Реакция гипоталамо-адренокортикальной системы молодых и старых мышей на стресс и возрастные особенности коррекции стрессорных нарушений -токоферолом 03. 03. 01 физиология (биологические науки)
| Вид материала | Автореферат |
- Автореферат диссертации на соискание ученой степени, 449.88kb.
- Программа кандидатского экзамена послевузовского профессионального образования (аспирантура), 359.1kb.
- Посттравматический стресс, 349.97kb.
- Стресс – это естественно!, 60.75kb.
- Отделения заочного обучения, 25.05kb.
- Возрастные особенности реакции кардиореспираторной системы младших школьников на динамическую, 1179.55kb.
- Тема 1: Логопедическая работа по коррекции нарушений фонетико-фонематической стороны, 56.62kb.
- Индивидуально-возрастные и психологические особенности младших подростков, 184.7kb.
- Стресс обычное и часто встречающееся явление, 46.21kb.
- Психологические аспекты стресса, 1476.94kb.
На правах рукописи
Мамонтова Елена Валерьевна
Реакция гипоталамо-адренокортикальной системы молодых и старых мышей на стресс и возрастные особенности коррекции стрессорных нарушений
-токоферолом
03.03.01 – физиология (биологические науки)
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Астрахань - 2010
Работа выполнена на кафедре физиологии и морфологии человека и животных Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Астраханский государственный университет», г. Астрахань
Научный руководитель:
Заслуженный работник высшей школы РФ,
академик РАЕН, доктор биологических наук,
профессор Теплый Давид Львович
Официальные оппоненты:
доктор биологических наук, профессор Егоров Михаил Алексеевич
доктор медицинских наук, профессор Панова Тамара Николаевна
Ведущая организация: ГОУ ВПО Волгоградский государственный медицинский университет
Защита диссертации состоится 26 марта 2010 года в 13.00 часов на заседании объединенного диссертационного совета ДМ 212.009.01 при Астраханском государственном университете по адресу: 414000, г.Астрахань, пл.Шаумяна, 1
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке АГУ по адресу: 414000, г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1
Автореферат разослан « » февраля 2010 года.
Ученый секретарь
диссертационного совета,
доктор биологических наук Ю.В. Нестеров
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Одной из актуальных проблем физиологии является изучение механизмов стресс-реактивности различных функциональных систем организма в динамике индивидуального развития и при изменении гомеостаза, определяемых возрастными особенностями осислительно-восстановительного процесса, который занимает центральное место в процессе жизнедеятельности. Окислительно-восстановительные процессы – это генерация активных форм кислорода и большого количества радикальных соединений, обладающих высокой реакционной способностью и активно включающихся в процессы жизнедеятельности клеток на любой стадии развития – от созревания до гибели (Дубинина Е.Е.,1998, 2006).
В настоящее время доказано, что с возрастом происходит усиление свободнорадикальных процессов (Beckman J.et al., 1998; Кольтовер В.К., 2000; Гусев В.А., 2000; Анисимов В.Н., 2000; Дубинина Е.Е., 2006). Старение сопровождается снижением устойчивости организма к действию повреждающих факторов стресса (Рудько Н.П., Давыдов В.В., 2001).
Не менее актуальным является поиск антиоксидантов, которые защищают организм от окислительного стресса. Одним из таких препаратов, способных поддерживать антиоксидантный статус организма и гомеостаз, является α-токоферол, которому посвящены научные публикации последних десятилетий (Владимиров Ю.А., Арчаков А.И.,1972; Olejnic D. et al.,1977; Yasuda et al., 1979; Спиричев В.Б., 1980; Теплый Д.Л., 1984, 2006, 2008; Надиров Н.К., 1991; Bowry V.W. et al., 1992; Ланкин В.З. соавт., 2001; Хавинсон В.Х. с соавт., 2003; Кондратенко Е.И.,2003; Нестеров Ю.В., 2003; Котельников А.В., 2005). Как универсальный компонент клеточных мембран, α-токоферол принимает участие в поддержании стационарного уровня свободнорадикального окисления в биомебранах, регулирует их проницаемость, а также стимулирует биосинтез белков, а исследования последнего времени свидетельствуют о полифункциональности действия α-токоферола, непосредственно не связанных с его антиоксидантными свойствами (Капралов А.А. с соавт.,1993,1997; Yoshikawa T. et al., 2000; Maydani M. еt al., 2001; Parker L. еt al., 2001; Parks E.et al., 2003). Актуальность этой проблемы возрастает вследствие недостаточной изученности онтогенетических особенностей стресс-реактивности гипоталамо-адренокортикальной системы и необходимостью изучения стресс-протекторного действия α-токоферола.
Цель исследования – изучить влияние иммобилизационного стресса и действие α-токоферола на функциональное состояние нейроэндокринной системы гипоталамуса и надпочечников у молодых и старых мышей.
