CC BY
63
сердечного ритма: КМ^Б, мощность ИГ- и ЬГ-спектров волн. Эти показатели характеризуют особенности вегетативной регуляции сердца при сезонных колебаниях метеофакторов в условиях экстремального климата Якутии.
2. Исследование индивидуальной сезонной динамики характеристик ВСР показало, что у большинства юношей обнаруживаются зависимости параметров от времени года, однако эти зависимости индивидуальны.
Литература
1. Белишева Н.К., Черноус С. А. Север — 2003. Проблемы и решения. - Апатиты, 2004. - С. 43-51.
2. Ботоева Н. К., Беляева В. А. Низкие и сверхнизкие поля и излучения в биологии и медицине. - СПб., 2009.
- С. 144.
3. Васильева Г.С., Алексеев В.П., Кривошапкин В.Г. Климат и сердечно-сосудистая патология на Крайнем Севере. - Якутск, 2004. - 114 с.
4. Вовк Т.Б., Горго Ю.П. Биометеорология человека.
- СПб., 2000. - С. 27.
5. Гаврилова М.К., Матейкович Г.С. Вопросы географии Якутии. - Якутск, 1973. - С. 27-35.
6. Григорьев И.И. // Вопросы курортологии. - 1998.
- №5. - С. 53-57.
7. Кайсина И.Г., Сизова Е.Н., Циркин В.И. и др. // Физиология человека. - 2005. - №4. - С. 43-49.
8. Катюхин В.Н., Карпин В. А., Соколов С.В. // Кардиология. - 2001. - №6. - С. 47-48.
9. Петрова Н.Б., Васильева Е. Б., Зизганова Л.В. Эко-лого-физиологические проблемы адаптации. - М., 2001.
- С. 409-410.
10. Рощевский М.П., Евдокимов Г.В., Варламова Н.Г. и др. // Физиология человека. - 1995. - №6. - С. 55-69.
11. Третьякова Н.Н. Эпидемиологические и этнические особенности инсульта в Республике Саха (Якутия): автореф. дис. ... канд. мед. наук. - Якутск, 2006. - 25 с.
Координаты для связи с авторами: Степанова Галина Касьяновна — тел.: 8-(4112)-42-06-67, e-mail: v.kozlov@ ikfia.ysn.ru; Дмитриева Саргылана Михайловна — ассистент кафедры нормальной и патологической физиологии ЯГУ, тел.: 8-(4112)-36-30-46; Устинова Мария Васильевна
- канд. мед. наук, доцент кафедры нормальной и патологической физиологии ЯГУ, тел.: 8-(4112)-36-30-46.
□□□
УДК 612.825 : 615.36] : 599.323.4 - 092.9 О.В. Задворная1, О.А. Лебедько2, Б.Я. Рыжавский1
ВЛИЯНИЕ ВВЕДЕНИЯ СУСТАНОНА-250 САМЦАМ И САМКАМ КРЫС В ПРЕПУБЕРТАТНОМ ПЕРИОДЕ ОНТОГЕНЕЗА НА ПОКАЗАТЕЛИ ИХ РАЗВИТИЯ И СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОЕ ОКИСЛЕНИЕ В КОРЕ ГОЛОВНОГО МОЗГА
Дальневосточный государственный медицинский университет1, 680000, ул. Муравьева-Амурского, 35, тел.: 8-(4212)-32-63-93, e-mail: [email protected]; Институт охраны материнства и детства2 СО РАМН, 680022, ул. Воронежская, 49, кор. 1, e-mail: [email protected], г. Хабаровск
Половые гормоны влияют на рост и развитие, контролируют половую дифференцировку, в том числе и структур мозга, работу репродуктивной системы, процесс старения [1]. Так, тестостерон определяет половую дифференцировку мозга [4], стимулирует развитие способностей пространственного анализа [8].
Магнитно-резонансные исследования выявили, что объем серого вещества положительно связан с уровнем тестостерона у мальчиков 10-15 лет [10]. Увеличение объема белого вещества, связанное с тестостероном, более выражено у подростков мужского пола. При этом установлено, что гормон влияет на калибр аксонов, а не на толщину миелиновых оболочек [11]. В период полового созревания существенно изменяются поведение, психика, интеллект. Причем, имеются корреляции с гормо-
нальным статусом подростка. В частности, показано, что у учащихся обоего пола, обучающихся в школе для одаренных детей, концентрация тестостерона в слюне ниже, чем у учащихся обычных школ [9].
