Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 13
1.1. Современные представления о центральной регуляции цирканну альных ритмов млекопитающих 13
1.2. Влияние длительности фотопериода на функциональное состоя ние организма 25
1.2.1. Цирканнуальные ритмы различных физиологических показателей интактных организмов
1.2.2. Сезонные ритмы стрессоустойчивости организма 31
1.2.3. Десинхроноз как компонент общего адаптационного синдрома 33
1.3. Влияние кадмия на функциональные системы организма 39
1.3.1. Кадмий как экополлютант 3 9
1.3.2. Пути поступления кадмия в организм. Летальные и полулетальные дозы 42
1.3.3. Воздействие кадмия на клеточный метаболизм 44
1.3.4. Влияние кадмия на функции органов и тканей и их регуляцию 49
1.3.5. Хронотоксические эффекты кадмия 53
1.4. Тендерные отличия адаптации организма к изменениям в окружающей среде 56
1.4.1. Половые различия в структуре и функции гипоталамуса 56
1.4.2. Половые особенности стресс-реакции 58
Глава 2. Общая характеристика условий экспериментов и методов исследования 63
2.1. Характеристика объектов и условий экспериментов 63
2.2. Морфометрические методы 65
2.3. Биохимические методы з
2.4. Гравиметрические методы 68
2.5. Статистическая обработка данных 68
Глава 3. Сезонные ритмы чувствительности организмов разного пола к токсическому стрессу 70
3.1. Изменение синтетической активности нервных центров гипотала муса по сезонам года в норме и при воздействии хлоридом кадмия 70
3.1.1. Супрахиазматическое ядро 70
3.1.2. Аркуатное ядро 92
3.1.3. Вентромедиальное ядро 105
3.1.4. Супраоптическое ядро 117
3.1.5. Паравентрикулярное ядро 128
3.1.6. Дисперсионный анализ влияния факторов сезона, пола и токсического стресса на функциональную активность ней-роэндокринных центров гипоталамуса
3.2. Сезонные изменения массы тела и индекса некоторых эндокринных желез и иммунных органов 142
3.3. Сезонная динамика интенсивности перекисных процессов 153
3.4. Обсуждение результатов исследования 158
Глава 4. Влияние режима освещенности на особенности протекания токсического стресса 165
4.1. Влияние токсического стресса на синтетическую активность ней роэндокринных центров гипоталамуса в зависимости от режима
освещенности 165
4.1.1. Супрахиазматическое ядро 165
4.1.2. Аркуатное ядро 183
4.1.3. Вентромедиальное ядро 191
4.1.4. Супраоптическое ядро 198
4.1.5. Паравентрикулярное ядро 205
4.1.6. Дисперсионный анализ влияния факторов режима осве 4 щенности, пола и токсического стресса на функциональную активность нейроэндокринных центров гипоталамуса 214
4.2. Влияние режима освещенности и соли кадмия на цитоструктуруэпифиза 218
4.3. Изменение массы тела и индекса эндокринных желез и иммунных органов в зависимости от режима освещенности 221
4.4. Влияние режима освещенности на интенсивность перекисного окисления липидов и содержание общего белка в норме и при кадмиевой интоксикации 228
4.5. Обсуждение результатов исследований 231
Глава 5. Изменения гравиметрических и некоторых биохимических показателей в динамике интоксикации хлоридом кадмия 235
5.1. Изменение массы тела и индекса эндокринных желез и иммунных органов в динамике токсического стресса 235
5.2. Изменение содержания перекисных продуктов в органах и тканях в динамике токсического стресса 240
5.3. Характеристика лейкоцитарной формулы и содержания общего белка в динамике интоксикации хлоридом кадмия 243
5.4. Обсуждение результатов исследования 246
Заключение 248
Выводы 257
Список сокращений и обозначений 259
Библиографический список 2
- Цирканнуальные ритмы различных физиологических показателей интактных организмов
- Биохимические методы
- Дисперсионный анализ влияния факторов сезона, пола и токсического стресса на функциональную активность ней-роэндокринных центров гипоталамуса
- Изменение массы тела и индекса эндокринных желез и иммунных органов в зависимости от режима освещенности
Введение к работе
Актуальность исследования. Биологические ритмы, сформировавшись на протяжении многовековой эволюции, являются универсальным инструментом адаптации животных к периодическим изменениям в окружающей среде. Ней-рофункциональную систему, координирующую физиологическую деятельность организма с длительностью суточной и сезонной освещенности, называют фотопериодической системой головного мозга (Заморский И.И. с соавт., 1998). Она является частью хронопериодической системы организма.
Центральным пейсмекером млекопитающих являются супрахиазматиче-ские ядра (СХЯ) гипоталамуса, согласующие воспринимаемую освещенность с эндогенными осцилляторными ритмами. Через проекции волокон ретино-гипоталамического тракта СХЯ контактирует с супраоптическим (СОЯ), пара-вентрикулярным (ПВЯ), вентромедиальным (ВМЯ) и аркуатным (АЯ) ядрами, отвечающими за энергетический и водно-солевой обмен.
Если циркадианный компонент фотопериодической системы в последние годы интенсивно изучается, то механизмы контроля сезонных адаптации остаются во многом гипотетическими. Ранее считалось, что триггером к сезонным перестройкам является общая длительность недельной, месячной освещенности (Engel L. et al, 2005), однако в настоящее время убедительно показано, что сигналом к запуску сезонных перестроек является динамика изменений суточной освещенности, или история фотопериода (Teubner B.J., Freeman D.A., 2007). Это обуславливает отличия весны и осени, одинаковых по освещенности, но различных по динамике ее изменения.
Считается, что сезонные колебания физиологических функций у млекопитающих в определенной мере повторяют суточные: в зимний период отмечается снижение обмена веществ и двигательной активности, в весене-летний - активизация физиологических процессов (Ковальзон В.М., Вейн A.M., 2004).
Однако исключительно корреляционных связей с освещенностью оказывается недостаточно для объяснения сезонной ритмики организма, отличия зачастую возникают не между зимой и летом, как диаметрально противоположными по длине дня периодами, а между зимой и летом с одной стороны, и весной и осенью - с другой. Подобные зависимости обнаружены как для частоты возникновения различных дисфункций (Михайлов Б.В., 2003; Анисимов В.Н., 2006; Гоженко A.I, 2006), так и для ритмических изменений ряда физиологических функций и концентраций гормонов в крови в норме (Бутенко Г.М. с соавт., 2000; Лабунець І.Ф. с соавт., 2003; Коротеева Т.В. с соавт., 2010). Очевидно, что в научных представлениях отсутствует стройная концепция, объясняющая сезонные изменения физиологических функций.
