Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Роль катехоламинов, индоламинов и нонапептидов головного мозга в механизмах гапоталамического контроля семенника

ВАК РФ 03.00.11, Эмбриология, гистология и цитология

Автореферат диссертации по теме "Роль катехоламинов, индоламинов и нонапептидов головного мозга в механизмах гапоталамического контроля семенника"

КИЇВСЬКИЙ УНІВЕРСИТЕТ імені ТАРАСА ШЕВЧЕНКА

ог г ОД

1 1 и На правах рукопису

БУЗИНСЬКА Наталія Олександрівна

РОЛЬ КАТЕХОЛАМІНІВ, ІНДОЛАМІНІВ ТА НОНАПЕПТИДІВ ГОЛОВНОГО МОЗКУ В МЕХАНІЗМАХ ППОТАЛАМІЧНОГО КОНТРОЛЮ СІМ’ЯНИКА.

03.00.11 - ембріологія, гістологія і цитологія

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук

Київ -1997

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі цитології, гістології та біології розвитку Київського університету імені Тараса Шевченка

Науковий керівник: Офіційні опоненти:

доктор медичних наук, професор ГОРДІЄНКО Вадим Максимович

доктор біологічних наук МАСЮК Анатолій Іванович

доктор біологічних наук КВІТНИЦЬКА-РИЖОВА Тетяна Юріївна

Провідна організація:

Інститут ендокринології та обміну речовин ім. В.П. Комісаренка АМН України

Захист дисертації відбудеться 1997 року,

о 13. 00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.01.01.13 при Київському університеті імені Тараса Шевченка за адресою: 252022, Київ-22, пр. Глушкова, 2. НДІ фізіології Київського університету імені Тараса Шевченко, кім. 504. Відгуки на автореферат надсилати за адресою: 252033, м. Київ-33. вул. Володимирська, 64.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Київського університету імені Тараса Шевченка за адресою: 252033, м. Київ, вул. Володимирська, 58

Автореферат розісланий

11 хі

^ И/( 1997року.

Вчений секретар спеціалізованої, кандидат біологічних наук

вченої ради ^<^сгР0Вська

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ.

Актуальність проблеми . Проблема регуляції дозрівання статевих оз тварин ще на довгі роки буде залишатися актуальною як для біології витку та розмноження, так і дня клінічної медицини. Увага багатьох иідників до цієї проблеми прикута насамперед завдяки розробці нових одів досліджень, які відкривають широкі можливості для вивчення, а алі і впливу на механізми, що регулюють процеси росту та розмно-ня тварин. Відомо, що морфологічне диференціювання компонентів родуктивного комплексу, основу якого становлять гонади, гіпофіз, таламус та надгіпоталамічні структури мозку, починають формувати-це в ембріональний період, а повного функціонального дозрівання увають у постнатальному онтогенезі. Кінцеві результати процесів евого дозрівання залежать від часу встановлення функціональ них зків між усіма ланками гіпоталамо-гонадної системи. Це регулю-я нейроендокринними механізмами за принципом зворотних зв'язків, існують між гонадоліберинами гіпоталамусу, гонадотроп ними горами аденогіпофіза та гормонами статевих залоз.

Останнім часом у науковій літературі з'являється все більше даних те, що нейроендокринна система, в свою чергу, перебуває під контро-моноамінів головного мозку, свідченням чому є їх висока концент-я, насамперед в гіпоталамусі(А.Ю. Буданцев, 1976; А Л. Поленов, 1993; оукз, 1981; М.В. Угрюмов, 1989), а також те, що до нейросекреторних та серединного підвищення надходять численні нервові закінчення від >амінергічних нейронів, які розташовані як в самому гіпоталамусі, за його межами.

Моноаміни залучаються в нейроендокринну систему регуляції на їх ієрархічних ршнях. Вини не хільки відіграють важливу роль у меха-іх звільнення гонадоліберинів у портальний кровообіг, а й у вигляді огормонів можуть безпосередньо діяти на залозисті клітини аденогі-ту та гонзд.

Головним напрямком у вивченні ролі різних моноамінів в меха-іх регуляції є дослідження характеру їх впливу на функціональні коре-у гіпоталамо-гонадній системі.

Внаслідок численних клінічних спостережень та досліджень на твари-складаєгься враження, що адренорецепторна система є причетною гимулювання репродуктивної функції, тоді як дофамінергічна та онінергічна системи здатні пригнічувати її активність. З цих питань дослідників існує багато суперечностей.

Багато результатів одержані, як правило, у статичних експери-

ментах на тваринах певного віку. На нашу думку ці результати бу більш цікавими, коли б певні взаємини між різними панками гіпотал гіпофізарно-гонадної системи досліджувалися в онтогенезі, в пр< становлення функціональних взаємостосунків. До того ж, питання моноамінергічну регуляцію гіпоталамо-гонадного комплексу, в основи досліджувалося на ссавцях, в той час як у птахів ця проблема залиш: ся мало вивченою. Разом з тим, в будові моноамінергічних систем і таламусу птахів та ссавців є багато загальних рис (Oksche, Hartwig, 1 Kiss, Peczely, 1995;) і можна чекати, що знайдені у представників класів закономірності будуть притаманними більшості хребетних твар

Доведено, що крім гонадоліберинів гіпоталамусу та його медіат для активності статевих залоз істотне значення мають і гіпоталаї нонапептиди.

На грунті наведених положень складається думка, що для одерж; найбільш глибокого уявлення про механізми становлення функціоналі зв'язків між окремими ланками, які сприяють дозріванню статевої зал є доцільним проведення комплексного морфофункціонального аналізу напептидергічних клітин гіпоталамусу, гонадотропоцитів аденогіпофіз клітин Лейдіга і сперматогенного епітелію у сім'яниках піддослідних твг в процесі постнатального онтогенезу, на тлі блокади та стимулюв; катехоламінергічних та серотонінергічних систем головного мозку.

Мета і основні завдання дослідження. Провести порівняльне вивчі впливу катехоламінергічних, серотонінергічних та пептидергічних си головного мозку на функціональну активність гіпоталамо-гона системи у раньому постнатальному онтогенезі в процесі статевого де вання птахів. Поставлена мета досягалася вирішенням конкретних завд а саме:

1. Проаналізувати реакцію нейроцитів гіпоталамусу, інтерстиці них ендокриноцитів та сперматогенного епітелію сім’яника у птахів ; тижневого, двомісячного та чотиримісячного віку при стимулюванн блокад аі-, аг- та Рі,2-адренорецепторних систем головного мозку.

