Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Роль катехоламинов и тиреоидных гормонов в поддержании температурного гомеостазиса у белых крыс

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Роль катехоламинов и тиреоидных гормонов в поддержании температурного гомеостазиса у белых крыс"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ ДОНЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ОД

На правах рукописи

МЕРХЕЛЕВИЧ ЛИЛИЯ ГЕННАДИЕВНА

РОЛЬ КАТЕХОЛАМИНОВ И ТИРЕОИДНЫХ ГОРМОНОВ В ПОДДЕРЖАНИИ ТЕМПЕРАТУРНОГО Г0МЕ0СТАЗИСА У БЕЛЫХ КРЫС

03.00.13 - физиология человека и животных

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

СИМФЕРОПОЛЬ - 1997

Диссертацией является рукопись

Работа выполнена на кафедре физиологии человека и животных Донецкого государственного университета

Научные руководители: доктор биол.наук, профессор Валерий Иванович СОБОЛЕВ доктор биол.наук Валерий Александрович РОМАНЕНКО

Официальные оппоненты: доктор биол. наук, ст.научн.сотр. Анатолий Васильевич КАЛГАНОВ доктор мед. наук, профессор Анатолий Михайлович ЕФИМЕНКО

Ведущая организация: Донецкий НИИ медико-экологических проблем

Защита состоится "_ "_ 1997 года в_ часов н<

заседании Специализированного совета К 20.02.02 при Симферопольском государственном университете по адресу: 333036, г.Симферополь, ул.Ялтинская,4

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Симферопольского государственного университета

Автореферат разослан "_"_" 1997 года

Ученый секретарь Специализированного совета канд.биол.наук, доцент

Александр Викторович ЯН11

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблем. В современной медико-биологической науке фоблеме адаптации организма уделяется важное значение. Прежде всего это связано с изучением возможности существования человека и животных * неблагоприятных условиях внешней среды. Одним из факторов, нарушаю-дах состояние гомеостаза, является температура. В последние годы рабо-'ами отЬчественных и зарубежных исследователей (В.А.Максимович, ¡.И.Соболев, К.П.Иванов, В.Н.Гурин, Ю.Ф.Пастухов) установлены основные >акономерности реакции гомойотермного организма в ответ на нарушение температурного гомеостазиса. Однако многие аспекты указанной проблемы >стаются малоизученными. Прежде всего это касается гормональных меха-[измов, обеспечивающих постоянство температуры тела. В частности, [редставляет большой интерес вопрос о характере взаимодействия катехо-[аминов и тиреоидных гормонов как гормональных регуляторов функциони-ювания системы терморегуляции.

Экспериментальной разработке этой проблемы и посвящена настоящая [иссертационная работа.

Делью работы явилось на основании использования комплексного под-:ода (уровень целостного организма и уровень системы органов) выявить :арактер действия катехоламинов на систему поддержания температурного 'омеостазиса у белых крыс с различным тиреоидным статусом, а также госле адаптации к холоду.

Задачи исследования:

1) изучить характер терморегуляторного эффекта адреналина, норадре-:алина, изопропилнорадреналина и индерала на основные механизмы термо-югуляции у белых крыс с различным тиреоидным статусом и после адапта-[ии к холоду;

2) изучить влияние многократных инъекций изопропилнорадреналина на 'ерморегуляцию белых крыс с различным тиреоидным статусом (гипертиреоз [ гипотиреоз);

3) с помощью методики с использованием принципа отрицательной обратной связи исследовать характер действия адреналина на значение "ус-■ановочной температуры тела" в системе терморегуляции белых крыс с различным тиреоидным статусом и после адаптации к холоду.

Предполагалось, что решение поставленных задач позволит дать характеристику особенностям функционирования системы терморегуляции при различном тиреоидном статусе и влияния на нее ряда физиологических акторов.

Научная новизна: а) в работе впервые установлено, что при тирои-

дэктомии происходит смещение (вниз) значения "установочной точки" системе терморегуляции белых крыс;

0) впервые показано, что адреналин смещает вверх значение "устг новочной точки" в системе терморегулящи у эутиреоидных крыс и живо: ных, адаптированных к холоду; при тироидэктомии эффект гормона не прс является;

в) тиреоидный статус и многократные инъекции катехоламина изопрс пилнорадреналина модулируют характер действия препаратов адренергичес кого типа действия (адреналина, норадреналина, изадрина и индерапа) I холодовую устойчивость и выраженность химической терморегуляции бел* крыс.

Научно-практическая значимость. Полученные в работе данные < участии тиреоидных гормонов, адаптации к холоду и адреналина в опред* лении "установочного уровня" в системе терморегуляции белых крыс вн< сят вклад в развитие учения о гомойотермш и ее физиологических мех; низмах. Результаты исследования характера влияния различных препарат! адренергического типа действия на холодовую устойчивость животных экспериментальным атиреозом и гипертиреозом, а также адаптированных холоду имеют значение не только для понимания фундаментальных механи; мов действия тиреоидных гормонов, но и в целом для патофизиологии Э1 докринной системы.

