Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Механизмы модификации в раннем онтогенезе дефинитивной функции гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной системы

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Механизмы модификации в раннем онтогенезе дефинитивной функции гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной системы"

РГ6 0.1

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ ВДВДШШ НАУК

сибирское отделение

ИНСТИТУТ ФИЗИОЛОГИИ

На правах рукописи УДК- [(612. 45: 612. 82)+577.176.82+ 612.64+612.651: (575.1+57.033)

МАСЛОВЛ ЛАРИСА НИКОЛАЕВНА

МЕХАНИЗМЫ МОДИФИКАЦИИ В РАЕКЕМ ОНТОГЕНЕЗЕ ДЕИИНИТИВНОЯ ФУНКЦИИ ГИГЮТ АЛАМО- ГИПОФИЗАРНО- АДРЕШКОРТ ИКАЛЬНОЯ СИСТЕМЫ

Специальность - 03.00.13 биология человека и животных

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Новосибирск -1993

Работа выполнена в лаборатории генетических основ нейроэндокринной регуляции Института цитологии и генетики Сибирского отделения Российской Академии Наук

Научный консультант - дсгаор медицинских наук, профессор

Е. К Наутнко

Официальные оппоненты:

Доктор биологических наук, чл--корр. РАМН И. Г. Акмаев

Доктор медицинских наук, профессор Л. К Девойно

Доктор медицинских наук, ад корр. РАМН Г. С. Якобсон

Ведущая организация - Институт физиологии им. Е П. Павлова

Российской Академии Наук

Зашита состоится 3 /У 9% яа заседании

специализированного совета Д 001.14.01 по присуждению ученой степени доктора наук при Институте физиологии СЮ РАМН (630017, г. Новосибирск, ул. Академика Тимакова, 2).

С диссертацией южно ознакомиться в библиотеке Института физиологии СО РАМН.

Автореферат разослан аи/г^с^ 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат биологических наук

Елисеева А. Г.

1. ВВЕДЕНИЕ Актуальность проблемы Индивидуальное развитие организма, реализация его генотипа происходит в тесном взаимодействии с внешней средой. Механизмом активного приспособления к меняющимся факторам среды является физиологическая система стресса (Solyo, 1974). Она сформировалась в результате длительной эволюции и генетически детерминирована (Treiman et al., 1970; Markel, Borodin, 1980; Дыгало, Науменко, 1984; Ыаркель, 1984; Naumenko et al., 1989). Важной и обязательной составной частью стресс-реакции является активация гипоталаю-гипофизарно-адренокортикальной системы (ГГАС), сопровозкдаодаяся выделением в кровь глюкокортикоидов (Selye, 1974; Селье, 1979). В свою очередь, в регуляции ГГАС вааиая роль принадлежит нейромедиаторным, в частности, моноаминергическим системам головного мозга (Науменко, 1971; Машпзпко, 1973; Ganong, 1980; Popova et al.. 1985; Plotsky et al., 1989).

Становление ГГАС .и ее взаимодействия с вышглегзэдики отделами центральной нервной системы происходит в пренатальном и раннем постнатальном онтогенезе (Мицкевич, 1974, 1978; Прошлякова, 1983; Шаляпина, Чемкртан, 1983; Sapolsky et al., 1986; Walker et al., 1986, 1990, 1991; Grino et al., 1989; Данилова и др., 1991; Черниговская и др., 1991; Khachaturian et al., 1991). В ходе развития ГГАС имеются критические периоды, когда разнообразные внешние воздействия способны на длительный срок или на всю жизнь изменить параметры функционирования ГГАС, которые затем в значительной степени определяют адаптивные возможности организма. Учитывая то, что развитие происходит в обстановке, когда мать и ее потомки нередко подвергаются действию природных и антропогенных стрессоров, становится очевидной актуальность и необходимость изучения длительных последствий влияния внешних воздействий в раннем онтогенезе на функции взрослого индивида.

Показано, что стрессирующие воздействия в определенные периоды пренатального (Ader, Plaut, 1968; Pol itch et al., 1978; Peters, 1982; Naumenko, Dygalo, 1984; Fride et al., 198C; Takahashi et al., 1990) и постнатального (Levtne, 1962; Ader, Denenberg et al. , 1969; Grota, 1969; Erskine et al.*,

1975; Садганик и др. , 1979; tortin, toberg, 1981; Еимпина и др., 1981; Каркель, Багинская, 1982; Veiner, Levins, 1983; Яурдуй, 1986; Hamamura, Onal<a, 1989) онтогенеза оказывают долговременные эффекты на функцию ГГАС. В то ne время конкретные 1»хаянзш, опосродуюцке зги эффекты, изучены далеко не достаточно.

Установлено, что в последней трети беременности у крыс избыток глакокортшоидов шдиф5щирует центральные механизмы регуляции ГГАС их взрослых потоыков (Еаукенко, Дыгало, 1979; Машгапко, Dygalo, 1980, 1984; Дыгало, Наушнко, 1984 ; Дыгало, 1386; Наушкко н др., 1990). Однако при действии стрессоров реакция ыатери не ограничивается повыкением в крови уровня глжокортикоидов. Оставалась неясной относительная роль адренокортикальной реакции и всего остального кошпекса функциональных сдвигов в организме штери при стрессе во время беременности в определении активности. ГГАС ее взрослых потоыков.

Кро'-'э того, поскольку пренатаяьная гормональная кодификация ГГАС бала изучена глазным образом на крысах и частично на инлш, возникает вопрос, является ли способность к ней общкм свойствоц щекокигаюдих, или она присущ только грызунам.

Эксперименты с введением глжокортикоидов в раннем постнатадьном периоде (Nyakss, Endroczi, 1972; Ulabo, Hisada, 1973; Krieger, 1974; Nyakas et al., 1976; Иаркель и др., 1977; Poland et al. , 1981; Гарина и др., 1990) не смогли воспроизвести длительнш эффекты стресса на ГГАС, наблядаемые у взрослых животных после стимуляции в первые дня жизни. Тагаш образои, оставалась неясной роль глхкокортикоидов в постнагальной шдификацни ГГАС. Не изучено было и значение генотипа животных в реализации длительных эффектов постнатального стресса.

Наконец, хорошо известно, что в регуляции ГГАС важную роль играит нейромедиаторы Есть основание полагать, что кодификация ГГАС в пренатальном онтогенезе осуществляется с вовлечением шноаминергических механизмов (Naumenko, Dygalo, 1980, 1984; Peters, .1982, 1984, 1986; Дыгало, 1986; Murnnko,

1988). В то г® время вопрос о роли нейромедиаторов в

_ ц. _

постнатальном становлении функциональной активности ГГЛС и ее модификации остается практичесют неизученным

Знание механизмов, регулирующих онтогенез ГТАС и опосредующих ее модифккационные изменения, повволяет искать пути и способы коррекции как нежелательных последствий неблагоприятных воздействий в раннем онтогенезе, так и наследственных патологий этой системы. В данной работе была предпринята попытка длительной коррекции генетически обусловленного нарушения функции ГГАС, связанного с наследственной артериальной гипертензией, путем кратковременного воздействия в раннем онтогенезе на метаболизм катехоламинов.

Цель и задачи исследования Основной целью данной работы было исследование механизмов длительной модификации ГГАС под влиянием воздействий в позднем пренатальноы и раннем постнаталькоы оятогенеае, в связи с чем были поставлены следующие задачи:

1. Изучить роль глюкокортикоидов в реализации модификацконных эффектов стресса, переносимого в последней трети внутриутробного развития и в первые дни лизни, на ГГАС взрослых животных.

2. Исследовать значение баланса нейромедиаторов в раннем онтогенезе для функции ГГАС взрослых крью.

3. Изучить возможность длительного восетанрвления функции ГГАС, измененной под влиянием стресса в раннем постнатаяыгом онтогенезе, и при ее генетически обусловленном нарушении у крыс с наследственной артериальной гипертензией.

Основные положения работы, выносимые на защиту 1. Стрессорные воздействия в последней трети пренаталыгого развития и в раннем постнатальром онтогенезе вызывают изменение стрессорной реактивности ГГАС взрослых животных. Значение глюкокортикоидов в реализации этих эффектов неодинаково и зависит от стадии онтогенеза. До рождения главную роль играет активация коры надпочечников матери, приводящая к избытку кортикостероидов в крови матери и плода. В первые дни постнатальной жизни модификация ГГАС под влиянием стресса связана с дефицитом глюкокортикоидов в крови,

обусловленным низкой функциональной активностью этой системы. В это вреш глзококортикоиды способны оказывать протекторное действие, вазидая ГГАС от долговременных последствий стресса.

