Серотонин и его роль в центральной регуляции гонадотропной функции гипофиза

Паримбетова, Роза Беркимбаевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Серотонин и его роль в центральной регуляции гонадотропной функции гипофиза
ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Паримбетова, Роза Беркимбаевна

В в е д е н и е

Часть I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Глава I. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ЦЕНТРАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ

ГОНАДОТРОПНОЙ ФУНКЦИИ ГИПОФИЗА

Глава 2. МОНОАМИНЫ МОЗГА В РЕГУЛЯЦИИ ГОНАДОТРОПНОЙ

ФУНКЦИИ

Глава 3. СЕРОТОНИН И ЕГО РОЛЬ В ГИПОТАЛАМИЧЕСКОЙ

РЕГУЛЯЦИИ ГОНАДОТРОПНОЙ ФУНКЦИИ ГИПОФИЗА

Часть 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

1. Радиоиммунологическое определение концентрации лютеинизирующего гормона

2. Статистическая обработка полученных результатов

Часть 3. СОБСТВЕННЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

Глава I. ВЛИЯНИЕ СЕРОТОНИНА НА АКТИВНОСТЬ НЕЙРОНОВ ПРЕОПТИЧЕСКОЙ ОБЛАСТИ ГИПОТАЛАМУСА ПРИ ЕГО

МИКРОИОНОФОРЕТИЧЕСКОМ ПОДВЕДЕНИИ

Глава 2. ВЛИЯНИЕ МИКРОИОНОФОРЕТИЧЕСКОГО ВВЕДЕНИЯ СЕРОТОНИНА В ПРЕОПТИЧЕСКУЮ ОБЛАСТЬ ПЕРЕДНЕГО ГИПОТАЛАМУСА FIA УРОВЕНЬ ЛЮТЕИНИЗИРУЮЩЕГО

ГОРМОНА В КРОВИ И ГИПОФИЗЕ.

Глава 3. РЕАКЦИЯ НЕЙРОНОВ АРКУАТНОЙ ОБЛАСТИ ГИПОТАЛАМУСА НА МИКРОИОНОФОРЕТИЧЕСКОЕ ПОДВЕДЕНИЕ СЕРОТОНИНА

Глава 4. ВЛИЯНИЕ МИКРОИОНОФОРЕТИЧЕСКОГО ВВЕДЕНИЯ

СЕРОТОНИНА В АРКУАТНУЮ ОБЛАСТЬ ГИПОТАЛАМУСА НА СОДЕРЖАНИЕ ЛЮТЕИНИЗИРУЮЩЕГО ГОРМОНА В

КРОВИ И ГИПОФИЗЕ.■.

Глава 5. ИЗУЧЕНИЕ РОЛИ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ СЕРОТОНИНОВОЙ РЕЦЕПЦИИ В МЕХАНИЗМЕ ГИПОТАЛАМИЧЕСКОЙ РЕГУЛЯЦИИ ГОНАДОТРОПНОЙ ФУНКЦИИ ГИПОФИЗА

Введение Диссертация по биологии, на тему "Серотонин и его роль в центральной регуляции гонадотропной функции гипофиза"

В настоящее время одним из кардинальных вопросов экспериментальной эндокринологии является вопрос о механизмах, лежащих в основе осуществления контроля со стороны центральной нервной системы за функциональным состоянием эндокринной сферы в целостном организме. Основным центром, в котором реализуются контролирующие влияния, является гипоталамус, где, как известно, интегрируются влияния со стороны окружающей среды и осуществляется синтез афферентных посылок со стороны интерорецептивной системы. Наряду с этим, он является своеобразным акцептором результатов действия, той физиологической структурой, где формируются основные параметры результатов контролирующих влияний и на основе опережающей системы предвидения определяется их эффективность и целесообразность (П.К.Анохин,1970).

Известно, что свои влияния на эндокринную сферу гипоталамус осуществляет через специфические биологически активные вещества олигопептидной природы - либерины и статины, которые, являясь нейро-гормонами, синтезируются в пептидергических нейронах и по аксонам достигают сосудистой портальной системы гипофиза, где освобождаются из нервных терминалей в кровь. Поступление этих веществ в гипофиз, трансформирует его функцию, в результате чего происходит усиление или угнетение секреции тропных гормонов гипофиза, с последующим изменением функции периферических желез эндокринной системы. На сегодняшний день в литературе имеется огромное количество сведений о работе этой регуляторной системы и многие узловые ее моменты уже выяснены исследователями. Однако до сих пор до конца не ясны тонкие механизмы функционирования нейроэндокринной системы и, прежде всего, нет четких представлений о том, как в данной системе происходит переключение информации с ее нервного звена на гуморальное.

Репродуктивная функция организма, играющая исключительно важную общебиологическую роль в сохранении вида и его воспроизведении, определяется, прежде всего,*, функцией половых желез, гонадотропной функцией гипофиза и, опосредованным через люлиберин, контролирующим влиянием гипоталамических центров регуляции.

Известно, что в процессе реализации гипоталамической секреции люлиберина исключительно важное значение играют медиаторы центральной нервной системы, и прежде всего, медиаторы моноаминового ряда, такие как норадреналин, дофамин и серотонин. В последнее время, в результате исследований с измерением содержания катехоламинов-норад-реналина и дофамина в различных областях гипоталамуса в зависимости от фаз астрального цикла, с внутрижелудочковым и внутригипофизарным их введением, а также с микроионофоретическими аппликациями к одиночным нейронам гипоталамуса данных медиаторов, удалось выяснить их роль в регуляции гонадотропной функции. Вместе с тем был решен вопрос о месте их приложения в системе тонического и циклического центров гипоталамической регуляции данной функции и времени вступления в регуляторный процесс. Однако, что касается индоламинового медиатора серотонина, то до последнего времени вопросу о его роли в механизме гипоталамической регуляции гонадотропной функции гипофиза уделялось со стороны исследователей недостаточное внимание.

Знакомство с доступной литературой позволило нам заключить, что до сих пор по данному вопросу среди исследователей нет единого, устоявшегося мнения, а опубликованные данные носят порой противоречивый характер. Наряду с этим нет четких представлений о характере эффектов серотонина на нейрональные системы гипоталамических центров регуляции гонадотропной функции и о моменте включения его в : овуляторный процесс. Отсутствуют сведения о тонких механизмах взаимодействия данного медиатора с нейронами гипоталамуса.

Все это побудило нас провести исследование чувствительности нейронов циклического и тонического центров регуляции гонадотроп-ной функции гипофиза в различные стадии астрального цикла на модели нормально циклирующих животных к серотонину в условиях его микроионофоретического введения.

Наряду с этим была поставлена задача попытаться обнаружить взаимосвязь между направленностью реакции нейронов регуляторных центров и изменением уровня лютеинизирующего гормона в крови и гипофизе, а также выяснить какова функциональная значимость различных рецепторов к серотонину в данном процессе.

Решение поставленных задач расширяет наши представления о тонких механизмах, лежащих в основе центральной регуляции гона-дотропной функции, а полученные в ходе исследований результаты, при использовании их совместно с имеющимися данными о роли кате-холаминов в регуляторном механизме, позволяют приблизиться к решению проблемы управления и коррекции репродуктивной системы, что имеет само по себе исключительно важное общетеоретическое и практическое значение.

ЧАСТЬ I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

ГЛАВА И. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ЦЕНТРАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ ГОНАДОТРОЛНОЙ ФУНКЦИИ ГИПОФИЗА.

Представления о гипоталамической регуляции гонадотропной функции передней доли гипофиза сложились задолго до того, как было открыто явление нейросекреции и к настоящему врешни накоплен богатейший экспериментальный материал, показывающий зависимость тропных функций передней доли гипофиза от нейросекреции, характерной для ядер гипоталамуса.

По современным представлениям гипоталамус, играя интегратив-ную роль в отношении экстро- и интерорецепторной информации, посту павдей из различных отделов мозга, является тем органом, где происходит переключение нервных сигналов на гуморальные. Он выполняет функцию заключительной нервной структуры, которая, концентрируя и трансформируя на своих элементах информацию, поступающую от таких отделов ЦНС, как амигдала, гиппокамп, септум, ретикулярная формация и другие, несет на себе специфическую роль регулятора тропных функций гипофиза.

Harris (I960), основываясь на богатом опыте экспериментальных исследований, высказал предположение, что гипоталамус, через который опосредуется влияние на секреторную деятельность гипофиза, вместе с тем представляет собой морфо-функциональный центр, в котором фокусируется информация от желез эндокринной системы.

В исследованиях, изучающих механизм регуляции репродуктивных функций, выделяют две контрольные системы ( Gorski , 197.9): внутреннюю и внешнюю. Внутренняя система включает в себя: ЦНС. (гипоталамус) »гипофиз, гонады. Внешняя - это общие афферентные стимулы или первичные чувствительные входы, которыми являются зрительные, обонятельные и тактильные экстро-сенсоры. В последние годы уделяется особое внимание роли ЦНС и в частности различных областей гипоталамуса в регуляции секреции гонадотропинов.

Общепринято, что гонадотропная функция гипофиза у самок крыс имеет двойной нервный контроль. Тонический центр, локализованный в области аркуатных ядер, стимулирует продукцию ФСГ и ЛГ и их секрецию на базальном уровне ( Сгог8Ы,Ваггас1ог^Ь , 1962). И так называемый "циклический центр", который включает структуры мозга, расположенные в преоптической области и переднем гипоталамусе и определяет состояние тонического центра.

С помощью биологического тестирования в гипоталамусе были выявлены физиологически активные вещества белковой природы, стимулирующие или ингибирующие выделение тропных гормонов из гипофиза. Они получили соответственно названия либеринов и статинов.

Гонадолиберин, стимулирующий выброс лютеинизирующего и фолли-кулостимулирующего гормонов, является по своей структуре декапеп-тидом ( Виг«ив еЪ а1 , 1972).

С помощью радиоиммунологического метода было установлено, что наибольшие концентрации люлиберина имеются в медиальной эминенции и в аркуатных ядрах ( Ра1ко\*1Лв et а1 , 1974).

НоГАаап et а1 (1978) показали наличие двух наиболее выраженных иммунореактивных популяций люлиберин-содержащих перикарионов: 1-ая зона включает ретрохиазматическую и туберальную области, а также аркуатные ядра, 2-ая - медиальную преоптическую, преоптико-перивентрикулярную и медио-септальную области. Морфо-функциональ-ные исследования свидетельствуют, что люлиберин-содержащие перика-рионы, имея овальную форму и приблизительные размеры 10-13 мкм в диаметре, содержат плотно организованный активный пептид. Ультраструктурное изучение этих клеток показало, что их эндоплазмати-ческий ретикулум и аппарат Гольдки хорошо выражен, а люлибе-рин сконцентрирован в нейросекреторных гранулах ( Bugnon et al I977,M&zauca , 1977). Дальнейшими исследованиями было показано, что он содержится в синаптосомальных фракциях гипоталами-ческого гомогенета ( Bennett et el s ig75sÄamiree et el

1975). Характерно, что люлиберин-содержащие нейроны несут на своих перикарионах большое количество синаптических образований, что свидетельствует об обилии их функциональных связей.

Наибольшие количества люлиберина были обнаружены в наружней зоне срединного возвышения ( Barry et al , I973,Setalo et 1975). У крыс его также находят в переднем и каудальном отделах данной структуры гипоталамуса, а следовые количества пептида обнаружены в ретрохиазматической области ( Kordon et al 1974). Иммунореактивнык люлиберин в значительных количествах найден в сосудистом органе концевой пластинки (СОКП). Характерно, что люлиберин в данной структуре независим от медиобазального гипоталамуса, поскольку у крыс деафферентация последнего приводила к снижению содержания люлиберина в нем до 75%, но не вызывала изменений в содержании пептида в области сосудистого органа концевой пластинки. Это дало возможность предположить, что люлиберин СОКП поступает по нервным волокнам от пептидергических нейронов преоптической области ( Barry et al , 1974).

Setalo et al (1976) показали, что содержание иммунореак-тивного люлиберина в области СОКП флуктуирует в ходе эстрально-го цикла. В дальнейшем Samson and ЫсСапп (1979) в своих экспериментах с разрушением СОКП наблюдали у животных синдром постоянного эструса.

Заслуживают внимания данные о специализированной эпендиме, выстилающей инфундибулярную бухту желудочка мозга. Особая роль в функции эпендимальной выстилки принадлежит таницитам, апикальный полюс которых омывается ликвором третьего желудочка, а ба-запьный находится в непосредственной близости с капиллярами портальной системы. Анатомические особенности строения таницитов, а также их положение в гипоталамо-гипофизарном комплексе дали возможность предположить, что танициты принимают участие в гипо-таламическом контроле функции гипофиза ( Lofgren , 1959:).

Knowles (1974) показал: , что танициты срединного возвышения, -танициты, способны активно транспортировать гонадолиберин в портальную систецу.

Вместе с тем Baker et al (I974),Setalo et al(I975, 1976) установили, что в срединном возвышении у крыс локализация нервных терминалей, содержащих гонадолиберин, поразительно точно совпадает с локализацией чувствительных к половым гормонам таницитов. Здесь же обнаруживается наиболее высокая концентрация мо-ноаминергических нервных терминалей ( AjikafHokfelt 1973).

Значительные изменения в ультраструктуре таницитов в течении менструального и астрального циклов, а также после обработки эстрогенами, свидетельствует о том, что они играют определенную роль в репродуктивной системе ( Khowles,Aaand Kumar 1969, Küowles , 1974).