2. Вивчити характер впливу агоністів та антагоністів дофамінергіч систем головного мозку на функціональну активність гіпоталамо-гої ної системи у птахів різного віку.

3. Дослідити реакцію нейроцитів супраоптичного і аркуатного j гіпоталамусу та інтерстиціальних ендокриноцитів і сперматогенного еі лію статевої залози птахів різного віку на підсилення та гальмування ротонінергічної системи головного мозку.

4. Вивчити вплив гіпоталамічних нонапептидів на функціонаг активність гіпоталамо-гонадної системи птахів двотижневого, двомісячи та чотиримісячного віку.

Наукова новизна дослідження. Вперше проведено морфологічний радіоімунологічний аналіз реакції гіпоталамо-гонадної системи в п натальному онтогенезі птахів при стимулюванні та пригніченні кате;

ергічних, серотонінергічних та пептидергічних систем головного моз-іперше на одному матеріалі проведено порівняльне дослідження аі - , ідреноміметиків та аі-, ац- адренолітиків , а також р-адренолітиків та реноміметиків; простежено також дію підсилення та пригнічення імінергічних систем головного мозку на гіпоталамо-гонадну систему. В роботі наведені власні дані про наявність функціональних зв'язків катехоламінергічними системами головного мозку та гіпоталамо-ідною системою птахів. Доведено, що механізми прискорення статевого іівання і підвищення функціональної активності нейросекреторних гін супраоптичного та аркуатного ядер, збільшення продукції зстерону інтерстиціальними ендокриноцитами та інтенсифікація матогенезу стимулюються агоністами аі-адренорецепторної системи су. Агоністи дофамінергічної системи мозку беруть участь у пригніченні вності нейросекреторних клітин супраоптичного та аркуатного ядер таламусу, секреторної активності інтерстиціальних єндокриноцитів та дкості диференціювання сперматогенного епітелію, а в кінцевому льтаті і статевого дозрівання птахів.

Встановлено, що нонапептиди гіпоталамусу беруть участь у меха-і стимулювання статевої залози, а серотонінергічні системи, навпаки, цінують процеси диференціювання сперматогенного епітелію, чим іляють термін статевого дозрівання птахів.

Вперше показано, що одержані ефекти перебувають в залежності від піддослідних тварин. Доведено, що гіпоталамо-гонадна система ів ще не реагує на зміну активності досліджуваних регуляторних їм у двотижневих птахів, а у птахів чотиримісячного віку ступінь іетності останніх до стимулювання функціональної активності пери-йної ланки стає помітно слабкішою. Найбільш чітко корелятивні пси між гіпоталамо-гонадною та моноамінергічними системами виявля-я у птахів двомісячного віку. Саме у цьому віці формуються функціо-ні зв'язки між регуляторними і виконавчими ланками єдиної гіпота->гонадної системи і саме в цьому віці організм найбільш чітко реагує айменші зміни у співвідношенні біологічно активних речовин у іумо-ному середовищі.

Таким чином, одержані дані свідчать про те, що у птахів кате-міни та індоламіни головного мозку, разом з нонапептидами гіпота-гсу відіграють важливу роль в регуляції функції активності гіпоталамо-дної системи.

Теоретичне та практичне значення: Одержані дані дозволяють опонувати концепцію про участь катехоламінергічних та індоламін-іних систем головного мозку разом з нонапептидами гіпоталамусу в нізмах статевого дозрівання та регуляції гіпоталамо-гонадної системи ів. Доведено, що агоністи серотонінергічної системи мозку пригні-ъ нейросекреторну активність нейроцитів супраоптичного та аркуат-ядер гіпоталамусу, пролонгують терміни диференціювання спермато-

генного епітелію. Агоністи ссі-адренергічної системи гіпоталам} нонапептидні гормони стимулюють процеси секретоутворення неі тами супраоптичного та аркуатного ядер гіпоталамусу, а в сім' підвищують синтез та виведення в кровообіг тестостерону, приско} статеве дозрівання піддослідних птахів.

Наведені в дисертації результати досліджень поглиблюють с; уявлення про участь медіаторних систем головного мозку в регуляці родуктивного комплексу та статевого дозрівання птахів. Результати наної роботи можуть слугувати за теоретичну передумову у ро: найбільш ефективних засобів розмноження та регуляції статевого доз] ня сільськогосподарських птахів та тварин.

Основні положення, які винесеш на захист:

1. Статеве дозрівання птахів визначається поступовим формув; функціональних зв'язків між катехоламінергічними і серотонінергі» системами головного мозку та гіпоталамо-гонадною системою пта: залежності від віку тварин та етапів формування функціональних зв між окремими ланками гіпоталамо-гонадної системи характер кате мінергічних та серотонінергічних впливів змінюється .

2. Стимулювання аі-адренергічних систем головного мозку ве, активації аденогіпофізотропних центрів гіпоталамусу, підвищення се тестостерону та прискорення термінів завершення диференціювання матогенного епітелію у піддослідних птахів. Найбільш чітко кореляї залежність між катехоломінергічними, серотонінергічними системам, гіпоталамо-гонадною системою спостерігали у птахів 2-місячного тобто саме тоді, коли формуються та функціонально дозрівають зв між гіпоталамусом, гіпофізом та статевою залозою.

3. Агоністи серотонінергічної системи головного мозку пригніч функціональну активність усіх ланок гіпоталамо-гонадної системи, мують процес статевого дозрівання.

4. Нонапептиди гіпоталамусу прискорюють процес статевого я вання, підвищують секрецію статевого гормону у піддослідних птахів.

Апробація роботи. Основні положення дисертації були викладені му з’їзді ендокринологів України (м. Київ 1994), 4-й Всеросійській кс ренції нейроендокринологів (м. Санкт-Петербург, 1995), науковій кс ренції професорсько-викладацького складу Київського університету Тараса Шевченка (м. Київ, 1997).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 6 робіт.

Впровадження результатів наукових досліджень. Результати до ження впроваджені в науково-дослідну роботу та учбовий процес нг федрі цитології, гістології та біології розвитку Київського універсі імені Тараса Шевченка.