2. Способность к модификации функции ГГАС под влиянием избытка глюкокортикоздов в пренатальном онтогенезе присуща разныы отрядаы ылекопиташих. Реализация длительных аффектов стимуляции а ранней онтогенезе на ГГАС взрослых йивотных зависит от их наследственных особенностей.

3. Дисбаланс нейрокзедааторов, катехоламинов и серотонина, в ранней онтогенезе в завксююети от стадии развития вызывает у взрослых ензотеых наруЕзния различных параметров функции ГГАС, сопрововдашщеся нзшнекиями в катехоламикергической и серотонергической систем шага.

4. Специфические воздействия на развиващиэся катехолашнергичеекке ызханизмы регуляции ГГАС способны полностью восстановить функцшо этой нейроэндокрннной системы при ее наследственном нарушают.

Научная новизна исследования

Впервые показано, что в разныэ периоды раннего онтогенеза роль глшэкортикоидов в реанизацж; длительных аффектов стресса на ГГАС взрослых животных различна. В последней трети пренатального развития главным фактором стресса, осуп^ствяявщнм длительную шдификациэ ГГАС, является избыток глжокортикондов, секретируешх надпочэчнккаки штери. В ранней посткатальком периоде долгозрэ5йННВ2 кзьекенкя функцш! ГГАС опосредованы относительным дефицитом этих горшнов в крови у детенышей, а их введение сказьзаег протекторное действие. Реализация длительных аффектов стресса, переносимого в первые дни гяиани, зависит от генотипа животных.

Обнаружено, что способность к кодификации функции ГГАС под влиянием дисбаланса глшокортикоидов в пренатальном онтогенезе присуща различным отрядам ылекопитаэдих.

Впервые детально проанализировано влияние нарушения метаболизма нейромедиаторов в различные периоды раннего онтогенеза на ГГАС взрослых крыс. Показано, что в конце пренатального развития успешно преодолеваются последствия дисбаланса моноаминов, если изменение их метаболизма не вызывало повышения уровня кортикостерона в крови матери. В

раннем постнатальном онтогенезе нарушение синтеза катеход-аминов или серотонина в зависимости от воэраста крыс приводит к изменению функциональной активности 1ТАС взрослых кивотных, которое связано с преобразованиями з нвйрокздиаторных сксте!ЗЯ мозга

Впервые показано, что целенаправленное воздействие па катехоламинергическув систему ыоага в раннем онтогенеза способно привести к длительной коррекции наследственных нарувений функции ГГАС. Найден критический! пэрнод в развитии крыс с наследственной индуцированной стрэссои артериальной гипертензией, в которнй' кратковрзвешоэ усиление синтеза норадреналина в мозга препятствует проявлепст артериальной гипертензии и нормализует нарупенную у зтяз кявотнцх функция ГГАС. Детально исследованы механизмы восстановления функщш ГГАС и артериального давления под вляянши воздействий на метаболизм катехоламиков. .

Научно-практическая ценность работы

Работа посвящена актуальной и недостаточно исслодованяой научной проблеме - выявлению кэханнзшв модификации в раннем онтогенезе лод влиянием факторов ввеЕнеЭ среды одной га вазжейшх адаптивных систем оргаикзыа - гшотажгиэ-пшофизарзо -адренокортикальной. Исследование выполнэео на стьзсэ физиологии, эндокринологии-, нейрохиш® с кспользовшшем генетически различных линий гшвотнкх.

Теоретическое значение работы состоят в расЕшрении знаний об онтогенезе ГГАС и о роли стрессорных н (^ар&аакологическпх воздействий в пренатальном и раннем постнатальном периодах индивидуального развития з детерминации функциональной активности ГГАС взрослых животных. Результаты исследования вскрывают некоторые механизмы центральной нервной систекы, опосредующие модификационные изменения ГГАС. Они дают новое представление о роли глюкокортикоидных горюнов в реализации длительных эффектов стресса в равные периоды раннего развития на дефинитивную функцию ГГАС, выявляют значение генотипа животных в модификационных преобразованиях нейроэндокринной системы.

Исследование эффектов нарушения метаболизма

- 7 -

нейромедиаторов в различные периоды раннего онтогенеза способствует пониманию их функционального значения в онтогенетическом становлении ГГАС и в ее кодификационных преобразованиях.

Знание механизмов, регулирующих развитие функциональной системы в соответствии с генотипом животных и условиями внешней среды, позволяет создать новое направление исследований, включающее в себя поиск путей и способов коррекции в раннем онтогенезе нежелательных последствий стресса, испытываемого матерью во время беременности иди новорожденными, и предотврагзэния развития наследственно обусловленной функциональной патологии нервной и нейроэндокригаюй системы. Знания, полученные в этой области, открывают перспективу их практического применения в медицине и животноводстве.

Апробация работы

Основные результаты работы были доложены и обсувдались на V Всесоюзном съезде фармакологов (Ереван, 1982), на II и III Всесоюзных конференциях по нейрозндокринологии (Иваново, 1982; Харьков,' 1988), на II и III Всесоюзных конференциях "Эндокринная система организма и вредные факторы внешней среды (Ставрополь, 1983-, Самарканд, 1987), на Всесоюзном симпозиуме "Стресс, адаптация и функциональные нарушения (Кишинев, 1S84), на Всесоюзной конференции по проблемам доместикации етвотных (Шсква, 1985), на XV Всесоюзном съезде Физиологического общэетва им. И.П. Павлова (Кишинев, 1987), на Всесоюзной конференции "Экспериментальные достижения нейрохимии-медицине" (Горький, 1987), на V Всесоюзном съезде генетиков и селекционеров (Мэсква, 1987), на Международном симпозиуме "Онтогенетические и генетико-эволюционные аспекты нейроэндокринной регуляции стресса (Новосибирск, 1988), на Швдународном симпозиума "Циркулирующие регуляторные факторы и нейрозндокринная функция" (Сшленице, Чэхословакия, 1989), на III Всесоюзной школе по генетике (Бнйск, Ая, 1989), на III Всесоюзном Съезде эндокринологов (Ташкент, 1989), на Международном симпозиуме "Физиология гипофизарно-адрено-кортикальной системы" (Ленинград, 1990), на IV Всесоюзной конференции "Фнаюлогия и биохимия медиаторных процессов"

(Мэсква, 1991), на Учредительном конгрессе Международного общества патофизиологов (Мэсква, 1991), на Всесоюзном симпозиуме "Стресс, адаптация и дисфункции" (Кишинев, 1991), на IV Международном симпозиуме "Циркумвентрикулярные органы и жидкостное окружение мозга: молекулярные и функциональные аспекты" (Лейпциг, ФРГ, 1991), на V Мзждународном симпозиуме "Катехоламшш и другие нейротрансмиттеры при стрессе" (Смоленице, Чехословакия, 1991), на Всесоюзном симпозиуме "Нэйробкологические аспекты современной эндокринолопзд (Мэсква, 1991), на Узждународном симпозиуме " Психоэмоциональный стресс: механизмы и профилактика" (Иэсква, 1992).

Всего по теме диссертации автором опубликовало 49 работ, из них статей - 22, в том числе в зарубежной печати - 8, коллективная монография - 1.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ Животные. В зксперимзнтах использовали крыс линий Вистар, НИСАГ (наследственная индуцируемая стрессом артериальная гипертензия, Маркель, 1985), SHR (Spontaneously Hypertensive Rats, Okamoto, Aoki, 1963), а такяэ диких серых крыс, подвергавшихся и не подвергавшихся селекции на отсутствие оборонительной реакции по отношению к человеку (селекцию вел П. М. Бородин).

Кроме того, опыты проводили на серебристо-черных лисицах, содержащихся на звероферме Экспериментального хозяйства СО РАН и подвергавшихся или не подвергавшихся селекции на отсутствие агрессивной реакции по отношению к человеку (селекцию вела JLII Трут).

Хирургические операции, адреналэктомию, лапаротомшз вживление направляющих канюль в боковой желудочек мозга, проводили стандартным способом.

Биохимические методы. Определение концентрации

11-оксикортикостероидов в плазме периферической крови животных проводили флюориметрическими методами (Панков, Усватова, 1965; Stahl, Dorner, 1966), методом конкурентного белкового связывания (Murphy,1967) в модификации, позволяющей определять содержание глюкокортикоидов в плазме без предварительной

экстракции (Тинников, Бакан, 1984), и радноиммунным методом с использованием антисыворогки к кортикостерону, любезно предоставленной проф. Е Г. Шаляпиной ( Институт физиологии им. И. Е Павлова, Санкт-Петербург).

Уровень дофамина и норадреналина в отделах головного мозга крыс определяли фиюориметрически методом Schlunpf et al.

