Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Генетико-физиологические особенности активности тирозингидроксилазы мозга мышей и ее модификация кортикостероном в пренатальном онтогенезе

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Генетико-физиологические особенности активности тирозингидроксилазы мозга мышей и ее модификация кортикостероном в пренатальном онтогенезе"

российская академия медицинских наук сибирское, отделение

институт физиологии

На правах рукописи удк (577.150+591.392):599.323.4;

Един Николай Серафимович

1шетжо-физи0101жвские особенности активности тйрозин1вдроксш1азы мозга мышей и ее модификация кортикостероноы в пренаталбном онтогенезе

03.00.13 - физиология; человека и гзвотяих автореферат

диссертация на соясканже ученой степенн кандидата йнологнческвх наук

Новосибирск'- 1992

Работа выполнена в лаборатории генетических основ ней-роэндокринной регуляции Института цитологии и генетики РАН.

Научный руководитель -

доктор медицинских наук, профессор Е.В.Науменко

Официальные оппоненты

член-корреспондент РАН, профессор Л.Н.Иванова

кандидат биологических наук Е.К.Подгорная

Ведущее учреждение - Институт физиологии им.И.П.Павлова (г.Санкт-Петербург).

на заседании специализированного ...

Институте физиологии СО РАМН по адресу 630117 Новосибирск ул. акад. Тимакова 2.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Института физиологии СО РАШ.

Защита диссертации состоится

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного Совета,кандидат биологических наук

Елисеева А. Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

" Актуальность проблем. Тирозннщцроксилаза - ключевой фермент .-•/^.'фосинтоза катеасолаюнов (Levitt et al. ,1965) »активность которого зависит от наследственных особенностей зевотных (giq-ranelio, 1 979) и изменяется при стрессе ( Kasseri^o, 'A'einer, 1933).Однако,до сю: пор ке ясно,какую рать играззт генетичег— кие факторы з регуляции активности тирозингидроксилазы мозга еизотннх в условиях покоя и при стрессовой реа-щее.

Известно,что в раннем онтогенезе глвкокортикоздн.в качестве генетических индукторов,способны вызывать длительные кодификации катехолаынновой системы мозга (Науменко,1988).В частности,введение ксртш:остеропдов беременным матерят.», ( Дыгало, КауменкоДЗЗЗ) или нозоронденнкм (iiyakas et al.,19?о) приводит к изменению активности тирозингидроксилазы з мозге взрослых крыс.Поскольку имеющиеся в настоящее время дангше о длительной глодиЛизсадта активности этого фермента после воздейст-вея кортлкостероздов в период раннего онтогенеза неьаогочис-ленны в противоречивы,они не дозволяют выявить генетические механизмы,детерглширующие гормональную индукцию активности тЕрозингидроксилазы.

Катехолашшозая система головного мозга принимает непосредственное участие в регулировании гипоталамо-гкпофкзарно-здренокортикальной системы организма (Шаляпина,Раккцкая, 1979) •Модификация катехоламняовой систеш у азрослкх потомков крис в результате введения гидрокортизона беременной матери является одной из причин снпкения у них реакции гипота-ламо-гипофизарно-адренокортикальной системы на эмоциональный стрессор Шатенке, Дыгало ,1979).Модифицирующее действие пре-натального введения гидрокортизона на гтготаламо-гтюфизарно -адренокортнкальнуо систему определяется наследственными ос-ооенностш.ш кквоткнх (дыгадэ.Кауменко,1984).Однако, вопрос о влиянии генетических факторов на формирование чувствительности катехоламиновой системы мозга к лронатальному воздействию глюкокортикоидсв практически не изучен. Цели и задачи исследования. Основной целью работы сило выявить генетически детерминированные различия в активности ти-розкяшфоксияазы мозга у юааей.а тагеке особенности кодификации катехоламиновой системы мозга в- результате повышения

уровня кортикостерона в преяаталъный период развития у кивот-кшс разных генотипов.

Бит сфориулЕрошшн сяедувдкв задача:

1. Изучить генетическую, детерминированность различий в активности тарозшгвцрсксзкаск головного мозга у шаей в покое и при эмоционально:.« стрессе.

2. Ваяснзть.как отражается зовкаенный уровень глюкокортк-ковдсв в крови беременной катера на активности тнрозЕНГкдрок-садазн к содержании кагехолакпнов е головное мозге взрослых потомков разных генотипов.

3. Проанализировать характер наследований механизма формирования чувствительности тирозшгвдроксклаз:* к пренатально введенному кортапсостероау.

4. Исследовать эффекты введения кортикостерона матери во время беременности на функцию пшоталамо-гкпофизарно-адрено-кортикальнсй системы у взрослых потомков в зависимости от генотипа.