Сделанные в работе теоретические выводы могут быть использова] при решении прикладных задач температурной адаптации человека и живо1 ных и разработке методов повышения их холодовой устойчивости.

На защиту выносятся следующие положения:

- при экспериментальной тироидэктомии происходит смещение (вни "установочного уровня" в системе терморегуляции белых крыс;

- адреналин сдвигает вверх значение "установочной точки" терморег; ляторной системы у эутиреоидных крыс и животных,адаптированных к ход ду; при тироидэктомии такой эффект гормона не проявляется.

- тиреоидный статус (экспериментальный гипертиреоз и атиреоз) опр деляет выраженность терморегуляторного эффекта препаратов адренерг ческого типа действия - адреналина, норадреналина, изадрина и индер. ла.

Личный вклад автора заключается:

а) в разработке общей схемы эксперимента в связи с целью работы поставленными задачами;

б) проведении экспериментов по выяснению характера эффекта ада тации к холоду, экспериментального гипертиреоза, атиреоза и препарат адренергического типа действия на холодовую устойчивость белых крыс

- 3 -

целостную систему терморегуляции животных;

в) в проведении анализа полученных результатов и формулировки на основании литературных и собственных данных теоретических выводов относительно характера действия тиреоидных гормонов, катехоламинов и хо-лодовой адаптации на основные звенья системы поддержания температурного гомеостазиса.

Публикации и апробация работы: по теме диссертации опубликованы 2 статьи (Физиол.журн.им.И.М.Сеченова,1995,а,б) и 4 тезисов, представленных на 1-ом съезде Украинского биофизического общества (Киев,1994), XIV съезде Украинского физиологического общества (Киев,1994), Международной научной конференции (Костомукша,1992), Научной конференции (Донецк, 1994).

Структура и объем работы: диссертация изложена на 143 страницах машинописи и состоит из "ВВЕДЕНИЯ", "ОБЗОРА ЛИТЕРАТУРЫ" (Глава 1), а также разделов: "РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ" (Глава 2), "ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ (Глава 3), "ВЫВОДЫ' И "СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ. Работа иллюстрирована 12 рисунками, а цифровой материал представлен в 13 таблицах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. Методы исследования

Для решения поставленных в работе задач все животные были разделены на 4 группы. У крыс первой группы (50 животных) предварительно удалялась щитовидная железа (тироидэктомия). Операция тироидэктомик проводилась за 30-40 суток до начала экспериментов. У второй группы животных (50) вызывался экспериментальный гипертиреоз следующей модели: 10-12 инъекций трийодтиронина в дозе 100 мкг/кг ежесуточно, подкожно в физиологическом растворе. Третья группа животных (58) в течение 25-30 суток находилась в холодовой камере при температуре 3...6°С с целью проведения адаптации к холоду. Четвертая группа (86 крыс) была контрольной.

По окончанию подготовительного периода у крыс всех групп исследовались следующие показатели: а) холодовая устойчивость во время острого охлаждения; б) величина потребления кислорода в динамике холодовой экспозиции; в) значение "установочной температуры тела".

В первой части работы у животных всех групп измерялась ректальная температура и скорость поглощения кислорода во время 30-минутного хо-лодового воздействия. Для исследования роли катехоламинов в системе поддержания температурного гомеостазиса крысам разных модификациях опыта во время охлаждения инфузировали следующие препараты: а) изопро-

пилнорадреналин в дозе 2.0 мкг/кг/мин; б) норадреналин в до; мкг/кг/мин; в) адреналин в дозе 2.0 мкг/кг/мин; г) индерал (S-6j дозе 20 мкг/кг/мин.

С целью более широкого анализа роли катехоламинов в Mexai сохранения постоянства температуры тела части крыс из контрольно! пертиреоидной и тироидэктомированной групп предварительно в тече! сут делали подкожные инъекции масляного раствора изопропилнорадре на (ежедневно в дозе 150 мкг/кг). В острых экспериментах жш умертвлялись путем введения в область сердца эфира.

Во второй части опытов проводилось измерение значения "уста! ной температуры тела" у белых крыс. Принцип работы установки схе чески изображен на рис. 1. Установка представлена двумя контура* гулирования - внутренним и внешним. Первый из них включает ci терморегуляции экспериментального животного, и состоит из собст животного с теплосодержанием Qi и теплоотдачей -AQe, терморецептс звена, центра терморегуляции и группы зффекторных механизмов. Вт внешний, контур образован автоматической системой, работающей на ве принципа обратной пропорциональной отрицательной связи. Xaf работы всей гибридной системы "организм-среда-автомат"определ двумя предварительно заданными условиями: а) значением темпер отсчета (температура эталона, Т°Эт. - 38.5°С); б) коэффициенте (K=const.), определяющим величину корректирующего сигнала обр связи +ÛQe, имеющим размерность Вт/°С. В нашей работе величина кс циента обратной связи "К" была выбрана, исходя из следующего дс ния: если бы ректальная температура T°i снизилась на 3°С, то Tev тура камеры Т°е в результате подвода с теплоносителем корректир порции тепла +AQe поднялась бы на 30 °С. Следовательно, коэффи обратной связи по температуре равнялся 10.

