Preview

Проблемы Эндокринологии

Расширенный поиск

О влиянии медиаторных систем гипоталамуса на гормональные изменения в крови кроликов при длительной электростимуляции эмоциогенных зон гипоталамуса

https://doi.org/10.14341/probl12196

Полный текст:

Аннотация

Интегративная функция гипоталамических ядер реализуется при формировании биологической мотивации для целенаправленного адаптивного поведения животных и человека. В настоящее время важное значение в процессе сохранения полезной роли адаптации придается системам, контролирующим активность стресс-реализующих систем. Однако нет однозначного ответа на вопрос о влиянии стресс-лимитирующих систем на нейроэндокринную регуляцию и развитие процессов дизадаптации, в патогенезе которых эндокринные изменения играют решающую роль.


Целью настоящего исследования явилось изучение влияния активности ГАМК- и серотонинергических систем гипоталамуса в процессе длительной электростимуляции дорсомедиального отдела гипоталамуса на изменение гормонального спектра крови кроликов.

Для цитирования:


Николаев В.И., Горнушкина Е.Ю., Николаева А.А. О влиянии медиаторных систем гипоталамуса на гормональные изменения в крови кроликов при длительной электростимуляции эмоциогенных зон гипоталамуса. Проблемы Эндокринологии. 1994;40(6):53-56. https://doi.org/10.14341/probl12196

For citation:


Nikolayev V.I., Gornushkina Y.Yu., Nikolayeva A.A. Effects of hypothalamic mediator systems on the hormonal changes in rabbit blood during prolonged electric stimulation of emotiogenic zones of the hypothalamus. Problems of Endocrinology. 1994;40(6):53-56. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/probl12196

Интегративная функция гипоталамических ядер реализуется при формировании биологической мотивации для целенаправленного адаптивного поведения животных и человека. В настоящее время важное значение в процессе сохранения полезной роли адаптации придается системам, контролирующим активность стрсссреализующих систем [8]. Однако пет однозначного ответа на вопрос о влиянии стрссс- лимитирующих систем на нейроэндокринную регуляцию и развитие процессов дизадаптации, в патогенезе которых эндокринные изменения играют решающую роль.

Целью настоящего исследования явилось изучение влияния активности ГАМК- и серотонинергических систем гипоталамуса в процессе длительной электростимуляции дорсомсдиального отдела гипоталамуса на изменение гормонального спектра крови кроликов.

Материалы и методы

Работа выполнена на 36 кроликах породы шиншилла обоего пола с оперативно вживленными биполярными электродами (нихром, диаметр 100 мкм, расстояние между кончиками электродов 0,5 см) в область дорсомедиального ядра (ДМЯ ) гипоталамуса. Расчет координат ДМЯ осуществляли по стереотаксическому атласу И.П.Цветковой [12]. Электростимуляцию области ДМЯ проводили двухнедельными циклами, чередующимися с периодами отдыха той же продолжительности. Всего было проведено 5 циклов опытов. Для подачи импульсов использовали оригинальный автономный стимулятор, подающий круглосуточно пачки прямоугольных импульсов каждые 4-5 мин со следующими параметрами: продолжительность 1 стимула 0,05 мс, продолжительность пачки 0,1 с, частота 100 Гц, сила тока 10 мА. В процессе опыта сила тока стимуляции поддерживалась на постоянном уровне.

В конце каждого периода электростимуляции у животного брали кровь для определения содержания гормонов биохимическими (катехоламины [6], общие 11-оксикортикостсроиды (11- ОКС) [11]) и радиоиммуноизотопными методами. Радиоимму- ноизотопные измерения гормонов проводили стандартными наборами: АКТГ, тиреокальцитонин (ТКЦ), паратгормон (ПГ), ренин (ангиотензин I), альдостерон - “CiS biointernational” (Франция), вазопрессин - “Buhlmann Laboratories” (Швейцария), кортизол, тироксин (Т4), трийодтиронин (Т3) - ИБОХ АП Беларуси.

