Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Гормональная регуляция репродуктивной функции при воздействии неблагоприятных факторов внешней среды

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Гормональная регуляция репродуктивной функции при воздействии неблагоприятных факторов внешней среды"

РОСИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

ИНСТИТУТ ЭВОЛЮЦИОННОЙ ФИЗИОЛОГИИ И БИОХИМИИ им. И.М.СЕЧЕНОВА

На правах рукописи

СТЕПАНОВ Михаил Григорьевич

ГОРМОНАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ РЕПРОДУКТИВНОЙ ФУНКЦИИ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ

ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

03.00.13 - Физиология человека и животных

Санкт-Петербург 1996 г.

Работа выполнена в Институте акушерства и гинекологии им. Д.О.Отта РАМН. Научный консультант доктор медицинских наук, профессор Потин В.В.

Официальные оппоненты:

1. Член-корреспондент РАН, доктор биологических наук,

профессор А.Л.Поленов

2. Доктор медицинских наук, профессор В.Г.Шаляпина

3. Доктор медицинских наук Е.К.Комаров

Ведущая организация: Всероссийский эндокринологический научный центр РАМН

Защита состоится "_"_1996 года в "_"

часов на заседании специализированного совета . Д002.89.01 по защите диссертаций на соисканте ученой степени доктора биологических наук при Институте эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН (194223, Санкт-Петербург, пр. Мориса Тореза, 44).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института эволюционной физиологии и биохимии им. И.М.Сеченова РАН.

Автореферат разослан "_"_1996 года.

Ученый секретарь специализированного совета доктор биологических наук, профессор М.Н.Маслова

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Проблема гормональной регуляции репродуктивной функции в настоящее время активно разрабатывается во многих отечественных и зарубежных коллективах [Карш, 1987; Баранникова и др., 1991; Бабичев, 1995]. Достигнуты значительные успехи в изучении центральной регуляции репродукции путем расшифровки механизмов передачи информации, включающих нервные стимулы, передаваемые медиаторами различной природы [Apfelbaum, 1987; Бабичев, 1995] . Изучены источники образования гонадолиберина в структурах мозга и пути его поступления в гипофиз [Hoffman et al., 1987]. Между тем многие аспекты регуляции половой функции, особенно на уровне гипоталамо-гипофизарного звена, остаются не изученными. Это касается регуляции секреции и транспорта гонадолиберина через нейрогемальные органы, особенно через сосудистый орган концевой пластинки, роли ингибиторов и стимуляторов этого процесса, реакции гипофиза на различные стимулирующие и тормозные влияния, различий в регуляции репродуктивной функции у самок и самцов. В настоящее время большая роль отводится влиянию различных биоритмов на физиологические функции, в том числе и на функцию эндокринной системы [Дедов И.И., Дедов В.И., 1992]. Однако изучение роли циркадианных колебаний различных нейромедиаторов в центральной нервной системе, принимающих участие в регуляции половой функции у самок и самцов, еще только начинается.

Поскольку половые стероиды в женском и мужском организмах продуцируются не только гонадами, но и корой надпочечников, необходимо уточнить роль каждого из этих звеньев в общей продукции отдельных гормонов, найти адекватные подходы к решению этого вопроса. Поэтому в настоящем исследовании значительная часть работы посвящена изучению различных физиологических закономерностей в регуляции функции репродуктивной системы самок и самцов.

Во второй части работы многие из этих выявленных закономерностей применены для оценки механизма нарушения репродуктивной функции под действием химических и физических факторов внешней среды.

В настоящее время ухудшение экологической обстановки на земном шаре приняло глобальный характер. Воздействию активных загрязнителей окружающей среды подвергаются не только люди, работающие с этими ксенобиотиками на производстве, но и жители окружающих районов, животные и растения. Повреждающее действие на биологические объекты, в том числе и на человека, оказывают не только химические, но и физические факторы - ионизирующая и неионизирующая радиация, электромагнитные поля [Каляда, 1990; Анисимов, 1995].

Репродуктивная система является одной из наиболее чувствительных систем организма к воздействию неблагоприятных факторов внешней среды. По мнению ряда авторов именно

репродуктивная функция страдает раньше других систем, поэтому они предлагают использовать изучение гормональной функции семенников у мужчин как критерий неблагоприятных влияний и прогноза профессиональных заболеваний [Зельцер и др., 1991]. Другие исследователи предлагают использовать в этом аспекте действие ксенобиотиков на женскую репродуктивную систему, особенно при беременности [Бонашевская и др., 1991; Васильковский и др., 1991]. Э.К.Айламазян [1991] предлагает выделить даже особую отрасль науки - экологическую репродуктологию. Имеются многочисленные клинические наблюдения, свидетельствующие о нарушении менструального цикла, секреции половых стероидов, гонадотропных гормонов, пролактина у женщин, работающих в присутствии паров бензина, формальдегида, метилметакрилата, стирола, бензола и других органических веществ [Кошелева и др., 1980; Бескровная и др., 1977, 1987; Баласанян, 1989, .1991]. Сложность организации репродуктивной функции, включающей центрально-нервное, гипофизарное, гонадное звенья и систему органов-мишеней половых гормонов делает ее особенно уязвимой для действия неблагоприятных производственных и-других экологических воздействий. Однако доказать первичное место действия ксенобиотиков или физических факторов очень трудно, так как в патологический процесс вовлекается, как правило, вся система. Для выявления первичного места повреждения требуются специальные приемы, применение различных функциональных проб.

Особое внимание следует обращать на самые начальные стадии отклонения физиологических функций, которые возникают как первичный ответ системы и носят функциональный, а не органический характер. Среди таких отклонений можно отметить нарушение биоритмов как одной из наиболее чувствительных функций живого организма. Так, нарушение нормальной циркадной ритмики секреции глюкокортикоидных гормонов описано при стрессе, нарушении становления этой функции в онтогенезе [Лурье и др., 1987, 1991]. Значение биоритмов в функции репродуктивной системы изучено еще очень мало.

При изучении нарушений, вызываемых ксенобиотиками, мы применяли их в дозах, находящихся ниже порога хронического воздействия (Lim^,, определяемого по общетоксикологическим показателям. На основании детальной оценки гипоталамо-гипофизарно-гонадного звеньев, характера реакции органов-мишеней на действие половых гормонов мы пытались выявить общие и специфические черты в действии изученных экологических факторов. Многие аспекты, выявленные в результате изучения влияния ксенобиотиков, помогли глубже понять механизмы, лежащие в основе регуляции репродуктивной функции.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы явилось изучение регуляции репродукции: ее центрального

звена (секреция гонадолиберина через различные нейрогемальные органы, реакция гонадотропов на стимулирующие воздействия) и периферических звеньев (гонад и органов-мишеней половых стероидов) в норме и под влиянием неблагоприятных факторов внешней среды. В связи с эти м были поставлены следующие задачи.

1. Изучить распределение гонадолиберина и инактивирующих его факторов в различных отделах гипоталамуса крыс, действие половых гормонов (эстрадиола и прогестерона) и антигормонов (аминостимила) на регуляцию его продукции и выделения через различные нейрогемальные органы.'

2. Изучить наличие циркадианных ритмов содержания гонадолиберина в различных отделах гипоталамуса самок и самцов крыс.

3. Изучить секрецию гонадотропинов гипофизом в опытах in vitro и влияние на нее гипоталамических факторов, содержащихся в срединном возвышении самок и самцов крыс.

4. Изучить в опытах in vitro соотношение продукции половых стероидов гонадами и надпочечниками самок и самцов крыс.

5. Изучить влияние хронической ингаляции малых доз ароматических углеводородов (толуола, бензола, стирола), диоксана, метилметакрилата, формальдегида, а также воздействия ацетата свинца у самок крыс на содержание гонадолиберина в различных отделах гипоталамуса, его биоритм, изменение циклической секреции гонадотропинов, пролактина в базальных условиях и под влиянием функциональных проб (стрессорное воздействие, введение эстрадиола, хорионического гонадотропина).

6. Изучить секрецию половых стероидов и их рецепцию в матке у небеременных и беременных крыс при хроническом воздействии малых доз ряда ксенобиотиков (толуола, стирола, бензола, диоксана, метилметакрилата, ацетата свинца, гексахлорана, 2, 4-дихлорфеноксиуксусной кислоты).

7. Изучить секрецию гонадолиберина, гонадотропинов, половых стероидов и их рецепторов в матке самок крыс под влиянием хронической ингаляции метилметакрилата и формальдегида.

Свяэь исследований с планом НИР. Диссертационное исследование проведено в соответствии с планом научно-исследовательских работ Института акушерства и гинекологии им. Д.О.Отта РАМН по теме: "Экспериментальное моделирование комплексного воздействия неблагоприятных факторов внешней среды малой интенсивности на репродуктивную систему", а также в соответствии с договорами о творчёском сотрудничестве с Институтом физиологии им. И.П.Павлова РАН.