Половые гормоны оказывают непосредственное влияние на процессы свободнорадикального окисления (СРО) в клетках. Так, стероидные гормоны являются ингибиторами перекисного окисления липидов (ПОЛ). Циклические изменения концентрации эстрогенов в крови коррелируют с уровнем СРО [6]. Тестостерон и эстради-ол играют важную роль в развитии нейродегенеративных изменений [13].
Снижение концентрации эстрогенов при овариоэк-томии вызывает окислительный стресс и стимулирует процессы апоптоза в клетках головного мозга. Введение
17-Р-эстрадиола уменьшает эти эффекты. Введение тестостерона снижает образование свободных радикалов и повреждение клеток [12].
В то же время в доступной нам литературе вопрос о влиянии избытка тестостерона на морфологические и цитохимические показатели развития коры головного мозга и процессы СРО в период полового созревания недостаточно освещен. Это определило цель нашего исследования — изучить влияние повышения концентрации тестостерона в препубертатном периоде онтогенеза на некоторые показатели развития коры головного мозга крыс и процессы СРО.
Материалы и методы
Исследование проведено на крысах из 5 пометов. Каждый из них был разделен на 2 подгруппы — опытную и контрольную. Подопытным животным обоего пола в 30-дневном возрасте был введен внутримышечно препарат тестостерона пролонгированного действия сус-танон-250 в дозе 7 мг/кг. Контрольным животным введен растворитель (персиковое масло) в эквиобъемном количестве. Опытная группа состояла из 18 самцов и 6 самок, контрольная — из 16 самцов и 5 самок. Подопытные и контрольные животные каждой из групп содержались одновременно в условиях одного вивария при естественном освещении, корм и воду получали ad libitum. Поведение животных тестировалось в течение 3 мин в приподнятом крестообразном лабиринте (ПКЛ) в 50-дневном возрасте. Во время опыта каждое животное помещали в ПКЛ, где регистрировали по времени (t) и числу (n) «элементарные» компоненты поведения: принюхивания, свешива-ния, стойки, движение, груминг, пребывание в открытых и закрытых рукавах. По перечисленным компонентам поведения определялись интегральные характеристики: исследовательская активность и уровень тревожности, рассчитанные по временным (t) и частотным (n) характеристикам [5].
В 60-дневном возрасте производили забой животных декапитацией. На электронных весах определяли массу тела, головного мозга, правого полушария, надпочечников и гонад. Из собственно теменной доли сразу после декапитации готовили криостатные срезы толщиной 20 мкм, на которых ставили реакции на НАДН- и НАДФН-дегидрогеназы (НАДН-д, НАДФН-д) по [2]. Величину активности НАДН-д и НАДФН-д определяли при помощи компьютерной морфометрии на аппарате «Мекос» по оптической плотности продуктов реакции в цитоплазме клеток, при длине волны 550 нм. В каждом случае исследовалось не менее 25 клеток каждого слоя.
На криостатных срезах из левых надпочечников, семенников и яичников толщиной 20 мкм, проходящих через центральную часть органа, окрашенных азур-эо-зином, окуляр-микрометром MOB-15 измеряли толщину коркового вещества надпочечников, средний диаметр семенного канальца и наиболее крупного полостного ова-риального фолликула.
Свободнорадикальное окисление (СРО) изучали методом хемилюминесценции (ХМЛ). Регистрацию ХМЛ в гомогенатах коры правого полушария головного мозга 24 подопытных и 21 контрольных крыс осуществляли, используя люминесцентный спектрометр LS 50В «PERKIN ELMER», как описано ранее [3]. Статистическую обра-
Резюме
Изучали влияние введения самцам и самкам крыс в препубертатном периоде онтогенеза препарата, содержащего производные тестостерона, сустанона-250 (7 мг/кг) на интенсивность СРО в неокортексе, активность НАДН-и НАДФН-дегидрогеназ в нейронах неокортекса и гиппо-кампа. Установлено, что введение препарата привело к увеличению интенсивности СРО в неокортексе у самок и снижению у самцов. У самок, кроме того, наблюдалось усиление активности НАДФН-дегидрогеназы в нейронах неокортекса.
Ключевые слова: мозг, тестостерон, свободнорадикаль-ное окисление, поведение.