Вместе с цирканнуальными ритмами гормонального профиля изменяется и хронорезистентность и хронореактивность организма (Ежов С.Н., Кривощеков С.F., 2004), определяющая исход его взаимодействия с токсическими веществами. В связи с возрастанием в последние годы антропогенной нагрузки на окружающую среду, приводящей к интенсивному ее загрязнению (Доклад ВОЗ, март
2010), выяснение роли сезонных биоритмов в чувствительности организмов разного пола к токсикантам является одной из важнейших задач не только в теоретическом, но и в прикладном аспекте.
Кадмий - один из нейротоксичных тяжелых металлов, обладающий высокой способностью к миграции и биоконцентрации. В настоящее время кадмий признается одним из ведущих экотоксикантов, кларк которого в окружающей среде постоянно растет (Гончарук Е. И. с соавт., 1998; Ерстенюк Г. М., 2003; Нейко Є. М. с соавт., 2003). Как тиоловый яд, кадмий вызывает развитие окислительного стресса (Poliandri А.Н. et al., 2006b), повреждение мембранных липопро-теинов, инактивацию ферментов (Матолінець О.М., 2000; Нейко Є.М. с соавт., 2003), и увеличение частоты апоптоза (Poliandri А.Н. et al., 2004; Yang X.F. et al., 2005; Zhao M. et al, 2008; Messner B. et al., 2012).
Имеются сведения о хронотоксических эффектах кадмия. Известно, что кадмий способен ингибировать спонтанную электрическую активность СХЯ (Ко-nonenko N.I., Dudek F.E., 2006). С другой стороны, показано, что токсичность кадмия в короткий фотопериод выше, чем в длинный, разнится накопление кадмия в различные периоды года (Wlostowski Т. et al, 2005; 2009). Однако в этих работах задействованы только два сезона года и эксперименты проведены на животных одного пола, что является явно недостаточным, так как все управляющие элементы фотопериодической системы имеют тесные реципрок-ные связи с половыми гормонами (Smarr B.L. et al., 2012; Takamata A. et al., 2011; Peterfi Z. et al., 2004; Arendt J., 2005; Barrenetxe J. et al., 2004). Налицо фрагментарность данных о половых особенностях хроночувствительности организмов к интоксикации, вызванной таким опасным терраполлютантом, как кадмий. Между тем, эти сведения могут быть востребованы хрономедициной, экологическими службами при расчете ущерба от антропогенных выбросов в окружающую среду, в токсикологии для постановки экспериментов при определении степени токсичности веществ.
Цель исследования - разработка концептуальных представлений о закономерностях изменений функционального состояния компонентов нейроэндокрин-ной системы гипоталамуса и периферических эндокринных желез в условиях естественных и искусственных фоторежимов при интоксикации солью кадмия у животных обоего пола.
Достижение поставленной цели осуществлялось путем решения следующих задач:
-
Изучить сезонную динамику функционального состояния нейроэндок-ринных центров гипоталамуса при естественном освещении у животных разного пола.
-
Исследовать влияние интоксикации хлоридом кадмия на синтетическую активность ядер гипоталамуса и общую токсикорезистентность в разные сезоны года у самцов и самок.
-
Изучить сезонные изменения и реакцию на токсический стресс гравиметрических показателей висцеральных органов животных обоего пола.
-
Проанализировать влияние искусственных фоторежимов (световой и темновой деприваций) и интоксикации хлоридом кадмия на функциональную активность нейроэндокринных центров гипоталамуса.
-
Выявить влияние измененных фоторежимов на общую токсикорезис-тентность самцов и самок к хлориду кадмия.
-
Проанализировать токсикорезистентность у животных обоего пола в динамике процесса интоксикации, вызванной введением соли кадмия, а также во время восстановительного периода после ее отмены.
Научная новизна. В результате проведенных экспериментов дана комплексная сравнительная характеристика сезонных изменений функционального состояния нейроэндокринных центров гипоталамуса (СХЯ в афферентной и эфферентной зонах, крупноклеточных зон СОЯ и ПВЯ, АЯ и ВМЯ) и эндокринных желез у животных разного пола. Установлены половые и сезонные закономерности сдвига синтетической активности гипоталамических ядер и индексов эндокринных желез при воздействии на них хлорида кадмия. Впервые установлены сезонная зависимость интенсивности перекисных процессов в тканях печени, почек, мозга и гонад животных разного пола и сезонная чувствительность перекисных процессов к интоксикации. Показано, что проявление половых отличий в токсикорезистентно-сти обусловлено: во-первых, видом функциональной системы, подвергающейся воздействию, и во-вторых, сезоном года.
Впервые установлено влияние искусственных световых режимов - темновой и световой деприваций на морфофункциональное состояние нейроэндокринных центров гипоталамуса. Экспериментально доказано, что при данном виде деприваций для ряда нервных центров ведущим фактором воздействия является ритмичность сигнала, а не вид освещения. Выявлено, что искусственные фоторежимы подавляют функциональное состояние большинства изученных нейроэндокринных центров, за исключением ВМЯ, активность которого возрастает в условиях постоянного освещения.
Установлены половые особенности в реакции нейроэндокринной системы гипоталамуса на изменение интенсивности освещения в обычных условиях и при интоксикации хлоридом кадмия. При этом у самок по сравнению с самцами отмечена повышенная реактивность к условиям фотодеприваций и снижение токсико-резистентности к кадмиевой интоксикации.
Получены новые сведения о характере изменения индексов эндокринных и иммунных органов, интенсивности перекисных процессов, содержания белка в плазме крови и лейкоцитарной формулы на протяжении периода интоксикации и последующего периода после ее прекращения у животных разного пола.
Теоретическая и практическая значимость. Результаты проведенных исследований позволяют расширить теоретические представления о роли центральных механизмов в формировании хронорезистентности организмов разного пола, а также о влиянии на нее искусственно создаваемых моделей освещения. Полученные данные подтверждают высокую консолидацию функциональных центров гипоталамуса, ответственных за энергетический и водно-солевой обмен с его хро-ноконтролирующими системами и важны для понимания возникающих при смене
режимов освещения половых особенностей адаптации различных функциональных систем к действующим токсическим агентам.