Система работает следующим образом. При охлаждении животногс ладающего теплосодержанием Qi и теплоотдачей -ÛQe, его ректальная пература T°i начинает снижаться, поскольку температура камеры на ниже температуры тела. В одном из блоков внешней корректирующей с мы значение ректальной температуры сравнивается с температурой эт (Т°эт.= 38.5°С). Величина разбаланса между фактической темпера тела и температурой эталона (ÛT°i=T03T-T°i) поступает в блок выра компенсационного сигнала +AQe, уровень которого определяется, с стороны, степенью температурного разбаланса (AT°i), а с другой ст - значением коэффициента "К", т.е. +ÛQQ=K AT°i. Величина коэффиц "К" в зависимости от задач эксперимента теоретически может быть в

Центр герюрегулягд«

Терморецепторы

Рис. Принцип измерения значения "установочной температуры тела" в системе терморегуляции белых крыс

на любой, но больше нуля; важно лишь чтобы в рамках какой-либо серии опытов сохранялось условие: Х=сопя1.

Порция тепла, выработанная корректирующей системой(+ДСе), теплоносителем подается в холодовую камеру, в результате чего температура камеры Т°в начинает повышаться; ее охлаждающее действие будет ослабляться. Следовательно, корректирующий сигнал +Д09 противодействует процессу снижения ректальной температуры животного. Появляющийся уровень разбаланса между фактической температурой тела и температурой эталона уменьшится; соответственно величина корректирующего сигнала обратной связи +Д<Зв снизится, а охлаждающее действие камеры, наоборот,

- б -

начнет возрастать. Регуляторный цикл завершится.

Вместе с усилением охлаждающего эффекта камеры ректальная температура животного начнет вновь падать, и цикл выработки корректирующей сигнала повторится заново, но уже на другом уровне. В конце концов, в< всей системе "организм-среда-автсмат" установится состояние динамического равновесия. Наблюдая динамику "выхода" системы з состояние равно весия и определив его параметры (значения T°i и Т°е). можно судить работе целостной системы терморегуляции организма, так как "поведение внешнего корректирующего контура отражает характер функционировани данной системы.

Так как параметры, определяющие работу внешнего корректирующег контура детерминированы (Т°эт. = 38.5°С, K=const.), то значения T°t Т°е в состоянии динамического равновесия определяются только особен ностями работы системы терморегуляции животного. В этой связи важн подчеркнуть, что, если величина T°i после установления состояния раЕ новесия в гибридной системе "организм-среда-автомат" статистичесн достоверно выше, чем у другого, то это свидетельствует о смещении терморегуляторной системе значения "установочной температуры тела".

Ход опыта был следующим. Животное фиксировалось в специальнс клетке, ограничивающей его подвижность. Затем в течение 30-60 мин крь са находилась в термостате при 30°С, а затем помещалась в термокамеЕ экспериментальной установки при начальной температуре 30.0±0.1°С. Пос ле измерения значений всех регистрируемых параметров (ректальной те! пературы, температуры камеры и величины потребления кислорода газоан; лизатором "Radiometer") включалась охлаждающая система и температу] камеры начинала быстро снижаться. Скорость снижения температуры со тавляла 5.0±1.0°С/мин). Одновременно автоматически начинала работать внешняя корректирующая система, представленная рядом блоков (см. выше Продолжительность опыта составляла 70 мин. Этого времени было дост точно для достижения в гибридной системе "организм-среда-автомат" со тояния динамического равновесия.

Для исследования роли адреналина в системе терморегуляции пос установления состояния динамического равновесия крысам внутривен (v.dors. penis) инфузировался катехоламин - адреналин. Катехолаы вводился через предварительно введенную полиэтиленовую канюлю инфуг тором в течение 25 мин в дозе 2.0 мкг/кг/мин. Спустя некоторое вре система "организм-среда-автомат" возвращалась в состояние разновес; но уже на ином количественном уровне.

2. Действие катехоламинов на терморегуляцию белых крыс при различном тиреоидном статусе

Результаты экспериментов показали, что катехоламины оказывают существенное влияние на общую холодовую устойчивость и холодовой калори-генез белых крыс независимо от тиреоидного статуса. Однако степень такого влияния была различной. Инфузии эутиреоидным животным во время охлаждения изопропилнорадреналина и норадреналина статистически достоверно не отражалась на значении изучаемого показателя.

Несколько иная картина наблюдалась у эутиреоидных крыс, которым во время охлаждения инфузировали адреналин. Так, к концу периода охлаждения температура тела у крыс данной группы снижалась на 8.1±0.3°С против 10.2±0.3°С в экспериментах без введения гормона.