Научная новизна. В работе впервые,с использованием значительного числа линий мшней,статистически корректно показано, что наследственные факторы играют ванную роль в определении активности тирозингвдроксилазы в гипоталамусе и стволе головного ыозга.Ыардцу с этим,в исследовании выявлены общие для гипоталамуса н ствола мозга наследственные факторы,влияющие на активность гарозингвдроксилазы: обнаружена генотиническая корреляция мезду активностью фермента в этих областях мозга. Установлено,что генотип определяет характер изменения активности тироззангадроксидазы в ыозге взрослых мышей при эмоциональном стрессе в при действии кортикостерона в период эмбрионального развития.Получены результаты,свидетельствующие о том,что нианяя граница чувствительности к глюкокортикоидам механизмов,регулирующих базальшш уровень секреции кортико-стероидов у взрослых мышей,формируется уже в конце пренаталь-ного периода.Показано,что характер наследования механизма формирования чувствительности тирозингадроксилазы к прена-тально вводимому кортикостерону зависит от взятых в скрещивание родительских линий мшей. Впервые описана модификация содержания дофамина в мозге взрослых животных после введения кортикостерона их беременных-! матерям.

Тессзгдческая я практическая зк£Чи:::о?сь. Подучзндаз рззр" тати раззЕвазс хеороплгогс-з предстазлзнхя о рслз пзследойзз-¡azz .$азгоров з спрод5-лен:п! фзгвкцгопцрозегпн касехолаг^щхвой скстепг ;.:озга у kssskshüs esposzsx кззеетих в покое, при suo-хионалыюн стрессе,а таккз аооде наруаенлк баланса глачс^р-тякощов з зрекатальннй пераод .Выводы,содсргацп- л з .работе, по крайней кере.частично,объясняет противоречивость резул1тагов предыдугцп; исследователей,дсполъзозавппгс а еьокх спнтах генетически разнородных ¡пзотны:. Обнаруженные зфгег.ты свидетельствуют о необходимости принимать во знзвшнзе роль гепетг-чесшпс факторов прп проведении физиологических экспериментов и учитывать в клзнзке н клвотноЕсдатзе эффекты нарушения баланса кортаксстерсидсз з период эмбриогенеза,которое является обычным следствием стресснрозакпя беременных матерей. Апробация работы. Представленные в работе данные обсуздалисъ на краевой конференций "Здоровье человека в Сгбирз"Красноярск, 1986), на 17 Нелцународном симпозиуме "Катехолаг-зны и другие Еййротранслсгттерц при стрсссе'Ч Чехословакия,IS37) ,кз -Международном совещании "Онтогенетические и генетпко-ззолс-циошше аспекты нейроэндокринной регуляции стресса" ( Есзосп-бирск,1988),на отчетной сессии Института цитологии а генетики СО All СССР{Новосибирск,1Э83) ,на Всесоюзном симпозиуме "Медиаторы и шведение"(Новоси0ирскД988) ,на Всесоюзной школе по генетике и селекции кгвотных (Алтайский крайД939),а такие на конференциях научной молодели Института цитологии к генетики СО АН СССР (Новосибирск,IS3S,1987,ISB8). Структура к обаем работы. Диссертации состоит из введензя, четырех глав и списка литературы из 179 наименований,в то:л числе 150 иностранных.Материал диссертации- изложен на 94 страницах машинописного текста,включая 9 рисунков и 16 таблиц.

ИАТЕВШЯ К МЕТОДЫ юишошв-я

В работе использовали i.aiEeä 8 пнбредянх линий. Саглцсв, рог-денных долуч£ЕШз,'л кортикостерон (на 16-й и 18-й дна беременности,50 лег/кг, п/к) и интактнымн матерями, декапитпрозали в возрасте 3-4 месяцев.Предварительно,часть самцов подвергали эмоциональному стрессу ( I час ограничения подзпэгссти ).

После декаяитации мозг немедленно Извлекали и вздедялв

гипоталамус в следующих границах: передняя - на уровне перекреста зрительных нервов,задняя - сразу за иашилярныда телами ,латеральная - по боковой границе серого бугра,верхняя -на уровне передней коше суры. Затем мозг делшш сагитально: одну часть использовали для определения активности тирозин-ищроЕсвлазы,другую - для определения содержания катехолами-нов.Содержание дофамина определяли в полосатом теле, которое выделяли целиком,Содержание норадреналпна - в стволе мозга, который включал структуры варолнева коста и продолговатый юзг.Активность ифозЕНгадроксвлазы анализировали в стволе мозга,стриатуме и гипоталамусе.

Активность тЕрозингидроксилазц определяй после очистки продукта реакции - диоксифенилаланина ЩХБА) на окиси алши-ния.флвориметрическим методом (Дыгало,1987).Содержание кате-холаминов определяли фшзриметричесхим методом после экстракции ИЗ TKaiffl (Jacobowits,Richardson, 1978 ).

Кровь после декапитацш собирали в пробирки с гепарином и центрифугировшш. 3 плазме крови определяли содержание корти-хостерона методом конкурентного белкового связывания (Murphy, 1967).

