Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Обзор литературы
1.1. Структурно-функциональная характеристика нейроэндокринных центров гипоталамуса половозрелых животных и особенности их возрастных изменений 10
1.1.1. Морфология и нейроэндокринные функции нейронов крупноклеточных ядер гипоталамуса (СОЯ и ПВЯ) и их возрастные изменения 12
1.1.2. Морфология и нейроэндокринные функции нейронов мелкоклеточных ядер гипоталамуса (СХЯ и АЯ) и их возрастные изменения 17
1.2. Функциональная морфология гипоталамо-гипофизарно надпочечниковой системы половозрелых животных и ее изменение при старении
1.2.1. Современные представления об участии гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной системы в осуществлении стресс-реакции 20
1.2.2. Функциональные эффекты глюкокортикоидов и регуляция их продукции 24
1.3. Антиоксидантная система организма и ее физиологическая роль
1.3.1. Биологическая роль и антиоксидантные свойства а-токоферола 26
1.3.2. Антиоксидантная система организма в условиях стресса 29
1.3.3. Роль антиоксидантов в процессе старения организма 32
ГЛАВА II. Материал и методы исследования
2.1. Общая характеристика экспериментов 37
2.2. Морфометрические методы 39
2.3. Биохимические методы 40
2.4. Статистические методы 41
ГЛАВА III. Результаты исследований
3.1. Влияние иммобилизационного стресса и а- токоферола на организм молодых самцов белых мышей (I серия ) 42
3.1.1. Изменение массы тела животных 42
3.1.2. Изменение относительной массы надпочечников 43
3.1.3. Особенности действия стресса и а-токоферола на цитоструктуру и морфометрические показатели функционального состояния нейросекреторных клеток гипоталамуса 43
3.1.4. Особенности влияния стресса и а-токоферола на микроструктуру и морфометрические показатели функционального состояния клеток пучковой зоны коры надпочечников 58
3.1.5. Влияние иммобилизационного стресса и а-токоферола на процессы перекисного окисления липидов 61
3.1.6. Перекисная резистентность эритроцитов в условиях стресса и введения а-токоферола 69
3.2. Влияние иммобилизационного стресса и а- токоферола на организм старых самцов белых мышей (II серия )
3.2.1. Изменение массы тела животных 71
3.2.2. Изменение относительной массы надпочечников 72
3.2.3. Особенности действия стресса и а-токоферола на цитоструктуру и морфометрические показатели функционального состояния нейросекреторных клеток гипоталамуса 72
3.2.4. Особенности действия стресса и а-токоферола на микроструктуру и морфометрические показатели клеток пучковой зоны надпочечников 86
3.2.5. Влияние иммобилизационного стресса и а-токоферола на процессы перекисного окисления липидов 91
3.2.6. Перекисная резистентность эритроцитов под влиянием стресса, введения а-токоферола и их сочетания 100
ГЛАВА IV. Обсуждение результатов исследований 103
Выводы 117
Список литературы 118
- Морфология и нейроэндокринные функции нейронов крупноклеточных ядер гипоталамуса (СОЯ и ПВЯ) и их возрастные изменения
- Биологическая роль и антиоксидантные свойства а-токоферола
- Особенности действия стресса и а-токоферола на цитоструктуру и морфометрические показатели функционального состояния нейросекреторных клеток гипоталамуса
- Особенности действия стресса и а-токоферола на цитоструктуру и морфометрические показатели функционального состояния нейросекреторных клеток гипоталамуса
Введение к работе
Актуальность темы. Одной из актуальных проблем физиологии является изучение механизмов стресс-реактивности различных функциональных систем организма в динамике индивидуального развития и при изменении гомеостаза, определяемых возрастными особенностями осислительно-восстановительного процесса, который занимает центральное место в процессе жизнедеятельности. Окислительно-восстановительные процессы – это генерация активных форм кислорода и большого количества радикальных соединений, обладающих высокой реакционной способностью и активно включающихся в процессы жизнедеятельности клеток на любой стадии развития – от созревания до гибели (Дубинина Е.Е.,1998, 2006).
В настоящее время доказано, что с возрастом происходит усиление свободнорадикальных процессов (Beckman J.et al., 1998; Кольтовер В.К., 2000; Гусев В.А., 2000; Анисимов В.Н., 2000; Дубинина Е.Е., 2006). Старение сопровождается снижением устойчивости организма к действию повреждающих факторов стресса (Рудько Н.П., Давыдов В.В., 2001).