Практическая ценность результатов исследования состоит в возможности их применения в области хрономедицины. Установленные закономерности изменения чувствительности организма к действию токсиканта позволят корректировать дозы назначаемых препаратов с учетом сезона года и пола организма. Полученные в работе данные подтверждают возможность поиска моделей терапевтического плана, основывающихся на сочетании световых режимов с химическим воздействием с целью достижения максимального отклика определенной функциональной системы организма без значительной химической нагрузки.
В условиях значительной мобильности населения, его перемещениям со сменой широтных поясов, раскрытие механизмов адаптации мужчин и женщин к изменениям светового режима - важное направление для решения задач экологической медицины. В этом плане результаты работы, свидетельствующие о большей чувствительности женского организма к условиям измененных фоторежимов, представляют несомненный практический интерес.
Выявленные в работе закономерности сезонных колебаний токсикорези-стентности организма и половых особенностей развития интоксикации могут быть востребованы в математических моделях, решающих вопросы экологического мониторинга. Выводимая на их основе оценка экологического ущерба от антропогенных выбросов, представляющих опасность для биоты, может быть скорректирована с учетом сезона года и половой структуры оцениваемой популяции.
Материалы диссертации используются при подготовке магистров по магистерской программе Физиология человека и животных направления «Биология» ФГОУВПО«АГТУ».
Характеристика условий экспериментов и методов исследования
Исследования проведены на 352 белых беспородных крысах (Rattus norvegi-cus) обоего пола. Животные содержались в виварии в стандартных лабораторных условиях, при свободном доступе к воде и пище. Все работы с лабораторными животными проводили с соблюдением принципов биоэтики (Международные рекомендации по проведению медико-биологических исследований с использованием животных, 1993) и правилам лабораторной практики (Правила лабораторной практики в РФ, 2003).
Были проведены три серии экспериментов. Первая серия предусматривала изучение половых особенностей токсического стресса в зависимости от сезона года. Эксперименты были поставлены в зимний (январь), весенний (апрель), летний (июль) и осенний (октябрь) периоды года.
Во второй серии экспериментов было изучено влияние искусственных режимов освещения на интоксикацию самцов и самок хлоридом кадмия. Эксперименты второй серии осуществлялись в осенний период. Группы, у которых моделировали световую депривацию, лишали внешнего источника света. Все работы с ними проводили при красном свете. Известно, что биосинтез мелатонина зависит от спектрального состава светового потока, возрастая с уменьшением длины волны. При этом ни инфракрасный, ни красный свет на мелатонинпродуцирующую функцию эпифиза практически не влияют (Семак И.В., Кульчицкий В.А., 2007).
Напротив, группы животных в модели темновой депривации помещали в условия постоянного освещения интенсивностью 350 люкс. Показано, что для сни-жения продукции мелатонина у белых крыс достаточно 0,0005 мВт/ см светового потока (Семак И.В., Кульчицкий В.А., 2007). Как световая, так и темновая депривации поддерживались в течение месяца (с середины сентября по середину октября), причем в течение последних 15 дней у крыс опытных групп моделировали токсический стресс.
В третьей серии экспериментов были изучены особенности гравиметрических и некоторых биохимических показателей в динамике интоксикации хлоридом кадмия в зависимости от пола животного. Проанализированы изменения, возникающие на 5, 10 и 15 день токсического стресса, а также через 5, 10 и 15 дней после завершения 15-дневной интоксикации.
Для исключения влияния гормонального фона самок на исследуемые показатели, материал на анализ брали только в стадию диэструса. Для этого определяли стадии эстрального цикла с помощью влагалищных мазков по стандартной методике (Кабак Я.М., 1968).
Интоксикацию хлоридом кадмия осуществляли в течение 15 дней, вводя ежедневно перорально с помощью зонда 0,4% раствор CdCl2-2,5H20 из расчета 2 мг на 100 г массы тела животного.
Перед экспериментом и по окончании интоксикации анализировали изменения массы тела экспериментальных животных.
По окончании периода интоксикации крыс декапитировали под хлоралгид-ратным наркозом (5%-ный раствор в дозе 25 мг/100 г массы тела, внутрибрюшин-но).
В работе использованы морфометрические, биохимические, гравиметрические методы, методы статистического анализа данных.
Для анализа синтетической активности нейроэндокринных центров гипоталамуса и эндокринных желез были проанализированы объемы ядрышек и их отношение к ядру клеток.
Гипоталамус фиксировали в смеси Буэна, подвергали стандартной проводке и заливали в парафин. Изготавливали серийные срезы, толщиной 5-7 мкм. Препараты окрашивали гематоксилин-эозином и фотографировали при увеличении 900х. Топографию ядер гипоталамуса определяли по атласу (Оленев С.Н., 1987).
Были изучены супрахиазматическое ядро в вентролатеральной и дорсомеди-альной областях (АР 0), аркуатное ядро (Р 3), вентромедиальное ядро (Р 3) и крупноклеточные субпопуляции супраоптического (Р 1) и паравентрикулярного ядер (Р 2).
Морфометрию ядра и ядрышка проводили с помощью измерения двух перпендикулярных диаметров ядра (ядрышка) di и cfc (di > d^, с последующим определением объема по формуле эллипсоида вращения:
V = -dl-d22.
Проводили измерения только тех нейронов, в ядре которых обнаруживали ядрышко. Для каждого нейроэндокринного центра было проанализировано не ме-
нее чем 100 нейронов на каждую экспериментальную группу. Размеры ядер и ядрышек рассчитывали в мкм при помощи объект-микрометра.
Ядрышко является мультидоменным структурным комплексом, основной функцией которого является синтез рибосомных РНК и созревание матричных РНК. Доказано, что размеры и структура ядрышек коррелируют с объемом клеточного белкового синтеза, выявляемого биохимическими методами (Мамаев Н.Н., Мамаева С.Е., 1992; Струков А.И., Серов В.В., 1993; Жарская О.О., Зацепина О.В., 2007), в связи с чем размеры ядрышек отражают некоторый уровень потребности в синтезе транскриптов и могут быть критерием для оценки функционального состояния клетки. В последнее время кариолометрический метод оснастился рядом высокоточных инструментов, в частности, цифровой камерой, позволяющей без потерь переносить результат микроскопирования в программы обработки изображений, оснащенные инструментами измерения. Все эти новшества выводят метод морфометрии на новый уровень и позволяют решать с его помощью задачи, недоступные качественному анализу. В настоящее время кариоло-метрия широко используются для анализа функциональной активности нейронов (Теплый Д.Л. с соавт., 2000; Хисматуллина З.Р. с соавт., 2008; Ильичева В.Н., Ушаков Б.Н., 2012), эндокриноцитов (Шайкина А.С., Рыжавский Б.Я., 2014) и клеток иммунной системы (Владимцева Т.М., Пашкевич И.А., 2009; Минина В.И. с соавт., 2006).
