WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 |

На правах рукописи

Яковенкова Людмила Александровна

МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ И СВОБОДНОРАДИКАЛЬНЫЙ ГОМЕОСТАЗ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ И НАДПОЧЕЧНИКОВ ПОЛОВОЗРЕЛЫХ И НЕПОЛОВОЗРЕЛЫХ САМЦОВ КРЫС ПРИ АДАПТАЦИИ К ПЕРИОДИЧЕСКОМУ ОХЛАЖДЕНИЮ

03.00.13 – физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Астрахань 2009

Работа выполнена на кафедре физиологии и морфологии человека и животных Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Астраханский государственный университет», г. Астрахань

Научный руководитель: Доктор медицинских наук, профессор

Кондратенко Елена Игоревна

Официальные оппоненты: Доктор медицинских наук, профессор

Удочкина Лариса Альбертовна

Доктор биологических наук, профессор

Джандарова Тамара Исмаиловна

Ведущая организация: Санкт-Петербургский государственный университет

Защита диссертации состоится 16 октября 2009 года в 12-30 часов на заседании объединенного диссертационного совета ДМ 212.009.01 при Астраханском государственном университете по адресу: 414000, г.Астрахань, пл.Шаумяна, 1

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке АГУ по адресу: 414000, г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1

Автореферат разослан «______» сентября 2009 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор биологических наук Ю.В. Нестеров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы: Холод является одним из естественных факторов среды, воздействующих на человека. Ведущая роль в процессах формирования адаптации организма к действию факторов среды, одним из которых является холод, принадлежит нейроэндокринной системе (Розен В.Б., 1984; Филаретов А.А., 1987; Држевецкая И.А., 1994; Божко А.П. и др., 1994; Hangalapura B.N. et al., 2004; Wan R. et al., 2004; Козырева Т.В., 2005; Баженов Ю.И. и др., 2006; Александрова Н.В. и др., 2006). Большинство работ посвящено изучению развития адаптационного звена в ответ на длительное воздействие стресс-индуцирующего фактора (Шмидт Ю.Д., 2003; Venditti P. et al., 2004; Козырева Т.В., 2005; Каленова Л.Ф. и др., 2005; Ахалая М.Я. и др., 2006; Maeda, T., 2007; Shevchuk N.A., 2007), тогда как многие параметры начинают изменяться с первых минут воздействия.

Установление факта мгновенного реагирования на действие стрессоров со стороны нейроэндокринной системы (Белякова Е.И, 2005; Белякова Е.И. и др., 2005, Поздняков О.Г. и др., 2005) делает актуальным изучение ранних изменений параметров функционального состояния желез внутренней секреции.

Адаптация к условиям среды, связанная с серией периодических воздействий стрессирующего фактора, распространена в окружающем мире гораздо шире, чем одномоментный перевод организма в новые условия на длительный срок (Le Blanc J., 1992; Bittel J., 1992). Постоянный интерес к данной проблеме и ее актуальность связаны с тем, что холод является одним из естественных факторов среды, воздействующих на человека.

При холодовой адаптации развитие несократительного термогенеза включает участие гормонов щитовидной железы, коры и мозгового слоя надпочечников. Гормоны щитовидной железы имеют большое значение при холодовой адаптации (Lauberg P. еt al., 2005), являясь основными модуляторами энергетического метаболизма и термогенеза (Bagchi N. et al., 1973; Frane L. et al., 1990; Jansen M. et al., 1994; Silvestri E. еt al., 2005). Молекулярной основой, обеспечивающей несократительный термогенез у адаптированных к холоду животных, является активация свободнорадикального окисления в митохондриях калоригенных органов и тканей (Venditti P., 2004). Холодовая адаптация повышает устойчивость к стрессам (Божко А.П. и др., 1994; Rintamki H., 2006), при этом происходит стимуляция параметров антиокислительной защиты (Selman C. et al., 2000; Январева И.Н. и др., 2001; Ахалая М.Я. и др., 2006; Heise K. еt al., 2007; Sinha S. et al., 2009). Важная роль в становлении механизма холодовой адаптации отводится симпатоадреналовой и надпочечниковой системам (Козырева Т.В., 2005).

Адаптационные возможности различаются у животных разного возраста, так как в процессе онтогенеза происходит формирование и становление механизмов адаптации (Bozhkov A.I. et al., 2006; Ravi Kiran T. et al., 2006), однако возрастной аспект адаптации представлен в литературе недостаточно.

Необходим комплексный подход к изучению ранней ответной реакции со стороны щитовидной железы и надпочечников у животных разных возрастных групп в условиях адаптации к периодическому охлаждению.