Для достижения намеченной цели были поставлены следующие задачи:
1. Выявить возрастные особенности физиологического состояния нейросекреторных клеток гипоталамуса (супраоптическое, паравентрикулярное, супрахиазматическое и аркуатное ядра) и пучковой зоны коры надпочечников.
2. Изучить особенности действия α-токоферола на структуру нейросекреторных клеток гипоталамуса и адренокортикоцитов молодых и старых мышей в норме, и при стрессорном воздействии.
3. Определить изменения показателей перекисного окисления липидов при действии стресс-индуцирующего фактора и оценить степень стресс-протекторного действия α-токоферола на этапах постнатального онтогенеза.
Научная новизна.
1. Впервые комплексно изучено влияние иммобилизационного стресса и стресспротекторного действия биоантиоксиданта α-токоферола на гипоталамо-адренокортикальную систему нелинейных самцов мышей на этапах возрастной инволюции.
2. Получены новые данные об особенностях влияния α -токоферола на функциональное состояние нейросекреторных клеток нонапептидергических и моноаминергических центров гипоталамуса, и спонгиоцитов коры надпочечников у молодых и старых животных.
3. Впервые дана сравнительная морфофизиологическая оценка тканеспецифических эффектов α -токоферола на нейросекреторные клетки гипоталамуса, гепатоциты и эритроциты периферической крови молодых и старых мышей, и приведены доказательства высокой реактивности нейросекреторных клеток гипоталамуса к стрессогенному действию гипокинезии вне зависимости от возраста животных.
4. Впервые приведены данные о возрастных особенностях стресспротекторного действия α -токоферола на клетки нейроэндокринных гипоталамических структур и кортикоциты надпочечников при интенсификации свободнорадикальных процессов индуцированных иммобилизационным стрессом.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Стрессогенный эффект иммобилизации на нейроэндокринные структуры гипоталамуса различается в зависимости: от особенностей структуры и функции нонапептидергических и моноаминергических гипоталамических центров, от реактивности к действию стрессора разных гипоталамических структур и в меньшей степени, от возраста животных;
2. Степень и направленность действия α -токоферола на нейросекреторные клетки нонапептидергических и моноаминергических центров в значительной мере определяется возрастом животных;
3. Уровень перекисного окисления липидов гипоталамо-адренокортикальной системы существенно не зависит от возраста животных;
4. Стресспротекторное действие α-токоферола на гипоталамические структуры наиболее выражено на этапе возрастной инволюции.
Теоретическая и практическая значимость. Результаты экспериментальных исследований позволяют существенно дополнить представления о закономерностях возрастных изменений гипоталамо-адренокортикальной системы на ранних и поздних этапах постнатального онтогенеза. Установленные возрастные морфофизиологические особенности нонапептидергических и моноаминергических структур гипоталамуса объясняют различия в реакции этих структур на действие стрессогенных факторов в зрелом и старческом возрасте.
Полученные данные вносят значительный вклад в понимание роли витамина Е (α -токоферола) в модификации функционального состояния нейроэндокринной и адренокортикальной систем при интенсификации свободнорадикальных процессов, характерных для этапа возрастной инволюции. Результаты исследований свидетельствуют о том, что продолжительное воздействие супрафизиологическими концентрациями α-токоферола в дозах сопоставимых с терапевтическими, оказывает прооксидантный эффект на нейроэндокринные структуры у молодых животных и выраженный антиоксидантный эффект - у старых.
Результаты исследований экспериментально обосновывают принципиальное отличие в реакции кортикоцитов надпочечников и нейросекреторных клеток гипоталамуса на стресс-индуцированное повышение функциональной активности спонгиоцитов вне зависимости от возраста животных.
Полученные данные используются в учебном процессе при чтении лекций по физиологии человека и животных, чтении спецкурса по сравнительной физиологии нейроэндокринной системы в Астраханском государственном университете и в курсах лекций по нормальной и патологической физиологии в Астраханской государственной медицинской академии.
Результаты исследования инволюции гипоталамо-адренокортикальной системы в ходе онтогенеза млекопитающих и возможные пути адаптации к действию стрессогенных факторов представляют интерес для медицины и геронтологии.
Апробация работы. Результаты исследования доложены и обсуждены на VIII Международной научной конференции «Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря» (Астрахань, 2005); Международной научной конференции «Свободные радикалы, антиоксиданты и старение», посвященной 75-летию академика РАЕН, д.б.н., профессора Д.Л. Теплого (Астрахань, 2006); Материалах IV научной конференции «Гомеостаз и эндоэкология» с международным участием (Хургада, 2006); Материалах электронной конференции «Фундаментальные исследования» (Москва, 2006); Материалах 5-й Всероссийской конференции Бабухинские чтения (Орел, 2006). По теме диссертации опубликовано 8 работ, в т.ч. 2 из них – в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, изложения и обсуждения результатов собственных исследований, выводов. Общий объем диссертации 156 страниц с 14 таблицами и 55 рисунками. Список литературы включает 350 источников, в том числе 163 иностранных.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В работе использованы молодые половозрелые (2,5 месяца) и старые (14 месяцев) самцы белых беспородных мышей. Животные содержались в стандартных условиях вивария при естественном освещении, свободном доступе к корму и воде. Все эксперименты выполнены в весенне –летний период.