Не менее актуальным является поиск антиоксидантов, которые защищают организм от окислительного стресса. Одним из таких препаратов, способных поддерживать антиоксидантный статус организма и гомеостаз, является -токоферол, которому посвящены научные публикации последних десятилетий (Владимиров Ю.А., Арчаков А.И.,1972; Olejnic D. et al.,1977; Yasuda et al., 1979; Спиричев В.Б., 1980; Теплый Д.Л., 1984, 2006, 2008; Надиров Н.К., 1991; Bowry V.W. et al., 1992; Ланкин В.З. соавт., 2001; Хавинсон В.Х. с соавт., 2003; Кондратенко Е.И.,2003; Нестеров Ю.В., 2003; Котельников А.В., 2005). Как универсальный компонент клеточных мембран, -токоферол принимает участие в поддержании стационарного уровня свободнорадикального окисления в биомебранах, регулирует их проницаемость, а также стимулирует биосинтез белков, а исследования последнего времени свидетельствуют о полифункциональности действия -токоферола, непосредственно не связанных с его антиоксидантными свойствами (Капралов А.А. с соавт.,1993,1997; Yoshikawa T. et al., 2000; Maydani M. еt al., 2001; Parker L. еt al., 2001; Parks E.et al., 2003). Актуальность этой проблемы возрастает вследствие недостаточной изученности онтогенетических особенностей стресс-реактивности гипоталамо-адренокортикальной системы и необходимостью изучения стресс-протекторного действия -токоферола.
Цель исследования – изучить влияние иммобилизационного стресса и действие -токоферола на функциональное состояние нейроэндокринной системы гипоталамуса и надпочечников у молодых и старых мышей.
Для достижения намеченной цели были поставлены следующие задачи:
1. Выявить возрастные особенности физиологического состояния нейросекреторных клеток гипоталамуса (супраоптическое, паравентрикулярное, супрахиазматическое и аркуатное ядра) и пучковой зоны коры надпочечников.
2. Изучить особенности действия -токоферола на структуру нейросекреторных клеток гипоталамуса и адренокортикоцитов молодых и старых мышей в норме, и при стрессорном воздействии.
3. Определить изменения показателей перекисного окисления липидов при действии стресс-индуцирующего фактора и оценить степень стресс-протекторного действия -токоферола на этапах постнатального онтогенеза.
Научная новизна.
1. Впервые комплексно изучено влияние иммобилизационного стресса и стресспротекторного действия биоантиоксиданта -токоферола на гипоталамо-адренокортикальную систему нелинейных самцов мышей на этапах возрастной инволюции.
2. Получены новые данные об особенностях влияния -токоферола на функциональное состояние нейросекреторных клеток нонапептидергических и моноаминергических центров гипоталамуса, и спонгиоцитов коры надпочечников у молодых и старых животных.
3. Впервые дана сравнительная морфофизиологическая оценка тканеспецифических эффектов -токоферола на нейросекреторные клетки гипоталамуса, гепатоциты и эритроциты периферической крови молодых и старых мышей, и приведены доказательства высокой реактивности нейросекреторных клеток гипоталамуса к стрессогенному действию гипокинезии вне зависимости от возраста животных.
4. Впервые приведены данные о возрастных особенностях стресспротекторного действия -токоферола на клетки нейроэндокринных гипоталамических структур и кортикоциты надпочечников при интенсификации свободнорадикальных процессов индуцированных иммобилизационным стрессом.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Стрессогенный эффект иммобилизации на нейроэндокринные структуры гипоталамуса различается в зависимости: от особенностей структуры и функции нонапептидергических и моноаминергических гипоталамических центров, от реактивности к действию стрессора разных гипоталамических структур и в меньшей степени, от возраста животных;
2. Степень и направленность действия -токоферола на нейросекреторные клетки нонапептидергических и моноаминергических центров в значительной мере определяется возрастом животных;
3. Уровень перекисного окисления липидов гипоталамо-адренокортикальной системы существенно не зависит от возраста животных;
4. Стресспротекторное действие -токоферола на гипоталамические структуры наиболее выражено на этапе возрастной инволюции.
Теоретическая и практическая значимость. Результаты экспериментальных исследований позволяют существенно дополнить представления о закономерностях возрастных изменений гипоталамо-адренокортикальной системы на ранних и поздних этапах постнатального онтогенеза. Установленные возрастные морфофизиологические особенности нонапептидергических и моноаминергических структур гипоталамуса объясняют различия в реакции этих структур на действие стрессогенных факторов в зрелом и старческом возрасте.
Полученные данные вносят значительный вклад в понимание роли витамина Е ( -токоферола) в модификации функционального состояния нейроэндокринной и адренокортикальной систем при интенсификации свободнорадикальных процессов, характерных для этапа возрастной инволюции. Результаты исследований свидетельствуют о том, что продолжительное воздействие супрафизиологическими концентрациями -токоферола в дозах сопоставимых с терапевтическими, оказывает прооксидантный эффект на нейроэндокринные структуры у молодых животных и выраженный антиоксидантный эффект - у старых.