Научная новизна. В работе впервые показано наличие резко выраженных циркадианных ритмов уровня гонадолиберина в сосудистом органе концевой пластинки у самок с

минимальными концентрациями утром и увеличением их в 10-15 раз после полудня. У самцов этого ритма нет, половые различия регуляции секреции гонадолиберина через сосудистый орган концевой пластинки были подтверждены в опытах с хирургической деафферентацией медиобазального

гипоталамуса. При одинаково резком падении уровня гонадолиберина в срединном возвышении выявлена разная динамика его концентрации в сосудистом органе концевой пластинки, резкая активация секреции ЛГ у самцов и ее падение у самок. На основании этих данных впервые выдвинуто представление о роли сосудистого органа концевой пластинки как важного органа, осуществляющего быстрое выделение гонадолиберина с соответствующим пиком секреции ЛГ у самок и самцов. Установлено,- что регуляция этого процесса различна у животных разного пола.

Впервые показано широкое распространение пептидаз, инактивирующих гонадолиберин, в гипоталамусе самок крыс и увеличение их активности под влиянием эстрадиола.

Впервые установлено наличие в срединном возвышении самцов факторов, ингибирующих секрецию ЛГ гипофизом, и отсутствие таких факторов у самок.

В опытах с инкубацией гонад и надпочечников in vitro показано, что у самок крыс 2/3, а у самцов почти весь прогестерон образуется в коре надпочечников, а гонады вносят небольшой вклад в его продукцию в организме. Показано, что значительно более информативным показателем продукции половых гормонов в организме самок является изучение их продукции в инкубатах яичников, чем в крови.

Впервые установлено, что у самок крыс увеличение массы матки обеспечивается всем спектром анаболических гормонов яичника - эстрогенов (эстрадиол, эстрон) и андрогенов (тестостерон, андростендион), уровень продукции которых яичниками резко возрастает в проэструсе. Кроме того, существует базальный уровень массы матки, который регулируется другими влияниями не через рецепторный аппарат половых стероидов, что было показано в опытах с аминостимилом.

При изучении воздействия экологически

неблагоприятных факторов на репродуктивную функцию впервые было установлено, что многие вещества различной химической природы (ароматические углеводороды, диоксан, свинец) в концентрациях ниже порога общетоксического действия обладают нейротропным эффектом, что приводит уже через короткие сроки воздействия к нарушению циркадианного ритма концентрации гонадолиберина в сосудистом органе концевой • пластинки, вызывая значительное его увеличение в утренние часы. Результатом этих ' воздействий является снижение базальной секреции ЛГ и ФСГ и в последующем продукции половых гормонов.- Таким же эффектом обладает "электромагнитное излучение радиочастотных диапазонов.

Другая группа ксенобиотиков (формальдегид,

летилметакрилат) в низких концентрациях не оказывает влияния на уровень гонадолиберина в сосудистом органе концевой пластинки, а обладает гонадотоксическим эффектом, /меньшая чувствительность яичников к гонадотропной стимуляции, что приводит к снижению секреции половых гормонов и вторичному повышению секреции гонадотропинов. Зпервые показано, что очень многие неблагоприятные экологические факторы приводят к изменению секреции лролактина, причем одни вызывают увеличение его уровня в крови (толуол, бензол, стирол), другие, наоборот, его снижение (диоксан), что, вероятно, связано с влиянием этих зеществ на различные механизмы центральной регуляции секреции пролактина.

Экологически вредные вещества, поступающие в организм 1ероральным путем (пестициды, гербициды), наряду с ронадотоксическим эффектом, снижающим продукцию половых гормонов яичниками, приводят к ослаблению процессов их «активации, что, несмотря на снижение биосинтеза половых сормонов гонадами, увеличивает их концентрацию в крови, "¡оказано, что одним из ранних признаков неблагоприятного зоздействия экологически вредных факторов является крушение корреляционных связей в рразличных звеньях регуляции репродукции.

Теоретическое и практическое значение работы. Теоретическое значение работы состоит в углублении 1редставлений о значении различных звеньев регуляции репродукции у самок и самцов в физиологических условиях, в 1астности, регуляции секреции гонадолиберина через различные нейрогемальные органы, регуляции секреции сонадотропинов гипофизом, и выявлении ранних нарушений ззаимоотношений между ними под воздействием неблагоприятных экологических факторов.

Зыделены три типа воздействия различных ксенобиотиков и физических факторов - нейротоксический, гонадотоксический <1 гепатотоксический, что позволяет разработать подходы к нейтрализации этих явлений.

Практическое значение имеют и выявленные нами ранние 1ризнаки доклинических проявлений воздействия повреждающих факторов, к которым прежде всего относятся нарушение корреляционных связей между различными показателями 1родукции гормонов, нарушение биоритмов их секреции, изменение уровня пролактина в крови. Поскольку эти явления наблюдаются при концентрациях ксенобиотиков, находящихся на фовне предельно допустимых, полученные данные могут быть использованы при пересмотре существующих нормативных юказателей, а разработанные методы могут быть применены 1ри гигиеническом нормировании других неблагоприятных зоздействий.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Концентрация гонадолиберина■в сосудистом органе

концевой пластинки у самок крыс имеет ярко выраженный циркадиакный ритм с минимумом в утренние часы и максимумом в послеполуденные часы. Механизм регуляции выделения гонадолиберина через сосудистый орган концевой пластинки у самок и самцов различен.

2. Продукция■ гонадолиберина в гонадолиберинерги-ческих нейронах и выделение его из соответствующих терминалей регулируется разными воздействиями.

3. В регуляции выделения секреции ЛГ гипофизом у самцов крыс, помимо гонадолиберина, участвуют ингибирующие факторы, поступающие из срединного возвышения.

4. Рост матки крыс стимулируют природные анаболические стероиды не только эстрогенного, но и андрогенного ряда, при этом наиболее активны эстрадиол и тестостерон, менее выраженным влиянием обладают эстрон и андростендион.

5. Ксенобиотики, обладающие нейротоксическим эффектом, в первую очередь нарушают циркадианные ритмы содержания гонадолиберина в сосудистом органе концевой пластинки, а затем и секрецию гонадотропинов гипофизом. Ксенобиотики, имеющие выраженное гонадотоксическое действие, таким влиянием не обладают, но в первую очередь снижают чувствительность гонад к эндогенной и экзогенной гонадотропной стимуляции.

6. Нарушение секреции пролактина (увеличение или снижение по сравнению с нормой) является частым и ранним признаком неблагоприятного воздействия экологических факторов на организм.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на III (Самарканд, 1987) и IV (Иваново, 1991) Всесоюзных конференциях "Эндокринная система организма и вредные факторы окружающей среды", на III Всесоюзной конференции по нейроэндокринологии (Харьков, 1988), на IV Всесоюзном Съезде эндокринологов (Ташкент, 1989), на III Республиканской конференции андрологов Грузии (Телави, 1990), на региональной научно-практической конференции "Здоровье матери и ребенка. Экологические проблемы" (Свердловск, 1990), на региональной конференции Северозападного региона по экологии (Ленинград, 1990), на II Всероссийском съезде эндокринологов (Челябинск, 1991), на конференции "Медико-социальные и правовые аспекты охраны материнства и - детства" (Екатеринбург, 1992), на международном - симпозиуме по исследованию электромагнитной совместимости (Санкт-Петербург, 1993), на XX-XXII ежегодных научных сессиях Института акушерства и гинекологии им. Д.О.Отта РАМН (Санкт-Петербург, 1991-1993), на XV конференции Международного общества нейрохимиков (Киото, 1995) . '

Структура "диссертации. Диссертация изложена на 244 страницах машинописи, состоит из введения, обзора

литературы, описания материалов и методов исследования, двух разделов, отражающих собственные результаты о физиологических особенностях регуляции репродукции самок и самцов крыс и их изменение под влиянием неблагоприятных факторов внешней среды, общего заключения, выводов и списка использованной литературы. Последний включает 165 источника на русском языке и 215 на иностранных языках. Работа иллюстрирована 27 таблицами и 27 рисунками.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Эксперименты проводили на белых крысах линии Вистар из питомника "Рапполово" РАМН. Животные содержались в условиях вивария на стандартном рационе. При изучении физиологических закономерностей каждая экспериментальная и контрольная группы состояли из 5-20 животных.

При исследовании воздействия летучих органических зеществ на репродуктивную функцию животных помещали в затравочные камеры по 4 часа в день в течение 1-4 месяцев по 5 дней в неделю. Концентрацию ксенобиотиков поддерживали ла уровне предельно допустимой концентрации (ПДК), установленной гигиенистами для воздуха рабочей зоны предприятий, и на порядок ее превышающей - на уровне порога хронического воздействия, установленного по общетоксическим показателям. Дозировку осуществляли весовым методом. Кивотных контрольной группы помещали в такие же камеры, но Зез подачи в них ксенобиотиков. После каждого сеанса затравки животных возвращали в виварий.

При исследовании воздействия свинца животным вводили ацетат свинца подкожно в область бедра в дозе 25 мг/кг массы гела (1/10 среднесмертельной дозы) в течение 1 месяца по 5 цней в неделю, а также в дозе 0.07 мг/кг массы тела в течение 5 месяцев в том же режиме. Влияние пестицида гексахлорана и гербицида 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-Д) изучали при пероральном их введении ежедневно по 5 иней в неделю в течение 3 и 2 месяцев соответственно. Дозировка составляла 1 и 10 мг/кг массы тела животных для гексахлорана, 1 и 12 мг/кг для 2,4 Д. Животные при этом содержались в условиях вивария.