Экспериментальный материал получен от двух серий опытов, которые включали 4 экспериментальные группы, в каждой группе по 10 животных:
1 – контроль – интактные животные;
2 – стресс – иммобилизация в пластиковых пеналах по 2 часа, в одно и тоже время суток, в течении 3 дней до декапитации;
3 – витамин Е – животные получали D,L, -токоферолацетата (-ТФ) в дозе 1 мг/100 г массы тела в течении 14 дней до декапитации;
4 – стресс + витамин Е – животные получали -ТФ и подвергались иммобилизационному стрессу.
Проводили функционального состояния нейронов гипоталамуса, а также клеток пучковой зоны надпочечников, изучались перекисная резистентность эритроцитов, скорость спонтанного, аскорбатзависимого перекисного окисления липидов, исходный уровень малонового диальдегида после иммобилизационного стресса, введения масляного раствора D,L, -токоферолацетата (-ТФ) и предварительного введения -ТФ в течении такого же периода и в той же дозе перед стрессированием.
Доза -ТФ выбрана на основании данных об оптимальном его действии как антиоксиданта при разовом введении не более 5 мг на животное со средней массой 200г (Yasuda M.W. et al.,1979), лучшей абсорбции из кишечника в виде эмульсии (Kellecher S. et al., 1972) и максимальном уровне в тканях через 12 часов после перорального введения (Carpenter M.P., 1971).
Иммобилизационный стресс создавали в течении 3-х дней в условиях нормальной освещенности, мыши находились в перфорированных пластиковых пеналах, ограничивающих движение, при естественном освещении по 2 часа в одно и тоже время суток (с 9 до 11 часов).
Стресс-реактивность животных оценивали по изменению относительной массы надпочечников, используемой в качестве одного из критериев оценки стрессорного состояния (Шрейбер В., 1987).
Критерии оценки функционального состояния организма:
а) динамика массы тела;
б) относительная масса надпочечников;
в) уровень свободнорадикального окисления липидов гипоталамуса и печени;
г) перекисная резистентность эритроцитов.
Критерии оценки функционального состояния нейроэндокринных центров гипоталамуса и надпочечников: для оценки функционального состояния нейроэндокринных центров гипоталамуса и адренокортикоцитов при помощи световой микроскопии и изучения морфометрических показателей, органы фиксировали в смеси Буэна, и после заключали объект в парафин. Приготовляли серийные срезы гипоталамуса толщиной 5 мкм в ростро-каудальном направлении и окрашивали нейтральным красным. Гистологические срезы надпочечников после депарафинирования окрашивали гематоксилин-эозином (Ромейс Б. 1953; Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Д.П.,1991; Саркисов Д.С., Перов Ю.Л.,1996).
Функциональную активность НСК гипоталамуса оценивали с использованием морфометрического анализа и особенностей цитоструктуры. Площадь ядер нервных центров определяли в супраоптическом (СОЯ), паравентрикулярном (ПВЯ), супрахиазматическом (СХЯ) и аркуатном (АЯ) ядрах гипоталамуса фотографическим способом.
В ткани надпочечников изучали: относительную массу, толщину клубочковой, пучковой и сетчатой зон коры надпочечников, площадь ядер кортикоцитов пучковой зоны коры надпочечников и гистоструктуру адренокортикоцитов.
Препараты фотографировали цифровой фотокамерой Canon PoverChot A96 совмещенной с лабораторным микроскопом ЛОМО Биомед-2 при общем увеличении микроскопа х600 (для гипоталамуса) и х400 (для надпочечников), после чего снимки обрабатывались с использованием компьютерной программы ВидеоТест – Мастер Морфология 4.0. Для каждого из центров гипоталамуса измерено не менее 50 ядер и около 100 адренокортикоцитов от одного животного.
Уровень свободнорадикального окисления липидов в тканях гипоталамуса и печени определяли по скорости перекисного окисления липидов (ПОЛ) в гомогенатах печени и гипоталамуса. Основой метода является определение малонового диальдегида (МДА), скорости спонтанного и аскорбатзависимого ПОЛ. МДА при взаимодействии с тиобарбитуровой кислотой образует окрашенный в розовый цвет триметиновый комплекс, имеющий максимум поглощения при 530-532 нм (светофильтр зеленый). Коэффициент светопропускания измеряли на электрофотоколориметре APEL-101 (Япония) (Владимиров Ю.А. и др., 1972; Стальная И.Д. и др., 1977; Строев Е.А., 1986; Xu Н., Watkins В.А. et al, 1995).