Во все периоды опыта (кроме первого) изучали содержание дофамина (ДА), норадреналина (НА), серотонина (5-ОТ), 5-ок- сииндолуксусной кислоты (5-ОИУК), у-аминомасляной кислоты (ГАМК), ГАМК-трансаминазы (ГАМК-Т), глутаматдекарбоксилазы (ГДК) в ткани гипоталамуса кроликов. После забоя животных воздушной эмболией в одно и то же время (11-13 ч) брали навеску ткани гипоталамуса и определяли: 1) ДА и НА по методу [5] с помощью триоксииндольной реакции при построении калибровочной кривой с использованием кристаллического ДА и L-Noradrenalinc bitartate фирмы “Koch-Light Laboratories” (Англия); 2) 5-ОТ и 5-ОИУК с расчетом по калибровочной кривой растворов креатинин-сульфата серотонина (“Reanal”, Венгрия) и 5-ОИУК (“Serva”, Германия); 3) ГАМК по методу [15]; 4) ГДК по методу Lowe в модификации [14]; 5) ГАМК-Т по экспресс- методу [2] с применением для калибровочной кривой инактивированного препарата параальдегида янтарной кислоты (Я ПА) фирмы “Sigma” (США).

Расчет коэффициента возбудимости гипоталамуса кроликов производили с помощью полуэмпнричсского уравнения [16]:

„                   , ДГДК + О,4(Д7ГАМК)

КГАМК “ 100 +                  , я                   ’

1,4

где ДГДК — изменение активности фермента; (Д7ГАМК — изменение содержания ГАМК в гипоталамусе.

Уменьшение Кгдмк менее 100%, принятое за нормальную возбудимость, свидетельствует о повышении возбудимости, увеличение же более 100% - о снижении возбудимости гипоталамуса.

Статистической обработке с использованием параметрического критерия Стыодснта подвергались результаты, полученные от животных только с точной локализацией электродов в области ДМЯ.

Изменение количества гормонов в периферической крови кроликов в процессе элскзростимуляции области ДМЯ гипоталамуса (Af±m)

Число животных

Исходное состояние

Периоды стимуляции

1-й цикл

2-й цикл

3-й цикл

4-Й ЦИКЛ

5-Й цикл

Показатель

А нмоль/л

13

1,42±0,09

2,45±0,24“

1,63±0,14

2,56±0,26“

1,53+0,13

1,3±0,15

НА нмоль/л

13

1,63+0,11

2,34±0,42

2,43+0,12“

2,51+0,23“

1,77±0,15

1,42+0,13

А/НА

13

0,88+0,03

1,15±0,11“

0,67±0,05“

1,01+0,13

0,95±0,08

0,91±0,07

Общие 11-ОКС, нмоль/100 мл

12

5,36±0,39

8,33±0,51“

7,34±0,41“

35,11±1,57“

5,21+0,46

10,87+0,97“

Кортизол, нмоль/л

10

823±22,7

1257,3±48,5“

1122,5±34,0“

1275±94,8“

1390±61,0“

635+43,8“

Альдостерон, пг/мл

10

552+40,0

940+37,9“

627+70,0

548,8±41,1

497,5±54,2

183,8±46,0“

АКТГ, пг/мл

10

449±34,6

1017,5±51,4“

662,5+35,2“

1020±47,4“

1107,5±40,6“

690+54.2“

Вазопрессин, пг/мл

10

6,06+0,27

11,1±0,6“

5,85±0,35

11,05+0,78“

8,05+0,78“

1,75+0,29“

Tj, нмоль/л

8

4,54±0,18

5,45+0,13*

8,83±1,01“

6,15±0,59“

5,73±0,20“

3,28±0,38“

Т4, нмоль/л

8

83±5,4

57,5+26“

52,8±2,7“

39,2±4,2*

49,0±4,3“

36,0±3,0“

ТКЦ, пг/мл

8

35,4±1,9

22,0±2,0“

87,3±4,9‘

69,0±6,1-

57,0+3,5*

74,0±8,6“

ПГ, пг/мл

8

2,88±0,8

68,5±3,9“

88,5±5,1“

153,7±6,8“

110+7,0“

164,2+5,4“

Ангиотензин I, пг/мл/л

10

7,38±0,36

10,2±0,88“

13,4±1,1“

21,6+1,82“

16,1+1,5“

28,55±2,0»

Примечание. Здесь и в табл. 2 звездочками обозначены различия, статистически достоверные по сравнению с исходным состожшем.