O.V. Zadvornaya, O.A. Lebedko, B.Ya. Ryzhvskii
EFFECT OF SUSTANON-250 ADMINISTRATION TO MALES AND FEMALES OF RATS IN PRE PUBERTY PERIOD OF ONTOGENESIS ON INDICATORS OF THEIR DEVELOPMENT AND FREE RADICAL OXYGEN IN BRAIN CORTEX
Far Eastern State Medical University, Khabarovsk Summary
We have studied the influence of introduction to males and females of rats in pre puberty period of ontogenesis preparation containing derivative testosterone sustanon-250 (7 mg/kg) on the intensity of FRO in neo cortex, NADH-and NADFH-de-hydrogenase activity in neuron of neo cortex and hippocampus. It is established, that the preparation has resulted in increase of FRO intensity in neo cortex in females and decrease - in males. Besides, in females strengthening NADFH-dehydrogenase activity in neurons of neo cortex was observed.
Key words: brain, testosterone, free radical oxygen, behavior.
ботку количественных данных проводили с помощью пакета программ Statistica 6.0. Оценивали среднее значение (М), ошибку среднего (±т) и медиану.
Результаты и обсуждение
Анализ всех групп животных показал, что масса тела и масса мозга подопытных самок и самцов не имели значимых отличий от этих показателей в контроле. В то же время, масса надпочечников подопытных самок была достоверно ниже, чем у контрольных (11,3±0,92 против 13,6±0,67 мг; р<0,05), тогда как у самцов по этому показателю достоверных отличий не имелось. Масса семенников у самцов экспериментальной группы достоверно меньше таковой у самцов контрольной группы (917±31,7 против 1012±23,6 мг; р<0,05). Вместе с тем, диаметр семенных канальцев у крыс сравниваемых групп не имел достоверных отличий. Масса яичников, диаметр полостных овариальных фолликулов у подопытных и контрольных самок не имели статистически значимых отличий (табл. 1).
Определение активности НАДН-д и НАДФН-д дает информацию о состоянии внутриклеточного окисления, отражает интенсивность митохондриальных и внемито-хондриальных окислительных процессов соответственно
Примечание. * — различия с контролем статистически достоверны (р<0,05);** — различия между контролем в группах самки и самцы статистически достоверны (р<0,05).
Влияние введения сустанона-250 на показатели развития крыс, СРО, активность ИЛОИ- и ИЛОРИ-дегидрогеназ в неокортексе крыс
Показатели Самцы Самки
контроль (п=16) опыт (п=18) контроль(п=5) опыт (п=6)
Масса тела, г 129±4,95 134±4,24 125±6,72 118±9,53
Масса абс., мг: - мозга 1635±17,6 1632±17,7 1644±37,2 1596±47,7
- гонад 1012±23,6 917±31,7* 32,2±3,95 29,1±4,25
- надпочечников 10,5±0,54 10,2±0,35 13,6±0,67 11,3±0,92*
Толщина коры надпочечника, мкм 745±16,03 774±18,3 859±22,6 840±52,7
Диаметр овариального фолликула, мкм - - 661±37,7 624±19,8
Диаметр семенного канальца, мкм 321±3,53 319±4,41 - -
Активность, усл. ед. НАДФН-д: - слой II 0,412±0,024 0,434±0,02 0,344±0,026** 0,484±0,037*
- слой V 0,465±0,028 0,467±0,022 0,353±0,014** 0,495±0,02*
-гиппокамп 0,541±0,036 0,567±0,026 0,557±0,054 0,526±0,044
НАДН-д: - слой II 0,467±0,039 0,485±0,03 0,479±0,019 0,465±0,041
- слой V 0,516±0,036 0,514±0,022 0,424±0,061 0,423±0,028
-гиппокамп 0,521±0,04 (0,522) 0,517±0,028 (0,511) 0,402±0,049 (0,372) 0,477±0,079 (0,416)
Хемилюминесценция, усл. ед.: - 0,118±0,005 0,103±0,003* 0,09±0,005** 0,147±0,003*
- h 0,707±0,03 0,565±0,019* 0,66±0,03 1,085±0,04*
- 8т(1-1 0,96±0,04 0,67±0,02* 0,84±0,025** 1,54±0,06*
- Н 1,67±0,04 1,03±0,03* 1,52±0,04** 1,73±0,069*
- 8т(1-2 3,05±0,079 2,52±0,07* 2,79±0,06** 3,29±0,11*
[7]. У подопытных самок активность НАДФН-д в цитоплазме нейронов слоев II, V была достоверно выше, чем у контрольных (табл. 1). Увеличение активности НАДФН-д у самок, которым был введен сустанон-250 в 30-дневном возрасте, свидетельствует о возрастании интенсивности внемитохондриальных процессов биологического окисления в нейронах неокортекса. В то же время у самцов активность НАДН-д и НАДФН-д не имела достоверных межгрупповых отличий.