Структура та об’єм роботи. Дисертаційна робота викладена на сторінках машинопису і включає вступ, аналітичний огляд літера! розділ, що характеризує матеріал та методики дослідження, розділ вла

ліджень, підсумковий розділ з обговоренням результатів дослідження, новки. Дисертація ілюстрована 7 таблицями та 28 рисунками. Список ованої літератури включає 324 джерела у тому числі 60 вітчизняних та і іноземних авторів.

Особистий внесок дисертанта у розробку наукових результатів, що гасяться на захист. Автором самостійно здійснено постановку експери-ггів, забір матеріалу, радіоімунологічне визначення тестостерону, гісто-ічну та морфометричну обробку сім’яників та гіпоталамусу, статистичну юбку цифрових даних, аналіз отриманих результатів, їх узагальнення, їмування висновків, оформлення роботи.

Матеріал та методи дослідження.

Відповідно до мети та завдань дослідження роботу проводили на [цях курей Сгаїш (Іошезисш породи білий легорн у 12 серіях. Усього у вікових групах було використано 360 тварин. Згідно з експеримен-ьною моделлю піддослідні птахи протягом 7 днів, які передували забою, -тижневому, 2-місячному та 4-місячному віці перитоніально отримували іовідні нейрофармакологічні препарати. Для досліду добирали пре-іати, дія котрих була спрямована на стимуляцію або блокаду аі,2-, Рі,2-енергічних, дофамінергічних, серотонінергічних систем головного іку, а також нонапептидні гормони.

На такій підставі у дослід були включені групи птахів, що отриму-и слідуючі препарати: мезатон (фенілефрин) - активатор аі-адреноре-торів (100 мкг), празозин-аі-адреноблокатор (ЮОмкг), клофелін аг-ад-оміметик (20 мкг), фентоламін аі,2-адреноблокатор (1 мг), ізадрин Рі,2-еноміметик(50мкг), анаприлін - Рі,2-адреноблокатор(250 мкг), Ь-ДОФА-аболічний попередник дофаміну (4 мг), галоперидол - центральний катор дофамінових рецепторів (ЗО мкг), серотонін (ЗО мкг), перитол -катор серотонінових рецепторів (50 мкг), плуітрин - сумарний гормон, складу якого входять окситоцин та вазопресин (0,1 Од.). Дози гачених препаратів розраховані на 100 г маси тіла тварин. Всі препа-и розчиняли і ттоттитти у 0,5 мл фізіологічного розчину гнуїрішньо-ревенно, а контрольні птахи одержували по 0,5 мл останнього.

Птахів контрольних та піддослідних груп утримували в умовах ого віварію, на стандартному раціоні, при 14-годинному режимі освіт-чя.

При виконанні досліджень використані класичні гістологічні методи сучасні морфометрична та статистична обробки. При цьому в гіпота-усі обстежували ядра аденогіпофізотропної зони, які у птахів причетні >еіуляції гонадотропної функції аденогіпофізу самців, а саме супраоп-іе (СОЯ) та аркуатне (АЯ). У сім’янику вимірювали площу перерізів > інтерстиціальних ендокриноцитів (клітин Лейдіга) - як структури, що гезує статевий гормон та аналізували диференціювання сперма-

тогенного епітелію і площу перерізу сім'яних канальців як покази № що характеризують етапи дозріваня цієї залози.

Отже, стан гіпоталамо-гонадної функціональної системи пт оцінювали на підставі таких морфометричних показників: площа переї ядер нейроцитів супраоптичного і аркуатного ядер гіпоталамусу, а та площа перетину ядер інтерстиціальних ендокриноцитів і сім’яних каналі (в мкм2). Морфомеіричний аналіз та первинну статистичну обро виконували за допомогою напівавтоматичного цитоаналЬатора "Інтег{ 2МТ”. До одержаних вимірювань додавали оцінку стадій дозрівання вц: відно етапам диференціювання сперматогенного епітелію та визнач кількість тварин, котрі дійшли цих етапів у кожній ірупі.

Крім статистичної обробки результатів вимірювання ядер нейроці супраоптичного та аркуатного ядер гіпоталамусу, проводили ірафічі аналіз кількісного складу популяцій нейроцитів з різними їх розмірамі цією метою всі клітини за розміром ядра розподіляли на групи з інтер лом між ними в 5 мкм2 та підраховували у відсотках частку, яка припа на кожну із цих груп, після чого їх заносили на графік.

Кількость тестостерону в крові піддослідних тварин визначали рад імунологічно за допомогою стандартного набору РИА-тестостерон-(виробництва - м. Мінськ) .

Фактичний матеріал оброблений статистично (Г.Ф. Лакин, 19! Різницю між контролем і дослідом вважали вірогідною при р< 0,05.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ.

Як показав аналіз одержаних результатів , в експериментах, були проведені на курчатах 2-тижневого віку, не спостерігали фактичі змін у активності всіх ланок гіпоталамо-гонадної системи, що дослід) валась. Ні блокада, ні стимуляція адренергічних, дофа- мінергічних, се] тонінергічних рецепторів не привела до будь яких змін репродуктивній системі. Не зазнав суттєвих відхилень темп диференці вання сперматогенного епітелію (рис. 1) не змінювалася активні інтерстиціальних ендокриноцитів, що позначилось на концентрації тес стерону в периферичній крові, яка вірогідно не змінювалась в жоді сер» досліду. На рівні контролю залишалася активність нейроцитів о раоптичного та аркуатного ядер гіпоталамусу (рис. 2).

При аналізі каріометричних кривих 2-тижневих півників привері до себе увагу той факт, що за площею ядер, популяції нейроцитів супраоптичного, так і аркуатного ядер гіпоталамусу є гомогенними, їхнє крайнє ліве положення на графіках (рис.2) свідчить, що ці кліти мають найменшу площу ядер серед усіх вікових груп птахів. Ці і особливості морфології нейроцитів, поряд з іншими, свідчать, на наї думку, про функціональну незрілість секреторних ядер гіпофізотропг ділянки гіпоталамусу. Цим можна пояснити, чому саме репродуктив

стема птахів не реагує на вплив факторів зовнішнього або внутріш-ого походження, які здатні змінювати гуморальний статус організму.