Цель исследования – проанализировать морфофункциональное состояние и свободнорадикальный гомеостаз щитовидной железы и надпочечников половозрелых и неполовозрелых самцов крыс на ранних этапах холодового воздействия в условиях адаптации к периодическому охлаждению.

Задачи исследования:

  1. Определить уровень тироксина, трийодтиронина и кортикостерона в плазме крови половозрелых и неполовозрелых самцов крыс на ранних этапах холодового воздействия в условиях адаптации к периодическому охлаждению и сопоставить результаты с динамикой уровня свободнорадикальных продуктов и антиоксидантных ферментов;
  2. Проследить динамику морфофункционального состояния щитовидной железы и надпочечников самцов крыс на ранних этапах холодового воздействия в условиях адаптации и выявить возрастные особенности гистоструктурных перестроек эндокринных органов;
  3. Исследовать динамику уровня малонового диальдегида, скорости спонтанного и аскорбатзависимого перекисного окисления липидов в щитовидной железе и надпочечниках на ранних этапах холодового воздействия у половозрелых и неполовозрелых самцов крыс при адаптации к периодическому охлаждению;
  4. Выявить динамику каталазной активности в щитовидной железе и надпочечниках половозрелых и неполовозрелых самцов крыс на ранних этапах холодового воздействия в условиях адаптации к периодическому охлаждению.

Научная новизна. В работе впервые исследована динамика свободнорадикальных процессов и морфофункционального состояния щитовидной железы и надпочечников в течение 15-ти, 30, 45, 60 и 90 минут холодового воздействия у самцов крыс разного возраста. Выявлены особенности морфофункционального состояния щитовидной железы у животных, адаптированных к условиям холодового воздействия и динамики этих изменений при остром охлаждении. Впервые обнаружено, что активация морфофункционального состояния щитовидной железы в ответ на холодовое воздействие зависит от его длительности и различается у адаптированных к периодическому воздействию самцов крыс более ранним проявлением.

Показано, что холодовое воздействие приводит к разнонаправленным изменениям интенсивности процессов перекисного окисления липидов: у адаптированных животных происходит интенсификация, у неадаптированных - снижение уровня липопероксидации как в ткани щитовидной железы, так и в ткани надпочечников независимо от возраста.

Впервые установлено, что морфофункциональное состояние надпочечников отличается у адаптированных и неадаптированных к периодическому охлаждению животных. Показано, что у адаптированных самцов крыс обеих возрастных групп реакция коры надпочечников на острое холодовое воздействие снижена.

Впервые обнаружены возрастные закономерности изменения уровня гормонов щитовидной железы и надпочечников в динамике холодового воздействия в условиях адаптации. Выявлено, что ответная реакция и щитовидной железы и надпочечников начинается в ранний период холодового воздействия (после 15 мин охлаждения), тогда как снижение уровня гормонов щитовидной железы в крови в результате их поступления в ткани-мишени происходит раньше, чем гормонов надпочечников.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Ранняя реакция щитовидной железы и надпочечников на острое охлаждение заключается в изменении концентрации гормонов в крови и в морфологических изменениях этих желез, которые обнаруживаются уже на 15 минуте воздействия;

2. В результате 20-ти дневного трехчасового периодического охлаждения самцов крыс формируются компенсаторно-приспособительные механизмы функционирования щитовидной железы и надпочечников, которые выражаются в гистоструктурной перестройке органов и изменении уровня кортикостерона в крови;

3. Адаптационная стратегия имеет ряд принципиальных различий в зависимости от возраста: неспецифические компоненты ответной реакции преобладают у неполовозрелых самцов крыс, а в реакции половозрелых животных на периодическое охлаждение проявляются специфические (тиреоидные, свободнорадикальные, антиоксидантные) механизмы.

Теоретическая и практическая значимость. Результаты исследований позволяют углубить существующие представления о физиологических механизмах регуляции и временной динамике адаптивных процессов при стрессе в зависимости от возраста. Полученные данные углубляют представления о формировании компенсаторно-приспособительных механизмов при периодическом охлаждении, важны для понимания роли щитовидной железы и надпочечников в регуляции адаптационных процессов. Теоретическая значимость работы состоит в обнаружении существенных различий динамики ответной реакции организма на действие острого стресса у адаптированных и неадаптированных животных.

Материалы исследований используются в учебном процессе при чтении лекционных курсов «Физиология человека и животных», «Биохимия», «Экологическая физиология», «Экология человека» в Астраханском государственном университете.