Статистическую обработку проводили с использованием критерия Стьвдента и дисперсионного анализа.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУВДЕНИЕ

I. Активность тирози'нгидрокси-

лазы в головном мозге мышей.

Изучением наследственных аспектов функционирования тнро-зингидроксилазы в шре занимаются две группы исследователей. Одна из них работает на шшах двух линий (Baker et ai.,1980, 1982,1983;Reis, 19S3),Другая - На трех (Vadasz et al., 1982, 1985,l986;Sairaki et al.,1987),но в последнем случае достоверно различаются медду собой по активности тирозингидрокси-дазы шш только двух линий.Поэтому до сих пор,вывод о наследственной детерминации активности тирозингвдроксилазы базировался на попарном сравнении линий мшей.что нельзя считать его доказательством.

Активность тирозингидроксклазн у мышей инбредных линий в условиях покоя. Обнаруженная нами генотипическая вариабел1г-ность (Табл.1) статистически корректно доказывает,что факто-

рн наследственности играют существенную роль в определении активности тирозингидроксилазы в стволе головного мозга <?7,66=16'3'р<0-001^ Е гипоталамусе 7 65=17.7,р<0.001).

Таблица I.

Активность тирозингидроксилазы в головни.! мозге " самцов кы-шей инбредных линий в условиях покоя.

Активность тарозшгвдроксшазы.штль/мин/мг белка

Ствол мозга Гипоталамус

ВАЬВ/с 22.4 + 2.2 Л)* 28.0 + 2.3(4)

РТ 19.1 + 2.618) 23.7 + 2.3(8)

во 12.0 + 0.9(15) 20.3 + 1.4(17)

С57ВЬ/ба 12.0 ± 0.5(13) 14.3 + 0.8(13)

СБА 0.9 + 1.3(6) 7.3 + 1.3(6)

А/Не 8.5 + 1.1(8) II.0 + 1.1(8)

сзн 7.0 + 0.6(10) 12.2 ± 0.7(8)

АКй 0.4 + 0.3(10) 12.1 + 1.0(9)

3? г- ¿дось и в ос тальных таблицах в скобках указано чис-

ло животных в группе.

'.;едду активностью фермента в стволе ыозга и гипоталамусе существует достоверная генотипическая корреляция (г = 0.89 , рО.^.С-та корреляция вряд ли обусловлена функциональными связями шзду отпт с трукгурами, поскольку значимой корреляции мезду актива стыо тирозингдцроксилазы в стволе мозга и гипоталамусе у животных внутри одной линии обнаружить не удалось.Ранее в единичных работах сообщалось о наличии генетических корреляций активности тмрозингидроксилазы в структурах мозга,имеющих тесные морфологические связи: черной субстанции и стрватуие СУаиьзг «¿,,1982; йе1з,198з). Результаты п;ч:;:еи рас-о ты свидетельствуют о существовании генетических ^истлрдв, оказывающих одинаковое воздействие на ак~ тивность тирозингдцроксилазы не только в перикарионе одного и того же катехоламинового нейрона,но и в областях мозга, содержащих в разных соотношениях элементы дофаминовой и нор-адреналшгово:: системы.

Таким образом,генотип животного оказывает существенное

влияние На активность' тирозингддрсксЕлазы в гипоталамусе и стволе мозга мышей.

Активность тирозшктдрскстглазн при эмодяонаяьноу стрессе.

Дальнейдшы предметом кааей работы было изучение изменения активности тирозингадроксйлазы при действии эмоционального стрессора и роль наследственных факторов в регуляции зтого процесса (Табл.2).

Таблица 2.

Активность тирозингцдроксглазы в мозге у саздсв кжей небрежных линий з условиях покся и при емоциональнсм стрессе.

Активность тирозннпщронсшЕазн, пыольДзгн/мг белка

Линия Ствол ыозга Гипоталамус

Покой Стресс Покой Стресс

Ш3 13.6+1.1(20) 12.6+0.9(27) 19.3+1.1(29) 20.1+1.0(2?)

С57БЬ 13.7+1.0(19) 12.3+1.4(17) 14.3+0.8(13) 10.8+1. ОтР

СБА 9.4+1.1(14) 9.4+1.3(14) 13.2+1.3(18) 15.0+1.3(21)

А/Не 11.9+1.5(14) 12.3+1.5(13) 11.5+0.9(14) 15.9+1.6(12)ж

2 р<0.05

В стволе мозга,содеркацеы катехоламинергические перикари-онн (Па511а*гот,Рихе,19бл) акзжввосгь фермента после стресса у кшаей четырех исследованных линий не изменялась.Б гапота-лацусе при эмоциональном стрессе активность тнрозикгццрокси-лазы у ыкшей линии С57ВЬ/ба понизилась па 24^ по сравнению с зштактнш контролем,а у мышей линии А/Бе - увеличилась на 33^ (взаимодействие факторов "генотип х эмоциональный стресс" достоверно -Рд 1з^=3.2,р<0.02).