Результаты и их обсуждение

После 1-го цикла электростимуляции ДМЯ в крови кроликов достоверно увеличилось количество всех изучаемых гормонов, за исключением гормонов щитовидной железы (табл. 1). Обращает внимание значительное увеличение активности симпатико-адреналовой и гипоталамо-гипофизарно-надпочечнико- вой систем: увеличение уровня АКТГ в 2,2 раза по сравнению с контролем сопровождается повышением содержания 11-ОКС на 53-55%, а катехоламинов на 43-72% по сравнению с исходным уровнем. Увеличивается коэффициент А (адреналин) /НА.

Возрастают гипертензивные влияния, связанные с вазоконстрикторным эффектом увеличивающегося в периферической крови уровня вазопрессина (на 83%), активного ренина плазмы (на 38%) и гиперволемическим и мембраногенным эффектами альдостерона, возрастающего на 70% по сравнению с исходным уровнем.

Физиологическое равновесие кальцийрегулирую- щих гормонов изменяется в сторону ПГ, концентрация которого возрастает в 2,6 раза, а уровень ТКЦ, наоборот, снижается (/КО,001).

Наблюдавшиеся гормональные изменения в крови кроликов в этот начальный период стимуляции ДМЯ отражают развитие срочных адаптивных реакций организма на изменение активности эмоци- огенных структур гипоталамуса, расцениваемые как фаза резистентности по Г.Селье, и служат мобилизационным задачам реакции эмоционального стресса.

После 2-го периода электростимуляции ДМЯ содержание большинства гормонов в крови уменьшается по сравнению с предыдущим периодом опыта, за исключением уровня НА, Т3, ПГ и ренина. Специфичным для этого периода электростимуляции ДМЯ является резкое (в 4 раза) увеличение содержания ТКЦ в крови на фоне продолжающегося увеличения уровня ПГ, что способствует экономному расходованию кальция в организме [7] и, возможно, предупреждает механизмы повреждения, вызванные гиперкальциемией.

Изучение медиаторных систем гипоталамуса показало достоверное увеличение содержания ДА и снижение содержания НА при возрастании коэффициента ДА/НА. Подобные изменения катехола- мипергической системы гипоталамуса в нашей лаборатории наблюдали при периферическом электро- болевом стрессе у крыс [10].

Анализ ГАМК-сргичсской системы гипоталамуса после 2-го цикла показал снижение возбудимости гипоталамуса на 20,3% по сравнению с исходным уровнем при высокой активности ферментов синтеза и метаболизма ГАМК, что рядом авторов [4, 8] считается проявлением сохраненных адаптивных возможностей организма. Увеличение содержания 5- ОТ в гипоталамусе при достоверном снижении уровня его метаболита 5-ОИУК также свидетельствует о реакции этой центральной стрссслимитирующей системы на длительную электростимуляцию ДМЯ.

Таким образом, взаимодействие стрессреализую- щей катехоламинергической и стресслимитирующих ГАМК- и 5-ОТ-ергических систем гипоталамуса позволяет поддерживать адаптивный характер реакции. Активация стресслимитирующих систем может рассматриваться как защитная реакция, направленная на ограничение избыточной продукции гормонов и предупреждение истощения адаптивных резервов как в мозге, так и в эндокринных органах.

После 3-го цикла электростимуляции ДМЯ возбудимость гипоталамуса начинает возрастать на фоне снижения количества ГАМК. Резко снижается активность ГАМК-Т (в 5,5 раза) и ГДК (в 2 раза) по

Изменение медиаторных систем гипоталамуса кроликов в процессе электростимуляции в области ДМЯ (Af±m)

Показатель

Исходное состояние

Периоды электростимуляции

2-й цикл (п=5)

3-Й ЦИКЛ (л=6)

4-й цикл (л=6)

5-й цикл (л=6)

ДА, нмоль/г

8,87±0,54

12,80+0,55'

10,87±0,36'

12,04±0,37'

9,6±0,42

НА, нмоль/г

7,14+0,47

4,73±0,26'

8,82±0,36’

7,38±0,43

7,96±0,40

ДА/НА

1,24+0,05

2,71±0,10‘

1,23±0,05

1,63±0,11’

1,20+0,08

ГАМК, мкмоль/г

3,69±0,11

2,96±0,17'