Перекисная резистентность эритроцитов (ПРЭ) является общепринятым показателем свободнорадикального окисления липидов мембран эритроцитов, а также качественным критерием функционально-структурной целостности организма при оценке вероятных сдвигов СРО при действии стресса. Для определения ПРЭ использовали методику, предложенную А.А. Покровским и А.А. Абраровым (1964) в модификации А.Е. Лазько, Р.И. Асфандиярова и А.А. Резаева (1993).
Статистические методы применяли для обработки результатов экспериментов с использованием алгоритма для определения средней арифметической, её ошибки и достоверности различия между средними сопоставляемых групп с помощью критерия t/p Стьюдента.
Характер распределения результатов кариометрии количественно оценивали по критерию λ Колмогорова-Смирнова. Т.к. этот критерий позволяет сравнить две совокупности данных и количественно оценить вероятность того, что различия между их распределениями носят не случайный характер (Плохинский Н.А, 1980; Лакин Г.Ф, 1990; Козак М.Ф.,1995).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Морфометрический анализ функционального состояния НСК.
Об особенностях действия стресса и α-ТФ на гипоталамус можно судить по цитоструктуре, кариометрическим и морфометрическим показателям нейросекреторных клеток нейроэндокринных центров (Поленов А.Л.,1968, 1993; Поленов А.Л. с соавт., 1996; Данилова О.А. с соавт., 1982; Бажанова Е.Д.,1996; Kamal E. et al.,2001; Калмыков А.П., 2003; Кутлубаев М.А., 2007; Теплый Д.Л. 1985,1990,2008).
Морфометрический анализ подтвердил негативное действие иммобилизации на функциональное состояние НСК СОЯ и ПВЯ вне зависимости от возраста животных, хотя и в разной степени. Так, под влиянием стрессора отмечено уменьшение площади НСК СОЯ и ПВЯ гипоталамуса молодых и старых мышей. В мелкоклеточных ядрах (СХЯ и АЯ) при гипокинезии также отмечено существенное уменьшение размеров клеточных ядер вне зависимости от возраста, что служит доказательством торможения функциональной деятельности НСК исследуемых областей гипоталамуса под влиянием стрессора и согласуется с исследованиями других авторов (Belova T.I. et al., 1990; Chen W.F. et al.,1995; Стадников А.А., Поленов А.Л., 1997; Kaiser S., 2003).
Функциональная активность каждого нейросекреторного центра, оцениваемая по величине ядрышек НСК, является величиной относительно постоянной, а появление различий между объемом ядер НСК служит отражением внутренних перестроек в нейросекреторном центре (Озирская Е.В, Поленов А.Л., 1997). В наших экспериментах воздействие α-токоферолом в течении двух недель сопровождается пролиферацией клеток и увеличением размеров СОЯ и ПВЯ у молодых и старых мышей в сравнении с контролем, а следовательно увеличивается выработка нейрогормонов (Шаляпина В.Г. с соавт.,1995; 2005).
Важно отметить, что под действием α-ТФ произошло значительное уменьшение площади ядер НСК СХЯ и АЯ, тогда как в крупноклеточной зоне гипоталамуса в СОЯ и ПВЯ отмечается их увеличение вне зависимости от возраста животных, что определяется различиями функциональной роли моноаминергических и нонапептидергических ядер гипоталамуса (Поленов А.Л..1993; Угрюмов М.В., 1996; Мамедов З.Г. с соавт., 2001).
Предваряющее стресс двухнедельное введение a-токоферола повлияло на морфологические особенности СОЯ, ПВЯ, СХЯ и АЯ молодых и старых мышей, о чем свидетельствует улучшение цитоструктуры исследованных нами НСК. Таким образом, a-ТФ проявил стресспротекорный эффект, что является доказательством более высокой чувствительности и реактивности нонапептидергических структур к воздействию стрессора у молодых мышей по сравнению со старыми (Бажанова Е.Д., 1996).