Полученные данные согласуются с вмехщгшся в литературе сведениями,что изменения активности тпрозингидроксилазн при эмоциональном стрессе у аивотяых происходят,преимущественно, в областях мозга.содергалщх катехолашшозые терминала (Кааи-Мго ей а1.,1982).Зависимость изменений активности тирозингвдроксилазы при эмоциональном стрессе от наследственных особенностей животных,обнаруженная в наших экспериментах, может быть одной из причин наблвдавшихся при стрессе повышения (Дыгало,1986) и снижения (сИагй.МсСпгЬу, 1981) актив-

ности фермента у крыс разных генетических линий.

Следовательно,при эмоциональном стрессе происходят зависимые от генотипа яизотного изменения активности тирозингидроксилазы,наиболее выракенные в гипоталамусе.

2. Модификация к а т е х о л а м " н о в о и

системы мозга г л ;о к о к о р т и к о и -да ми в пренатадьный период р а з- в и т и я .

Глвкокортикоиды.в качестве генетических индукторов,в раннем онтогенезе способны вызывать длительные модификации активности тирозингидроксилазы (Нуаказ е-ь а1.,1980;Дыгало,1986 Дыгало,Науменко,1988) и содержания катехоламинов в мозге (Иуаказ et а1., 1980; Дыгало и др.,1986;Науменко,1988) Лелеющиеся в настоящий момент данные о длительной модификации кате-холаминовой системы после воздействия кортикостероидов в период раннего онтогенеза нешогочислепы и не позволяют выявить, з како.'г мери генетические факторы детерминирует этот ¡¡роцесо.С этой целью мы изучат активность тирозЕлгидроксп-лазы и содержание катехоламинов у взрослых мшей после введения кортикостерока их оеремешшы матеря?/!,а такае характер наследования чувствительности к гормону у гиорздов первого поко:

Активность тирозингидроксилазы у взрослых самцов мышей после введения кортикостерона их матерям во время беременности. Лади данные соответствуют имеющимся в литературе крайне немногочисленным сведениям других исследователей и свидетельствует о зависимости активности тирозингидроксилазы от преиаталшого гормонального воздействия у мышей (Табл.3).После пренатального введения кортикостерона активность тирозингидроксилазы изменилась у взрослых самцов мышей трех из четырех исследованных яа*ли линий.В стволе головного мозга после инъекций кортикостерона беременным катерам активность тирозингидроксилазы оыла повышена у взрослых

ЖИ20ТНЫХ ЛИНИИ ОБА В СОСТОЯНИИ ПОКОЯ И у ЖИВОТНЫХ линий СБА и С57ВЬ/6^ условиях эмоционального стресса.В гипоталамусе, после гормонального воздействия,она оыла снижена,по сравнению с контролем,у взрослых самцов линии Л/Не при эмоциональном стрессе и,вместе с тем,повышена у самцов лиши СБА как в

Таблица 3.

Активность тирозингвдроксилазы в мозге у взрослых потомков мышей после введения кс^тикостеро-на беременным матерям.

:Воздей-: Линия : ствие :" :на матьГ

Активность тирозингвдроксилазы, шюль/мин/мг бежа

Ствол мозга

Стриатум

Гипоталамус

Покой

Стресс

Покой

Стресс

Покой

Строес

I

ОЭ

контроль 13.7+1.0(23) 13.0+0.8(30)

Гормон 13.6+2.2(5) 16.3+3.6(5)

с вь Контроль 14.0+1.0(22) 13.4+1.5(19)

Гормон 16.3^3.5(7) 20.6+2.2(4)а

СВА Контроль 9.8+1.2(22) 9.8+0.9(20)

Гормон 15.2+2.0(9)а 15.5+1.9(8)а

А/Не КонтР°ль П-9+1.5(14) 12.4+1.5(13)

Гормон 13.2+2.2(8) 11.9+1.0(7)

64+8(20) 97+11(15)° 85+13(4) 101+11(5)

152+11(17)168+18(12) 120+Ю(б)аЮ7+ГО(6)а

65+4(28) 67+5(26) 67+7(9) 71+8(8)

70+7(14) 62+5(12) 66^13(7) 69+13(7)

19,

20,

II 13

15 25

II

15

,5+1.1(31) 20.

6+4.0(4) 26.

,9+1.2(19) 9.

2+2.6(5) 8.

.4+1.3(24) 15.

4+2.4(8)6 28,

,5+0.9(14) 15.

.4+2.0(8) 10,

0+1.0(30) 4+3.7(5)

9ч.1.0(15) 1+2.6(6)

1+1.1(27) 0+4.1(8)6

.9+1.0(12)° ,4+1.4(3)а,с

р<0.05, р<0.001 по сравнению с потомками интактных самок;

р<0.05 по сравнению с животными в состоянии покоя.