Исследование воздействия электромагнитных полей проводилось совместно с НИИ гигиены труда и профзаболеваний. Облучение животных проводили в специальных камерах, позволяющих изменять частоту, напряженность и характер (непрерывный или прерывистый) электромагнитного поля, по 1-4 часа в день по 5 дней в неделю. Длительность эксперимента составляла от 1 до 4 месяцев.

Количество крыс в группе, соответствующей каждой цозе и каждому сроку воздействия, составляло 20-40 кивотных.

Выделение различных отделов гипоталамуса проводилось Э.А.Даниловой, как это описано в работе Савченко и др. [1979].

Содержание гонадолиберина в гипоталамических

структурах определяли радиоиммунологическим методом [Бакалкин и др., 1976]. Меченый 1251 препарат гонадолиберина получали от фирмы ЫЕИ (США.) . Для определения гонадотропинов у крыс использовали специфические для этого вида животных иммунологические системы, предоставленные Национальным институтом здравоохранения (Бетезда, США) . Специфическая иммунологическая система для определения пролактина в крови у крыс была получена из Института экспериментальной эндокринологии и химии гормонов [Абрамова, Федотов, 1982]. Определение стероидных гормонов в сыворотке крови проводили радиоиммунологическими методами с использованием антисывороток, полученных в Институте физиологии им. И.П.Павлова РАН [Морозов и др. 1988; Савченко и др. 1993].■

Рецепторы эстрогенов и прогестерона в цитозольной и ядерной фракциях матки крыс определяли радиолигандным методом, используя насыщающие концентрации меченого стероида [Секретарева и др., 1988].

Для количественной характеристики исследуемых параметров использовались расчеты средней арифметической (М) и ее ошибки (т) . Для оценки достоверности различий использовали критерий t Стьюдента. Для выяснения взаимосвязи между различными параметрами использовали корреляционный анализ. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Регуляция гипоталамо-гипофизарных взаимоотношений у самок и самцов в физиологических условиях Изучение активности пептидаз, разрушающих гонадолиберин, проводилось путем определения уровня нейрогормона до и после инкубации экстрактов из различных областей гипоталамуса при 37°С в течение 24 час. Наибольший уровень пептидазной активности выявлен в преоптической области (включая сосудистый орган концевой пластинки), ретрохиазматической области (снижение уровня гонадолиберина в 3 раза), меньший - в аркуатных ядрах и срединном возвышении (снижение в 2 раза). Введение 10 мкг эстрадиола бензоата приводило через сутки к увеличению исходного содержания гонадолиберина в преоптической области с .0.б±0.01 до 2.0±0.5 нг/фрагмент, в аркуатных ядрах с 2.1±0.35 до 4.5±0.95 нг/фрагмент, в срединном возвышении с 2.36±0.49 до 6.1±0.59 нг/фрагмент; пептидазная активность при этом также возрастала в преоптической области и ядрах переднего гипоталамуса в 10-12 раз, в срединном возвышении и аркуатных ядрах •*- в 5.4 раза.

Однократное цведение физиологической дозы эстрадиола (1 мкг) интактным крысам приводило через 1-2 часа к снижению содержания ЛГ в крови (отрицательная фаза механизма обратной связи), а через 4 часа выявлялся подъем уровня ЛГ в крови в 10 раз (положительная фаза механизма обратной связи) . При изучении содержания ФСГ в крови не отмечено отрицательной фазы обратной связи, а подъем

концентрации ФСГ в крови через 4-6 часов достигал всего 2-3-кратного уровня.

Овариэктомия приводила к резкому возрастанию содержания ФСГ в крови и несколько меньшему - ЛГ. Введение эстрадиола таким животным в дозе 1 мкг в течение 7 дней вызывало снижение уровня ЛГ в крови в 3 раза, а содержание ФСГ при этом уменьшалось лишь на четверть и еще в 5 раз превышало норму. Следовательно, эстрадиол более существенное- влияние оказывает на секрецию ЛГ по механизму как положительной (что совпадает с увеличением секреции гонадолиберина), так и отрицательной обратной связи. Для регуляции секреции ФСГ влияние эстрадиола не является решающим, а основное действие оказывают другие факторы.

Аминостимил - синтетический препарат из группы ацилгидразидов - ранее относили к антиэстрогенам. По нашим данным у овариэктомированных крыс он дополнительно снижал массу матки, но не препятствовал стимулирующему действию эстрадиола на этот показатель, а также не снимал подавляющее действие эстрадиола на секрецию ЛГ и ФСГ. В опытах на интактных самках и самцах аминостимил не влиял на синтез гонадолиберина в преоптической области, но вызывал торможение его выделения через терминали нейрогемальных органов, так как содержание гонадолиберина в них возрастало при одновременном достоверном снижении уровня ЛГ в крови. Так, у самок в диэструсе без введения аминостимила уровень ЛГ в крови составлял 6.7±2.0 нг/мл, а через 3 часа после введения аминостимила 2'. 9±0.6 7 нг/мл. Соответствующие величины у самцов составляли 2.7±0.15 и 1.910.27 нг/мл.

При изучении суточных колебаний уровня гонадолиберина в различных отделах гипоталамуса выявлен четкий циркадианный ритм в сосудистом органе концевой пластинки у самок с увеличением его уровня в 16-18 час на порядок по сравнению с величинами в 10-12 час и отсутствие такого ритма у самцов (рис. 1).

При полной хирургической деафферентации медиобазального гипоталамуса от переднего гипталамуса и преоптической области у самок и самцов имело место одинаково резко выраженное падение содержания гонадолиберина в аркуатных ядрах и срединном возвышении. Это сопровождалось значительным падением концентрации ФСГ в крови. Однако динамика уровня гонадолиберина в сосудистом органе концевой пластинки была разнонаправленной - у самок увеличение, у самцов снижение. При этом столь же противоположно было изменение уровня ЛГ в крови - у самок снижение, у самцов увеличение в 3 раза (рис. 2).

Анализируя данные о циркадианном ритме колебаний гонадолиберина в сосудистом органе концевой пластинки и его динамику после деафферентации у самок и самцов, мы пришли к заключению, что в базальных условиях секреция гонадолиберина через сосудистый орган' концевой пластинки у

123456789

Рис. 1. Суточная динамика содержания гонадолиберина в гипоталамусе самок и самцов крыс, нг/фрагмент. 1,4,7 -сосудистый орган концевой пластинки, 2,5,8 - преоптическая область, 3,6,9 - срединное возвышение. Заштрихованные столбики - утренний уровень (10-12 ч), белые - вечерний (16Т18 ч) . Р<С<001 •

Рис. 2. Сравнительные изменения уровней гонадолиберина , проценты, в гипоталамусе и гонадотропинов в крови после деафферентации медиобазального гипоталамуса у самок и самцов. За 100% приняты соответствующие величины у интактных животных. 1 -сосудистый орган концевой пластинки, 2- срединное возвышение, 3 - ЛГ, 4 - ФСГ. Заштрихованные столбики - самки. Белые - самцы.

животных обоего пола заблокирована действием тормозных медиаторов, которые, однако, по-разному влияют у самцов и самок. Вечерний подъем уровня гонадолиберина в сосудистом органе концевой пластинки у самок объясняется ослаблением этих тормозных воздействий, что приводит к увеличению его секреции через этот орган и коррелирует с вечерним подъемом содержания ЛГ в крови. Деафферентация медиобазального гипоталамуса у самцов также, по-видимому, снимает блокаду выделения гонадолиберина через сосудистый орган концевой пластинки, что и ведет к резкому увеличению уровня ЛГ в крови. Таким образом, по нашему мнению, активное включение секреции гонадолиберина через сосудистый орган концевой пластинки необходимо для обеспечения быстрого и резкого подъема секреции ЛГ. В опытах с инкубацией гипофизов in vitro показано, что добавление экстрактов срединного возвышения из гипоталамусов самцов не приводило к изменению секреции ФСГ, но снижало секрецию ЛГ у самок (с 63±11 до 30±12 нг/мл) и у самцов (с 4б±5 до 21±4 нг/мл). Экстракт же срединного возвышения из гипоталамусов самок таким действием не обладал. Это говорит о наличии в гипоталамусе самцов каких-то ингибиторов, ослабляющих секрецию ЛГ,-но не ФСГ, у самок таких ингибиторов не выявлено.

Изучение секреции половых гормонов у самок и самцов

в Физиологических условиях

Поскольку половые гормоны в организме синтезируются не только гонадами, но и надпочечниками, мы оценили вклад каждой из этих желез в общий пул гормонов, образующихся в организме, в опытах с инкубацией этих стероидпродуцирующих желез in vitro. Показано, что у самок от половины до 2/3 прогестерона происходит из надпочечников (соотношение величин продукции гормона гонадами и надпочечниками в разные фазы эстральног.о цикла колеблется от 0.36 до 0.52). У самцов же этот показатель составляет 0.18, то есть почти весь прогестерон образуется в коре надпочечников.