Так же было рассчитано ядрышко-ядерное соотношение (v ядрышка, отнесенный к Кядра), отражающее соразмерность изменений ядерных структур.
Для анализа функционального состояния щитовидной железы и надпочечников, железы фиксировали в смеси Буэна, подвергали стандартной проводке и заливали в парафин. Срезы, толщиной 5-7 мкм окрашивали гематоксилин-эозином и фотографировали: щитовидную железу при увеличении 400х, надпочечники - при увеличении 100х. Все размеры переводили в мкм с помощью объект-микрометра.
В щитовидной железе осуществляли промеры высоты тироцитов, не менее 50 на животное. Поскольку фолликулы на периферии железы отличаются по размерам от тех, что расположены центрально, во всех случаях для анализа выбирали центральные фолликулы.
На серийных срезах надпочечника находили (по максимальным размерам) среднюю часть органа. Измеряли общую площадь надпочечника и площадь мозгового вещества по формуле эллипсоида вращения, площадь коркового вещества рассчитывали как разницу между общей площадью надпочечника и площадью мозгового вещества. Для анализа осуществляли не менее 10 промеров на животное.
Содержание продуктов перекисного окисления липидов определяли в печени, почках, головном мозге (большие полушария), и гонадах с использованием набора реактивов «ТБК - АГАТ». В основе метода определения лежит образование окрашенных комплексов продуктов перекисного окисления липидов (в основном малонового диальдегида) с тиобарбитуровой кислотой (ТБК).
Общий белок в плазме крови животных определяли рефрактометрическим методом с помощью ИРФ-454Б2М. Показатель преломления плазмы переводили в г/л белка с помощью полученного при калибровке регрессионного уравнения:
С = 554,29- х- 740,17,
где С - концентрация белка (альбумин), г/л, х - показатель преломления плазмы крови.
Для анализа изменения массы тела подопытных животных в экспериментальных условиях рассчитывали дельту массы за период эксперимента (15 дней) у контрольных и подопытных животных, а также скорость роста (г/день). После де-капитации животного извлекали щитовидную железу, надпочечники, тимус и селезенку, взвешивали на торсионных весах, рассчитывали относительную массу органа как отношение массы органа в мг к массе крысы накануне забоя.
Для всех морфологических, физиологических и биохимических показателей производили расчет средней и ее ошибки, данные представлены в таблицах в виде М ± т. Достоверность отличий рассчитанных средних была определена по критерию Стьюдента, с учетом трех порогов: I порог - вероятность ошибки менее 0,05% (р < 0,05), II порог - менее 0,01% (р < 0,01) и III порог - менее 0,001% (р < 0,001) (Плохинский Н.А., 1970).
Был рассчитан коэффициент вариации средних по сезонам
UV=^^-WVVo, J =i— —
х V п — \
где CV- коэффициент вариации (%), х - среднегодовая, Sx- среднее квадратичное отклонение, Xj- средняя по сезону (Гринин А.С. с соавт., 2003).
Эмпирически полученные кривые распределения объемов нуклеол сравнивались с нормальным распределением и между собой по непараметрическому критерию лямда (X) Колмагорова-Смирнова. Различия считались достоверными при достижении по классам разницы накопленных частот, отнесенных к объему выборки (X) в значении 1,36 (р < 0,05), 1,63 (р < 0,01) и 1,95 (р < 0,001) (Плохинский Н.А., 1970).
Для анализа значимости изученных факторов в формировании признака был проведен трехфакторный дисперсионный анализ. В качестве факторов выделены сезон года (или световой режим во второй серии экспериментов), пол животного и токсический стресс (Плохинский Н.А., 1961). Полученные данные представлены в виде показателя силы влияния фактора на формируемый признак (объем ядрышка нейросекреторной клетки нервного центра): ц ± r\x , где г\х - ошибка показателя. Достоверность полученных данных определяли по критерию Фишера (Плохинский Н.А., 1970).
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Функциональная активность нейроэндокринных ядер гипоталамуса и эндокринных желез изменяется по сезонам года. Эти изменения тканеспецифичны, а в гипоталамусе - определяются функциональной специализацией нейроэндок-ринного центра.
-
Сдвиг нейроэндокринного гомеостаза, возникающий в центрах гипоталамуса под влиянием соли кадмия, зависит от фазы цирканнуального ритма и пола животного.
-
Изменения световых режимов оказывают воздействие на функциональное состояние нейроэндокринных центров гипоталамуса и эндокринных желез и ме-
няют как их резистентность к введению соли кадмия, так направленность возникающих функциональных сдвигов.
4. Динамика изменений биохимических показателей крови и функциональной активности эндокринных желез при интоксикации хлоридом кадмия имеет тканевые и половые особенности.
Апробация работы. Материалы диссертации апробированы на Международной научн. конф., посвященной 75 летию академика РАЕН, заслуженного работника высшей школы РФ, д.б.н., профессора Д.Л. Теплого «Свободные радикалы, антиоксиданты и старение» (Астрахань, 1-3 ноября 2006 г.); Международной научно-практической конференции «Биогеохимия элементов и соединений токсикантов в субстратной и пищевой цепях агро-и аквальных систем» (Тюмень, 2007 г.); Международной науч. конф. «Globalization and environment» (Белград, 22-24 апреля, 2009 г.); Международной науч. конф. «Innovative strategies and technologies in environment protection» (Белград, 18-20 апреля 2012 г.); Междунар. науч. конф., посвященной 450-летию города Астрахани (Астрахань, 20-22 сентября 2007 г.); . 6-й Междунар. биогеохимической школе «Биогеохимия в народном хозяйстве: фундаментальные основы ноосферных технологий» (Астрахань, 22-25 сентября 2008 г.); V международной телеконференции «Фундаментальные науки и практика» (Томск. - 2011 г.); VIII Междунар. науч.-практ. конф. «Татищевские чтения: Актуальные проблемы науки и практики» (Тольятти, 14-17 апреля 2011 г.); 8-ой Междунар. науч.-практ. конф. (Москва, 26-27 сентября 2011 г.); II Междунар. науч. конф. «Свободные радикалы и старение» (Астрахань, 2-3 ноября 2011 г.); Международ, научно-практ. конф. «Современные проблемы географии, экологии и природопользования» (Волгоград, 25-26 апреля 2012 г.); Международ, интернет-конференции «Медицина в XXI веке: традиции и перспективы» (Казань, 12-15 марта 2012 г.); III Всероссийской научной конференции «Актуальные проблемы экологии и сохранения биоразнообразия» (Владикавказ, 2009 г.); VII биогеохимической школе «Фундаментальные и инновационные аспекты биогеохимии» (Москва, 2011 г.); конференции «Фундаментальные исследования» (Доминиканская республика, 13-24 апреля 2011 г.); Международной отраслевой науч. конференции профессорско-преподавательского состава Астраханского государственного технического университета, посвященная 80-летию основания Астраханского государственного технического университета (Астрахань, 19-23 апреля 2010 г.); 50, 51 и 59-й научных конференциях профессорско-преподавательского состава АГТУ.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 56 работ, общим объемом 12,8 п.л. (авторский вклад 10,46 п.л.), в том числе статьи в научных изданиях, рекомендованных ВАК для докторских диссертаций - 15, статьи в прочих рецензируемых журналах - 5, статьи в материалах международных и всесоюзных конференций-27.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследований, результатов исследований и их обсуждения, заключения, выводов и библиографического списка. Диссертация изложена на 300 страницах, содержит 53 таблицы и 96 рисунков. Список литературы включает 342 источника, в том числе 217 иностранных.