Важігиві дані про вплив моноамінергічних систем на гіпоталамус та і’яник одержані на птахах 2-місячного віку. Головною ознакою цього ріоду індивідуального розвитку є початок диференціювання сперма-'енного епітелію і поява у складі сім’яного канальця сперматоцитів 1 рядку. За нашими спостереженнями, сперматоцити 1 порядку у конт-пьній серії були знайдені у 50% птахів (рис. 1). На такому фоні дуже тсо було спостерігати появу птахів із більш високим рівнем диференці-ання сперматогенного епітелію, що оцінювали як тест на більш раннє [вищення кількості статевого гормону у крові, в окремих серіях дослі-

Найбільш широко представленим, згідно програми експерименту, і розділ, в якому вивчали значення адренорецепторних систем голов-го мозку в механізмах регуляції та дозрівання репродуктивної систе-. Серед дослідників немає згоди щодо того, які ж саме - аі-, аг-, 0і-, (Зг-іенорецепторні системи є найбільш вірогідним компонентом у регуля->ному ланцюзі (Серова, Науменко, 1987; Gitler, Barraclaugh, 1988; groVilar, 1985).

В наших експериментах найбільш виразного ефекту було досягнено і стимуляції аі-адренорецепторних систем мезатоном (фенілефрином). ультати морфометричної обробки довели, що ядра нейроцитів супра-•ичного та аркуатного ядер гіпоталамусу у піддослідних птахів 2-мі-ного віку вірогідно збільшуються у порівнянні з контролем (табл. 1), а ліз співвідношення клітин супраоптичного ядра за типами секреції зує на збільшення інтенсивності синтезу та виведення нейросекре-ного матеріалу. Але найбільш помітні зміни активності нейроцитів раоптичного та аркуатного ядер виявилися при побудові іометричних кривих. На графіку (рис.2) видно, що у птахів які ржували мезатон, в супраоптичному яттпі найбільшу "іль::ість -35% ловлять нейроцити з площею ядра 91 мкм2, в аркуатному ядрі - 28% падає на клітини з площею ядра 61 мкм2, а обидва піки зміщуються воруч від аналогічних показників контрольної серії.

Особливо виразними є зрушення у складі сперматогенного епіте-. У 56% птахів, які одержували мезатон, спостерігали повне завер-іня процесу сперматогенезу ( рис. 1) - сім’яні канальці містили в собі рілі сперматозоїди, а концентрація статевого гормону в плазмі крові а найвищою для птахів цього віку і становила 4,05 ± 1,02 нмоль/л !л.1). В такому ж напрямку змінюються показники, що харакгери-ть активність гіпоталамо-гонадної системи і у 4-місячних птахів цієі'

і, але виражені вони меншою мірою, за винятком концентрації остерону(табл. 2).

Рис. 1. Відсотковий розподіл двотижневих, двомісячних чотиримісячних птахів в залежності від етапу диференціюва сперматогенного епітелію в групах, що одержували ' нейрофармаколргічні препарати: 1- мезатон, 2 - празозин, 3 - клофелі - фентоламін, З - ізадрин, б - анаприлін, 7 - Ь-ДОФА, 8 - галоперидол серотонін, 10 - перигол, 11 - пітуприн, 12 - фізіологічний роз1 контроль; сг-£ перматогонії, сп 1 -сперматоцити 1 порядку, сз-сперматоз

и

ри стимуляції аг-адренорецепторів клофеліном у птахів 2-місячного ку нейроцити супраоптичного ядра здебільшого належать за типом зерецїї до таких, що перебувають у стані помірної секреторної ггивності, а в аркуатному ядрі навіть проявляється тенденція до змен-ення площі клітинних ядер.

В сім’яниках 2-місячних та 4-місячних птахів цієї серії не спосте-гали помітних змін у термінах диференціювання сперматогенного епі-лію (рис. 1) та активності клітин Лейдіга (табл. 1,2).

Найпомітніше пригнічення активності гіпоталамо-гонадної функці-іальної системи спостерігали при блокаді аі ,2-адренорецепторів фенто-міном у птахів 2-місячного та 4-місячного віку. В супраоптичному ядрі ільшується кількість нейроцитів з невеликою площею перетину клітин-го ядра в діапазоні 46 - 56 мкм2 (рис.2). Ці клітини містять в топлазмі значну кількість Гоморі-позитивних гранул великого та эеднього розмірів. На цій підставі активність супраоптичного ядра у 4-:ячних птахів з блокадою аі.2-адренорецепторів визначали як відносно «сену.

В аркуатному ядрі гапоталамусу 4- місячних півнів, яких піддавали фентоламіну, пік каріометричної кривої зміщується ліворуч, по ношенню до контролю, і перебуває на позначці 28%, на яку припасіть клітини із площею перетину ядра 31 мкм2. На цій підставі можна юрити про зменшення функціональної активності аркуатного ядра у нів 4-місячного віку при блокаді у них аі,2-адренорецепторів голово мозку фентоламіном.

тлі гальмування активності нейроцитів супраоптичного та уатного ядер гіпоталамусу спостерігали появу тварин, у яких слідок дедиференціювання зникали із сім’яних канальців сперма-ити 1-го порядку. Завдяки цьому, в цілому у групі збільшувався юток птахів, сперматогенний епітелій котрих препстаятгемий спермами"”.;:: (р::с. 1). У шахів цієї серії зменшеною є і кількість тестостерону рові (табл. 1). Подібну ж тенденцію знаходили при аналізі морфо-злогічних показників у птахів з блокадою аі-адренорецепторів пра-іном, але виявлені вони були дещо меншою мірою (табл. 1,2).

У 2-місячних півників незалежно від стимуляції чи блокади Рі,2-ад->рецепторів головного мозку нейроцити супраоптичного ядра збері-

і приблизно однакові потенції до нейросекреторної діяльності. Так, в

іі, яка отримувала агоніст Рі.г-адренергічних рецепторів ізадрин, пік ометричної криврї- 27% припадав на клітини з площею ядра 66 мкм2. групи птахів яким вводили антагоніст Рі,2-адренорецепторів анапри-каріометрична крша виглядала майже аналогічною. Пік кривої -також представлений нейроцитами з площею ядра 66 мкм2 (рис. 2).