Активные половые гормоны эстрадиол и тестостерон образуются соответственно в яичниках (особенно в стадию проэструса) и семенниках. Слабый эстроген эстрон у самок в сопоставимых количествах образуется в надпочечниках и гонадах. Соотношение уровня продукции эстрона в гонадах к таковому в надпочечниках составляет 0.63-1.02. Секреция слабого андрогена андростендиона у самок и самцов хотя и имеет место в довольно значительных количествах в надпочечниках, но все же преобладает в гонадах (в 4 раза больше, чем в надпочечниках). Если секреция тестостерона яичниками даже в стадию проэструса (0.600±0.117 нг/железу/2 час) значительно ниже, чем семенниками (2.98±0.35 нг/железу/2 час), то продукция слабого андрогена андростендиона у самок (1.6±0.36 нг/железу/2 час) даже выше, чем у самцов (0.62±0.06 нг/железу/2 час).

Динамика продукции половых гормонов при изучении их содержания в инкубатах яичников выражена значительно ярче, чем

при определении их уровня в крови. Так, секреция эстрадиола яичниками увеличивалась с 0.3б±0.0б нг/железу/2 час в диэструсе до 2.07±0.30 нг/железу/2 час в проэструсе, соответственно эстрона с 0.087±0.011 до 0.237±0.014 нг/железу/2 час, тестостерона с 0.082±0.013 до 0.600±0.117 нг/железу/2 час, андростендиона с 0.610±0.073 до 1.60±0.36 нг/железу/2 час. Влияние неблагоприятных факторов внешней среды на гипоталамо-гипофизарные взаимоотношения Нами изучено влияние хронической ингаляции ряда , ксенобиотиков (толуол, бензол, стирол, диоксан, метилметакрилат, формальдегид) в течение 1-4 месяцев. При этом дозировки каждого из этих веществ находились на уровне предельно допустимых концентраций (ПДК) по гигиеническим нормативам и в 10 раз выше ПДК, то есть на пороге хронического воздействия (Lim,.,,) .' Кроме того, мы изучили влияние хронического ' подкожного введения ацетата свинца в низкой дозе, сопоставимой с реально существующими величинами загрязнений на соответствующих производствах (0.07 мг/кг массы тела) на протяжении 5 месяцев, и высокой дозы, равной 1/10 среднесмертельной (25 мг/кг массы тела) в течение 1 месяца.

Наиболее ранней реакцией гипоталамического звена на воздействие очень многих ксенобиотиков является нарушение циркадианного ритма секреции гонадолиберина, что выражается в подъеме уровня нейрогормона в сосудистом органе концевой пластинки в утренние часы (рис. 3). Это увеличение выявляется

1 2 3 4 5 6 7

рис. 3. Влияние * ксенобиотиков на утренний уровень гонадолиберина в преоптической области гипоталамуса самок крыс, проценты. За 100% принят уровень в контроле. 1 - толуол, 2 -диоксан, 3 - свинец, 4 - стирол, 5 - бензол, б метилметакрилат, 7 - формальдегид. — П'Йк! ' [Ц] — 10 П й /<.

уже через короткий срок воздействия и обнаруживается при применении минимальных концентраций ксенобиотиков. На примере более подробно изученного влияния диоксана было показано, что доза на уровне ПДК (10 мг/мЗ) хотя и вызывала увеличение утреннего уровня гонадолиберина в сосудистом органе концевой пластинки, еще не устраняла наличия вечернего подъема концентрации этого нейрогормона, который был сопоставим с таковым в контроле, а при дозе в 10 раз выше (100 мг/мЗ) имело место извращение ритма - вечерний уровень гонадолиберина был даже несколько ниже, чем утренний, и был снижен в 2 раза по сравнению с контролем.

При длительном действии ксенобиотиков этого типа снижалась и секреция гонадотропинов. Так, при 4-месячной ингаляции толуола в обеих дозах был достоверно снижен проэстральный подъем ЛГ (в 2 раза по сравнению с контролем) . При воздействии этого типа ксенобиотиков имело место увеличение уровня пролактина в крови, что наблюдалось под влиянием диоксана, толуола, бензола, стирола. Если принять уровень пролактина в контроле за 100%, то под влиянием 2-месячного воздействия этих ксенобиотиков его уровень составлял соответственно 290%, 200%, 170% и 130%. При более длительном воздействии повреждающего фактора этот подъем может сменяться, наоборот, существенным снижением уровня пролактина в крови, как это наблюдалось при исследовании влияния диоксана после 4-месячной его ингаляции (в контроле 3.4±0.5 нг/мл, через 2 месяца 6.9±0.5 нг/мл, через 4 месяца 2.1 нг/мл). Снижение уровня пролактина имело место и у беременных крыс, подвергшихся 4-месячному воздействию толуола.

Нарушение гипоталамо-гипофизарного звена регуляции репродуктивной функции подтверждалось изменением его реакции на специфические функциональные пробы. Так, холодовой стресс (воздействие температуры -10°С по 30 мин в день на протяжении 2 недель) у контрольных животных вызывал подъем уровня пролактина (с 4,7±0.8 до 13.7±3.4 нг/мл). У крыс, подвергшихся воздействию толуола в течение 2 месяцев, уровень этого гормона уже был повышен (27.2±7.5 нг/мл), и дополнительного его повышения при охлаждении не происходило (15.6±7.5 нг/мл).

Под влиянием хронической ингаляции толуола в течение 4 месяцев изменялась и ' реакция на однократное введение эстрадиола. В контроле такое воздействие через 4 часа приводило к увеличению содержания гонадолиберина в сосудистом органе концевой пластинки, которое сохранялось и в условиях холодового стресса. У крыс, подвергшихся воздействию толуола, в условиях охлаждения реакция на введение эстрадиола выражалась в снижении уровня нейрогормона в сосудистом органе концевой пластинки (рис. 4).

Все приведенные выше исследования показали, что большинство ксенобиотиков оказывает первичный нейротоксический эффект, выражающийся в различных отклонениях функции гипоталамо-гипофизарного звена. По-видимому, он связан с

Рис. 4. Влияние введения эстрадиола на уровень гонадолиберина в сосудистом органе концевой пластинки (нг/фрагмент) в условиях 4-месячной затравки- толуолом и холодового стресса, заштрихованные столбики - исходный уровень, белые - введение эстрадиола. 1 - контроль, 2 и 3 - концентрация толуола 50 и 500 мг/мЗ соответственно, ^— О.ОЬГ,

нарушением регуляторных влияний различных нейромедиаторных систем, оказывающих тормозной эффект на секрецию гонадолиберина, пролактина, а затем и гонадотропинов.

Однако небольшая группа изученных нами ксенобиотиков (метилметакрилат, формальдегид) не приводила к изменениям содержания гонадолиберина в сосудистом органе концевой пластинки и срединном возвышении, не изменяла и уровень пролактина в крови, а на последующих этапах воздействия вызывала увеличение секреции ЛГ и ФСГ. Последнее, по нашему мнению, было связано с вторичной реакцией на их первичный гонадотоксический эффект по механизму отрицательной обратной связи, что подтверждается данными исследования гормональной реакции яичников.

Реакция яичников и матки на воздействие

различных ксенобиотиков Реакция яичников и матки была исследована при изучении воздействия указанных выше ксенобиотиков в тех же условиях. Кроме того, уровень половых гормонов был определен при введении "самкам крыс инсектицида> гексахлорана в дозах 1 и 10 мг/кг массы тела " в течение" 3 ""-•месяцев, а- также ' гербицида 2,4-дихлорфеноксиуксу.сной кислоты в дозах 1 и 12 мг/кг массы тела в течение 2 месяцев.1'''1" '

В" первой группе ксенобиотиков с преимущественно нейротропным эффектом при малом сроке воздействия гормональная функция яичников еще не изменялась. Так, под влиянием толуола в обеих

юпытанных дозах содержание эстрадиола и прогестерона в крови ie изменялась, а через 4 месяца имело место снижение секреции сак эстрадиола (контроль - 30.9±3.б пг/мл; при 50 мг/мЗ толуола - 18.212.2 пг/мл, р<0.05; при 500 мг/мЗ толуола - 17.6±1.6 ir/мл, р<0.05), так и прогестерона (контроль - 35.4±2.4 нг/мл; три 50 мг/мЗ толуола - 26.1±2.4 нг/мл, р<0.05; при 500 мг/мЗ толуола - 23.111.9 нг/мл, р<0.05). Однако введение животным 5 1Е хорионического гонадотропина привело к одинаково выраженному юдъему уровня гормонов в крови как в контроле, так и в обеих юдопытных группах, что говорит о сохранении их 1увствительности к гонадотропной стимуляции, а снижение {сходного уровня в крови следует считать следствием нарушения регуляции со стороны гипоталамо-гипофизарной системы.

Уменьшение уровня эстрадиола в крови имело место под 1лиянием . бензола, стирола, диоксана, ацетата свинца при юстаточно длительном их воздействии и относительно высоких юзах, в 10 раз превышающих предельно допустимые концентрации (рис. 5).