Результаты исследований экспериментально обосновывают принципиальное отличие в реакции кортикоцитов надпочечников и нейросекреторных клеток гипоталамуса на стресс-индуцированное повышение функциональной активности спонгиоцитов вне зависимости от возраста животных.
Полученные данные используются в учебном процессе при чтении лекций по физиологии человека и животных, чтении спецкурса по сравнительной физиологии нейроэндокринной системы в Астраханском государственном университете и в курсах лекций по нормальной и патологической физиологии в Астраханской государственной медицинской академии.
Результаты исследования инволюции гипоталамо-адренокортикальной системы в ходе онтогенеза млекопитающих и возможные пути адаптации к действию стрессогенных факторов представляют интерес для медицины и геронтологии.
Апробация работы. Результаты исследования доложены и обсуждены на VIII Международной научной конференции «Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря» (Астрахань, 2005); Международной научной конференции «Свободные радикалы, антиоксиданты и старение», посвященной 75-летию академика РАЕН, д.б.н., профессора Д.Л. Теплого (Астрахань, 2006); Материалах IV научной конференции «Гомеостаз и эндоэкология» с международным участием (Хургада, 2006); Материалах электронной конференции «Фундаментальные исследования» (Москва, 2006); Материалах 5-й Всероссийской конференции Бабухинские чтения (Орел, 2006). По теме диссертации опубликовано 8 работ, в т.ч. 2 из них – в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, изложения и обсуждения результатов собственных исследований, выводов. Общий объем диссертации 156 страниц с 14 таблицами и 55 рисунками. Список литературы включает 350 источников, в том числе 163 иностранных.
Морфология и нейроэндокринные функции нейронов крупноклеточных ядер гипоталамуса (СОЯ и ПВЯ) и их возрастные изменения
Нонапепдидергические гомориположительные формации у позвоночных в ходе филогенеза развиваются из инфундибулярного органа ланцетника (Поленов А.Л. 1963). Супраоптические ядра (СОЯ) располагаются латерально от зрительной хиазмы, а также вдоль боковых и верхних плоскостей зрительного тракта. Часть нервных клеток супраоптического ядра в каудальных частях располагается непосредственно в вентральных отделах медиальной эминенции. Первые нейросекреторные клетки (НСК) супраоптических ядер обнаруживаются на фронтальных срезах непосредственно впереди зрительной хиазмы. Над средней частью хиазмы вблизи эпендимы, выстилающей переднюю оптическую ямку, располагается группа нервных клеток, называемая супрахиазмальным ядром. При идентификации НСК основным является наличие в их цитоплазме нейросекреторных гранул. В пределах перикарионов НСК СОЯ и ПВЯ млекопитающих гранулы были обнаружены многими авторами (Kawabata I., 1966; Поленов А.Л., 1968; Войткевич А.А., Дедов И.И., 1972; Сааков Б.А., и др., 1972; Сенчик Ю.И., 1976; Flament-Durand J., 1985).
Нейроны супраоптических ядер представляют собой крупные нервные клетки овальной или неправильно многогранной формы, плотно прилежащие друг к другу. Супраоптические ядра богато васкуляризованы. Крупные сосуды часто пересекают все ядро и сосредоточены преимущественно в магистральных частях супраоптических ядер. В задней части нервные клетки этого ядра образуют скопление округлой формы. В каудальных частях вдоль оптического тракта нейроны супраоптического ядра обнаруживаются в виде отдельных крупных нервных клеток (Берсенев В.П.,1995; Глазова М.В., 2000). По данным А.Л. Поленова (1993) аксоны клеток СОЯ иннервируют ряд нейрогемальных органов (срединное возвышение, заднюю долю гипофиза, сосудистый орган концевой пластинки) и хороидальные сплетения. Идущие к ним волокна содержат окситоцин, вазопрессин, соматостатин, динорфин, галанин, ос-неоэндорфин (Schotman Н. et al.,1985; Swanson L.W., 1987; Arai R. et al., 1990). В целом внутригипоталамические зоны проекций СОЯ во многих ядрах перекрываются с таковыми из СХЯ и крупноклеточных подъядер ПВЯ (Lincoln D.W, Wakerley J.B.,1975; Harding A.J et al., 1995; Polston E.K. et al., 1998).