Для более полной характеристики роли катехоламинов в сохранении температурного гомеостазиса крысам всех групп во время охлаждения ин-фузировался бета-адреноагонист индерал (в-блок). Результаты экспериментов показали, что индерал оказывает выраженное негативное влияние на холодовую устойчивость эутиреоидных крыс.

Наконец, при исследовании животных зутиреоидной группы, получавших в предварительном периоде 20 инъекций изопропилнорадреналина, было показано, что их холодовая устойчивость оказалась наиболее высокой.

На следующем этапе экспериментов исследовалась холодовая устойчивость у тироидэктомированных животных. Анализ полученных данных показал, во-первых, что после удаления щитовидной железы холодовая устойчивость животных значительно падала. Об этом свидетельствует степень гипотермии у тироидэктомированных белых крыс при тестовом охлаждении, которая составляла -13.3±0.3 °С, тогда как у животных с эутиреоидным статусом она была существенно меньшей (-10.2±0.3 С, р<0.05).

Во вторых, тироидэктомия вызывала не только снижение общей холодовой устойчивости, но и оказывала влияние на характер действия катехоламинов. Так, при инфузии изопропилнорадреналина атироидным крысам степень гипотермии в конце периода охлаждения возрастала, достигая -16.2±0.б С.

Аналогичным образом изменялось и действие второго из инфузируемых катехоламинов - норадреналина. Так, к концу опыта ректальная температура у тироидэктомированных крыс падала на 15.0±0.5 С, в то время как у животных с эутиреоидным статусом (контроль) инфузия норадреналина не отражалась на общей холодовой устойчивости экспериментальных крыс.

Если введение во время холодового теста изопропилнорадреналина норадреналина вызывало отрицательный эффект на холодовую устойчивост животных, то инфузия адреналина оказывала благоприятный эффект.

При введении препарата индерала (бета-адреноагонист) степень ги потермии у тироидэктомированных крыс составляла 1б.2±0.7 С, что был намного больше, чем в экспериментах без введения какого-либо препарат

Наконец, одной из задач нашей работы являлось исследование эффен та предварительных многократных инъекций изопропилнорадреналина на хс лодовую устойчивость белых крыс. Результаты экспериментов показали что у данной группы животных холодовая устойчивость не изменялась

Таким образом, удаление щитовидной железы приводило к выраженнь изменениям со стороны как холодовой устойчивости животных, так и ха рактера реакции на инфузию препаратов адренергического типа действия.

Инфузия катехоламинов крысам с экспериментальным гипертиреозс показала, что, во-первых, холодовая устойчивость их существенно выше чем у крыс контрольной группы. Во-вторых, при инфузии катехоламинов е время охлаждения оказалось, что независимо от типа катехоламина холе довая устойчивость животных существенно повышалась. В-третьих, при ик фузии гипертиреоидным крысам индерала (бета-адреноблокатора), как и других исследованных групп, холодовая устойчивость снижалась. Так, ве личина гипотермии у крыс данной группы составляла 9.3±0.3 С, что бьи ниже в сравнении с опытами без введения препарата. Наконец, в четвер тых, предварительные многократные инъекции изопропилнорадреналина крь сам с экспериментальным гипертиреозом значительно повышали устойч> вость к холоду. Так, в последнем случае ректальная температура снижг лась всего лишь на 4.2±0.3 С; для сравнения укажем, что степень гипс термин у крыс гипертиреоидной группы составляла 7.9±0.4 С.

Гормоны щитовидной железы оказывают влияние не только на холоде вую устойчивость белых крыс, но и на такой показатель, каким являете холодовой калоригенез. При охлаждении животных с эутиреоидным стат^ сом, как и следовало ожидать, скорость поглощения кислорода уже чере 5 мин холодовой экспозиции резко увеличивалась с 21±0.5 до 31±0. мл/кг/мин (р<0.05), достигая максимальных величин к 15 минуте опыта, целом же максимальный прирост составил +18±0.6 мл/кг/мин.

Внутривенная инфузия во время охлаждения катехоламинов вызыва; различный эффект. Например, при введении изопропилнорадреналина вырг женность холодового калоригенеза на первых этапах охлаждения не отл! чалась от уровня контроля. Однако к 20-й мин опыта величина потреблю

ния кислорода на фоне инфузии изопропилнорадреналина уже превышала этот уровень. Такая закономерность была отмечена и к окончанию периода охлаждения. В целом же максимальный прирост потребления кислорода в течение опыта у крыс при инфузии катехоламина был более высоким, составляя +23±0.9 мл/кг/мин (р<0.05).

Введение норадреналина практически не отражалось на динамике и абсолютных значениях холодового калоригенеза. Иная картина наблюдалась при инфузии адреналина. Так, уже начиная с 5-й минуты холодовой экспозиции величина потребления кислорода у крыс данной группы превышала уровень контроля. Такая закономерность имела место вплоть до окончания опыта. Максимальный уровень калоригенеза з экспериментах с инфузией адреналина составил +24±1.2 мл/кг/мин против 18±0.6 мл/кг/мин в опытах без введения данного катехоламина.