При анализе ХМЛ-грамм (табл. 1) было обнаружено, что контрольные группы самцов и самок имели достоверные отличия по ряду показателей. Так, у самцов интенсивность свободнорадикальных процессов (Ssp) и образование перекисных радикалов были досто-
верно выше, чем у самок. Кроме того, кора мозга самцов отличалась достоверно меньшей резистентностью к пе-рекисному окислению (Н) и антиоксидантной антирадикальной защитой ^^-2).
У подопытных животных наблюдались гендерные различия. У 60-дневных самцов, которым в 30-дневном возрасте был введен сустанон-250, наблюдалось достоверное снижение всех показателей ХМЛ по сравнению с контрольной группой. Так, Ssp, концентрация гидроперекисей липидов (Ъ) и Sind-1 были достоверно снижены по сравнению с контролем. При этом наблюдалось увеличение резистентности к перекисному окислению (Н) и усиление антиоксидантной антирадикальной защиты ^^-2) в 1,2-1,6 раза. У самок при воздействии сустано-на-250 обнаружено достоверное возрастание всех показателей ХМЛ по сравнению с контролем. Ssp, h и Sind-1
были достоверно выше, чем в контроле. При этом имелось достоверное снижение резистентности к перекисному окислению (Н) и снижение антиоксидантной антирадикальной защиты ^^-2 — в 1,2-1,6 раза; табл. 1).
При сравнении групп самцов и самок, которым был введен сустанон-250 в 30-дневном возрасте, выявлялись достоверные отличия по следующим показателям: у самок ^ Sind-1, Н, Sind-2 были достоверно выше, чем у самцов (табл. 1).
Анализ поведения крыс в ПКЛ в 50-дневном возрасте показал однонаправленные его изменения в подопытных группах самцов и самок, по сравнению с контрольными группами. При этом было выявлено, что распределение показателей в рядах многих переменных было асимметричным, поэтому проводилась оценка медиан значений. В подопытной группе, по сравнению с контрольной, медиана времени бездействия была снижена в 1,5 раза, также наблюдалось ее снижение более чем в 1,5 раза по времени груминга, увеличение более чем в 1,5 раза по времени нахождения в открытых рукавах и по числу заходов в них; более чем двукратное увеличение по времени свешиваний. При этом было отмечено полуторакратное увеличение медианы исследовательской активности, рассчитанной как по временным, так и по частотным показателям (табл. 2).
Таким образом, нами было обнаружено, что однократное введение самкам и самцам крыс в препубертатном периоде онтогенеза препарата тестостерона длительного действия (сустанона-250), поддерживающего в течение месяца повышенный уровень тестостерона в крови,
Влияние введения сустанона-250 на показатели ВНД крыс в 50-30-дневном возрасте
Показатели Опыт Контроль
М±m Медиана Нижний квартиль Верхний квартиль М±m Медиана Нижний квартиль Верхний квартиль
Время, с: - бездействие 12,4±5,1 2,75 1,65 6,8 16,9±4,86 4,2 2,8 24,6
- стойки 13,7±1,39 13,7 9,68 18,69 14,3±1,88 12,6 9,33 17,6
- свешивания 1,91±0,38 1,56 0,19 3,25 1,7±0,52 0,58 0 2,37
- груминг 5,11±1,01 3,52 2,11 6,24 8,24±1,53 6,63 4,04 9,61
- принюхивания 162±5 171 163 175 155±5 162 150 170
- движение 114±9 134 95,1 146 97,4±7,47 95,5 76,9 126
- пребывание в открытых рукавах 20,7±3,31 22,5 5,78 34,4 13,8±2,71 11,5 5,04 16,9
- пребывание в закрытых рукавах 158±3 156 144 172 165±3 166,6 161 174
Исследовательская активность, 1 42,5±5,75 43,8 19,4 67,5 32,9±3,83 25,9 22,4 36,6
Уровень тревожности, 1 307±9 303 264 247 333±7 343 308 356
приводит к изменениям темпов роста гонад у самцов и надпочечников у самок, а также к изменению активности НАДФН-д и процессов СРО в коре головного мозга. Его введение вызывает различные изменения в организме, уменьшает образование свободных радикалов у оварио-эктомированных крыс, влияет на психику и поведение [1, 8, 9, 11].
