Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Критерии повреждающего действия длительного эмоционального стресса на организм животных

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Критерии повреждающего действия длительного эмоционального стресса на организм животных"

ТВ од

на правах рукописи

I J i 'i • * ;---

Мамшшна Наталия Владимировна

КИТЮШ ПОВРЕЖДАЮЩЕГО ДЕЙСТЕ1Я ДЛИТЕЛЬНОГО ЭМОЦИОНАЛЬНОГО СТРЕССА IIA ОРГАНИЗМ ЖИВОТНЫХ

03.00.13~4язиология человека и животных

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук

Челябкнск-1996

Работа выполнена в Челябинском ордена "Знак Почёта" государственном педагогическом университете.

Научный руководатель-чл. -корр.РАЕ, доктор биологических наук Павлова В.И.

Официальные оппоненты:

-доктор медицинских лаук,профессор Соломатин В.В. - доктор биологических наук,профессор Попова Т.В. Ведущая организация: Институт общей патологии и патологи°ескои

Защита состоится ноября 1996 года в 10. ч. на засе-

дали диссертационного совета К 113.13.04. по присуждению ученой степени кандидата биологических наук Челябинского государственного педагогического университета,454080,Челябинск,пр.Ленина,69.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки Челябинского государственного педагогического университета

Автореферат разослан " октября 1996 г,.

физиологии РАМН(Москва)

Учёный секретарь диссертационного сов( кандидат биологических наук

АКТУАЛЬНОСТЬ ДАННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ определяется тем, что научение повреждшощих к позитивных механизмов длительного эмоционального стресса, за счет которых организм адаптируется или п случае хронического затяжного стресса дезадаптируется, на сегодняшний день является недостаточно изученной проблемой.

Нуклеиновые кислоты кодируют и направляют синтез специфических бел-ко" н определяют весь комплекс биохимических функций. с обменом нуклеиновых кислот связаны и процессы адаптации к экстремальным условиям. Так, формирование системного структурного следа происходит в результате активации внутриклеточного регуляторного механизма, так называемой взаимосвязи функции и генетического аппарата. Эта взаимосьязь обеспечивает увеличение синтеза нуклеиновых кислот и белков и образование дополнительных структур в ответ на увеличение функции клетки и приводит к формированию системного структурного следа при необходимом участии нейрогуморальных факторов целого организма и прежде всего при участии факторов, интегрированных н стрессорной реакции, которой начинается любой приспособительный процесс ( Ф.З.Меерсон, В.Н.Павлова, 1983; П.Д.Горизонтов и со авт., 19S1 ).

В последние годы природа стрессорного повреждения изучается в различных лабораториях мира ( Ф.З.Меерсон, В.И.Павлова, 1992; Н.А.Фомин, 1.91; В.Д.Голъдберг, ¡973 ). Однако механизмы адаптации к длительному хроническому стрессу до настоящего времени остаются неясными.

Б развитие эмоционального стресса. избирательно вовлекаются определенные структуры и псйромедиаюрм ЦНС ( К.В.Судаков, !991; Ф.З.Меерсон, 1993; В.Н.Павлова, 1992; R.N.M.Burney, 1984 ). При этом наиболее значительная роль в реализации стресса принадлежит лимбической системе и эмо-циогенным зонам гипоталамуса, а также восходящим и нисходящим ветвям ретикулярной формации (И.И.Вайиштени, 1979; П.В.Сергеев, 1987 ). Доказана триггерная роль холннергической системы ЦНС в развитии стресс-реакции (10.R.Дешевой, 1981; К.В.Судаков, 1991 ). К.В.Судаковым и соавт., 1991, показано, что при хроническом стрессе снижается активность опиоидергической системы, что может явиться причиной истощения нервной системы, так как

при этом уменьшается способность опиоидных лейропептидов препятствовать высвобождению катехоламинов. Поэтому можно предположить значительные изменения как в регуляторных, так и в исполнительных органах.

В исследованиях Ф.З.Мсерсона, В.И.Павловой, 1992 при изучении действия на организм интенсивных стрессориых факторов было отмечено, что повреждение внутренних органов при стрессе может сочетаться с возникновением таких адаптивных явлений, как увеличение скорости выработки и степени сохранения условных рефлексов, а такж '' оказывать модифицирующее влияние на поведенческую активность животных в тесте "открытого поля" (С.Н.Титов, 1980).

Доказано, что показатели системы крови являются надежными критериями эффективности адаптивных процессов (Ю.М.Захаров, А.Г.Рассохин, 1984; П.Д.Горизонтов и соавт., 1983). В связи с вышеизложенным представляет интерес сопоставить функции головного мозга в различные сроки от начала действия длительного эмоционального стресса.

Однако степень адаптированности животных к длительному эмоциональному стрессу на различных уровнях остается до сих пор до конца неизученной. Данная работа предусматривает в определенной степени решение этих открытых вопросов.

ЦЕЛЬ НАСТОЯЩЕГО ИССЛЕДОВАНИЯ состояла в изу 1е"ии механизмов повреждения организма при действии длительного эмоционального стресса, защитной роли активации метаболизма нуклеиновых кислот и белка, участии гомеостаза в адаптации к стрессу.