покое,так и при стрессе.Что касается стриатума.то введение гормона матери во время беременности сопровождалось снижением активности тирозингддроксилазы в зтой структуре в покое и при стрессе у взрослых животных линии С5?вь/ба.

Гормон изменял характер активации тирозингидроксилазы при стрессе у животных линии в сгриатутле ж линии А/Не в гипоталамусе.Если в контроле при эмоциональном стрессе активность фермента в этих структурах у них повышалась,то после лрена-тального гормонального воздействия активность тирозингидроксилазы на фоне стресса у линии т не отличись,а у животных лишги А/Не была даже сншсена по сравнению с особями в состоянии покоя.

Таким образом.действие кортикостерона на беременную мать вело к генотип-зависимым повышению активности тирозингидроксилазы в стволе мозга и снижению ее" в стриатуме у взрослых мшпей.На активность фермента в гипоталамусе гормон оказывал, в зависимости от наследственных особенностей животных, как с сталирующий, так и шгибирующий эффект.Различные эффекта кортикостерона на тирозингпдроксилазу в трех изученных областях мозга,очевидно,связаны с различиями в скорости созревания катехоламиновых нейронов в этих структурах ( Раевский,1985 ).

Механизм действия кортикостерона,по-видимому,связан с балансом стимулирующих и ингибирушшх эффектов,которые оказывают глюкокортикоида на развивающуюся катехоламиновую систему мозга.С одной стороны,кортикостероиды,как.катаболические гормоны, ингибируют синтез белка,процессы роста и деления клеток (меуег,1985).С другой стороны,действие глюкокортиковдов в раннем онтогенезе в качестве индукторов генетической активности приводит к повышению активности йндуцибельных ферментов и в их числе тирозингвдроксилазы (Магкеу et а1.,1982) на очень длительный период жизни.Баланс этих процессов.вероятно, определяется наследственными особенностями организма и таким об-* разом генотип опосредует гормональные модификации тирозингидроксилазы.

Зависимость активности тирозингидроксилазы от характера наследования чувствительности мышей к пренатальному введению кортикостерона. Поскольку в предыдущих экспериментах выявлен наследственный полиморфизм в чувствительности тирозингидрок-

сжлазы инбредных глшей к пренагальному действию глюкокортлко-идов.в дальнейшем представлялось целесообразным исследовать, как наследуется этот качественный признак (модифицируется иле нет активность тарозингздрокседазы в стволе мозга после действия гордана на мать) у гибрвдоз первого поколения.

Взрослые потомки ст скрещивания чувствительной к корткко-стерону линии СБА и нечувствительней А/Не после дрекатального введения гормона не отлаташаь но активности тнрозингвдрок-силазы от кнтак-пшх гпбрпдыгх ¡«.-.¡.шос (Рес.1).

+60/Ь

о 4-

ПГ

-iSlCtf-

0-

-б№ -СВА

• А/Но

Л 00"/О-

ли

БАЬЗ/с P1 C57BL/6J

Рис Л. Эффект прей энного вв^день-. кортжостерона на активность тирозлнгддрсксилазы в стволе мозга у взрослых мышей инбредякх линий и их гибридов в условиях покоя. Изменение активности фермента у потомков ыатереи,получавших кортшшетеров во время беременности,выражено в процентах от активности тирозингадроксилазы у потомков интактных ыатерей.Данные по прямым и обратные гибридам объединены.

й р<0.05 по сравнению с потомками интактных самок.

В другой гибридной комбинации,при скрещивании животных чувствительной к гормону линии balb/c и нечувствительной c57Eb/6J потомки матерей,получавших во время беременности инъекции кор-тикостерона,имели повышенную, по сравнению с гибридными потомками интактных самок,активность тирозшгидроксилазы в стволе мозга в условиях покоя.

Следовательно,чувствительность тирозшгндроксилазы ствола мозга к пренатальному введению кортикостерона мс&ет как проявляться, так и не проявляться у гибрццных потомков: эффект зависит от сочетания взятых в скрещивание родительских линий.

Содержание катехолатянов у взрослых сакцоз гдглей посл>-! в»е-деш'.н ксртпкостооона их матерям во время беременности. р.ньек-щш корт2кост»рсна матери в последах® треть беременности заш длительные зз.т.к-лшя катехолаишсвой снетепы мезга у "П-лей {Табл. 4).Содеркаше корадргиалшш з результату пренакш— него введения хортдкостерона было повшено в состояния пекся у :г,:ноткых линии С57И1,н СБА в стволе ',:озга соответственно на 31;> I! 7С;в. Содержание до^акяиа з отраатуке у эзрсслшс са.хсз .:::ях; вв в дское после гормонального воздействия было на 4Зр вше,чем у г:отс:.*ксз интакигах самск.Повшгенясе содеряанго дочитана у них сохранялось и после змапскалькогс стресса.Сам цо себе,эмоциональный стресс не оказывал существенного влияния нп ссд-_'рзанге каи-ехолш-заов в кезге взрослых :шзот:их как в контроле, так и после Еоздв&тзга пертияеетерона.