60 .............................................:

50 40 30 20 10

0

1 2 3 4 5 6

Рис. 5. Уровень эстрадиола в крови (пг/мл) приДлительном юздействии ксенобиотиков в концентрациях на уровне порога сронического воздействия (Limch) . 1 - контроль, 2 - бензол, 3 -:тирол, 4 - диоксан, 5 - свинец. — /

В опытах с диоксаном при инкубации яичников in vitro было юказано, что при малых сроках воздействия чувствительность шчников к стимуляции хорионическим гонадотропином еще не 1арушалась, а при более длительной ингаляции (2 и особенно 4 1есяца) имело место выраженное снижение чувствительности к экзогенному хорионическому гонадотропину, добавленному в шкубационную среду. Пероральное введение гексахлорана 1ебеременным животным приводило к снижению содержания

эстрадиола и прогестерона в крови даже при низкой его дозе (1 мг/кг). При беременности такая же дозе гексахлорана не вызывала изменений уровня эстрадиола в крови, но более высокая доза (10 мг/кг) приводила к достоверному его снижению с 40±2 пг/мл в "контроле до 23±б пг/мл в опыте (р<0.05). Это нарушение устранялось одновременным приемом альфа-токоферола (42±2 пг/мл). Уровень прогестерона в крови при малой дозе гексахлорана был выше нормы (107±11 нг/мл при уровне в контроле 77±9 нг/мл) При более высокой дозе гексахлорана содержание прогестерона в крови не отличалось от уровня у контрольных беременных крыс, однако прием альфа-токоферола вызывал рост концентрации прогестерона (50±2 нг/мл). Данные о содержании гормонов в крови свидетельствуют о том, что их уровень зависит не только от продукции в эндокринных железах, но и от процессов их инактивации. При пероральном попадании ксенобиотиков в организм, по-видимому, страдает печень - основной орган, где происходит инактивация гормонов. Поэтому даже при сниженной продукции это может вызвать увеличение их содержания в крови, как это имело место в отношении указанных выше изменений содержания прогестерона у беременных самок. Нормализация функции печени альфа-токоферолом привела к тому, что снижение продукции гормона, вызванное гексахлораном, стало очевидным.

Такую же динамику содержания половых гормонов в крови, не совсем правильно отражающую уровень их продукции, можно было наблюдать под влиянием гербицида 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-Д), которая изучена на 66 самках, перорально получавших гербицид в течение 2 месяцев. Малая доза (1 мг/кг массы тела) привела к достоверному возрастанию содержания в крови эстрадиола. Увеличение дозы до 12 мг/кг вызвала увеличение концентрации в крови не только эстрадиола, но и тестостерона (рис. 6) . При этом у многих животных нарушился эстральный цикл вплоть до возникновения постоянного диэструса. По-видимому, подъем уровня половых гормонов в крови под влиянием 2,4-Д следует связать не с увеличением их продукции яичниками, а с нарушением процессов их инактивации.

Изучение рецепции эстрадиола и прогестерона в матке было проведено в опытах с воздействием толуола, бензола, стирола, формальдегида. В большинстве случаев динамика уровня рецепторов в цитозольной и ядерной ' фракциях не отражала динамику концентрации половых гормонов в крови. Так, под влиянием толуола через 1 месяц воздействия при неизмененной продукции половых гормонов выявлено снижение количества ядерных рецепторов эстрадиола и цитоплазматических рецепторов "прогестерона. Через 4* месяца концентрация рецепторов обоих половых гормонов не изменилась, несмотря на сниженный уровень эстрадиола и прогестерона в крови. Аналогичная картина наблюдалась и при воздействии стирола. Под влиянием бензола и формальдегида, наоборот, при нормальном уровне эстрадиола в крови количество цитоплазматических его рецепторов было

Рис. 6. Влияние 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4 —Д) на содержание эстрадиола и тестостерона в крови крыс на - стадии диэструса. Крайние левые столбики - контроль; 1 - доза 2,4-Д 1 мг/кг массы тела; 2 - доза 2,4-Д 12 мг/кг массы тела, астральный цикл сохранен; 3 - доза 2,4-Д 12 мг/кг массы тела, постоянный диэструс. Р-С 0,05"

снижено.

Влияние электромагнитных полей СВЧ-диапазона

на гипофизарно-гонадную систему самцов крыс В первой серии опытов (52 самца) при облучении животных электромагнитными полями (ЗИП) КВ-диапазона с частотой 13 МГц и напряженностью 500 В/м в течение 2 месяцев было обнаружено увеличение уровней ФСГ и ЛГ в крови как при непрерывном, так и прерывистом характере излучения, тогда как снижение уровня тестостерона обнаружено лишь при прерывистом характере ЭМП (табл. 1).

При изучении влияния напряженности непрерывных ЭМП с частотой 13 МГц (вторая серия, 81 крыса) выявлено, что через 1 месяц малая напряженность (250 В/м) вызывала увеличение содержания ЛГ и тестостерона в крови, средняя (500 В/м) снижала секрецию ЛГ и не изменяла содержание тестостерона, а высокая (1000 В/м) приводила к достоверному снижению уровней и ЛГ, и тестостерона в крови. В третьей серии (77 животных) проводилось изучение влияния частоты прерывистого ЭМП с небольшой (300 В/м) напряженностью в течение 3 месяцев. Было установлено, что при низкой частоте (4 и 13 МГц) наблюдается увеличение уровня тестостерона в крови, а более высокая частота (22 МГц) не оказывала влияния на секрецию этого гормона. Таким образом, ЭМП оказывает неблагоприятное действие на гипоталамо-гипофизарно-гонадную систему самцов, причем оно зависит от характера ЭМП,

Таблица 1. Влияние характера облучения ЭМП напряженностью 500 В/м на уровень гонадотропинов и тестостерона в крови самцов крыс М±т, нг/мл.

Показатель Контроль Характер облучения

Непрерывный Прерывистый

Тестстерон 5.20±0.43 5.10±0.44 4.20±0.28*

ЛГ 1.57±0.27 0.91±0.11* 0.79±0.15*

ФСГ 2.08±0.23 1.50±0.16* 1.55±0.12

Примечание. * - достоверное отличие от контроля при р<0.05.

его частоты и напряженности. При этом в первую очередь страдают центральные звенья регуляции, что выражается в первичном снижении секреции гонадотропинов, приводящем затем и к нарушению гормональной функции семенников. Однако это не исключает и возможности прямого воздействия ЭМП на гонады.

Заключение

Следует прежде всего отметить, что нам удалось в значительной степени расширить и уточнить представления о физиологической роли сосудистого органа концевой пластинки в регуляции секреции гонадотропинов. Впервые показано наличие циркадианного ритма содержания гонадолиберина в этом органе у самок и его отсутствие у самцов.

Циркадианные колебания уровня гонадолиберина в сосудистом органе концевой пластинки у самок, вероятно, обусловлены какими-то нейромедиаторными влияниями, оказывающими в утренние часы тормозное воздействие, ослабевающее после полудня. С этим, возможно, связан циркадианный ритм секреции ЛГ у самок крыс, у которых во все фазы астрального цикла уровень ЛГ в крови вечером выше, чем утром.

Наши данные подтверждают роль сосудистого органа концевой пластинки и в обеспечении овуляции. На это указывают данные о влиянии эстрогенов на содержание гонадолиберина в нем. Эстрогены увеличивают уровень гонадолиберина не только в преоптической области и срединном возвышении, но и в сосудистом органе концевой пластинки. Можно полагать, что эстрогены увеличивают синтез гормона в гонадолиберинергических нейронах, его транспорт и накопление в терминалях нейрогемальных органов. Последнее может быть обусловлено усилением под действием эстрогенов гипотетических тормозных агентов, препятствующих его выделению из терминалей в кровь и цереброспинальную жидкость. Возможность тормозных влияний на выделение гонадолиберина из терминалей с последующим снижением секреции ЛГ была дополнительно подтверждена в наших опытах с аминостимилом,

который не снижал синтез гонадолиберина в преоптической области, но тормозил его выделение из терминалей и накопление в нейрогемальных органах.

Наши данные подтверждают мнение некоторых авторов [Shivers et al., 1983] о том, эстрогены непосредственно не приводят к усилению выделения гонадолиберина. . Однако накопленный пул нейрогормона может быстро поступить в кровь при предъявлении каких-то специфических стимуляторов или снятия тормозных влияний, что имеет место у самок в предовуляторный период и у самцов при встрече с самкой в стадии эструса. В наших условиях это наблюдалось при деафферентации медиобазального гипоталамуса у самцов крыс, когда в результате хирургической операции прерывался путь поступления ингибиторов к сосудистому органу концевой пластинки, что приводило к постоянно высокому выделению гонадолиберина через него и, как следствие, постоянно повышенному уровню ЛГ и тестостерона в крови. При необходимости быстрого и резкого увеличения секреции ЛГ, по-видимому, недостаточно транспорта гонадолиберина только через срединное возвышение, а необходимо подключение сосудистого органа концевой пластинки, так как известно, что разрушение последнего устраняет возможность наступления овуляции.

