Многочисленными клиническими наблюдениями установлено, что нарушения репродуктивной системы организма, вызванные воздействием неблагоприятных факторов внешней среды на женский организм вне беременности, обусловлены дисфункцией гипоталамо-гипофизарно-гонадных отношений.
Экспериментальные исследования, выполненные в лаборатории, показали, что одной из наиболее ранних и выраженных реакций репродуктивной системы при хроническом влиянии ряда неблагоприятных факторов внешней среды является нарушение суточных ритмов секреции ГнРГ, а также контролирующих его секрецию нейромедиаторов в гипоталамусе. Так, в опытах на самках крыс были показаны суточные изменения содержания ГнРГ в СОКП, а также содержания дофамина (ДА) и серотонина (5-ОТ) в гипоталамических структурах, обеспечивающих синтез и секрецию ГнРГ, – в преоптической области и в срединном возвышении. Хроническое воздействие нейротоксического ксенобиотика толуола приводило к нарушению привычных суточных ритмов содержания ГнРГ, а также нейромедиаторов ДА и 5-ОТ и их метаболитов 3,4-диоксифенилуксусной кислоты и 5-оксииндолилуксусной кислоты.
Показано, что экзогенно вводимый мелатонин может обладать антистрессорным действием, которое обусловливается его способностью синхронизировать нарушенные под влиянием стресса колебательные процессы в организме, а также модулировать функцию стресс-лимитирующих и стресс-реализующих (эндокринных) механизмов.
В связи с этим представлялось целесообразным изучение возможности мелатонина восстанавливать нарушенные под влиянием толуола циркадианные ритмы в ПО и СВ, что явилось предметом настоящего рассмотрения.
1.3 Материалы и методы экспериментов
Эксперименты были выполнены на крысах-самках линии Вистар массой 180-220 г. Животные содержались в виварии с искусственной вентиляцией и контролируемым световым режимом (день 8.00-20.00, ночь 20.00-8.00), получали стандартную пищу и воду.
Эксперимент включал 4 группы по 10 животных в каждой.
Первую контрольную группу составили интактные животные.
Во вторую группу вошли животные, получавшие мелатонин.
В третью – подвергавшиеся воздействию толуола на уровне предельно допустимой концентрации (ПДК), установленной гигиенистами для воздуха рабочей зоны предприятий (50 мг/м3), и получавшие мелатонин (ПДК+мелатонин).
Животные четвертой группы подвергались ингаляции ксенобиотика на уровне порога хронического воздействия (10 ПДК), установленного по общетоксикологическим показателям (500 мг/м3), и также получали мелатонин (10 ПДК+мелатонин).
Раствор мелатонина готовился ex tempora из расчета 10 мкг/мл. Эпифизарный гормон растворяли в 1 мл этанола, затем разводили до требуемой концентрации получаемой животными питьевой водой. Животных допускали к поилкам, содержащим раствор мелатонина, с 18.30 вечера до 8.00 утра. Подачу гормона осуществляли накануне ингаляции толуола 5 дней в неделю. Воздействию паров толуола животные подвергались в специальных затравочных камерах в течение 4-х часов в день 5 дней в неделю на протяжении 2-х месяцев.
Забой животных производили как в утреннее (11-12 часов), так и в вечернее (17-18 часов) время. Из мозга декапитированных крыс выделяли ПО и СВ, замораживали в жидком азоте и хранили при -70оС. После размораживания исследуемые структуры мозга подготавливали к хроматографическому анализу. Количественный анализ биогенных аминов в структурах мозга проводили методом ВЭЖХ с электрохимическим детектированием. Содержание веществ рассчитывали в нанограммах на миллиграмм белка, который определяли по методу Лоури.
Статистическую обработку данных выполняли с использованием t-критерия Стьюдента. В качестве критерия достоверности принимали р<0,05. Для оценки вклада различных факторов (время, толуол, мелатонин) в изменение концентрации исследованных веществ применяли трехфакторный дисперсионный анализ.
1.4 Результаты и обсуждение
Установлено, что содержание ДА, норадреналина (НА) и 5-ОТ в ПО, а также уровень ДА в СВ гипоталамуса подвержены суточным колебаниям, причем во всех отмечаемых случаях утреннее содержание нейромедиатора было выше его вечернего уровня. Ингаляция толуола вызывала сдвиги в содержании нейромедиаторов в ПО и СВ, приводившие к полной или частичной потере обнаруженной в этих областях циркадианной ритмичности. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о нарушении центрального звена регуляции репродукции при действии толуола. Следует отметить, что наиболее значительные сдвиги в содержании биогенных аминов в исследованных областях мозга наблюдались при ингаляции в дозах на уровне ПДК. В основном отмечали повышение вечернего уровня нейромедиаторов (НА, ДА в ПО, ДА в СВ), однако в случае 5-ОТ в ПО и НА в СВ наблюдалось изменение их утреннего содержания по сравнению с контролем. Все эти данные подтверждают результаты исследований, проведенных ранее в лаборатории.
Эффект хронического введения животным мелатонина в отношении изменения уровня биогенных аминов и их суточной ритмики в двух исследованных областях гипоталамуса, вопреки ожиданиям, оказался во многом сходным с влиянием ингаляции толуола. У животных, получавших мелатонин, в ПО происходило нарушение циркадианных ритмов нейромедиаторов за счет значительного повышения их уровней в вечернее время по сравнению с контролем (p<0,001 для НА; p<0,02 для ДА и 5-ОТ). В СВ мелатонин повышал вечернее содержание НА по сравнению с контрольными показателями (p<0,01) и снижал утренний уровень ДА (p<0,02), что приводило к потере суточной ритмичности последнего.
