000].
У ці "критичні періоди" онтогенезу гормон-нейротрансмітерні впливи детермінують впродовж життя експресивність генетичного матеріалу в нейронах центральної нервової системи [Резніков О.Г. та ін., 1996].
Згідно концепції О.Г.Резнікова [Резников А.Г., 1982; Резніков О.Г. та ін., 1996] подібна автомодифікація клітинної реактивності зумовлена імпринтинговими процесами, які заздалегідь програмують рівень функціональної відповіді на той гуморальний подразник, який під час критичного періоду диференціації клітини спричинив репресію-дерепресію геному, зберігаючи генетичну пам'ять про даний подразник впродовж життя.
Виявлена О.Г.Резніковим закономірність автомодифікації має загальнобіологічне значення. Імпринтингові властивості щодо своїх клітин-мішеней проявляють катехоламіни, глюкокортикоїди, вазопресин, окситоцин, тироліберин, нікотин, статеві гормони, інсулін та ін. [Reznikov A.G., 1994].
Роль імпринтингових чинників можуть виконувати перинатальні впливи, і в першу чергу стрес, який супроводжується порушенням балансу кортикостероїдів, нейротрансмітерів, нейрогормонів не лише в організмі матері, але й плода.
Стрес матері впродовж останнього триместру вагітності спричиняє розвиток у нащадків синдрому пренатального стресу, який характеризується нейроендокринними порушеннями стрес-реактивності та статевої диференціації мозку [Ward I.L., 1972; Takahashi L.K. et al., 1990; Носенко Н.Д., 1996].
Описані в літературі дослідження присвячені, в основному, вивченню імпринтингових властивостей глюкокортикоїдів, катехоламінів та статевих гормонів.
Однак фетальний мозок впродовж останньої третини вагітності реагує на материнський стрес змінами секреції ?-ендорфіну [Rohde W. et al., 1989], передсердного натрійуретичного пептиду [Irons D.W. et al., 1996], коливаннями метаболізму арахідонової кислоти [Rudolph A.M., 1977], ГАМК та ін. компонентів стрес-лімітуючої системи, що з огляду на концепцію автомодифікації клітинної реактивності може призвести до тривалих порушень діяльності цієї системи.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана в Буковинській державній медичній академії у рамках тематики планової науково-дослідної міжкафедральної роботи (кафедр нормальної фізіології, патологічної фізіології, медичної біології та генетики і гістології) Буковинської державної медичної академії (№ державної реєстрації 0195U020510).
Мета і задачі дослідження. Мета роботи — виявити окремі ендокринні, нейрохімічні та біохімічні механізми порушення стрес-реактивності у щурів з синдромом пренатального стресу за показниками функціонального стану стрес-реалізуючої та стрес-лімітуючої систем, на основі чого встановити закономірності функціонування адаптивної системи організму пренатально стресованих самців щурів та дослідити резервні можливості цієї системи при переході від стану функціонального спокою до стану активності.
Для досягнення поставленої мети були сформульовані наступні основні задачі:
1. Вияснити механізми тривалої модифікації стрес-реалізуючих систем у щурів з синдромом пренатального стресу за станом деяких нейроендокринних та біохімічних корелятів стрес-реактивності.
2. Дослідити віддалені наслідки пренатального стресу на окремі нейрохімічні, ендокринні та біохімічні показники функціонального стану стрес-лімітуючої системи у дорослих самців щурів.
3. Провести порівняльний аналіз взаємовідносин стрес-реалізуючих та стрес-лімітуючих механізмів у контрольних та пренатально стресованих самців щурів.
4. Виявити функціональні резерви стрес-реалізуючої та стрес-лімітуючої систем у дорослих самців щурів з синдромом пренатального стресу за умов іммобілізації.
Наукова новизна одержаних результатів. Вперше:
— теоретично та експериментально обгрунтована концепція структурної, нейроендокринної та біохімічної дезінтеграції стрес-реалізуючої та стрес-лімітуючої систем у патогенезі порушень стрес-реактивності у самців з синдромом пренатального стресу. Показано, що зниження відповіді на стрес має місце за умов дефіциту механізмів обмеження стрес-реакції.
— доведено, що співвідношення між активністю стрес-реалізуючої та стрес-лімітуючої систем формується не лише на основі генетичних особливостей організму, але й за рахунок порушення імпринтингових механізмів під впливом пренатального стресу;
— продемонстрована тривала модифікація стрес-лімітуючих та окремих, не описаних раніше, стрес-реалізуючих механізмів пренатальними стресорними впливами. Встановлено, що у структурах мозку щурів, які перенесли материнський стрес, значно знижені конститутивні рівні простагландинів, ?-передсердного натрійуретичного пептиду (?-ПНП), спостерігаються різноспрямовані зміни вмісту ?-ендорфіну, знижена активність глутатіонпероксидази, підвищується вміст циклічних нуклеотидів та має місце акумуляція оксидованих протеїнів, що свідчить про порушення проокисно-антиоксидантної рівноваги. Показана модифікація моноамінергічних механізмів в окремих ядрах гіпоталамуса, перегородки, мигдалеподібного комплексу за даними зв'язування мічених 3Н-дофаміну, 3Н-норадреналіну, 3Н-серотоніну;
— шляхом застосування гострого іммобілізаційного стресу виявлені нові патогенетичні ланки порушення стрес-реактивності, зумовлені хронічним впливом стресорних чинників впродовж пренатального періоду індивідуального розвитку мозку. Встановлено зниження функціональних резервів стрес-реалізуючої та стрес-лімітуючої систем у дорослих пренатально стресованих самців. Доведено, що за цих умов стрес-лімітуюча дія ?-ПНП відсутня внаслідок порушення зворотного зв'язку в системі "?-ПНП-глюкокортикоїди". Реакція в-?ндорфіну на стрес у гіпоталамусі даної групи тварин значно редукована і структурно обмежена, як і реакція з боку супероксиддисмутази, а стрес-індукована активація глутатіонпероксидази та простагландинів — відсутня. Порушені рецепторні механізми ГАМК-ергічної регуляції стрес-індукованого вмісту кортикостерону, пролактину, тироксину у плазмі крові та ?-ендорфіну у гіпоталамусі за рахунок функціональної інактивації ГАМКА-рецепторів та серотонінергічна регуляція вмісту вказаних гормонів. Виявлена стрес-індукована модифікація вмісту циклічних нуклеотидів та циклазного індексу у структурах мозку, а також порушення взаємовідносин між окремими компонентами моноамінергічних систем гіпоталамуса, перегородки та мигдалика за даними гістоавторадіографії;
— обгрунтована стрес-протекторна дія мелатоніну у інтактних тварин за рахунок: а) обмеження стрес-реактивності шляхом зменшення стрес-індукованого вмісту глюкокортикоїдів та збільшення вмісту пролактину в плазмі крові; б) підвищення стрес-індукованого вмісту ?-ендорфіну в гіпоталамусі; в) зменшення вмісту продуктів пероксидного окиснення ліпідів, підвищення активності антиоксидантних ферментів та зниження стрес-індукованої інтенсивності окиснювальної модифікації білків у структурах мозку;
— встановлено, що у тварин, які зазнали материнського стресу, мелатонін втрачає модулюючий вплив на стрес-індукований рівень глюкокортикоїдів та пролактину. Протекторна антиоксидантна дія мелатоніну обмежена впливом на окремі показники вільнорадикального окиснення: зниження вмісту дієнових кон'югатів та обмеження окиснювальної модифікації білків, вираженість якого значно нижча, ніж у інтактних тварин.
Практичне значення одержаних результатів. Робота відноситься до фундаментальних досліджень.
Отримані результати розширюють та поглиблюють існуючу уяву про наслідки та механізми розвитку синдрому пренатального стресу. Конкретизуються структури мозку, в яких пренатальний стрес викликає найбільш значні тривалі нейрохімічні порушення. Показано, що пренатальні стресорні впливи відіграють роль функціональних тератогенів щодо адаптивних механізмів, значно послаблюючи стрес-лімітуючі системи, особливо за умов функціонального навантаження.
Отримані дані мають значення для прогнозування розвитку хвороб адаптації і формування груп ризику стосовно цієї патології серед нащадків чоловічої статі, матері яких впродовж вагітності перебували під впливом стресуючих факторів. Знання механізмів патології створює можливості для застосування корегуючих засобів та відкриває нові перспективи превентивної медицини.
Результати роботи можуть бути використані у навчальному процесі при викладанні нормальної та патологічної фізіології, ендокринології, нервових, дитячих та внутрішніх хвороб, медичної хімії і біології, загальної гігієни, фармакології, в роботі лабораторій науково-дослідних інститутів з відповідними науковими напрямками, при написанні підручників та монографій із зазначених галузей теоретичної медицини.
Результати досліджень впроваджено у навчальний процес кафедр патофізіології Донецького державного медуніверситету ім. М. Горького, Львівського державного медичного університету ім. Данила Галицького, Івано-Франківської державної медакадемії, Луганського державного медичного університету та кафедр Буковинської державної медичної академії (акти впроваждення від 30.03.99р., 5.04.99р, 6.04.99р., 11.04.2000).
Особистий внесок здобувача. Автором самостійно підібрана та проаналізована література з проблеми дослідження, що дало можливість сформулювати тему, визначити актуальність та дослідницьку програму роботи.
Особисто виконана експериментальна частина та більшість біохімічних, авторадіографічних, радіоімунологічних та імуноферментних досліджень.
Частина біохімічних досліджень виконана співробітниками центру науково-медичних досліджень (дир. — д.м.н. О.Л.Кухарчук), біохімічної лабораторії кафедри медичної хімії (зав. — проф. І.Ф.Мещишен), а заключна фаза радіоімунологічних досліджень — за участю співробітників радіоімунологічної лабораторії при кафедрі медичної біології і генетики (зав. — проф. В.П.Пішак) Буковинської державної медичної академії та лабораторії відділу ендокринології репродукції та адаптації ім. В.П.Комісаренка АМН України (зав. – член-кореспондент АМН України проф. О.Г.Резніков), за що автор висловлює щиру подяку. Статистична обробка, теоретичний аналіз і узагальнення результатів досліджень проведені автором самостійно.
Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертації оприлюднено та обговорено на симпозіумі з Міжнародною участю "Актуальные вопросы сексологии и андрологии" (Київ, 26-29 вересня 1995 р.); ІІІ та ІV Міжнародній конференціях з кореляційної оптики (Чернівці, 20-22 травня 1997 р. та 11-14 травня 1999 р.); ІІІ Міжнародній науково-практичній конференції "30 лет физики живого — от резонансов на простейших до квантовой медицины" (Донецьк, 23-26 вересня 1998 р.); І Російському Конгресі з патофізіології (Москва, 17-19 жовтня 1996 р.); V Всеросійській конференції “Нейроендокринологія – 2000” (Санкт-Петербург, 18-20 квітня 2000 р.); Пленумі Українського товариства патофізіологів, присвяченому 90-річчю від дня народження М.Н.Зайка (Чернівці, 20-22 травня 1998 р.); ХV з'їзді Українського фізіологічного товариства (Донецьк, 12-15 травня 1998 р.); ІІІ Національному Конгресі патофізіологів України з міжнародною участю присвяченого 100-річчю від дня народження академіка М.М.Горєва (Одеса, 23-27 травня 2000р.); на спільних засіданнях наукової комісії Буковинської державної медичної академії та Чернівецьких відділень наукових товариств фізіологів і патофізіологів України (Чернівці, 27 квітня 2000 р.) та Київського відділен-ня наукового товариства патофізіологів України і сектору фізіології вісцеральних систем Інституту фізіології ім. О.О.Богомольця НАН України (Київ, 8 червня 2000 р.).
Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 56 робіт, з них 28 статей у фахових наукових журналах, 6 статей у журналах та збірниках, решта — у матеріалах і тезах конференцій.
Cтруктура та обсяг дисертації. Робота складається з вступу, огляду літератури, описання матеріалів та методів досліджень, 8 розділів власних досліджень, аналізу отриманих результатів, висновків, практичних рекомендацій та покажчика літератури, який містить 652 джерела. Дисертація викладена на 326 сторінках машинописного тексту, ілюстрована 52 таблицями та 5 рисунками.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Матеріали та методи досліджень. Дослідження виконані на інтактних та пренатально стресованих самцях щурів віком 3 місяці, у яких нейроендокринна система повністю сформована і зріла [О.Г.Резніков та ін.,1998], що дозволяє трактувати знайдені відхилення саме як віддалені наслідки пренатальних стресових впливів. Усього використано 1064 тварини.
Пренатальний стрес викликали шляхом одногодинної жорсткої іммобілізації самок на спині впродовж 15-го - 21-го днів вагітності [Резніков О.Г. та ін.,1996]. Першим днем вагітності вважали наступний після еструсу за умов виявлення сперматозоїдів у вагінальних мазках.