1,76±0,13'

4,21±0,28

4,42±0,36

ГАМК-Т, мкмоль ЯПА/60 мин/г

5,67±0,47

12,83±0,99'

2,36±0,14'

3,37±0,36’

3,34±0,32’

ГДК, мкмоль ГАМК/60 мин/г

36,07±2,32

63,73+2,13’

32,02±2,13

22,66±2,5'

27,74±2,44'

К возбудимости гипоталамуса, %

100

120,3±2,1'

98,2±0,4'

86,3±0,8'

91,3±0,7'

5-ОТ, нмоль/г

7,20±0,48

8,28±0,35’

10,04+0,28’

12,64+0,56'

6,8±0,33

5-ОИУК, нмоль/г

5,28±0,39

3,11±0,29'

3,67±0,34'

4,72±0,25

4,16±0,35'

ОИУК/ОТ

0,73±0,03

0,37+0,03’

0,42±0,03'

0,38±0,02'

0,60+0,03'

сравнению с предыдущим периодом опыта (табл. 2). Возрастает количество НА и 5-ОТ в гипоталамусе, что меняет гормональную активность гипофиза.

В периферической крови наблюдается повторное увеличение содержания АКТГ (на 12%) с одновременным увеличением уровня 11-ОКС (в 6,5 раза) и А (в 1,8 раза) по сравнению с исходным уровнем (см. табл. 1). Вновь возрастает количество вазоконстрикторных гормонов в крови — вазопрессина (на 82%) и активного ренина (на 81%) по сравнению с исходным уровнем (р<0,001).

Увеличивается количественная диссоциация каль- цийрегулирующих гормонов: уровень ПГ прогрессивно увеличивается, а содержание ТКЦ снижается (р<0,01). Взаимоотношения между количеством Т3 и Т4 сохраняются, как и в предшествующие периоды опыта, с тенденцией к снижению изучаемых показателей (см. табл. 1).

Характер изменения медиаторных систем гипоталамуса и гормональные изменения в крови после 3-го цикла электростимуляции позволяют предположить начало формирования патологических реакций длительного эмоционального стресса. Увеличение количества НА в гипоталамусе при нарастании общей его возбудимости создает предпосылки для повышения уровня катехоламинов в крови. С 4-го цикла электростимуляции начинает прогрессивно снижаться количество катехоламинов и 11-ОКС в крови, хотя содержание АКТГ продолжает оставаться высоким по сравнению с исходным уровнем (см. табл. 1).

Известно, что при длительном и интенсивном стрессе активирующее глиянис на гормональные системы обеспечивается на только НА, но и ДА [3, 13]. В нашем опыте концентрация ДА в гипоталамусе снижается после 4-го цикла к концу опыта (р<0,02). Однако возбудимость гипоталамуса, оцениваемая по Кг , во время 4-го и 5-го циклов опыта остается высокой (на 9-13% выше исходного состояния), что может быть связано с нарушением метаболизма ГАМК, так как активность ферментов синтеза и распада ГАМК в эти периоды снижается (см. табл. 2).

Увеличенное содержание 5-ОТ в гипоталамусе после 2-го цикла резко снижается к концу опыта. Содержание 5-ОИУК в этот период также снижено относительно исходного уровня (р<0,05).

Количество гормонов в крови, концентрация которых зависит от функции гипоталамо-гипофизар- ной системы, снижается к концу опыта, а для Т3, Т4, альдостерона, кортизола, вазопрессина — даже ниже исходного уровня. При этом только уровень основных кальцийрегулирующих гормонов (ПГ, ТКЦ) и активного ренина плазмы крови, в механизмах выделения которых большое значение имеют принципы обратной связи, резко увеличивается по сравнению с исходным уровнем и предыдущими циклами электростимуляции (см. табл. 1). Наиболее интенсивным является увеличение содержания ПГ— почти в 8 раз по сравнению с исходным уровнем. Учитывая основные функциональные эффекты ПГ, следует предположить, что повреждающий эффект длительной электростимуляции эмоци- огенных зон гипоталамуса (ДМЯ) реализуется посредством гиперкальциемии, которая является постоянным проявлением эмоционального стресса. Известно, что увеличение содержания внутриклеточного кальция является общим механизмом повреждения многих клеток организма [9].