Нейросекреторный материал крупноклеточных ядер состоит из гормонов вазопрессина (ВП) и окситоцина (ОТ) и их белкового носителя - нейрофизина. В настоящее время Э.А. Асратяном с соавторами (1983) установлено, что ОТ и ВП могут синтезироваться и в СОЯ и в ПВЯ, тогда как ранее высказывали мнение о том, что синтез ОТ происходит преимущественно в ПВЯ, а синтез ВП - в СОЯ. В ряде работ показано, что у лактирующих крыс ОТ и ВП одновременно синтезируется в одних и тех же клетках СОЯ (Mezey С, Kiss J.Z., 1991; Ozaki Y. et al.,2002; Brown C.H. ,2004; Melnikova V.I. et al., 2006).
В гипоталамических нейросекреторных клетках отмечен чрезвычайно высокий уровень протеинового синтеза, интенсивная реакция на гидролитические и окислительные энзимы, высокое содержание цистеина, в связи с этим ПВЯ и СОЯ гипоталамуса рассматривают как единую часть нейроэндокринной системы (Поленов А.Л.,1993; Гриневич В.В., 1997; Ozaki Y., 2002).
Паравентрикулярные ядра (ПВЯ) помещаются вблизи эпендимы, в толще боковой стенки гипоталамуса и имеют форму конуса с вершиной, обращенной книзу. На фронтальных срезах нервные клетки этого ядра располагаются в виде треугольника. На уровне медиальной эминенции или воронки III желудочка на фронтальных срезах, примерно на уровне передней трети III желудочка, вблизи эпендимы появляются отдельные крупные клетки паравентрикулярных ядер.
ПВЯ в передних и срединных разрезах имеют форму прямоугольных треугольников. В паравентрикулярных ядрах различают две группы клеток: мелкоклеточную и крупноклеточную. Мелкоклеточная группа состоит из мелких полиморфных клеток и клеток типа зерен; она хорошо развита, располагается в вентральных участках ядер и прилегает к эпендиме III желудочка. Другая, крупноклеточная группа паравентрикулярных ядер состоит из крупных полиморфных нейронов, неправильно овальной или полигональной формы и располагается в наружных частях этих ядер (Тараканов Е.И.,1968; Hoffman N.W. et al., 1991; Tasker J.G., Dudek F.E ,1991; Поленов А.Л.,1993).
ПВЯ богато снабжены сосудами, образующими густую сеть между нервными клеткам обеих групп клеток ядра. В их латеральной части проходят крупные кровеносные сосуды. На этих фронтальных срезах можно наблюдать добавочные, или дополнительные, нейросекреторные ядра переднего гипоталамуса, располагающиеся между ПВЯ и СОЯ. Нервные клетки этих добавочных ядер крупной величины, имеют полигональную форму и сходны по строению с клетками СОЯ. Они обычно образуют скопления от 5 до 10—15 клеток, тесно связаны с крупными сосудами и располагаются вдоль сосудистых стенок (Ferguson A.V., et al., 1984).
По данным Bleier R. с соавторами (1979) ПВЯ представляют уникальный центр координации вегетативных функций организма, морфологическим субстратом которых может быть наличие в ПВЯ целого ряда самостоятельных нейронных популяций и субъядер. Благодаря их разнообразию, специфике нервных связей, нейро-медиаторного и нейро-пептидного профиля отдельные субъядра ПВЯ или их комбинации могут выполнять ключевую роль в регуляции различных обменных, эндокринных и вегетативных функций. Эти субъядра таюке тесно взаимодействуют между собой, обеспечивая функционирование ПВЯ как единого нервного центра.
ПВЯ относят к центрам интеграции защитных реакций организма (De Wied D., Burbach J.P.H., 1988; Versteeg D.H.G., 1990; Larsen PJ. et al., 1991). К последним относят регуляцию осмотического давления и иммунных реакций, оборонительное поведение, ноцицепцию и анальгезию, эмоциогенез, висцеральный гомеостаз (Jezova D. et al., 1995; Moos F. et al., 1998; Polston E.K. et al, 1998; O Carroll A.M. et al., 2003; Oliveira G.R. et al., 2004). Полифункциональность ПВЯ в значительной мере обусловлена тем, что его разные подъядра образуют разнонаправленные пути к определенным комплексам структур ЦНС. Эфферентные волокна из всех крупноклеточных подъядер ПВЯ содержат окситоцин, вазопрессин, динорфин, неоэндорфин и галанин (Palkovits et al., 1985; Hoffman et al.„ 1986; Arai et al., 1990; Brown C.H., 2004). Из большинства структур ПВЯ эфферентные волокна оканчиваются на нейронах различных популяций симпатических и парасимпатических центров, выполняющих сосудодвигательную функцию (Swanson L.W.,1987). Обширные связи ПВЯ со многими структурами пирамидной и экстрапирамидной систем указывают на участие ядра в регуляции двигательной активности в целом (Ferguson et al., 1984; Royce et al., 1991).