Функціональні резерви адаптивних систем у інтактних та пренатально стресованих тварин по досягненню ними 3-місячного віку вивчали шляхом застосування стандартної тест-процедури — одногодинного жорсткого іммобілізаційного стресу [Резніков О.Г. та ін., 1998].
Вибір статі тварин зумовлений більшою вразливістю нейроендокринної регуляції стрес-реактивності у самців [Анищенко Т.Г.,1991].
Щурів утримували при температурі 20-24о С на стандартному харчовому раціоні з вільним доступом до води, що дозволило нівелювати різницю у дії фізіологічних подразників оточуючого середовища і уникнути додаткових стрес-факторів (температурних, аліментарних та ін.).
Критерієм вибору структур були дані літератури стосовно участі їх нейроендокринних механізмів у реалізації стрес-реакції [Горбунова А.В. и др., 1995; Белоброва Е.Д. и др., 1998] та статева диморфність [Резніков О.Г., 1982; Акмаев И.Г., Калимуллина Л.Б.,1993;. Мыслицкий В.Ф, 1988, 1989], що є передумовою їх чутливості до пренатальних впливів впродовж критичного періоду розвитку мозку.
З метою вивчення рецепторних механізмів ГАМК-ергічної регуляції секреції кортикостерону, пролактину, тироксину використовували агоністи ГАМКА та ГАМКВ рецепторів мусцимол ("Serva") та баклофен ("Sigma"). Досліджувані препарати вводили інтрацистернально в дозах: баклофен – 2,5 мкг, мусцимол – 15 мкг в 10 мкл розчинника [Амикишева А.В и др.,1998, Кулинский В.И., Михельсон Г.В.,1998]. Для стимуляції серотонінергічних систем мозку інтрацистернально вводили серотонін креатинін сульфат ("Reanal", Угорщина), 50 мкг в 10 мкл фізіологічного розчину.
Стрес-лімітуючі властивості мелатоніну вивчали за методикою Арушанян Э.Б, Арушанян Л.Г. [1991]. Згідно даних літератури існує два добових піки підвищеної чутливості до мелатоніну — з 5 до 6 ранку та між 15 і 21 годинами. У наших дослідах мелатонін ("Sigma", США) вводили внутрішньочеревно о 6-й год ранку за 1 год до іммобілізації у дозі 0,1 мг/кг маси тіла в 0,1%-ному розчині етанолу. Контрольним тваринам вводили відповідні розчинники у тому ж об'ємі та у той же спосіб.
Дослідження проведені у весняно-літній період.
Евтаназію тварин виконували шляхом декапітації під легким ефірним наркозом по закінченню періоду іммобілізації. Мозок швидко виймали на холоді й одразу занурювали в рідкий азот. Робили кріостатні зрізи товщиною 300 мкм, виділяли перегородку мозку (ПМ), преоптичну ділянку (ПОД), медіобазальний гіпоталамус (МБГ) та мигдалеподібний комплекс (МК) за методом Palkovits M. [1973], звіряючись з атласом стереотаксичних координат [Konig J.F., Klippel P.A.,1963]. У момент декапітації кров збирали у центрифужні пробірки, покриті ЕДТА, центрифугували 20 хв при 600 g, плазму зливали в пластикові мікропробірки по 0,25 мл і заморожували при – 20оС для проведення радіоімунних досліджень.
Для визначення вмісту радіоімунного ?-ендорфіну, ?-ПНП, простагландинів об'єднували досліджувані структури мозку від трьох тварин. Екстракцію ?-ПНП та простагландинів проводили на мікроколонках Amprer C8 ("Amеrsham", Англія). Для елюації ?-ПНП та ?-ендорфіну з сорбенту мікроколонок використовували ацетонітрил, а простагландинів — етилацетат. Визначення ?-ПНП, ПГЕ2, ПГF2б, 6-кето-ПГF1б та ТхВ2 проводили наборами фірми "Amersham" (Англія), а ?-ендорфіну — наборами фірми "Inc Star" (США) у відповідності до інструкцій, які додавалися до наборів.
Екстракцію циклічних нуклеотидів проводили на мініколонках "Amprer SAX" ("Amersham" Англія). Елюацію нуклеотидів здійснювали розчином трихлороцтової кислоти. Визначення цАМФ та цГМФ виконували наборами "сАМР" і "cGMP" ("Immunotech", Франція). Рівень сумарних глюкокортикоїдів, пролактину та тироксину в плазмі крові визначали наборами фірми “ИБОХ” (Білорусь), а кортикостерону — набором "Corticosterone" ("ISN", США) у відповідності до наданих фірмами інструкцій та наявних у літературі рекомендацій [Резников А.Г., 1980].
Вміст серотоніну визначали імуноферментним методом за допомогою набору "Serotonine" ("Immunotech", Франція).
Інтенсивність процесів пероксидного окиснення ліпідів (ПОЛ) оцінювали за накопиченням у тканині структур мозку тварин дієнових кон'югатів (ДК) та малонового діальдегіду (МДА), а показниками стану антиоксидантної активності слугували активність супероксиддисмутази (СОД) [КФ 1.15.1.1] та глутатіонпероксидази (ГПО) [КФ 1.11.1.9].
Первинні продукти ПОЛ — дієнові кон'югати і вторинні — малоновий діальдегід визначали за методами Костюк В.А. и др., [1984], Мещишен И.Ф. [1991], Стальная И.Д., Гаришвили Т.Г. [1977].
Активність супероксиддисмутази визначали за здатністю фермента пригнічувати відновлення нітросинього тетразолію [Fried R.,1975; Nashikimi N. et al.,1972], а глутатіонпероксидази — за кількістю утвореного окисненого глутатіону [Мещишен И.Ф.,1991].
Продукти окиснювальної модифікації білків (ОМБ) визначали за кількістю 2,4-динітрофенілгідразонів, отриманих при взаємодії 2,4-динітрофенілгідразину з альдегідними і кетонними групами, утвореними в процесі ОМБ у радикалах залишків аліфатичних амінокислот [Мещишен І.Ф.,1998]. Оптичну густину утворених динітрофенілгідразонів нейтрального та основного характеру реєстрували при 370 і 430 нм відповідно.
Вмісту білка визначали за методом Lowry O.H.et al. [1951].
3Н-серотонін (3Н-СТ) (5-окси (G-3Н)-триптамін креатинінсульфат) ("Amersham", Англія) зі специфічною активністю 13 Ки/мМ вводили інтрацистернально по 20 мкКи у 10 мкл розчину під легким ефірним наркозом [Угрюмов М.В. и др.,1987]. Неспецифічне включення серотоніну у катехоламінергічні нейрони пригнічували шляхом додавання до розчину 3Н-серотоніну неміченого норадреналіну (НА) (норадреналін бітартрат) у 10-кратній концентрації. Водний розчин DL-[7- 3H] Noradrenaline hydrochloride, 555 GBQ/ммоль з питомою активністю 15Сі/ммоль та [2,5,6 - 3H] Dopamine, (3H-ДА) 266 GBQ/ммоль з питомою активністю 7,2 Сі/моль в 0,02 моль ("Amersham", Англія) вводили інтрацистернально з розрахунку 1 мкг/100г маси тіла перед іммобілізацією [Сапронова А.Я. и др.,1991; Третьяк Т.М., Архипова Л.В., 1992]. Для попередження неспецифічного зв'язування до розчинів додавали відповідно немічений дофамін та норадреналін у концентрації, яка у 10 разів перевищувала мічений катехоламін.
Контрольних тварин декапітували через 1 год після введення препаратів, а дослідних — одразу після закінчення одногодинної іммобілізації. Мозок виймали, забирали ділянки, призначені для дослідження, заморожували у рідкому азоті, ліофілізували під вакуумом 0,66 х 10-5 — 10-6 КПа.
Для світлооптичної радіоавтографії використовували серійні зрізи (товщиною 5 мкм), зроблені у коронарній площині, покривали емульсією типу "М", експонували у темряві протягом 2-х — 3-х тижнів. Подальшу обробку проводили за рекомендаціями М.В. Угрюмова и др. [1987], Н.Г. Хрущева [1969]. Користуючись атласом стереотаксичних координат [Konig J.F., Klippel P.A.,1963] відбирали по 8 ідентичних коронарних зрізів ядер гіпоталамуса, перегородки мозку та мигдалеподібного комплексу і проводили підрахунок автографів над ядерцем, ядром і цитоплазмою, перераховуючи їх кількість на 100 мкм2 [Хотимченко Ю.С.,1979; Walch R.J. et al.,1990].
Зв'язуюча здатність вивчена у нейронах паравентрикулярного (ПВЯ), преоптико-медіального (ПОМЯ), преоптико-латерального (ПОЛЯ), аркуатного (АЯ), вентромедіального (ВМЯ) ядер гіпоталамуса, дорзального (ДЯ), латерального (ЛЯ), медіального (МЯ), прилеглого (ПЯП) ядер перегородки, ядра діагональної зв'язки (ЯДЗ), ядра ложа термінальної смужки (ЯЛТС), кортикального (КЯ), медіального (МЯ), центрального (ЦЯ), латерального (ЛЯ) та базолатерального (БЛЯ) ядер мигдалика.
Окремо проводили підрахунок числа міток над ядрами, враховуючи концепцію прямої ядерної дії моноамінів [Третьяк Т.М., Архипова Л.В., 1992].
Отримані дані оброблені методом варіаційної статистики за допомогою пакетів статистичних програм ("StatSoft" США та "Stat Graf") [Боровиков В.П.,1998] з використанням параметричного t-критерію Стьюдента і, в окремих випадках, непараметричних критеріїв Вілкоксона U Манна-Уітні [Лакин Г.Ф.,1990]. Залежність між показниками окремих груп даних визначалася за допомогою регресійного аналізу.
Числові значення в таблицях наведені у вигляді середніх величин та їх стандартних похибок. Статистично вірогідними вважали зміни при Р Ј 0,05.
Результати досліджень та їх обговорення
Ендокринні показники іммобілізаційного стресу у інтактних та пренатально стресованих щурів. Дія стресорів впродовж останнього триместру вагітності значно модифікує стрес-реактивність у дорослих нащадків самців щурів [Резников А.Г. и др.,1998]. Наявні у літературі дані відносно ендокринних корелятів порушення стрес-реактивності у пренатально стресованих самців стосуються, в основному, гормонів гіпофізарно-наднирникової системи. Проте внутрішньоутробна експресія рецепторів пролактину та стрес-індукована реакція фетальних нейрохімічних механізмів регуляції секреції пролактину і тироксину дозволяють думати про можливість їх автомодифікації пренатальними впливами, що може проявитися змінами вмісту цих гормонів у плазмі крові.
Отримані результати свідчать, що у самців щурів пренатальний стрес не впливає на базальні рівні кортикостерону в плазмі крові, а гостра іммобілізація пренатально стресованих тварин хоча і спричиняє підвищення вмісту кортикостерону у плазмі, проте воно було значно нижчим, ніж у контрольних (табл. 1), що відповідає даним інших дослідників [Резніков О.Г. та ін., 1998; Meaney M.J. et al., 1996].
Конститутивний вміст ПРЛ був значно вищим у пренатально стресованих самців, а тироксину — залишався незмінним.
Таблиця 1
Вплив іммобілізаційного стресу на рівні кортикостерону, пролактину та тироксину у плазмі крові інтактних та пренатально стресованих щурів (M±m; n=8)
Характер впливу Рівень кортикостерону (мкмоль на л) Рівень пролактину (мкг на л) Рівень тироксину (нмоль на л)
Інтактні 0,30±0,019 4,15±0,37 32,79±1,88
Іммобілізація інтактних 0,79±0,049 р1<0,005 28,69±1,78 р1<0,005 14,50±0,87 р1<0,005
Пренатально стресовані 0,28±0,015 5,40±0,49 р1<0,05 31,29±1,19
Іммобілізація пренатально стресованих 0,54±0,039 р2<0,005 р3<0,005 36,13±1,58 р2<0,005 р3<0,01 20,43±0,81 р2<0,005 р3<0,005
Примітки: р1, р2 р3 — зміни, вірогідні стосовно аналогічних показників у інтактних, пренатально стресованих та при іммобілізації інтактних тварин відповідно. У решті випадків зміни невірогідні.
Іммобілізаційний стрес спричинив приріст вмісту ПРЛ та зниження рівня тироксину у тварин обох груп, однак ці зміни носили різний кількісний характер — у пренатально стресованих тварин приріст ПРЛ був вищим, а зниження тироксину менш вираженим, ніж після іммобілізації інтактних, що свідчить про модифікацію стрес-реактивності.
Експресія мРНК рецепторів пролактину у мозку вперше простежується на 14-й, а гіпофізарних рецепторів гормону — на 18-й день пренатального розвитку [Brownborg H.M. et al., 1996]. Тому тривала модифікація рівнів пролактину пренатальними стресорними впливами цілком вкладається в концепцію ранньої автомодифікації функціональної відповіді [Резніков О.Г. та ін., 1998], особливо якщо врахувати, що регуляція рецепторів пролактину в тканинах-мішенях здійснюється стероїдними гормонами, а модифікація рівнів статевих гормонів та кортикостероїдів впродовж раннього онтогенезу є головною причиною розвитку синдрому пренатального стресу.