Можно предполагать, что в базальных условиях транспорт гонадолиберина через сосудистый орган концевой пластинки невелик в силу преобладания там ингибиторных влияний. Но в случаях, когда необходимо быстрое поступление больших количеств нейрогормона в кровь, включается его транспорт через этот орган. При этом как бы открывается дополнительный шлюз для попадания нейрогормона в гипофиз. Следует подчеркнуть, что предовуляторный пик секреции гонадолиберина представляет собой модификацию существующего циркадианного ритма, но в усиленном варианте.

Регуляторные влияния на транспорт гонадолиберина через сосудистый орган концевой пластинки схематически представлены на рис. 7. Ниже приведено его краткое описание.

Базальные условия (1) . Происходит синтез гонадолиберина в преоптической области и его транспорт в сосудистый орган концевой пластинки. В результате влияния медиаторных ингибиторов заблокировано выделение нейрогормона в кровь. В терминалях гонадолиберинергических нейронов в сосудистом органе концевой пластинки накапливается пул нейрогормона, роль которого в регуляции базальной секреции ЛГ невелика. Влияние эстрогенов (2) . У самок эстрогены усиливают синтез гонадолиберина в нейронах преоптической области и его транспорт в сосудистый орган концевой пластинки, но не снимают или даже усиливают ингибиторные влияния на его выделение. В результате резко возрастает величина пула нейрогормона в этом органе. По-прежнему поступление гонадолиберина из сосудистого органа концевой пластинки в гипофиз невелико, секреция ЛГ .находится на относительно низком базальном уровне.

Снятие ингибиторных влияний на выделение гонадолиберина из терминалей в сосудистом органе концевой пластинки (3) . У

1. НАЗАЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ

2. ВЛИЯНИЕ ЭСТРАДИОЛА

3. СНЯТИЕ ИНГИБИТОРНЫХ ВЛИЯНИЙ

Рис. 7 'Схема участия сосудистого ■ органа концево£ пластинки в регуляции секреции ЛГ.

самок это имеет место после полудня в проэструсе в результате действия специфических триггеров, возможно, норадренергической или другой природы. У самцов к этому приводит влияние феромонов, продуцируемых самкой в эструсе. В результате происходит резкое возрастание транспорта гонадолиберина через сосудистый орган концевой пластинки, приводящее к быстро наступающему увеличению секреции ЛГ в кровь.

Наши исследования расширили представления об особенностях регуляции секреции гонадотропинов у самок и самцов. Это относится к упомянутым выше механизмам секреции гонадолиберина через сосудистый орган концевой пластинки. Кроме того, нам удалось показать наличие у самцов особых ингибиторов, поступающих через портальную систему в гипофиз и тормозящих выделение ЛГ из гонадотропов. Эти ингибиторы, вероятно, образуются вне медиобазального гипоталамуса, так как его хирургическая деафферентация, по-видимому, устраняет путь их попадания в гипофиз, что ведет к резко му усилению синтеза ЛГ у самцов при сниженном количестве гонадолиберина в медиобазальном гипоталамусе. У самок этих ингибиторов нет или их роль невелика, так как они не обнаружены в срединном возвышении самок в опытах in vitro. Деафферентация медиобазального гипоталамуса снижает секрецию ЛГ у них из-за уменьшения поступления гонадолиберина в гипофиз, при этом не происходит усиления реакции гонадотропов на нейрогормон, как это имело место у самцов (рис. 2).

Наши исследования на многих примерах продемонстрировали различные механизмы секреции ЛГ и ФСГ гипофизом. Биосинтез и выделение в кровь ЛГ, в основном, регулируется гонадолиберином. Гак, эстрадиол у самок подавляет или стимулирует секрецию ЛГ, воздействуя именно на этот нейрогормон.

В то же время, складывается представление, что для регуляции секреции ФСГ не существует значительных половых различий, при этом гонадолиберин играет не основную, а дополнительную роль. Подавление секреции ФСГ осуществляется, в основном, ингибином, а для стимулирующих влияний у самок и самцов необходимо сохранение связи гипофиза с передним гипоталамусом. Деафферентация медиобазального гипоталамуса как у самцов, так л у самок приводила к резкому снижению секреции ФСГ. Гипотетический ингибитор, обнаруженный нами в срединном возвышении самцов, снижал в основном секрецию ЛГ и мало отражался на секреции ФСГ.

В нашем исследовании уточнен вклад гонад и коры надпочечников в продукцию половых гормонов у самцов и самок. У обоих полов наиболее активные половые гормоны (эстрадиол и тестостерон) образуются, в основном, в гонадах и лишь в следовых количествах в надпочечниках. Следовательно, эндокринную функцию гонад более всего отражает продукция именно этих гормонов. В то же время 5олее слабые андрогены и эстрогены (андростендион и эстрон) в достаточно больших количествах образуются не только в гонадах, но и в коре надпочечников.

Продукция активных половых гормонов имеет четкие различия

у самцов преобладает тестостерон, у самок - эстрадиол. Для слабых андрогенов имеет место обратное соотношение. Биосинтез андростендиона в яичниках в 2 раза и в надпочечниках в 3 раза у самок выше, чем у самцов. Вероятно, наряду с обеспечением андрогенных влияний, его роль заключается в чем-то другом. В частности, у самок он может стимулировать анаболические процессы при слабом андрогенном влиянии.

Обычно полагали, что тестостерон является по биологическому действию антиэстрогеном, подавляя влияние последнего на органы-мишени у самок и самцов. В нашем исследовании показано, что в не котором отношении эти два гормона являются, наоборот, синергистами. Это проявляется в стимуляции роста матки обоими этими гормонами. Масса этого органа имела положительную корреляцию со всеми гормонами с анаболическим действием, но именно с тестостероном и эстрадйолом эта' связь была наиболее тесной, тогда как для слабых эстрогенов (эстрон) и андрогенов (андростендион) связь была менее тесной.

Продукция прогестерона более чем на 2/3 у самок и почти полностью у самцов крыс обеспечивается корой надпочечников. Следовательно, у этого вида животных он значительно больше характеризует эндокринную функцию коры надпочечников, чем гонад.

Важным для экспериментальных исследований является вывод о том, что для суждения о гормональной активности яичников у крыс определение эстрадиола в крови значительно менее информативно, чем определение его в инкубатах яичников. На рис. 8 представлена динамика уровней гормонов в различные фазы цикла у самок крыс в инкубационной жидкости яичников и в крови, выраженная в процентах от уровня в диэструсе, где отчетливо видно, что предовуляторный подъем секреции всех гормонов, особенно эстрадиола и тестостерона, в инкубатах яичников выявляется значительно более ярко, чем в крови.

Результаты изучения воздействия неблагоприятных факторов внешней среды химической и физической природы помогают пониманию роли различных влияний, регулирующих половую функцию. Это относится к положению о различной регуляции секреции ЛГ и ФСГ, что особенно ярко выявилось при деафферентации медиобазального гипоталамуса у самцов. Дискоординацию секреции ЛГ и ФСГ мы наблюдали при свинцовой интоксикации у самок при действии как низкой, так и относительно высокой его дозы.

В нормальном эстральном цикле между секрецией ЛГ и ФСГ имеет место положительная корреляция во все фазы цикла. Под влиянием ряда ксенобиотиков эта корреляция нарушалась в стадии диэструса, но восстанайливалась в предовуляторный период, как это имело место под влиянием толуола, свинца. Это подтверждает участие различных механизмов в регуляции секреции ЛГ и ФСГ в базальных условиях. В предовуляторный период, видимо, возрастает роль гонадолиберина, обеспечивающего

предовуляторный пик секреции как ЛГ, так и ФСГ. В регуляции ростовых и пролиферативных процессов в матке

200

300

400

500

100

0

1

2

3

4

'ис. 8. Информативность о подъеме секреции половых гормонов в [роэструсе по определению их уровня в инкубатах яичников заштрихованные столбики) и в периферической крови -белые :толбики - (в % от соответствующих величин в диэструсе). 1 -ютрадиол, 2 - эстрон, 3 - тестостерон, 4 - андростендион.

'сновное влияние, безусловно, имеют половые гормоны. Однако под ;ействием некоторых ксенобиотиков можно было наблюдать отсутствие корреляции между этими показателями. Так, под лиянием ароматических углеводородов (бензол, стирол), а также ормальдегида масса матки возрастала при неизмененном уровне страдиола и прогестерона в крови. Это говорит о том, что в беспечении роста матки, кроме половых стероидов, принимают частие и какие-то другие влияния. Это согласуется с данными, ;олученными нами при исследовании так называемого антиэстрогена миностимила, который мог дополнительно снизить вес матки у вариэктомированных крыс. Эти влияния осуществляются не через классический" рецепторный аппарат эстрогенов в миометрии и ндометрии. Видимо, поэтому мы не всегда наблюдаем корреляцию изменении уровня рецепторов эстрадиола и прогестерона в матке концентрацией эстрогенов в крови, как это было выявлено нами ри изучении влияния формальдегида и ароматических глеводородов.