(1974) в кодификации, предложенной Кудрявцевой и Бакшгановской (1Ö89).

Активность ключевого фермента синтеза катехоламинов тирозинпщроксилазы в ткани мовга определяли по скорости гидроксилирования тирозина методом Yamauchi, Fujisava (1978) в шдификации (Дыгало, 1887). Эксперименты проведены совместно с & R Дыгало.

Адреноцепторное связывание с альфа-1-, альфа-2- и бета-адреноцепторами определяли с помощью соответствующих маченых лигандов фирмы "Am&rsham" (England): З-Н-празозина, З-Н-клонидина и З-Н-дигидроальпренолола (ДГА). Расчет кинетических кривых проводили по методу Иогансена-Лаыри (Корнии-Боуден, 1679). Эксперименты были проведены совместно с Г. î. Пкшкиной.

Активность ключевого фермента синтеза мелатонина серотояин-М-ацегнлтрансферазы в зпифизе крьс определяли методом Deguchi, Axelrod (1972) в модификации Parfttt et al.

(1975). Опиты проведены в Институте физиологии Чехословацкой Академии наук совместно с др. Е. Иллнеровой.

катоды измерения артериального давленид. Систолическое артериальное давление в покое и при эмоциональном стрессе (ограничение подвижности, 30 мин) измеряли непрямым сфигмографическим методом на хвосте (Pfeffer et al., 1971).

Ответ артериального давления на введение в боковой юзлудочек мозга вещзств, вызывающих стимуляцию центральных адреяоцепторов, измеряли под нембуталовым наркозом прямым «методом в хвостовой артерии ( Marke 1 et al., 1987). Эта серия экспериментов была проведена совместно с С. Я. Амстиславсгаш.

Статистическая обработка подученных данных. Для сравнения средних значений по сериям опытов использовали t-критерий Стыодента (Урбах, 1984).

3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИИ 3.1. Длительная модификация функции ГГАС под влиянием

стресса в раннем онтогенезе Первая часть работы посвяцэна изучению эффектов стресса в пренатальном и раннем постнатальнои онтогенезе на функции ГТАС взрослых животных и роли глюкокортнноидов в их реализации. В качестве стрессирущих воздействий во время беременности применяли хирургический стресс (лапаротомия) на 18 день, холод (1 ч при температуре воздуха О С) на 16-21 дни, введение амфетамина (0.5 мг/кг в.т.) на 16-21 дни. Долговременные эффекты стресса на ГГАС потоисов сравнивали с влиянием гидрокортизона (50 мг/кг в. т., Richter, Germany), вводимого самке на 18 день беременности. У 4-месячных крыс, роаденных матерями, подвергавшимися действию стрессоров или гидрокортизона, базальный уровень кортикостерона в крови не отличался от его содержания в покое у контрольных крыс (рис.1), в то время как реакция ГГАС на эмоциональный стрессор, вызванный ограничением подвижности в тесных сетчатых клетках в течение 1 ч, была существенно снимэна.

Рис. 1. Уровень корти-костерона (Над) в покое и при эмоциональном стрессе у взрослых крыс, матери которых подвергались стреесирущим воздействиям во время беременности.

*р< 0.001 по сравнению со стрессорным уровнем в

гснгрояь Ж лшго- холод аиГ" контроле.

□ -мзшмя. ¿3-стресс

Важно отметить, что стрессор, вызыьающий наибольшее повышение уровня кортикостерона в крови у матери (лапаротомия), приводил к самому большому снижению стрессорной реактивности

- 11 -

оо

30

2В

16 ■

10 ■

гН

1

потомков, сравнимому с действием экзогенного гидрокортизона Эти результаты хорошо согласуются с данными об обратной корреляции между уровнем глюкокортикоидов в крови матери в последней трети беременности и величиной стрессорной реакции ГГАС ее взрослых потомков (Naumenko, Dygalo, 1984).

. Чтобы вычленить роль активации надпочечников матери в комплексе гормональных и метаболических сдвигов, возникающих при стрессорной реакции и, возможно, влияющих на развитие ГГАС плодов, действию тех же стрессоров подвергали самок, адреналэктомированных за 25 дней до наступления беременности. Такие условия не нарушали развитие ГГАС плодов (Иаслова, 1983), ко препятствовали осуществлению длительного эффекта стресса на ГГАС потомков независимо от характера стрессора, действующего во время беременности. На основании этих опытов можно полагать, что стрессорный подъем уровня глюкокортикоидов в крови беременной крысы является одним из основных, если не самым главным, фактором в модифицирующем действии пренатального стресса на функцию ГГАС.

Большинство экспериментов, направленных на изучение эффектов воздействий в пренатальном онтогенезе на ГГАС взрослых животных, были проведены на крысах. Оставалось неясным, присуда ли способность к модификации ГГАС в раннем развитии только грызунам, или другие млекопитающие также могут проявлять это свойство. Было исследовано (Маслова, 1988; Шумейко, Наслова, 1990) влияние пренатального воздействия гидрокортизоном на ГГАС взрослых животных у такого далекого от грызунов вида, как серебристо-черные лисицы, которые принадлежат к отряду хищных, семейству собачьих.

Гидрокортизон (25 ыг/кг в. т.) вводили самкам из промышленной популяции в последней трети беременности (на 40 и 42 дни) и обнаружили, что у их взрослых потомков-самцов реакция ГТАС на ограничение подвижности была достоверно снижена (Маслова, 1988). Этот эффект обусловлен, по-видимому, изменениями в центральных механизмах регуляции адренокортикальной функции, так как пренатальное воздействие не повлияло на чувствительность надпочечников in vivo к действию АКГГ. Способность к пренатальной модификации ГГАС зависит от их генетических особенностей животных. У лисиц,

имеющих генетически обусловленную низкую стрессорную реакцию ГГАС в результате многолетнего отбора на доыестикационнне свойства поведения, введение гормона было неэффективным.

Хорошо известно, что после рождения, разнообразные стрессируквде воздействия способны повлиять на формирование и дефинитивную функцию ГГАС (Levine et al. , 1967; Ader, Grota, 1969; Martin, ttoberg, 1981; Шаляпина и др. ,1981; Weiner, Levine, 1983; Шслова, Рязанцева, 1984; Namrenko, Maslova, 1985; фур дуй, 1986; Hamamira, Onaka, 1989). В ранних работах ключевую роль в опосредовании длительных эффектов неонатального стресса отводили глюкокортикоидам. Однако введением этих гормонов в раннем постнатальном периоде никому не удалось воспроизвести долговременные эффекты стресса на ГГАС взрослых животных (Nyakas, Endroczi, 1972; Miyabo, Hisada, 1973; Krieger, 1974; Nyakas, 1976; Уаркель и др., 1977; Poland et al., 1981; Naumenko et al., 1985; Гарина и др., 1990), что поставило под сомнение правильность гипотезы.

В то же время известно, что после рождения функциональная активность ГГАС резко падает и в первые две недели жизни стрессорная реакция у крыс чрезвычайно мала, а между 7 и 9 днем адренокортикальный ответ на некоторые раздражители вообще не удается обнаружить. У нас возникло предположение, что фактором, реализующим длительные эффекты постиатального стресса, может быть не избыток глюкокортикоидов при стрессе детенышей, а его относительный дефицит. Поэтому, для выявления роли глюкокортикоидов в модифицирую^« действии стресса в раннем постнатальном онтогенезе, наряду с введением экзогенных гормонов, мы сочли целесообразным исследовать длительные эффекты стресса в период отсутствия подъема уровня кортикостерона в крови у детенышей (Шслова, Рязанцева, 1984; Naumenko, Maslova, 1985; Маслова, Науменко, 1990).

В качестве стрессора была использована подкожная инъекция физиологического раствора ( 20 мкл 0.9Х NaCl ). Она вызывает активацию коры надпочечников у крысят в возрасте 3-4 дней, однако у 7-9-дневных животных повышение уровня кортикостерона отсутствует. Несмотря на это, введение физиологического раствора 7-9 дневным крысам сопровождалось у взрослых животных достоверным повышением базального уровня

- 13 -

кортикостероиа в крови и снижением стрессорной реакции. Инъекции гидрокортизона (0.5 мг), сделанные в тех ке условиях, не изгнали изучаемые показатели.

Эти данные явились основанием для заключения, что длительные эффекты постнатального стресса реализуются, несмотря на отсутствие повышения уровня кортикостероидов в крови. Дальнейшие опиты с введением гидрокортизона вслед за введением физиологического раствора, то есть на фоне стрессорного воздействия, показали, что гормон нормализовал все изменившееся под влиянием постнатального стресса параметры функции: базальньй уровень, стрессорную реактивность, и циркадный ритм (рис.2). Возможно, что в естественных условиях при стрессе дополнительное поступление глшокортикоидов с шлоком матери из&ет играть занятную роль, поскольку в наших опигах введение гидрокортизона кормящгй самке предотвращало длительный эффект стрессирующэго воздействия в раннем онтогенезе на базальньй уровень кортикостерона у взрослых животных.