Таким образом,зоздс.'Ьтзле ноотккостерока з аренатальнсм онтогенезе оглгизадо,!?-: вразЕло.стзздулируавщй эффект на накопление катехолгеяшоз ткашк глозга у взрослых илаей.

¡Леханизм поденного шонспена,очевидно,связгл с возде£сс?т$ глюкскортикоидоз в гзнний период развития на ферменты мотабо-лгег.'а катехойамЕксв.Дазвае насей работы свидетельствуй?,что изменение содерзанкя биогенного амина коает сопровождаться пз-пеисасем активности хироззягэдрогсспдазы, то есть его бпосште-за.Тг;:,пренатальное горнокадшое воздействие приводит к повышении содержания не: :'Дреналг'ла и аитизностн тпрозингпдрокскла-¿н в стволе мозга / короедах :.иией СЗА.Однако,в других случаях изменения содержания катехохампноз б .мозге взрослых потомков после воздействия кортпкостерсна не сопровождаются соответствующими изменения!,-и активности тирсзингидроксилазы. Наиболее вероятнш,1 объяснением наблюдаемого несоответствия является индукция иСили) подавление активности других ферментов метабо-лпзка катехолакинов гликохортахогдаип в период раннего онтогенеза (Рагуе а, Рагтс г, 1973; 0апс1М, Капице ,1974).

3. Ф у н к ц и я г и п о т а л а м о - г и л о ф и з а р -но-адренокортикальной системы у взрослых мышей после введения кортикостерона их матерям во время беременности.

Модификация в результате пренаталыюго воздействия гидро-

- П -

Таблица 4.

Содержание катехолапинов в мозге у взрослых; потомков мышей после введения кортикостерона беременным матерям.

Норадренаяин Да^омин

Линия Воздействие ствола мозга, стриатума,

на мать мкг/г мкг/г

Покой : Стресс Покой : Стресс

Контроль 0.59 + 0.02(11) 0.56 + 0.03(6) 5.4 + 0.4(13) 5.4 + 0.6(6)

¡)и Гормон о.ео + 0.02(5 ) 0.63 + 0.07(6) 7.7 + 0.9(4)** 7.5 + 0.6(5)*

С57В1/ SJ Контроль 0.51 + 0.02(7) 0.67 + 0.06(6) 8.6 + 0.9(12) 6.8 ± 1.1(9)

Гормон 0.67 + 0.04(6)** 0.64 + 0.02(0) 7.5 + 0.9(9) 6.4 + 1.2(6)

СБА Контроль 0.65 + 0.04(19) 0.С9 + 0.04(14) 8.3 ± 1.2(7) 9.1 + 1.0(6)

Гормон 1.15 + 0.03(5)** 1.01 + 0.08(5)** 9.и + 1.9(5) 7.2 + 0.6(5)

А/Не Контроль 0.42 + 0.04(6) 0.51 + 0.06(5) ' 7.0 + 1.0(6) 6.1 + 0.6(5)

Гормон 0.4С + 0.02(9) 0.45 + 0.02(7) 7.7 + 0.9(9) 6.2 + 0.-Ч5)

365 р<0.001, * р<0.05 по сравнению с потомками интактных самок.

кортизоном катехолшшгавой системы мозга крыс является одной из причин снижения у них реакции гипоталако-гипофизарно-ад-ренокортикальной системы на эмоциональный стрессор (Наумен-ко,Дыгало,1979).причем кодифицирующее действие гормона зависит от наследственных особенностей животных (Дыгало.Наумен-ко,1984).Поэтому при введении кортикостерона беременным матерям ш также исследовали состояние гипоталамо-гипофизарно-адренокортикалыюй системы у взрослых мышей.

Введение кортжостерона самкам мышей во время беременности сопровождалось повышением уровня кортжостерона в плазме крови более чем в 2.5 раза у взрослых потомков линии dd (Табл.5).Иззестно,что стресс у крысят в неонатальный период развития приводит к повышении базального уровня кортшсостерона в крсзи у взрослых крыс (HeaisserJ£o,MasIov3,1S85), ЧТО сзязано с нарушением становления функции гипоталамо-гипофи-зарно-адренокортикальной системы вскоре после роядения ап-вотного.Наши данные позволяют расширить границы критического периода чувствительности к глюкокортакоидам механизмов, участвующих в регуляции базального уровня кортикостероидов.Поскольку да вводили гормон на 16-2 и 18-й дни беременности,то нижней границей критического периода для становления этих механизмов следует считать,по крайней мере,18-й день беременности.