Подводя итоги результатов влияния повреждающих факторов нешней среды химической и физической природы на регуляцию епродуктивной функции самок и самцов, можно выявить ряд общих акономерностей. Одна из них заключается в том, что очень часто ервичной реакцией гипоталамического звена на возмущающее ействие уже на ранних его этапах является нарушение иркадианного ритма колебаний концентрации гонадолиберина в осудистом органе концевой пластинки у самок. Выражается она в одъеме содержания нейрогормона в этом органе в утренние часы,

что, по нашему мнению, отражает ослабление ингибирующих влияний на ' его секрецию. Такое влияние оказывали самые разные по химическому строению ксенобиотики - ароматические углеводороды (толуол, бензол, стирол), диоксан, ацетат свинца (рис.3). В то же время некоторые другие ксенобиотики (формальдегид, метилметакрилат) таким действием не обладали. Это, по-видимому, объясняется различной степенью нейротропности ксенобиотиков. Большинство из них в первую очередь воздействует на нейромедиаторные системы, приводят к нарушению циркадианных колебаний уровня продукции и обмена нейромедиаторов, в том числе катехоламинов, серотонина, гамма-аминомасляной кислоты, нейропептидов и других биологически важных соединений. С этим согласуются данные о резком падении уровня катехоламинов в гипоталамусе под влиянием свинца [Берлинер, Ракицкая, 1987], нарушении микроциркуляции и трансэндотелиального транспорта веществ в сосудах нейрогемальных органов под влиянием стирола [Попучиев, 1987]. Следует подчеркнуть, что нарушение циркадианной ритмики наблюдается при отсутствии каких-либо других проявлений нарушения функции центральной нервной системы. Видимо, оно затрагивает достаточно узкий круг нейромедиаторных структур, локализованных в определенных участках гипоталамуса.

Дальнейшим этапом проявления нарушений функции центральной нервной системы является снижение секреции гонадотропинов, в первую очередь ЛГ, часто наступающее еще при нормальной гормональной функции гонад. Это наблюдалось в наших опытах под влиянием толуола,.метилметакрилата, ацетата свинца при достаточно высоких дозах, а также под влиянием электромагнитных полей высокой напряженности непрерывного и прерывистого характера. Понижение гормональной функции гонад при этом наступает позднее и выражается в уменьшении продукции эстрадиола и тестостерона, иногда - прогестерона. При этом в силу нарушения отрицательной обратной связи на гипоталамическом уровне не происходит подъема секреции гонадотропинов.

Ряд ксенобиотиков (в нашем исследовании их было меньшинство) оказывают первичный гонадотоксический эффект. Такими веществами оказались метилметакрилат и формальдегид. Они характеризовались отсутствием влияния на ритм гонадолиберина в сосудистом органе концевой пластинки, снижением секреции эстрадиола и прогестерона яичниками, при этом на первых этапах их влияния происходил компенсаторный подъем содержания гонадотропинов в крови. На последующих этапах влияния ксенобиотиков кроме первичного места поражения подключаются и другие звенья регуляторной системы. Так, первичное повышение секреции гонадотропинов в наших исследованиях сменялось уже вторичным снижением при более длительном действии малых доз и особенно тех, которые находятся на пороге токсического воздействия.- При этом происходило угнетение продукции гонадолиберина и его уровней в срединном возвышении, что и вело затем к ослаблению гонадотропной функции гипофиза. Первичное нейротропное действие ксенобиотиков может в

1альнейшем (или одновременно) дополняться нарушением и гонадного звена. Это особенно наглядно проявилось в наших эпытах с диоксаном, где уже через 2 месяца воздействия имело ¿еето нарушение циркадианного ритма содержания гонадолиберина з сосудистом органе концевой пластинки. Одновременно началось 1 ослабление функции яичников - сначала в виде снижения реакции 1а стимуляцию хорионическим гонадотропином, а затем (через 4 десяца воздействия) понижением и базальной продукции эстрадиола 1 тестостерона. Одним из наиболее часто встречающихся нарушений :ри воздействии неблагоприятных экологических факторов является 1зменение секреции пролактина. Ввиду сложности взаимодействия симулирующих и ингибирующих влияний в регуляции его секреции эти изменения иногда носят разнонаправленный характер, хотя во 5сех случаях преимущественно отражают нарушение центрального звена регуляции. Чаще всего имеет место повышение секреции ■фолактина - в наших исследованиях под влиянием толуола, 5ензола, стирола, формальдегида. Это совпадает с клиническими 1аблюдениями [Баласанян [198 9] о повышенной частоте ?иперпролактинемии у работниц полимерперерабатывающей зромышленности. Однако это явление, видимо, более универсальное. Так, в работе Анисимова и др., [1995] показано увеличение уровня пролактина в крови у крыс под влиянием 1злучений, создаваемых дисплеями персональных компьютеров. При )яде неэндокринных заболеваний также выявлено увеличение уровня 1ролактина в крови - под влиянием низких доз ионизирующей эадиации у женщин, проживающих в районах, близких к Чернобылю ;Бабич и др., 1995], при паркинсонизме [Якимовский, Арутюнян, 1995] и особенно сильно при эпилепсии в момент криза ;чепурнова, Чепурнов, 1995].

Однако уровень пролактина под влиянием ксенобиотиков южет не увеличиваться, а, наоборот, снижаться. В наших опытах )то имело место при длительном действии диоксана, а также у 5еременных крыс после хронической затравки толуолом. Снижение :екреции пролактина описано у мужчин при хроническом ипкоголизме [Стабровский и др., 1995]. Таким образом, характер :екреции пролактина является очень чувствительным показателем £арушения нейроэндокринных взаимоотношений, но направленность вменений будет зависеть от того, какие именно компоненты >егуляторного комплекса страдают в первую очередь. Так, под >лиянием диоксана страдала базальная секреция пролактина, но :охранялся его предовуляторный подъем, что говорит о разных !еханизмах, обеспечивающих базальную секрецию и предовуляторное ¡го выделение. Уровень пролактина в крови у небеременных крыс ювышался, а при беременности, наоборот, снижался, что также :видетельствует о разных. механизмах регуляции его секреции у [ебеременных и беременных самок.

¡ыявлению ранних стадий нарушения репродуктивной системы :пособствует применение различных функциональных проб, таких :ак холодовой стресс и проба с эстрадиолом, которые :видетельствуют о напряженности функционирования системы и возможности ее срыва при предъявлении дополнительных

воздействий.

Следует сказать, что само по себе хроническое воздействие повреждающего фактора часто рассматривают ка] стрессорное. Однако это можно считать весьма относительно, та) как согласно нашим данным по воздействию на различные звены регуляции репродуктивной функции стрессорное влияни< (охлаждение) и действие ксенобиотиков имеют мало общего. К томз же во влиянии различных повреждающих факторов наряду « некоторыми общими групповыми признаками, имеются I индивидуальные черты специфического воздействия.

Следует принять во внимание еще один механизм, оказывающий влияние на концентрацию гормонов в крови. Таковь» является их инактивация в организме. В ряде случаев снижени« антитоксической функции печени обуславливает повышени« концентрации стероидов в периферической крови. В наши; исследованиях подобное явление обнаруживалось довольно редко.

-Оно отсутствовало при ингаляционном воздействии ксенобиотиког и выявлялось лишь при пероральном их поступлении в организм, что имело место при исследовании воздействия гексахлорана I 2, 4-дихлорфенокси-уксусной кислоты (2,4-Д). При этом у животньи с постоянным диэструсом, у которых вообще отсутствовала развитие предовуляторных фолликулов - основных продуценте! эстрогенов,: наблюдались- наиболее высокие уровни эстрадиола, что, вероятно, было обусловлено наибольшим снижение» антитоксической функции гепатоцитов.

ВЫВОДЫ

1. Наибольшая активность .разрушающих гонадолиберин пептида: отмечается в преоптической и ретрохиазматической областях, наименьшая - в срединном возвышении и аркуатных- ядра: гипоталамуса. Введение- эстрогенов активирует пептидазы I одновременно увеличивает содержание гонадолиберин; преимущественно в преоптической области и сосудистом орган« концевой пластинки, что отражает сложное взаимодействие активирующих и ингибирующих влияний в осуществлена положительного и отрицательного действия эстрогенов на секрецив гонадолиберина.

2. Регуляция секреции гонадолиберина гипоталамусом крыс имее; половые различия, проявляющиеся выраженными циркадианным! колебаниями в содержании гонадолиберина в сосудистом орган« концевой пластинки самок с минимумом в утренние часы I максимумом в послеполуденные часы, а также отсутствием у них I срединном возвышении ингибитора, тормозящего выделение Л] гипофизом.

3. Хирургическая деафферентация медиобазального гипоталамус; сопровождается снижением секреции ФСГ гипофизом самок и' самцо! крыс, тогда как секреция ЛГ снижается у самок и повышается з самцов, что указывает на различие механизмов регуляции и; секреции.

4. Основным источником прогестерона у крыс являютс; надпочечники, тестостерона и эстрадиола - гонады, тогда ка] менее активные половые стероиды - эстрон и андростендио!

•.интезируются в соизмеримых количествах в одновременно в юнадах и коре надпочечников.