Введение люлиберина в третий желудочек мозга стимулирует у крыс освобождение лютеинизирующего гормона также быстро, как и внутривенное введение данного декаптида ( Wiener et al 1972, Ondo et al , 1973). Можно предположить, что ß> -танициты участвуют в нейрогуморальных механизмах выделения гонадолибери-на в портальное русло гипофиза. Наряду с этим Knowles (1974) считает, что через танициты замыкается обратная связь между половыми гормонами, циркулирующими в цереброспинальной жидкости и гипоталамо-гипофизарным комплексом. Тем более, что ранее уже высказывалось предположение о рецепторных свойствах таницитов к половым гормонам ( Anand Kumar,Knowies , 1967).

По современным представлениям считается, что основным местом синтеза и накопления люлиберина являются области, классически рассматриваемые как ответственные за освобождение гонадотро-пинов. Это аркуатное ядрй гипоталамуса - тонический центр и пре-оптическая область - как циклический центр регуляции секреции лютеинизирующего гормона. Наряду с этим, к центру регуляции ритмических выбросов может быть отнесена и супрахиазматическая область гипоталамуса. Интересны взаимоотношения, существующие между оптической хиазмой и супрахиазматическими ядрами гипоталамуса. Морфологические исследования, с использованием метода, предложенного Nauta (1963) для определения проекций аксонов позволили выявить терминали оптических волокон в супрахиазматических ядрах. Mason and Lincoln (1976) обнаружили проекции волокон из оптической хиазмы к задней половине супрахиазматических ядер, а также к ростральной части аркуатных ядер у крыс. Супрахиазма-тические ядра являются как бы "биологическими часами." Поскольку билатеральное разрушение их приводит к нарушению выработанных режимов питьевого поведения и двигательной активности ( Stephan Zucker , 1972), а также характерных циклических изменений в репродуктивной системе ( Stetson,Watson-Whltmyre > 1976).

Все взаимоотношения, происходящие в системе гипоталамус-ги-пофиэ-гонады основаны на принципе механизма обратных связей. Это свойство является важным звеном в нормальном функционировании любой саморегулирующейся системы. Основные положения теории обратных связей или теории "плюс-минус" взаимодействия были разработаны в начале 30-годов этого столетия советским ученым М.М.За-вадовским (1933) и в дальнейшем были обобщены им в работе "Противоречивое взаимодействие между органами в теле развивающегося животного" (Завадовский, 1941), где дано широкое теоретико-экспериментальное обоснование принципа плюс-минус взаимодействия.

Система гипоталамус-гипофиз-гонады функционирует как единое целое и каждое вышележащее звено, посылая гормональные сигналы к нижележащим отделам, в свою очередь, принимает от последнего информацию по принципу обратной связи и в соответствии с этой полученной информацией реагирует со знаком плюс или минус. Гипоталамус, освобовдая люлиберин в портальную систему гипофиза стимулирует процесс синтеза и секреции гонадотропных гормонов: лютеинизирующего и фолликулостимулирующего. Выделившиеся из гипофиза гонадотропины, в свою очередь, поступая в системный кровоток, достигают половых желез. У женских особей гонадотропины способствуют и контролируют рост, созревание фолликула, секрецию эстрогенов и процесс овуляции. Однако сами эстрогены на основе длинной обратной связи вступают во взаимоотношения с гипота-ламическими и гипофизарными структурами.

Наряду с этим,гипофизарные гонадотропины на основе короткой обратной связи взаимодействуют со структурами гипоталамуса, от-вешфтвенными за процессы регуляции гонадотропной функции. Существует и ультракороткая обратная регуляторная связь. Примером такой связи являются самостоятельные эффекты люлиберина на нервные структуры гипоталамуса. При реализации данной связи проявляется нейромодулирующий эффект люлиберина с изменением чувствительности гипоталамических нейронов к нейротрансмиттерам.

Способность эстрогенов ингибировать процесс секреции гонадотропинов известна достаточно давно. Так показано, что у ова-риэктомированных животных после введения эстрогенов наблюдается быстрое снижение содержания лютеинизирующего и, правда в меньшей степени, фолликулостимулирупцего гормона гипофиза?. ( Negro-Vilar et ai ,1973, Zanisi, Martini , 1975). Механизм этого явления таков, что, по-видимому, эстрогены, влияя на процесс синтеза и секреции гонадотропинов гонадотрофными клетками гипофиза, изменяют чувствительность последних к люлиберину. Показано, что эстрогены в специфических условиях, определяемых временем и дозой их введевшя, угнетают способность гипофиза отвечать на люлиберин ( Schaiiy et al , 1973, Cooper et al , 1975, Spies, Niswender f 1975). Вместе с тем было показано, что после острой овариэктомии у крыс на фоне быстрого падения эндогенных эстрогенов, чувствительность гипофиза к экзогенно-вводимому люлиберину существенно возрастает ( Cooper et al , 1975).

Необходимо отметить, что наряду с отрицательным действием на гипофиз, эстрогены проявляют и свой положительный эффект на процесс гипоталамической регулщии гонадотропной функции, т.е., наряду с отрицательной обратной связью, между гонадами и гипофизом существует неположительная обратная связь. Прежде всего, было показано, что имплантация эстрогенов в гипофиз стимулирует освобождение гонадотропинов у самок крыс. Характерно, что данный стимулирующий эффект был более выражен, чем при подобной имплантации в гипоталамус ( Weick et al. t 1971). Однако такая постановка эксперимента не исключает возможной диффузии трансплан-тщюванного эстрадиола в гипоталамус и, по-ввдимому, более адекватными были исследования, выполненные на гипофизарной ткани в условиях in vitro . Было показано,что добавление эстраднола в инкубационную среду приводит к существенному усилению секреции лютеинизирующего гормона инкубируемым гипофизом в условиях отсутствия в среде инкубации люлиберина ( Schneider, McCann f 1970,а). Таким образом эстрогены способны стимулировать секрецию лютеинизирующего гормона путем непосредственного воздействия на последний. Данный вывод в дальнейшем был подтвержден экспериментами, выполненными in vivo (Liu, Jackson , 1977). По-видимому, можно предположить, что в организме существует возможность для самостоятельных стимуляционных влияний эстрогенов и люлиберина на секрецию гонадотропщов из гипофиза и эти влияния в относительной степени независимы друг от друга.

Дальнейшие исследования, направленные на выяснение механизма положительной обратной связи между гонадами и гипофизом, выполненные на целостной системе; гипоталамус-гипофиз-гонады, показали, что для реализации стимулирующего эффекта эстрогенов исключительно важно сохранение интактным переднего гипоталамуса и его связей с медио-базальными отделами последнего ( Blake t L977). Оказалось, что в механизме положительной обратной связи исключительно важная роль принадлежит циклическому центру регуляции гонадотропной функции гипофиза. Было показано, что разрушение переднего гипоталамуса приводит к тому, что введение эстрогенов не способно вызывать волны лютеинизирующего гормона, которая обычно наблюдается на интактных животных ( Bishop et ai. , 1972). Характерно» что в области переднего гипоталамуса имеются нейроны непосредственно чувствительные к эстрогенам и способствующие регуляции гонадотропной функции. Эти нервные клетки под влиянием эстрогенов изменяют свою импульсную активность ( Бабичев В.Н., 197.0; Beyer et al. , 1962 ; Lincoln, Cross f 1967 ;

Dufy et al. , 1976 ; *agy, Sawaki , 1977 ; Moss et al., 1978). У неанестезированных кроликов гипоталамические нейроны, проецирующиеся в область аркуатного ядра и медиальной эминенции, реагируют на внутривенно вводимый эстрадиол-бензоат двояко: в одних случаях спонтанная активность снижается, а в других -этому предшествует быстропроходящая активация нейрональной деятельности ( Dufy et al. , I97&).

Для выявления специфического эффекта: эстрогенов на гипоталамические ней роны Kelly et al.(!977,a) подводили микроионофоре-тически активный 17 ß -эстрадиол и неактивный изомер 17 эстрадиол к одиночным нейронам медиальной преоптической области. Они обнаружили, что активный стерощц ингибирует 33% клеток медиальной преоптической области, тогда как неактивная форма не имеет какого-либо эффекта. Эта работа свидетельствует о том, что существует специфический мембран-рецепторный механизм. Данными авторами было также установлено, что неантвдромно идентифицированные нейроны более чувствительны к локально введенному эстрогену, и отвечают возбуждением на стадии диэструс-I в вечерние часы, а ингиби-рующий ответ наблюдается в позднем диэструсе-2, проэструсе и в эструсе ( Kelly et al. , 1977,6). Эстрогены при их системном введении способствуют повышению уровня лютеинизирующего гормона после электрической стимуляции преоптической области гипоталамуса ( Spies et al. , 1977). В соответствии с этим было показано, что электрическая стимуляция циклического центра является более эффективной в отношении секреции лютеинизирующего гормона именно на фоне физиологического подъема уровня эстрогенов в крови ( Kaira, Kalra , 1974). Таким образом, имеющиеся в литературе сведения относительно механизмов, участвующих в процессе реализации положительных и отрицательных обратных связей в системе гипоталамус-гипофиз-гонады свидетельствуют о том, что эстрогены действительно принимают активное участие в данном регуляторном процессе.

На основании данных, полученных при разрушении аркуатного ядра было показано, что отрицательная обратная связь между гонадами и гипоталамусом осуществляется на уровне его медио-базаль-ных отделов ( Bishop et al > 1972,Everett et al > 1973). Однако необходимо отметить, что полученное авторами увеличение уровня лютеинизирующего гормона в крови у животных после разрушения аркуатного ядра могут быть связаны не со снятием отрицательной обратной связи, а с интенсивным освобождением люлиберина вследствии разрушения пептидергических нейронов и поступлением его в портальную систему гипофиза. О возможности причастности ме-диобазального гипоталамуса к механизму отрицательной обратной связи с гонадами, свидетельствуют данные с имплантацией эстрадиола. Было показано, что после его имплантации в медио-базальный гипоталамус, освобождение лютеинизирующего и фолликулостимулирующего гормонов существенным образом угнетается (Chowers, McCann , I96b, Martini et al, 1968). Как было указано выше, в гипоталамо-гипо-физарно-гонадной системе, наряду с длинной обратной связью существует короткая обратная связь, участвующая в регуляции освобождения лютеинизирующего гормона. Это связь между гипофизом и гипоталамусом. Показано, что введение лютеинизирующего гормона в область срединного возвышения приводит к существенному снижению содержания гонадотропина в гипофизе.

В физиологических условиях данный механизм обеспечивается, по-видимому, поступлением лютеинизирующего гормона в гипоталамус в результате так называемого обратного тока в портальной системе гипофиза (Oliver et al . t 1977). В последние годы появились данные о существовании иммуноопределяемого лютеинизирующего гормона в некоторых областях мозга крыс, в частности в гипоталамусе. У взрослых самок крыс, наблюдаемых в течении астрального цикла, значительное снижение гипоталамического лютеинизирующего гормона совпадает с волной ЛГ в гипофизе и крови. В настоящее время высказывается предположение, что гипоталамический ЛГ, } являясь гипофизарным по своему происхождению, может играть роль в короткой отрицательной обратной связи, контролирующей выброс лютеинизирующего гормона из переднего гипофиза в преовуляторном периоде. ппев et а1 (1982) показали с помощью иммуногистохимических исследований, что существуют контакты между люлиберинсодержащими нервными окончаниями и люлиберинсодержащими клеточными телами в септо-преоптической области. Этот контакт необходим, по-видимому, для регуляции люлиберином своей собственной секреции.

В заключение можно сказать, что система длинных обратных связей, которая состоит из секреторного и контролирующего компа-нентов на уровне среднего мозга, переднего гипофиза и яичников, является в женском организме первостепенно ответственной за циклические изменения в репродуктивной системе.

Короткая и ультракороткая системы обратных связей также вносят свой вклад в этот процесс, являясь модулирующими звеньями репродуктивной функции.

По современным представлениям освобождение люлиберина из пептидергических нейронов опосредуется нейротрансмиттерами и в основе данного механизма лежат аксо-соматические и аксо-аксональ-ные влияния ( е* ^11967). Нейротрансмиттеры, участвующие в гипоталамической регуляции тропной функции гипофиза, найдены в значительных концентрациях внутри гипоталамуса. В их числе аце-тилхолин, моноамины: дофамин, норадреналин, адреналин и серото-нин, а также нейротрансмиттеры, относящиеся к аминокислотам - это -аминомаслянная кислота ( ОАВА), глицин, таурин, глютамин и другие. В последнее время к нейротрансмиттерам или нейромодулято-рам стали относить и такие пептиды как субстанция Р, р -мелано-цитстимулирующий гормон, не"ротензины, эндорфины, энкефалины.

В процессе передачи поступающей в мозг информации нейротран-емиттеры выполняют роль медиаторов в межнейрональных взаимоотношениях, с одной стороны, и модулируют активность нейронов с другой.