Відомо, що стрес-індуковане зниження тиреоїдних гормонів через стимуляцію препроТРФ обмежує активацію гіпофізарно-наднирникової осі [Redei E. et al.,1998].
Існують також експериментальні підтвердження прямого інгібіторного впливу екзогенних чи індукованих стресом ендогенних глюкокортикоїдів на активність гіпоталамо-гіпофізарно-тиреоїдної системи у дорослих щурів [Kohn E.R. et al., 1998]. Однак у період ембріонального розвитку КРФ індукує збільшення тиротропіну у плазмі крові і, таким чином, підйом концентрації Т4. Зрозуміло, що активація фетальної та материнської ГГНС під час іммобілізації вагітних самок може у такий спосіб спричинити автомодифікацію реактивності гіпоталамо-гіпофізарно-тиреоїдної осі до дії стресорів, яка у наших дослідах полягала у менш вираженому стрес-індукованому зниженні тироксину у щурів, котрі зазнали впливу материнського стресу.
Нейрохімічні механізми регуляції стрес-реактивності у інтактних та пренатально стресованих самців щурів. Cтрес-індукована регуляція секреції кортикостерону, пролактину та тироксину складна і багатогранна. У механізмах цієї регуляції важливе місце належить серотоніну.
Відомо, що СТ є важливим стимулятором функції гіпоталамо-гіпофізарно-наднирникової системи [Burnet P.W. et al.,1995]. Доведено зворотний зв'язок між глюкокортикоїдною функцією наднирників та СТ-ергічною системою мозку
Можливість авторегуляції розвитку СТ-ергічної системи на ранніх етапах ембріогенезу продемонстрована дослідженнями А.Я. Сапроновой и др. [1996], а здатність ембріональних серотонінових рецепторів реагувати на стресорні впливи — J.K. Singh et al. [1996]. Показана також модифікація вмісту СТ та продуктів його обміну пренатальними стресорними впливами в мозку щурів 10-денного віку [Резніков О.Г. та ін., 1998].
За нашими показниками іммобілізаційний стрес знижує вміст цього індоламіну в усіх структурах мозку інтактних та у ПМ, ПОД, МБГ пренатально стресованих тварин, однак слід відмітити, що у останніх це зниження було менш вираженим (табл.2).
Цілком вірогідно, що ця кількісна різниця може бути одним з механізмів редукованої глюкокортикоїдної реакції на іммобілізаційний стрес у пренатально стресованих самців [Рoде В. и др., 1990].
Таблиця 2
Вплив іммобілізаційного стресу на вміст серотоніну в структурах мозку контрольних та пренатально стресованих щурів (M±m; n=6)
Характер впливу Вміст серотоніну в нмоль на г тканини
ПМ ПОД МБГ МК
Контрольні 4,56±0,43 5,77±0,92 17,20±1,19 10,67±0,66
Іммобілізація контрольних 1,99±0,19 р1<0,001 2,88±0,90 р1<0,05 11,29±0,47 р1<0,001 8,45±0,34 р1<0,01
Пренатальний стрес 4,43±0,30 7,15±0,46 19,30±1,25 7,04±0,41 р1<0,001
Іммобілізація пренатально стресованих 3,52±0,23 р2<0,05 5,37±0,48 р2<0,025 16,20±0,89 р2<0,05 7,25±0,21
Примітки: р1, р2 — зміни, вірогідні щодо показників у контрольних та пренатально стресованих тварин відповідно.
Пренатальний стрес може впливати на секрецію гормонів, детермінуючи характер функціонування їх регуляторних нейрохімічних механізмів [Reznikov A.G. et al., 1999]. Тому логічно очікувати, що пренатальна модифікація СТ-ергічних механізмів мозку може вплинути на рівні досліджених нами гормонів.
Дані літератури свідчать про наявність зворотного зв'язку між глюкокортикоїдною функцією наднирників та СТ-ергічною системою мозку, який здійснюється за участю СТ-авторецепторів [Norman T.R., 1996]. Серотонін гіпоталамуса є головним фізіологічним посередником секреції пролактину та тироксину у тварин і людей [Алиев М.Г. и др., 1990; Курипка В.И. и др., 1989]. Спостерігається також стрес-індуковане серотонінергічне підвищення секреції пролактину та зниження тироксину [Martin A.I. et al., 1995; Josko J., 1996].
Після введення СТ вміст кортикостерону у плазмі крові інтактних щурів був значно вищим, ніж після введення фізіологічного розчину (табл.3.).
Таблиця 3
Вплив серотоніну на вміст кортикостерону, пролактину та тироксину в плазмі крові (M±m; n=8)
Група тварин Характер впливу Рівень кортикостерону (мкмоль на л) Рівень пролактину (мкг на л) Рівень тироксину (нмоль на л)
Інтактні Інтактні 0,30±0,019 4,15±0,37 32,79±1,88
Розчинник 0,38±0,022 р1<0,025 8,46±0,82 р1<0,005 28,85±0,96 р1<0,05
Серотонін 0,53±0,02 р1<0,005 р2<0,005 14,42±1,30 р1<0,005 р2<0,005 13,85±1,129 р1<0,005 р2<0,005
Пренатально стресовані Пренатальний стрес 0,28±0,015 5,40±0,49 р1<0,05 31,29±1,91
Розчинник 0,39±0,024 р3<0,005 12,13±1,10 р3<0,005 29,28±2,35
Серотонін 0,40±0,016 р3<0,005 18,78±1,39 р3<0,005 р4<0,005 23,21±1,55 р4<0,05
Примітки: зміни, вірогідні стосовно: р1— інтактних тварин; р2 — введення розчинника інтактним тваринам; р3 —пренатально стресованих тварин; р4 —введення розчинника пренатально стресованим тваринам.
Цю різницю можна розцінити як стимулюючий вплив СТ на секрецію глюкокортикоїдів, що узгоджується з даними літератури [Fuller R.W., 1995].
У тварин, які зазнали материнського стресу, глюкокортикоїдна реакція на введення СТ залишається такою ж, як на введення фізіологічного розчину, що свідчить про порушення у них зворотного зв'язку у даній системі і може відігравати певну роль у модифікації стрес-реактивності.
Нами показано, що центральне введення серотоніну контрольним тваринам призводить до приросту вмісту пролактину та зменшення тироксину у плазмі у порівнянні з введенням розчинника (див. табл. 3).
У пренатально стресованих тварин реакція гормонів на аналогічні втручання має ту ж тенденцію, але у кількісному відношенні вона є більш вираженою щодо пролактину та зниженою стосовно тироксину, що може бути наслідком порушення імпринтингових процесів.
Важливим чинником, здатним обмежувати прояви стрес-реакції за рахунок регуляції секреції гормонів стресу, є ГАМК.
У наших дослідженнях іммобілізація після введення мусцимолу та баклофену показала, що у контрольних тварин у зниженні стрес-індукованої секреції кортикостерону беруть участь як ГАМКА, так і ГАМКВ типи рецепторів (рис.1).
Рис.1. Рецепторні механізми ГАМК-ергічної регуляції вмісту кортикостерону, пролактину та тироксину в плазмі крові
Примітка: вірогідність змін у порівнянні з: * — інтактними; ** — іммобілізацією інтактних; *** — комбінованим впливом іммобілізації та введення розчинника інтактним; ^ — пренатально стресованими; ^^ — іммобілізацією пренатально стресованих; ^^^ — комбінованим впливом іммобілізації та введення розчинника пренатально стресованим.
У цілому результати наших досліджень узгоджуються з даними літератури щодо обмежуючого впливу ГАМК на стрес-індукований стероїдогенез у наднирниках [Мишунина Т.М. и др., 1990; Miques I. et al., 1990].
Вивчення ГАМК-ергічних механізмів регуляції вмісту пролактину та тироксину показало, що у контрольних тварин передстресове введення мусцимолу зменшувало рівень пролактину і не впливало на Т4, а у тварин, які перебували під впливом материнського стресу, цей чинник не впливав на індукований іммобілізацією вміст жодного з досліджених гормонів. Ефект введення баклофену за спрямуванням був таким же, як і у контрольних тварин.
Таким чином, складається враження, що у пренатально стресованих тварин ГАМКА рецептори втрачають здатність відповідати активацією на стрес. За цих умов логічно було б очікувати значного зростання рівня кортикостерону, однак як вже було зазначено, він залишається значно нижчим, ніж у контрольних тварин. Очевидно, в даному випадку має місце порушення зворотного зв'язку між ГАМКА рецепторами та кортикостероїдами, функціонування якого було доведено дослідженнями Т.М. Мишуниной и др. [1990].
Порушення функціонування ГАМКА рецепторів у пренатально стресованих щурів, на наш погляд, обумовлені особливостями онтогенетичного розвитку ГАМК-ергічної системи. В ембріональному мозку ГАМК знаходять вже з 15-ї доби [Vandenpol A.N. et al., 1995]. Розвиток ГАМК – рецепторів починається теж з цього дня з формування субодиниць саме ГАМКА рецепторів [Ma V. et al., 1995; Vaneden C.G. et al., 1995], а за умовами наших дослідів якраз з 15-ї доби тварини зазнавали дії материнського стресу. Окрім того, ГАМКА рецептори у період ембріогенезу опосередковують впливи стероїдних гормонів, тому взаємовідносини ГАМК з глюкокортикоїдами під час материнського стресу визначають принаймні окремі порушення в системі гормон-медіаторного імпринтингу, які мають місце у пренатально стресованих щурів.
При аналізі результатів даної серії привертає увагу ще одна особливість — на тлі значних порушень у системі ГАМКА рецепторів мозку пренатально стресованих щурів функціональна активність ГАМКВ рецепторів під час іммобілізації цих тварин не просто зберігалася, але й вірогідно перевищувала її у порівнянні з інтактними.
Це стає зрозумілим, коли зауважити, що пресинаптичні ГАМКВ рецептори у ссавців з'являються при народженні, а постсинаптичні — тільки до кінця першого тижня постнатального життя [Fucuda A. et al., 1993; Gaiarsa J.L. et al., 1995], тобто їх онтогенез, на відміну від ГАМКА рецепторів, не співпадає з періодом материнського стресу, що створює сприятливі умови для їх формування.
Серед ендогенних чинників резистентності до емоційного стресу епіфізарний гормон мелатонін посідає одне з провідних місць [Арушанян Э.Б. и др., 2000; Пишак В.П., 1996].
У інтактних щурів, яких іммобілізували через годину після введення мелатоніну, рівень глюкокортикоїдів був значно нижчим, ніж після введення розчинника (табл.4), що можна розцінити, як обмеження мелатоніном основного прояву стрес-реактивності — активації ГГНС.
Таблиця 4
Вплив мелатоніну на стрес-індуковані рівні сумарних глюкокортикоїдів і пролактину у плазмі крові інтактних та пренатально стресованих щурів (М±m; n=8)
Характер впливу Сумарні глюкокортикоїди (нмоль/л) Пролактин (мкг/л)
Інтактні Пренатально стресовані Інтактні Пренатально стресовані
Контроль 15,14±0,96 14,42±1,10 рі<0,1 4,15±0,37 5,40±0,49 рі<0,05
Етанол 26,18±0,82 р1<0,005 20,83±0,40 рі<0,001 р1<0,005 12,59±0,35 р1<0,001 18,17±0,54 рі<0,001 р1<0,001
Іммобілізація та введення етанолу 63,28±4,47 р2<0,005 33,75±0,59 рі<0,001 р2<0,005 28,69±0,78 р2<0,001 36,13±0,58 рі<0,001 р2<0,001
Іммобілізація та введення мелатоніну 40,28±0,77 р3<0,005 32,36±1,20 рі<0,001 р3>0,1 47,04±1,0 р3<0,001 34,81±0,72 рі<0,001 р3>0,05
Примітки: рі — ступінь вірогідності змін досліджуваних показників між відповідними групами інтактних та пренатально стресованих тварин; вірогідність змін стосовно показників у: р1 —контрольних тварин; р2 —у контрольних тварин після введення етанолу; р3 —у контрольних тварин після комбінованого впливу введення етанолу та іммобілізації.
Наші дані співпадають з літературними, згідно яких мелатонін забезпечує поправочну модуляцію центральних та периферичних ендокринних механізмів, що приймають участь у формуванні адаптивних реакцій тільки за умов різких відхилень у роботі наднирників [Арушанян Э.Б. и др., 1991; Арушанян Э.Б., 1996].
Мелатонін має дозозалежний вплив на секрецію пролактину — у великих дозах спостерігається гальмівний, а у фізіологічних — стимулюючий [Арушанян Э.Б. и др., 1991; Juszczak M. et al., 1996]. У наших експериментах, при використанні дози, близької до фізіологічної, за умов емоційного стресу ми спостерігали виражений стимулюючий вплив мелатоніну на вміст пролактину в плазмі, що дає нам підстави вважати цей механізм одним з ендокринних корелятів участі мелатоніну у стрес-реакції.