Эти результаты позволили сделать вывод, что действующим фактором в опосредовании длительных эффектов стресса действительно является дефицит кортикостероидов, возникающий из-за неспособности ГГАС в згом возрасте обеспечить повышенную потребность в них организма при стрессорной стимуляции. В то

с i р е с с

Ркс. 2. Уровень кортикостерона (М±т) в покое и при эмоциональном стрессе у взрослых крыс, подвергавшихся на 7-9 дни яизни

ГК - гидрокортизон. *р<0.01 по сравнению с двумя других« группами.

же время известно, что дефицит глюкокортикоидов способен нарушать нормальное развитие (Во1тл, 1984). Как показали наши опыты, в таких условиях экзогенные глюкокортикоиды, могут играть протекторную роль.

Способность к модификации ГГАС в раннем постнатальном онтогенезе зависит от генетических особенностей животных. В опытах, поставленных на серых крысах двух генотипов, в отличие от крыс линии Вистар, не было обнаружено снижения стрессорной реактивности в половозрелом возрасте после введения физиологического раствора на 7-9 дни жизни. В то же время, это стрессирующее воздействие привело к повышению базального уровня кортикостерона в крови взрослых крыс, однако эффект был достоверно выражен только у животных с наследственно низкой функциональной активностью ГГАС, обусловленной длительным отбором на отсутствие агрессивности по отношению к человеку.

Модификация функции ГГАС взрослых крыс в результате стресса, перенесенного в раннем онтогенезе, связана с изменениями в состоянии центральных механизмов регуляции. Было обнаружено, что у крыс Вистар, подвергавшихся стрессу на 7-9 дни жизни и имеющих хронически повышенный базальный уровень кортикостерона в крови и сниженную стрессорную реакцию, увеличена ' чувствительность к активирующему действию норадреналина, но не серотонина, вводимого в боковой желудочек мозга. У серых крыс в аналогичных опытах эта реакция на была изменена, зато у них в гипоталамусе были одновременно повышены активность тирозингидроксилазы, уровень дофамина и норадреналина (табл.1), что может свидетельствовать об увеличении в этой структуре, имеющей непосредственное отношение к регуляции ГГАС, активности катехоламинергической системы. Следует отметить, что введение гидрокортизона на 7-9 дни жизни, не вызывающее длительных изменений функции ГГАС ни у белых, ни у серых крыс, не повлияло на состояние нейромедиаторной системы.

Таким образом, можно полагать, что в постнатальном онтогенезе, как и в пренатальном периоде (Наитепко, 1Эуеа1о, 1984; Маслова, Рязанцева, 1984; Кашпепко, Маз1оуа, 1985), модификация ГГАС реализуется с вовлечением катехоламин-ергических механизмов мозга. По-видимому, баланс

Таблица 1. Активность тирозингидроксилазы (пмоль/мин/мг белка, М * т) и содержание дофамина и норадреналина (мкг/г ткани, и * т) в стволе головного мозга и в гипоталамусе взрослых неагрессивных серых крыс, подвергавшихся воздействиям на 7-9 дни лизни

Отдел мозга и серии опытов

Тирозин-гидроксилаза

Дофамин

Норадреналин

СТВОЛ Интактные Зизиол. раствор Гидрокортизон

10.7*0.55(17)

11.9*1.00(4)

11.3*0.82(4)

0.54*0.04(9) 0.60*0.06(7) 0.60*0.04(8)

0. 56*0. 02(9) 0.55*0. 04(9) 0. 61*0.05(8)

ГИПОТАЛАМУС Интактные йизиох раствор Гидрокортизон

15. 3*1.29(13) 24.1*0.96(4)а

1. 00*0. 05( 7) 1.83*0. 08( 9) 1. 72*0.12(5) Ъ 2. 26*0.17(5)°

19.9*2.65(5) 1.04*0.08(9) 1.79*0.08(9)

^<0.001 по сравнению с интактными крысами; ър<0.001,°р<0.05 по сравнению с интактными животными и крысами, получавшими гидрокортизон. В скобках указано количество животных.

нейромедиаторов во время развития имеет не меньшее значение, чем гормональный фон. В дальнейших экспериментах была исследована функция ГГАС у взрослых крыс, которых подвергали в раннем онтогенезе воздействиям, изменяющим метаболизм моноаминов (Маслова и др., 1984, 1986; Маэ1оуа вЬ а1. , 1988; Каслова, Науменко, 1990; Ыаслова и др., 1991).

3.2. Воздействия на обмен моноаминов в раннем онтогенезе

и функция ГГАС взрослых животных Известно, что у эмбрионов крыс нейрональные элементы гипоталамуса приобретают способность к специфическому захвату, накоплению и кальций-зависимому выделению катехоламинов по крайней мере с 16-го дня (Сапронова и др., 1991). Нарушение метаболизма моноаминов в пренатальном онтогенезе вызывали введением самке с 16 по 21 беременности амфетамина (0. 5мг/кг,

_ 16 -

Koch-Light, England), опустошающего депо дофамина и норадреналина и ингибируювего их обратный захват, или инъекцией в амниоткческу» жидкость 16-дневным плодам резерпина (2.5 мкг/ плод, Reanal, Hungary), опустошающего депо моноаминов. Оба этих воздействия не приводили к изменению функции ГГАС у потомков, если матери были предварительно адреналэктомированы и у них не повышался уровень кортикостерона в ответ на введение препаратов и хирургическую травму. Складывается впечатление, что во время внутриутробного развития само по себе нарушение обмена моноаминов успешно преодолевается и не оставляет длительного следа в функции ГГАС.

Другие результаты были получены при исследовании эффектов постнатальных воздействий. Обмен серотонина и катехоламинов нарушали введением ингибиторов ферментов синтеза пара-хлорфенилаланина (300 мг/ кг в.т., Serva, Germany) и альфа-метил^-тирозина (150 мг/ кг в.т., Serva, Germany), или предшественников синтеза 5-окситриптофана ( 100 мг/кг в. т., Reanal, Hungary) и L-ДОФА (100 мг/кг в. т. , Reanal, Hungary), соответственно. Были обнаружены различные, зависящие от возраста, в котором вводили препараты, нарушения функции ГГАС.

Так, угнетение синтеза серотонина на 2-4 дни жизни привело у взрослых крыс к снижению' стрессорной реактивности. При воздействии на 5-7 дни снижение стрессорной реакции было выражено только в вечернее время. Противоположное по характеру воздействие, усиление синтеза серотонина, снизило утреннюю стрессорную реакцию ГГАС. В возрасте 10-12 дней ГГАС крысят оказалась устойчивой к нарушению синтеза серотонина.

Чрезвычайно интересным оказался возраст в 17-19 дней. Известно, что он является критическим периодом, в который избыток глюкокортикоидов вызывает полную блокаду суточного ритма ГГАС, четко выраженного у контрольных животных (Маркель и др., 1979; Лурье, 1981; Naumenko et al., 1985). Нарушение синтеза серотонина в этом возрасте привело к сглаживанию ритма базального уровня кортикостерона в крови взрослых крыс, однако, без нарушения ритма стрессорной реактивности, который имел место при действии преднизолона (рис.3). При этом влияние обоих веществ сопровождалось потерей ритма чувствительности

- 17 -

ВСЗДЗКТШ на 17-19 да и чсзти ЮТАКГШЕ

ПРЕДОООЛСН

Рис. 3. Суточная динамика уровня кортикостерона (М±т) в крови взрослых крыс, подвергавшихся на 1719 дни жизни введению преднизолона или пара-хлорфенилаланина (ПХФА).

30,

го

ю-

.ШЬа

fii -4

03 ервкл суток, ч

09

,—• ыахзыца уквгнь □ сие»

ГГАС к стимуляции серотониновых рецепторов мозга при интравентрккулярном введении серотонина: если у контрольных животных реакция на серотонин вечером существенно ниже, чем утром, то у подопытных - она была одинакова.