В рамках этой общей цели решались следующие конкретные задачи:

1. Изучение уровня адаптированности животных к стрессорному воздействию органометрическими и биохимическими методами исследования.

2. Изучение клеточных и системных механизмов гомеостаза при адаптации к длительному эмоциональному стрессу.

3. Изучение динамики возникшей пол влиянием стресса ферментемии, являющейся важным критерием стрсссорного повреждения организма.

4. Изучение состояния нуклеинового и белкового обменов, коррелирующих с выработкой условного рефлекса активного избегания и элементарными поведенческими актами а тссте "открытого поля".

НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЯ: впервые изучено и различные срок» содержание нуклеиновых кислот и белка в разных органах и тканях, играющее ключевую роль в развитии адаптивных реакций.

Впервые показана взаимосвязь состояния нуклеинового и белкового обменов и головном MO.ire с кырябогкой, фиксацией временной связи я коре больших полушарий головного мозга и поведенческой активностью животных в тесте" "открытого поля" в результате ДЭС.

Впервые дана количественная оценка состояния гомеостазл при длительном эмоциональном стрессе. Также впервые показано, что повреждение организма при длительном эмоциональном стрессе в период катаболического эффекта проявляется значительным увеличением п плазме крови не только цитоплазма-тических, по и лизосомпльных ферментов. При этом активность цитонлазматн-ческих ферментов достигает максимума через 48 часов о г начала ДЭС, а ли.?о-сомлльпых - через 72 часа от начала ДЭС и остается повышенной в течение всего одиомесячного эмоционального стресса, постепенно нормализуясь п течение 15 суток и особенно одного месяца после ДЭС.

Впервые установлено, что нарушение нуклеинового и белкового обменов при адаптации к ДЭС является обратимым, но "ценой" адаптации служит то, что животные в условиях ДЭС постепенно утрачивают способность к активной исследопательско-ориентиропочной деятельности, становятся вялыми, малоподвижными, замедляется скорость пыработки и уменьшается степень сохранения условного рефлекса.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ определяется тем, что в ней дана количественная оценка позитивного и повреждающего эффектоь ДЭС. Показано, что катаболическая стадия длится в течение всего одномесячного эмоционального стресса и угрожает нарушением гомеостаза, чему препятствует возникающая устойчивая адаптация, появляющаяся в результате активации этветственных за нее систем, которые формируются с участием высших регу-

ляторных механизмов. В результате этого можно предположить, что активность генетического аппарата (скорость транскрипции РНК и синтез белка) значительно не изменяется на уровне, необходимом для обновления клеточных структур. Но под влиянием ДЭС способность генетического аппарата генерировать новые и новые порции РНК может оказаться исчерпанной.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ: показано, что животные, перенесшие ДЭС, не погибли, а приобрели ту или иную степень резистентности к стрессовой ситуации, которая не могла быть преодолена путем простых реакций избегания, избавления. Это является важной предпосылкой для разработки возможных способов профилактики организма от повреждающего действия хронического стресса перенаселения, а также установления степени повреждения организма на клеточном и системном уровнях.

Результаты выполненных исследований используются в лекционном материале по курсу "Физиология человека и животных", спецкурсе "Физиологи} адаптационных процессов" в Челябинском государственном педагогическоь университете.

Положения, выносимые на защиту:

1. В течение всего одномесячного эмоционального стресса длится катаболиче екая стадия, которая сопровождается падением массы тела и органов живот пых, содержания нуклеиновых кислот и белка в них, ферментемией, актива цией ПОЛ и увеличением содержания СМП в плазме крови.

2. Катаболический эффект ДЭС выражается в значительном увеличении плазме крови не только цитоплазматических, но и лизосомных ферментов.

3. Длительный эмоциональный стресс характеризуется нейтрофильным лейко цитозом, эозинопенией, являющихся характерными маркерами стресса, так же наблюдаются адаптивные сдвиги в гемопоэзе.

4. Снижение содержания нуклеиновых кислот и белка в головном мозге в те чение ДЭС сопровождалось адаптивными явлениями, а именно: угнетение поведенческой активности в тесте "открытого поля" и замедлением выработ кн условного рефлекса.

Л пробация диссертации.

Материалы диссертации были представлены на Всероссийской конференции "Физиологические механизмы развития экстремальных состояний" (Санкт-Петербург, 1995); на конференциях по итогам НИР преподавателей, аспиранток ЧГ//У (1994-95); Мсжпузовском семинаре по итогам НИР (Челябинск, 1995); на заседании ВФО им. И.П.Павлова (Челябинск, 1996).

Структурадиссертации. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования, трех глав собственных исследований, вьшо-

списки литературы. Со введении обоснована актуальность работы, сфор-" мулирована ее цель и основные задачи, отражена научная новизна исследования, теоретическая и практическая значимость полученных результатов. В первой главе дан анализ современных представлений о повреждающей стрес-сорной ситуации и адаптации к ней, реакции гомеостаза на повреждающее действие эмоционального стресса, механизмах его реализации, а также роли стресс-лимитирующих систем в регулировании гомеостаза. Во второй главе описаны методы исследования. В последующих трех главах представлены собственные результаты, проведено их обсуждение к сопоставление с данными литературы, позволившее сформулировать основные выводы диссертации. Диссертация изложена на МО страницах машинописного текста, иллюстрирована ¡2 рисунками, 7 таблицами, библиография состоит из 131 отечественных и 55 иностранных источников литературы.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для решения поставленных задач использованы методические приемы, позволяющие оценить влияние длительного эмоционального стресса на организм крыс.