Ми11ег,Мвико,Зсаравп±п1 (1977) предложили следующую схему влияния трансмиттеров на освобождение ЛГ-РГ (рис.1)

Л1Ц и и

I • •

1 • 1

А • А •

4 А А А А А А А А А А

ТС • • • «

• • •

А А А А А 4 А 4 А А А

• • •

4 А 4 А I

4 4 А 1

4 А А А |

1А и • • <

• • • га * 171- 4 4 4 4 1

11 АГ 4 4 4 Т портальные сосуды нерВные п*рш*майи,сЫ1ф#оц?ие рилизим-гормон нер6ные1термимо»и*сакр#,а1ф/е оминергиче&п/е-нейротронсмиттеры

Рис.1 Схема Влияния трансмиттеров ма освобождение люлиберинси

На рисунке показаны возможные места, в которых моноамины могут взаимодействовать с пептидергическими нейронами, содержащими либерины. I - нейроны, содержащие как амины, так и рилизинг-гормоны; 2 - основной аксо-дендритический или аксо-соматический контакт влияния аминергических нейронов на пептидергические нейроны; 3 - не основное взаимодействие, когда один аминергический нейрон изменяет состояние другого аминергического нейрона, взаимодействующего с пептидергическим нейроном; 4 - аксо-аксональный синапс между аминергическими и пептидергическими терминалями; 5 - взаимодействие на уровне медиальной эминенции, когда амины контролируют поступление либеринов в гипофиз; б - амин может освобождаться непосредственно в портальные сосуды и самостоятельно действовать на освобождение гипофизарных гормонов или усиливать чувствительность гипофиза к либеринам.

ГЛАВА П. МОНОАМИНЫ МОЗГА В РЕГУЛЯЦИИ Г0НАД0ТР0ПН0Й ФУНКЦИИ

В последние годы многочисленными исследованиями было показано, что в процессах гипоталамической регуляции репродуктивной функции исключительно важная роль принадлежит моноаминам мозга.

Vogt (1954) обнаружил высокие концентрации норадреналина в гипоталамусе, а затем Carlson (1959) показал также наличие дофамина в мозге, особенно в каудальных ядрах.

Усовершенствование тонкой флюоресцентной методики для обнаружения аминов позволило разработать карту распределения норадре-нергических и дофаминергических волокон ( Unterstedt , 1971) и показать, что они имеют приблизительно одинаковое распределение в гипоталаг^усе. Однако в регуляции гонадотропной функции играют разную роль. Еще в 1947 Sawyer показал, что дибенамин оС-адрено блокатор угнетает овуляцию у кроликов. Однако несколько позже было обнаружено, что внутрижелудочковое введение норадреналина стимулирует процесс овуляции.

Fuxe et al., (1069) установили, в опытах с использованием бло-каторов синтеза моноаминов, а также гистохимической флюоресцентной техники для определения содержания дофамина в гипоталацусе, что тубе роинфундибулярная дофаминергическая система оказывает тормозное влияние на пептидергические нейроны, секретирующие люлиберин в портальную систему.

В противоположность этим исследованиям Schneider, McGann (1969) в опытах с внутрижелудочковым введением высоких доз дофамина, а также Kamberi et al., (1970), инкубируя ткань гипоталамуса в присутствии дофамина, показали, что дофамин более эффективен, чем норадреналин в стимуляции освобождения лютеинизирутощего гормона. Schneider, McCann (1970) показали, что дофамин вызывает резкое повышение в крови у экспериментальных животных уровня люли-бенина. Интересным является полученный ими факт, что введение за два часа перед дофамином 0,1 мкг эотрадиола полностью блокирует дофаминовый эффект. На основе этих данных авторы пришли к выводу, что отрицательная обратная связь между гонадами и гипоталамусом основана на блокаде дофаминвызываемого освобождения люлиберина.

Таким образом в литературе существуют 2 противоположных мнения относительно роли дофамина как нейротрансмиттера межсинапти-ческих отношений в механизме гипоталамической регуляции гонадот-ропной функции гипофиза.

В отличие от представлений о роли дофамина в процессе гипо-таламического контроля гонадотропной функции, данные, касающиеся роли норадреналина в этом процессе менее противоречивы.

Sawyer et al (IS49, 1974), Sawyer (1975) на основе использования адреноблокаторов и внутрижелудочкового введения нор-адреналина пришел к выводу, что данный катехоламин играет роль необходимого пускового стимула для секреции ЛГ и овуляции. Характерно, что обмен норадреналина растет как в целом мозге, так и в гипоталамусе у самок после кастрации параллельно с повышением уровня ЛГ в крови ( Anton-Say et a&969, Donoso 1969).

Stefano»Donoso (1967) показали, что уровень норадреналина максимален во время проэструса или гонадэктомии и минимален), в эструсе.

McCann (1974) приводит данные о том, что норадреналин, при его внутрижелудочковом введении вызывал овуляцию более, чем у о0% неовулирующих крыс вследствии разрушения переднего гипоталамуса, тогда как дофамин в этом процессе был полностью не эффективен.

Обмен норадреналина в медиальной эминенции и в медиальной преоптической области ускоряется в течение проэструса ( bofstrom 1977).

Физиологическая взаимосвязь между норадреналином и люлибери-ном была описана Honma,Wüttke (1980) с помощью иммуногистохи-мических исследований. Данными авторами был обнаружен параллелизм обмена норадреналина в медиальной эминенции и секрецией лютеини-зирующего гормона. Норадреналин может быть предшествующим звеном, изменяющим чувствительность люлиберин-содержащих структур к другим нейротрансмиттерам. Вероятнее всего, что действие норадреналина на секрецию люлиберина в медиальной эминенции опосредуется через скрытые контакты с дофаминергическими нейронами аркуатной области. Эти дофаминергические нейроны проецируются в медиальную эминенцию, где взаимодействуют с люлиберин-содержащими аксонами A^ika , 1979).

В плане решения вопроса о роли различных катехоламинов в регуляции гонадотропной функции представляют интерес данные, относительно динамики содержания норадреналина и дофамина в структурах гипоталамуса в различные стадии астрального цикла. Низкое содержание дофамина и норадреналина в гипоталамусе в период активации гипоталамо-гипофизарно-гонадальной системы наблюдали Shear, Clements (1974), тогда как Cardinali,Gomez (1977) показали, что обратное поглощение пресинаптическими структурами гипоталамуса катехол-и индоламинов значительно изменяется в период непосредственно предшествующий освобождению гонадотропинов и пролактина из гипофиза. Negro-Yilar et al (1977), показали, что в середине дня стадии проэструс содержание дофамина и норадреналина в области медиальной эминенции достоверно возрастает, а к моменту развития преовуляторной волны лютеинизирующего гормона в крови резко падает.

Использование энзимо-изотопной техники определения содержания моноаминов, а также микросекционный забор гипоталамических ядер, позволило Crowley et al., . (1978) провести широкое определение содержания катехоламинов в целом ряде образований мозга. Им было показано, что по ходу развития эстрального цикла, начиная со стадии диэструс-I, содержание норадреналина достоверно падает в преоптической области и паравентрикулярных ядрах гипоталамуса, а также в области латеральной перегородки, с минимумом в вечерние часы проэструса и утром в эструсе. Уровень дофамина также изменялся по ходу цикла, и это было выражено в преоптической области и в срединном возвышении, где минимальное содержание этого кате-хоамина наблюдалось в вечерние часы стадии проэструс, а в преоптической области еще и в эструсе. Дофамин достоверно снижался по ходу астрального цикла в ядрах диагонального тракта, где он был на низком уровне во все стадии астрального цикла, кроме стадии относительного покоя - диэструс-1. Представляет интерес, что только в хвостатом ядре содержание дофамина достоверно увеличивалось по ходу цикла, с максимумом в вечерние часы проэструса.

В результате исследований, проведенных в лаборатории физиологии эндокринной системы Института экспериментальной эндокринологии и химии гормонов АМН СССР, по изучению содержания моноаминов в гипоталамических структурах, с точным разделением по часам всех стадий астрального цикла (Бабичев В.Н., Адамская Е.И., 1976) был обнаружен четко выраженный суточный ритм в динамике нейротран-смиттеров в различных областях гипоталамуса. Характерно, что наибольшее содержание дофамина было обнаружено в медиальной эминенции, а норадреналина в преоптической области гипоталамуса. Представляет интерес, что в утренние часы каждой стадии астрального цикла, уровень норадреналина, как и дофамина, всегда был выше, чем в дневные. Однако в проэструсе авторы не обнаружили ежедневного подъема в области аркуатного ядра и медиальной эминенции, а норадреналина - в преоптической области гипоталамуса. На основании этих данных было сделано заключение, что катехоламины действительно принимают участие в механизме гипоталамической регуляции гонадотропной функции гипофиза. В ходе осуществления функций циклического и тонического центров гипоталамуса происходит быстрая утилизация норадреналина в преоптической области и дофамина в аркуатном ядре и медиальной эминенции, где содержание этих биологически активных веществ в ключевой стадии астрального цикла достоверно снижается. Авторы показали, что наряду с изменением содержания катехоламинов в гипоталамических структурах, по ходу астрального цикла, меняется уровень индоламина-серотонина.

В последующих исследованиях Е.й.Адамской (IQ8I) удалось подтвердить представление о причастности дофамина на уровне аркуат-ного ядра, а норадреналина на уровне преоптической области гипоталамуса, в процессе регуляции гонадотропной функции. Автором было четко продемонстрировано, что введение дофамина и норадреналина в соответствующие центры тонической и циклической регуляции гонадотропной функции приводит к достоверному повышению уровня ЛГ в крови. Наряду с этим, многочисленными авторами была выявлена определенная взаимосвязь между изменениями импульсной активности различных областей гипоталамуса, участвующих в регуляции гонадотропной функции гипофиза и уровнем лютеинизирующего гормона. Фоновая активность нейронов преоптической области претерпевает циклический характер, усиливаясь в стадии проэструса и эструса и снижаясь в стадии диэструса и метэструса (Бабичев В.П., 1981).

Wuttke (1974) показал, что повышение мультинейрональной активности в течении критического периода предшествует подъему лютеинизирующего гормона.

Van der Shoot et al. (1978), регистрируя одиночные нейроны в переднем гипоталамусе показал, что увеличение уровня плазменного ЛГ параллельно увеличению спайковой активности.

Dufy et al. (1979), изучая электрическую активность различных областей гипоталамуса показал, что мультинейрональная спай-ковая электрическая активность, отмеченная- в медиальной эминенции периодически увеличивается и это увеличение предшествует повышению уровня лютеинизирующего гормона в плазме.

Электрофизиологическая корреляция между пульсирующим освобождением люлиберина и нейрональными колебаниями была получена Knobil (1981) и Uemura, Knobil (1981) в исследованиях, проведенных на овцах. Авторы получили, что мультинейрональная активность имеет тенденцию к синхронизированным изменениям, подобно изменениям выброса лютеинизирующего гормона ( Thirly , Pelletier , 1981).

Kawakami, Kimura (1975) наблюдали спонтанные пики одиночных нейронов в аркуатной области в течение астрального цикла у самок крыс. Этими авторами отмечено, что в аркуатной области за 12-15 минут до начала критического периода в проэструсе наблюдается характерное повышение мультинейрональной активности. Подобная картина наблюдалась и в медиальной преоптической области в течение критического периода у интактных самок крыс. Чувствительность нейронов гипоталамических центров регуляции гонадотропной функции гипофиза к норадреналину, дофамину и серотонину существенным образом меняется по ходу астрального цикла в зависимости от уровня эндогенных эстрогенов в организме. Причем каждый из моноаминов вступает в регуляторный процесс в различные временные интервалы астрального цикла и на различных уровнях регуляторной системы. Пусковую роль в циклической регуляции репродуктивной функции выполняют норадреналин-чувствительные нейроны преоптической области гипоталамуса. Представительство таких нейронов с актива-ционной реакцией на норадреналин, достоверно повышается в данной области по мере увеличения в организме уровня эндогенных эстрогенов (Бабичев В.П.с сотр., I98D. Характерно, что активирующий эффект норадреналина на нейроны преоптической области приводит к повышению уровня лютеинизирующего гормона в крови (Бабичев E.Ii с сотр., 1981). За развитием этих изменений в циклическом центре наступает перестройка среди нервных клеток тонического центра,т.а в аркуат-ном ядре гипоталамуса. В этой области в условиях максимального уровня эндогенных эстрогенов отмечается повышение представительства нейронов с активационной реакцией на дофамин (Бабичев В.Н., Игнатков В.Я., 1975,6). Авторами было показано, что данный эффект доф-аминергической системы на уровне тонического центра носит кратковременный характер и наблюдается лишь в утренние часы стадии про-эструс, когда уровень эстрогенов в крови достигает максимального значения. Характерно, что активация нейронов тонического центра приводит к усилению гипофизарной секреции лютеинизирующего гормона в кровь (Бабичев В.Н., Игнатков В.Я., 1977,6). Норадреналин-чувствительная система нейронов тонического центра регуляции го-надотропной функции гипофиза подключается, по мнению авторов, в регуляторный процесс лишь во второй половине дня проэструса, когда отмечается выраженная активация гипоталамо-гипофизарно-гонад-ной системы с развитием преовуляторной волны лютеинизирующего гормона в крови. В это время среди нейронов аркуатного ядра существенно преобладают, в отличии от других стадий эстрального цикла, нейроны с активационной реакцией на норадреналин.

Активирующий эффект норадреналина на работу нейронов тонического центра приводит к повышению секреции ЛГ из гипофиза в кровь (Игнатков В.Я. и др., 1981).

Дофамин, по данным этих авторов, обладает на уровне циклического центра, в отличие от его влияния в тоническом центре, выраженным тормозным влиянием на работу нейронов, что приводит к снижению уровня ЛГ в крови (Игнатков В.Я. и др., 1981).