Рис.2 Розбіжність площ клітинних ядер нейроцитів супраогтгичної (ліворуч) та аркуатного (праворуч) ядер гіпоталамуса у птахі двотижневого, двомісячного та чотиримісячного віку, що одержувал такі нейрофармахологічні препарати: І- мезатон, 2 - празозин, З клофелін, 4 - фентопамін, 5 - ізадрин, 6 - анаприлін, 7 - Ь-ДОФА, 8 галоперидол, 9 - серотонін, 10 - перитол, 11 - ппуітрин, 12 - фЬіологічни розчин,контроль.

В аркуатному ядрі 2-місячних півників, у яких Рі,2-адренергічні цептори стимулювали ізадрином, помітних зрушень в активності ней-щитів не спостерігали. Найбільшу кількість - 29% складали нейроцити з ющею ядра 46 мкм2. При блокаді Рі,2-адренорецепторів анаприліном редня площа перетину ядер нейроцитів дорівнює 46,18 ± 3,71 мкм2. іріометрична крива свідчить про збільшення кількості нейроцитів з ющею ядра від 31 до 41 мкм2, тобто ліворуч від піку, який перебувє на >значці 28% і утворений клітинами з площею ядра 46 мкм2 (рис. 2).

Дослідження нейроцитів супраоптичного та аркуатного ядра у 4-сячних птахів показало, що у них зберігаються ті самі тенденції, що у вників 2-місячного віку і морфометричні та морфофункціональні рактеристики цих клітин є близькими до контрольних.

Вивчення мікроструктури сім’яника у птахів цих серій не виявило іачних відхилень від контролю при аналізі етапів диференціювання іерматогенного епітелію як при стимулюванні, так і при блокаді рі,2-фенорецепторних систем головного мозку.

Отже, тільки стимуляція аі-адренорецепторної системи головного ззку мезатоном викликає низку морфологічних та фізіологічних змін, :і можна класифікувати як передчасне статеве дозрівання 2-місячних вників. Результати цієї серії дослідів можна розглядати як наслідок имулюючого впливу норадреналіну та адреналіну на гіпоталамо-пофізарно-гонадну систему, оскільки мезатон відомий як синтетичний іалог адреналіну, а також існують дані, що він сприяє виведенню ірадреналіну із присинаптичних закінчень. При цьому можна приметати, що підвищення рівня ЛГ, показником якого в нашому досліді є зке зростання тестостерону у крові, ймовірно, обумовлене безпо-реднім впливом мезатону на гонадотропоцити аденогіпофізу. Наведені іркування співпадають з даними інших авторів про стимуляцію >надотропної функції гіпофіза норадреналіном та адреналіном (Е.И.

ггямпгяо. В И. ВїбиЧСВ, І??'?) .

В наших дослідах мезатон пілсилював функцію нонапептид->гічних нейроцитів супраоптичного ядра, які містять в собі популяцію гітин, що синтезують вазотоцин, та аркуатного ядра, серед клітин якого їребувають Гн-РГ-продукуючі нейроцити. Одержані результати співпа-іють з даними інших дослідників, згідно яким адренергічні системи шовного мозку залучаються до регуляції гонадотропної функції на вні гіпоталамусу (Л.И. Серова, Е.В.Науменко, 1987; КецгоУіІаг, 1985).

Для з’ясування характеру впливу дофамінергічних (ДАЕ) систем шовного мозку на функціональну активність репродуктивного ком-тексу було проведено дослідження із використанням специфічних фар-акологічних агентів, що вибірково впливають саме на них .

Із числених даних літератури випливають дві основні думки nj значення ДАЕ систем головного мозку. Прихильники першої із них ро гаядають ДАЕ систему як таку, що стимулює виділення гонадоліберину гіпоталамусу (James et al., 1987), інші ж підгримують погляд про гальмі] ний її вплив стосовно репродуктивної системи (Lacau de Mendido, 1987)

Нашими дослідженнями встановлено, що при блокаді дофамінові рецепторів галоперидолом на каріометричних кривих схильність л більшої активності виявляють супраоптичні і особливо аркуатні ядра пгі хів саме цієї серії досліду. В аркуатному ядрі 2-місчних півників клітини збільшеними розмірами ядра (56 - 76 мкм2) становлять 63%. Тобт зміщення каріометриної кривої порівняно з контролем праворуч свідчю про істотне підвищення функціональної активності цього гіпоталамічног ядра під впливом блокади дофамінових рецепторів галоперидолом (рис. 2 Підсилюється при цьому і активність гонадотропоцитів аденогіпофі?; непрямим свідком чому є поява особин із завершеним циклом дифереь ціювання спєрматогенного епітелію серед 2-місячних птахів.

В дослідах з застосуванням L-ДОФА одержані досить суперечлш результати, особливо у птахів 2-місячного віку. Так, на тлі помітног зниження активності інтерстиціальних ендокриноцитів, зменшення плой сім’яних канальців та концентрації тестостерону у крові, дисонансої звучать результати спостережень за нейроцитами супраоптичного т аркуатного ядер, які виглядають активними. Досить сказати, що у 2 місячних птахів пік каріометричної кривої для супраоптичного ядра 20% припадає на клітини з площею ядра 66 мкм2, а в аркуатному ядр 32% складають нейроцити з площею ядра 51 мкм2 і обидва вони зміщен на графіку праворуч, в бік клітин з більш високою функціонально» активністю (рис. 2).

Природу цього феномену можна пояснити різними обставинами По-перше, підвищення активності нейроцитів супраоптичного та аркуат ного ядер можна оцінити як реакцію на зменшення у крові кількост статевого гормону за принципом оберненого негативного зв’язку. А подруге, із літератури відомо, що L-ДОФА може частково перетворюватись у норадреналін (Palkovits, 1987), який може стимулювати гонадотропну функцію аденогіпофізу, а також збудливість нейроцитів супраоптичного та аркуатного ядер (Gitler, Barraclough, 1988).

Затримка нейросекреторної субстанції у серединному підвищенні яку спостерігали у птахів, що отримували L-ДОФА, дозволяє припустити, що гальмівний вплив дофаміну виявився саме на цьому рівні, коли він перешкоджає виходу нейрогормонів із гіпоталамуса в кров портального гіпофізарного русла.