Цирканнуальные ритмы различных физиологических показателей интактных организмов
Регуляция сезонных изменений физиологических функций и поведения животных осуществляется с помощью значительного числа нейроэндокринных механизмов. Цирканнуальные ритмы, также как и циркадианные, имеют две составляющие - эндогенную, сформированную ритмически работающими генами, и экзогенную, отзывающуюся на «датчики времени» вне организма. Процесс оптимальной синхронизации с окружающей средой называется «вовлечение» и регулируется периодическими стимулами («задающими ритм факторами») (Ашофф Ю., 1984).
Центральным пейсмекером организма млекопитающих считают супрахиаз-матическое ядро (СХЯ) гипоталамуса, определяющее как циркадианные ритмы, так и осуществляющее синхронизацию эндогенной ритмичности с изменениями освещенности в течение года (Myung J. et al., 2012). СХЯ регулирует свое функциональное состояние, объединяя различные параметры светового сигнала: время представления, длительность, интенсивность и длину волны. Пейсмекер чувствителен к внешнему освещению по всему 24-часовому циклу в дозозависимой манере (Van Reeth О., Maccari S., 2007).
Для воспроизведения и поддержания циркадной осцилляции необходим минимальный набор из семи групп генов: Clock (ген Clock), Втаї, (гены Bmall, BmalZ), Per (гены Perl, Per2, PerS), Cry (гены Cryl, CryZ), СКІ(тєньі СКІє, СКВ) и гены Rev-erba и Rom (Колчанов Н.А. с соавт., 2005). Между этими генами и их транскриптами при участии протеосомы (Vriend J., Reiter R.J., 2015) замыкается несколько петель с прямыми и обратными связями, что обеспечивает внутренний контроль биоритмов. Показано, что свет напрямую воздействует на экспрессию некоторых «часовых» генов, обеспечивающих циркадианный ритм (Zhang J. et al., 2004). Эти гены регулируют функции клеток, контролируя экспрессию ключевых генов клеточного цикла деления и генов апоптоза. Мутации в некоторых часовых генах драматически сказываются на многих функциях организма и приводят к развитию различных патологических процессов (Анисимов В.Н., 2010). Интересно, что периодичность работы «часовых» генов разнится у самцов и самок. Так, установлено, что в сосудистом сплетении третьего желудочка Рег2 и Сгу2 имеют выраженный 24-часовой цикл как у крыс обоего пола, a Perl и Cryl изменяются в течение суток только у самок (Quintela Т. et al., 2014).
Одним из факторов, который формирует основы для сезонных адаптации, является гетерогенность индивидуальных осцилляторов, наблюдаемая в пределах СХЯ (Aton S.J., Herzog E.D., 2005). СХЯ содержит по крайней мере две осцилля-торные системы, реагирующие на рассвет и закат. Настройка этих систем связана с длительностью суток. Экспериментально показано, что хомячки, содержащиеся в постоянной темноте, и получавшие световой сигнал длительностью 1 час, с ритмичностью на 40 минут короче суток, воспринимали его как «зарю», что приводило к повышению синтеза белка в СХЯ. В то же время световой сигнал, удлиняющий сутки на 40 мин, воспринимался животными как «сумерки» и вел к снижению интенсивности синтетических процессов в центральном пейсмекере (Schwartz W.J. etal., 2011).
Нормально функционирующее СХЯ - это нейронная сеть, и именно взаимодействием осцилляторов между собой осуществляется подгонка ритмов (Welsh D.K. et al., 2010). В субпопуляциях клеток СХЯ одни отвечают за резкую смену освещения, другие - за его длительность. Кодирование сезонной длины дня, таким образом, будет состоять в реорганизации взаимоотношений этих осцилляторов (Yan L., Silver R., 2008). Сдвиг по фазе электрической активности нейронов из субпопуляций СХЯ является более узким зимой и более широким в течение лета (Bodenstein С. et al., 2012; Ramkisoensing A. et al., 2014).
В настройке чувствительности СХЯ к интенсивности света играют роль его афферентные связи с межколенным листком (intergeniculate leaflet) таламуса (Evans J.A. et al., 2012). У мышей, нокаутных no NPY, пептиду, синтезируемому в этом нервном центре, нарушается подгонка паттернов двигательной активности к изменяющемуся фотопериоду (Kim H.J., Harrington М.Е., 2008). Полагают, что внеклеточным, паракринно действующим в пределах СХЯ сигналом, ответственным за синхронизацию его субпопуляций может быть N0 (Piano S.A. et al., 2010). Другим важным фактором, ответственным за синхронизацию отделов СХЯ называют нейроглиальные взаимодействия. В течение суточного цикла изменяется степень охвата мембраны нейронов глиальными клетками в области терминалей аксонов и сомато-дендических элементов. Маркером этих структурных перестроек является глиальный волокнистый кислый белок (glial fibrillary acidic protein, GFAP) астроцитов, чья экспрессия нарушается под действием постоянной темноты (Bosler О. et al., 2009).