Биохимические методы исследования проводились на базе кафедры "Анатомии и физиологии человека и животных" Челябинского государственного педагогического университета и лаборатории биохимии ЦНИЛ Челябинской медицинской академии. Гематологические методы исследования проводились на базе лаборатории культур клеток костного мозга ЦНИЛ и кафедры нор- •

мальной физиологии ЧМА совместно с Рассохиным А.Г. (зав. кафедры член-корр. АЕИ РФ, профессор Захаров Ю.М.).

Методика создания длительного стрессорного воздействия: моделирование непрерывного стрессорного воздействия в течение одного месяца создавали путем ограничения подвижности животных (1!.И.Кузнецов, 199!). Для этого крыс помещали в специальную, разбитую на три отсека металлическую клетку. Площадь каждого поля - 750 см2 (50x15 см), в каждом отсеке размещали 6-7 крыс. Отсутствие возможности реализовать реакцию избегания делает крыс возбужденными и агрессивными и ввергает в стрессовое состояние. Опыты проводились на 300 крысах линин Вистар обоего пола массой 180-200 г. В ходе эксперимента были выделены три контрольные группы крыс: 1 группа - крысы, имеющие одинаковый возраст с опытными, содержащиеся в стандартных клетках вивария, 2 группа - крысы, просидевшие в стандартных клетках полтора месяца, 3 группа - крысы, помещенные в стандартные клетки вивария на два месяца от начала эксперимента.

Для оценки степени ферментемии, которая наблюдается в результате дейс-вия длительного эмоционального стресса за счет выхода энзимов из поврежденных тканей в кровь, определяли содержание ряда лизосомальных (кислой фосфатазы, кислого катепсина Д, липазы) и цитоплазматических (креатинфосфокиназы, лактатдегидрогеназы, у - глутамилгр^нсферазы, а -гидроксибутиратдегидрогеназы, аланиновой и аспарагиновой трансаминаз) ферментов в крови на анализаторе ФП - 901 (М) производства Финляндии.

Перекидное окисление липидов (ПОЛ) оценивали по содержанию в крови первичных (диеновых конъюгатов) и вторичных продуктов (кетодиенов и сопряженных триенов). При этом изменение их концентрации оценивали как в изопропанольной, так и в гептановои фазах липидных экстрактоп. Такой иод-ход дает возможность более полной оценки процессов ПОЛ, учитызая, что в гептановую фазу экстрагируются преимущественно нейтральные триглицери-ды, а в изопропанольную - фосфолипиды (В.А.Костюк и др., 1984; И.А.Волчегорский и др., 1989).

Определение содержания среднемолекул!фных пептидов в сыворотке крови ' проводили по методу Н.Н.Салихопа м соавт., 1989.

Количественное определение содержание нуклеиновых кислот проводили по методу .Т^с11п11с1|, З.Т.ТЬаппЬауБег (1945), с применением более щадящей экстракции (без подогревания), так как достаточно полное извлечение фосфоли-пнлов происходит и при многократной экстракции хлороформом на холоде (Г.[I.Георгиев, 1968). Содержание нуклеиновых кислот определяли по Л.С.Спирину (1958) на спектрофотометре СФ - 46.

Количественное определение общего белка проводили но методу Хоч/гу и " соавт. (1951).

Гематологические, методьк как показатель периферической крови изучалась лейкоцитарная формула, которую оценивали в мазках, окрашенных по Романовскому - Гимзе (подсчет проводили не менее чем на 200 клеток) по общепринятым методам. Морфологический анализ клеток проводило по отпечаткам костного мозга из бедренных костей (Магмг, 1957). Па основании морфологических параметров костного мозга и периферической крови рассчитывали гематологический индекс Л/Э в костном мозге, который выражался в долях единиц. Все клеточные препараты костного мозга были фиксированы в метаноле с последующей окраской по Паппенгейму.

Физиологические, методы: изучались поведенческие реакции животных в "открытом поле", которое представляет собой плексигласовую площадку размером 1м2, расчерченную на 25 квадратов, отграниченную барьером высотой 40 см. Четыре центральных квадрата условно обозначил.I как центр поля. Н каждом квадрате в центре находится отверстие диаметром 5 см. Наблюдения за животными проводили в утром (с 9 до 11 часов) пара независимых наблюдателей по методу \Veischer М.Ь. 1976.

Все результаты были подвергнуты статистической обработке на ЭВМ с вычислением квадратичного отклонения (5), средней квадратичной ошибки (т), показателя достоверности различий (I).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Повреждение организма при длительном эмоциональном стрессе.