У пренатально стресованих тварин мелатонін не впливає на стрес-індукований рівень сумарних глюкокортикоїдів та пролактину, що свідчить про втрату ним здатності модулювати активовані стресом ендокринні механізми.
Для здійснення ефекту екзогенного мелатоніну на пролактин необхідною умовою є цілісний, нормально функціонуючий епіфіз — у епіфізектомованих тварин вплив гормону повністю втрачається [Арушанян Э.Б. и др., 1991; Юматов Е.А., 1995]. Отже, відсутність реакції глюкокортикоїдів та пролактину на передстресове введення мелатоніну свідчить про можливі порушення функції епіфіза або ж десенситизацію мелатонінових рецепторів гіпоталамуса/гіпофіза з втратою, принаймні частковою, антистресорного впливу.
Відомо також, що мелатонін, при введенні вагітним самкам наприкінці вагітності спричиняє структурні зміни гіпофізарних клітин у нащадків, які зберігаються впродовж життя [Гудошников В.И и др., 1993]. При стресуванні вагітних самок у наших дослідах плоди, ймовірно, зазнавали впливу підвищеного рівня материнського мелатоніну, який добре проникає через фетоплацентарний бар'єр і може спричинити описані порушення у гіпофізі з відповідними ендокринними модифікаціями.
Наступним етапом наших досліджень було вивчення впливу пренатального стресу на стан стрес-лімітуючих ?-ендорфінергічних систем мозку. Обмеження стрес-реакції опіоїдами визначається їх здатністю лімітувати активацію ГГНС та адренергічної системи мозку [Inder W.J. еt al., 1996; Travagli R.A. et al., 1996].
в-?ндорфінімунореактивні клітини в мозку плодів вперше виявляються на початку останнього триместра вагітності. Практично в цей же час фетальний мозок починає реагувати коливаннями вмісту ?-ендорфіну у відповідь на стресування матерів [Роде В. и др., 1990]. З точки зору концепції ранньої автомодифікації функціональної відповіді [Резников О.Г. и др.,1996] у дорослих нащадків самок, які зазнавали дії іммобілізаційного стресу, логічно очікувати якісних та/або кількісних порушень програмування рівня функціональної відповіді з боку ?-ендорфінів мозку на дію аналогічного подразника, що й спонукало нас до проведення даної серії.
Іммобілізація контрольних самців призвела до зростання вмісту ?-ендорфіну в ПОД, МБГ та МК мозку. Наслідком пренатальних стресорних впливів був приріст конститутивного вмісту ?-ендорфіну в ПМ та МБГ і зменшення в ПОД. Стрес-індуковані зміни вмісту ?-ендорфіну у пренатально стресованих самців мали місце лише в ПОД, що створює дефіцит у системі стрес-обмеження, тим більше, що за абсолютним значенням цей показник залишався нижчим від аналогічного у інтактних тварин (p<0,05) (табл.5).
Таблиця 5
Вплив пренатального стресу на рівень ?-ендорфіну в окремих ділянках мозку (М±m, n=5)
Характер впливу Вміст ?-ендорфіну (пмоль/г тканини)
ПМ ПОД МБГ МК
Інтактні 2,49±0,14 4,77±0,265 4,78±0,264 1,64±0,19
Іммобілізація інтактних 2,54±0,10 5,59±0,17 р1<0,025 5,87±0,33 р1<0,025 2,08±0,10 р1<0,05
Пренатально стресовані 3,70±0,20 р1<0,005 3,58±0,23 р1<0,01 7,71±0,24 р1<0,005 1,52±0,10
Іммобілізація пренатально стресованих 3,53±0,26 5,06±0,20 р2<0,005 8,19±0,23 1,47±0,10
Примітки: р1 - р2-— вірогідність змін стосовно показників у інтактних та пренатально стресованих тварин відповідно.
Таким чином, пренатальний стрес має неоднаковий вплив на формування функціональної активності опіоїдергічних систем різних структур ЦНС, що може бути зумовлено різницею в настанні періоду найбільшої чутливості до дії стероїдних гормонів та їх метаболітів [Kerchner M. et al., 1995], тим більше, що експресія мРНК опіатних рецепторів у структурах мозку здійснюється стероїдними гормонами [Jukhananov R.Y. et al., 1996].
в-?ндорфінергічні клітини аркуатного ядра, котрі проекуються в преоптичну ділянку, є постсинаптичними мішенями ГАМК-ергічних терміналей [Horvath T.L. et al., 1992], а у деяких ділянках мозку мю-опіоїдні рецептори локалізовані на плазматичних мембранах ГАМК-ергічних нейронів [Svingos A.L. et al.,1997], що створює морфологічну передумову для їх узгодженого функціонування та взаємного підсилення стрес-лімітуючої дії. Виходячи з цього, ми поставили за мету дослідити роль ГАМКА та ГАМКВ рецепторів у стрес-індукованих коливаннях рівнів ?-ендорфіну в структурах гіпоталамуса та вплив пренатального стресу на ці процеси.
Стимуляція ГАМКА рецепторів шляхом введення мусцимолу перед іммобілізацією у контрольних тварин спричинила приріст вмісту ?-ендорфіну в ПОД та МБГ в порівнянні з введенням розчинника, що свідчить про активацію стрес-індукованих опіоїдергічних механізмів (рис.2).
Рис.2. Вплив агоністів ГАМК-рецепторів на стрес-індукований вміст ?-ендорфіну в структурах гіпоталамуса
Примітка: вірогідність змін у порівнянні з: *— інтактними; **— іммобілізацією інтактних; *** — комбінованим впливом іммобілізації та введення розчинника інтактним; ^ — пренатально стресованими; ^^ — іммобілізацією пренатально стресованих; ^^^ — комбінованим впливом іммобілізації та введення розчинника пренатально стресованим.
Баклофен, агоніст ГАМКВ рецепторів, не вплинув на вміст ?-ендорфіну в ПОД та зменшив його в МБГ стосовно комбінованого впливу іммобілізації та розчинника.
На основі аналізу наведених даних можна дійти висновку, що у контрольних тварин обидва підтипи рецепторів ГАМК беруть участь у регуляції стрес-індукованої активності ?-ендорфінергічної системи гіпоталамуса, однак з різними наслідками.
Отримані нами дані свідчать про існування ще одного аспекта стрес-лімітуючої дії ГАМК, який полягає в активації ?-ендорфінергічних механізмів гіпоталамуса і здійснюється через ГАМКА рецептори.
На відміну від інтактних тварин, передстресова стимуляція ГАМКА рецепторів мусцимолом у пренатально стресованих характеризувалася відсутністю будь-якого впливу на рівні ?-ендорфіну, а активація ГАМКВ рецепторів баклофеном зменшувала рівень опіоїду в ПОД. Наведені факти дозволяють дійти висновку, що пренатальний стрес суттєво впливає на взаємовідносини ГАМК- та ?-ендорфінергічних механізмів гіпоталамуса у регуляції стрес-реактивності і підтверджують негативні наслідки пренатальних стресорних впливів на ембріогенез ГАМКА рецепторів, описані вище.
У процесі формування стресорної відповіді взаємовідносини між нервовою та ендокринною системами, а також забезпечення замкнутих циклічних зв'язків між ними та епіфізом, здійснюється за рахунок опіоїдних пептидів [Maestroni G. et al., 1988]. При виснаженні резервів ендогенної опіоїдної системи внаслідок негативного впливу тривалого стресу чи дистресу мелатонін може відновлювати її здатність координувати відповідь на стрес [Maestroni G. et al., 1988].
У наших дослідах мелатонін збільшував стрес-індукований приріст ?-ендорфіну в ПОД та МБГ інтактних щурів, стимулюючи у такий спосіб стрес-індуковану відповідь ?-ендорфінергічної системи (рис.3).
Рис.3. Вплив мелатоніну на стрес-індукований вміст ?-ендорфіну в структурах гіпоталамуса
Примітка: вірогідність змін у порівнянні з: *— інтактними; ** —іммобілізацією інтактних; *** —комбінованим впливом іммобілізації та введення розчинника інтактним; ^ —пренатально стресованими; ^^ — іммобілізацією пренатально стресованих; ^^^ —іммобілізацією та введенням розчинника пренатально стресованим.
Вплив мелатоніну на систему ?-ендорфінів може бути як прямим, так і опосередкованим через стимуляцію ГАМК-ергічних механізмів [Арушанян Э.Б., 1996; Maestroni G. et al., 1988] — стимулюючи ГАМК-ергічну систему гіпоталамуса мелатонін може модулювати її впливи на секрецію ?-ендорфіну.
На відміну від інтактних, у пренатально стресованих тварин попереднє введення мелатоніну не вплинуло на стрес-індукований вміст ?-ендорфіну в МБГ. У ПОД отримано зниження рівня опіоїду як по відношенню до іммобілізованих тварин, так і стосовно серії щурів, яким до іммобілізації вводили етанол.
Отже, пренатальний стрес спричиняє порушення взаємодії мелатоніну та опіоїдергічних систем гіпоталамуса, які беруть участь у стрес-реакції.
Відомо, що пренатальний стрес індукує down-регуляцію мю-опіоїдних рецепторів у мозку нащадків самок, яких піддавали дії хронічного іммобілізаційного стресу [Рoде В. и др., 1990; Tempel A. et al., 1995]. За спостереженнями Volterra A. et al. [1986] екзогенним мелатоніном активуються і можуть протистояти ефектам стресу та/або кортикостерону саме ті опіоїди, які діють через мю-тип рецепторів. Таким чином, порушення в системі цих рецепторів створюють несприятливі умови для фунціонування як самого ?-ендорфіну, так і взаємодії його з мелатоніном.
Згідно даних літератури передсердний натрійуретичний пептид центрального та периферичного походження можна з цілковитою певністю віднести до факторів, здатних обмежувати прояви стресу [Шаляпина В.Г., 1996] на основі його гальмівного впливу на всі ланки ГГНС [Вундер П.А. и др., 1997] та симпатоадреналової систем [Babinski K. et al., 1996; Vatta M.S. et al., 1996]. Відомо, що між ПНП та глюкокортикоїдами існує взаємодія по типу "мінус-плюс" [Вундер П.А. и др., 1997; Ryan M.C. et al., 1997].
Експресія генів cімейства натрійуретичних пептидів починається на ранніх етапах пренатального онтогенезу [Hargrave B. et al., 1995] і у відповідь на дію несприятливих чинників на організм вагітної самки в плазмі крові плодів має місце зростання рівня ПНП [Cameron V.A. et al., 1996]. Таким чином, стрес-лімітуюча дія ПНП проявляється вже в період внутрішньоутробного розвитку. Однак ми не зустріли в літературі даних відносно впливу хронічного пренатального стресу на вміст цього важливого фактора стрес-лімітуючої системи в окремих нейроендокринних центрах головного мозку, які забезпечують стрес-реактивність, що стало підставою для проведення наступного етапу дослідження.
Іммобілізаційний стрес дорослих інтактних самців у наших дослідженнях призводить до зростання рівнів ?-ПНП в усіх структурах, незважаючи на деякі відмінності в базальних рівнях (табл.6).
Таблиця 6
Вплив іммобілізаційного стресу на рівні ?-ПНП у структурах мозку
інтактних та пренатально стресованих самців (М+m, n=8)
Характер впливу Вміст ?-ПНП (фмоль/г тканини)
Перегородка мозку Преоптична ділянка Медіоба-зальний гіпоталамус Мигдалеподібний комплекс
Інтактні 1752,7±80,1 1608,8±80,1 1488,8±136,3 1528,6±128,8
Іммобілізація інтактних 2189,6±72,1 р1<0,005 1986,2±6,24 р1<0,005 1929,2±59,8 р1<0,01 1889,7±108,2 р1<0,05
Пренатальний стрес 625,6±26,4 р1<0,001 1328,8±79,68 р1<0,025 1474,4±72,8 1040,0±92,5 р1<0,01
Іммобілізація пренатально стресованих 729,8±69,1 1431,7±91,8 1392,6±81,3 1128,4±78,2
Примітки: р1 — вірогідність змін у порівнянні з інтактними тваринами. У решті випадків зміни невірогідні.
Петля зворотного зв'язку в ЦНС, яка контролює секрецію ПНП глюкокортикоїдами, замикається на рівні гіпоталамуса [Bevilacqua M. et al., 1996]. Однак отримані нами дані свідчать про існування декількох контурів зворотного зв'язку між глюкокортикоїдами та ПНП, що підтверджується даними регресійного аналізу.