Таким образом, работами целого ряда исследователей к настоящему времени в той или иной степени удалось выяснить место основного действия катехоламинов (норадреналина и дофамина) в механизме гипоталамической регуляции гонадотропной функции гипофиза. Наряду с этим выяснена направленность эффектов этих моноаминов и время вступления их в регуляторный процесс. Однако,что касается роли третьего моноамша, а именно индолмш-серогошиа, как медиатора межнейрональных взаимодействий, то здесь остается много неясного и в следующем разделе обзора литературы мы попытались осветить более детально целый ряд вопросов, связанных с данным биологически активным амином.

ГЛАВА 3. СЕРОТОНИН И ЕГО РОЛЬ В ГИПОТАЛАМИЧЕСКОЙ РЕГУЛЯЦИИ Г0НАД0ТР0ПН0Й ФУНКЦИИ ГИПОФИЗА

Серотонин-5-окситриптамин-5-0Т был открыт Раппортом и Грином в 1948 году.

По своей структуре является моноамином, а в следствии наличия в нем индольного кольца, он относится к группе индоламинов.

Химическое строение серотонина:

НО Г VJ сн2-сн2-ын

Несмотря на простоту химической структуры серотонин поражает сложностью своих физиологических эффектов. Почти 30 лет тоцу назад было впервые доказано, что серотонин содержится в головном мозге ( Twarog,Page , 1953). Amin et al (1954) первыми обнаружили индоламин в гипоталамусе. Большое количество серотонина было найдено в терминалях нервов, которые берут начало в ядрах шва среднего мозга. Их путь пролегает через вентральную часть медиального передне-мозгового пучка ( Saavedra et al , 1974(1г), Saavedra s 1977).

Полученная за последние годы информация дает достаточные основания для того, чтобы обсуждать серотонин как один из нейромеди-аторов или нейромодуляторов центральной нервной системы. И, несмотря на огромное количество работ по изучению его роли в различных биологических процессах, интерес к данному индоламину не ослабевает.

Ранее было показано существование серотонинсодержащих нейронов, которые по своей величине и структуре гранул гораздо более однотипны по сравнению с другими моноаминергическими нейронами.

Dahlstrom,Fuxe (1964) предложили классифицировать серотониновые нейроны по размерам и месту их локализации на 9 групп, однако по тому, в каком направлении и к каким отделам мозга отходят от этих клеток аксоны, их можно разделить на две основные большие группы. К первой группе относится большинство серотонино-вых клеток каудально-вентромедиальной части продолговатого мозга. Эти клетки посылают свои аксоны в спинной мозг и образуют так называемую нисходящую серотониновую систему. Вторая группа серотони-новых нейронов, образует восходящую систему волокон, часть из которых проходит через латеральный гипоталамус и проецируется на ги-поталамические и лимбические структуры ( Fuxe,Jonsson , 1974). Клеточные тела серотониновых нейронов локализованы в области ядер шва, в вентральной части ретикулярной формации и вокруг медиального лемниска в задней части среднего мозга. Они дают начало термина-лям, иннервирующим гипоталамус, медиальную эминенцию, преоптичес-кую область, лимбическую систему, септум и кору мозга ( Unterstedt 1971, Fuxe.Jonsson , 1974).

Использование флюоресцентной техники показало, что серотониновые терминали могут образовывать синаптические контакты с нефлюоресцирующими (возможно пептидергическими) телами нервных клеток и клеточных образований. Данные электронной микроскопии показали, что серотониновые терминали содержат большие и малые плотноядерные везикулы ( Hokfelt , 1968, Hokfelt, Ungerstendt , 1969) и более мелкие гранулированные везикулы, которые собраны с пресинаптической стороны синаптических аксо-дендритных контактов. ^ Ahajanian et al ^ 1969. Hokfelt,üngerstedt

1969, Hokfelt et al. , 1970).

Изучение градиента плотности в ткани мозга показало, что серотонин присутствует в синаптосомах ( Michaelson, Whittaker 1963, %ittaker , 1969).

Более ранние работы по изучению ультраструктуры позволили обнаружить хорошую корреляцию между наличием больших гранулированных везикул и содержанием серотонина, однако дальнейшие эксперименты показали, что главное депонирование серотонина происходит в основном в мелких везикулах ( Hokfelt , 1968). Показано, что меченный серотонин, введенный внутрижелудочново, аккумулируется в нервных окончаниях, содержащих небольшое количество гранулированных везикул (800-I200A) ( Aghajanian, Bloom , 1967).

Используя метод хроматографии Chen Shin et al,(I974) удалось изолировать из синаптосомальной фракции гипоталамуса два различных серотонин-связанных белка, функциональная роль которых возможно связана с процессами транспорта индоламина и защиты его от внутриклеточной ферментной деградации. Возможно, что и накопление в везикулярных гранулах также защищает серотонин от разрушения, в частности под влиянием моноаминоксидазы. а) Распределение серотонина в гипоталамусе

При проведении полной деафферентации гипоталамуса уровень серотонина уменьшался на две трети, что свидетельствует о том, что перикарионы серотониновых нейронов расположены в основном экстрагипоталамически ( Parent et al. , 1969, Palkovits et.al. , 1977).

Разрушение медиального передне-мозгового пучка вызывает падение серотонина в более ростральных областях мозга ( Harvey et al* , 1963, Heller, Moore , 1965). Однако обнаружено, что неко торые количества серотонинергических нейронов расположены в арку-атном и вентромедиальных ядрах, это свидетельствует о существовании серотониновой системы внутри гипоталамуса ( Громова Е.А., 1970, Smith , Kapers , 1975).

Наиболее высокие концентрации гипоталамического серотонина, определяемого радиоэнзиматическим методом, были обнаружены в суп-раоптических ядрах и в ретрохиазмальной области, средние значения являются характерными для аркуатных и различных задних гипотала-мических ядер, а также для задней части медиального передне-гипо-таламического пучка ( Saavedra et al. , 1974). Низкий уровень серотонина был обнаружен в паравентрикулярном, вентромедиальном, дорзомедиальном и в супраоптическом ядрах, а также в переднем гипоталамусе ( Saavedra et al. , 1974). б) Серотонин гипофиза

Интересны данные, полученные при изучении содержания этого индоламина в гипофизе. Оно оказалось особенно высоким в его средней и задней частях ( Saavedra et al. , 1975, 1977). Вместе с тем, было установлено присутствие и триптаминоподобных индолами-нов в переднем гипофизе ( Bjoklund, Falk , 1969; Saavedra et al., 1975). Однако, дальнейшие исследования с использованием высокочувствительного микроанализа не подтвердили это предположение ( Steinbuch , Neinwenhuys , 1981). По всей видимости, часть ги-пофизарной флюоресценции может происходить от пептидов, имеющих триптофан в WÜ2 -конце ( Hakanson , Sunder , 1971).

Вопрос о возможности внутриклеточной локализации серотонина в гипофизе в настоящее время еще до конца не решен, однако

часть серотонина может быть локализована внутри тучных клеток передней и задней долей железы ( Bjoklund et al , 1974 ).

Johns et al (1982) в опытах in vitro изучали возможность действия серотонина на освобождение тропных гормонов на уровне гипофиза. Поступление меченного серотонина in vitro в ткань гипофиза значительно снижалось после обработки серотониновым анта-гонистом-ципрогептадином. Авторы доказали, что в переднем гипофизе крыс существует высоко специфичный механизм захвата. Характеристики этого захвата (температура, энергия метаболизма) подобны тем, что описаны для захвата серотонина в центральной нервной системе. Авторы делают вывод о том, что серотонин, подобно дофамину оказывает свой эффект на основные клетки переднего гипофиза. Показано, что выявленные ауторадиографически клетки являются серотонинсодер-жащими, но не серотонинпродуцирующими клетками.

Johns et al (1982) в своей работе показали, что меченный [3HJ серотонин обладает высокой способностью проникать в ткань гипофиза. Авторы изучали место поступления меченного серотонина, используя блокаторы серотонина и определили, что он может проникать в клетки гипофиза через постсинаптические рецепторы.

В опытах in vitro , с использованием микроскопической ау-торадиографии, ими было показано 3 типа распределения меченного серотонина. Для первого типа распределения было характерно наличие тяжелых гранул в срезах гипофиза. Эти данные свидетельствуют о том, что серотонин имеется внутри гипофиза. Для второго типа была характерна локализация серотонина в непосредственной близости с капиллярами портальной системы. В третьем случае наблюдали диффузное распределение меченных гранул внутри переднего гипофиза. На основании полученных данных авторы делают вывод о том, что серотонин может поступать в клетки аденогипофиза без серотонинергической иннервации, приходящей из вышележащих отделов.

Введение серотонина в срезы гипофиза в опытах in vitro , снижает чувствительность гонадотрофинов к люлиберину. В то же время, перфузия серотонином портальных сосудов гипофиза в течение 30 минут не снижала содержание лютеинизирующего гормона в крови ( Kamberi et al., 1970). Однако, Martin , Klein (1977) показали, что способность гипофиза освобождать лютеинизирующий гормон в ответ на люлиберин может быть ослаблена серотонином. в) Серотонин и его .участие в контроле системы гипоталам.ус-гипофиз-гонады

Серотонин, являясь истинным нейромедиатором центральной нервной системы принимает участие в регуляции гонадотропной функции гипофиза. Так, перерезка серотонинергической иннервации, происходящей из ядер шва среднего мозга, фармакологическая блокада синтеза серотонина или серотониновых рецепторов изменяют уровень лютеинизирующего гормона. До настоящего времени вопрос о том, на каком уровне серотонин оказывает свое действие в процессе регуляции гонадотропной функции гипофиза, остается до конца не выясненным.

Arendash, Gallo (1978), используя три различные модели, изучали влияние стимуляции дорзальных ядер шва на эпизодический выброс лютеинизирующего гормона у овариэктомированных крыс. В первой серии опытов синтез серотонина блокировался введением р -хлорфенилаланином (р-СРА), перед электрической стимуляцией дорзальных ядер шва среднего мозга. В данных условиях эксперимента авторы не нашли изменений в эпизодическом выбросе лютеинизирующего гормона, тогда как одна стимуляция дорзальных ядер шва приводила к полному угнетению эпизодической секреции лютеинизи-рующего гормона в течении всего периода стимуляции. Во второй серии опытов предшественник серотонина -о-ОНТ вводился до р-СРА, и наблюдалось ингибирование эпизодического выброса лютеинизирую-щего гормона в течении стимуляции дорзомедиальных ядер шва. В третьей серии опытов крысы обрабатывались метэрголином-блокато-~ ром ееротониновых рецепторов, авторы наблюдали полное отсутствие эффекта стимуляции дорзомедиальных ядер на эпизодический выброс лютеинизирующего гормона. Все эти эксперименты строго свидетельствуют о том, что медиатором в данном процессе является серото-нин.

Ранее уже упоминалось о том, что аркуатное ядро гипоталамуса иннервируются серотонинергическими нейронами, берущими начало в дорзальных ядрах шва. В связи с этим интересны результаты, полученные Gallo,Moberg (1977). Авторы наблюдали, что электрическая стимуляция аркуатных ядер ингибирует эпизодический выброс лютеинизирующего гормона у овариэктомированных крыс. Затем проводилось истощение уровня серотонина в мозге путем введения р-СРА и последующая стимуляция аркуатных ядер заметно увеличивала выброс лютеинизирующего гормона. Известно, что в аркуатных ядрах содержится высокий уровень как люлиберина, так и серотонина. Возможно, что электрическая стимуляция аркуатных ядер активирует как люлиберин так и серотонин-содержащие нейроны. Освобождение серотонина блокирует выброс люлиберина через акео-ак-сональный контакт меящу этими нейронами. В результате снижается выброс люлиберина и ингибируются эпизодические колебания лютеинизирующего гормона.

О том, что серотонин участвует в регуляции гонадотропной функции гипофиза свидетельствуют опыты с определением серотонина центральной нервной системе в различные стадии астрального цикла ( Вег^а-Ъо et а1. , 1967). Было обнаружено, что уровень этого амина в гипоталамусе половозрелых крыс значительно варьирует в течении полового цикла. Его наибольшее содержание обнаруживается в фазе проэструса и эструса, а наименьшее в фазе метэструса и диэструса.

Интересны данные, полученные В.И.Бабичевым и Е.ПДцамской (19Д5), в которых так же было показано, что в ходе астрального цикла в области аркуатного ядра происходит постепенное повышение уровня се-ротонина с высоким его значением вечером в проэструсе и максимумом в эструсе. Вместе с тем, в задних отделах гипоталамуса уровень серотонина, по данным этих авторов, повышается в вечерние часы диэструс-2 и достоверно падает в проэструсе и эструсе.

В.Г.Баранов с сотрудниками установили (1975), что у самок крыс с нормальным эстральным циклом в фазу проэструса происходит достоверное падение уровня серотонина в переднем и в медиобазаль-ном гипоталамусе, что коррелировало с достоверным подъемом люли-берина в гипоталамусе и увеличением содержания лютеинизирующего гормона в гипофизе с последующим выбросом его в кровь.