Биохимические методы
Весной максимум распределения смещался влево, и 41% всех ядрышек нахо -з дился в области 2,8 мкм . Асимметрия распределения увеличилась до 1,00, и оно достоверно отличалось как от нормального (к 1,51), так и от распределения зимнего периода (к 4,88, табл. 3.4). Летом в распределении объемов ядрышек СХЯУІ самцов максимум остался на том же месте, что и в весенний период, размерами 2,8 мкм обладали 33% всех нуклеол. В распределении уменьшилась асимметрия и оно не отличалось от нормального и от вариационной кривой весеннего перио -з да. Осенью распределение становится бимодальным, с пиками в районах 4,2 мкм (33% ядрышек) и 2,8 мкм (19% ядрышек). Отличия распределения от нормального приобрели выраженный характер (к 1,99). Не менее значимо вариационная кривая размеров ядрышек СХЯУІ самцов отличалась и от распределений других сезонов (р 0,001 для всех отличий).
У самок в зимний период в смежных центральных классах распределения 4,2, 4,9, 5,6 мкм3 оказалось сосредоточено 21, 22, 20% нуклеол соответственно, вследствие чего распределение являлось плосковершинным, не отличаясь, впрочем, от нормального (рис. 3.4). Моды и медианы распределений самцов и самок совпадали, и различий по критерию Колмагорова-Смирнова между ними не было выявле 78 но. Весной у самок также, как и у самцов, происходило резкое смещение пика распределения влево, в область 2,8 мкм (29% нуклеол), вследствие чего возникали сезонные отличия, выявляемые по критерию X (3,32, р 0,001). Вариационная кривая самок, в отличие от вариационной кривой самцов, имела менее выраженные эксцесс и асимметрию и большую широту, вследствие чего возникали половые отличия (р 0,01). В летний период распределение ядрышек СХЯУІ самок практически совпадало с таковым в зимний период: здесь также, как и зимой была отмечена плосковершинность (в двух смежных центральных классах 4,9 и 5,6 мкм сосредоточено 21 и 20% ядрышек) и они не отличались по критерию X. Осе -з нью снова наблюдался сдвиг максимума распределения влево, размеры 3,5 мкм имели 26% всех нуклеол, вариационная кривая ядрышек СХЯУІ самок осенью достоверно отличалась от распределений нуклеол, характерных для остальных сезонов года (р 0,05 для зимы и лета, р 0,001 для весны), но не имела отличий от распределения нуклеол самцов в тот же период.
Сезонные изменения распределения объемов ядрышек нейронов дорсомедиальной области СХЯ гипоталамуса самцов крыс
Вариационная кривая имела выраженный эксцесс и асимметрию. Весной распре -з деление стало мономодальным, с максимумом в области 3,5 мкм (34% нуклеол). Распределение объемов ядрышек в этот период отличается от нормального по критерию X (р 0,05, табл. 3.5). Летом на максимум в районе 3,5 мкм приходилось уже только 25% нуклеол, однако в двух соседних размерных классах 2,8 и 4,2 мкм сосредоточено еще 44% ядрышек, и распределение стало плосковершинным. Вариационные кривые ядрышек СХЯёт самцов зимы, весны и лета не отличаются между собой согласно критерию Колмагорова-Смирнова (табл. 3.6). Осенью распределение нуклеол стало бимодальным, один из максимумов остался в -з районе 3,5 мкм (28% ядрышек), характерном для остальных сезонов, другой, «ак -з тивный» пик, был обнаружен в области 4,9 мкм (22% ядрышек). Распределение ядрышек, характерное для осеннего периода, достоверно отличается как от нормального (X 1,46), так и от распределений нуклеол в остальные сезоны года.
В зимний период распределение размеров нуклеол самок было мономодаль -з ным, в области 5,6 мкм было сосредоточено 29% ядрышек (рис. 3.6). Весной распределение стало более асимметричным, его максимум сдвинулся в менее актив -з ную область, размеры 3,5 мкм имели 35% ядрышек. Летом вариационная кривая объемов ядрышек СХЯёт самок практически совпадала с таковой зимнего пе -з риода, 28% всех нуклеол были сосредоточены в районе 5,6 мкм . В осенний период вновь следовало снижение активности нейронов дорсомедиальной зоны СХЯ самок, сопровождаемое смещением пика распределения ядрышек в область 4,2
мкм (27% нуклеол). Следует отметить, что распределения во все сезоны отличались от нормального (р 0,05 для зимы, весны и лета и р 0,01 для осени). За исключением зимы и лета, вариационные кривые размеров ядрышек в остальные сезоны года достоверно отличались друг от друга по критерию Колмагорова-Смирнова. Анализ особенностей распределений объемов нуклеол СХЯёт самцов и самок подтверждал выводы, сделанные на основании оценки средних, о существовании половых отличий в зимний (к 3,71) и летний (к 4,88) периоды (р 0,001 для обоих отличий). 0,4
Сезонные изменения распределения объемов ядрышек нейронов дорсомедиальной области СХЯ гипоталамуса самок крыс Реакция морфологических структур СХЯ на введение хлорида кадмия зависела от сезона года и пола животного, а также имела свои особенности в каждой из функциональных зон. У самцов в СХЯУІ токсикант подавлял синтетическую активность нейроэн-докринных клеток в зимний период, чему соответствовало снижение размеров яд 82 рышек на 20%, но увеличивал ее в весенний и летний периоды, повышая размеры нуклеол на 33% и 45% соответственно (р 0,001 для всех отличий, рис. 3.7, А). У самок (рис. 3.7, Б) соль кадмия вызывала уменьшение синтеза мРНК, но только в зимний и весенний периоды (сокращение объемов ядрышек нейронов на 22% и 26% соответственно, р 0,001).
Направленность изменений доли ядрышка в ядре при токсическом воздействии повторяла изменения в функциональной активности нейроцитов СХЯУІ. У самцов в зимний период было отмечено снижение ядрышко-ядерного отношения на 19% (р 0,001), увеличение в весенний и летний периоды на 18% (р 0,01) и 57% (р 0,001) соответственно (рис. 3.8, А). У самок в ответ на введение кадмия следовало уменьшение доли нуклеолы на 14% в зимний (р 0,01) и на 18% в весенний периоды (р 0,001, рис. 3.8, Б).