Таблица 1
Изменение площади НСК при действии иммобилизационного стресса, -ТФ и их сочетания
| Экспериментальные группы | СОЯ | ПВЯ | СХЯ | АЯ | |
| Контроль | М | 2,19+0,09 | 2,42+0,04 | 2,26+0,03 | 1,66+0,02 |
| С | 2,23+0,11 | 2,51+0,07 | 2,44+0,099 | 1,69+0,055 | |
| Стресс | М | 1,06+0,04*** | 1,78+0,05*** | 1,96+0,04** | 1,52+0,01*** |
| С | 1,55+0,07 *** +++ | 2,14+0,09 ** ++ | 1,89+0,063 *** | 1,52+0,071*** | |
| Витамин Е | М | 2,56+0,08** | 2,55+0,06 | 1,65+0,03** | 1,51+0,009*** |
| С | 2,72+0,12 ** +++ | 2,53+0,09 | 2,08+0,073 ** | 1,51+0,049 ** | |
| Витамин Е + стресс | М | 1,77+0,14** ++ | 2,38+0,08++ | 2,18+0,02* +++ | 1,43+0,02*** +++ |
| С | 2,16+0,06 | 2,44+0,06 | 2,08+0,081 ++ | 1,43+0,078 | |
Условные обозначения (здесь и в остальных таблицах):
М-молодые; С-старые
* - р<0,05; **- р<0,01;***- р<0,001 в сравнении с контролем;
+ - р<0,05; ++ - р<0,01; +++ - р<0,001-в сравнении с группой стресс
Судя по цитоструктуре и морфометрии НСК, важно отметить, что антиоксидантные свойства витамина Е в большей степени проявились у старых мышей, в сравнении с молодыми. Это объясняется тем, что с возрастом происходит снижение нейросекрета в перикарионах НСК (Озирская Е.В., Поленов А.Л., 1997; Сергеев В.Г., Акмаев И.Г., 2000; Резников А.Г., 2003), а дополнительное введение перед стрессом a-токоферола компенсирует этот недостаток, обеспечивая снижение повышенного уровня прооксидантов, особенно у старых животных (табл.1).
Динамика концентрации МДА и скорости ПОЛ в гипоталамусе при действии иммобилизационного стресса и α-токоферола
Огромное значение интенсификация ПОЛ имеет при повреждениях в результате стресса (Меерсон,1984; 1993; Микаелян и др. 1985; Барабой В.А., 1991, 2006; Малышев В.Д., 1994; Таранова и др., 1994; Крыжановский, 1997, 2002; Новиков В.С.и др., 1998; Самойлов, 1999; Арутюнян А.В, и др., 2000; Пшенникова М.Г., 2000; Дубинина Е.Е., 2001; Тодоров И.Н., 2003; Шанин Ю.Н. и др., 2003). Результаты наших опытов показали, что скорость спонтанного ПОЛ в гомогенатах гипоталамуса стрессируемых мышей увеличилась в сравнении с контролем у молодых и старых животных. Это различие связано, по-видимому, с большей реактивностью НСК гипоталамуса молодых животных к действию стрессогенных факторов. При инкубации проб гипоталамуса в присутствии аскорбата и ионов железа отмечено достоверное увеличение скорости ПОЛ под действием иммобилизации относительно контроля вне зависимости от возраста. Исходный уровень малонового диальдегида в гомогенатах гипоталамуса при иммобилизационном стрессе достоверно возрос как у молодых, так и у старых мышей в сравнении с контролем. Работы В.Г. Мхитарян с соавторами (1974), В.Х. Хавинсона (2003) указывают на то, что содержание α-токоферола в ткани мозга крыс вдвое превышает его содержание в печени, и с возрастом происходит накопление витамина Е, т.к. эффективная антиоксидантная защита мозга является гарантией его стабильности и устойчивости против отклонений метаболизма. Известно также, что введение животным индукторов ПОЛ вызывает развитие окислительного стресса и быстрое исчерпание ресурсов витамина Е в периферических тканях, однако, мембранные структуры мозга оказываются значительно более устойчивыми, и при тех же условиях в них не удается зарегистрировать значительной активации ПОЛ.
Подавление окислительных процессов в мембранах при увеличении уровня витамина Е в организме, сопровождается значительным уменьшением физиологического уровня свободных радикалов, играющих определенную роль в генерации и проведении возбуждения в возбудимых тканях, и способствует угнетению фоновой активности коры больших полушарий головного мозга (Теплый Д.Л., Митрохин В.Н., 1977; Теплый Д.Л., 1983, 1984, 2008; Меньшикова Е.Б. и др.,2008). Так, в наших экспериментах на старых мышах-самцах, a-ТФ оказал характерное для него антиоксидантное действие: скорость спонтанного ПОЛ в гипоталамусе уменьшилась в сравнении с контролем и в сравнении с мышами получавшими a-ТФ и подвергавшимися стрессу, тогда как у молодых животных не отмечено достоверных различий скорости спонтанного ПОЛ в гипоталамусе относительно контроля. С возрастом у животных, как известно, происходит истощение антиоксидантной системы, таким образом a-ТФ проявил антиоксидантное действие именно у старых животных, подтверждая свободнорадикальную теорию старения (Кольтовер В.К., 1998; 2000; Гусев В. А., 2000; Дубинина Е. Е. и др., 2000; Beckman J. et al., 1998; Анисимов В. Н., 1999; 2000; Zingg J.M.et al., 2008).