Нарушение синтеза норадреналина при введении альфа-метил-ЮЬ-тирозина на 2-4 дни жизни не оказало влияния на базальный уровень кортикостерона в крови взрослых животных (рис.4). Го же воздействие на 5-7 и 10-12 дни привело к его достоверному снижению, которое могло Сыть связано с угнетением тонической секреции или с нарушением суточного ритма. Исследование в вечернее время функции ГГАС у взрослых крыс, подвергавшихся введению альфа-ме тил-ОЬ-тирозина в 5-7-дневном возрасте, выявило снижение базального уровня относительно контроля при наличии достаточно выраженного суточного ритма, что говорит об угнетении тонической секреции кортикостерона. Одновременно у этих крыс было обнаружено снижение уровня норадреналина в гипоталамусе и среднем мозге. Эти данные

14

Рис. 4. Базальный уровень кортикостерона (мкгХ, Шш) в плазме крови взрослых крыс, подвергавшихся введению альфа-метил- 01,-тирозина (МТ) в разные сроки раннего постнатального онтогенеза.

о

г-4 »<«

5-7 win

10-12 дни

вр<0.01 по сравнению с двумя другими группами;

I I -интактныв И - «од» E53 - ИТ

ър<0.05 по сравнению с введением воды.

позволяют заключить, что нарушение функции ГГАС может быть связано с модификацией норадренергических механизмов в мозге взрослых животных.

В этих опытах не было обнаружено специфического влияния нарушения синтеза катехоламинов на стрессорную реакцию ГГАС, вызванную ограничением подвижности или злектрораздражением, сопровождавшимся дракой двух самцов.

То же воздействие на 17-19 дни жизни, как и введение синтетического гдюкокортикоида преднизолона, привело к полной блокаде суточного ритма кортикостерона в крови взрослых животных. Однако, в отличие от действия гормона, нарушение синтеза катехоламинов не изменило ритм реакции ГГАС на эмоциональный стрессор, также как и ритм ее чувствительности к норадреналину, вводимому в желудочек мозга.

Здесь интересно отметить, что как гормональное воздействие, так и нарушение синтеза норадреиалила в возрасте 17-19 дней, по-видимому, специфически влияют на развитие циркадного ритма ГГАС и не изменяют суточную активность других светозависимых функций. Была исследована суточная дкненика активности N-ацетилтрансферазы, фермента, лимитирующего синтез мелатонина в эпифизе, у взрослых крыс, подверговпихся в детстве введен!® преднизолона или альфа-метил-БЬ-тирозипа. Суточный ритм активности фермента в этих опытах нэ был изменен (Маелова и др., 1987; Масдова, Нвуменко, 1990).

Таким образом, дисбаланс в серотонинергической и норадренергической системах мозга в раннем постнатальном онтогенезе в зависимости от возраста детынышей способен привести к длительным изменениям как в самих нейромедиаторных системах, так и в функциональном состоянии ГГАС. Эти результаты навели на мысль о возможности коррекции наследственных нарушений функции ГГАС, связанных с изменениями в катехоламинергической системе мозга.

3.3. Коррекция наследственных изменений функции ГГАС воздействиями на метаболизм катехоламинов в раннем онтогенезе

Моделью генетически обусловленного нарушения функции ГГАС служили крысы с наследственной индуцируемой стрессом артериальной гипертензией (линия НИСАГ). Эта линия была получена в Институте цитологии и генетики (Маркель,1985) путем селекции на высокий уровень артериального давления (АД) при эмоциональном стрессе крыс из аугбредной популяции линии Вистар. Она представляет собой адекватную модель стресс-зависимой артериальной гипертензии у человека, которая развивается при взаимодействии генетических и средовых факторов, важнейшими из которых являются стрессирующие воздействия (Dahl, 1972; Судаков, 1976, 1979, 1981).

При артериальной гипертензии у людей (Kaplan, 1986; IfcCabbinet et al., 1989) и животных (De Vito et al., 1981; fcfc Wartry, Vexier, 1981; Sowers et al., 1981; Hashimoto et al., 1985,1989; Hattori et al., 1986; Шаляпина и др. ,1990), как правило, бывает нарушена функция ГГАС. У крыс линии НИСАГ наряду с высоким АД резко снижена реакция ГГАС на эмоциональный стрессор (Дыгало и др., 1986; Марке ль и др., 1986; Nsumenko et al., 1989; Масдова, Наумерко, 1990; Maslova et al., 1991). Этот феномен обусловлен в значительной степени сопряженностью центральных, в частности, катехоламинергических механизмов регуляции этих двух функциональных систем, координированно отвечающих на внешние и висцеральные стимулы.

Более 20 лет назад Yamorl et al. (1970) на основании данных о снижении в стволовых отделах мозга у крыс со спонтанной артериальной гипертензией (линия SHR) тонуса

норадренергической системы, оцениваемого по активности дофамин-бета-гидроксилазы, уровню норадреналина и скорости его обмена, высказали гипотезу о том, что артериальная гипертензия у крыс этой линии обусловлена ослаблением симпагоингибирующего влияния норадренергической системы головного мозга Позднее были получены шогочисленные свидетельства в пользу этого предположения (Baum, Shropshire, 1973; De Jong, 1974; Judy et al., 1978; Sved et al. , 1979; Huszti et al. , 1981; Sved, Feisten, 1987; Hashimoto, Kimura, 1S88).

Относительно крыс линии НИСАГ известно, что в гипоталамусе, среднем и заднем мозге, синем пятне и ядре одиночного тракта взрослых животных снижен уровень норадреналина, а в коре головного мозга, среднем и заднем мозге замедлена скорость его обмена (Гордиенко, 1989, 1990). Таким образом, можно было предполагать, что и у крыс этой линии гипертензия и связанные с ней нарушения функции ГГАС обусловлены низкой активностью норадренергической системы мозга. Мы попытались усилить синтез и обмен катехоламинов в раннем онтогенезе, вводя их предшественник, используемый в клинической практике, L-ДОФА (Reanal, Hungary).

Препарат вводили внутрибрюшинно в дозе 100 мг/ кг веса тела в разные сроки после рождения: на 7-9, 14-16, 21-23 дни жизни. Оказалось, что в последнем случае он вызывал снижение базального АД и полное восстановление стрессорной реактивности ГГАС до уровня, характерного для крыс линии Вистар. В дальнейших экспериментах длительность воздействия была увеличена до 25-го дня, в результате у взрослых животных произошло снижение не только базального, но и стрессорного уровня АД (рис.5). Стрессорная реактивность ГГАС у крыс -гипертоников, получавших L-ДОФА на 21-25 дни жизни, не отличалась от реакции интактных крыс Вистар (рис.5). То же воздействие у крыс нормотензивной линии не вызвало долговременных эффектов.

Таким образом, изменения происходили только у крыс, имеющих наследственный дефект в катехоламинергической системе мозга. Полученные результаты свидетельствуют, что у крыс-гипертоников катехоламинергические механизмы мозга, ответственные за регуляцию АД и ITAC, могут быть изменены

- 21 -

180 '

160 ■

no -

Рис.5. Артериальное давление и уровень корги-костерона (М±т) в плазме крови взрослых крыс линий НИСАГ и Вистар, подвергавшихся введению Ь-ДОФА на 21-25 дни жизни.

*р<0.01 по сравнению с* двумя другими группами.

20

шиш стрех CZ3- . EU

ЕАЗАШШЯ ' Вода . ES

страх

воздействием на' метаболизм катехоламинов в определенный период онтогенеза. Таким критическим периодом "для крыс линии НИСАГ является 4-я неделя жизни. Важно подчеркнуть, что именно в это время у крыс линии НИСАГ отмечена наибольшая скорость возрастного увеличения АЛ и усиление синтеза катехоламинов именно в этом периоде привело к длительному снижению АД и восстановлению стрессорной реакции ГГАС. То ле воздействие в более ранние сроки в отношении обеих систем оказалось неэффективным.

L-ДОФА усиливает синтез всей цепи катехоламинов. В наибольшей степени увеличивается продукция дофамина, затем норадреналина. Возникает вопрос, с каким из этих двух медиаторов могут быть связаны долговременные эффекты L-ДОФА на АД и ГГАС. Препарат был введен на 21-25 дни жизни крысятам линии НИСАГ через 3 ч после FLA-57 (Serva, Germany, 15 мг/кг в. т.), ингибитора ' дофамин-бета-гидроксилазы, превращающей дофамин в норадреналин. При таком комбинированном воздействии уровень дофамина в структурах мозга увеличивался в той же степени, что после введения одного L-ДОФА, а содержание

норадреналина падало.

FLA-57 полностью блокировал длительные эффекты L-ДОФА на АД и ГГАС. Уровень АД в покое и при стрессе, а такте стресс-реакция ГГАС у таких животных не отличались от их значений у интактных крыс и животных, получавших растворители препаратов.