К настоящему времени накоплен большой экспериментальный материал, однозначно свидетельствующий о том, что . под влиянием длительного эмоционального стресса происходит активация снмпатоадреналовои системы, которая сопровождается интенсивным высвобождением АКТГ, тропных гормонов гипофиза, глюкокортикоидов, мипералкортикоидов н катехоламинов (НЛ'е1уе, 1950, И.З.АУиПшяп, 1972, Ф.З.Меерсон, В.И.Г авлова, 1990). Показано также, что у животных, перенесших стресс, наблюдается нейтрофильный лейкоцитоз, лим-фопения (Д.Н.Маянский, 1990), образуются язвы слизистой оболочки желудка, уменьшается масса тела.

Однако до последнего времени отсутствовала количественная оценка ката-болического эффекта длительного эмоционального стресса. В соответствии с этим мы последовательно изучили повреждающие эффекты стрессорного воздействия. А именно: показатели периферической крови и костномозгового кроветворения, определение массы тела и органов, уровень пероксидации лппидог в плазме крови, среднемолекулярные пептиды в крови, а также содержание РНК и общего белка в органах в различные сроки от начала ДЭС.

В настоящее время для диагностики стрессорного состояния широко используется лейкоцитарная формула. Однако механизм, определяв- ий стресс - зависимые изменения в системе крови, все еще не изучен. Особенно это кчсаета нейтрофильного лейкоцитоза. К настоящему времени Д.Н.Маянский, 199( предполагает наличие пептидов, которые под действием катехоламинов и глю кокортикоидов действуют на увеличение количества нейтрофилов. Лимфоци топению П.Д.Горизонтов, 1983 связывает с миграцией лимфоцитов в костньп мозг, которая может быть предупреждена р - адреноблокаторамн.

В таблице 1 представлено среднее колш' ^тво лейкоцитов периферическо! кропи в результате действия длительного эмоционального стресса, которое по вышеио Е» течение всего стресса, особенно через 5 и 7 суток от начала ДЭС соответственно на 41,9 и 68,6% превышая контроль, нормализуясь в восстано нигелыюм периоде. Общее количество эозинофилов повышено по сравнению

контролем на 50,0% через 6,24 часа от начала ДЭС и к концу 1 месяца стресса. В остальные исследуемые сроки эозинофилы не обнаружены. Количество сегментоядерных нейтрофилов периферической крови повышено в течение всего одномесячного стресса, особенно через 5 и 7 суток от начала ДЭС, превышая контроль соответственно на 87,6% (р<0,002) и в 2,0 раза. Количество па-лочкоядерных нейтрофилов также повышено з течение всего одномесячного эмоционального стресса, нормализуясь только в течение одного месяца после стресса. Общее количество лимфоцитов периферической крови снижено в течение ксего ДЭС, особенно через 5 и 7 суток от начала ДЭС. Через 7 и 15 су- ' ток от начала ДЭС наблюдается тенденция к понижению количества моноцитов соответственно на 10,5 и 5,3% по сравнению с контролем, приближаясь к нему к концу одного месяца эмоционального стресса и незначительно превышая контроль в течение восстановительного периода.

Таким образом, в течение одномесячного эмоционального стресса наблюдаются выраженные сдвиги в периферической кропи, п именно: нейтрофиль-ный лейкоцитоз, лимфопення, моноцнтопения. Особенно данные изменения проявляются через 5,7 и 15 суток от начала ДЭС, характеризуя повышенную активацию стресс-реализующнх систем организма в эти периоды.

Известно, что во время стресс-реакции формируется повышенная по^еб-ность п самообновлении клеток системы крови. Это осуществляется путем ускорения процессов пролиферации и дифференциации кроветворных клеток.

Как представлено в табл.2 через 120 часов от начала ДЭС общее количество миелокариоцитов на бедро снижено на 20,2% по сравнению с контролем, а клеток миело-лимфоидного ряда меньше на 9,4% на фоне увеличения на 32,4%(р<0,05) клеток эритроцитарного ряда по сравнению с контролем, в результате этого индекс Л/Э ниже контроля на 26,3%. Через 168 часов от начала ДЭС сохраняется тенденция угнетения костномозгового кроветворения. Так, абсолютное количество миелокариоцитов снижено на 21,2%, клеток миело-лимфоидного ряда на 10,3%, а эритроцитарного ряда увеличено на 34,0% (р<0,05), следовательно, индекс Л/Э меньше контроля на 27,6%. Через 360 часов от начала ДЭС наблюдается незначительная активация костномоз-

Таблица 1

Влияние длительного эмоционального стресса на лейкоцитарную формулу не-

Серии опытов Время от начала ДЭС Среднее кол-во лейкоцитов Лейкоцитарная формула нейтрофилы

эоэиноф. палочкояд сегментояд лимфоциты моноциты

контр. 1 0 7198,2+530,6 1,0 + 0,2 1,5 + 0,2 28,2 + 4,6 65,3 + 6,5 1,9 + 0,3

% п-8 100 100 100 100 100 100

конгр.2 0 7280,1+654,1 1.1 +0,2 1.6 + 0,2 31,2 + 4,7 66,2 + 6,5 2,0 + 0,2

% п-8 100 100 100 100 100 100

контр.З 0 7400,3+664,2 1,2 + 0,2 1,7 + 0,6 33,6 + 4,7 67,3 + 6,4 2,1 +0,2

% п-8 100 100 100 100 100 100

дэс i б »763,2+381,2 0,5 + 0.1 1,9 + 0,3 43,7 + 4,0" 55,7 + 5,9 2,5 + 0,3"