Полученные нами новые данные дополняют информацию о действии этого гормона на животных обоего пола в препубертатном периоде онтогенеза. Они свидетельствуют о влиянии повышения его концентрации на рост надпочечников и гонад, показатели ВНД животных, активность НАДФН-д в нейронах неокортекса. Особый интерес, по нашему мнению, представляют новые данные, свидетельствующие о разнонаправленности действия повышенного содержания в организме тестостерона у самцов и самок на процессы СРО в коре головного мозга. Их анализ заслуживает дальнейших специальных исследований.
Литература
1. Бабичев В.Н. Нейроэндокринный эффект половых гормонов // Успехи физиологических наук. - 2005. - Т. 36, №1. - С. 54-67.
2. Лойда З., Госсрау Р., Шиблерт Т. Гистохимия ферментов. - М.: МИР, 1982. - 270 с.
3. Рыжавский Б.Я., Лебедько О.А., Белолюбская Д.С. и др. Отдаленные последствия пренатального воздействия свинца на развитие головного мозга // Морфология. - 2007. - Т. 131, №1. - С. 27-31.
4. Рыжавский Б. Я. Развитие головного мозга: отдаленные последствия влияния некомфортных условий. -Хабаровск: Изд-во ДВГМУ, 2009. - 278 с.
5. Сапожников Ю.А., Фельдшеров Ю.И., Рыжавский Б. Я. Математический и экспериментальный анализ возможности оптимизации оценки ВНД (поведения) крыс // Дальнев. мед. журнал. - 2002. - №4. - С. 25-28.
6. Сергеев П.В. Стероидные гормоны. - М.: Наука, 1984. - 234 с.
7. Страйер Л. Биохимия. - М.: Мир, 1985. - Т.2. - 312 с.
8. Grimshaw G.M., Szczepura A., Hulten M. et al. Evaluation of molecular tests for prenatal diagnosis of chromosome // Health Techal Assess. - 2003. - Vol. 7, №10.
- P. 1-146.
9. Ostanikova D., Dohnanyiova M., Mataseje A. et al. Salivary twstosterone and cognitive ability in children // Bratisl Lek Listy. - 2000. - Vol. 101, №8. - P. 470-473.
10. Peper J.S., Brouwer R.M., Schnack H.G. et al. Sex steroids and brain structure in pubertal boys and girls // Psych oneuroendocrinology. - 2009. - Vol. 3, №34. - P. 332-342.
11. Perrin J.S. Growth of white matter in the adolescent brain: role of testosterone and androgen receptor // Neurosci.
- 2008. - Vol. 28, №38. - P. 9519-9524.
12. Tunez L., Collado J.A., Medina FJ. et al. 17-beta estradiol may effect vulnerability of striatum in a 3-nitropropionic acid induced experimental model of Huntington's disease in ovariectomized rats // Neurochem Int. - 2006. - Vol.45, №5. - P. 367-373.
13. Tunez L., Feijoo M., Collado J.A. et al. Effect of testosterone on oxidative stress and cell damage induced by 3-nitropropionic acid in striatum of ovariectomized rats // Life Sci. - 2007. - Vol. 80, №13. - P. 1221-1227.
Координаты для связи с авторами: Задворная Ольга Викторовна - аспирант кафедры гистологии, цитологии, клеточной биологии ДВГМУ, е-mail: nauka@mail. fesmu.ru, тел./факс: 8-(4212)-32-63-93; Лебедько Ольга Антоновна — доктор мед. наук, зав. клинико-диагностической лабораторией НИИ охраны материнства и детства ДНЦ физиологии и патологии дыхания СО РАМН, тел.: 8-(4212)-98-05-91, [email protected]; Рыжавский Борис Яковлевич — доктор мед. наук, профессор, зав. кафедрой гистологии, цитологии, клеточной биологии ДВГМУ, е-mail: [email protected], тел./факс: 8-(4212)-32-63-93.
□□□