Если инфузия изопропилнорадреналина и адреналина вызывали усиление холодового калоригенеза, то введение в период холодовой экспозиции бета-адреноблокатора индерала сопровождалось ослаблением выраженности данного механизма терморегуляции.

Наконец, изучение группы зутиреоидных животных, которые в подготовительном периоде получали многократные инъекции изопропилнорадреналина, показало, что у последних наблюдается резкое усиление холодового калоригенеза. Так, исходная величина потребления кислорода и ее значения в динамике холодовой экспозиции были всегда выше контрольного уровня. Так, к концу охлаждения скорость поглощения кислорода у крыс данной группы составляла 42±2.6 мл/кг/мин против 18±0.6 мл/кг/мин у контрольных крыс. Такие же различия наблюдались и в отношении максимальной величины изучаемого показателя, который был соответственно равен +34±1.4 и +18±0.6 мл/кг/мин.

На следующем этапе работы исследовалось состояние холодового калоригенеза у животных с удаленной щитовидной железой. Анализ результатов показал, что после тироидэктомии интенсивность холодового калоригенеза несколько падала. Так, максимальный прирост потребления кислорода у атироидных крыс составлял 15±0.5 мл/кг/мин, или на 14% меньше (р<0.05), чем у зутиреоидных животных.

При нфузии различных катехоламинов во время холодового теста показано следующее. Во-первых, ни изопропилнорадреналин, ни норадреналин и даже адреналин не оказывали статистически достоверного влияния на мощность, выраженность холодового калоригенеза. Об этом свидетельствуют значения максимального прироста величины потребления кислорода во

время холодовой экспозиции: он составлял соответственно 16±0.б, 18±1 и 17±1.2 мл/кг/мин (в опытах без введения катехоламинов он был рав 15±0.5 мл/кг/мин). Близкими были и конечные значения скорости поглош ния кислорода.

Аналогичный результат был получен и в опытах с инфузией бета-а реноблокатора индерала. Действительно, у крыс данной группы максимал ный прирост потребления кислорода, вызванный охлаждением, составл 14±1.0 мл/кг/мин, что было статистически недостоверно по сравнению уровнем в экспериментах без зведения препаратов адренергического ти действия. Не различались и конечные значения уровня поглощения кисл рода.

Иная картина имела место у животных тироидэктомированной групп которым в подготовительном периоде вводились многократные инъеки изопропилнорадреналина (ТЭина-группа). У таких животных значение ма симального уровня холодового калоригенеза составляло 22±1.1 мл/кг/ми или на 7±1.2 мл/кг/мин больше (р<0.05), чем в экспериментах без инф зии препаратов (тироидэктомия, ТЭ-группа). Значительно различались конечные уровни потребления кислорода, измеренные на 30-й мин холод вой экспозиции. В частности, у крыс ТЭина-группы он составил 18±1 мл/кг/мин против 8±1.0 мл/кг/мин у группы тироидэктомированных крь не получавших каких-либо препаратов.

Таким образом, удаление щитовидной железы качественно изменя реакцию калоригенной системы организма на инфузию препаратов адрене гического типа действия.

Важное значение гормонов щитовидной железы в сохранении темпер турного гомеостазиса можно продемонстрировать не только на атироидн животных, но и у крыс с экспериментальным гипертиреозом. В экспериме тах на животных, получавших в подготовительном периоде трийодтирони было показано, что при их охлаждении наблюдается активация холодовс калоригенеза, т.е. реакции со стороны скорости поглощения кислород При этом максимальная зеличина такого прироста составляла +26±1 мл/кг/мин. Напомним, что у эутиреоидных животных степень такого пр роста составляла +18±0.3 мл/кг/мин, или на 45Х меньше (р<0.05).

Инфузия гипертиреоидным крысам во время холодовой экспозиции рг ных катехоламинов показала следующее. Во-первых, введение всех тр использованных катехоламинов вызывало существенную стимуляцию холм вого калоригенеза, что указывает на включение тиреоидными гормонг механизма образования дополнительного тепла с помощью катехоламинов.

Во-вторых, степень активации холодового калоригенеза была приблизительно одинакова как для адреналина, так и изопропилнорадреналина. При инфузии норадреналина степень максимального прироста потребления кислорода была несколько меньшей (+28±0.9 мл/кг/мин).

Если во время холодовой экспозиции у гипертиреоидных животных ка-техоламины активировали холодовой калоригенез, то при введении бе-та-адренсблокатора (индерала) калоригенез становился даже несколько меньше, чем в экспериментах без введения каких-либо препаратов. Так, если при зведении индерала степень холодового калоригенеза составляла +1б±0.9 мл/кг/мин, то без инфузии препаратов +26±1.0 мл/кг/мин, или была на 10±1.14 мл/кг/мин больше (р<0.05).

Наконец, при исследовании реакции системы терморегуляции на охлаждение гипертиреоидных крыс, получавших в подготовительном периоде наряду с трийодтиронином еще и изопропилнорадреналин, оказалось, что максимальный прирост потребления кислорода составил +33±2.1 мл/кг/мин, т.е. выше, чем у животных не получавших во время проведения холодового теста каких-либо препаратов.

