dissertation Kotel`nikova SV - Астраханский государственный

Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Астраханский государственный университет»
На правах рукописи
Котельникова Светлана Владимировна
НЕЙРОЭНДОКРИННЫЙ ГОМЕОСТАЗ В УСЛОВИЯХ ТОКСИЧЕСКОГО
СТРЕССА ПРИ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ ОСВЕЩЕННОСТИ
Специальность 03.03.01 – физиология
Диссертация
на соискание ученой степени
доктора биологических наук
Научный консультант
доктор биологических наук,
профессор Д.Л. Теплый
Астрахань – 2015
2
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
Введение
5
Глава 1. Обзор литературы
13
1.1. Современные представления о центральной регуляции цирканнуальных ритмов млекопитающих
13
1.2. Влияние длительности фотопериода на функциональное состояние организма
25
1.2.1. Цирканнуальные ритмы различных физиологических пока-
25
зателей интактных организмов
1.2.2. Сезонные ритмы стрессоустойчивости организма
31
1.2.3. Десинхроноз как компонент общего адаптационного синдрома
1.3. Влияние кадмия на функциональные системы организма
1.3.1. Кадмий как экополлютант
33
39
39
1.3.2. Пути поступления кадмия в организм. Летальные и полулетальные дозы
1.3.3. Воздействие кадмия на клеточный метаболизм
42
44
1.3.4. Влияние кадмия на функции органов и тканей и их регуляцию
1.3.5. Хронотоксические эффекты кадмия
49
53
1.4. Гендерные 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
67
3
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 гипоталамуса 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 нейроэндокринных центров гипоталамуса
139
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 нейроэндокринных 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 цитоструктуру
эпифиза
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
4.5. Обсуждение результатов исследований
228
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
5.4. Обсуждение результатов исследования
243
246
Заключение
248
Выводы
257
Список сокращений и обозначений
259
Библиографический список
260
5
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования. Биологические ритмы, сформировавшись на
протяжении многовековой эволюции, являются универсальным инструментом
адаптации животных к периодическим изменениям в окружающей среде. Нейрофункциональную 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 супрахиазматические ядра (СХЯ) гипоталамуса, согласующие воспринимаемую освещенность с
эндогенными осцилляторными ритмами. Через проекции волокон ретиногипоталамического тракта СХЯ контактирует с супраоптическим (СОЯ), паравентрикулярным (ПВЯ), вентрамедиальным (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 адаптаций 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 А.М., 2004).
6
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 А.І,
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.Г., 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 A.H. et al., 2006b), повреждение мембранных липопротеинов, инактивацию ферментов (Матолінець О.М., 2000; Нейко Є.М. с соавт.,
2003), и увеличение частоты апоптоза (Poliandri A.H. 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 (Ko-
7
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 (Włostowski T. 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 реципрокные 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 нейроэндокринной 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:
1. Изучить сезонную динамику функционального состояния нейроэндокринных центров гипоталамуса при естественном освещении у животных
разного пола.
2. Исследовать влияние интоксикации хлоридом кадмия на синтетическую
активность ядер гипоталамуса и общую токсикорезистентность в разные
сезоны года у самцов и самок.
3. Изучить сезонные изменения и реакцию на токсический стресс гравиметрических показателей висцеральных органов животных обоего пола.
8
4. Проанализировать влияние искусственных фоторежимов (световой и
темновой деприваций) и интоксикации хлоридом кадмия на функциональную активность нейроэндокринных центров гипоталамуса.
5. Выявить влияние измененных фоторежимов на общую токсикорезистентность самцов и самок к хлориду кадмия.
6. 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 токсикорезистентности 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
9
интоксикации хлоридом кадмия. При этом у самок по сравнению с самцами отмечена повышенная реактивность к условиям фотодеприваций и снижение токсикорезистентности 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 хроноконтролирующими 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.
10
Выявленные в работе закономерности сезонных колебаний токсикорезистентности 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»
ФГОУ ВПО «АГТУ».
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Функциональная активность нейроэндокринных ядер гипоталамуса и эндокринных желез изменяется по сезонам года. Эти изменения тканеспецифичны, а
в гипоталамусе – определяются функциональной специализацией нейроэндокринного центра.
2. Сдвиг нейроэндокринного гомеостаза, возникающий в центрах гипоталамуса под влиянием соли кадмия, зависит от фазы цирканнуального ритма и пола животного.
3. Изменения световых режимов оказывают воздействие на функциональное
состояние нейроэндокринных центров гипоталамуса и эндокринных желез и меняют 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,
11
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 ХХI 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.
12
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.
13
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Современные представления о центральной регуляции
цирканнуальных ритмов млекопитающих
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 супрахиазматическое 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 O., Maccari S., 2007).
Для воспроизведения и поддержания циркадной осцилляции необходим минимальный набор из семи групп генов: Clock (ген Clock), Bmal, (гены Bmal1,
Bmal2), Per (гены Per1, Per2, Per3), Cry (гены Cry1, Cry2), CKI (гены CKIε, CKIδ)
и гены Rev-erbα и Rorα (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
14
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 Per2 и
Cry2 имеют выраженный 24-часовой цикл как у крыс обоего пола, а Per1 и Cry1
изменяются в течение суток только у самок (Quintela T. et al., 2014).
Одним из факторов, который формирует основы для сезонных адаптаций, является гетерогенность индивидуальных осцилляторов, наблюдаемая в пределах
СХЯ (Aton S.J., Herzog E.D., 2005). СХЯ содержит по крайней мере две осцилляторные 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. et al., 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 C. 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 по NPY, пептиду, синтезируемому в
этом нервном центре, нарушается подгонка паттернов двигательной активности к
изменяющемуся фотопериоду (Kim H.J., Harrington M.E., 2008).
