Введение к работе
Актуальность темы
Вследствие увеличения средней продолжительности жизни человека женский организм в течение более 20-25 лет пребывает в условиях возрастного изменения гормонального гомеостаза, обусловленного прекращением циклических процессов в репродуктивной системе. В связи с этим актуальными являются исследования, направленные на изучение механизмов регуляции репродуктивной функции, ее возрастных изменений, с целью разработки мер для контроля и возможного продления репродуктивного периода. Исследования, проведенные в последние десятилетия, направлены на раскрытие сложных механизмов развития нормального функционирования и угасания репродуктивной системы. Отмечено, что изменения в механизмах центральной регуляции репродуктивной функции самок крыс, наблюдаемые в процессе старения, сходны с нарушениями, вызванными воздействием некоторых соединений, которые обладают нейротоксическим действием (ароматические углеводороды, ацетат свинца, диоксан и др.) [Арутюнян А.В., 1997J. Аналогичным образом действует используемый в данном исследовании 1,2-диметилгидразин, что позволяет рассматривать его использование in vivo как модель преждевременного старения репродуктивной системы женского организма. Несмотря на то, что она является одной из наиболее чувствительных систем организма к изменению окружающей среды, отмечается неспецифический характер ее реакции на воздействие различных химических и физических факторов. Это свидетельствует об определенных нарушениях центральных механизмов регуляции репродуктивной функции под действием неблагоприятных факторов, независимо от их природы [Арутюнян А.В., 2003; Arutjunyan et al., 2003].
Процессу овуляции, с которого начинается отсчет каждого репродуктивного цикла, предшествует ряд гормональных изменений в организме, среди которых важнейшим является резкое повышение в крови уровня гонадотропных гормонов гипофиза, вызванное гиперсекрецией гонадолиберина. Для осуществления преовуляторного пика секреции гонадолиберина необходимо взаимодействие двух сигналов - гормонального, заключающегося в повышении уровня в крови синтезируемых яичниками половых стероидов в период, предшествующий овуляции, и циркадианного сигнала, ежедневно поступающего из супрахиазматических ядер (СХЯ) гипоталамуса к нейрональным структурам, ответственным за синтез (МПО) и секрецию (СВ-Арк) этого нейрогормона [Palm I.F., 1999, 2001]. Оба эти сигнала передаются к гонадолиберинэргическим нейронам опосредовано через нейромедиаторные системы.
Несмотря на то что роль циркадианного осциллятора СХЯ гипоталамуса в протекании эстрального цикла в настоящее время не вызывает сомнений, многие вопросы, связанные с молекулярной организацией этого процесса у животных с сезонным и несезонным размножением, а также у человека, остаются невыясненными. Имеются данные о роли катехоламинергических и
пептидергических систем в нейроэндокринной регуляции репродуктивной функции [Chappell Р.Е., 2005]. Однако по-прежнему мало изученными остаются вопросы, связанные с изменением содержания неиромедиаторов в структурах гипоталамуса, ответственных за синтез и секрецию гонадолиберина. Недостаточно изучена роль пинеальной железы и продуцируемого ею мелатонина в регуляции репродуктивных циклов и их возрастных нарушениях.
Цель и задачи исследования
Целью исследования являлось изучение роли биогенных аминов в изменении процессов гипоталамической регуляции репродуктивной функции с возрастом, а также в модели преждевременного старения репродуктивной системы, и возможности коррекции выявленных нарушений с помощью мелатонина и пептидных препаратов пинеальной железы.
Для достижения указанной цели были поставлены и последовательно решены следующие задачи:
-
Исследовать суточную динамику и общее содержание биогенных аминов в гипоталамических структурах, осуществляющих регуляцию репродуктивной функции (медиальная преоптическая область и срединное возвышение с аркуатными ядрами) на разных стадиях астрального цикла у крыс.
-
Изучить возрастные изменения содержания и суточной динамики катехоламинов (норадреналина и дофамина) в структурах гипоталамуса, ответственных за синтез (медиальная преоптическая область) и секрецию (срединное возвышение с аркуатными ядрами) гонадолиберина.
-
Изучить влияние геропротекторных препаратов пинеальной железы (эпиталамина и эпиталона) и мелатонина на суточную динамику и общее содержание исследуемых катехоламинов в медиальной преоптической области и срединном возвышении с аркуатными ядрами гипоталамуса в экспериментальной модели преждевременного старения репродуктивной системы (введение 1,2-диметилгидразина).
-
Исследовать воздействие пептидных биорегуляторов пинеальной железы эпиталона и эпиталамина на клеточный рост при культивировании фрагментов медиальной преоптической области гипоталамуса молодых и старых крыс.
Научная новизна
Впервые особое внимание было уделено регистрации времени изменения содержания биогенных аминов в медиальной преоптической области и срединном возвышении с аркуатными ядрами гипоталамуса, что имеет важное значение для формирования преовуляторного пика гонадолиберина, обусловливающего нормальное течение репродуктивных циклов. Показано, что значительное снижение уровня норадреналина в медиальной преоптической области и повышение уровня дофамина в
срединном возвышении с аркуатными ядрами происходит на стадии проэструса в узком временном интервале между 9:30 и 11 ч циркадианного времени.