Згідно наших досліджень у пренатально стресованих тварин спостерігалося зменшення конститутивних рівнів ?-ПНП у всіх структурах, за винятком МБГ, де він залишався сталим. Найбільш виражене зменшення ?-ПНП мало місце в ПМ та МК. Незважаючи на наявність стрес-індукованої глюкокортикоїдної реакції, вміст ?-ПНП в усіх структурах мозку пренатально стресованих самців не реагував на іммобілізацію. Це свідчить про порушення у них зворотного зв'язку в системі ?-ПНП — глюкокортикоїди, однією з причин якого може бути відомий факт пренатальної стрес-індукованої модифікації формування катехоламінергічної системи мозку.
Таким чином, отримані нами дані свідчать, що пренатальний стрес призводить до розвитку функціональної патології у системі нейроендокринних механізмів стрес-лімітуючої здатності ПНП.
Стрес-лімітуючі властивості притаманні не лише біологічно активним пептидам, але й деяким метаболітам ліпідної природи [Аврова Н.Ф., 1999].
Протекторні простагландини груп Е та I2 мають здатність обмежувати активацію основних компонентів стрес-реалізації (адренергічну і гіпоталамо-гіпофізарно-наднирникову системи, пероксидацію макромолекул) та здійснюють прямий цитопротекторний ефект [Пшенникова М.Г, 2000]. У той же час ПГF2б та тромбоксан посилюють ефекти стресу. Таким чином, адаптивний чи пошкоджуючий ефект стрес-реакції певною мірою зумовлюється переважаючими впливами різних форм простаноїдів.
Продукція простагландинів у мозку та їх реакція на дію несприятливих впливів починається ще в період ембріонального розвитку [Young I.R. et al.,1996,] і може вплинути на формування гормон-медіаторного імпринтингу, що стало теоретичною передумовою даного дослідження.
За нашими даними іммобілізація інтактних тварин мала наслідком збільшення вмісту всіх простаноїдів майже в усіх досліджених структурах, що відповідає даним літератури про активуючий вплив стресу на синтез простагландинів [Пшенникова М.Г. и др., 1996].
Одним з механізмів такої активації є посилення вільнорадикально-го окиснення, яке має місце за умов стресу [Барабой В.А. та ін., 1994]. Відомо, що певні етапи синтезу ПГF2б та тромбоксану співспряжені з активацією окиснювального стресу, а антиоксиданти збільшують синтез ПГЕ2 та простацикліну і пригнічують синтез тромбоксану [Пшенникова М.Г. и др., 1996]. Таким чином, співвідношення різних форм простагландинів під час стресу значною мірою визначається активацією за цих умов про- та антиоксидантних систем.
Аналіз отриманих даних свідчить, що між конститутивними та індуцибельними рівнями різних форм простагландинів відсутня пряма залежність і, очевидно, їх регуляція має різні механізми. Це співпадає з даними про існування двох окремих форми циклоксигенази — конститутивної та індуцибельної (або циклоксигенази – 1 та циклоксигенази – 2) [Robertson R.P., 1995]. За даними автора циклоксигеназа-1 відіграє більшу роль у перебігу нормальних фізіологічних процесів, у той час як циклоксигеназа-2 – при дії стимулюючих впливів.
Пренатальний стрес призвів до значного зменшення рівня простагландинів у всіх вивчених структурах, за незначним винятком. Звертає на себе увагу надзвичайна вираженість цього зниження стосовно 6-кето-ПГF1б. Наприклад, в ПОД рівень його став у 202 рази нижчим, ніж у інтактних тварин.
Наведені дані свідчать, що зміни метаболізму арахідонової кислоти у фетальному мозку, викликані пренатальним стресом, мають стійкі віддалені наслідки, про що свідчить також відсутність реакції простаноїдів на іммобілізацію.
Показано, що надлишок активних форм кисню пошкоджує експресію ембріональної циклоксигенази-2 та зменшує вміст простагландинів в ембріональних тканинах [Wentzel P. et al., 1999]. Виходячи з провідної ролі оксидативного стресу у пошкодженні активності циклоксигенази-2, можна думати про аналогічний механізм тривалої модифікації вмісту простагландинів пренатальним стресом.
Ймовірність автомодифікації рівнів простагландинів пренатальними чинниками дістає підтвердження у здатності фетального мозку реагувати на несприятливі впливи зростанням їх вмісту [Yavin E. et al. 1989]. Ембріональний мозок реагує також на інфузію плодам екзогенного ПГЕ2 змінами секреції АКТГ і кортикостероїдів [Young I.R. et al., 1996], що дає підставу думати про функціональну спроможність системи центральні простагландини — ГГНС з моменту початку функціонування останньої.
Важлива роль в адаптивних процесах при дії стресорів різного генезу належить циклічним нуклеотидам, які є об'єктом регуляторного впливу багатьох гормонів та здатні виконувати самостійну захисну функцію [Федоров Н.А и др.,1990].
Зниження стрес-реактивності внаслідок порушення гормон-медіаторного імпринтингу пренатальними стресовими впливами супроводжується нейроендокринним дисбалансом, зокрема, змінами адренергічної чутливості гіпоталамуса, а можливо, й інших структур мозку, які беруть участь у відповіді на дію стресора [Reznikov A.G.et al, 1999]. Виходячи з цього, логічно очікувати, що вивчення функціональної активності циклічних нуклеотидів за умов стресу може прояснити деякі механізми зазначених порушень у пренатально стресованих тварин.
Нами отримано значне стрес-індуковане зростання рівня циклічних нуклеотидів у всіх досліджених структурах та збільшення циклазного індексу у ПМ, ПОД та МБГ (рис.4).
цАМФ цГМФ
Рис.4. Вплив іммобілізації та пренатального стресу на вміст циклічних нуклеотидів у деяких структурах мозку
Примітка: * — вірогідність змін у порівнянні з інтактними; # — вірогідність змін у порівнянні з пренатально стресованими.
Пренатальний стрес спричинив збільшення конститутивних рівнів цАМФ у ПОД та МБГ, а цГМФ — у всіх досліджених структурах за винятком МБГ, внаслідок чого циклазний індекс значно зменшився у ПОД та МК за рахунок переважаючого зростання рівня цГМФ.
З огляду на роль цАМФ, як посередника дії багатьох гормонів і медіаторів (норадреналіну, АКТГ, кортикостерону, b-ендорфіну та ін.), які секретуються нейроендокринною системою плода у відповідь на материнський стрес, підвищення його вмісту у структурах гіпоталамуса можна розглядати як прояв автомодифікації клітинної реактивності несприятливими пренатальними впливами.
У всіх структурах пренатально стресованих тварин стрес-індукований приріст цАМФ залишався нижчим, ніж у структурах відповідної групи інтактних тварин. На нашу думку, це узгоджується з тим, що у дорослих тварин, які зазнали впливу пренатального стресу, гострий стрес не викликає типової реакції з боку катехоламінів гіпоталамуса — зменшення концентрації норадреналіну [Резніков О.Г. та ін., 1998], що лежить в основі зниження глюкокортикоїдної реакції на стрес.
Стосовно значного приросту цГМФ у структурах мозку даної групи тварин, його можна трактувати як результат активації гуанілатциклази продуктами вільнорадикального окиснення, оксидом азоту та зниження активності ГПО, яке, за нашими даними, має місце у цих тварин.
Вплив іммобілізаційного стресу на деякі біохімічні механізми стрес-реакції у інтактних та пренатально стресованих самців щурів. Згідно сучасних уявлень, активація процесів ПОЛ є важливою патогенетичною ланкою стресу, причиною порушення структури та функції мембран, роз'єднання процесів окиснення і фосфорилювання [Колосова Н.Г. и др., 1999]. Збільшення вмісту продуктів ПОЛ поруч зі змінами вмісту гормонів кори наднирників широко використовують як показник вираженості стрес-реакції, а активацію системи антиоксидантного захисту вважають однією з ключових стрес-лімітуючих ланок організму, функціону-вання якої знаходиться під модулюючим впливом гормонів стресу.
Відомо, що головний мозок відзначається надзвичайно високою чутливістю до вільнорадикального окиснення [Kondo T. et al., 1996; Shaheen A.A. et al., 1996].
У наших дослідженнях у всіх структурах мозку інтактних щурів іммобілізаційний стрес викликає активацію процесів ПОЛ, яка може проявлятися підвищенням вмісту ДК, МДА чи обох показників. Меншою стабільністю відрізняються зміни активності ферментів антиоксидантного захисту — вони наявні у половині випадків, що в цілому узгоджується з результатами досліджень інших авторів [Девяткина Т.А. и др., 1989].
Особливої уваги заслуговують питання патогенезу стресорних ушкоджень мозку продуктами ПОЛ під час пренатального стресу, позаяк оксидативний стрес під час вагітності призводить до незворотної оксидації макромолекул ембріональних клітин [Winn L.M. et al., 1997], а виснаження антиоксидантної системи в ембріональних нейронах, так само як оксидативний стрес, призводить до прискореного розвитку клітинної смерті шляхом апоптозу [Ratan R.R. et al., 1996].
Результати наших досліджень свідчать, що показники прооксидантно-антиоксидантної рівноваги у пренатально стресованих тварин відрізняються стабільним зменшенням конститутивної та відсутністю стрес-індукованої активності ГПО, що говорить про наявність стійких інактивуючих впливів пренатального стресу щодо цього ферменту антиоксидантного захисту.
Відомо, що супероксиданіон, гіперпродукція якого має місце під час стресу, може викликати незворотнє пошкодження ряду ферментів за рахунок окиснення триптофану, сульфгідрильних груп, виступаючи, таким чином, у ролі інгібітора ГПО, каталази, ряду мембранозв'язаних ферментів [Дубинина Е.Е., 1989].
На основі знайдених порушень активності п'яти антиоксидантних ензимів (ГПО, глутатіонредуктази, глутатіон-S-трансферази, каталази та СОД) у 37 дітей з мієломенінгоцеле Graf W.D. et al. [1995] зроблено висновок про можливість внутрішньоутробного пошкодження ферментів метаболізму глутатіону вільними радикалами, яке зберігається протягом постнатального життя.
Підтвердження тривалої модифікації антиоксидантного захисту у тварин, які перенесли материнський стрес, були отримані в серіях з попереднім введенням мелатоніну. Під час іммобілізаційного стресу у інтактних тварин мелатонін обмежує оксидативні пошкодження структур мозку шляхом зменшення вмісту ДК та МДА і підвищення активності СОД та ГПО. У пренатально стресованих самців стрес-лімітуюча дія мелатоніну в досліджених структурах мозку обмежена зниженням вмісту ДК.
Отримані нами дані цілком узгоджуються з літературними, згідно з якими мелатонін є сильним та ефективним інгібітором вільних радикалів [Арушанян Э.Б., 1996; Reiter R.J. et al., 1993] за рахунок як прямої антирадикальної дії, так і здатності посилювати активність антиоксидантних ферментів. Про пряму антирадикальну дію мелатоніну у наших дослідах свідчить значне зниження продуктів ПОЛ та підвищення рівня СОД, яка, очевидно, внаслідок протекторної дії мелатоніну не інактивується супероксиданіоном та/чи Н2О2. Підвищення рівня ГПО узгоджується з відомим стимулюючим ефектом мелатоніну [Barlow-Walden L.R. et al., 1995].
У пренатально стресованих самців при іммобілізації у всіх вивчених структурах стрес-протекторна антирадикальна дія мелатоніну зберігається лише по відношенню до ДК. На нашу думку, це свідчить, що в даному випадку мелатонін частково зберігає здатність реагувати з вільними радикалами, але втрачає спроможність стимулювати антиоксидантні механізми.
Ще одним критерієм оцінки інтенсивності вільнорадикальних процесів під час стресу є інтенсивність окиснювальної модифікації білків (ОМБ).
Дані літератури та аналіз стану ПОЛ у пренатально стресованих тварин у наших дослідах дає підстави думати про виникнення оксидативного стресу у плодів за умов стресування вагітних самок, що може вплинути на фетальні процеси ОМБ.
Стресування інтактних тварин шляхом іммобілізації та внутрішньочеревного введення розчину етанолу призвело до загального збільшення кількості продуктів ОМБ в усіх структурах. Рівні продуктів ОМБ нейтрального і основного характеру у пренатально стресованих тварин перевищували аналогічні величини у контрольних, що свідчить про їх накопичення.
Акумуляція оксидативно модифікованих протеїнів може бути ранньою ознакою пошкодження тканин, опосередкованого активними формами кисню, а утворення білкових карбонільних дериватів асоціюється з патологічними станами організмів як людей, так і тварин [Stadtman E.R. et al., 1991].
Позаяк внутрішньоклітинний рівень модифікованих білків віддзеркалює баланс між темпом оксидації та темпом деградації білків, їх накопичення є комплексною функцією численних факторів, котрі регулюють синтез та оксидацію протеїнів з одного боку, й активність різних протеаз, що селективно деградують оксидовані форми, з другого.
Іммобілізація пренатально стресованих тварин та введення етанолу призвели до зростання інтенсивності ОМБ, однак приріст продуктів ОМБ стосовно їх базального рівня був значно нижчим, ніж у контрольних. Це може свідчити, що у пренатально стресованих щурів накопичення продуктів ОМБ в більшій мірі зумовлене порушенням механізмів деградації, ніж механізмів оксидації.