Таблиця 1

Морфометричні характеристики сім’яника та нейроцитів супраоп-гичного і аркуатного ядф та концентрація тестостерону в крові у 2-

місячних птахів

Умови досліду Площа перетину сім'яних канальців, мкм2 Площа, перетину ядер клітин Лейдіга, нхн2 Кількість хестостеро-ну в крові, нмоль/л Площа перетину ядер клітин СОЯ, ЫХМ2 Площа педетнну яде| клітин АЯ, мзсм2 '

знтроль 8007 ± 444 19,14 ± 1,02 1,75 ± 0,13 62,11 ± 1,38 46,41 ± 1,82

езатон 13125 ± 634 * 22,52 ±1,01* 4,05 ± 1,29* 75,15 ±1,71* 58,51 ±1,04*

разозин 9256 ± 290 19,88 ± 1,42 2,03 ± ОДІ 59,85 ± 1,98 43,07 ± 1,81

тофелін 9802 ± 360 18,54 ± 1,35 1,44 ± 0,31 65,97 ± 1,91 43,18 ±1,92

>ентолалін 8450 ± 285 17,02 ± 1,41 0,92 ± 0,16* 60,02 ± 1Д0 41,38 ±1,90*

адрян 7260 ± 580 17,35 ± 2,01 1,56 ±028 66,47 ± 2,82 49,88 ±2,38

яаприлін 7416 ± 331 18,12 ± 3,34 2,01 ± 0,71 65,61 ±2,07 46,68 ± 3,71

ДОФА 4551 ± 346* Г7.81 ± 1,25 1,58 ± 0,44 69,66 ±1,62* 55,92 ± 1,54*

шоперидол 9211 ± 257* 19,43 ± 1,41 1,45 ± 0,47. 66,97 ±1,83* 56,97 ±1,91*

ірОТОНІЯ 6108 ± 487* 15,60 ± 1,65 1,98 ± 0,29 57,58 ± 1,01* 32,61 ±1,27*

ернтол 12027± 637* 16,12 ± 22-9 1,58 ± 026 66,00 ±1,05* 59,93 ±1,11*

ітуітрнн 12434 ±491* 22,09 ± 2,28 2,62 ± 0,43* 57,62 ±1,79* 42,41 ±1,66

• р<0,05

Отже, результати цих дослідів показують, що ДАЕ-системи головного мозку залучаються до регуляції функції статевої залози у 2- та 4-місячних ітгахів на рівні гіпоталамусу, зокрема його серединного підвищення, а дофамін відіграє роль гальмівного фактора.

Щодо гальмівного впливу серотонінергічної системи на гіпоталамус та гонади, то більшість дослідників підтримують це положення (Е.В. Науменко, Г.Т.Шишкина, 1979; ЗісМідиі, 1989). Для нас же цікавим було з’ясувати термін появи відповідних реакцій гіпоталамо-гонадної системи в онтогенезі птахів на вплив серотоніну.

Різниця у клітинному складі сім’яних канальців між птахами контрольної і піддослідної серії вперше була відзначена у 2-місячних і ще більш виражена у 4-місячних гтгахів. З’ясували, що серед 2-місячних птахів це сдана група, в якій сперматогенний епітелій представлений лише сперматогоніями (рис. 1). До того ж у наявності є всі ознаки, які вказують, що це е наслідком регресивних процесів, які відбуваються

Таблиця 2

Морфометричні характеристики сім’яника та нейроцитів супраоптичного і аркуатного ядф гіпоталамусу та концентрації тестостерону в крові у

4-місячних птахів

Уковк досліду Площа перетину сім'яних канальців, мкм2 Площа перетину ядер клітин Лейдіга, мкм2 Кількість тестостерону в крові, нмоль/л Площа перетину ядер клітин СОЯ, мжм2 Площа пере тину ядер клітин АЯ, мкм2

Контроль 54008± 1474 20,29 ± 2,76 2,78 ± 0,76 64,72 ± 1,01 35,08 ± 123

Мезатон 60969 ± 2437 29,37 ± 2,67 4,67 ± 120 64,16 ± 1,39 36,92 ± 1,86

Празозин 42330 ± 1350 18,45 ± 229 232 ± 0,83 5421 ±1,89* 33,98 ± 1,39

Клофепін 40308 ± 1571 18,94 ± 1,62 2,17 ± 0,90 63,83 ± 1,48 34,36 ± 1,33

Фентолаиін 26843 ± 1534 18,31 ± 1,94 1,76 ± 0,34 62,07 ± 1,05 34,09 ±1,75

Ьадрнв 51349 ± 2006 18,80 ± 1,68 1,98 ± 0,31 68,55 ± 3,89 34,95 ±5,10

Аналрилін 52742 ± 2854 18,97 ± 1,81 1,90 ± 0,42 67,61 ± 426 36,33 ± 5,74

Ь-ДОФА 37881 ±7504* 18,08 ± 1,60 1,88 ± 0,46 65,19 ± 1,91 3525 ± 1/49

Галоперндол 86424 ±6595* 21,91 ± 2,72 2,60 ± 032 65,79 ±121 37.78 ± 1,71

Серотонін 16635 ±3663* 19,79 ± 1,63 1,47 ± 0,34 67,53 ± 1,63 2822 ±2,44*

Перитол 49020 ±2055* 2324 ± 2Д8 2,48 ± 022 70,14 ±3,32* 37,53 ± 2,65

Пітуітрин 84817 ±7931* 2526 ± 2,72 6,49 ± 1,71* 68,65 ±1,14* 41,09 ±1,42*

* - р<0,05

у статевій залозі 4-місячних птахів, а саме; зменшення площі перетину сім’яних канальців, ядер клітин Лейдіга, кількості тестостерону у крові (табл. 2).

В супраоптичному ядрі у 2-місячних птахів, що одержували серотонін, збільшується кількість нейроцитів 2 та 3 типів секреції, цитоплазма їх переобтяжена численними гранулами секрету, які заповнюють не тільки перинуклеарний простір, а й підступають до самих відростків. На каріометричних кривих тенденція до зменшення розмірів ядра стає ще очевиднішою, завдяки тому, що пік - 23% для цієї групи припадає на клітини з площею ядра 56 мкм2, тоді як у контролі найчисленішу популяцію складають нейроцити, перетин ядер котрих на 20 мкм2 більший (рис. 2).