Таким образом, тиреоидный статус оказывает влияние на холодовую устойчивость белых крыс, изменяет характер действия препаратов адре-нергического типа действия на данный показатель и определяет выраженность холодового калоригенеза и характер влияния на него катехоламинов.

3. Влияние адреналина на значение "set-point" в системе терморегуляции белых крыс при тироидэктомии и адаптации к холоду

Гормоны щитовидной железы и катехоламины оказывают модулирующее влияние не только на уровень холодовой устойчивости гомойотермного организма, но и на функционирование целостной системы поддержания температурного гомеостазиса. Результаты экспериментов, в которых измерялось значение "установочной температуры тела" ("set-point"), показали реальность подобного действия указанных гормональных факторов. Напомним, что в данной части работы с помощью метода обратной пропорциональной отрицательной связи исследовался характер действия адреналина на значение "установочной температуры" у животных трех групп: а) контрольных (эутиреоз); б) тироидэктомированных (атиреоз); в) адаптированных к холоду.

На первом этапе анализа цифрового материала представляют интерес данное, полученные при исследовании терморегуляторной системы у белых крыс с эутиреоидным статусом. Исходная ректальная температура у крыс эутиреоидной группы составляла 38.5±0.1 С при значении температуры ка-

меры 30.0+0.1 с. При включении системы охлаждения термокамеры температура экспериментального животного начинала снижаться и к 70-й минуте опыта устанавливалась на уровне 36.8±0.1С при значении температуры камеры 24.4±0.4С. В этот период эксперимента вся система переходила в состояние динамического равновесия при названных параметрах температуры тела и камеры. Одновременно с включением охлаждения экспериментальной установки величина потребления кислорода у крыс контрольной группы начинала повышаться и к концу 70-й минуты опыта устанавливалась на уровне 53±1.8 мл/кг/мин.

Качественно иная картина наблюдалась у крыс тироидэктомированной группы. Результаты измерения исследуемых параметров у крыс с экспериментальным атиреозом показали. Прежде всего обращает на себя внимание факт пониженного уровня потребления кислорода, измеренного при термонейтральной зоне. Так, исходная скорость поглощения кислорода у тирои-дэктомированных животных составляла 22±1.0 мл/кг/мин, в то время как у крыс эутиреоидной группы оно было намного выше (+33±0.8 мл/кг/мин,р<0.05).

Удаление щитовидной железы вызывало, естественно, и снижение ректальной температуры, которая у тироидэктомированных крыс была на 1.4±0.14 С меньше (р<0.05).

Таким образом, пониженное потребление кислорода и значение ректальной температуры свидетельствуют, что данные эксперименты были выполнены на животных с выраженными признаками экспериментального гипотиреоза.

При включении охлаждения в экспериментальной установке ректальная температура у атироидных крыс начинала быстро падать. Так, уже к 15-й минуте охлаждения ее значение составляло 34.0±0.2С, а к 35-й минуте она снижалась до 31.0±0.3С. Падение ректальной температуры автоматически приводило к повышению температуры камеры (отрицательная обратная связь). Поэтому, начиная с 40-й минуты температура тела у тироидэктомированных крыс повышалась. Через определенное количество регуляторных циклов в системе устанавливалось относительное динамическое равновесие, которое характеризовалось значением температуры камеры и ректальной температуры соответственно 28.3±0.3 и 33.2±0.2 С. Следует отметить, что значение температуры тела в процессе опыта колебалось в широких пределах (по сравнению с контрольными крысами); это же можнс сказать и в отношении температуры камеры. Этот факт можно рассматри-

вать с точки зрения неустойчивой работы системы терморегуляции тирои-дэктомированных животных.

Еще более выраженные колебания наблюдались со стороны скорости поглощения кислорода у крыс данной группы. Так, величина потребления кислорода колебалась от 28±1.4 до 43±1.8 мл/кг/мин. Это еще раз указывает на нестабильную работу терморегуляторной системы атироидных крыс. Тем не менее к окончанию 70-й минуты в системе терморегуляции тирои-дэктомированных крыс все-таки устанавливалось относительное динамическое равновесие.

Наконец, представляет интерес анализ характера функционирования терморегуляторной системы крыс, адаптированных к холоду. Так, к 70-й минуте эксперимента в системе "организм-автомат" устанавливалось состояние динамического равновесия, характеризующееся следующими значениями ректальной температуры, температуры камеры и скорости поглощения кислорода (соотвественно, Зб.9±0.1 С, 21.8±0.3 С и 55±1.0 мл/кг/мин.

После установления состояния динамического равновесия в системе "организм-автомат", как говорилось в разделе "Методика", крысам эути-реоидной, тироидэктомированной и адаптированной к холоду групп в течение 25 мин внутривенно инфузировался адреналин в дозе 2.0 мкг/кг/мин.