То что между серотонином и состоянием половой системы существует определенная взаимосвязь, доказывают опыты с кастрацией животных. Через семь дней после овариэктомии содержание серотонина в гипоталамусе и переднем мозге увеличивается вдвое. В то время как введение эстрогенов кастрированным самкам вновь приводит к снижению уровня серотонина. Интересен тот факт, что обмен серотонина повышается у старых самцов крыс ( 31тк1пз et а1, 1977) и как было показано данными исследователями, различия в содержании серотонина в гипоталамусе днем и ночью исчезают у старых самок крыс, находящихся в состоянии постоянного эструса. Данные наблюдения свидетельствуют о том, что возможная причина дисфункции репродуктивной системы, связанная со старением, лежит во временной дезорганизации, сопровождающуюся изменениями в характере ежедневного метаболизма серотонина в мозге.

Wbeaton et al ( 1975 ) наблюдали снижение уровня серотонина в медиальной эминенции у животных во время развития волны лютеинизирующего гормона. Meyer,Quay (1976), Негу et al (1982), с другой стороны, констатировали внезапный подъем поступления серотонина в супрахиазматические ядра, в период предшествующий развитию преовуляторной волны гонадотропинов в крови.

В настоящее время существует представление о том, что серо-тониновая иннервация на уровне срединного возвышения может выполнять роль регулятора освобождения тропных гормонов гипофиза через аксо-аксональные взаимодействия и отвечает за тонкие механизмы освобождения нейропептидов. Это подтверждается экспериментами in vitro . Серотонин оказывает ингибирующее действие на освобождение люлиберина из инкубируемых срезов медио-базаль-ного гипоталамуса ( Oharli et al , 1978).

Наряду с этим, Schneider,McCann (1970) получили, что внутрижелудочковое введение серотонина тормозит выброс лютеинизирующего гормона и высказали предположение о том, что этот антиовуляторный эффект серотонина опосредуется через торможение секреции люлиберина.

В последнее время появились работы, в которых проводился детальный анализ серотонинергической иннервации отдельных ядер гипоталамуса. Van der Каг,Ьогепв (1979) показали, что разрушение в среднем мозге медиальных, но не дорзальных ядер шва, достоверно снижает содержание серотонина в медиальной пре-оптической области до 49%, в супрахиазматических ядрах до 70% и передней гипоталамической области до 60%. Электролитическое разрушение, ограниченное или медиальным, или дорзальным ядром вызывает значительное снижение концентрации серотонина в перед-нелатеральной гипоталамической области до 45% и в аркуатном ядре на 48-58%. Ни одно из разрушений не влияло существенно на содержание серотонина в задне-латеральной гипоталамической области, в вентромедиальных гипоталамических ядрах, а также в дорзомедиальных гипоталамических ядрах. 1

Таким образом, медиальные ядра шва могут посылать свои се-ротониновые проекции в супрахиазматические ядра, в переднюю и медиальную гипоталамические области, тогда как поступления в передне-латеральную область и аркуатное ядро идут как от дор-зального, так и медиального ядер шва.

Результаты, представленные в работе Van der Kar, Lorens (1979) отличаются от данных, полученных Palkovits et al., (19746), которые обнаружили, что общее разрушение дорзальных ядер шва снижает на 53-54% содержание серотонина в аркуатном ядре, в супрахиазматических ядрах и в медиальном передне-мозговом пучке.

Van der Kar, Lorens (1979) делают предположение, что се-ротониновые волокна, берущие начало в дорзальных ядрах шва,участвуют в регуляции секреции лютеинизирующего гормона, тогда как волокна из медиальных ядер шва могут участвовать в регуляции как полового поведения, так и секреции лютеинизирующего гормона.

Clausell, Soliman (1978) провели анализ содержания серо-нина в яичниках и обнаружили, что пик данного индоламина приходится на стадию эструс. Эти авторы не обнаружили яичниковый серотонин у гонадотропин-обработанных неполовозрелых крыс. Полученные результаты свидетельствуют о том, что данный нейро-трансмиттер участвует в процессе овуляции на периферии, и влияет на число яйцеклеток, поступающих в яйцевод. По всей видимости, взрослые самки крыс имеют две серотонин-чувствительные зоны: од1 ну в мозге, а другую в яичниках. Однако ведущей из них является серотонинергическая система мозга, поскольку полное истощение серотонина мозга, путем введения антагонистов серотонина, приводит к ингибированию овуляции ( Marko, Fluckiger , 1976).

Особое место в регуляции гонадотропной функции гипофиза уделяется эпифизу.

На связь данной железы с периферическими органами-мишенями репродуктивной системы указывает тот факт, что удаление эпифиза приводит к преждевременному появлению вторичных половых признаков, т.е. к преждевременному половому созреванию.

Серотонин, содержащийся в гипоталамусе и эпифизе изменяется параллельно в течении 24 часов, хотя абсолютный уровень этого амина в 100 раз выше в последнем ( ^ау , 1963, 1968).

Выявлена зависимость синтеза серотонина от освещения. Негу et al (1972) показали, что синтез серотонина в гипоталамусе в течении последних 6 часов света больше, чем в течении первых часов темноты.

Эти изменения были подтверждены в опытах in vitro , особенно в тканях, взятых от крыс в проэструсе ( Meyer,Quay 1976).

Освещение стимулирует обмен серотонина. Walker»Timiras (1980) показали, что нарушение эстрального цикла в условиях постоянного освещения, сопровождается продолжительным и ускоренным обменом серотонина, который теряет свою периодичность.

Ряд авторов наблюдали, что постоянное освещение вечером в проэструсе увеличивает продолжительность волны лютеинизирующего гормона. В свою очередь, продолжительная секреция лютеинизирующего гормона сопровождается увеличением обмена серотонина в гипоталамусе ( De Gaetani , 1980).

Walker (1982) показал, что гормоны эпифиза-мелатонин и особенно 5-метокситриптафол ингибируют наступление эструса и рост яичников у крыс. Авторы, используя р-СРА как ингибитор се-ротонинового синтеза, наблюдали, что хроническое введение этого ингибитора способствует наступлению эструса, однако его введение при эпифизэктомии не оказывает подобного эффекта.

- Используя различные блокаторы серотонина Marko,Fluckiger (1980) получили, что антагонисты серотонина различных химических классов ингибируют секрецию лютеинизирующего гормона и в конечном результате, спонтанную овуляцию у крыс. Анализируя полученные данные авторы делают вывод о том, что в механизме контроля овуляции и циклического выброса лютеинизирующего гормона у крыс, серотонин может играть явно облегчающую роль.

Однако, Негу et al (1975), используя блокатор синтеза серотонина - р-СРА и изучая изменение уровня лютеинизирующего гормона у овариэктомированных, эстрадиол обработанных крыс, пришли к заключению, что фазная секреция лютеинизирующего гормона не зависит от циркадных изменений серотонина.

Антагонисты серотонина, такие как ципрогептадин и метилсер-гид, введенные перед критическим периодом преовуляторной волны лютеинизирующего гормона, являясь антагонистами серотониновых рецепторов, блокируют овуляцию и вызывают ороговение эпителия влагалища в течении двух дней. Наряду с этим, данные блокаторы серотониновых рецепторов предотвращают развитие преовуляторной волны лютеинизирующего гормона.

По-видимому, фазовая секреция лютеинизирующего гормона, наблюдаемая у крыс в течении вечера в проэструсе, зависит от серотонинергической трансмиссии. Существующее мнение о том, что серотонин имеет свой критический период влияния на фазовую секрецию лютеинизирующего гормона, подтверждается тем фактом, что предшественник серотонина - 5-окситриптофан, введенный только в 10.00, но не в другое время восстанавливает волну лютеинизирующего гормона у р-СРА обработанных крыс ( Coen,McKinnon 1979). Эта концепция подтверждена потоком данных, которые свидетельствуют о том, что циркадные ритмы в содержании мозгового серотонина обязательны для наступления преовуляторной волны лютеинизирующего гормона.

По всей видимости, введение р-СРА нарушает циркадные ритмы в содержании гипоталамического серотонина и тем самым вызывает снижение синаптической активности ( Walker,Timiras , 1980). Эти авторы показали, что активация серотонинергической передачи и овуляторная волна лютеинизирующего гормона наступают приблизительно в одно и то же время, что свидетельствует о зависимости преовуляторной секреции лютеинизирующего гормона от активного процесса серотонинергической передачи информации на уровне гипо-таламических центров регуляции гонадотропной функции. г) Рецепторы к серотонину

В 1981 г. Kuhar предложил ' метод ауторадиографического определения рецепторов к серотонину в срезах мозга. . ., В дальнейшем Rainbow (1982) модифицировали эту методику для количественного определения рецепторов к серотонину на тритийчувствительной пластинке. Данный подход позволил установить, что между серотониновыми рецепторами и стероидными гормонами существует корреляционная взаимосвязь. Так Biegon et al (1980) показал, что снижение уровня циркулирующих овариальных стероидов коррелирует с изменением чувствительности серотонино-вых рецепторов в базальном переднем мозге у самок крыс, и что эстрогеновая обработка изменяет связывание серотониновых рецепторов в этой области мозга. Известно, что стероидные гормоны могут модулировать состояние серотониновых нейронов ( Azmitia 1978, Biegon,Samuel , 1982 ). Близость мест накопления стероидов и мест, содержащих серотониновые рецепторы очень схожи. Возможно, что именно в них может осуществляться взаимодействие между стероидными гормонами и серотонинергической системой. Распределение серотониновых рецепторов также частично совпадает с распределением эстрогеновых рецепторов в мозге крыс (Plaff, Keiner , 1973). Biegon (1982. ) делает предположение, что стероидные рецепторы находятся в цитоплазме клеток, которые имеют серотониновые рецепторы на своей поверхности, поскольку обработка эстрогенами приводит к увеличению плотности серотониновых рецепторов.

Изучение распределения плотности рецепторов к серотонину в мозге показало, что ядра шва очень различаются по этим показателям. Так дорзальные ядра шва имеют плотность 10,8, тогда как медиальные ядра лишь 1,96. Преоптическая область имеет не везде одинаковое распределение рецепторов. Относительно высокую плотность имеет дорзолатеральная часть латеральной преоптической области - 6,2. Другие отделы преоптической области имеют лишь 2,3.

Гипоталамус является структурой со средним содержанием рецепторов к серотонину. Передний гипоталамус и аркуатн:ое ядрф имеют плотность серотониновых рецепторов 3,2; 3,8 соответственно ( Biegon , 1982 i).

Корреляция распределения рецепторов к серотонину с распределением эндогенного серотонина не является очень строгой. Например, аркуатные ядро, имеющие высокое содержание серотонина ( Saavedra et al , 1977), имеют лишь незначительную плотность рецепторов. Тогда как гиппокамп имеет относительно низкое содержание серотонина и очень высокую плотность рецепторов ( Biegon 1980).

Отсутствие корреляции между содержанием серотонина и рецепторами к серотонину также было отмечено в работе Nelson et al (1978).

Biegon (1982, ) высказывает предположение, что между плотностью рецепторов к серотонину и распределением серотонино-вых терминалей имеется взаимосвязь. Так, большинство областей, которые имеют серотониновые терминали ( Azmitia , 1978,

Parent et al , 1981) также имеют рецепторы к серотонину. Обильное серотонинергическое поступление в эпендимальные клетки, как было показано Bouchard,Arlinson (1977) и Moll-gard,Wilkund (1979) коррелирует с высокой плотностью меченного серотонина ( Biegon , 1982, , Young,Kuhar 1980).

В последние годы были получены данные, свидетельствующие о том, что существуют два вида серотониновых рецепторов ( Hamon et al , 1980, Peroutka et al , 1981). Известно, что изменение уровня рецепторов является частью процесса регуляции нейротранс-миттерных эффектов в центральной нервной системе, так как увеличение уровня рецепторов индуцирует сверхчувствительность, а снижение уровня рецепторов - гипочувствительность нейрональных структур.

I v; .л'.'от е-'- i ""г. С с 1' '< ■ , г.ц.м';":';

Различают серотониновые рецепторы - I и серотониновые рецепторы - 2, связывающиеся, соответственно, с тритий-меченным серотонином и с тритий-меченным спироперидолом. Недавно было показано, что [Зн7-серотонин и [ге] -спироперидол связываются с физиологически разными популяциями серотониновых рецепторов в мозге. Рецепторы, которые связываются с меченным серотонином, обозначены как серотониновые рецепторы - I и регулируются гуанин нуклеотидом, тогда как серотониновые рецепторы - 2 не регулируются нуклеотидами. Серотониновые рецепторы - I связаны с серотонин-чувствительной аденилатциклазой.

Различия нейрофизиологического действия серотонина могут быть обусловлены различиями в действии на серотониновые рецепторы - один и два. Синаптическое возбуждение при ионофоретическом подведении серотониновых антагонистов таких как ципрогептадин, бромо-ЬБД, метилсергид, в 40-400 раз сильнее для серотониновых рецепторов - 2, чем для серотониновых рецепторов - I. В то же время, лизурит, 1В Д, метэрголин при ионофоретическом подведении в 15-200 раз сильнее для серотониновых рецепторов - I.

Изучение серотонинового поведенческого синдрома выявило участие в нем серотониновых рецепторов - 2.

В связи с этим очень интересны данные, полученные ( Зй^оп et а! , 1980) о том, что уровень серотониновых рецепторов подвергается регулярным изменениям в течении эстрального цикла у крыс. Показано, что уровень серотониновых рецепторов снижается в проэструсе, когда общий уровень серотонина начинает возрас-ч тать. Авторы указывают, что данное снижение у уровне серотониновых рецепторов является одним из звеньев механизма активации лю-либерина в проэструсе, чтобы снизить серотонинергическую перео дачу.