% от конт. 1 135,6 50,0 126,7 154,9 85,3 131,6

ДЭС 2 24 10200,3+887,1 0,5 + 0,1 2,0 + 0,2 46.5 + 7,7" 51,2 + 5,9 2,9 + 0,4"

% ОТ конт1 141,7 50,0 133,3 164,9 78,4 152,6

ДЭС 3 48 »375,5+502,0 2,0 + 0,2 47,0 + 7,6" 48,7 + 6,0 3,6 + 0,5"

% от конт 1 116,4 133,3 166,7 74,6 189,5

ДЭС 4 72 8822,1+679,2 2,1 +0,3 47,5 + 7,0' 45,1 + 6,0'" 3,5 + 0.5"

% от конт 1 122,6 140,0 168,4 69,1 184,2

ДЭС 5 120 10215,3 + 887,4"" 2,2 + 0,3 52,9 + 6,2" • 38,7+ 7,5" 1,9 + 02

% от KOHT.1 141,9 146,7 187,6 59,3 100,0

ДЭС 6 168 12139,3 + 1236,1" 2,3 + 0,4 57,0 + 6,7" 35,0 + 6,7" 1,7 + 0,1

% от KOHT.I 168,6 153,3 202,1 53,6 89,5

ДЭС 7 360 8514,9+525,4 - 2,1 + 0,3 51,0 + 6,4" 41,7 + 8,2"" 1,8 + 0,1

X от конт. 1 118,3 - 140,0 180,9 63,9 9-', 7

ДЭС я 720 8250,3+433,6 0,5+0,1 2,0 + 0,3 48,3 + 7,0'" 44,2 + 7,4" 2,0 + 0,2

% ОТ коит.2 113,3 50,0 125,0 154,8 66,8 100,0

ДЭС 720/ 360 ч. Вое. 7850,1+577,9 1,0 + 0,2 1,9 ± 0,3 38,5 + 7,5" 61,2 + 5,7 2,1 + 0,2

% от fcOHT.2 107,8 100,0 118,8 123,4 92,4 105,0

ДЭС 720/ 720 ч. Вое. 7420,5+652,9 1,2 + 0,2 1.7 + 0,3 33,4 + 7,5 67,5 + 6,5 2,2 + 0,2'

% ОТ юнт.З 100,3 120,0 100,0 99,4 100,3 104,8

Примсчание: данные в опытных группах по отношению к контрольной достоверны

х - р < 0,05 4х - р < 0,002

2х - р < 0,01 где п - количество животных

Зх - р < 0,02

Динамика некоторых показателей костномозгового кроветаорення (Табл. 2) _н результате действия дли тельного змопночального стресса.__

Серии опытов Цремя от начала Д')С,ч»с Абсолютное количеств ннслока-риоцитон / бедро x¡0* Морфология костного мозга на 300 хлеток. л7э К(),)ф.

Миелолимфоцн д-ныЛ ряд. Эритроцидни ií ряд.

Контр. 1 С ¡18.0 + П,1 34S.O + 29,4 140,0 + 11.8 2,32 + 0.34

"о n~s 100 100 100 100

контр.2 G 154,1 + 11,1 323,3 ± 32,5 162,4 + 17,0 2,36 ^ 0,29

% и-3 100 ;со 100 100 2,35~+ 0,33

контр.3 0 163,1 i 10,9 324,3 + 30,2 138,0 +11,5

% п-8 100 100 100 100

дэс i 6 163,0 + 10,9'* 324,7 + 30,5 175,3 + 18,5 1,86 + 0,16

% от XOHT.1 138,1 93,3 125,2 £0,2

ДЭС 2 24 105,7 + 11,0 357,3 + 29,7 142,7 + 10,9 2,71 + 0,31

% ОТ конт 1 89,6 102,7 10!,9 116,8 ГУГ+ 0,32

дзг ••> Í 20 94,2 f ¡0,7 315,2 г 29,7 185,4 + 18,9"

% от конт I 79,G 90,6 132,4 73,7 гтгг 0,09

ДЭС Ь 93,0 + 10.8 312,3 t 32,1 187,7 + 18,8"

7е от кпнт.1 7S.S «9,7 134,0 72,4

ДЭС 7 360 82,3 + 7,9" 365,4 + 29.1 172,4 + 18,4 2.12 + 0,20

% ОТ конт. 1 92,8 105,0 ш,: 91,4

ДЭС 8 720 13 5,3+ ¡ i .0 329,7 + 33,7 160,3 + 17,4 2.06 t 0,16

% от конт.2 S5.2 102,0 9R.7 87,2

ДЭС 720/360 ч восст. 140,3 tll.l 300,2 + 33,6 139,6+ 13,9 2,15 + 0,09

% от конт.2 91,0 92,9 85,9 91,1 2^3 Г+ 0,27

ДЭС 720/720 ч в^ччт. 164.7 + 11,8 320,5 + 33,8 138,7 + 15,3

% ог конт.З 97,9 98,S 100,5 98,3

Примечание: данные в опытных группах по отношению к контрольным

достоверны х - р < 0,05, 2х-р < 0,02, Зх -р<0,01,4х - р < 0,002, 5х - р <0,001 где п - количество животных.