Дисперсионный анализ влияния факторов сезона, пола и токсического стресса на функциональную активность ней-роэндокринных центров гипоталамуса
Весной реакция самцов на воздействие хлоридом кадмия оказалась противоположной по отношению к зимнему периоду: максимум кривой распределения ядрышек сместился влево относительно контроля, в область 1,94 мкм (36% нук-леол), и уменьшилось на 39 % отклонение выборки (рис. 3.25). Отмеченные изменения привели к расхождению контрольного и опытного распределения ядрышек самцов (Х=3,04, р 0,001). У самок в весенний период под действием хлорида кадмия максимум незначительно смещался влево (30 % ядрышек имели размеры 1,73 мкм ) и уменьшалась на 14 % ав. Также как и зимой, отличия между контрольным и опытным распределениями не выявлялись.
Летом в распределении ядрышек аркуатного ядра ни у самцов, ни у самок в ответ на введение хлорида кадмия не было отмечено смещений максимумов распределения, также как и в контроле, они лежали, соответственно, в области 2,31 мкм у самцов (35 % нуклеол) и 2,89 мкм у самок (33 % нуклеол, рис. 3.26). У самцов менялась форма распределения - отклонение выборки увеличилось на 14 %, по отношению к контролю увеличился эксцесс и асимметрия, оно приобрело форму, отличную от нормального распределения (Х=1,49, р 0,05). На распределение ядрышек у самок кадмий не оказал значительного влияния, форма кривой не отличалась ни от нормального распределения, ни от своего контроля.
Как и другие сезоны года, осенью токсический стресс оказал на самцов более выраженное влияние, чем на самок. Под действием хлорида кадмия пик кривой распределения нуклеол смещался влево, 24 % ядрышек имели размеры 2,89 мкм (рис. 3.27). Одновременно в распределении уменьшается эксцесс и асимметрия, на 11 % уменьшается стандартное отклонение, оно достоверно отличается от контрольного по критерию лямда (р 0,01).
У самок в осенний период кривая распределения у животных, подвергнутых токсическому стрессу, имела ту же моду, что и у контрольных, в этой размерной категории было сосредоточено 25 % всех нуклеол. Под влиянием токсиканта снизилось на 15 % стандартное отклонение, однако отличия от контрольных животных не были достоверны. Все распределения нуклеол как контрольных, так и опытных животных в осенний период не отличались от нормального.
Изменения распределения объемов ядрышек нейронов аркуатного ядра гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса в осенний период Таким образом, морфофункциональные характеристики аркуатного ядра гипоталамуса претерпевают закономерные изменения в течение года. Как у самцов, так и у самок наименьшие размеры нуклеол и минимальная доля ядрышка в ядре, свидетельствующие о низкой функциональной активности этого неироэндокринного центра, характерны для зимнего периода. Общим для зимы и лета, как стабильных сезонов года, является уменьшение сигмы и снижение широты распределения размеров ядрышек у самцов и самок по сравнению с весной и осенью. Возможно, что «переключение» функционирования в субпопуляциях клеток АЯ с режима с дефицитом теплосохранения в режим с профицитом происходит не одновременно, в связи с чем размеры ядрышек варьируют более значительно.
Вместе с тем, в морфологии ядра прослеживаются половые особенности. У самцов наиболее выраженные различия формируются между зимним и летним периодом с одной стороны, и весенне-осенним с другой. В стабильные сезоны года в распределении ядрышек самцов выше эксцесс и асимметрия, ниже мода и медиана. Напротив, у самок от зимы к осени последовательно происходит снижение асимметрии и эксцесса и повышение моды и медианы распределения. Различный характер сезонной динамики самцов и самок дополняется разницей в амплитуде этих изменений, которая, судя по коэффициенту вариации, у самцов больше, чем у самок. Эти особенности формируют половые отличия, проявляющиеся в каждый из сезонов года, за исключением осени.
Общим для самцов и самок во все сезоны года является уменьшение стандартного отклонения распределения ядрышек нейронов АЯ под влиянием хлорида кадмия. Такая реакция свидетельствует о включении режима активации этого неироэндокринного центра в ответ на токсический стресс, даже если не всегда ее величина достигает порога значимости.
Самцы на введение токсиканта отвечают выраженной реакцией со стороны синтетической активности АЯ, в то время как у самок подгонка функционирования нервного центра к действию возмущающего фактора носит более тонкий характер, затрагивающий ядрышко-ядерное отношение и форму кривой распределения нуклеол АЯ. В действии кадмия на нейроэндокринный центр прослежива 105 ется следующая закономерность: в те сезоны, которые характеризуются более низкими значениями асимметрии и эксцесса распределения нуклеол (зима и лето для самцов, лето и осень для самок), токсический стресс приводит к их увеличению. В сезоны, когда эти показатели имеют более высокие значения в контроле (весна и осень для самцов, зима и весна для самок), кадмий, напротив, снижает их. Та же закономерность прослеживается и для средних размеров нуклеол самцов: повышение их под действием токсического стресса в зимний и летний периоды, имеющие исходно более низкие значения объемов ядрышек АЯ, и снижение их весной и осенью, когда отмечены годовые максимумы в контроле.
Таким образом, кадмий нарушает ритмическую активность аркуатного ядра гипоталамуса, что может сказаться на обеспечении сезонных перестроек энергетического метаболизма под действием этого токсиканта.
Вентромедиальное ядро относится к интегративным центрам гипоталамуса, контролирующих ряд жизненно важных гомеостатических параметров и приспособительных реакций. Хорошо известен существенный вклад ВМЯ в регуляцию висцеральных функций и метаболических процессов, поддержание температуры тела и электролитного баланса, контроль секреторной активности эндокринных желез, формирование иммунного ответа, а также эмоционального, полового и пищевого поведения (Amili C.R., 1984; Bernardis L.L., 1996). В вентромедиальном ядре обнаруживаются гипофизотропные нейроны, секретирующие кортиколибе-рин, в связи с чем оно также принимает участие в реакции организма на стресс.
Вентромедиальное ядро гипоталамуса оказывает ингибирующее влияние на «центр голода» («пищевой центр») - вентролатеральную область гипоталамуса. Разрушение вентролатерального ядра гипоталамуса приводит к снижению массы тела экспериментального животного и поддержанию ее на низком уровне. Так, повреждение ВМЯ 20-мес. крыс-самцов линии Вистар сопровождалось избыточным приростом массы тела, гиперинсулинемией, снижением уровня ТТГ, а также уменьшением максимальной продолжительности жизни животных (Дубилей Т.А., Рушкевич Ю.Е., 2009). Вентромедиальное ядро как составная часть центра гипоталамуса, регулирующего пищевое поведение, также ритмически изменяет свою активность со сменой сезонов года (табл. 3.10). Размеры ядрышек нейронов ВМЯ у самцов имели только один годовой пик - осенью, когда их размеры были выше на 42% (р 0,001) по сравнению с другими сезонами (рис. 3.28, А).