Биологическая роль и антиоксидантные свойства а-токоферола
Важным звеном антиоксидантной защиты являются вещества, способные взаимодействовать с электронами, продуктами цепного перекисного окисления (Владимиров Ю.А., Арчаков А.И., 1972; Журавлев А.И., 1975; Бурлакова Е.Б., Храпова Н.Г., 1986; Reiter R.J., 1995, Beckman J. et al., 1998; Владимиров Ю.А., 1998). Совокупность этих веществ составляет систему неферментативной антиоксидной защиты организма, подразделяемую на две группы — водорастворимые: аскорбиновая, лимонная кислоты (Айдарханов Б.Б. с соавт.,1989; Rose R.C.,Bode A.M., 1993), серосодержащие аминокислоты, катехоламины, альбумин (Зборовская И.А., Банникова М.В., 1995; Подколзин А.А. и др. 2000) и жирорастворимые биоантиокислители. К последним относят витамины группы Е-токоферолы (Журавлев А.И., 1975), большинство фосфолипидов (Сторожок Н.М.,1997; Гольдштейн и др., 2000), витамины групп К, Р (флавоноиды, билирубин), коэнзим Q-убихинон (Тимошин А.А. с соавт.,2000; Ключников С. О., Гнетнева Е. С.,2008; Ланкин В.З. с соавт.,2008) и некоторые стероидные гормоны (Журавлев А.И., 1975; Сейфулла Р.Д., Борисова И.Г., 1990; Подколзин А.А. и др.,2000).
По химическому строению витамин Е состоит из а-, Р-, у- и 5-токоферолов, причем наиболее активным является а-токоферол, который ингибирует 60% свободных радикалов (Храпова Н.Г.,1977; Brigelius-Flohe R. et al., 2002). Его высокая антирадикальная активность обусловлена стереоэлектронным эффектом хромановой структуры, стабилизируемой феноксильным радикалом (Айдарханов Б.Б. с соавт., 1989). Константа реакции К7 токоферолов, характеризующая антирадикальную активность ингибитора, имеет высокие значения ( 10 л/мол . с), что на 1-2 порядка выше константы К7 наиболее изученных синтетических антиоксидантов. Высокое значение константы К7 придаёт токоферолам определенную уникальность, т. к. они расходуются в окислительных реакциях прежде других веществ. Это исключает возможность случайного воздействия на скорость процессов, связанных с размножением клеток, и позволяет организму оберегать себя от вредного влияния окружающей среды (Храпова Н.Г., 1977; Гаркави Л. X. с соавт., 1998).
Токоферолы легко вступают во взаимодействие со свободными радикалами и активными формами кислорода, чем определяются их антиоксидантные свойства. Концепция антиоксидантного действия токоферола была сформулирована A.L. Tappel ещё в 1953 г. Для токоферола (как и для других природных антиокислителей) установлена существенная особенность: при реакции с перекисными радикалами он сам образует достаточно активные радикалы, способные вступать в другие обменные реакции (Храпова Н.Г., 1977). С увеличением концентрации введенного антиоксиданта эффективность его действия уменьшается, т.е. проявляется дозозависимый эффект (Журавлев А.И., 1975; Теплый Д.Л., Савин В.Ф., 1976; Теплый Д.Л., 1979, 1984,1990; Храпова Н.Г., 1981; Бурлакова Е.Б., Храпова Н.Г, 1986; Белов В.В., 2003; Козак М.В., 2003; Котельников А.В., 2005).