голого кроветворения. Через 1 месяц восстановительного периода после одно месячного эмоционального стресса показатели костномозгового кроветворени незначительно отличаются от контроля, что свидетельствует о нормализаци пролиферации кроветворных клеток костного мозга, нарушенной в результат ДЭС.

Таким образом, анализируя данные таблицы 2, можно заключить, что н протяжении действия одномесячного эмоционального стресса наблюдаете фазный характер в костномозговом кроветворении, который характеризуете угнетением пролиферации кроветворных клеток во-все исследованные сроки с начала ДЭС, особенно через 5,7 и 15 суток, а также нормализацией кроветве рения в восстановительном периоде после стресса.

Изучение динамики массы тела и основных органов позволяет заключит] что значительное снижение массы тела крыс проходит на 3,5,7 сутки от начал ДЭС и является характерным маркером длительного стресса. Анализируя кр! вые 1-5 рис.3 а) можно указать, что ДЭС не оказал существенных изменена на массу головного мозга животных. Масса сердца значительно снижалась к 7 суткам от начала ДЭС и даже в восстановительном периоде не достига; контрольных величин. Это свидетельствует о снижении адаптивных возможш стей сердца по сравнению с головным мозгом. Абсолютная масса печени ш влиянием ДЭС значительно уменьшалась, максимум падения массы этого О] гана наблюдался на 15-30 сутки от начала ДЭС. Наибольшее падение масс селезенки отмечалось на 7-15 сутки от начала ДЭС и через 30 суток пос. ДЭС наблюдалось полное восстановление массы этого органа. В различш сроки от начала ДЭС происходит постепенное падение массы тимуса, наибол! выраженное через 5, 7, а также 15 суток от начала ДЭС. Таким образом, пр цессы адаптации к длительному стрессу в разных системных органах происх дят разнонаправленно. Высокая устойчивость больших полушарий головно мозга и сердца к ДЭС достигается за счет дезадаптации других органов.

Изучение влияния ДЭС на активность ферментов в крови показало, чт< при действии стресса на организм крыс развивается ферментемия, при этом существенный интерес представлял вопрос об ее продолжительности. Как

лредставлеио на рис 1 (кривые 3,4) через 6 часов от начала ДЭС содержание <\СТ и АЛТ увеличено соответственно в 2,3 и 2,1 раза, через 24 и 48 часов - в 2,6 раза, через 72 часа в 2,1 раза по сравнению с контролем. На пятые сутки )г начала ДЭС содержание этих ферментов выше контроля соответственно на 99,3 и 46,3% , через 7 суток - на 58,2 и 29,2% (р< 0,05) нормализуясь в течение одного месяца после ДЭС.

Аналогичная динамика наблюдается при влиянии ДЭС на активность ЛДГ и а-ГБДГ (кривые 1,2), а также КФК (кривая 5 рис1).

Особый интерес представляют данные, полученные при исследовании содержания лизосомальных ферментов, представленные на рис.2 (кривые 2-4). Анализ кривых позволяет заключить, что через 6 часов от начала ДЭС активность кислой фосфатазы (кривая 4) увеличена в 2,7 раза, через 24 и 48 часов уже в 3,0 раза превышает контроль и достигает максимума через 3 суток от начала ДЭС, превышая контроль в 3,2 раза, оставаясь повышенной и через 5 и 7 суток от начала ДЭС соответственно на 130% к 80уо по сравнению с контролем, постепенно нормализуясь к концу 1 месяца восстановления. Аналогичная динамика обнаружена н при исследовании содержания других лизосомальных ферментов : кислого катепсина Д (кривая 3) и липазы (крипая2).

Таким образом, ферментемия а результате действия ДЭС выражалась в повышении в 2-4 раза активности всех исследованных ферментов в крови, причем для цитоплазматических она оказывалась максимальной через 48 пасов от начала ДЭС, а активность лизосомальных ферментов достигла максимума через 72 часа от начала ДЭС и оставалась повышенной п течение псе-го одномесячного эмоционального стресса, окончательно нормализуясь только в восстановительном периоде. Эти данные'тюзволили предположить, что стрессовая фепмепюмия и, в частности, повышение активности лизосомальных ферментов может являться одной из причин повреждения различных органов при ДЭС и активатором пероксидации липидов в плазме крови.

Содержание первичных и вторичных продуктов ПОЛ в изопропанольной фазе липидного экстракта наиболее повышены через 5, 7, 15 суток от начала ДЭС, а также к концу одного месяца стресса и в восстановительном периоде

Piic. I Влияние ДЭС на динамику изменения цито-плазматическнх <)>срме1гтов в плазме крови: кривые I - ЛДГ. 2 - ГБДГ, 3 - А СТ. 4 - АЛТ, 5 -КФК.

VI

S !

и и

Рис. 2 Влияние ДЭС не динамику содержания лнзо-сомальнмх ферментов и СМП в плазме крови: кривые 1 - СМП, 2 - липача, 3 ■ кислый катспсин Д, 4 - кислая фосфатаза. По оси абсцисс - время ог начала стрессового воздействия в сут., по осн ординат - содержание ферментов в % от контроля.