Степень торможения аскорбатзависимого ПОЛ a-токоферолом коррелировала с показателями спонтанного ПОЛ и оказалась достоверно ниже как в сравнении с контролем, так и в сравнении с величиной аскорбатзависимого ПОЛ у животных, стрессированных после предварительного введения a-ТФ у мышей обоих возрастных групп. Воздействие витамином Е на молодых мышей привело к значительному уменьшению уровня МДА в гипоталамусе в сравнении с этим же показателем у интактных животных.
Скорость спонтанного ПОЛ гипоталамуса в группе сочетанного воздействия (a-ТФ + стресс) практически не отличалась от контроля и достоверно снизилась в сравнении теми же показателями у стрессированных животных вне зависимости от возраста.
Таблица 2
Динамика процессов ПОЛ в гипоталамусе при действии иммобилизационного стресса и α-токоферола
| Экспериментальные группы | Процессы ПОЛ | |||
| Исходный уровень МДА, нмоль/500 мг ткани | Спонтанное ПОЛ, нмоль/час | Аскорбат- зависимое ПОЛ, нмоль/час | ||
| Контроль | М | 0,32+0,004 | 2,03+0,013 | 2,82+0,101 |
| С | 0,38+0,023 | 2,79+0,181 | 3,89+0,096 | |
| Стресс | М | 0,40+0,026 ** | 2,77+0,195 *** | 3,49+0,284 ** |
| С | 0,45+0,025* | 3,19+0,061 * | 4,29+0,108 ** | |
| Витамин Е | М | 0,29+0,010 ** | 1,82+0,123 | 2,45+0,142 ** |
| С | 0,31+0,007** | 2,06+0,070 * | 3,05+0,061 *** | |
| Витамин Е + стресс | М | 0,33+0,008 ++ | 2,07+0,038 +++ | 2,91+0,230 |
| С | 0,40+0,011 | 2,76+0,184 + | 3,88+0,087 ++ | |
Отмечен выраженный стресс-протекторный эффект α-ТФ после 2-х недельного воздействия на старых животных, что возможно объясняется тем, что с возрастом происходит накопление эндогенных антиоксидантов, в особенности в нервной ткани (Эмануэль Н. М.,1961; Halliwell B. 1999; Rhodes C.J.,2000; Коростель Е.А.,2006). У молодых животных, получавших a-ТФ перед стрессированием, исходный уровень МДА снизился в сравнении с уровнем МДА гипоталамуса стрессированных мышей, не получавших витамин Е, тогда как у старых мышей в аналогичных условиях достоверных различий с контролем не обнаружено (табл.2).
Особенности влияния стресса и -токоферола на морфометрические показатели функционального состояния клеток пучковой зоны коры надпочечников
В наших исследованиях прослеживается изменение относительной массы надпочечников в ходе экспериментального воздействия. Так, воздействие иммобилизационным стрессом сопровождалось выраженной гипертрофией и значительным приростом относительной массы надпочечников молодых и старых мышей. Предварительное введение α-токоферола перед стрессом нивелирует действие стресса и способствует приближению изученных показателей к контрольным значениям вне зависимости от возраста животных(табл.3).
Таблица 3
Изменение относительной массы надпочечников
| Экспериментальные группы | М+m, мг/100г массы тела | |
| Контроль | М | 17,4+0,34 |
| С | 18,4+0,43 | |
| Стресс | М | 18,9+0,39 ** |
| С | 20,8+0,64*** | |
| Витамин Е | М | 18,4+0,33 * |
| С | 18,6+0,56 | |
| Витамин Е + стресс | М | 18,4+0,29 * |
| С | 18,5+0,58 | |
Данные морфометрии свидетельствуют о том, что под влиянием иммобилизационного стресса происходит достоверное увеличение объема ядер клеток пучковой зоны надпочечников у молодых и старых мышей, а также увеличение пучкового и сетчатого слоя коры надпочечников у молодых и старых животных относительно контроля.
Таким образом, реакция на стресс клеток пучковой зоны по своей направленности не имеет существенных возрастных различий и мало отличается от гистоструктуры интактных животных – как молодых, так и старых. Полученные результаты свидетельствуют о росте с возрастом энергетической и стероидопродуцирующей функции корковых эндокриноцитов (Bomsel M. et al., 1986; Labrie F. et al., 1992) (табл.4).