Согласно современным представлениям, ос-токоферол является полифункциональным стабилизатором биологических мембран и локализован в гидрофобной зоне липидного бислоя. Токоферолы, выполняя функцию антиоксидантной защиты, способны взаимодействовать со свободными радикалами липидов и синглетным молекулярным кислородом. Образующийся радикал токоферола малоактивен и способен к повторному акту взаимодействия с радикалами с образованием нейтральных продуктов (Айдарханов Б.Б. с соавт., 1989). В основе эффекта токоферола, обладающего рядом особенностей антиоксидантного действия, лежит его уникальное высокое сродство с перекисными радикалами (Храпова Н.Г., 1997)
В литературе имеются экспериментальные данные, свидетельствующие о наличии, по крайней мере, четырех механизмов, способных усиливать антиоксидантные эффекты токоферола: 1) регенерация их хроманоксильных радикалов (ферментами и аскорбатом); 2) синергизм с другими антиокислительными факторами (активацией протеинкиназы с форболовыми эфирами, водорастворимыми антиоксидантами); 3) образование в липидном биослое комплексов с металлами переменной валентности (железа и меди) (Yamamoto К.К. et al., 1988); 4) меж- и интрамембранный перенос токоферола из области мембран с высоким его содержанием в участки, где возникает дефицит токоферола (Тюрин В.А. с соавт., 1989). а-ТФ предохраняет от окисления эссенциальные жирные кислоты в различных тканях, особенно в печени и мозге. При реакции с перекисными радикалами он образует достаточно активные радикалы, способные вступать в другие обменные реакции. Радикалы, образующиеся при реакции токоферолов с перекисными радикалами, выполняют роль буфера, поддерживающего скорость окисления на определенном уровне. Эту особенность можно рассматривать как регуляторную: накопление природных антиоксидантов (токоферолов) в липидах выше оптимальных концентраций приводит к интенсификации окисления липидов, ускоренной утилизации избытка антиоксидантов и возвращению окислительных реакций на исходный стационарный уровень реагируя с пероксидными радикалами липидов сами при этом, окисляясь, токоферолы обрывают цепь окисления (Иванов И.И. с соавт., 1975; Петросян Э.А. с соавт., 2005; Теплый Д.Л., 2008)
В микросомах токоферол одинаково эффективно подавляет образование перекисей как в реакциях НАДФ-Н0-зависимого перекисного окисления, так и при аскорбатзависимом окислении. Ингибирование токоферолом перекисного окисления липидов в микросомах сохраняет целостность мембранных липидов и предотвращает нарушения ферментных систем мембран. Ряд исследователей полагают, что участие токоферола в этих процессах объясняет его диетарную потребность и тканевые поражения, наблюдаемые у животных при Е-авитаминозе (Журавлев А.И., 1975; Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф.,2007).
Особенности действия стресса и а-токоферола на цитоструктуру и морфометрические показатели функционального состояния нейросекреторных клеток гипоталамуса
Стресс и вызываемые им последствия оказывают огромное влияние на жизнь и здоровье организма. Стресс рассматривается как генерализованная реакция напряжения, возникающая при действии факторов, угрожающих благополучию организма или требующих интенсивной мобилизации его адаптационных возможностей (Селье Г., 1960,1972,1979). В формировании генерализованной стрессорнои реакции существенную роль играют межсистемные связи, которые в первую очередь реализуются между нервной, гормональной и висцеральной системами организма (Федоров Б.М., 1991).
Пусковым механизмом нейрохимических и гуморальных процессов стресс-реакции являются моноамины, активирующие гипоталамо гипофизарно-адренокортикальную систему (Еремина, Белякова, 1988). Таким образом, при стрессе моноамины в периферической крови появляются благодаря надпочечникам, а в портальном кровотоке - гипоталамусу, а вследствие выделения нейрогормонов снижается количество нейросекрета во всех отделах ГГНС, увеличивается объем ядер и ядрышек НСК за счет активации анаболизма (Красновская И.А., 1981; Поленов А.Л.,1993). В наших исследованиях прослеживается изменение относительной массы надпочечников в ходе экспериментального воздействия. Так, воздействие иммобилизационным стрессом сопровождалось выраженной гипертрофией и значительным приростом относительной массы надпочечников молодых и старых мышей. Предварительное введение а-токоферола перед стрессом нивелирует действие стресса и способствует приближению изученных показателей к контрольным значениям вне зависимости от возраста животных. Об особенностях действия стресса и а-ТФ на гипоталамус можно судить по цитоструктуре, кариометрическим и морфометрическим показателям нейросекреторных клеток нейроэндокринных центров (Поленов А.Л.Д968, 1993; Поленов А.Л. с соавт., 1996; Данилова О.А. с соавт., 1982; Бажанова Е.Д.,1996; Kamal Е. et al.,2001; Калмыков А.П., 2003; Кутлубаев М.А., 2007; Теплый Д.