«Я< ., ml

Рис.4.а) Влияние ДЭС на выработку п сохранение условного рефлекса (УР), кривые 1 - время, необходимое для выработки УР, 2 -время, необходимое лчя восстановления УР при проверке его сохранения через 5 дней после выработки и 3 - через 10 дней • после выработки, 4 - степень сохранения УР через 5 дней н 5 - через 1С дней после вырабо гкн.

- г \ !

\ {

f\ \

) i,

\ \ \\ р

V У \ / Г /

V 1

'} j a *s и

Рис. 4.6) Вшыние ДЭС на поведенческую активность животных в тесте "открытого профиля" (периферия), кривые I - выглядывания через отверстая, 2 - вертикальные стойки, 3 - псресечсши, 4 • грумннг. 5 - дефекация. По оси абсцисс - время от начала стрессового воздействия в сут., по осн ординат - поведенческая активность в % от контроля.

I

I

т

юсле него соответственно на 0,3; 0,7; 0,2; 4,0; 1,0; 0,7% и 0,6; 1,3; 0,3; 4,0; !,2; 0,9% . Содержание наиболее токсичных для организма вторичных продуктов ПОЛ в гептаповои фазе липидного экстракта в эти сроки повышено оответстпеипо па 5,4; 6,5; 6,5; 7,4; 4,4% и только через I месяц после стресса ниже контроля на 0,7%.

Наблюдаемая активация ПОЛ в плазме крови в результате ДЭС возникп-:т скорее всего не как результат интенсификации метаболизма катехолами-юв, а как следствие их действия на адренорецепторы, максимальное содержание продуктов ГЮЛ приходится на "пик" стресса. В сняли с л им приобретают значение среднемолекулярные пептиды, которые играют определенную юль в ограничении повреждающего эффекта ДЭС. Как представлено на рис.2 ^кривая 1) через 6 » 24 часа от начала ДЭС содержание СМП увеличено соот-1етственне в 2,6 и 3,7 раза по сравнению с контролем. Через 5, 7, 15 суток от мчала ДЭС содержание СМП продолжало оставаться повышенным по сравне-И110 с ксмтролем соответственно в 1,8; 1,6; 1,4 раза. В течение месяца воссга-ювительпого периода наблюдается почти окончательная нормализация содержания СМП и крови.

Таким образом, полученные данные позволили сделать вывод о том, что (лительный эмоциональный стресс опосредованно через глюкокоргнхоидное и |дренергическое звенья регуляции может вызывать освобождение среднемоле-улярных пептидов. Су1цественно отметить, что повышение содержания СМП > восстановительном периоде после ДЭС играет позитивную роль для орга-птзма животных.

Известно, что тяжелый стресс сопровождается распадом и угнетением био-:интеза нуклеиновых кислот и белка. Количественная оценка катаболического (енствия длите ллшго )моциопаль:!()го стресса до последнего времени не изу-тлась. На рис. 36 представлена динамика содержания РНК в тканях, на рис \р - динамика содержания общего белка в органах (кривые 1-5) и результате (ейстпия ДЭС.

Из анализа кривой 2 на рис. 36 следует, что.в течение ДЭС содержание ■"НК в сердце уменьшилось по сравнению с контролем, достигая минимума че-

рез 5 и 7 суток от начала ДЭС и составляя соответственно на 43,7 и 37,0° меньше контроля на фоне уменьшения в эти же сроки содержания общего бе/ ка в сердце, как следует из рис. Зв, соответственно на 41,2 и 38,4% (р<0,05 В восстановительном периоде после ДЭС содержание РНК и общего белка сердце по-прежнему ниже контроля. Из анализа кривой 1 на рис.3 следуе что через 120 и 168 часов от начала ДЭС содержание РНК и общего белка головном мозге ниже контроля соответственно на 12,4 и 13,4% . Через 15 с; ток и I месяц восстановления после стресса содержание РНК в головном моз! превышает контроль на 3,7 и 1,9% , а общего белка выше на 1,6 и 2,1% соо-ветственно.

Через 120, 168, 360 часов от начала ДЭС содержание РНК и общего бел! в печени, как представлено на рис. 36 и Зв (кривая 3) ниже контроля соотве-ственно на 41,5; 47,5; 46,9% и 48,9; 54,8; 53,5% (р<0,01). К концу одном! сячного стресса данные показатели ниже контроля на 50,3 и 50,4% (р<0,05).

Содержание РНК и общего белка в тимусе, как представлено на рис.Зб и ; (кривые 4 и 5), ниже контроля через 120, 168, 360 часов от начала стресса ci ответственно на 64,2; 73,7; 75,7% и на 75,7; 85,6; 82,3% (р<0,001). Через месяц стресса эти показатели ниже контроля соответственно на 55,3 и 55,6' (р<0,001) и превышают его в восстановительном периоде.

Динамика изменения содержания РНК и общего белка аналогична таков< у печени. Таким образом, структурная «цена» стрессорной реакции не и черпывается только увеличением распада РНК и белка, можно предположит что увеличение распада сопровождается угнетением биосинтеза РНК и белка.