Инфузия адреналина крысам контрольной, зутиреоидной группы сопровождалась первоначальным нарушением состояния динамического равновесия в системе "организм-автомат". Так, температура тела у крыс данной группы начинала повышаться и к окончанию инфузии адреналина установилась на новом уровне, равном 37.0±0.1С. Согласно принципу работы экспериментальной установки, повышение ректальной температуры животного автоматически вызывало выработку компенсационного сигнала обратной связи. В результате в теплоноситель начинала добавляться меньшая порция тепла, вследствие чего температура камеры начинала понижаться. Через 25 мин после начала инфузии адреналина температура камеры устанавливалась на новом уровне, равном 20.2±0.4С.

Таким образом, инфузия адреналина приводила к установлению нового уровня динамического равновесия с параметрами: Т°рект." 37.0±0.1С и Т°кам.~ 20.2±0.4С. Следовательно ректальная температура повысилась на 0.4±0.1С, а температура камеры понизилась на 4.2±0.7С.

Введение катехоламина адреналина контрольным крысам вызвало также хорошо выраженный калоригенный эффект. Так, скорость поглощения кислорода* увеличивалась с 53±1.8 мл/кг/мин до 63±1.9 мл/кг/мин, т.е. на 10±2.7 мл/кг/мин (р<0.05).

Подобным образом изменялись показатели состояния динамического

равновесия и у крыс, адаптированных к холоду. Так, значение ректальное температуры и температуры камеры при инфузии адреналина устанавливались на уровне соответственно 37.3±0.1С и 18.8±0.3С. Видно, что состояние динамического равновесия в системе "организм-автомат" у адаптированных крыс при инфузии адреналина устанавливалось на ином, чем дл? контрольных крыс уровне. Вместе с тем величина сдвига ректальной температуры и температуры камеры для адаптированных крыс была аналогичное контрольной, составляя соответственно 0.4±0.1С и 3.0±0.4С.

Инфузия адреналина адаптированным к холоду животным приводила н более выраженному повышению со стороны величины потребления кислорода. Так, к окончанию периода введения адреналина скорость поглощения кислорода возрастала с 55±1.0 до 69±1.7 мл/кг/мин, или становилась на 15±2.4 мл/кг/мин больше (р<0.05).

На следующем этапе экспериментов проводилось изучение характере влияния адреналина на значение "установочной" температуры в системе терморегуляции у крыс тироидэктомированной группы. Анализ цифрового материала позволил сделать следующие выводы. Во-первых, инфузия кате-холамина адреналина практически не отражалась на значении температуры тела. Действительно, если в период "до начала" введения гормона ректальная температура составляла 33.2±0.2С, то в конце периода, в течение которого вводился адреналин, она равнялась 33.1±0.1С. Как видно, статистически достоверные различия отсутствовали (+0.1±0.14С, р>0.05). Соответствующим образом "вела" себя и температура камеры, которая к 25-й минуте инфузии катехоламина несколько увеличилась ( на1.2±0.3С)

Во-вторых, инфузия адреналина вызывала определенные изменения и со стороны скорости поглощения кислорода. Если до введения катехоламина она составляла 33±1.8 мл/кг/мин, то после окончания периода инфузии адреналина достигала 39±1.9 мл/кг/мин, или возрастала на 7±2.9 мл/кг/мин (р<0.05). Следовательно, на фоне внутривенного введения катехоламина адреналина в дозе 2.0 мкг/кг/мин функционирование системы терморегуляции тироидэктомированных белых крыс мало изменялось. Пос-ледне свидетельствует о снижении роли катехоламина данного типа на принципы работы системы поддержания температурного гомеостазиса в отсутствие в организме гормонов щитовидной железы.

Таким образом, анализ экспериментальных данных относительно функционирования системы терморегуляции белых крыс показывает, что такие факторы как атиреоз, адреналин и адаптация к холоду оказывают выражен-

яое влияние на зыбср значения "установочной температуры тела" з центре терморегуляции.

ВЫВОДЫ

1. При экспериментальном гипотиреозе, вызываемом путем тироидэк-тсмии, наблюдаются сложные перестройки в функционировании целостной системы терморегуляции белых крыс, заключающиеся в смещении вниз значения "установочной температуры тела" при снижении точности ее поддержания, соответствующем угнетении интенсивности холодового калоригене-за, а также потере реактивности к катехоламинам.

2. Катехоламин адреналин при внутривенной инфузии вызывает смещение вверх значения "установочной температуры тела" белых крыс; подобный эффект гормона проявляется лишь в эутиреоидном организме; при экспериментальном гипотиреозе такое влияние отсутствует.

3. Тироидэктсмия вызывает существенное снижение калоригенных эффектов адренатана, нсрздреналина и изопропилнорадреналина, инфузируе-мых внутривенно белым крысам з условиях охлаждения.

4. Экспериментальный гипертиреоз (10 инъекций трийодтиронина в дозе 100 мкг/кг/сут) и адаптация к холоду оказывают выраженное активирующее действие на калсригенные эффекты инфузируемых адреналина, но-радреналина и изопропилнорадреналина при охлаждении белых крыс, повышая их устойчивость к холоду.