Л. 1985,1990,2008). Так, в наших экспериментах, стрессирование резко изменило характер распределения размеров ядер нервных клеток СОЯ и ПВЯ гипоталамуса молодых и старых мышей, сместив кривую кариометрического распределения влево, что свидетельствует об угнетении функциональной активности НСК. Отмечено развитие дистрофических процессов в нейроцитах: преобладание клеток удлиненной или полигональной формы с децентрализованным ядром, и гиперхромия цитоплазмы свидетельствующая, вероятно, о торможении выведения секрета в капиллярное русло. Морфометрический анализ подтвердил негативное действие иммобилизации на функциональное состояние НСК СОЯ и ПВЯ вне зависимости от возраста животных, хотя и в разной степени. Так, под влиянием стрессора отмечено уменьшение площади НСК СОЯ и ПВЯ гипоталамуса молодых мышей на 52% и 74% соответственно. У старых стрессируемых мышей площадь НСК СОЯ уменьшилась на 30% и ПВЯ на 12%. О характерных изменениях функционального состояния СОЯ и ПВЯ свидетельствуют и более ранние эколого-физиологические исследования, в которых показана реакция этих ядер на различные стрессорные факторы, воздействующие на организм (Larsen P. J. et al.,1991; Mezey Е., 1991; Поленов А.Л., 1993; Goncharuk V.D.,et. Al, 2002; O Carroll A.M.et al., 2003). В СХЯ молодых мышей стрессорные изменения проявились нечеткостью клеточных границ и изменением формы клеток СХЯ, хромофилией цитоплазмы, некоторой смазанностью границ уменьшенного в размерах ядра и набухании ядрышка, свидетельствующие о функциональной активности нейроцитов, тогда как в АЯ, наоборот, отмечено уменьшение размеров НСК при увеличенных ядрах, что свидетельствует об активации анаболизма (Palkovits М., 2008; Kubasik-Juraniec J., Knap N., 2009). У старых животных иммобилизация привела к более выраженным нарушениям: сморщиванию большей части нейронов СХЯ и АЯ, выраженной гиперхромии, кариоцитолизу и резкому уменьшению ядра нейроцитов АЯ (Поленов А. Л., Балонов Л.И., 1963). Кариометрический анализ функционального состояния нейроцитов СХЯ и АЯ показал, что воздействие иммобилизационным стрессом приводит к формированию мономодальности распределения, как у молодых, так и у старых мышей. Как и в случае с крупноклеточными ядрами (СОЯ и ПВЯ), в мелкоклеточных ядрах (СХЯ и АЯ) отмечено существенное уменьшение размеров клеточных ядер, что служит доказательством торможения функциональной деятельности НСК исследуемых областей гипоталамуса под влиянием стрессора и согласуется с исследованиями других авторов (Belova T.I. et al., 1990; Chen W.F. et al.,1995; Стадников A.A., Поленов А.Л., 1997; Kaiser S., 2003). Как известно, в состоянии физиологического покоя в мембранах клеток поддерживается определенный уровень ПОЛ, необходимый для поддержания фосфолипидного состава, регуляции проницаемости, активности ионного транспорта и других специфических функций, который находится на достаточно низком уровне, препятствуя развитию цепного окислительного процесса (Садовников И.П., 1986; Ланкин В.З., 1989, 2001; Зенков Н.К. и др., 1993; Зборовская И.А., 1995; Арутюнян А.В. и др., 2000; Дубинина Е.Е., 2006).
Особенности действия стресса и а-токоферола на цитоструктуру и морфометрические показатели функционального состояния нейросекреторных клеток гипоталамуса
В тех-же условиях в СХЯ молодых мышей витамин Е способствовал уменьшению размеров ядер, появлению в отдельных клетках вакуолей, оттесняющих ядро к периферии клетки, однако у старых животных нейроциты СХЯ не отличались по структуре от интактных. Найденные изменения следует, по-видимому, отнести к компенсаторно приспособительным, вызванным нарушением окислительного метаболизма, определяемого подавлением избытком токоферола функциональной роли свободнорадикальных процессов. Как известно (Теплый Д.Л., 1979, 2006; Капралов А.А. и др., 1993), увеличение концентрации воздействующих антиоксидантов, в частности а-ТФ, приводит к уменьшению эффективности его действия, проявляя выраженный дозазависимый эффект. В связи с этим, возможность проявления а-ТФ в разных ситуациях как антиоксидантного, так и прооксидантного действия, позволяет рассматривать а-ТФ как регуляторное соединение, способное поддерживать свободнорадикальные реакции организма в определенном уровне (Meydani М. et al., 1992; Mune М. et al., 1999; Зенков H.K. и др., 2003; Meydani, S.N. et al., 2005). Реакция АЯ на введение а-ТФ в двух возрастных группах оказалась сходной: отмечено некоторое уменьшение размеров нейронов, гиперхромия цитоплазмы, а у старых мышей еще и саттелитарная реакция. Кариометрический анализ функционального состояния СХЯ молодых и старых мышей показывает, что воздействие а-токоферолом способствовало некоторому снижению функциональной активности нейроцитов. Реакция АЯ, напротив говорит об увеличении функциональной активности нейроцитов в ответ на введение витамина Е. Функциональная активность каждого нейросекреторного центра, оцениваемая по величине ядрышек НСК, является величиной относительно постоянной, а появление различий между объемом ядер НСК служит отражением внутренних перестроек в нейросекреторном центре (Озирская Е.