Для изучения физиологического значения ДЭС изучали скорость вырабо ки и степень сохранения условного рефлекса активного избегания и поведе! ческую активность животных в тесте «открытого поля», которые представлен на рис. 4(а,б).

В различные сроки от начала ДЭС наблюдается фазный характер в выр ботке и сохранении условного рефлекса: через 6 часов от начала ДЭС - акт влция, постепенно нарастающая и сохраняющаяся на одинаковом уровне чер 1,2,3 суток от начала ДЭС, затем- замедление в выработке и сохранении УР

j ira

О! I ¡

, ~ ' ¡_ j; и * я

Рис.3

Влнянне ДЭС на дшга.чнку а) массы органов, 6) содержания ГНК 1> зханях, в) общего белка в органах: кривые 1-головноП мозг, J-сердце, 3-печен;,, 4-селезсика (5 па рис. а)), 5-ihmyc (4 lia fue. а)). По оси абсцисс - время от начала стрессового воздействия в сутках, По оси ординат масса органов (г), 6) солержание РНК и и) общего бежа л ™ от контроля.

-а)

на 5, 7 ii особенно 15 сутки от начала ДЭС, и вновь активация п восстанови тельном периоде.

Одномесячное стрессовое воздействие приводит к значительному сниженш ориентировочно-исследовательской активности стрессированных животныз увеличению степени тревожности, при этом угасание двигательной активнс сти происходит через 5,7 , 15 суток от начал ДЭС, являясь максимально вы раженным на 7 сутки от начала ДЭС, когда отмечается «пик» стрессорной ш волюции тимуса. Через 6, 24, 48, 72 паса от начала ДЭС наблюдается некотс рое увеличение ориентировочно-исследовательской реакции в «открытом ni ле», следовательно, эмоциональная реакция страха оказывается наименее вь раженной в эти периоды.

К концу 1 месяца восстановительного периода после одномесячного эмс циопального стресса наблюдается нормализация поведения животных в тест «открытого поля» и исследуемые показатели элементарных поведенческих ai тов практически не отличаются от контрольных величин. А по числу выглядь ваний и актов умывания на периферии даже их превышают.

ВЫВОДЫ

Длительный эмоциональный стресс сопровождается повышением першгшмч и вторичных продуктов ПОЛ и среднемолекулярных пептидов в плазме крови теплокровных животных.

Катаболическая стадия эмоционального стресса {3-7 сутки от начала стресса) характеризуется значительным увеличением в плазме крови цитонлазма-тических и лнзосомалъных ферментов. При этом активность цитоплазмати-ческнх достигает максимума через 1-2 суток от начала ДЭС, а лизосочаль-ных - через 3 суток, оставаясь повышенной в течение всего эмоционального стресса и постепенно нормализуясь в восстановительном периоде. В результате ДЭС наблюдается иейтрофпльный лейкоцитоз, сопровождающийся лимфопенией и эозинопеиией на фоне угнетения пролиферативной активности клеток костного мозга.

Падение массы органоп па 3-7 сутки от начала ДЭС наименее выражено в уловном мозге и сердце, а наиболее - в тимусе, последнее являете« характерным маркером стресса.

Соотношение ДЭС и восстановительного периода характеризуется разнона-травлетюстмо содержания нуклеиновых кислот и общего белка период католической стадии происходит замедление скорости транскрипции, а в шссгановительном периоде - ее ускорение.

Три адаптации к ДЭС наблюдается замедление выработки условного реф-|екса, которая постепенно восстанавливается через 15 суток и I месяц после 1ЭС.

Торможение поведенческой активности животных в тесте «открытого поля» оррелирует с содержанием РНК и общего белка в головном мозге и может осматриваться как адаптивная «цена» длительного эмоционального счрес-а.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Гематологические изменения у крыс при адаптации к коротким стрессорш воздействиям //Матер, итог. науч. конф. препод, сотр., аспир. ЧГПУ, Чел бинск, 1995.-е 20-25 (соавт. Цейлнкмаи В.Э.)

2. Влияние длительного эмоционального стресса на поведенческую активное животных в тесте «открытого поля» //Матер, конф. «Физиологические ме ханизмы развития экстремальных состоянии», Санкт-Петербург, 1995.-е 20 (соавт. Павлова В.И.,Попкова М.А.).

3. Понятие «нейротропный фактор» как регулятор роста и развития нервны: клеток при стрессе// Тезисы науч. конф. препод., сотр. и аспир. ЧГПУ, Ч лябинск, 1995.-е 19-21 (соавт. Камскова Ю.Г.)

4. Влияние адаптации на метаболизм нуклеиновых кислот в костном мозге г иммобилизационном стрессе // Тезисы докл. на конф. молодых ученых, Санкт-Петербург, 1995,- с. 45-47 (соавт. Камскова Ю.Г.)

5. Некоторые вопросы обмена веществ при длительном эмоциональном стре // Тезисы докл. на конф. препод, сотр. и аспир. ЧГПУ, Челябинск, 1995. 159-160 (соавт. Камскова Ю.Г.)

6. Влияние длительного эмоционального стресса на некоторые цитологическ показатели реактивности костного мозга // Вестник Челябинского пед. У верситета. Серия 4. Естественные науки, 1996, № 1.- с. 241-243.