5. Многократные инъекции катехоламина изопропилнорадреналина независимо от тиреоидного статуса белых крыс (эутиреоз, гипотиреоз или гипертиреоз) усиливают действие катехоламинов (адреналина, норадрена-лина и изопропилнорадреналина) на выраженность химической терморегуляции -тавотных, повышая их холодовую устойчивость.

6. Внутривенная инфузия з-адреноблокатора индерала приводит к нарушению терморегуляторной системы белых крыс, выражающегося в снижении интенсивности холодового калоригенеза (химической терморегуляции) и устойчивости к действию холода; подобный эффект индерала проявляется независимо от тиреоидного статуса животных.

7. Многосуточная холодовая экспозиция белых крыс (адаптация к холоду) сопровождается перенастройкой системы терморегуляции, которая выражается в смещении вверх значения "установочной температуры тела"; внутривенное введение адреналина вызывает дополнительный сдвиг вверх "установочного уровня" в системе поддержания температурного гомеоста-зиса..

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Соболев В.И., Мерхелезич Л.Г., Махсудов М.С. Влияние экспериментального гипер- и атиреоза на температурную зависимость некоторых адренергических реакций//Физиол.журн. им.И.М.Сеченова. -1995.-81,N2. -С.76-80.

2. Соболев В.И., М.С.Махсудов, Л.Г.Мерхелевич, Чали Ге-мачу, Рабо Гемедо, Маурисио Дакошта Влияние 2,4-динитрофенола на температурный эффект мышечного сокращения при экспериментальном гипертиреозе//Физиол.журн. им. И. М.Сеченова.-1995.-81, N3.-С.82-86.

3. Sobolev Y.I., Gaydarova E.V., Machsudov M.S., Merche-levich L.G. The role of thyroid hormones in thermoregulation //Life in cold environments: studies in applied and comparative physiology. Int.Symp.in Costamus, Karelia, Russian Fed., Oct.27-28,1992. 0ulu:1992.-P.35.

4. В. Г.Соболев, М.С.Максудов, Маурисио Дакошта, Л.Г.Мерхелевич, А.А.Панько, 4ani Гемачу, Рабо Гемедо Вплив тирео1дних гормон1в на скорочувальнии термогенез м'яз1в//Тези допов1дей 14 з'1зду Украшського Фiзioлoгiчнoгo товариства. Ки1в,1994. -С.227.

5. Мерхелевич Л.Г, Сысюк Н.В. Особенности поддержания температурного гомостазиса у некоторых видов грызунов//Тезисы докл. IV Всеукраинской студ. конф. "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов". Донецк,1994. -С.202.

6. Соболев B.I., Попов В.Ф., Мерхелев1ч Л.Г. Вплив деяких гормональних фактор!в на значения "установлено! точки" в систем! терморегуляцП б!лих щур1в//1-й з'1зд Укра!нського б!сф1-зичного товариства. Khib, 1994. -С.221.

МЕРХЕЛЕВИЧ Лилия Геннадиевна. Роль тиреоидных гормонов и катехо ламинов в поддержании температурного гомеостазиса у белых крыс.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологическ: наук по специальности 03.00.13 - физиология человека и животных.Симф| ропольский государственный университет

Защищается б научных работ, которые содержат экспериментам hi данные исследования характера влияния катехоламинов и гормонов щит( видной железы на систему терморегуляции белых крыс с различным тир< оидным статусом, а также при адаптации к холоду. Установлено, что ti роидэктомия сдвигает вниз значение "установочной точки" ("set point' в системе терморегуляции. Адреналин при внутривенной инфузии сдвига вверх значение "set point" у зутиреоидных крыс и животных, адаптир< ванных к холоду; при тироидэктомии эффект гормона не проявляется. Ti реоидный статус модулирует выраженность основных терморегуляторных э< фектов катехоламинов.

Ключевые слова: терморегуляция, атиреоз, гипертреоз, трийодтир( нин, катехоламины, адаптация к холоду.

MERCHELEVICH L.G. The Role of the Thyroid Hormones ai Catecholamines in the Maintaining of the Temperature Homeostasis White Rats

Thesis for Ph.D. degree dissertation in biological science 1 speciality "03.00.13" - The Human and Animal Physiology. Simpherop< state university. Simpheropol,1997.

There are 6 course papers which are defendend and conta: experimental results of the catecholamines and thyroid hormon< influence on the system of thermoregulation of white rats with varioi thyroid state along with ones obtained at their adaptation to cold, was found that the rats thyroidectomized have the "set point" of the: thermoregulation system shifted down. Infusion of adrenaline resull in shifting of the "set point" up for all grups of animals test< (control, athyroid, hyperthyroid and cold adaptation). The thyro: state is a modulation effects of catecholamines.

Key words: thermoregulation, hypothyroidism, hyperthyroidism, tri: odthyronine, catecholamines, adaptation to cold.