Таблица 4
Изменение площади ядер пучковой зоны коры надпочечников
| Экспериментальные группы | М+m, мкм2 | |
| Контроль | М | 18,65+ 0,27 |
| С | 19,68+ 0,23 | |
| Стресс | М | 20,03+0,35*** |
| С | 22,05+ 0,37*** | |
| Витамин Е | М | 18,11+ 0,25 |
| С | 20,08+ 0,33** | |
| Витамин Е+стресс | М | 18,00+ 0,29 |
| С | 20,01+ 0,29 | |
Данные морфометрии свидетельствуют о том, что под влиянием иммобилизационного стресса происходит достоверное увеличение пучковой зоны и уменьшению сетчатого слоя коры надпочечников относительно контроля у молодых и старых мышей. У мышей, получавших -ТФ предварительно перед стрессированием, также отмечено незначительное увеличение пучкового слоя в сравнении с интактными животными без явных возрастных отличий. Таким образом, иммобилизационный стресс вызвал увеличение пучковой зоны и размеров ядер кортикоцитов старых мышей, а введение -токоферола перед стрессированием значительно нивелировало эффект увеличения коркового слоя надпочечников в сравнении с мышами, которые не получали витамин Е перед стрессированием. Таким образом, действие иммобизации вызывало повышение активности структурных элементов коркового вещества надпочечника, особенно у молодых мышей, а введение антиоксиданта проявило стресспротекторный эффект нормализовав ширину коркового слоя надпочечников животных вне зависимости от возраста (табл.5).
Таблица 5
Соотношение зон коркового слоя надпочечников
| Эксперимен тальные группы | M+m, мкм | % | |||||
| Клубочковая | Пучковая | Сетчатая | Клубочковая | Пучковая | Сетчатая | ||
| Контроль | М | 3,55+0,15 | 12,25+0,24 | 4,61+0,08 | 17,39 | 60,02 | 22,59 |
| С | 5,42+0,15 | 14,58+0,18 | 6,67+0,09 | 20,32 | 54,67 | 25,01 | |
| Стресс | М | 3,34+0,25 | 25,07+0,19 *** | 2,12+0,14 *** | 17,37 | 59,21 | 23,41 |
| С | 5,84+0,18 | 21,72+0,26 *** | 4,27+0,11 *** | 18,34 | 68,24 | 13,42 | |
| Витамин Е | М | 3,71+0,18 | 14,15+0,21 ** | 4,33+0,11 * | 16,78 | 63,77 | 19,51 |
| С | 5,52+0,12 | 14,89+0,14 | 6,55+0,12 | 20,47 | 55,23 | 24,29 | |
| Витамин Е +стресс | М | 3,63+0,19 | 12,37+0,27 | 4,89+0,12 | 17,37 | 59,21 | 23,41 |
| С | 5,93+0,19 | 16,12+0,21 ** | 6,52+0,11 | 20,76 | 56,42 | 22,82 | |
Перекисная резистентность эритроцитов в условиях стресса
и введения -токоферола
Анализ нашего экспериментального материала позволяет сделать заключение о том, что при иммобилизационном стрессе степень гемолиза эритроцитов молодых животных оказалась существенно большей в сравнении со старыми животными (79% и 49% соответственно). Это обстоятельство, очевидно, служит дополнительным доказательством роли недостаточной сбалансированности системы «про- и антиоксидантов» у молодых животных в сравнении со старыми, обнаруженной нами в тех же условиях в нейроэндокринных центрах гипоталамуса. Возможным объяснением повышения перекисной резистентности эритроцитов в процессе онтогенеза служит развитие компенсаторной реакции и активациея образования новых эритроцитов.
Введение витамина Е способствовало значительному увеличению перекисной резистентности эритроцитов (на 58%), как у молодых, так и старых мышей исследуемой группы в сравнении с интактными животными, что свидетельствует о проявлении -токоферолом выраженных антиоксидантных свойств (табл.6).
Таблица 6
Влияние иммобилизационного стресса и α-токоферола на резистентность эритроцитов мышей
| Экспериментальные группы | Процент гемолизированных эритроцитов, % | |
| Контроль | М | 3,82+0,121 |
| С | 7,23+0,424 | |
| Стресс | М | 6,83+0,469 *** |
| С | 10,39+0,683 *** | |
| Витамин Е | М | 1,62+0,174 *** |
| С | 3,01+0,152*** | |
| Витамин Е+ Стресс | М | 3,94+0,081 +++ |
| С | 8,02+0,518 ++ | |
ВЫВОДЫ
- Иммобилизационный стресс достоверно снижает функциональную активность супраоптического, паравентрикулярного, супрахиазматического и аркуатного ядер гипоталамуса, как у молодых, так и у старых мышей, что подтверждается результатами морфометрии и особенностями их цитоструктуры.
- Действие α-токоферола на нейроэндокринные центры гипоталамуса у НСК нонапептидергических и моноаминергических структур различно: нейросекреторные клетки СОЯ гипоталамуса реагируют на введение α-токоферола усилением функциональной активности. В тех же условиях, в нейросекреторных клетках СХЯ и АЯ происходит ослабление функциональной активности, что подтверждается соответствующими кариометрическими показателями.