Відомо, що серед білків найбільш вразливими до оксидативних пошкоджень є ферменти [Salo D.S. et al., 1990; Шаронов Б.П. др., 1991]. Показано, що декотрі з внутрішньоклітинних протеаз, які селективно деградують модифіковані білки, теж інактивуються реакційноздатними формами кисню, що може стати причиною зменшення темпів деградації і призвести до накопичення в клітинах модифікованих білків, як це має місце в наших дослідах [Stadtman E.R. et al., 1991].
Протекторні властивості мелатоніну щодо оксидації білків мають місце як у контрольних, так і у пренатально стресованих тварин, однак їх вираженість у останніх значно нижча. Цілком імовірно, що принаймні частково, це зумовлено індукованою материнським стресом внутрішньоутробною інактивацією ГПО, яка є однією з основних мішеней активуючого впливу мелатоніну.
Гістоавторадіографічні кореляти іммобілізаційного стресу у інтактних та пренатально стресованих самців щурів. Модифікації моноамінергічних систем мозку, які виникають під впливом пренатального стресу, детермінують віддалені зміни нейроендокринної регуляції стрес-реактивності [Носенко Н.Д., 2000], тому їх дослідження є необхідним для розуміння патогенезу синдрому пренатального стресу.
Відомо, що функції нейрохімічної системи визначаються синтезом медіатора та його рецепцією [Дыгало Н.Н. и др., 1991; 1996]. При паралельному дослідженні ефектів блокади адренорецепторів та стресу було встановлено, що стрес спричиняє пошкодження функції ?-1 рецепторів або деяких процесів, пов'язаних з ними [Stone E.A. et al., 1996].
Між рівнем НА в структурах мозку та числом адренорецепторів існує обернене співвідношення [Дмитриева Н.И. и др., 1991]. Down-регулюючий вплив медіатора на власні рецептори — добре відомий факт [Шишкина Г.Т. и др., 1997; Юшкова А.А. и др., 1995]. Отже, отримане нами стрес індуковане збільшення зв'язування 3Н-НА нейронами ПВЯ, ПОМЯ, АЯ гіпоталамуса, ПЯП, ЯЛТС перегородки, ЦЯ мигдалеподібного комплексу, та зменшення зв'язуючої здатності за цих умов нейронів ЛЯ перегородки і БЛЯ мигдалика можна розцінити як, відповідно, зменшення та збільшення у них рівня НА.
У цілому наші результати узгоджуються з даними інших авторів, згідно яких стрес-реакція супроводжується змінами синтезу, обміну та зворотного захвату НА та ДА у блакитній плямі, ядрах гіпоталамуса, мигдалеподібного комплексу [Горбунова А.В., 1998; Судаков К.В., 1998], що є необхідною умовою активації ГГНС і свідчать, що саме зазначені структури беруть участь у відповіді на дію стресора.
Отримана різноспрямованість змін зв'язування медіатора в досліджених структурах, ймовірно, відображає їх місце та роль (активуючу чи гальмівну) у складній функціональній системі стрес-реалізації, про що свідчать і дані літератури. Саме завдяки наявності багатокомпонентної структурно-функціональної організації НА-ергічної системи мозку реалізується можливість швидкої і точної реакції мозку на впливи оточуючого середовища [Pacak K. et al., 1995].
Літературні дані щодо реакції ДА-ергічних систем мозку на іммобілізаційний стрес однозначні в плані їх зацікавленості, але дещо протирічні відносно спрямованості змін ДА в різних структурах [Горбунова А.В. и др., 1995].
У наших дослідженнях іммобілізація інтактних тварин спричинила значне зростання зв'язуючої здатності в усіх досліджених ядрах гіпоталамуса, МЯ та ПЯП перегородки, ЯЛТС, ЦЯ мигдалеподібного комплексу і зменшення цього показника в БЛЯ.
Це відповідає даним К.В. Судакова [1998] відносно глобальної активації ДА-ергічних механізмів мозку під час гострого емоційного стресу. Зростання зв'язування 3Н-ДА, яке мало місце у вивчених структурах корелює також зі спостереженнями Горбуновой А.В. и др.[ 1995] стосовно зниження вмісту ДА після іммобілізації в паравентрикулярному, вентромедіальному ядрах гіпоталамуса, медіальному ядрі перегородки, ядрах мигдалика, вентральній ділянці покришки, дорсальному ядрі шва.
Більшість дослідників відносять ДА-ергічні системи мозку до стрес-лімітуючих на основі здатності ДА протидіяти полегшуючим впливам НА на секрецію АКТГ.
Можна думати, що паралельні протилежно сирямовані зміни у зв'язуванні мічених ДА та НА, які відбуваються під час стресу в більшості досліджених нами ядер, мають саме такий функціональний зміст.
Пренатальний стрес порушує стан нейрохімічних механізмів головного мозку у дорослих і старих нащадків стресованих матерів, що супроводжується довготривалими змінами вмісту та обігу катехоламінів і СТ у багатьох ядрах гіпоталамуса й інших ділянках мозку [Резников А.Г. и др., 2000] .
Позаяк зв'язування медіатора є важливим компонентом функціонального стану нейрохімічної системи, то порушення цього показника може стати причиною дезінтеграції її діяльності.
Проведений нами аналіз зв'язування мічених моноамінів показав модифікуючий вплив пренатального стресу на 3Н-серотонінзв'язуючу здатність нейронів ПОЛЯ гіпоталамуса, ЦЯ та БЛЯ ядер мигдалика, 3Н-норадреналінзв'язуючу здатність ЛЯ, МЯ, ПЯП перегородки мозку, МЯ та ЦЯ мигдалика, 3Н-дофамінзв'язуючу здатність МЯ, ПЯП, ЯЛТС перегородки та АЯ гіпоталамуса.
Формування рецепторної ланки адренергічної системи мозку у щурів починається у другій половині ембріонального розвитку, а глюкокортикоїди є одними з регуляторів цього процесу. Ці гормони можуть опосередковувати також дію стресу на адренорецептори, і їх вплив може проявлятися протягом життя [Дыгало Н.Н. и др., 1991; 1996].
Тривалий стрес під час вагітності, який підвищує рівень норадреналіну у мозку 1-2-тижневих щурят, зменшує у ньому кількість ?- та ?2-адренорецепторів [Peters D.A.V., 1984].
Цілком імовірно, що даний факт пояснюється не лише впливом глюкокортикоїдів, а коливаннями вмісту норадреналіну у фетальному мозку під час стресу [Рoде В. и др., 1990], що цілком вкладається в рамки концепції автомодифікації клітинної реактивності.
Класична теорія функціонування моноамінів, як медіаторів, постулює їх молекулярну дію через специфічний мембранний білок, який регулюється гуаніловим нуклеотидом і систему ферментів, що каталізують утворення вторинних посередників та внутрішньоклітинних сигнальних каскадів.
Однак дедалі частіше висловлюється думка про існування альтернативного шляху активності моноамінів, який полягає у їх взаємодії з елементами клітинного ядра [Третьяк Т.М. и др., 1992]. Припускають, що це свідчить про роль медіаторів, як безпосередніх індукторів чи регуляторів синтезуючої активності геному.
Згідно отриманих нами даних, характер зв'язування міченого серотоніну, дофаміну та норадреналіну ядрами нейронів структур гіпоталамуса, перегородки, мигдалика і їх реакція на іммобілізацію суттєво відрізняються від зв'язування нейронами у цілому. Окрім того, ядерне зв'язування 3Н-СТ та 3Н-ДА в більшій мірі реагує на пренатальний стрес, ніж загальне. На нашу думку, це свідчить про самостійну функціональну роль цього показника, відмінну від загального.
У наших дослідженнях ядерне зв'язування 3Н-НА у тварин, які перенесли материнський стрес, зазнавало різноспрямованих змін, однак значно переважало його зниження, що може свідчити про модифікацію ролі норадреналіну як локального цитогормону.
Таким чином, зміни стрес-реактивності у тварин, які зазнали впливу пренатального стресу, обумовлені структурною, нейроендокринною та біохімічною дезінтеграцією стрес-реалізуючої та стрес-лімітуючої систем мозку.
ВИСНОВКИ
1. У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової проблеми, що виявляється порушенням стрес-реактивності, яке виникає у самців щурів внаслідок дії стресорних впливів впродовж пренатального критичного періоду розвитку мозку. Експериментально обгрунтовано роль структурної, нейроендокринної та біохімічної дезінтеграції стрес-реалізуючої та стрес-лімітуючої систем мозку у патогенезі виявлених порушень адаптаційної системи, що є теоретичною підставою для розробки методів і засобів їх попередження та корекції.
2. Пренатальний стрес порушує зворотний зв'язок між центральними серотонінергічними системами і глюкокортикоїдною функцією кори надниркових залоз, модифікує конститутивний вміст серотоніну та гальмує стрес-індуковану реактивність серотонінергічної системи мигдалеподібного комплексу мозку, видозмінює серотонінергічні механізми регуляції рівнів кортикостерону, пролактину, тироксину у плазмі крові.
3. Стрес-індукована секреція кортикостерону та пролактину у інтактних щурів регулюється як ГАМКА, так і ГАМКВ типами рецепторів, а тироксину – лише останнім. Пренатальний стрес має інактивуючий вплив на функціональний ембріогенез ГАМКА-рецепторів, що проявляється втратою стрес-індукованої регуляторної дії ГАМК на згадані гормони через ГАМКА рецептори.
4. Регуляція стрес-реактивності у контрольних самців щурів здійснюється за участю ?-ендорфінергічної системи преоптичної ділянки, медіобазального гіпоталамуса та мигдалеподібного комплексу. Пренатальний стрес модифікує конститутивні рівні ?-ендорфіну в перегородці мозку, преоптичній ділянці і медіобазальному гіпоталамусі та структурно обмежує реакцію ?-ендорфінергічних систем на іммобілізацію преоптичною ділянкою, що зменшує ємність стрес-лімітуючої системи.
5. ГАМК-ергічна регуляція вмісту ?-ендорфіну у контрольних тварин полягає у збільшенні його стрес-індукованого вмісту у преоптичній ділянці та медіобазальному гіпоталамусі через активацію ГАМКА-рецепторів гіпоталамуса та зменшенні — в медіобазальному гіпоталамусі через ГАМКВ- рецептори. Пренатальний стрес модифікує стрес-лімітуючу взаємодію ГАМК та ?-ендорфіну, усуваючи ефекти, опосередковані ГАМКА рецепторами, в обох ділянках гіпоталамуса, та ГАМКВ-рецепторами — в медіобазальному гіпоталамусі.
6. Активація системи стрес-обмеження при іммобілізації контрольних самців супроводжується зростанням рівнів ?-передсердного натрійуретичного пептиду в усіх структурах мозку. Модифікуючий вплив пренатального стресу полягає у зменшенні конститутивного вмісту пептиду у структурах мозку, відсутності його стрес-індукованих змін та порушенні зворотного зв'язку між ?- передсердним натрійуретичнним пептидом та глюкокортикоїдами.
7. У контрольних тварин за умов іммобілізації має місце зростання як стрес-протекторних (ПГЕ2 та 6-кето-ПГF1б), так і простресорних (ПГF2б та ТхВ2) форм простаноїдів, що свідчить про паралельну активацію стрес-реалізуючої та стрес-лімітуючої систем. Пренатальний стрес знижує активність обох систем, зменшуючи конститутивний рівень всіх простаноїдів та усуваючи їх реакцію на іммобілізацію, що свідчить про його інактивуючий вплив на циклоксигеназу - 2.
8. Активація стрес-системи при іммобілізації проявляється збільшенням вмісту циклічних нуклеотидів та зростанням циклазного індексу в досліджених структурах мозку контрольних щурів. Порушення гормон-медіаторної взаємодії у щурів з синдромом пренатального стресу проявляється збільшенням конститутивних та стрес-індукованих рівнів циклічних нуклеотидів і зниженням циклазного індексу.
9. Іммобілізація контрольних тварин посилює процеси пероксидного окиснення ліпідів та окиснювальної модифікації білків у структурах мозку при одночасному зростанні активності ферментів антиоксидантного захисту. Пренатальний стрес послаблює антиоксидантний захист шляхом зниження активності глутатіонпероксидази, про стійку інактивацію якої свідчить відсутність стрес-індукованої реакції фермента та спричиняє накопичення оксидованих форм протеїнів за рахунок зменшення їх деградації.
10.Стрес-протекторна дія мелатоніну у контрольних тварин здійснюється шляхом зменшення стрес-індукованого вмісту глюкокортикоїдів та збільшення вмісту пролактину у плазмі крові, підвищення стрес-індукованого вмісту ?-ендорфіну у гіпоталамусі, зменшення інтенсивності пероксидного окиснення ліпідів та окиснювальної модифікації білків і підвищення активності антиоксидантних ферментів у структурах мозку. У тварин, які зазнали впливу пренатального стресу, мелатонін втрачає модулюючий вплив на стрес-індукований рівень глюкокортикоїдів, пролактину у плазмі крові та стимулюючий - на рівень ?-ендорфіну у гіпоталамусі і активність антиоксидантних ферментів у структурах мозку, а його дія на окремі показники вільнорадикального окиснення макромолекул значно обмежена.