Впервые проведена оценка зависимости изменений в уровне различных нейромедиаторов в структурах гипоталамуса, ответственных за синтез и секрецию гонадолиберина (ГнРГ) от овариального и циркадианного сигналов, оказывающих специфическое действие на моноаминергические системы гипоталамуса. Установлено, что обнаруженная суточная динамика содержания норадреналина в медиальной преоптической области и дофамина в срединном возвышении с аркуатными ядрами не зависит от уровня половых стероидов в крови. Выявлено, что содержание норадреналина в срединном возвышении с аркуатными ядрами и дофамина в медиальной преоптической области подчиняется зависимости иного рода и определяется стадией эстрального цикла экспериментальных животных. Отмечено сохранение нормальной суточной динамики содержания норадреналина в медиальной преоптической области в условиях постоянной темноты, что доказывает ее зависимость от работы циркадианного осциллятора в супрахиазматических ядрах гипоталамуса.
Получены новые данные о роли катехоламинов в процессах возрастного изменения и выключения циклических процессов в репродуктивной системе самок крыс. Впервые показано, что с возрастом начальные этапы угасания репродуктивной функции сопровождаются изменением нормальной суточной динамики содержания катехоламинов - норадреналина и дофамина, в структурах гипоталамуса, ответственных за синтез и секрецию гонадолиберина, связанным с предполагаемым нарушением работы циркадианного осциллятора в супрахиазматических ядрах гипоталамуса.
Впервые обнаружен протекторный эффект эпиталамина на суточную динамику содержания норадреналина в медиальной преоптической области и эпиталона на суточный ритм содержания дофамина в срединном возвышении с аркуатными ядрами, нарушенные при воздействии 1,2-диметилгидразина. Показано, что введение мелатонина на фоне нарушения в гипоталамусе ритма содержания катехоламинов, регулирующих синтез и секрецию гонадолиберина, приводит к нормализации их суточной динамики. Установлено также, что исследованные пептидные препараты пинеальной железы стимулируют при органотипическом культивировании развитие эксплантатов медиальной преоптической области гипоталамуса молодых и старых самок крыс.
Практическая значимость
Экспериментальное исследование роли катехоламинов в процессах центральной регуляции репродуктивной функции и изучение молекулярной организации этого процесса, способствует пониманию сложных механизмов выключения репродуктивной функции в процессе старения женского организма и ее нарушений при действии неблагоприятных факторов окружающей среды.
Полученные результаты о защитном действии мелатонина и пептидных препаратов пинеальной железы при нарушении астрального цикла под влиянием 1,2-диметилгидразина (модель преждевременного старения репродуктивной системы) являются перспективными в практическом отношении с точки зрения использования этих соединений для коррекции нарушений в гипоталамической регуляции репродуктивной функции.
Основные положения, выносимые на защиту
-
Суточные ритмы содержания катехоламинов формируют нейромедиаторный фон, необходимый для реализации пика секреции гонадолиберина.
-
Начальные этапы возрастного угасания репродуктивной функции сопровождаются нарушением нормальной суточной динамики катехоламинов в структурах гипоталамуса, ответственных за синтез и секрецию гонадолиберина, связанным с предполагаемым изменением работы циркадианного осциллятора в супрахиазматических ядрах гипоталамуса.
-
Мелатонин, эпиталамин и эпиталон способствуют сохранению и (или) восстановлению нормальной суточной динамики катехоламинов в гипоталамических структурах, ответственных за регуляцию репродукции, нарушенной в экспериментальной модели старения репродуктивной системы, вызванного введением 1,2-диметилгидразина.
-
Пептидные препараты пинеальной железы стимулируют развитие эксплантатов медиальной преоптической области гипоталамуса молодых и старых крыс in vitro.
Апробация и реализация диссертации Материалы исследования доложены и обсуждены на совместном заседании лаборатории перинатальной биохимии и отдела эндокринологии НИИ акушерства и гинекологии СЗО РАМН. Результаты исследования были представлены на 4-м Национальном конгрессе геронтологов и гериатров Украины «Проблемы старения и долголетия» (Киев, Украина, 2005), Всероссийской научной конференции «Перспективные направления использования лабораторных приматов в медико-биологических целях» (Сочи-Адлер, 2006), VII Международной конференции «Биоантиоксидант» (Москва, 2006), VI Европейском конгрессе международной ассоциации геронтологов и гериатров (Санкт-Петербург, 2007), VIII Международном симпозиуме «Биологические механизмы старения» (Харьков, Украина, 2008), Конгрессе «Экотоксины и здоровье» (Санкт-Петербург, 2008), V Всероссийской Научно-практической конференции «Общество, государство и медицина для пожилых» (Санкт-Петербург, 2008).
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 12 работ, в том числе 5 статей в журналах и в сборниках научных трудов (из них 3 статьи в журналах, включенных в перечень ВАК Минобрнауки РФ), 7 тезисов докладов.
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, главы описания материалов и методов исследования, результатов и обсуждения собственных исследований, заключения, выводов и списка литературы. Текст диссертации изложен на 138 страницах, содержит 4 таблицы и иллюстрирован 36 рисунками. Указатель литературы содержит 205 источников, из которых отечественных -51, зарубежных - 154.
![Роль [B]-эндорфина в нейроэндокринной регуляции функций иммунной системы](/i/i/4239/406786.png "Роль [B]-эндорфина в нейроэндокринной регуляции функций иммунной системы Гейн Сергей Владимирович")