Узбеков М.Г. и Бернштейн Х.Г. (1980) показали, что серото-нинергические рецепторы связывают триптамин в большей мере, чем серотонин. Отмечена прямая зависимость интенсивности связывания триптамина с рецепторами от количества белка в препаратах си-наптосом. Связывание триптамина с рецепторами зависит от рН среды. Оптимальное связывание триптамина с рецепторами выявляется при piî=I0,I, а смещение рН в кислую сторону резко снижает интенсивность связывания. Повышение ионной силы среды снижает связывание триптамина с рецепторами, что указывает на участие во взаимодействии индоламинов с серотонинергическими рецепторами электростатических сил.

ЧАСТЬ П. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Настоящие исследования были проведены на самках белых крыс смешанной популяции,маесой 200-250 г.

Животных содержали в стандартных условиях освещения (свет с 00.05 до 19.00 часов), со свободным доступом к воде и пище.

Для экспериментов отбирали животных с устойчивым четырех дневным эстральным циклом, повторяющимся последовательно не менее 4-5 раз. Вагинальные мазки брались ежедневно утром, что приводило к привыканию животных к данной процедуре и устранению стрессорного фактора. Подготовительная часть включала в себя изготовление многоканальных стеклянных микроэлектродов. Заготовки для микроэлектродов готовились из Гпйрексовых трубочек диаметром 3 мм и толщиной стенок I мм, в соответствии с методикой, предложенной Curtis (1964). Затем стеклозаготовки заполняли пучком стекловолокна из 4-5 отдельных стеклянных ниток. Данная процедура была предложена Tasaki' (1968) и облегчает дальнейшее заполнение микроэлектрода растворами. Из полученных стеклозаготовок на приборе МЭ-3 производилось вытягивание микроэлектродов. Микроэлектроды отбирали по толщине (3-5 мкм) и форме его кончика, что контролировалось под микроскопом.

Центральным ствол многоканальных микроэлектродов был заполнен ?S- раствором понтамина лазурного в 2 М растворе NaCl . Этот ствол использовали для регистрации спонтанной активности одиночных нейронов отдельных областей гипоталамуса. После окончания регистрации через центральный ствол микроионофоретически вводили в иссле,дуемую структуру понтамин лазурный, используя анодный ток силой 10 мкА, в течении 20-30 минут, с тем чтобы в дальнейшем на срезах мозга определять местоположение кончика микроэлектрода.

Боковые стволы заполняли 1-М раствором серотонина-креатини-на сернокислого (Фирмы "Reanal Венгрия) и 0,15М раствором

NaCl Для контрольного тестирования и подведения компенсирующего потенциала во время ионофоретического подведения серотонина.

Все концентрации вводимых микроионофоретически веществ приготовлялись непосредственно перед опытом.

После заполнения электродов измеряли их сопротивление с помощью мегометра ВК-б, в центральном стволе оно составляло 2-5 мОМ, в боковых стволах 50-100 мОМ.

В связи с тем, что не всегда удавалось сразу получить достаточно низкое сопротивление микроэлектрода, из-за попадания внутрь ствола пузырьков воздуха, мы использовали дополнительно пневматический метод заполнения под давлением.

Изготовленный микроэлектрод жестко крепился в микроманипуляторе стереотаксического прибора СЭЖ-2 и затем выставлялась нулевая отметка отсчета. От этой точки велось дальнейшее определение координат областей гипоталамуса. Ориентацию микроэлектродов производили по атласу De Groot (1959).

Для преоптической области гипоталамуса-циклического центра это были еле,дующие координаты Ь =0,4; Н = (00 + 1,5),АР = 7,8.

Для области аркуатных ядер - тонического центра регуляции гонадотропной функции гипофиза это - I» = 0,4; Н = (00-3,5), АР = 5,2.

Опыты проводили на крысах под уретановым наркозом (0,8 г на 1000 г веса). Для жесткой фиксации в стереотаксическом приборе и устранения артефактов мышечных сокращений животные обездвиживались тубарином (0,3 мг на 100 г массы). Для поддержания нормального функционирования организма проводилась трахиотомия и животное подключали к аппарату искусственного дыхания (АИД).

Для проверки биологической специфичности влияния серотони-на на нейроны преоптической области гипоталамуса нами были проведены опыты с использованием блокатора серотониновых рецепто-ров-ципрогептадина. Предварительно был обнаружен зависящий от дозы препарата эффект, для разных стадий эстрального цикла в соответствии с данными о наличии рецепторов к серотонину. Так для блокады рецепторов на стадии диэструс~2 достаточно было введение 0,5 мг ципрогептадина в I мл дистиллированной воды, тогда как для стадии проэструс эта доза была выше и составляла 1,5 мг блокатора в I мл дистиллированной воды.

Электрофизиологическая часть экспериментов включала в себя отведение и усиление активности отдельных нейронов, визуальное наблюдение спайковой активности, регистрацию их на фотопленке, построение нейрональных гистограмм, запись активности спайков на магнитограф для дальнейшей амплитудной обработки импульсаций, а также микроионофоретические аппликации серото-нина.

Остановимся отдельно на каждой части электрофизиологических исследований.

После подведения микроэлектрода к исследуемым структурам, нейрональная активность, регистрируемая микроэлектродом, поступает на блок усилителя УБП-2-03, имеющего входное сопротивление 100 мОМ и постоянную времени 0,00075 сек, с ограниченной сверху полосой частоты - 1000 гц. Амплитуда регистрируемых потенциалов составляла около 25 мкв. С выхода усилителя биопотенциалов усиленный потенциал поступает на осциллограф С1-16, снабженный фоторегистрирующим устройством ФОР-2. Параллельно с этим импульсация с выхода УБП подается на многоканальный магнитограф НО-Зб для записи регистрируемой активности и хранения полученной информации. Наряду с этим импульсация поступала на многоканальный амплитудно-частотно-временной анализатор "Нокиа LР-4840". На нем осуществлялся частотный и временной анализ нейро-нальной активности. "Нокиа ьР-4840", снабженная телетайпом и двухкоординатным самописцем для построения гистограмм межимпульсных интервалов и частоты, позволяет производить непосредственно в ходе эксперимента оценку получаемых данных.

Микроионофорез производили многоканальным микрофореометром, разработанным и изготовленным в ЭПМ И АМН СССР, совместно с лабораторией физиологии эндокринной системы Института экспериментальной эндокринологии и химии гормонов АМН СССР.

Сила ионофоретического тока составляла 100 нА, что соответствует данным литературы ( Curtis , 1964).

Регистрация нейрональной активности производилась следующим образом: I) 100 сек велась фоновая запись; 2) запись активности при введении физ.раствора - 40 сек; 3) регистрация фоновой активности после прекращения фореза - 60 сек; 4) введение серотонина -100 сек; о) фоновая запись нейрональной активности - 100 сек.

В момент регистрации фоновой активности в боковые стволы электрода подводили удерживающий ток величиной 3-6 нА, а во время микроионофоретического подведения серотонина через ствол, заполненный 0,15М раствором NaCl , прикладывали потенциал, равный по величине, но обратный по направлению микроионофоретическому току (компенсирующий ток) для предотвращения самостоятельного влияния электрического тока на нервные структуры.

Опыты, выполненные с микроионофоретическим введением серо-тонина в специальные кюветы с физиологическим раствором и последующим определением содержания серотонина в данном растворе на спектрометре фирмы "Уникум" производства Англии в ультрафиолетовом спектре света показали, что при силе тока 100 нА и продолжительности 100 сек из кончика электрода поступает в раствор 2,60-10~° г индоламина.

Локализацию кончика электрода определяли на срезах мозга, толщиной 30 мк, полученных на замораживающем микротоме с последующей их окраской гематоксилин-эозином.

На рис. .2 представлена микрофотограмма срезов свежезамороженного мозга на уровне преоптической области гипоталамуса.

На рис. 3 представлена микрофотограмма срезов свежезамороженного мозга на уровне аркуатной области гипоталамуса.

После проведения всей электрофизиологической части исследования и микроионофореза животное содержалось в стереотаксическом приборе 20 минут. Затем крыс декапитировали и брали кровь для определения концентрации лютеинизирующего гормона. Ткань выделенного гипофиза гомогенизировали, добавляя физиологический раствор в соотношении I мг ткани в I мл физиологического раствора. Пробы замораживали и хранили при ^ = -4о°С до последующего определения лютеинизирующего гормона. В тех экспериментах, где производилось ионофоретическое введение понтамина лазурного, кровь перед его введением забирали через предварительно каннюли-рованную сонную артерию, но материалы гипофиза в этих случаях не использовали.

Кровь центрифугировали при 1500 об/мин в течении 15 минут, после чего плазму крови отсасывали шприцем и хранили при ~Ь = = -45°С до определения лютеинизирующего гормона.

Рис. 2. Микрофотограмма среза- мозга на уровне преоптической области гипоталамуса (стрелкой! указано местонахождение кончика микроэлектрода).

Рис. 3

Микрофотограмма среза мозга на уровне аркуат-ной области гипоталамуса (стрелкой указано местонахождение кончика микроэлектрода).

I. Радиоиммунологический метод определения концентрации лютеинизир.ующего гормона в гипофизе и плазме крови крыс

Определение концентрации лютеинизирующего гормона проводилось с помощью радиоиммунологического метода двойных антител, разработанному Л1етееп<1ег et а1 (1968) и модифицированным в нашей лаборатории физиологии эндокринной системы (Бабичев с сотрудниками, 1976).

Радиоиммунологическая реакция определения лютеинизирующего гормона в пробах производилась в рабочем буфере: 0,01 М фосфатный буфер (рН=7,5), содержащий 1% БСА; 0,01$ раствор мертиолата в 0,15М растворе НаС1. Реакцию проводили в полиэтиленовых пробирках заводского изготовления, в которые последовательно вносили 0,4 мл рабочего буфера, 100 мкл антител к лютеинизирующему гормону, 100 мкл стандартного разведения лютеинизирующего гормона для построения калибровочной кривой или 100 мкл исследуемого образца.

При построении калибровочной кривом использовались возрастающие концентрации очищенного гормона И1АШ)1)-На1;-ЪЫ-НР-1 производства Национального Института артритов и заболеваний обмена веществ, Бетезда, США. Применялись следующие концентрации гормона 125 нг, 250 нг, 500 нг, 1000 нг, 2000 нг. Определения как в калибровочной кривой, так и в исследуемых образцах плазмы или гипофиза проводили в 2 или в 3 параллельных пробирках.

Пробы инкубировали 24 часа при 8°С, после чего добавляли 100 мкл меченного гормона I ^ (20.000 имп/мин на пробу) и продолжали инкубацию при той же температуре еще сутки. Для осаждения комплекса антиген-антитело в каждую пробирку вносили 100 мкл антител против ^-глобулиновой фракции крови морский свинок (получаемых из Института эпидемиологии и микробиологии АМН СССР) в разведении 1:16. Расчет концентраций лютеинизирующего гормона производили по калибровочной кривой с пересчетом на международный стандарт, поскольку стандарт NIAMDD-Rat-LH-RP-1 содержит 0,03 единицы международного стандарта.

При расчете использовали компьютерный анализ по специальной программе для радиоиммунологического определения с вычислением коэффициентов гиперболической кривой по формулам: N где: а и в - эмпирические коэффициенты, определяющие параметры гиперболической зависимости между дозой и интенсивностью радиоактивности в калибровочной кривой; У - количество лютеинизирующего гормона; X - интенсивность радиоактивности. Дальнейший анализ проводили по формуле: y = jr~h6

2. Йодирование лютеинизирующего гормона

Для йодирования использовали высокоочищенный препарат крысиного лютеинизирующего гормона NiAMDD-Rat-LH-1-З производства

Национального Института артритов и заболеваний обмена веществ,

Т 25

Бетезда, США и изотоп код J производства Венгерской Народной Республики.

Перед йодированием стеклянная колонка длиной 200 мм заполнялась уравновешанным раствором сефадекса G -75 в 0,01 М фосфатном буфере. Колонка промывалась 0,4 мл 20% раствора бычьего сывороточного альбумина и затем 15 мл 0,05 М фосфатного буфера, приготовленного непосредственно перед йодированием. В ампулу, содержач ТРо щута приблизительно 60-70 миллибеккерелей изотопа J вносили 20 мкл 0,05 М фосфатного буфера, 5 микрограмм высокоочищенного лю-теинизирующего гормона NIAMDD-Rat-LH-1-З и 10 мкл хлорамина-Т в концентрации I мг в I мл 0,05 М фосфатного буфера. Смесь активно встряхивали в течении 30 сек. Затем вносили в ампулу 10 мкл метабисульфита в концентрации 2,5 мг на I мл 0,05 М фосфатного буфера для остановки процесса связывания гормона с изотопом йода. Проводили повторное встряхивание в течении 30 сек и добавляли 10 мкл 20% бычьего сывороточного альбумина. Далее с помощью микропипетки содержимое ампулы переносили на колонку. Иллюирование проводили 0,01 М буферным раствором. Иллюат собирали по фракциям в пробирки, содержащие 50 мкл 20% бычьего сывороточного альбумина в объеме по 0,5 мл. Фракции собранного иллюата просчитывали на гамма-счетчике фирмы "Sanier " Голландия для выявления пика меченного йодом лютеинизирующего гормона. Фракции иллюата разливались на пробирки, в каждую из которых помещался меченный гормон в расчетном количестве на 300-500 проб радиоиммунологического определения при учете, что в пробы добавляется меченный гормон активностью 20 000 импульсов в минуту в объеме 100 мкл.