11.Пренатальний стрес модифікує моноамінергічні механізми стрес-реактивності шляхом а) втрати здатності до зв'язування мічених медіаторів деякими структурами; б) появою зв'язуючої активності з боку структур, які не реагують у контрольних тварин; в) зворотної щодо контрольних тварин реакції; г) кількісних змін. Це порушує характер діяльності кожної системи зокрема, координацію діяльності НА- ДА- та СТ-ергічних систем, нейрохімічну регуляцію секреції ряду гормонів і модуляторів стрес-реактивності та інтеграцію стрес-реалізуючої і стрес-лімітуючої систем.
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Ткачук С.С. Особенности ГАМК-ергической регуляции гонадотропной функции гипофиза у энуклеированных крыс // Архив клинической. и экспериментальной медицины.— 1997.— Т.6, №2.— С. 153-155.
2. Myslitsky V.F., Tkachuk S.S., Rudeichuk V.M., Strinadko M.T. Slyotov M.M., Strinadko M.M. Corellation fluorescent method of amines detection // International Conference on Correlation Optics.— SPIE.—1997.— V. 3317.— P. 375-383.
3. Ткачук С.С. Вплив пренатального стресу на окремі показники гормонально-медіаторного імпринтингу // Бук. мед. вісник.— 1998.— Т.2, №1.— С. 145-150.
4. Ткачук С.С. Аналіз стану деяких компонентів стрес-лімітуючої системи мозку пренатально стресованих самців білих щурів // Бук. мед. вісник.— 1998.— Т.2, №2.— С. 52-57.
5. Пішак В.П., Бойчук Т.М., Черновська Н.В., Ткачук С.С. Хроноструктура ферментативних процесів гемокоагуляції при хронічній інтоксикації хлоридом талію // Науковий вісник Чернівецького ун-ту.— 1998.— вип. 38.— С. 129-137.
6. Ткачук С.С. Деякі ендокринні кореляти антистресорної дії мелатоніну у інтакних та пренатально стресованих самців щурів // Бук. мед. вісник.— 1998.— Т.2, №3-4.— С. 149-153.
7. Ткачук С.С. Порівняльний аналіз стану моноамінергічних систем деяких структур мозку у молодих і старих самок щурів // Педіатрія, акушерство та гінекол.— 1998.— №1. (додаток) — С. 186-187.
8. Ткачук С.С., Заморський І.І., Бойчук Т.М. Вплив пренатального стресу на динаміку вікових змін естрадіолзв'язуючої системи гіпоталамусу самок щурів // Там же. — С. 187-188.
9. Ткачук С.С. Вплив мелатоніну на стан процесів пероксидного окислення ліпідів і антиоксидантної системи в дискретних структурах мозку інтактних та пренатально стресованих щурів // Бук. мед. вісник.— 1998.— Т.2, №4.— С. 178-188.
10. Пішак В.П., Ткачук С.С., Мислицький В.Ф. Роль ГАМК-ергічної системи мозку в механізмах обмеження стрес-реакції у інтактних та пренатально стресованих самців щурів // Там же.— С. 157-161.
11. Заморський І.І., Пішак В.П., Ткачук С.С. Роль неадренергічної регуляції в реакції шишкоподібного тіла на гостру гіпоксію // Там же.— С. 123-127.
12. Ткачук С.С. Роль антиоксидантних ферментів і мелатоніну в обмеженні окислювальної модифікації білків // Одеський мед. журнал.— 1999.— Т.54, №4.— С. 24-27.
13. Ткачук С.С., Пішак В.П., Мислицький В.Ф. Модифікація стрес-лімітуючої здатності передсердного натрійуретичного пептиду пренатальними стресорними впливами // Експерим. та клін. фізіол. і біохімія.— 1999.— Т.7, №3.— С. 23-26.
14. Ткачук С.С. Стрес-індуковані зміни окиснювальної модифікації білків в структурах мозку щурів // Бук. мед. вісник.— 1999.— Т.3, №1.— С. 191-195.
15. Ткачук С.С., Пішак В.П., Мислицький В.Ф. Синдром пренатального стресу: прояви та механізми розвитку // Бук. мед. вісник.— 1999.— Т.3, №2.— С. 12-24.
16. Ткачук С.С., Пішак В.П., Мислицький В.Ф. Вплив пренатального стресу на центральну серотонінергічну регуляцію глюкокортикоїдної функції // Бук. мед. вісник.— 1999.— Т.3, №3.— С. 229-232.
17. Ткачук С.С. Стрес-індуковані зміни вмісту передсердного натрійуретичного пептиду в структурах мозку // Науковий вісник Ужгородського ун-ту, серія “Медицина”.— 1999.— вип.9.— С. 51-53.
18. Ткачук С.С. Особливості серотонінергічної регуляції рівнів пролактину у плазмі крові пренатально стресованих щурів // Бук. мед. вісник.— 1999.— Т.3, №4.— С. 16-20.
19. Ткачук С.С. Тривала модифікація окисно-антиоксидантних процесів в окремих структурах лімбічної системи мозку пренатальними стресорними впливами // Вісник проблем біол. і мед. — 1999.— вип. 7.— С. 73-79.
20. Ткачук С.С., Мещишен І.Ф., Пішак В.П., Мислицький В.Ф. Вплив іммобілізаційного стресу і мелатоніну на процеси окислювальної модифікації білків у структурах мозку самців щурів // Эксперим. и клин. медицина.— 1999.— №4.— С. 16-18.
21. Ткачук С.С., Пішак В.П., Мислицький В.Ф. Модифікуючий вплив пренатального стресу на центральні серотонінергічні механізми стрес-реактивності // Вісник проблем біол. і мед. — 1999.— вип. 13.— С. 145-149.
22. Ткачук С.С. Длительная модификация уровней некоторых эйкозаноидов в структурах мозга пренатальными стрессорными воздействиями // Архив клинической и экспериментальной медицины.— 1999.— Т.8, №1.ѕ С. 72-74.
23. Ткачук С.С. Вплив пренатального стресу на вміст циклічних нуклеотидів у структурах мозку самців-щурів // Бук. мед. вісник.— 2000.— Т.4, №1.— С. 216-221.
24. Ткачук С.С., Пішак В.П., Мислицький В.Ф. Механізми ГАМК-ергічної регуляції рівнів ?-ендорфіну в структурах гіпоталамуса пренатально стресованих самців щурів // Фізіол. журн.—2000.—Т.46, №2.—С. 109-115.
25. Ткачук С.С Характеристика центральних норадренергічних корелятів стрес-реактивності за даними гістоавторадіографії // Бук. мед. вісник.— 2000.— Т.4, №2.— С. 235-243.
26. Ткачук С.С. Вплив пренатального стресу на базальну та стрес-індуковану здатність нейронів деяких структур мозку зв'язувати мічений дофамін // Бук. мед. вісник.— 2000.— Т.4, №3.— С. 218-223.
27. Ткачук С.С. Вплив пренатального стресу на рівні ?-ендорфіну в окремих структурах мозку щурів // Архив клинической и экспериментальной медицины.— 1999.— Т.8, №2.ѕ С. 158-160.
28. Ткачук С.С., Пішак В.П., Мислицький В.Ф. Вплив пренатального стресу на серотонін- та ГАМК-ергічну регуляцію рівня тироксину у плазмі крові // Бук. мед. вісник.— 2000.— Т.4, № 2-3.— С.140-144.
29. Гуньков С.В., Ткачук С.С. Гистохимическое изучение биогенных моноаминов в ядрах гипоталамуса самок крыс при неонатальной андрогенизации и воздействии нейротропных веществ // Эндокринология. — Киев: Здоров'я, 1988. — С.62-65.
30. Ткачук С.С. Влияние неонатальной кастрации на нейроны хвостатого ядра мозга самцов крыс в разные периоды онтогенеза // Органные особенности морфогенеза и реактивности тканевых структур в норме и патологии.— Симферополь.— 1989.— С. 27-30.
31. Ходоровский Г.И., Мыслицкий В.Ф., Крещук Л.Н., Кирилюк М.Л., Харченко С.Ф., Ткачук С.С. Роль внегипоталамических образований головного мозга в регуляции функций эндокринных желез // Эндокринология.— К.: Здоров'я, 1991.— С. 125-131.
32. Ткачук С.С., Мыслицкий В.Ф., Пишак В.П. К вопросу о механизмах формирования ГАМК-ергической регуляции секреции гонадотропинов // Тез. докл. I Росс. конгресса по патофизиологии с международным участием “Патофизиология органов и систем. Типовые патологические процессы”. — Москва.— М.: РГМУ, 1996.— С. 182.
33. Ткачук С.С. Вплив пренатального стресу на співвідношення деяких стрес-реалізуючих і стрес-лімітуючих систем мозку: Матеріали ХV з'їзду Укр. фізіол. тов. (Донецьк, 12-15 травня 1998 р.) // Фізіол. ж.— 1998.— Т.44, №3.— С. 62.
34. Ткачук С.С., Пішак В.П., Мислицький В.Ф. Участь окремих ейкозаноїдів у антистресорному захисті мозку: Матеріали ХV з'їзду Укр. фізіол. тов. (Донецьк, 12-15 травня 1998 р.) // Там же.— С. 62-63.
35. Мыслицкий В.Ф, Ткачук С.С., Филиппова Л.О., Ткачук А.В. Модификация стрес-лимитирущих свойств мелатонина пренатальными стрессорными воздействиями // Тез. докл. V Всеросс. конференции “Нейроэндокринология-2000” — Санкт-Петербург.— 2000.— С. 94.
36. Ткачук С.С., Пишак В.П., Мыслицкий В.Ф. Длительная модификация регуляторного континуума стресс-реактивности пренатальными стрессорными воздействиями // Там же.— С. 124-125.
37. Ткачук С.С., Пішак В.П., Мислицький В.Ф. Стан центральної серотонін- та ГАМК-ергічної регуляції глюкокортикоїдної функції у пренатально стресованих щурів: Тез. допов. ІІІ Національного Конгресу патофізіологів України з міжнародною участю присвяченого 100 річчю від дня народження акад. АМН СРСР М.М.Горєва.—Одеса, 2000 // Фізіол.журн.— 2000.—Т. 46, № 2. —С.149.С. 282-284.
38. Связывание нейронами ядер септального комплекса мозга самок 3Н-тестостерона и 3Н-эстрадиола в раннем постнатальном онтогенезе / Мыслицкий В.Ф., Ткачук С.С. Черновицкий мед. институт. - Черновцы, 1987.- 4с.-Рус.— Деп.в.Укр. НИИНТИ 08.12.88. №2963-Ук88 // Анот. в ж. МРЖ, №4, 1989.
39. Влияние неонатальной андрогенизации на уровень моноаминов миндалевидного комплекса мозга крыс / Макар-Титова Н.И., Ткачук С.С., Ясинский В.И. Черновицкий мед. институт. — Черновцы, 1987.— 3с.-Рус.— Деп.в.Укр. НИИНТИ 08.12.88. №2963-Ук88 // Анот. в ж. МРЖ, №4, 1989.
40. Ткачук С.С., Мыслицкий В.Ф., Ходоровский Г.И., Ясинский В.И. Роль прилежащего ядра во взаимодействиях перегородки и стриопаллидарной системы мозга. // Тез. докл. III съезда анатомов, гистологов, эмбриологов и топографоанатомов УССР “Актуальные вопросы морфологии”.— Черновцы.—1990.—С.317-318.
41. Ткачук С.С., Макар-Титова Н.И. Участие моноаминов в механизме влияния андрогенов на половую дифференциацию миндалевидного комплекса крыс // IV съезд эндокринологов Украинской ССР. “Современные проблемы экспериментальной и клинической эндокринологии” — Киев.—1987.— С.378.
42. Мислицький В.Ф., Ткачук С.С., Ясінський B.I., Макар-Титова H.I. Вплив неонатальної андрогенізації самок щурів на взаємовідношення між моноамінергічною та ГАМК-ергічною системами перегородки мозку // Матеріали XIII з'їзду Українського фізіол. тов. ім. І.П. Павлова.—Харків.—1990.—С.167.
43. Мыслицкий В.Ф., Ткачук С.С. Фармакологический анализ влияния половых стероидов на нейроны септального комплекса мозга крыс. // VI съезд фармакологов Украинской ССР “Фармакология: состояние и перспективы исследований”. - Харьков.—1990.—С.213-214.
44. Ткачук С.С., Мислицький В.Ф., Огородник А.Д. Модель часової ієрархії в регуляції репродуктивної функції організму ссавців (Повідомлення II). Актуальні питання використання лабораторних тварин в медико-біологічних дослідженнях // Матеріали наук.- практич. конф.— Чернівці—1992.— С.249-251.