При хронической ингаляции толуола на фоне введения эпифизарного гормона в ПО и СВ наблюдались изменения в уровне нейромедиаторов и соответственные нарушения циркадианных ритмов их содержания, сходные с обнаруженными в группе, получавшей только мелатонин. Вместе с тем, в группе ПДК+мелатонин обнаружено изменение направленности суточного ритма НА в ПО за счет значительного повышения его вечернего уровня по сравнению с утренними значениями в той же группе (p<0,01), что обусловлено совместным действием двух факторов: хронического введения мелатонина и ингаляции толуола. При ингаляции животным толуола в дозах 10 ПДК с одновременным введением мелатонина в ПО отмечено характерное для контроля значительное повышение утреннего содержания ДА по сравнению с его вечерним уровнем (p<0,01). При этом абсолютные значения содержания ДА в этой группе в утренние часы превышали контрольные, а также наблюдаемые при введении одного мелатонина показатели (p<0,05).
Метод трехфакторного дисперсионного анализа выявил повышение под действием мелатонина содержания НА, ДА и 5-ОТ в ПО (p<0,001), а также НА в СВ (p<0,05) и снижение уровня ДА в СВ (p<0,05) в данных, объединенных по времени суток и наличию или отсутствию воздействия толуола.
Обобщая вышеприведенные данные, следует отметить, что в СВ суточные колебания исследуемых нейромедиаторов были не так выражены, как в ПО, что согласуется с ранее полученными результатами. Неожиданным оказался тот факт, что действие мелатонина было сходно с влиянием толуола и проявлялось в нарушении суточных ритмов биогенных аминов в исследуемых структурах мозга, главным образом в ПО. Естественно, что, обладая в данных условиях десинхронизирующим эффектом, гормон не мог восстанавливать циркадианные ритмы, нарушенные под влиянием толуола. Наличие в группе 10 ПДК+мелатонин характерного для контроля повышения утреннего уровня ДА в ПО по сравнению с его вечерним содержанием с трудом можно рассматривать как восстановление нормального суточного ритма этого нейромедиатора. Причиной тому служит несоответствие контрольным показателям абсолютных значений уровня ДА в группе 10 ПДК+мелатонин, а также десинхронизирующее действие, которое оказывал гормон на содержание ДА в ПО.
Полученные результаты расходятся с данными о том, что регулярные инъекции мелатонина в определенное время суток восстанавливают утраченную периодичность колебательных процессов у животных. Однако следует отметить, что в опытах, о которых идет речь, синхронизирующие свойства этого гормона проявлялись только у животных, находившихся в условиях десинхроноза из-за длительного пребывания в темноте, и оценивались, в основном, путем исследования поведенческих реакций, таких как индивидуальная суточная локомоторная активность. Другая причина расхождений может заключаться в том, что, как отмечается в литературе, мелатонин может обладать противоположными эффектами в зависимости от вида животного, продолжительности введения мелатонина и времени суток, когда животные его получали. Следует отметить также, что некоторые литературные сведения соответствуют полученным нами данным. Так, например, в опытах на крысах показано увеличение содержания НА и ДА в гипоталамусе в целом, а также повышение уровня 5-ОТ в ПО и других отдельных гипоталамических зонах после хронического введения животным мелатонина. Отмечено также изменение суточных ритмов содержания ДА и 5-ОТ в медиабазальном гипоталамусе новорожденных крыс под влиянием однократного введения им этого гормона.
Вместе с тем, полученные результаты могут представлять немалый интерес в связи с изучением биохимических процессов, обусловливающих многообразие эффектов мелатонина. Поскольку точные механизмы действия гормона эпифиза на гипоталамо-гипофизарную ось регуляции репродукции и на циркадианную ритмику в СХЯ гипоталамуса остаются невыясненными, можно выдвинуть лишь некоторые предположения, объясняющие полученные нами результаты. Не исключено, что длительное, в течение двух месяцев, введение мелатонина могло само по себе явиться стрессирующим фактором и вызвать различные эндокринные и нейроэндокринные нарушения, следствием которых явилось изменение общего содержания и суточной ритмики нейромедиаторов в различных гипоталамических областях. Появились сведения о том, что введение крысам мелатонина в течение 2-х месяцев приводит к увеличению концентрации в крови гонадотропных гипофизарных гормонов на определенных стадиях эстрального цикла, а также стимулирует секрецию лютеинизирующего и фолликулостимулирующего гормонов в ответ на введение ГнРГ. Отмечено также влияние мелатонина на суточные ритмы секреции лютеинизирующего гормона у овец. Недавно обнаружено повышение синтеза ГнРГ у старых крыс в ответ на введение им эпифизарного гормона. Ранее нами было высказано предположение о том, что усиление синтеза и транспорта ГнРГ в вечернее время может быть обусловлено ослаблением тормозных влияний ДА, 5-ОТ и отчасти НА, которые обычно блокируют выделение этого нейрогормона в кровь. Можно предположить, что повышение общего уровня нейромедиаторов и нарушение их циркадианных ритмов в ПО и СВ могло явиться ответом по механизму обратной связи на изменения содержания и суточных ритмов ГнРГ и контролируемых им гонадотропных гипофизарных гормонов под влиянием мелатонина.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50