Ще більш вираженими були зміни розмірів клітинних ядер в нейроцитах аркуатного ядра у птахів цієї групи. Найбільша кількість клітин - 49% мають площу ядра, яка не перевершує 31 мкм2, тобто пік каріометричної кривої перебуває у крайньому лівому положенні. Таким

чином у курчат 2-місячного віку на нейроцитах аркуатного ядра найбільш чітко виявляється гальмівний вплив на гіпофізотропні зони гіпоталамусу серотонінергічної системи головного мозку.

Навпаки, при блокаді серотонінових рецепторів перитолом спостерігали помітне підвищення активності гіпоталамо-гонадної системи. І перш за все, у 50 % 2-місячних птахів піддослідної групи в сім’яних канальцях знаходили дозрілі сперматозоїди, в той час як у контрольних птахів процес диференціювання не перевершував етапу сперматоцитів 1 порядку (рис. 1). Зазначені зміни супроводжувалися підвищенням активності нейроцитів супраоптичного та аркуатного ядра, про що свідчить вірогідне збільшення клітинних ядер, а також інтенсивне виведення ней-росекреторної субстанції із перинуклеарного простору цих клітин .

На підставі наведених результатів можна констатувати, що серото-нінергічна система головного мозку бере участь в механізмі гальмування репродуктивної функції птахів 2-місячного та 4-місячного віку і контролюється цей процес за участю супраоптичного та аркуатного ядер гіпоталамусу.

Роль нонапептидів гіпоталамусу в регуляції гонадотропної функції аденогіпофізу у тварин різних таксономічних груп вже давно привертає увагу дослідників (AJI. Поленов, 1979; Davies, 1981). Але про значення цього класу сполук у регуляції репродуктивної системи птахів відомо ще досить мало (Davies, 1981; А.Н.Птица, 1981).

Морфометрична та морфофункціональна оцінка нейроцитів супра-зптичного та аркуатного ядер свідчить, що у 2-місячних півників жзогенний пітуітрин знижує їх активність порівняно із контрольними тгахами. Піки каріометричних кривих зміщуються ліворуч і припадають на позначки 61 мкм2 (26%) для супраоптичного та 41 мкм2 (32%) вія аркуатного ядра (рис. 2). Проте: у птахів 4-місячного віку, за даними змірювання площ клітинних ядер, в нейроцитах супраоптичного та іркуатного ядра виявили тенденцію до пілвитення акт:г::ссті цих їпсталамічних структур (табл.2, рис. 2).

При хронічному введенні пітулрину різко збільшується кількість •естостерону в крові, а у 80% 2-місячних птахів піддослідної групи в ім’яних канальцях з’являються сперматозоїди. Цей ефект ми розглянемо як передчасне статеве дозрівання, оскільки у контрольній групі іайвищим етапом у диференціюванні сперматогенного епітелію були перматоцити І порядку. Підвищення активності статевої залози спосте-іігали і у птахів 4-місячного віку. Особливо помітно це позначилося на онцентрації статевого гормону в крові, яка була найвищою серед усіх ерій досліду (табл. 2).

Щодо механізму активації статевої залози у птахів цієї серії, то южна послатись на думку авторів (АЛ. Поленов, 1979), які вважають,

що крім ірансгіпофізарного існує і парааденогіпофізарний спосіб стиму ляції периферичних ендокринних залоз. Така думка тим більш прийнят на, оскільки існують дані про наявність рецепторів до аргінін-вазито циноподібних речовин в інтерстиціальннх ендокриноцитах сім’яник; (ТаЬка, 1986). Отже, цілком можливим с пряме стимулювання статево залози екзогенним піїуітрином у півників 2-місячного віку. Навпаки у 4 місячних птахів цієї серії в нейроцитах супраоптичного та аркуатногс ядф вірогідно збільшуються розміри клітинних ядер, а у цитоплазм нейроцитів супраоптичного ядра зменшується кількість секреторній гранул, тобто виникають ознаки підвищення активності цих .ядеї вцілому. Розбіжність в реакції гіпоталамічних ядер між 2- та 4-місячним* птахами виникла,, ймовірно, тому, що рівень функціонального, дозрівання репродуктивної системи у піддослідних птахів .був різним Гїпоталамо-гіпофізарно-гонадна система 2-місячних птахів тільки наближається до своєї зрілості і секреторні клітини всіх ланок надзвичайне чутливі до кількісних змін гормонів, як центрального так і периферичного походження. Репродуктивна система птахів 4-місячного вік> перебуває у стані найвищої функціональної активності і введення екзогенного гормону, дія якого спрямована на подальше стимулюванго статевої залози не викликає адекватної реакції. Але у 4-місячному віці добре виявляються реакції пригнічення статевої залози в серіях досліду, коли птахи одержували фентоламін, празозин, серотонін (рис.1). Таке пригнічення чітко співпадає із зниженням активності гіпоталамічних ядер, що цілком підтверджує думку про чітку функціональну взаємодію їх з моноамінергічними системами головного мозку.

Встановлено, що до завершення формування функціональних зв’язків між центральними та периферичними ланками репродуктивної системи у 2-тижневих птахів не відбувається істотних зрушень активності статевої залози незалежно від характеру фармакологічного впливу. У птахів, починаючи з 2-місячного віку, визначили 3 можливих способи за якими може відбуватися стимуляція генеративної та ендокринної функцій сім’яника. Передчасну появу зрілих сперматозоїдів та підсилення активності інтерстиціальннх ендокриноцитів, тобто ознаки статевого дозрівання, виявили при стимулюванні аі-адренорецепторів мезатоном, при блокаді дофамінергічних рецепторів галоперидолом, при блокаді серотонінергічних рецепторів перитолом. Появу ознак передчасного статевіого дозрівання спостерігали у 2-місячних птахів і під впливом пітуітрину, але ймовірно, що він входить, як складова частина, до ланцюга, що стимулює гонадотропну активність аденогіпофіза, якщо не у всіх трьох попередніх випадках, то принаймні хоч в одному з них .

Процес прискорення статевого дозрівання сім’яника, супроводжувався підвищенням функціональної активності популяцій нейроцитів супраоптичного та аркуатного ядф гіпоталамусу і це дає підставу вважати,

що стимулюючий вплив відповідних моноамінергічних систем здійснюється на рівні саме цих ядер.