Эти результаты позволяют предполагать, что долговременное действие L-ДОФА опосредовано в раннем онтогенезе увеличением синтеза норадреналина и. возмолно, адреналина, а не дофамина

При периферическом введении L-ДОФА синтез катехолашшов увеличивается как в центральной нервной системе, так и на периферии (Kellog, Lundborg, 1972; Smith et al., 1977; Comission? , 1985; Oka et al., 1987). Оставалось неясный, какова относительная роль катехоламююв мозга и периферии в долговременных эффектах L-ДОФА на ГГАС и АД. С целью выяснения этого вопроса L-ДОФА был введен крысам линии ЕИСАГ на 21-25 дни жизни совместно с карбидопа, ингибитором периферической декарбоксилазы ароматических 1-аминокислот, предотвраЕЗЯЕ&ш синтез катехоламинов на периферии (Naumenko et al., 1990; Maslova et al., 1991; Ыаслова и др. , 1992). Использованный комбинированный препарат наком (Lek, Jugoslavia) содержит L-ДОФА и карбидопа в ссотновенш 10:1. Каком вводили из расчета 100 мг L-ДОФА и 10 кг карбидопа на 1 кг веса тела.

Присутствие во вводимом препарате карбидопа не препятствовало длительному антигкпертензизнсму действия L-ДОФА. В этом опыте у крыс линии НКСАГ в возрасте 4.5 мес АД как в состоянии покоя, так и при эмоциональном стрессе было существенно снижено (рис. 6). При этом базальное АД соответствовало его уровню у крыс линии Вистар, являющейся исходной для селекции линии НИСАГ (1'аркель, 1985). Адренокортикальная реакция на стресс у ¡срыс, получавших в детстве наком,• также как и после введений одного L-ДОФА, была полностью восстановлена (рис.б). Этот факт позволяет полагать, что модифицирующее влияние предшественника катехоламинов на АД и ГГАС связано с увеличением их синтеза и, ,".гк было показано выше, прежде всего норадреналина, именно в мозге 21-25-дкевных животных, а не на периферии.

Следует отметить, что введение L-ДОФА или накоыа вызывало у

Рис.6. Артериальное давление (Шт) и уровень кортикостеро-на (М*т) в плазме крови у взрослых крыс линии НИСАГ, подвергавшихся совестному введению Ь-ДОФА и карбидопа на 21-25 дни жизни, и у инта-ктных крыс линии Вистар.

*р<0.001 по введением воды.

сравнению с

BQ3A ШШ

СИ- ыаиыша

21-25-дневных крыс повышение уровня кортикостерона в крови. С целью выявления возможной роли глюкокортиковдов в длительных эффектах L-ДОФА, кортикостерон был введен в те же сроки в дозе 2,5 иг/кг в. т. , имитирующей его повышение после инъекций L-ДОФА или накома. У взрослых крыс в этом случае не были изменены ни АД, ни стрессорная реакция ГГАС. Сделан вывод, что длительные эффекты L-ДОФА обусловлены его специфическим эффектом на метаболизм катехоламинов и не связаны с повышением уровня кортикостерона в крови молодых животных.

Частичная коррекция наследственной артериальной гипертензии и функции ГГАС под влиянием L-ДОФА сопряжены с изменениями в норадренергической системе мозга. У взрослых крыс, подвергавшихся введению предшественника катехоламинов на 21-25 дни жизни, произошло увеличение активности тирозингидроксилазы во фронтальной коре и стволе головного мозга, что может свидетельствовать об усилении синтеза катехоламинов. Уровень дофамина у крыс, получавших в детстве наком, снизился в среднем мозге, области варолиева моста и в продолговатом мозге. Эти данные трудно поддаются.

Таблица 2. Уровень норадреналина (кот/г ткани, М*т) и альфа-1-адреноцепторное связывание (фмоль/мг белка, Штя) в структурах мозга взрослых крыс линии НИСАГ, подвергавиихся введению накома на 21-25 дни жизни

Показатель

Гипоталамус

Продолговатый мозг

ЙОРАДРЕНАЛИН вода наком АЛЬФА-1-АДРЕГОЦЕП-ТОРНОЕ СВЯЗЫВАНИЕ вода наком

1.17*0.120 (10) 1.75*0.059 (10)**

74.95*6.11 (5) 81.55*4.52 (5)

0.49*0.011 (10) 0.52*0.012 (10) а

53.20*1.62 (5) 32.42*2.89 ( 5)**

* р< 0. 05, ** р < 0. 001 по сравнению с введением воды.

интерпретации, так как неясна роль дофамина в регуляции как сердечно-сосудистого тонуса, так и ГГАС. В то ж время у подопытных крыс било найдено резкое увеличение концентрации норадреналина в гипоталамусе (табл.2). Повышение уровня норадреналина в продолговатом мозге было менее выражено, но также статистически достоверно. Поскольку для крыс линии НИСАГ характерно снижение уровня норадреналина в этих отделах мозга по сравнению с нормотензивными крысами Вистар (Гордиенко,1990), произошедшие изменения можно рассматривать как сдвиг в сторону нормализации.

Кроме того, было обнаружено, что усиление синтеза катехоламинов в критическом периоде развития крыс-гипертоников привело к восстановлению у них реакции артериального давления на стимуляцию адреноцепторов мозга Извращенная у крыс линии НИСАГ реакция артериального давления на интравентрикулярноэ введение норадреналина, после введения в раннем онтогенезе ь-дофа не отличалась от таковой у крыс линии Вистар. При этом произошло также полное восстановление чувствительности ГГАС к стимуляции центральных адреноцепторов. Так, если крысы-гипертоники не отвечают, подобно нормотоникам, повышением уровня кортикостерона в крови на введение

корадреналина в боковой кэлудочек мозга, то кивотные, получавшие в детстве L-ДОФА или каком, реагировали на введение в мозг корадреналина так из, как интакгные крысы Вистар.

Определение in vitro параметров специфического связывания не выявило изменений в сродстве к лигандам альфа-1-, альфа-2-и бета-адреноцепторов в коре, гипоталамусе, области моста и в продолговатом шзге у крыс, подвергавшихся на 21-25 дни жизни введению накома. Однако количество альфа-1-адреноцепторов в продолговатом мозге резко снизилось (табл. 2), а число бета-адреноцепторов в этой структуре имело тенденцию к увеличению. В то же время известно, что в норме у крыс линии НИСАГ в продолговатом мовге количество альфа-1-адреноцепторов увеличено, а бета-адреноцепторов - снижено (Шишкина и др., 1991). Таким образом, изменения в рецепторном связывании, произошедшие под влиянием воздействия в раннем онтогенезе, были направлены в сторону нормализации.

4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Реализация генотипа осупртвляется в тесном взаимодействии организма со средой. Хорошо Известно, что неблагоприятные воздействия во время раннего развития способны модифицировать фенотипическое проявление функциональной активности ГГАС на последующих этапах онтогенеза. Однако конкретные механизмы, осуществляющие эти процессы, далеко не ясны. В нашей работе впервые была проанализирована роль глюкокортикоидов как гормонов стресса в реализации его длительных эффектов в зависимости от стадии раннего онтогенеза и обнаружена в ходе развития смена механизмов, осуществляющих постстрессорную модификацию. Если пренатально долговременные изменения функции ГГАС происходят под влиянием избытка глюкокортикоидов, вырабатываемых при стрессе материнскими надпочечниками, то в первые две недели после рождения функция ГГАС у крыс резко угнетена, что биологически целесообразно, так как избыток гормона в это время замедляет рост. Имеющийся в этом возрасте некоторый очень низкий уровень кортикостерона в крови поддерживает нормальное развитие детенышей (Sapolsky, 1986) в условиях относительного покоя в материнском гнезде. Однако в стресеирующей обстановке у детенышей, как и у взрослых

- 26 -

животных, повышается потребность в гормоне (Butte et al., 1973), которым их собственная ГГАС еще не способна обеспечить в полной мере. Наш опыты позволят полагать, что в таких условиях фактором, опосредующим длительные изменения функции ГГАС становится относительный дефицит глюкокортикоидов, а их дополнительное поступление может оказать защитное действие.

Модификационные эффекты стрессорной стимуляции в раннем онтогенезе сопряззны с изменениями в нейромедиаторнкх механизмах головного мозга взрослых животных, регулирующих ГГАС (Naumenko, Dygalo, 1980, 1984; Naunenko, Maslova, 1985; Ыаслова, Шумейко, 1990). Это позволяет предполагать участие нейромедиаторов в осуществлении долговременного влияния на нейроэндокринную систему внешних воздействий в пре-и раннем посгнатальном онтогенезе. Уже давно было высказано предположение, что нарушение баланса нейротрансииттеров в критические периоды развития монет вызвать перманентные нарушения в регуляции функциональных систем (Dörner et al., 1976). Однако до сих пор основное внимание исследователей при изучении этого вопроса уделялось общим показателям развития животных, состоянию моноаминергических систем мозга и периферии, эффектам на поведение и способности к обучению (Covacic, Robertson, 1966; Sparber, 1974; Hitzemann et al., 1976; Nasello, Ramirez, 1978; Staudt et al., 1978; Ohkava et al., 1986; Arevalo et al., 1987; Ochi et al., 1991). Кроме того, обстоятельному изучению подверглась роль биогенных аминов в половой дифференцировке гипоталаыо-гипофизарной системы (Reznlkov, Nosenko,1979; 1983; Резников, 1982, 1990). Функция ГГАС, играющая важную роль в жизнедеятельности и адаптации организма к условиям внешней среды, оставалась вне поля зрения исследователей.