5. Увеличение массы матки крыс стимулируется как строгенами, так и андрогенами: в большей степени эстрадиолом : тестостероном, в меньшей - эстроном и андростендионом. . Наиболее ранним признаком реакции репродуктивной системы амок крыс на воздействие ксенобиотиков, обладающих реимущественно нейротропным действием (ароматические глеводороды, диоксан, ацетат свинца, электромагнитные поля) вляется нарушение циркадианного ритма секреции гонадолиберина ипоталамусом и гонадотропинов гипофизом, не исключающее озможности овуляции. Более длительное воздействие сенобиотиков приводит к нарушению реакции на введение страдиола и дополнительные стрессорные воздействия, стойкой новуляции и развитию постоянного диэструса.

Ксенобиотики, обладающие выраженным непосредственным ействием на гонады (метилметакрилат, формальдегид) в первую чередь снижают их чувствительность к экзогенной и эндогенной онадотропной стимуляции, что ведет к уменьшению секреции оловых гормонов гонадами и повышению уровня гонадотропинов по еханизму. отрицательной обратной связи.

8. На содержание половых стероидов в крови самок крыс, собенно во время беременности, при воздействии ряда сенобиотиков (гексахлоран, 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота, олуол) оказывает влияние как изменение их продукции, так и епатотоксический эффект.

9. Изменение секреции пролактина является одним из аиболее часто встречающихся последствий воздействия еблагоприятных факторов внешней среды. Способность сенобиотиков оказывать противоположный эффект на уровень ролактина в крови отражает нарушение различных ейромедиаторных механизмов регуляции секреции пролактина ипофизом.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Содержание эстрадиола и прогестерона в сыворотке крови рыс во второй половине беременности при хроническом оздействии гексахлорана // Медицинский журн. Узбекистана, 987. - N 2. - С. 69-71. В соавторстве с М.Х.Хамидовым и .Н.Савченко.

2. Содержание гонадотропных и половых гормонов в аворотке крови самок крыс при хроническом воздействии гтилметакрилата // Эндокринная система организма и вредные акторы окружающей среды: тез. докл. III Всесоюз. конф. Л., Э87. - С. 215. В соавторстве с В.В.Алтуховым.

3. Рецепция стероидных гормонов в матке крыс при роническом воздействии толуола // Эндокринная система эганизма и вредные факторы окружающей среды: тез. докл. III ;есоюз. конф. Л., 1987. - С. 216. В соавторстве с .В.Коцегубом.

4. Значение моноаминов для гипоталамической регуляции зловой функции // III Всесоюз. конф. по нейроэндокринологии

: Тез. докл. Л., 1988. С. 35. В соавторстве с Берлинер Е. Г., Даниловой О. А., Ракицкой В. В., Савченко О. Н.

5. К механизму нарушения половой функции при свинцовой интоксикации // Актуальные проблемы теоретической и прикладной токсикологии. М., 1988. В соавторстве с Берлинер Е. Г., Даниловой О. А., Савченко О. Н., Ракицкой В. В.

6. Значение сосудистого органа концевой пластинки в тонической и циклической секреции гонадолиберина у крыс // Механизмы управления генеративными процессами: тез. докл. областной науч.-практ. конф. Ростов-на-Дону, 1989. - С. 32-35. В соавторстве с О.А.Даниловой, О.Н.Савченко, Ф.И.Пройминой.

7. Физиологические механизмы реакции репродуктивной системы самок крыс на хроническое ингаляционное воздействие малых доз толуола // Физиол. журн. СССР, 1990. - т. 76. - N 8. С. 1096-1102. В соавторстве с В.В.Алтуховым, Ф.И.Пройминой, О.Н.Савченко, О.А.Даниловой.

8. Особенности нейроэндокринной регуляции репродуктивной функции у самцов // Материалы III Республиканской конференции андрологов Грузии. Тбилиси, 1990. - С. 128-132. В соавт. с О. А. Даниловой

9. Гормональная регуляция репродуктивной функции у крыс при холодовом стрессе на фоне хронической интоксикации толуолом // Пробл. эндокринологии, 1991. - N 3. - С. 59-61. В соавторстве с О.Н.Савченко, Ф.И.Пройминой, В.В.Алтуховым.

10. Отрицательная и положительная фазы реакции гипоталамо-гипофизарно-гонадной системы самок крыс на введение половых гормонов // Физиол. журн. СССР, 1991. - т. 77. - N 3. - С. 108-114. В соавторстве с Е.В.Секретаревой, Ф.И.Пройминой, О.Н.Савченко.

11. Соотношение продукции- половых гормонов яичниками и корой надпочечников в различные фазы эстрального цикла у крыс II Физиол. журн. СССР, 1991. - т. 77. - N 12. - С. 73-78. Е соавторстве с О.Н.Савченко.

12. Влияние аминостимила на регуляцию половой функции у крыс // Физиол. журн. СССР, 1991. - Т. 77. - N 12. - С. 68-72. В соавторстве с О.Н.Савченко, Ф.И.Пройминой, Е.В.Секретаревой, О.А.Даниловой, М.Н.Масловой, В.А.Берестовым, Т.В.Тавровской.

13. Ранние признаки нарушения регуляторныл взаимоотношений в репродуктивной системе под влиянием неблагоприятных факторов внешней среды // Актуальные вопрось физиологии и патологии репродуктивной функции женщины: Матер. XX науч. сессии НИИ акушерства и гинекологии им. Д.О.Отта РАМН. СПб, 1991. - С. 161-164.

14. Изменение секреции гонадолиберина, гонадотропинов v гормонов яичников у ®5<рыс под влиянием малых концентраций метилметакрилата // Пробл. эндокринологии, 1991. - N 2. - С. 51-57. В соавторстве с В.В. Алтуховым и И.Н.Сениченковой.

15. Влияние гербицида 2,4-Д на гормональную регуляцик репродукции // Эндокринная система организма и вредные факторь окружающей среды: тез докл. IV Всесоюз. конф. JI., 1991. - С. 54. В соавторстве с Во Динь Винем, Н.М.Слозиной, А.И.Никитиным.

16. Ранние признаки нарушения регуляции репродукции >д влиянием неблагоприятных факторов внешней среды // щокринная система организма и вредные факторы окружающей 1еды: тез докл. IV Всесоюз. конф. Л., 1991. - С. 221.

17. Гормональная регуляция репродуктивной функции lmok крыс при хроническом воздействии диоксана // щокринная система организма и вредные факторы окружающей >еды: тез докл. IV Всесоюз. конф. JI., 1991. - С. 222.

18. Экспериментальное бесплодие: Эндокринологические :пекты. СПб: Наука, 1992. - 216 с. В соавторстве с Н.Савченко и H.A.Арутюнян.

19. К вопросу о механизмах нарушения центральной ¡гуляции репродуктивной функции под влиянием ¡благоприятных экологических факторов // Актуальные >просы физиологии и патологии репродуктивной функции ¡нщины: Матер. XXII науч. сессии НИИ акушерства и иекологии им. Д.О.Отта РАМН. СПб, 1993. - С. 201-202. В авторстве с А.В.Арутюняном.

20. Влияние электромагнитных полей малой [тенсивности на генеративную функцию мужского организма // [ектромагнитные загрязнения окружающей среды: тез. докл. ¡ждунар. симп. СПб, 1993. - С. 4 6-47. В соавторстве с С.Шапошниковой, О.Н.Савченко, И.А.Гариной, Г.Г.Ляшко.

21. Слабые андрогены, их значение в эксперименте и инике // Физиол. журн. им. И.М.Сеченова, 1993. - т. 79. N . 12. - С. 67-73.

22. Mechanism of development of pregnancy implications in chemical workers // Reproductive ixicology, 1993. - N7. - P. 505-506. В соавторстве с Г.Кошелевой, О.Н.Савченко, В.И.Евсюковым, Т.Г.Ковалевой.

23. Циркадианный ритм колебаний уровня ¡надолиберина в гипоталамусе крыс и влияние на него .зличных ксенобиотиков // Физиол. журн. им. И.М.Сеченова, 194. - т. 80. - N 4. - С. 12-16.

24. Центральная регуляция репродуктивной функции в ¡благоприятных экологических условиях // Экология и ;оровье человека: тез докл. науч.-практ. конф. Самара, 194. - С. 172-173.

25. The circadian rhythm of the gonadoliberin intents in the rat hypothalamus and the effect of fferent xenobiotics on the rhythm // Neuroscience and ihaviour Physiology, 1995. - Vol. 25. N 6.

26. Нарушение центральной регуляции репродуктивной ■нкции под влиянием неблагоприятных факторов внешней среды

Вопр. мед. химии, 1995. - т. 41. - N 5. - С. 53-56. В »авторстве с А.В.Арутюняном.

27. Экспериментальное изучение влияния экологически ¡благоприятных факторов на репродуктивную функцию женского •ганизма // Междунар. медицинские обзоры, 1995. - т. 3. -

2. - С. 81-83. В соавторстве с А.В.Арутюняном и

Э.К.Айламазяном.

28. Central regulation in ecologically unfavourabl conditions // J. Neurochem., 1995. - Vol. 65. - Suppl. - P S44. В соавторстве с А.В.Арутюняном.