45. Ткачук С.С., Мислицький В.Ф., Пішак В.П. Деякі аспекти механізму ГАМК-ергічної регуляції секреції гонадотропінів у дорослих самців щурів //Тези допов. конф. західного регіонального відділення Українського фізіол. тов. “Науково-методичні аспекти фізіології”.— Львів.—1993.— С. 87-88.
46. Мислицький В.Ф., Мещишин І.Ф., Ткачук С.С., Оленович Л.В. Взаємодія моноамінів та ГАМК в деяких структурах лімбічної системи мозку // Там же.— С.55-56.
47. Мислицький В.Ф., Ткачук С.С., Пішак В.П. Прояви регуляторного континууму на прикладі взаємодії структур лімбічної системи на гонади // Там же. — С. 56.
48. Ткачук С.С., Мислицький В.Ф. Програмуючий вплив статевих гормонів на онтогенез нейронів перегородки мозку та її моноамінергічні системи // Тези доповідей V конгресу патологоанатомів України “Екологічна та інфекційна патологія: сучасні патологоанатомічні аспекти”. — Чернігів.—1993.—С.184-185.
49. Мыслицкий В.Ф., Ткачук С.С., Мещишин И..Ф., Оленович Л.В. Структурно-медиаторные аспекты механизмов адаптации. // Тез. докл. Укр. межведомственной науч.-практич.конф. “Актуальные проблемы медицины транспорта” .— Одесса.—1993.—С.253.
50. Мислицький В.Ф., Ткачук С.С., Гриненко О.В., Ковальчук П.Є. Вплив екзогенної ГАМК на стан глутатіонової системи печінки // Тези допов. міжнародної наук. конф. “Навколишнє середовище і здоров'я”.— Чернівці.—-1993.—С.38.
51. Ткачук С.С., Мислицький В.Ф. Міжмедіаторна взаємодія в деяких структурах лімбічної системи мозку // Тези допов. І Національного конгресу анатомів, гістологів, ембріологів і топографоанатомів України. — Івано-Франківськ.—1994.—С.175.
52. Мислицький В.Ф., Мещишин І.Ф., Пішак В.П., Ткачук С.С. Катехоламіни та ферменти обміну ГАМК в деяких структурах лімбічної системи мозку при різних гормональних статусах організму самців // Тези доп. V з'їзду ендокринологів України “Сучасні проблеми експериментальної та клінічної ендокринології".—Івано-Франківськ.—1994.—С.43.
53. Ткачук С.С., Мислицький В.Ф. Роль ГАМК-ергічного та ДА-ергічного механізмів в регуляції гонадотропної функції гіпофізу // Там же.— С.66.
54. Ткачук С.С., Мыслицкий В.Ф., Пишак В.П. К вопросу о механизмах формирования ГАМК-ергической регуляции секреции гонадотропинов // Тез. докл. I Росс. конгресса по патофизиологии с международным участием “Патофизиология органов и систем. Типовые патологические процессы”. — Москва.— М.: РГМУ, 1996.— С. 182.
55. Ткачук С.С. Вплив пренатального стресу на співвідношення деяких стрес-реалізуючих і стрес-лімітуючих систем мозку: Матеріали ХV з'їзду Укр. фізіол. тов. (Донецьк, 12-15 травня 1998 р.) // Фізіол. ж.— 1998.— Т.44, №3.— С. 62.
56. Ткачук С.С., Пішак В.П., Мислицький В.Ф. Участь окремих ейкозаноїдів у антистресорному захисті мозку: Матеріали ХV з'їзду Укр. фізіол. тов. (Донецьк, 12-15 травня 1998 р.) // Там же.— С. 62-63.
57. Мыслицкий В.Ф, Ткачук С.С., Филиппова Л.О., Ткачук А.В. Модификация стрес-лимитирущих свойств мелатонина пренатальными стрессорными воздействиями // Тез. докл. V Всеросс. конференции “Нейроэндокринология-2000” — Санкт-Петербург.— 2000.— С. 94.
58. Ткачук С.С., Пишак В.П., Мыслицкий В.Ф. Длительная модификация регуляторного континуума стресс-реактивности пренатальными стрессорными воздействиями // Там же.— С. 124-125.
59. Ткачук С.С., Пішак В.П., Мислицький В.Ф. Стан центральної серотонін- та ГАМК-ергічної регуляції глюкокортикоїдної функції у пренатально стресованих щурів: Тез. допов. ІІІ Національного Конгресу патофізіологів України з міжнародною участю присвяченого 100 річчю від дня народження акад. АМН СРСР М.М.Горєва.—Одеса, 2000 // Фізіол.журн.— 2000.—Т. 46, № 2. —С.149.
Анотація
Ткачук С.С. Нейроендокринні та біохімічні механізми порушень стрес-лімітуючої та стрес-реалізуючої систем мозку у щурів з синдромом пренатального стресу. — Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора медичних наук за спеціальністю 14.03.04 ѕ патологічна фізіологія. — Інститут фізіології ім. О.О.Богомольця НАН України, Київ, 2000.
Дисертацію присвячено дослідженню ендокринних, нейрохімічних та біохімічних механізмів порушень стрес-реактивності за показниками функціонального стану стрес-реалізуючої та стрес-лімітуючої систем у щурів з синдромом пренатального стресу. Показано, що у формуванні нейроендокринних механізмів стрес-реалізуючої та стрес-лімітуючої систем і їх співвідношення бере участь не лише генетична програма організму, але й пренатальні чинники, здатні порушувати гормон-медіаторний імпринтинг. Виявлена регіонарна чутливість нейрохімічних механізмів окремих структур до дії стресорних впливів на мозок у пренатальний період індивідуального розвитку. Доведено, що послаблення стрес-реактивності у щурів з синдромом пренатального стресу має місце за умов зниження ємності і потужності нейроендокринних і біохімічних показників компонентів стрес-лімітуючої системи. На основі отриманих даних сформулювана концепція структурної, нейрохімічної та біохімічної дезінтеграції стрес-реалізуючої та стрес-лімітуючої систем, наслідком якої є порушення регуляторного континууму стрес-реактивності.
Ключові слова: іммобілізаційний стрес, пренатальний стрес, стрес-реактивність, онтогенез, нейроендокринна регуляція.
Summary
Tkachuk S.S. Neuroendocrine and biochemical mechanisms of disorders of the stress-limiting and stress-realizing brain systems in rats with the syndrome of prenatal stress.— Manuscript.
Thesis for the scientific degree of the Doctor of Medicine by speciality 14.03.04 — Pathologic Physiology.— O.O.Bogomolets Institute of Physiology of Ukrainian NAS, Kyiv, 2000.
The dissertation deals with a study of the endocrine, neurochemical and biochemical mechanisms of disorders of the stress-reactivity based on the indices of the functional state of the stress-realizing and stress-limiting systems in rats with the syndrome of prenatal stress. It is demonstrated that not only the genetic program of the organisms takes part in the formation of the neuroendocrine mechanisms of the stress-limiting and stress-realizing systems and their correlations, but also prenatal factors which are capable to impair the hormone-mediated imprinting. Regional sensitivity of the neurochemical mechanisms of separate structures to the action of stress effect on the brain during the prenatal period of an individual development has been detected. It has been proved that a weakening of stress reactivity in rats with the syndrome of prenatal stress vecurs under conditions of a decrease of the capacity and power of the neuroendocrine and biochemical components of the stress-limiting system. On the basis of the obtained data a conception of structural, neurochemical and biochemical disintegration of the stress-realizing and stress-limiting systems has been formulated. As a result, there vecurs an impairment of the regulating continuity of the stress reactivity.
Key words: immobilizating stress, prenatal stress, stress reactivity, ontogenesis, neuroendocrine regulation.
Аннотация
Ткачук С.С. Нейроэндокринные и биохимические механизмы нарушения стресс-лимитирующей и стресс-реализующей систем мозга у крыс с синдромом пренатального стресса. — Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени доктора медицинских наук по специальности 14.03.04 ѕ патологическая физиология. — Институт физиологии им. О.О.Богомольца НАН Украины, Киев, 2000.
Диссертация посвящена исследованию эндокринных, нейрохимических и биохимических механизмов нарушения стресс-реактивности по показателям функционального состояния стресс-реализующей и стресс-лимитирующей систем у крыс с синдромом пренатального стресса. Теоретически и экспериментально обоснована концепция структурной, нейрохимической и биохимической дезинтеграции стресс-реализующей и стресс-лимитирующей систем. Доказано, что формирование этих систем и их соотношения определяется не только генетической программой развития, но и стрессорными влияниями на мозг в пренатальном периоде онтогенеза. Показана регионарная чувствительность нейроэндокринных механизмов отдельных структур мозга к пренатальному стрессу, а также различия в механизмах функционирования базальных и стресс-индуцированных механизмов стресс-реактивности у интактных животных и перенесших пренатальный стресс.
Установлено, что нейроэндокринные и биохимические нарушения адаптивной системы у самцов, перенесших пренатальный стресс, в состоянии функционального покоя обусловлены уменьшением коститутивных уровней ?-предсердного натрийуретического пептида, простагландинов и тромбоксана, изменениями соотношения между прострессорными и стресс-протекторными их формами, разнонаправленными изменениями содержания ?-эндорфина и связывания меченых серотонина, норадреналина, дофамина в различных структурах мозга, редукцией активности глутатионпероксидазы и аккумуляцией оксидированных форм протеинов, нарушением обратной связи в системе "серотонин — глюкокортикоиды. В некоторых структурах мозга обнаружено изменение содержания цАМФ и цГМФ, а также их соотношения, что является предпосылкой возникновения нейроэндокринных нарушений.
Определение функциональных резервов систем стресс-реализации и стресс-ограничения путем использования острого иммобилизационного стресса показало снижение их емкости и мощности у крыс, пребывавших под воздействием стрессорных влияний в период пренатального онтогенеза. Это проявилось модификацией стресс-индуцированных уровней кортикостерона, тироксина, пролактина в плазме крови, нарушением механизмов ГАМК- и серотонинергической их регуляции. В исследованных структурах мозга данной группы животных реакция в-?ндорфинергической системы на иммобилизацию ограничивалась участием преоптической области, обнаружено также нарушение взаимодействия между ГАМК- и ?-эндорфинергическими стресс-лимитирующими системами, преимущественно за счет потери функциональной активности ГАМКА-рецепторов, а также отсутствие стресс-индуцированной реакции простагландинов во всех структурах, что свидетельствует о нарушении активности циклоксигеназы-2, ?-предсердного натрийуретического пептида за счет нарушения обратной связи с глюкокортикоидами. Реакция на стресс со стороны циклических нуклеотидов, отличающаяся от таковой у контрольных животных, свидетельствует об определенной роли вторичных мессенджеров в наблюдаемых нейроэндокринных нарушениях. Более чувствительным к воздействию пренатального стресса является цГМФ.
Путем использования гистоавторадиографии показано, что пренатальный стресс модифицирует моноаминергические механизмы стресс-реактивности за счет изменения качественных и количественных параметров связывания меченых медиаторов, что может нарушать характер деятельности каждой системы в отдельности, координацию деятельности НА-, СТ-, ДА-ергических систем, нейрохимическую регуляцию секреции ряда гормонов и модуляторов стресс-реактивности, а также интеграцию активности стресс-реализующей и стресс-лимитирующей систем. Исследование ядерного связывания моноаминов показало, что характер связывания меченых серотонина, дофамина, норадреналина ядрами нейронов структур перегородки, гипоталамуса, амигдалы существенно отличается от связывания нейронами в целом и является более чувствительным к действию пренатального стресса, чем общее, что подтверждает концепцию прямого ядерного действия моноаминов.
Обоснована стресс-протекторная роль мелатонина у контрольных животных за счет ограничения стрес-индуцированного прироста глюкокортикоидов и увеличения содержания пролактина в плазме крови, а также ?-эндорфина в гипоталамусе. Антиоксидантные свойства мелатонина обусловлены уменьшением содержания продуктов пероксидации липидов и белков и увеличением активности антиоксидантных ферментов. У животных с синдромом пренатального стресса мелатонин теряет модулирующее влияние на стресс-индуцированное содержание глюкокортикоидов и пролактина в плазме и стимулирующее - на содержание ?-эндорфина в гипоталамусе. Модификация стресс-лимитирующих свойств мелатонина у животных опытной группы проявляется также снижением антиоксидантных свойств за счет потери активирующего влияния на ферменты антиоксидантной защиты и ограничения влияния на интенсивность окислительной модификации белков.
Ключевые слова: иммобилизационный стресс, пренатальный стресс, стресс-реактивность, онтогенез, нейроэндокринная регуляция.
Підписано до друку 20.06.2000 р. Формат 60х90/16.
Друк офсетний. Тираж 100 пр. Зам №
П.П.Лівак Д.Н. Реєстр. №
58000 м. Чернівці, вул. Чернігівська, 1