3. Статистическая обработка

Статистическую обработку данных проводили по Стьюденту с вычислением среднего квадратического отклонения: где: X - значение экспериментальных вариант;

- количество вариант т=Ж где: ТТЪ - средняя квадратическая ошибка

I Мч - Ма

Критерий Стьюдента: % = ' где: "Ь - критерий достоверности различий между средними (критерий Стьюдента);

- средние величины сравниваемых групп.

Для вычисления среднеквадратического отклонения доли процента использовали формулу:

V—-' ' (Средняя ошибка процентной частоты)

Критерий УМ -квадрат Пирсона вычисляли по формуле, определяющей различие между эмпирическим и предлагаемым теоретическим 2 распределениями ( X ) ,

Пс-ПьГ

--э

14 где: - частота эмпирической совокупности; А

- частота теоретической совокупности. Коэффициент корреляции:

Та^ау где: отклонение каждой из вариант по ряду X от средней арифметической данного ряда; &у- отклонение каждой из вариант по ряду У от средней арифметической данного ряда. г

ЧАСТЬ Ш. СОБСТВЕННЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Паримбетова, Роза Беркимбаевна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основной проблемой современной нейроэндокринологии в настоящее время является вопрос о механизмах, лежащих в основе осуществления контроля со стороны центральной нервной системы за функциональным состоянием эндокринной сферы. Общепринято, что гипоталамус является центральным регулятором эндокринных функций и местом переключения, посредством нейромедиаторов, нервных стимулов на гуморальные.

Среди нейромедиаторных систем, участвующих в данном переключении, особое место занимает моноаминергическая система. В последнее время при решении вопроса об участии катехоламинов в механизме гипоталамической регуляции гонадотропнок функции гипофиза исследователи продвинулись достаточно далеко, а именно, установлена роль, место и время включения данных некротрансмитте-ров в регуляторный процесс. Однако, что касается индоламинового медиатора - серотонина, то в литературе до сих пор отсутствует единое мнение относительно направленности его участия в данном механизме.

В связи с этим перед нами была поставлена задача исследовать влияние серотонина на функциональное состояние одиночных нейронов тонического и циклического центров регуляции гонадот-ропной функции и выявить взаимосвязь между направленностью эффектов серотонина и изменением уровня лютеинизирующего гормона в крови и гипофизе. Наряду с этим представлялось интересным глубже выяснить функциональные механизмы изменения чувствительности нейронов к серотонину в центрах гипоталамического контроля.

По нашему мнению, в настоящее время метод электрофизиологического анализа состояния нейронов гипоталамических структур в условиях микроионофоретической аппликации моноаминов с одновременным радиоиммунологическим контролем динамики лютеинизирующе-го гормона в крови и гипофизе является наиболее информативным в нейроэндокринных исследованиях. Данный методический подход позволяет связать деятельность отдельных нейронов регуляторных центров непосредственно с регулируемой функцией.

В первой части наших исследований изучены изменения чувствительности одиночных нейронов преоптической области, являющейся циклическим центром гипоталамической регуляции гонадотропной функции гипофиза, к серотонину в ходе астрального цикла. Исследования показали, что по ходу эстрального цикла наблюдаются достоверные изменения как чувствительности, так и преобладающей направленности ответа на индоламин среди спонтанно работающих нейронов циклического центра.

Нам удалось обнаружить достоверные различия среди исследованных нейронов данной области по представительству клеток с реакцией активации или торможения на серотонин. Так на стадии диэструс-2, в утренние и вечерние часы, по сравнению со стадией диэструс-1, происходило резкое падение представительства нейронов с тормозной реакцией и одновременное повышение количества клеток с реакцией активации (рис.11). Однако, в проэструсе, в ключевой стадии эстрального цикла, уже в первой половине дня, мы наблюдаем совершенно другую картину распределения нейронов. В данный интервал времени достоверно преобладало тормозное воздействие серотонина на нейроны циклического центра (рис.'12]. Сходная картина наблюдалась и в вечерние часы этой стадии. Тогда как на стадии эструса вновь наблюдалось увеличение среди клеток преоптической области нейронов с реакцией активации на индо

Характеристика одного из нейронов преоптической области с активационной реакцией на микроионофоретическое введение серото-нина на стадии Д-Л (18.00).

1т1М11111111111111111111Ш1111111и шит шив тип щ ил шиш ми

111111И111111 ЦНИИ II нити исходный фон и/ф А/оХС. и/Ф С»рОТОНИНВ *.он

1111|11|П|11111111111|1||1|1|||ТТТТШТШ

Рис.11.

1. пейрограмма спонтанной активности одиночного нейрона, амплитуда одиночных спайков 100 мкА.

2. Последовательная гистограмма частоты ( Л = 400 мс): исходный фон - 3,4 + 0,2 имп/с и/ф ЫМ - 2,7 ¿0,4 имп/с фон - 3,8 + 0,3 имп/с и/ф серотонина - 9,о + 0,7 имп/с фон - 4,2 + 0,5 имп/с

3. Последовательная гистограмма межимпульсных интервалов: исходный фон - 284 + 24,5 мс и/ф ММ - 308,о + о4,1 мс фон - 2о0,9 + 24 мс и/ф серотонина - 102,8 + 7,3 мс фон - 267 + 2о,6 мс

4. Отметка начала и прекращения ионофоретического введения, о. Отметка времени (с).

Характеристика одного из нейронов преоптической области с тормозной реакцией на микроионофоретическое введение серотонина на стадии Р (13.00). походный ;он и/Ф A/ait

Серотонина фон

П11111|[|111111М-1111Ш1111111111П1 шип ним и щ Щ|"111 и и п пи иинииитишпнитши

Рис.12.

1. иейрограмма спонтанной активности одиночного нейрона, амплитуда одиночных спайков 100 мкА.

2. Последовательная гистограмма частоты ( Л= 400 мс): исходный фон -2,3+0,3 имп/с и/ф - 3,4 + 0,5 имп/с фон - 2,7 + 0,4 имп/с и/ф серотонина - 1,1 + 0,4 имп/с фон - 3,1 + 0,3 имп/с

3. Последовательная гистограмма межимпульсных интервалов: исходный фон - ЗоЬ + 35,9 мс и/ф ШСе - 2ь4,9 + 37,6 мс фон - 384 + 24,э мс и/ф серотонина - 2447 + 451 мс фон - 293,2 + 27,2 мс

4. Отметка начала и прекращения ионофоретического введения.

5. Отметка времени (с). ламин.

Таким образом, полученные данные указывают на то, что в ходе астрального цикла происходят достоверные изменения в чувствительности и направленности ответной реакции нейронов преоптичес-кой области к серотонину.

Необходимо отметить, что один лишь нейрофизиологический анализ спайковой активности не позволяет судить о роли той или иной реакции нейронов на серотонин в процессе гипоталамической регуляции гонадотропной функции. В связи с этим, нами параллельно с изучением нейрональной активности, были проведены исследования уровня лютеинизирующего гормона в крови и гипофизе после микро-ионофоретического введения серотонина в преоптическую область.

Проведенные эксперименты показали, что введение серотонина в преоптическую область лишь в 8 экспериментах из 68 опытов, в которых определяли уровень гормона в крови, приводит к его повышению, тогда как в 32 опытах наблюдалось его достоверное снижение, а в 2'8 не было изменений в уровне лютеинизирующего гормона после микроионофореза индоламина, по сравнению с контрольным уровнем для каждой стадии цикла.

Таким образом, эффект снижения уровня гормона в крови под влиянием серотонина встречался достоверно чаще, чем эффект его повышения. Далее оказалось, что из 32 экспериментов со снижением уровня гормона в крови, в 20 случаях это сочеталось с активаци-онным действием серотонина на нейроны преоптической области, а в 9 случаях с его тормозным влиянием. Характерно, что первое сочетание наблюдалось более часто на стадии диэструс-2, а второе (5 из 9) во второй половине дня стадии проэструс. Таким образом, по-видимому, как активация так и торможение серотонинчувствитель-ных нейронов может приводить к снижению уровня лютеинизирующего гормона в крови. Однако, активация нейронов под воздействием микроионофоретически вводимого серотонина со снижением уровня гормона наиболее часто встречается в стадии относительного покоя, а тормозный эффект в сочетании с данным изменением наиболее характерен для ключевой стадии эстрального цикла - проэст-рус.

Необходимо отметить, что при определении концентрации лю-теинизирующего гормона в гипофизе, нам не удалось выявить специфической закономерной•взаимосвязи между направленностью реакции нейронов преоптической области и уровнем гормона. Однако обращает на себя внимание факт, что из 23 опытов со снижением содержания гормона в гипофизе на стадиях относительного покоя в 14 (60,9%) это было связано с активирующим эффектом серотонина на нейроны циклического центра, и из 18 таких же опытов в проэстру-се в II (61,1%) это было связано с тормозным действием серотонина.

Изучение тонического центра регуляции гонадотропной функции показало, что на уровне этого центра серотонин также может вызывать изменения в освобождении лютеинизирующего гормона. Однако для этого центра было характерно, что большинство нейронов из общего пула исследованных по всем стадиям эстрального цикла не отвечало на микроионофоретически вводимый индоламин.

Анализ динамики нейрональной активности после введения серотонина показал, что на стадии диэструс-1 наблюдается практически одинаковое количество нейронов с реакцией активации или торможения на серотонин. Но уже на стадии диэструс-2, в ее утренние часы происходит увеличение представительства нейронов с реакцией активации на введение индоламина и общее повышение чувствительности клеток тонического центра к серотонину (рисДЗ).

Характеристика одного из нейронов аркуатной области с акти-вационной реакцией на микроионофоретическое введение серотонина на стадии Д-Д (Ю.Ои). исходный фон Ф Л4.сг *0н и/-!- серотонина

1111111М111111||^1111^||||11||||||||||М111|М1Н|||||ММ11111111ММ11111111111111111111|||111111111|||||111Т Рис.13.

1. Нейрограмма спонтанной активности одиночного нейрона, амплитуда одиночных спайков 100 мкА.

2. Последовательная гистограмма частоты ( Л = 400 мс): исходный фон - 3,63 + 0,4 имп/с и/ф ЛМ - 2,8 +"0,8 имп/с фон - 3,2 + 0,4 имп/с и/ф серотонина - 10,2 + 0,6 имп/с фон - 4,4 + 0,6 имп/с

3. Последовательная гистограмма межимпульсных интервалов: исходный фон - 268,7 + 2о,о мс и/ф /\faC0 - 356,3 + о5,4 мс фон - 316,о + 40 мс и/ф серотонина - 98,4 + 8,4 мс фон - 162,4 + 14,2 мс

4. Отметка начала и прекращения ионофоретического введения.

5. Отметка времени (с).

Вечерние часы этой стадии характеризуются некоторой перестрой-' кой нейронального ответа: снижается количество нейронов с акти-вационной реакцией на серотонин и вновь значительно увеличивается число нервных клеток не реагирующих на микроионофорез (рис. 1'4Г).

В утренние часы стадии проэструс мы наблюдаем картину, подобную вечерним часам стадии диэструс-2, с незначительным преобладанием нейронов с активационной реакцией на серотонин.

Ключевая стадия эстрального цикла, а именно вечерние часы стадии проэструс, характеризуются достоверной перестройкой реакции нейронов аркуатной области гипоталамуса на микроионофорети-чески вводимый серотонин. Большинство нейронов на этой стадии тормозилось под его воздействием (рис 15). Характерно, что при сохранении того же уровня общей чувствительности, что и в утренние часы проэструса, представительство клеток с активационной реакцией достоверно снижалось. Стадия эструс по распределению активности нейронов практически не отличалась от стадии диэструс-1.

Таким образом, среди исследованных нейронов тонического центра гипоталамической регуляции гонадотропной функции, актива-ционная реакция на серотонин чаще всего наблюдалась на стадии диэструс-2 и особенно в ее утренние часы. В противоположность этому нейроны с тормозной реакцией на серотонин наиболее часто встречались в вечерние часы стадии проэструс.

Микроионофорез серотонина, при введении его в область ар-куатного ядра приводил, в подавляющем большинстве случаев к снижению уровня лютеинизирующего гормона в крови. В 24 случаях это было связано с активацией серотонинчувствительных нейронов, а в 18 с тормозным ответом на индоламин. Лишь в одном эксперименте из 68 мы наблюдали повышение содержания гормона в крови.

Характеристика одного из нейронов аркуатной области с отсутствием реакции на микроионофоретическое введение серотонина на стадии Д-1 (18.00).

4 Г

ИИ11111111И1111Й1111ИД11111[|111111ИН111111Ш11М 1111111111111 Щ ЩЦНШШШИПН исходный фон и/ф МЛХ ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||1| фон и/ф оерохонина

Тон

Рис.14.

1. Нейрограмма спонтанной активности одиночных нейронов, амплитуда одиночных спайков 100 мкА.

2. Лоследовательная гистограмма частоты ( Л = 400 мс): исходный фон - 2,7 + 0,3 имп/с и/ф jfa.it - 3,2 + 0,4 имп/с фон - 2,8 + 0,4 имп/с и/ф серотонина - 2,о + 0,4 имп/с фон - 3,2 + 0,3 имп/с

3. Лоследовательная гистограмма межимпульсных интервалов: исходный фон - 336 + 28,7 мс и/ф РГаСО, - 351,8 + 71,4 мс фон - 32о,2 + Зо,9 мс и/ф серотонина - 368,7 + 50,5 мс фон - 333,3 + 39 мс

4. Отметка начала и прекращения ионофоретического введения, о. Отметка времени (с).