Как и у крыс (Дыгало,Наутленко,1984),в наших экспериментах введение гормона в последнюю треть беременности вызывало снижение реакции гшюталамо-гшо<|йзарно-адренокортикальноа системы на эмоциональный стрессор у взрослых мышей ОДНОГО 23 генотипов (линия C57B1/5J).

Следовательно,гнпоталамо-гилофизарно-адренокортикалъная система,по крайней мере.у 18-дневного плода узе становится чувствительной к воздействии кортикостерона на мать,что, в зависимости от наследственных факторов,мозет проявиться как в повышении базального уровня кортикостерона в плазме крови так и в снижении его прироста в ответ на эмоциональный стресс у взрослых мышей.

Поскольку катехоламиновая система мозга участвует в регуляции гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной системы (Шаляпина,Ракицкая,1979) .возникает вопрос о взаимосвязи гормо-

Тя/лвця 5.

Уровень кортжкостерона б юшзме крови у взрослш. гогокгоз лшшей после введения кортикостерона беременна:.- '.дтерям.

: Воздействие : Уровень кортикостерона.глкгь

Лзшия на мать : : Покой : Сц ;есе

Ш) Контроль Гормон 2.5 ± 0.3(12) 7.1 + 2.2(5)й П.5 13.4 г 1.4(5) ^ 0.9(5)

С57вь/ба Контроль Горлан 2.1 + 0.4(11) 1.2 ± 0.3(8) 15.4 9.0 ± 1.7(15) + 0.8(5)^

СБА Контроль Гормон 3.5 + 0.6(4) 4.3 + 0.4(5) 13.2 10.3' ± 0.4(3) ± 1.2(5)

А/Не Контроль Гормон 5.1 + 0.8(11) 3.9 + 0.4(8) 14.0 11.5 ~ 1.3(5) 1.6(5)

ь р<0.05, 335 р0.01 по сравнения с потошк&ма иатактнах самок.

налышх модификаций гшоталамо-гзшофизарно-адренопортикаль-ной системы и катехоламнновой системы мозга у мктай. После пренатального введений кортщшстерона наблюдалось снижение реакции гшюталачо-гипофпзарно-адренокортжкальной системы на эмоциональны! стрессор у мышей линии сзтвь/бз и тенденция к такому снижению у мышей линии СЕД (Табл. 6).У этих не гизот-•ных было модифицировано содеркание нородреналина к активность тирозингЕдроксилазы в месте сосредоточения норэдренер-гических нерикараонов - стволе козга.Известно.что устойчивость животных к стрессу коррелирует с изменение!; уровня норадреналина в мозге при стрессе (Анохина и др.,1985). Поскольку в основе снЕаения реакции гипотадако-гипофизарно-ад-ренокортЕкальноЁ системы у взрослых крыс после пренатальных инъекций ГЕдрокортизояа лезшт нарушение именно норадренерхи-ческих механизмов головного мозга (Науыенко.Днгало,1979), то изменения,наблвдавлшеся после пренатального введения корти-костерона в катехоламнновой системе мозга у взрослых" кашей линий С57ВЬ/6|1к СВА,пснввдимому,яБлазтся одной из причин снижения у ких реакции гипоталамо-гипофизарно-адренокорти-кальной сжстегш на эмоциональный стрессор.

Таив* образом,активность тирозинггдроксилазы в мозге - 14 -

Таблица 6.

¡Сатехолашяовая система мозга к гипотадако-гипофизарно-адре-нскортикал1кая система у взрослых потомков wiltc2 после введения кортпксстерова беременным матерям.

Линии ккзе5

Пар:^.:зтр DD :C57BL/f: CEA : A/He

Активность тпвозЕНГЕдроксклазы

в стволе мозга 0 (*) ♦ (♦) 0

Активность тпрозкнглдроксилазн

з стрпатуме 0 1(4) 0 0

Активность тирозингидрсксЕлазы

в гипоталамусе 0 0 M) (1)

Содержание норадреналина в

стволе мозга О ♦ t(t) 0

Содержание дофамина в

стриатуме М) 0 0 0

Уровень кортикостерона в

плазме кровк t if) 0 0

Примечание:

О - отсутствие эффекта лренатального введения кортикосте-

рона на потомство, il- наличие статистически значимого (р<0.'05) эффекта в условиях покоя,

(t) (f) - наличие статистически значимого (р<0.05) эффекта в условиях эмоционального стресса.

взрослых мышей может изменяться при эмоциональном стрессе и воздействии кортикостероном на мать з пренатальный период развития.Функциональные и модификационные изменения активности фермента зависят от наследственных факторов.

ВЫВОДЫ

1. 3 головном мозге мышей на активность ключевого фермента биосинтеза катехоламинов - тирозингццроксилазы в условиях покоя и при эмоциональном стрессе существенное влияние оказывает генотип животного.

2. При остром эмоциональном стрессе в гипоталамусе {аллей

_ J5 _

активность тирозкнгдцроксилазы повышается ели понижается в зависимости от генотипа.В стволе мозга при этом активность фермента изменяется незначительно.