В, Поленов А.Л., 1997). Важно отметить, что под действием а-ТФ произошло значительное уменьшение площади ядер НСК СХЯ и АЯ, тогда как в крупноклеточной зоне гипоталамуса в СОЯ и ПВЯ отмечается их увеличение вне зависимости от возраста животных, что определяется различиями функциональной роли моноаминергических и нонапептидергических ядер гипоталамуса (Поленов А.Л..1993; Угрюмов М.В., 1996; Мамедов З.Г. с соавт., 2001). Эффективность действия а-токоферола на интенсивность свободнорадикальных процессов обусловлена его исключительно высокой антирадикальной активностью. , Молекула а-ТФ непосредственно взаимодействует с пероксидами и свободными радикалами с образованием токоферилхинона и димеров а-ТФ, прерывая тем самым процесс свободнорадикального ПОЛ (Барабой В.А., Сутковой Д.А., 1997; Зенков Н.К. и др. 2003). Подавление окислительных процессов в мембранах при увеличении уровня витамина Е в организме сопровождается значительным уменьшением физиологического уровня свободных радикалов, играющих определенную роль в генерации и проведении возбуждения в возбудимых тканях, и способствует угнетению фоновой активности коры больших полушарий головного мозга (Теплый Д.Л., Митрохин В.Н., 1977; Теплый Д.Л., 1983, 1984, 2008; Меньшикова Е.Б. и др.,2008). Так в наших экспериментах на старых мышах-самцах а-ТФ оказал характерное для него антиоксидантное действие: скорость спонтанного ПОЛ в гипоталамусе уменьшилась на 26% в сравнении с контролем и на 25% в сравнении с мышами получавшими а-ТФ и подвергавшимися стрессу, тогда как у молодых животных не отмечено достоверных различий скорости спонтанного ПОЛ в гипоталамусе относительно контроля. С возрастом у животных, как известно, происходит истощение антиоксидантной системы, таким образом а-ТФ проявил антиоксидантное действие именно у старых животных, подтверждая свободнорадикальную теорию старения (Кольтовер В.К., 1998; 2000; Гусев В. А., 2000; Дубинина Е. Е. и др., 2000; Beckman J. et al., 1998; Анисимов В. Н., 1999; 2000; Zingg J.M.et al., 2008). Степень торможения аскорбатзависимого ПОЛ а-токоферолом коррелировала с показателями спонтанного ПОЛ и оказалась достоверно ниже как в сравнении с контролем, так и в сравнении с величиной аскорбатзависимого ПОЛ у животных, стрессированных после предварительного введения а-ТФ у мышей обоих возрастных групп. Воздействие витамином Е на молодых мышей привело к значительному уменьшению уровня МДА в гипоталамусе в сравнении с этим же показателем у интактных животных. При сравнении эффектов витамина Е на нейроэндокринные центры гипоталамуса с действием тех же доз а-токоферола на печень, оказалось, что у животных, получавших витамин Е, скорость спонтанного ПОЛ в печени уменьшилась в сравнении с контролем у мышей обоих возрастных групп, что свидетельствует о проявлении а-токоферолом характерного для него антиоксидантного действия без выраженных возрастных различий. Степень торможения аскорбатзависимого ПОЛ а-ТФ коррелировала с уровнем спонтанного ПОЛ. Введение витамина Е интактным животным привело к уменьшению исходного уровня МДА в печени в сравнении с контрольными показателями, принятыми за 100%. У получавших а-ТФ мышей, концентрация МДА в гомогенатах печени была достоверно ниже на 10%, чем у животных контрольной группы вне зависимости от возраста. В гипоталамусе под действием а-ТФ уровень малонового диальдегида был достоверно ниже на 12% в сравнению с печенью. Полученные результаты определяются, вероятно, тканеспецифическими особенностями метаболических процессов в данных органах (Shukitt-Hale В. et al.,1999; Мажитова М.В., 2000; Поздняков О.Г. и др., 2003; Дубинина Е.Е., 2006 Park S.K. et al., 2008). Введение витамина Е способствовало значительному увеличению перекисной резистентности эритроцитов (на 58%), как у молодых, так и старых мышей исследуемой группы в сравнении с интактными животными.
Гистоструктура пучковой зоны коры надпочечников молодых и старых животных, получавших длительное время витамин Е сходна: радиальное расположение клеток сохранено, и утрачено лишь в отдельных участках, а-Токоферол на площадь ядер клеток пучковой зоны коры надпочечников существенного влияния, по нашим данным, не оказал.
Предваряющее стресс двухнедельное введение а-токоферола повлияло на морфологические особенности СОЯ и ПВЯ молодых мышей, о чем свидетельствует усиление гиперхромии цитоплазмы и ослабление развития дистрофических процессов. У старых мышей воздействие витамином Е, предваряющее стресс, улучшило цитоструктуру НСК СОЯ и ПВЯ. Таким образом, а-ТФ проявил стресспротекорный эффект, что является доказательством более высокой чувствительности и реактивности нонапептидергических структур на воздействие стрессора у молодых мышей по сравнению со старыми (Бажанова Е.Д., 1996).