В данной работе впервые было показано, что нарушение метаболизма моноаминов в раннем онтогенезе приводит к нарушению функции ГГАС взрослых животных. Наличие длительного эффекта и его качественное проявление зависят от стадии развития организма во время воздействия на сбк-зн катехолаиннов или серотонина (Маелова и др., 1984,1986,1987; K'aslova et al., 1988; Мзслова, Науменко, 1990; Ыаслова и др., 1991). Следует подчеркнуть, что все воздействия на обмен отдельных моноаминов

сказывались, главным образом, на регуляции базального уровня кортикостерона и его суточного ритма в крови взрослых животных и лишь блокада синтеза серотонина в саше первые дни жизни сопровождалась нарушением стрессорной реактивности. По-видимому, осуществление стрессорной реакции ГРАС в организме обеспечено столь надежно, что, изменение в состоянии одной из синергично регулирующих нейромедиаторных систем не приводит к ее нарушению. В то «е время, как можно было видеть на примере 17-10 дня, более сложный и глубокий эффект синтетического глюкокортикоида на циркадный ритм функциональной активности ГГАС взрослых животных сопровождался изменениями в обеих нейроиедкаторных системах мозга и нарушением ритыа стрессорной реактивности (Маслова и др., 1986, 1991-, Ыаслова, Шумейко, 1990; Решении, 1990).

Возможность длительного влияния на катехоламинергическую систему мозга послужило основанием для поиска путей коррекции функционального состояния ГГАС, нарушенного в результате наследственного дефекта в нейрокздиаторной системе. У крыс с наследственной индуцируемой стрессом артериальной гкпертензией (линия НИСАГ) в ряде структур шэга, связанных с регуляцией артериального давления и ГГАС, обнаружено снижение уровня и скорости метаболизма норадреналина (Гордиенко,' 1989, 1990), изменение числа и соотношения адреноцепторов (Markel et al., 1987; Шишкина "и др.. 1991). Сходные результаты получены ранее на крысах со спонтанной артериальной гипертензией (линия SHR) (Yamori et al., 1970; Wijnen et al., 1977, 1980; Saavedra et al., 1978; Saavedra, Grobeker, 1979; Yamada et al., 1984, 1985, 1989). Следует отметить, что попытки предотвращения развития наследственной гипертензии путем воздействия на катехоламинергическую систему мозга предпринимались и ранее, однако они были связаны с применением нейротоксинов и приводили к деструктивным изменениям в центральной нервной системе (Van den Buuse, 1984, 1985, 1986 ). Yairori et al. (1972) пытались влиять на становление гипертензии путем усиления синтеза катехоламинов. Они вводили L-ДОФА совместно с ингибитором периферической декарбоксилазы ароматических 1-аминокислот и ингибитором моноаминооксидазы крысам линии SHR, начиная с 32 дня жизни, и получили временный

- 28 -

гипотензивный эффект, который прекращался после отмены препаратов. В наших опытах впервые был найден чувствительный период онтогенеза (21-25 дни жизни), когда усиление синтеза катехоламинов в мозге привело к стойкому снижению артериального давления (Науменко и др., 1907; Иаитэпко еЬ а1., 1989, 1990; Ыаслова, Науменко, 1990) и восстановлению нарусенной при гипертензии функции ГГАС (Ыаслова, Науменко, 1990; Маэ1оуа еЬ а1., 1991; Иаитепко еЬ а1., 1992).

Исследование механизмов длительного эффекта Ь-ДОФА обнаружило, что он обусловлен в раннем онтогенезе увеличением синтеза норадреналина в центральной нервной системе и не зависит от повышения уровня кортикостерона в крови, вызванного ведением предиественника катехоламинов. У взрослых крыс коррекция АД и функции ГГАС связана с изменениями в норадренергической системе мозга, направленными на нормализацию ыеханизьяэв регуляции.

ВЫВОДЫ

1. Стрессорные воздействия в последней трети пренаталыгого развития и в раннем постнатальном онтогенезе крыс поншжют стрессорную реакцию ГГАС на эмоциональный стресс у взрослых животных.

2. Значение глзскокортикоидов в реализации длительных эффектов стрессорных воздействий в раннем онтогенезе неодинаково и зависит от стадии развития:

а) шдкфикация ГГАС под влиянием пренаталыгого стресса опосредована активацией торы надпочечников матери и не осуществляется в условиях отсутствия стрессоркого повышения уровня кортикостероидов в крови беременной самки;

б) после рождения длительные эффзкгн стресса на адренокортикашьную функцию связаны с дефицитом кортикостероидов в крови' детеныэей, обусловленным низкой функциональной активностью ГГАС. В этом возрасте глякокортикоиды способны оказывать протекторное действие, запитая формирующуюся ГГАС от долговременных последствий стресса.

3. Способность к модификации функции ГГАС под влиянием избытка глккокортикоидов в пренатальком онтогенезе присущ

- 29 -

йивотнкы, принадлежащим к равным отрядам млекопитающих. Она проявляется у грызунов (крысы) и у хищных (серебристо-черные лисицы).

4. В зависимости от стадии раннего постнатального онтогенеза воздействия, приводящие к нарушению функции ГГАС крыс сопровождаются различными изменениями в нейромедиаторных системах шзга взрослых животных:

а) стресс на 7-9 дни жизни может приводить к увеличению чувствительности ГГАС к стимуляции адреноцепторов мозга или к активации синтеза катехоламинов в гипоталамусе;

б) отсутствие циркадного ритма функции ГГАС у взрослых особей, обусловленное введением глюкокортикоидного гормона на 17-19 дни шзни, связаны с потерей суточного ритма чувствительности этой нейроэндокринной системы к активирующему действию серотоника и норадреналина мозга.

5. Реализация длительных эффектов стимуляции в раннем онтогенезе на ГГАС взрослых животных зависит от их генетических особенностей.

6. Дисбаланс нейромедиаторов, серотонина и норадреналина, в раннем онтогенезе вызывает, в зависимости от возраста, нарушение различных параьагров функции ГГАС взрослых крис:

а) как угнетение, так и усиление синтеза серотонина в первую неделю жизни приводит к нарушению стрессорной реакции ГГАС взрослых крыс. Блокада синтеза этого нейромедиатора в сроки, включающие 17-19 дни жизни, сопровождается нарушением циркадного ритыа базального уровня кортикостерона в крови и чувствительности ГГАС к центральному активирующему действию серотонина;

б) ингибирование синтеза катехоламинов в раннем постнатальноы онтогенезе не влияет на стессорную реакцию ГГАС взрослых животных, однако в зависимости от возраста в момент воздействия блокада синтеза катехоламинов может приводить у половозрелых животных к угнетению базального уровня кортикостерона в крови, сопровождающемуся снижением содержания норадреналина в гипоталамусе и среднем мозге,- или к нарушению суточного ритма адренокортикальной функции.

7. Воздействие на катехоламинергические механизмы регуляции ГГАС на 21-25 дни постнатального онтогенеза способно

полностью восстановить нарушенную функцию ГГАС у крыс с наследственной индуцируемой • стрессом артериальной гкпертензией.

8. Длительная коррекция функции ГГАС и артериального давления у крыс линии НИСАГ, вызванная введением L-ДОФА в критический период постнатального онтогенеза, не зависит от повышения уровня кортикостероидов в крови, развивахяцегося в ответ на введение предшественника катехоламинов. Восстановление функций связано с усилением синтеза норадреналина, а не дофамина в центральной нервной системе плодах животных и сопровождается у взрослых крыс изменениями в метаболизме катехолаиинов и состоянии эдреноцепторного аппарата в структурах мозга, ответственных за регуляция ГГАС и артериального давления.

9. Выдвинуто полотение о том, что путем специфических воздействий в критические периоды раннего онтогенеза можно предотвратить развитие кодификационных н наследственных нарушений функции ГГАС взрослых животных.