- Стресспротекторное действие α-токоферола на гипоталамические структуры наиболее выражено на этапе возрастной инволюции.
- Направленность реакции на иммобилизационный стресс клеток пучковой зоны коры надпочечников не имеет существенных возрастных различий.
- Иммобилизационный стресс вне зависимости от возраста животных вызывает интенсификацию свободнорадикальных процессов в гипоталамусе и печени при резком усилении гемолиза эритроцитов.
- Воздействие α-токоферолом оказывает выраженный стресспротекторный эффект, повышая прочность клеточных мембран эритроцитов в большей степени выраженный у молодых животных.
Список научных работ, опубликованных по теме диссертации
- Мамонтова, Е.В. Изучение влияния иммобилизационного стресса, витамина Е, а также их сочетания на кариометрические показатели крупноклеточных и мелкоклеточных ядер гипоталамуса молодых мышей – самцов [Текст]/ Д.Л. Теплый, Е.В. Мамонтова // Естественные науки. Астрахань: Изд. дом «Астраханский университет». - 2005.- № 2 (11).- с.52-54.- ISBN -1818-5-507-Х. – 0,10 п.л, личный вклад 50 %.
- Мамонтова, Е.В. Особенности перекисного окисления липидов при иммобилизационном стрессе у самцов белых мышей [Текст]/ Е.В. Мамонтова// Материалы VIII Международной научной конференции "Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря». Астрахань: Изд. дом «Астраханский университет». - 2005.- с.190-192 .- ISBN 5 – 88200 – 851 – 4 . – 0,19 п.л, личный вклад 100 %.
- Мамонтова, Е.В. Процессы перекисного окисления липидов в гипоталамусе мышей разных возрастных групп при иммобилизационном стрессе, воздействии a-токоферолом, а также их сочетания [Текст]/ Д.Л. Теплый, Е.В. Мамонтова // Естественные науки.- Астрахань: Изд. дом «Астраханский университет». -2005.- № 3 (12), с.44-51.- ISBN -1818-5-507-Х. – 0,25 п.л, личный вклад 50 %.
- Мамонтова, Е.В. Влияние иммобилизационного стресса и a- токоферола на процесс перекисного окисления липидов у молодых самцов белых мышей [Текст]/ Д.Л. Теплый, Е.В. Мамонтова // Современные наукоемкие технологии.- Москва.- 2006.-№2.-с.38-39.- ISSN 1812-7320. – 0,06 п.л, личный вклад 50 %.
- Мамонтова, Е.В. Влияние a-токоферола на степень перекисного гемолиза эритроцитов белых мышей в норме и при иммобилизационном стрессе [Текст]/ Е.В. Мамонтова// Современные проблемы науки и образования.- Москва.- 2006.-№3.- с.27-28.- ISSN 1817-6321. (Издание рекомендованное ВАК). - 0,125 п.л, личный вклад 100 %.
- Мамонтова, Е.В. Особенности действия a- токоферола на функциональное состояние ядер гипоталамуса белых мышей [Текст]/ Д.Л. Теплый, Е.В. Мамонтова // Материалы 5-й Всеросийской конференции Бабухинские чтения в Орле. Ретиноиды.-Альманах.-вып.24: -М.: ЗАО «Ретиноиды».-2006.- с.74-76 ISBN 5-93118-027-3.- 0,10 п.л, личный вклад 50%.
- Мамонтова, Е.В. Перекисная резистентность эритроцитов при действии стресса и введении витамина Е животным на разных этапах постнатального онтогенеза [Текст]/ Д.Л. Теплый, Е.В. Мамонтова// Вестник Астраханского государственного технического университета. Астрахань: Изд-во АГТУ. -2006. - №3 (32). - С. 203-207. –ISSN 1812-9498. (Издание рекомендованное ВАК). – 0,16 п.л, личный вклад 50 %.
- Мамонтова, Е.В. Динамика процесса перекисного окисления липидов при действии эмоционально-болевого стресса на ранних этапах постнатального онтогенеза [Текст]/ Ю.В.Нестеров, А.С.Чумакова, Е.В.Мамонтова // Материалы Международной научной конференции «Свободные радикалы, антиоксиданты и старение». Астрахань: Изд. дом «Астраханский университет». - 2006. - С.102-105. ISBN 5-88200-909-х. – 0,08 п.л, личный вклад 33,3 %.
Принятые сокращения и условные обозначения
АЯ – аркуатное ядро
ГГНС – гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая система
МДА – малоновый диальдегид
НСК – нейросекреторные клетки
ПВЯ – паравентрикулярное ядро
ПОЛ – перекисное окисление липидов
ПРЭ- перекисная резистентность эритроцитов
СОЯ – супраоптическое ядро
СРО – свободнорадикальное окисление
СХЯ – супрахиазматическое ядро
ТФ – токоферол