3. Введение кортикостерона Еа 16 и 18 дни беременности мышей сопровождается длительной генотип-зависимой модпликащгей функции гидоталамо-гипофизарно-адренокортикальной системы. и катехоламиновой системы мозга потомков.

4. Введение кортикостерона беременной матери приводит, в зависимости от генотипа животного,к повышению базального уровня кортЕяостероидов в плазме периферической крови или к скн-кенш реакции гшоталамо-гипофнзариа-адренокортикадьной системы на эмоциональный стрессор у взрослых потомков.

5. Нарушение баланса глшокорткковдов во время беременности в завЕсьмоотг. от линии кквотных сопровождается у взрослых потомков повышением в покое и яри эмоциональном стрессе акишно-сти ткрозингвдроксилазы в стволе мозга и снигениеы её активности в стриатуме.На базалънув и стрессорнув активность ткрсзин-гкдроксилазы в гипоталамусе пренатально вводимый коргккостерон шкет оказывать как симулирующий,так и ингибирующий эффект.

6. Повышенная концентрация кортикостерона в период эмбриогенеза у хквогашс некоторых генотипов вызывает длительные изменения содержания катехоламиаов в мозге.При этой у взрослых потомков в покое к при эмоциональном стрессе имеет место, по сравнению с интантннмн животными,повышенна содержания корад-рек&дина в стволе мозга и дофамина в стркатуме,

7. СПОСОбНОСТЬ ТИрОЗЕЫГИДрОКСЕЛаЗЫ К Гормональной 1.ЮДК:.'Ц-кацки в раннем онтогенезе проявляется или не проявляется у гибридов первого поколения в зависимости от взяты;-: з скрещивание родительских линий.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации:

1. мдиа Н.С. Активность тирозингдцроксилазы в головном мозге шшей пибредных лвней при стрессе // «атериалы краевой конференции "Здоровье человека в Сибири".-Красноярск , Iä8ü.-C.78~79.

г. Дыгало H.H. Лдин Н.С. Наследственная предрасиоло;,:ен-носаь оиосинтеза катехойамшов мозга к поврездащему де..ст-

вию кортнкос теровдов в пержод внутриутробного развития // Материалы Всесоюзной конференции "Эндокринная система организма и факторы внешней среды".-!.,1987.-С.68.

3. ¡Один Н.С..Дыгало Н.Н. Активность тжрозянгидроксилазы в гипоталамусе и стволе головного мозга мышей инбредннх линий // Изв. СО АН СССР.-1988.S,Сер.биол.наук.-Вып.I. -С.I27-I3I.

4. Шин Н.С. .Дыгало S.H. Эмоджональное поведение и активность биосинтеза катехоламинов в головном мозге мышей ннбред-ных линий и их гибридов // Материалы Всесоюзной конференции "Медиаторы и поведение".-Новосибврск,1988.-C.II9-I20.

5. Кдин Н.С..Дыгало Н.Н. Последствия действия кортикостеро-на в эмбриогенезе на активность тирозингвдроксилазы мозга взрослых мышей жнбредных ланий и их гибридов // Материалы Международного совещания "Онтогенетические и генетнко-эволюцион-ные аспекты нейроэндокринной регуляции стресса".-Новосибирск, 1988.-С.206-207.

6. Юдин Н.С. Пренатальный стресс изменяет характер наследования признака,связанного с устойчивостью к стрессу // Изв. СО Ж СССР.-1989.-Вып.2.-С.26.

К)дин Н.С. О роли наследственных факторов в этиологии нарушений катехоламшовой системы мозга после пренатального стресса // Материалы Всесоюзной конференции "Актуальные проблемы медицинской эмбриологии".-Иркутск,1988.-С.69-70.

8. Каин Н.С. .Дыгало Н.Н. .Науменко Е.В. Норадреналин и активность тирозингвдроксилазы мозга у мышей с наследственными и моднфикационными особенностями функции медиаторной системы // Материалы Всесоюзной конференция "Физиология и биохимия медиа-торных процессов".-М. Д990.-С.336.

9. Дыгало Н.Н..Кджн Н.С..Калинина Т.С..Науменко Е.В. Гене-тико-физиологкческие механизмы гормональной модификации стрес-сорной реактивности // Онтогенетические ж генетико-эволхцион-ные аспекты нейроэндокринной регуляция стресса.-Новоснбирск, 1990.-С.136-147.

10. Sygalo К. И. .Yudin К. S, .Нашаепко В. Y. Rôle of genetic factors in hormonal modification of toain catecholaminergic activity // Stress.Netirochemical and humoral mechaniams.Ed. Ъу G.S.Van loon.E.Kvetnanaky.E.MoCarty,J.Axelrod.Gordon and Beach Science ïublishers.-ïi.ï. ,1 989.-P.227-234.