ВИСНОВКИ

1. Стимуляція аі-адренорецепторів головного мозку мезатоном у двомісячних птахів викликає низку морфологічних та функціональних змін в сім’янимках, які привели до появи дозрілих сперматозоїдів у більш ранні терміни індивідуального розвитку. При активації аг-адренорецеп-торів клофеліном помітних зрушень в активності статевої залози не спостерігається.

2. Блокада аід-адренорецепторів головного мозку фентоламіном гальмує як секреторну, так і генеративну функції статевої залози. При блокаді аі-адренорецепторів празозином спостерігаються подібні ефекти, але виявлені вони були значно меншою мірою.

3. Агоніст та антагоніст Рі,2-адренорецепторів не змінють жодного з показників функціональної активності гіпоталамусу та сім’яника у всіх досліджених вікових ірупах птахів.

4. Блокада дофамінових рецепторів галоперидолом підвищує активність нейроцитів супраоптичного та аркуатного ядра, а також сприяла передчасній появі дозрілих сперматозоїдів у двомісячних півників.

5. Екзогенний серотонін гальмує репродуктивну функцію у птахів дво- та чотиримісячного віку. Блокада серотонінових рецепторів перито-лом підвищує активність гіпоталамо-гонадної системи аж до прискорення в онтогенезі появи дозрілих сперматозоїдів у двомісячних птахів.

6. Пітуітрин наближає термін диференціювання сперматогенного епітелію до стадії дозрілих сперматозоїдів у двомісячних птахів, не змінюючи істотно активності нейроцитів супраоптичного та аруугтіїсто ядер гіпоталамусу.

7. Нейроцити гіпоталамусу та сім’яник у птахів двотижневого віку не реагують на експериментальну стимуляцію або блокаду різних моноамінергічних систем головного мозку.

8. При стимуляції або блокаді моноамінергічних систем головного мозку ступінь диференціювання сперматогенного епітелію корелює з рівнем активності нейроцитів супраоптичного та аркуатного ядер гіпоталамусу. Це дозволяє стверджувати, що на рівні цих ядер спрацьовує механізм впливу моноамінергічних систем на репродуктивну функцію.

Перелік публікацій результатів наукових досліджень.

1. Значення нейромедіаторних систем мозку у механізмах регуляції гонад II Тез. 5-й з’їзд ендокринологів України, Київ, 1994. С. 55 (співавт. О.М.Птиця, М.Е. Дзержинський).

2. Катехоламіни у механізмі регуляції гіпоталамо-гонадного комплексу птахів // Вісник Київського університету “Пробл. регуляції, фізіолог, функцій”, 1994.№ 1. С. 105-111 (співавт. В.М. Гордієнко , М.Е. Дзержинський, С.М. Гарматіна).

3. Значение адренергических и дофаминергических систем головного мозга в регуляции гипоталамо-гонадного комплекса птиц //Тез. 4-я Всероссийская конференция нейроэндокринологов, Санкт-Петербург, 1995.С. 42-43 (соавт. Н.Е. Дзержинский, А.Н. Птица).

4. Значення катехоламінергічних систем мозку в регуляції функції статевої залози // Вісник Київського університету “Пробл. регуляції, фізіолог, функцій”. 1995. № 2. С. 83-87 (співавт. М.Е. Дзержинський).

5. Співвідношення катехоламінергічних, серотонінергічних та пептидергічних систем головного мозку у регуляції репродуктивного комплексу птахів в постнатальному онтогенезі II Вестник проблем биологии и медицины, Харьков, 1996. № 6. С. 56-66 (співавт. М.Е. Дзержинський, В.М. Гордієнко, О.М. Птиця).

6. Стимулюючий ефект катехоламінів та нонапепгидів на функцію статевої та щитовидної залоз II Доповіді НАН України, 1997. № 3. С. 161-164 (співавт. М.Е. Дзержинський, Л.М. Пазюк, В.М. Гордієнко, К.Ю. Воронін).

АННОТАЦИЯ

Бузинская Наталия Александровна. Роль катехоламинов, индола-минов и нонапептидов головного мозга в механизмах гипотала-мического контроля семенника. Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.11-Эмбриология, гистология и цитология. Киевский университет имени Тараса Шевченко, Киев - 1997 год.

Защищается рукопись и 6 научных работ, содержащих результаты исследования морфофункциональных изменений в семеннике и нейро-цитах супраоптических и аркуатных ядер гипоталамуса у подопытных птиц при стимулляции и блокаде адренергических, дофаминергических, серотонинергических систем головного мозга и при действии питуитрина. Установлено, что стимулирующее влияние адренергических систем головного мозга птиц на гипофизотропные области гипоталамуса опосредуются он-, но не аг- и Рід-адренорецепторами. Негативный конт-

роль активности нейроцитов гипоталамуса, регулирующих гонадотропную функцию гипофиза, осуществляется центральными серотонинерги-ческими и дофаминергическими системами. Преждевременное половое созревание, спровацированное моноаминами, коррелирует с повышением активности нейроцитов супраоптического и аркуатного ядер гипоталамуса. Это дает основание считать, что механизм регуляции центральными моноаминергическими системами функции гонад замыкается на уровне именно этих ядер.

ANNOTATION

Buzinskaya NA. The role of brain catecholamines, indolamines and nonapeptides in the mechanisms of hypothalamic control of testis. Thesis for Candidate of Biological Sciences degree; speciality 03.00.11 - embriology, histology and cytology. Taras Shevchenko Kiev University, Kiev, 1997.

The thesis and 6 scientific papers being defended contain the results of investigation of moiphofunctional changes in testis and neurocytes of supraoptic and arcuate hypothalamic nuclei of birds while stimulating or blocking brain adrenergic, dopaminergic and serotoninergic systems. It was ascertained that in avian brain the stimulating influence of andrenergic systems on cells of hypophysotropic regions is realised through ai-, but not <xi- and P-adrenoreceptors. Negative control for activity of neurocytes regulating gonadotropic function of hypophysis is realised through central serotoninergic and dopaminergic systems. Acceleration and inhibition of sexual maturation is related to the level of neurocytes’ activity in supraoptic and arcuate hypothalamic nuclei. This suggests that the mechanism of hypothalamo-gonadal system regulation by brain monoaminergic system is formed on the level of these neurocytes.

Ключові слова: сім’яник, статеве дозрівання, реіуляція, гіпоталамус, катехоламіни, нонапептиди, серотонін.