Апробация работы. Результаты исследования доложены и обсуждены на итоговой научной конференции АГПУ им. С.М. Кирова (Астрахань, 1999); VII итоговой научной конференции молодых ученых и студентов СГМА (Ставрополь, 1999); Международной научной конференции «Свободные радикалы, антиоксиданты и старение», посвященной 75-летию академика РАЕН, д.б.н., профессора Д.Л. Теплого (Астрахань, 2006); VIII и IX Международных научных конференциях «Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря» (Астрахань, 2005; 2006); XVI Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (Москва, 2009); VI Сибирском физиологическом съезде (Барнаул, 2008); конференции молодых ученых «Биомедицинские технологии, мехатроника и робототехника». По теме диссертации опубликовано 14 работ, в т.ч. 3 из них – в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования и обсуждения результатов собственных исследований, заключения и выводов. Общий объем диссертации – 162 страницы, 30 таблиц и 26 рисунков. Библиографический список включает 216 источников, из них 95 – иностранных.

Материал и методы исследования

Эксперименты выполнены на 175 беспородных белых крысах самцах двух возрастных групп: взрослых половозрелых массой 200±15 г., возраст которых – 16 ± 2 недель и неполовозрелых 5-ти недельных крысах массой 50±7 г. Крысы содержались в стандартных условиях вивария при естественном освещении и свободном доступе к воде и пище. Все эксперименты соответствуют этическим нормам, изложенным в Женевской конвенции (1971), «Международным рекомендациям по проведению медико-биологических исследований с использованием животных» (1985). Все опыты проводились после введения животным этаминала натрия в дозе 4 мг/100 г массы тела.

Холодовой стресс индуцировали помещением животных в холодильную камеру при температуре +4С (Кормильцина Н.К., 1990; Линчевская А.А. и др., 1986). Для этого крыс в индивидуальных клетках, не ограничивающих их подвижность, помещали в холодильную камеру.

Проведены четыре серии экспериментов. В первой и второй сериях участвовали неадаптированные крысы (половозрелые и неполовозрелые). В третьей и четвертой сериях – животные, адаптированные к условиям холода (половозрелые и неполовозрелые).

В первой и второй сериях экспериментов (неадаптированные самцы крыс) животные однократно подвергались холодовому воздействию. Длительность экспозиции составляла 15, 30, 45, 60 и 90 мин соответственно. Одна из групп служила контролем. Таким образом, все животные были разделены на 6 групп.

В третьей и четвертой экспериментальных сериях холодовому воздействию подвергались самцы крыс, предварительно адаптированные к условиям охлаждения. Для адаптации животные подвергались ежедневной холодовой экспозиции при температуре +4°С в течение 3 часов на протяжении 20 дней (Колосова Н.Г. и др., 1999). Перед декапитацией самцы крыс однократно охлаждались 15, 30, 45, 60 и 90 мин соответственно, при этом, в зависимости от длительности воздействия были сформированы 5 экспериментальных групп. 2 группы животных служили контролем. Таким образом, в этих сериях было сформировано 7 групп животных. Первая группа – контроль неадаптированный – интактные животные. Вторая группа – контроль адаптированный – животные подвергались холодовой экспозиции ежедневно при температуре + 4°С в течение 3 часов на протяжении 20 дней. На 21 сутки крыс декапитировали, не охлаждая. Третья-седьмая группы – животные подвергались холодовой экспозиции при тех же условиях. На 21-е сутки крыс охлаждали 15, 30, 45, 60 и 90 мин каждую группу соответственно.

Перед исследованием функционального состояния щитовидной железы и надпочечников определяли динамику свободнорадикальных показателей на уровне целостного организма. Для этого изучали степень перекисного гемолиза эритроцитов и уровень перекисного окисления липидов в печени.

Критериями оценки функционального состояния щитовидной железы (ЩЖ) и надпочечников были: уровень трийодтиронина (Т3), тироксина (Т4), кортикостерона (КС) в плазме крови; 2) относительная масса щитовидной железы и надпочечников; 3) морфометрические показатели секреторного эпителия надпочечников и щитовидной железы; 4) уровень перекисного окисления (ПОЛ) липидов щитовидной железы и надпочечников; 5) каталазная активность в щитовидной железе и надпочечниках.

Морфологические и гистологические методы исследования щитовидной железы и надпочечников. После декапитации органы фиксировали в течение 3 суток при +4°С в 10 % растворе формалина на фосфатном буфере (рН 7,4). После соответствующей проводки через спирты возрастающей крепости органы заливали в парафин с использованием в качестве промежуточной среды бензола. Срезы толщиной 6 мкм, ориентированные по длине железы (срединная часть органа), окрашивали гематоксилином – эозином.

Pages:     || 2 | 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»