Список основных публикаций по теме диссертации

1. Мзслова Л. К Состояние гипофизарно-надпочечшпсовой системы у крыс, рожденных адреналэктошфованньзми матерями // Известия СО АН СССР, сер. биол. наук. - 1983. - Екп. 3. -С. 130-135.

2. IfecsoBa Л. IL , Рязанцева Н. R Влияние стресса и введения гидрокортизона в ранний постнатальный период на функцию гипофизарно-надпочечниковой системы взрослых крыс // Известия СО АН СССР, сер. биол. наук. - 1984. - Вып.1.- С. 104-109.

3. Наслова Л. Н., Никулина Э. Ы., Попова Е К., Науменко Е. R Нарушение синтеза катехоламинов в раннем онтогенезе и состояние гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной системы взрослых животных // Онтогенез. - 1984.-Т. 15. - С. 327-331.

4.' Kfeslova L.N., Naumenko E.V., Danilova O.A. , Belenky M.A. , Chernlgovskaia E.V. Effect of serotonin on corticoliberin and vasopressin contents in the median eminence of rats after adrenalectomy and/ or complete deafferentation of the medial basal hypothalamus // Peptide and monoamine neurohormones in neuroendocrine regulation. - Leningrad, 1985.- P. 89.

- 31 -

5. Nauiranko E. V., Maslova L.N. Stress in early ontogenesis and reactivity of hypothalaro-pituitary-adrenal system in adult rats // Endocr. Exper.- 1985,- Vol. 19.- P. 171-178.

6. Popova N. k., Naurenko e. y., Lobacheva i. I., Maslova L. n. Serotonin in different kinds of stress // Neuroendocrinology of Hormone-Transmitter Interaction.- VNU Science Press, 1985.-P. 235-260.

7. Ыаслова JL E , Лурье С. Б., Лукина Т. А. , Решении A. U., Науменко Е. Е Роль норадренергических механизмов мозга в нарушении циркадкого ритма функции гипотадамо-гшюфизарно-адренокортикальной системы белых крыс в раннем онтогенезе // Онтогенез. - 1986.- Т. 17, N1, С. 56-61.

8. Езумзнко Е. Е , Ыаслова Л. Е , Гордиенко Е И., Маркель А. Л. Коррекция артериального давления у крыс с наследственной гипертензией путем изменения метаболизма катехоламиков в раннем онтогенезе // Билл, экспер. биол. мед. - 1987. - Т. 103, N 10. - С. 464-466.

9. Maslova L. N., Nikulina Е. М., LurieS. В., Popova N. К., Naurenko Е. Y. Effect of alpha-methyl-DL-tyrosine treatment in early postnatal ontogenesis upon the adrenocortical function of adult rats // Biogenic Amines. - 1988.- Vol. 5.- P. 161-168.

10. 1&слова JL E , Данилова О. A., Килибаева Г. С. , Черниговская Е. Е Влияние 5-окситриптофана на скорость кровотока в медиобазальном гипоталамусе крыс. // {Еизиол. Еурнал COOP. - 1988. - Т. 74, N 5. - С. 746-748.

11. Ыаслова JL Е Отдаленный эффект пренатального воздействия гидрокортизоном на гипофизарно-адренокортикальную систем у доместицируемых и недоыестицируемых серебристо-черных лисиц // Сельскохоз. биология. - 1988,- N 5. - С. 107-108.

12. Попова Е К., Войтенко Е Е , Мае лова Л. Е Влияние эмоционального стресса и кортикостерона на активность моноаминооксидаз мозга крыс // Вопросы мед. химии. - 1989. -Т. 35, вып. 4. - С. 114-119.

13. Naumenko Е. V., Maslova L. N., Markel A.L. Correction of arterial blood pressure in rats with inherited stress-induced arterial hypertension // Circulating Regulatory Factors and Neuroendocrine Function: Abstracts of the Internat. Symp. / Smolenice Castle, Czechoslovakia, 1989. -P. 46.

14. Naumsriko E.V. , Maslova L. N., Sordienko H. I., Amstyslavski S. Y., Dygalo N. N. , Markel A. L. Persistent hypotensive effect of L-DOPA given early during doveloprmnt to rats with inherited stress-induced arterial hypertension // Dev. Brain Res.- 1989.-Vol. 46.- P.205-212.

15. Mac лова Л.Е Наследственные изменения регуляции зртериального давления н гипотаталахет-гипофизарно-адрено-кортикалькой системы и их коррекция путем воздействий в раннем онтогенезе // Известия СО АН СССР, серия биод. наук. -1989. -вып. 2. - С. 21.

16. Illnerova Н., Trentini а Р., fas 1 ova L. Melatonin accelerates reentrainment of the circadian rhythm of Its own production after an 8-hour advance of the light-dark cycle // J. Сояр. Physiol. A.- 1989.- Vol. 166.- P. 97-102.

17. Nauirenko E. V., Maslova L. N., terkol A.L. Correction of arterial blood pressure in adult rats with inherited stress-induced arterial hypertension by enhancement of catecholamine mtabolism in early postnatal period // Endocrinol. Exper. - 1890.- P. 241-248.

18. 1&слова Л. H., Черниговскач Е. Е » Беленький М. А., Данилова О. А., Науменко Е. Е , Поленов А. Л Влияние серотонина на гкпотадакнческие структуры, участвуйте з регуляции гшюфяварно-адренокортикальной системы // Физиол. зщшал СССР. - 19SO. - Т. 76, N 3. - С. 331-337.

19. Науменко Е. Е , Дыгало Е Н., Ыаслова Л Е Длительная шдкфикация стрессорной реактивности воздействиями в раннем онтогенезе // Онтогенетические и генетико-эволвджшньк? аспекты нейроэндо!ф1иной регуляции стресса - Новосибирск Наука, 1990.- С. 40-54.

20. Уаслова Л. Е, Науменко Е. Е Длительная модификация гипоталамо-гнпофизарно-адренокортикадьной функции воздействиями в раннем онтогенезе // Онтогенетические и генетико-эволюцнонные аспекты нейрозндокринной регуляции стресса. - Новосибирск: Наука - 1990. - С. 55-67.

21. Maslova L. N., Marks 1 A. L., Naumenko Е. V. Treatment with L-DOPA in early life restored pituitary-adrenocortical response to emotional stress in adult rats with inherited arterial hypertension // Brain Res., 1991.- Vol. 546.- 33 -

P. 55-60.

22. Nauiranko E. V., Mas lova L. N., Markel A.L. Ways and rrachanlsrrs of long-lasting normalization of the arterial blood pressure and the hypothalamiс-pituitary adrenocortical system in rats with inherited hypertension // Constituent Congress of International Society for Pathophysiology, ktoscow, 1991. -P. 99. - N 2.5.24.

23. Маслова JL R , Дурье С. Б., Решении A. IL , Лукина Т. А., Науменко Е. Е Циркадный ритм функционирования гипоталаш-гипофизарно-адренокортикальной системы взрослых крыс после нарушения обмена серотонина в раннем онтогенезе // Сибирский биологический журнал. - 1991. - вып. 3. - С. 16-21.

24. Maslova.L. N., Plyanzin А. I., Augustinovich D. F. , Markel A. L., Naumenko E. V. Genotype-dependent effects of 5HT-1A receptor agonist flesinoxan on pituitary-adrenocortlcal function and blood pressure after its peripheral or intracerebroventricular administration // Circumventricular Organs and Brain Fluid Environment: Molecular and Functional Aspects / The IV Reinhardsbrunn CVO Syirposium.- 1991.- P. 63.

25. Ыаслова JL E , Булыгина R R , Марке ль A. JL , Кауыенко E. R Участие катехоламинов мозга в длительной коррекции артериального давления у крыс с наследственной гипертензией при воздействии L-ДОФА в раннем онтогенезе // Сибирский биологический журнал. - 1992. - вып. 1.- С. 26-30.

26. Naumenko E. V., MaslovaL.N., Shishkina G. T., Markel A.L. Permanent restoration of the pituitary-adrenocortical function In rats with inherited stress-induced arterial hypertension (ISIAH rats) // Stress: Neuroendocrine and Molecular Approaches, R. Kvetnansky, R. MoCarty and J. Axe 1 rod (Eds. ), Gordon and Breach Book, U.S.A., 1992, P. 429-437.

27. Войтенко R R, Маслова X R, Трапезов 0. R, Харламова А. А. Моноаминооксидазы норок, селекционированных по реакции на человека // Журн. высш. нервн. деят. - 1992. - N 3. -С. 537-542.

28. Markel A. L., Maslova L. N., Serova L. I., Shishkina G. T. , Kotzkaya A.O., Naumenko E. V. Stress as a risk factor for arterial hypertension // J. Hypertension. - 1992.-Suppl. 4. -P. 39.