Изменение массы тела и индекса эндокринных желез и иммунных органов в зависимости от режима освещенности
Токсический стресс приводил к увеличению относительной массы надпочечников у самцов, однако, не во все изученные сезоны года. Наибольшего значения эта гипертрофия достигала в «стабильные» сезоны года (на 86 % в зимний период, р 0,001, и на 67 % в летний, р 0,01). Именно в летний период у самцов под влиянием соли кадмия отношение коркового к мозговому веществу в надпочечнике увеличилось на 20% (р 0,05). М.А.Н. Al-Motabagani (2002) отмечает, что при введении хлорида кадмия самцам мыши (6 мг/кг массы тела ежедневно в течение недели) гипертрофии подвергается именно клубочковая зона коркового вещества надпочечников.
Весной введение соли кадмия привело к увеличению индекса надпочечников самцов только на треть (р 0,05), а в осенний период вообще не вызвало заметного изменения относительной массы органа.
У самок гипертрофия надпочечников под влиянием токсического стресса была выявлена только в один из сезонов - летний (увеличение на 53 %, р 0,05). Однако соотношение площадей в железе у самок на фоне введения токсиканта было отмечено во все сезоны года, за исключением весны. При этом в зимний период в надпочечниках опытных самок было отмечено повышение доли коркового
150 вещества на 32% (р 0,01), в то время как в летний и осенний периоды соотношение площадей уменьшалось, на 21 и 11% соответственно (р 0,0\ для лета и р 0,05 для осени).
Очевидно, что исходный половой диморфизм в массе надпочечников дает самкам некоторое «преимущество» в остальные сезоны года, «гарантируя» гормональный ответ на воздействие стрессора. И если токсическое воздействие у самцов вызывало преимущественно изменения массы железы, то у самок коррекция гормонального фона осуществлялась большей частью за счет изменения соотношения функциональных зон в надпочечнике.
Индекс тимуса. Хронобиологические принципы функционирования иммунной системы прежде всего основаны на регуляторных механизмах со стороны нервной и эндокринной систем (Акмаев И.Г., Гриневич В.В., 2003). Среди нейро-эндокринных факторов, контролирующих циркадную организацию иммунной системы, особая роль принадлежит эпифизу. Его действие на иммунную систему осуществляется благодаря ритмическому синтезу и секреции мелатонина (Лабу-нец И.Ф. с соавт., 2004). Суточная динамика как пролиферации, так и миграции лимфоцитов в лимфатических узлах находится под контролем эпифиза, о чем свидетельствует исчезновение циркадианных ритмов динамики митотического индекса клеток герминативного центра, малых и средних лимфоцитов, плазматических клеток в лимфатическом фолликуле, паракортикальной зоне и мякотных тяжах лимфоузлов при эпифизэктомии у крыс (Богатова СВ. с соавт., 2005).
Наибольшей величины индекс тимуса, как у самцов, так и у самок, достигал в «стабильные» сезоны года, причем у самок максимальные значения относительной массы тимуса были зафиксированы в летний период (2,46 мг/ г массы тела), а у самцов - в зимний (1,32 мг/ г массы тела), (см. табл. 3.20). Несколько меньших величин массы тимуса достигали весной, а осенью у животных обоего пола индекс органа имел наименьшие значения (0,59 мг/г у самцов и 0,83 мг/г у самок). Тимус самок был больше, чем у самцов; наибольшие половые различия наблюдались в летний период (в 2,2 раза, р 0,001). Напротив, зимой масса органа у животных обоего пола не отличались. Весной тимус самок был больше таковых у самцов на 64% (р 0,001), осенью - на 41% (р 0,05). Коэффициент вариации средних был довольно высок, составляя 29 % для самцов и 37 % для самок.
Половые различия, связанные с относительно большим индексом тимуса самок по сравнению с самцами в три из четырех изученных сезона связано, прежде всего с иммунносупрессивным действием андрогенов. А поскольку концентрация тестостерона у грызунов летом выше, чем зимой (Лабунець І.Ф. с соавт., 2003), то и максимальные половые различия также свойственны именно этому периоду.
Хлорид кадмия приводил к инволюции тимуса как у самцов, так и самок крыс практически во все изученные сезоны. Исключение составляли самки в осенний период: снижение массы тимуса было не достоверным по отношению к контролю, однако в этот период индекс органа интактных животных и без того был самым низким за год. Наибольшему угнетению тимус подвергался в зимний период, достигая как у самцов, так и самок наименьших значений (на 91 % и на 73 % соответственно, р 0,001). Напротив, максимальную массу тимуса животные с интоксикацией имели в летний период, несмотря на значительное уменьшение по сравнению с контролем (на 43 % у самцов, р 0,01 и на 63 % у самок, р 0,001).
«Переходные» сезоны, с их перестройкой функциональных систем, задействуют и иммунную систему, что выражается в снижении относительной массы тимуса контрольных животных. Однако «напряжение», создаваемое в организме при токсическом стрессе, выявляет принципиальную разницу в резервах иммунной системы и двух внешне благополучных «стабильных» сезонов года. В зимний период эти резервы находятся в пессимуме, а в летний - в оптимуме.
Снижение индекса тимуса под влиянием токсического стресса может быть объяснено с двух позиций: во-первых, при токсическом стрессе, как и при других видах стресса - иммобилизационном (Гуралюк В.М. с соавт., 20066), электрокожном раздражении (Семенова М.Г., Ракицкая В.В., 2003), наблюдается увеличение концентраций глюкокортикоидов в крови. Колебания функциональных показателей системы иммунитета чаще всего находятся в противофазе к ритму секреции и поступления в кровь кортикостероидов, обладающих выраженным иммунодепрессивным действием (Мулик А.Б. с соавт., 2009). Во-вторых, существует возможность передачи макроэргов (АТФ) из клетки в клетку через щелевые контакты. Это позволяет организму обеспечивать энергией те звенья многоклеточной структуры, которые нуждаются в дополнительной энергии. Функцию клеток, обеспечивающих энергоснабжение интенсивно делящихся клеток (структур), могут выполнять малые лимфоциты. Любой вид стресса, который требует усиления энергозатрат, сопровождается снижением числа клеток в тимусе и селезёнке. При этом лимфоциты из этих органов направляются к клеткам, испытывающим наибольшие энергетические проблемы (Парахонский А.П., Абарбарчук А.И., 2005).