Таким образом, при длительной электростимуляции ДМЯ гипоталамуса центральные стресслимити- рующие системы его теряют свою защитную функцию и застойное возбуждение в эмоциогенных структурах реализует свое повреждающее действие на периферические системы.

Выводы

  1. Увеличение содержания 5-ОТ при снижении количества ГАМК в гипоталамусе на начальных этапах электростимуляции ДМЯ сопровождается увеличением уровня гормонов в периферической крови кроликов.
  2. Истощение стресслимитирующих систем гипоталамуса к концу опыта приводит к снижению содержания гипофизотропных гормонов и увеличению содержания кальцийрегулирующих гормонов в крови животных.

Дисгормональныс проявления в течение опыта являются следствием изменения активности гипоталамуса, которая зависит от функции ГАМК- и 5-ОТ- ергических систем.

Список литературы

1. Вальдман А.В., Александровский Ю.А. // Психофармакология неврогенных расстройств. — М., 1987. — С. 111—129.

2. Васильев В.Ю., Еремин В.П. // Бюл. экспер. биол. — 1968. — № 9. - С. 123.

3. Еремина С.А., Белякова Е.И. // Изв. Сев,- Кавказ, науч. центра высш. школы. Естеств. науки. — 1988. — № 4. — С.109-118.

4. Игнатов Ю.Д., Андреев Б.В. // Нейрохимия. — 1987,— Т. 6, № 4. - С. 503-509.

5. Коган Б.М., Нечаев Н.В. // Лаб. дело. —1979. — № 5. — С. 301-303.

6. Маслова А.Ф. // Биохимия. — 1959. — Т. 24, № 1. — С. 181-186.

7. Меерсон Ф.З. // Пат. физиол. — 1986. — № 3. — С. 9—18.

8. Меерсон Ф.З. Адаптационная медицина: концепция долговременной адаптации. — М., 1993.

9. Меерсон Ф.З., Малышев И.Ю. Феномен адаптационной стабилизации структур и защита сердца. — М., 1993.

10. Смородина И.П. Моноаминоэргические системы гипоталамуса и функции надпочечников у крыс в условиях хронического опыта: Автореф. дис... канд. биол. наук. — Л., 1987.

11. Усватова И.Я., Панков Ю.А. // Современные методы определения стероидных гормонов в биологических жидкостях,- М., 1968. - С. 38-43.

12. Цветкова И.П. Гипоталамус кролика: стереотаксический

13. и цитоархитектонический атлас. — Л., 1978.

14. Fehm H.I., Voigt К.Н., Lang R.E. et al. // Exp. Brain Res. — 1980. - Vol. 39, N 2. - P. 229-234.

15. Graham I.T., Aprisson M.H. // J. Neurochem. — 1969 - Vol. 16. - P. 551-562.

16. Sutton I., Simonds M.A. // Biochem. Pharmacol. — 1974 _ Vol. 25, N 3. - P. 1800-1808.

17. Wood J.D., Peesker S.J. // J. Neurochem. — 1974. — Vol 22, N 4. - P. 705-712.


Об авторах

В. И. Николаев
Санкт-Петербургский государственный санитарно-гигиенический медицинский институт
Россия


Е. Ю. Горнушкина
Санкт-Петербургский государственный санитарно-гигиенический медицинский институт
Россия


А. А. Николаева
Санкт-Петербургский государственный санитарно-гигиенический медицинский институт
Россия


Рецензия

Для цитирования:


Николаев В.И., Горнушкина Е.Ю., Николаева А.А. О влиянии медиаторных систем гипоталамуса на гормональные изменения в крови кроликов при длительной электростимуляции эмоциогенных зон гипоталамуса. Проблемы Эндокринологии. 1994;40(6):53-56. https://doi.org/10.14341/probl12196

For citation:


Nikolayev V.I., Gornushkina Y.Yu., Nikolayeva A.A. Effects of hypothalamic mediator systems on the hormonal changes in rabbit blood during prolonged electric stimulation of emotiogenic zones of the hypothalamus. Problems of Endocrinology. 1994;40(6):53-56. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/probl12196

Просмотров: 180


ISSN 0375-9660 (Print)
ISSN 2308-1430 (Online)