Характеристика одного из нейронов аркуатной области с тормозной реакцией на микроионофоретическое введение серотонина на стадии Р (18.00). т

Рис. 10.

1. Пейрограмма спонтанной активности одиночного нейрона, амплитуда одиночных спайков 100 мкА.

2. Последовательная гистограмма частоты ( Л = 400 мс): исходный фон - 5,2 + 0,3 имп/с и/ф №>Св - 4,8 + 0,8 имп/с фон - 5,3 + 0,о имп/с и/ф серотонина - 2,5 + 0,5 имп/с фон - о,о + 0,о имп/с

3. Последовательная гистограмма межимпульсных интервалов: исходный фон - 189,3 + 14,9 мс и/ф No.CH - 217 + 35,5 мс фон - 184 + 19,и мс и/ф серотонина - 1399,2 + 63,7 мс фон - 179,6 + 15,5 мс

4. Отметка начала и прекращения ионофоретического введения, о. Отметка времени (с).

При анализе общего пула проведенных исследований нам не удавалось обнаружить взаимосвязь между ответом нейронов области аркуатных ядер и уровнем лютеинизирующего гормона в крови.' Однако, анализ экспериментов со снижением уровня ЛГ в крови показал наличие достоверной связи между тормозным эффектом серор тонина и снижением уровня гормона в крови (х = 7,11, Р< 0,05) в стадии проэструс.

Таким образом, в тоническом центре гипоталамической регуляции гонадотропной функции гипофиза, серотонин, участвуя в уг*, нетении освобождения ЛГ, реализует данный эффект через активацию некоторых нейронных групп в условиях сниженного содержания ЛГ в крови и через торможение других нейронов при повышенном содержании ЛГ, т.е. в ключевую стадию эстрального цикла, а именно во второй половине дня проэструса.

Анализируя данные, полученные при определении уровня ЛГ в гипофизе, и сопоставляя их с направленностью изменений нейро-нальной активности, нам не удалось обнаружить достоверную взаимосвязь между этими характеристиками. Однако представляет интерес, что в основном микроионофорез серотонина в область аркуатных ядер срединного возвышения, приводил к повышению уровня ЛГ в гипофизе, в 14' случаях это повышение было связано с активацией нейронов тонического центра, а в 13 с торможением. Из полученных данных следует, что серотонин при его введении в область аркуатных ядер по-видимому, может оказывать тормозное действие на пептидергические нейроны медиобазального гипоталамуса, которые, как известно, активированы на стадии проэструса и тем самым этот индоламин ослабляет секрецию люлиберина в портальную систему гипофиза. Однако, можно предположить также существование активационных серотонин-чувствительных систем, которые посредством аксо-аксональных взаимоотношений в области пептидерги-ческих терминален угнетают освобождение люлиберина в капилляры портальной системы гипофиза.

В настоящее время появились работы о существовании в центральной нервной системе двух видов рецепторов к серотонину: тип-1 и тип-2. Известно, что рецепторы к серотонину типа-1 участвуют в формировании целого ряда условно-рефлекторных поведенческих реакций у животных, Наряду с этим было показано и, это необходимо особо отметить, что развитие в нервной системе серотонин-обусловленного торможения опосредуется серотониновыми рецепторами типа-1, тогда как серотонин-зависимое возбуждение в основном реализуется через рецепторы к серотонину типа-2. В связи с этим нам представлялось целесообразно изучить влияние блокатора рецепторов к серотонину в ходе эстрального цикла.

В результате проведенных исследований различных областей гипоталамуса мы получили данные о том, что серотонин-обуслов-ленная активация нейронов характерна для стадий относительного покоя, тогда как в ключевой стадии эстрального цикла наблюдается наиболее часто тормозным эффект медиатора. В начале данной серии исследований мы сделали предположение, что как на стадиях относительного покоя, так и в ключевой стадии эстрального цикла, работают серотонин-чувствительные нейроны, как с рецепторами типа-2, так и с рецепторами типа-1, и представительство нейронов с тем или иным типом рецепторов меняется в ходе эстрального цикла. Для проверки этого предположения, мы провели серию исследований с введением ципрогептадина, являющегося избирательным ре-цепторным блокатором серотониновых рецепторов типа-2.

Для проведения настоящих исследований были взяты 2 группы животных в утренние и в вечерние часы стадии Д-2, поскольку предыдущие серии экспериментов показали, что на этой стадии преобладают активационные эффекты серотонина, а также две группы в утренние и вечерние часы стадии проэструс, характеризующиеся, как нами было показано ранее, тормозным эффектом медиатора. Походу контрольных исследований оказалось, что дозировки блокато-ра рецепторов-2 - ципрогептадина, которые были достаточны для блокады активационных эффектов серотонина, были мало эффективны в опытах с его тормозным влиянием на активность нейронов преоп-тической области гипоталамуса. Таким образом, уже на данном этапе нами была выявлена различная устойчивость активационной и тормозной реакции нейронов на серотонин в ответ на блокатор серотониновых рецепторов типа-2. В двух сериях экспериментов с использованием блокатора серотониновых рецепторов типа-2 нами были проведены исследования эффекта ципрогептадина, а также ципрогептадина плюс микроионофоретическое введение серотонина в преоптическую область и аркуатные ядра гипоталамуса на уровень лютеинизирующего гормона в крови и гипофизе. Эти две серии позволили дифференцировать значение серотониновых рецепторов типа I и 2 в областях циклической и тонической регуляции гонадотроп-ной функции гипофиза.

Внутрибрюшинное введение ципрогептадина вызывало повышение уровня лютеинизирующего гормона в утренние часы стадии диэст-рус-2. Это имело определенную тенденцию в первой серии опытов и носило достоверно выраженный характер во второй серии, что, по-видимому, связано со значительно большим числом контрольных определений во второй серии ( N = 17), по сравнению с первой (л = =5). Повышение уровня лютеинизирующего гормона после блокады рецепторов серотонина типа-2 наблюдалось вечером на стадии диэструс-2 и утром в проэструсе. Это повышение было статически достоверным как в первой, так и во второй сериях исследований с внутрибрюшинным введением ципрогептадина. В противоположность этому в вечерние часы стадии проэструс, когда тормозным эффект серотонина на нейроны преоптической области наиболее выражен, нам удалось обнаружить снижение уровня лютеинизирующего гормона в крови после введения ципрогептадина. Это носило характер выраженной тенденции в первой серии исследований' (234,4 + 44,5 нг/мл при N = II и 145,2 + 14,6 нг/мл при N = 15, контроль и блокада рецепторов, соответственно, "Ь = 1,82) и было статистически достоверно во второй серии (306,5 + 18,9 нг/мл при N = = 20 - контроль и 142,6 + 11,6 нг/мл при Ц = 16 - блокада; 7,4).

Таким образом блокада рецепторов серотонина типа-2 в интервалы времени астрального цикла, которые характеризуются состоянием относительного покоя и активационной реакцией нейронов на серотонин, приводит к повышению освобождения лютеинизирующего гормона из гипофиза в кровь. По-видимому, эти нейроны, обладающие активационной реакцией на серотонин и включенные в систему, активно ингибирующую освобождение люлиберина, несут на себе именно рецепторы серотонина типа-2. Данный вывод подтверждается факторами эффективного снятия активационного эффекта серотонина после введения ципрогептадина и повышенным содержанием лютеинизирующего гормона в крови на фоне блокады рецепторов типа-2. Данные регуляторные серотонин-чувствительные нейроны с рецепторами типа-2 активно функционируют на стадиях относительного покоя и ингибируют освобождение люлиберина в портальную систему гипофиза, чтобы создать определенный запас биологически активного пептида в структурах гипоталамуса. В противоположность этому, введение ципрогептадина в вечерние часы проэструса, когда, как известно, имеет место преовуляторная волна лютеинизирующего гормона, приводит к снижению уровня гормона в крови. По-видимому, на данной, ключевой стадии эстрального цикла, функционируют серото-нин-чувствительные структуры с рецепторами типа-2, способствующие секреции лютеинизирующего гормона, так как блокада этих рецепторов и снятие тем самым эффектов серотонина через рецепторы типа-2 приводит к ослаблению преовуляторной волны гормона в крови. Эти факты позволяют, таким образом, в существенной мере понять происхождение разноречивых сведений о характере действия серотонина в процессах, регулирующих секрецию лютеинизирующего гормона. По-видимому, ингибирующий и стимулирующий эффекту серотонина в данном механизме по ходу эстрального цикла разделены по времени и определяются функциональным состоянием двух различных серотонин-чувствительных систем.

Известно, что истощение запасов серотонина вызывает угнетение эстроген-вызванного освобождения лютеинизирующего гормона и серотонин необходим для его преовуляторного выброса ( Негу et а1 1975). Данный медиатор важен в механизме пульсирующего освобождения люлиберина в портальную систему гипофиза ( 0Ьаг11 et ей 1978) и лютеинизирующего гормона в циркуляционное русло ( Ии-Ь-tke еф а1 , 1978). Наряду с этим Е.И.Адамская (1976) также обнаружила, что введение серотонина в гипоталамические структуры может в определенных условиях приводить к повышению содержания лютеинизирующего гормона в крови.

Таким образом, полученные нами данные позволяют заключить, что, по-видимому, серотонин, оказывая свой эффект через рецепторы типа-2, может вызывать ингибиторное и стимулирующее действие на процесс освобождения гормона. Однако если ингибирующее действие имеет место в фазе относительного покоя, то стимулирующее проявляется в ходе развития преовуляторной волны лютеинизирую-щего гормона в крови.

С целью выяснения возможности эффектов серотонина через рецепторы типа-1 на уровне областей циклической и тонической регуляции освобождения лютеинизирующего гормона, нами были проведены исследования с микроионофорезом медиатора в преоптическую область в условиях предварительной блокады рецепторов типа-2 цип-рогептадином. Результаты показали, что микроионофорез серотонина в преоптическую область в данных условиях эксперимента по всем стадиям астрального цикла приводит к статистически достоверному снижению уровня гормона в крови и повышению его содержания в гипофизе. Таким образом, наряду с эффектами через рецепторы типа-2, серотонин оказывает на уровне циклического центра через рецепторытипа-1 стойкое, ингибирующее действие на процесс секреции гормона и этот механизм, по-видимому, не зависит от изменения функционального состояния данного центра по ходу эстрального центра. При микроионофорезе серотонина в данных условиях эксперимента в аркуатные ядра гипоталамуса оказалось, что медиатор на уровне тонического центра также может оказывать действие через рецепторы типа-1. Это действие на освобождение лютеинизирующего гормона, как и в циклическом центре, носит ин-гибирующий характер. Однако в аркуатных ядрах нам не удалось выявить какого-либо эффекта серотонина через рецепторы типа-1 в ключевой стадии эстрального цикла, а именно в проэструсе, на фоне волны лютеинизирующего гормона в крови. Введение серотонина в аркуатные ядра на фоне блокады рецепторов типа-2 не изменяло уровня лютеинизирующего гормона в крови или в гипофизе экспериментальных животных. Характерно, что корреляционный анализ -изменений содержания лютеинизирующего гормона в крови и в гипофизе по этим двум сериям исследования показал, что между этими показателями существует достоверная отрицательная корреляционная взаимосвязь ( г =0,52 при к = 18, Р^ 0,05).

Таким образом роль серотонина в механизме гипоталамической регуляции гонадотропной функции представляется довольно сложной, как по действию на одиночные нейроны циклического и тонического центров регуляции так и по своему рецепторному опосредованию. Нам удалось показать, что выраженный ингибирующий эффект серотонина на процесс освобождения лютеинизирующего гормона опосредован через рецепторы типа I и 2. Ингибирующее действие через рецепторы I, стойко выявляющееся в центрах гипоталамической регуляции по всем стадиям эстрального цикла, но отсутствующее в ар-куатной области вечером в проэструсе, можно классифицировать как структурную специфику серотониновой регуляции на уровне ги-поталамических центров. Б противоположность этому существование ингибирующего и стимулирующего эффектов серотонина, опосредованных через рецепторы типа-2, с различной выраженностью в зависимости от стадий эстрального цикла можно классифицировать как функциональную специфику серотониновых эффектов.

Несомненно, что эти структурно-функциональные особенности эффектов серотонина, выявленные нами в ходе настоящий исследований, органически связаны с эффектами других моноаминов как медиаторов транссинаптической передачи и являются важным звеном в тонких механизмах гипоталамической регуляции гонадотропной функции гипофиза.

Информация о работе

Паримбетова, Роза Беркимбаевна
кандидата биологических наук
Москва, 1984
ВАК 03.00.13

Диссертация

Серотонин и его роль в центральной регуляции гонадотропной функции гипофиза - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Похожие работы

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему Серотонин и его роль в центральной регуляции гонадотропной функции гипофиза ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Паримбетова, Роза Беркимбаевна

Введение Диссертация по биологии, на тему "Серотонин и его роль в центральной регуляции гонадотропной функции гипофиза"

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Паримбетова, Роза Беркимбаевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Серотонин и его роль в центральной регуляции гонадотропной функции гипофиза
ВАК РФ 03.00.13, Физиология