15
Полагают, что внеклеточным, паракринно действующим в пределах СХЯ
сигналом, ответственным за синхронизацию его субпопуляций может быть NO
(Plano 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 O. et al., 2009).
Морфологическими методами в СХЯ выявлены две зоны, отличающиеся по
синтезируемым пептидам и функциональной ориентации (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Вентролатеральная и дорсомедиальная зоны СХЯ гипоталамуса
Вентролатеральный отдел является афферентным звеном (СХЯvl), он получает прямые сигналы от сетчатки через ретиногипоталамический тракт и представлен в основном нейронами, синтезирующими вазоинтестинальный полипептид (VIP) (Угрюмов М.В., 1999). Разрушение этой области приводит к полному
исчезновению ритмической двигательной активности у грызунов (Yan L. et al.,
2007). Именно VIP считают ключевым фактором, необходимым для внутреннего
кодирования сезонной информации (Lucassen E.A. et al., 2012). VIP опосредует
16
синхронизацию ритмов в clock-генах как в пределах СХЯ, так и между СХЯ и периферическими органами. Отсутствие этого пептида у нокаутных мышей меняет
как амплитуду циркадианных ритмов, так и фазу взаимосвязи СХЯ с периферическими органами (Loh D.H. et al., 2011). СХЯvl считают также ответственным за
различия в циркадианной активности дневных и ночных животных (Schwartz
M.D. et al., 2009). Доказано, что расположение суточных пиков вазопрессина и
VIP у животных, ведущих ночной образ жизни отличается от таковых у представителей, предпочитающих дневные формы активности (Mammen A.P., Jagota A.,
2011).
В дорсомедиальной области располагаются большей частью вазопрессинергические нейроны, этот отдел ядра является эфферентным, передающим влияние
пейсмекера на функциональную мишень (СХЯdm) (Угрюмов М.В., 1999).
В пределах СХЯ обнаружены также гораздо меньшие по размерам популяции нейронов, синтезирующих гастрин-релизинг пептид (ГРП). Фармакологическое введение ГРП in vivo или in vitro может менять фазу циркадианных ритмов, а
у мышей со сниженным содержанием рецептора к ГРП замедленна смена фаз.
Показано, что ритм экспрессии рецептора к ГРП не эндогенной природы, а находится под фотическим контролем, и облегчает взаимодействие субпопуляций
СХЯ при смене ритмических фаз свето-темнового цикла (Karatsoreos I. N. et al.,
2006). Кроме того, в СХЯ обнаруживается экспрессия нейроглобина – нейронального гетеропротеина, подобного миоглобину и гемоглобину, экспрессия которого
максимальна в дневное время и минимальна в ночное (Hundahl C.A. et al., 2008).
СХЯ управляет активацией нейронов, синтезирующих гонадотропин (Hickok
J.R., Tischkau S.A., 2010), и кисспептин, осуществляя взаимосвязь сезона года и
цикла размножения (Robertson J.L. et al., 2009). За запуск экспрессии кисспептина
отвечает СХЯvl, в то время как активация гонадотропин-нейронов управляется
СХЯdm. Обнаружено, что амплитуда возникающего в результате ритма половых
гормонов зависит от фазы, когерентной между двумя зонами СХЯ (Smarr B.L. et
al., 2012).
17
Современные представления о механизмах участия пейсмекеров в запуске
процессов, предваряющих сезон размножения, включают следующую цепь событий. Рецепторы к мелатонину на аденоцитах, синтезирующих тиреотропин, через
систему цАМФ воспринимают сигнал о длине дня (Barrett P., Bolborea M., 2012).
Выпускаемый ими тиреотропин действует паракринно как фактор, регулирующий
сезонную репродукцию, на клетки эпиндимы в пределах медиобазального гипоталамуса (танициты), индуцируя экспрессию дейодиназы 2 типа (Dio2) и дейодиназы 3 типа (Dio3) – ферментов, активирующих тиреоидные гормоны. Система тиреотропин/Dio2/Dio3 обнаруживает высокую степень фотопериодической чувствительности (Król E. et al., 2012; Hazlerigg D., 2012; Kampf-Lassin A., Prendergast
B.J., 2013; Rani S., Kumar V., 2014; Ebling F.J., 2014) и, по-видимому, филогенетически консервативна, она одинакова у млекопитающих и птиц (Dardente H., 2012).
Локальная активация тиреоидных гормонов в медиобазальном гипоталамусе приводит к запуску секреции гонадотропинов у животных, адаптированных к длинному дню и напротив, тормозит ее у животных, содержавшихся в условиях короткого дня (Ikegami K., Yoshimura T., 2012; Wood S., Loudon A., 2014). Введение
трийодтиронина в медиобазальный гипоталамус хомячкам, адаптированным к короткому дню вызывало увеличение аппетита, массы тела и размера тестикул, что
характерно для животных в условиях длинного дня (Murphy M. et al., 2012). Изменения в содержании Dio2 и Dio3 зависимы от истории фотопериода, и в разные
фазы годичного цикла могут как находиться под контролем аденогипофиза, так и
быть независимы от него (Sáenz de Miera C. et al., 2013).
Методом гибридизации in situ была доказана фотостимуляция и фотоподавление экспрессии генов TSHβ, CGA, Dio2 and Oatp1c1, увеличенных в период
длинного дня, и Dio3 and MCT-8, экспрессия которых повышалась при коротком
дне (Ross A.W. et al., 2011). В молекулярных механизмах активации нейронов,
синтезирующих гонадолиберин, важную роль играет тиреоидный транскрипционный фактор 1, осуществляющий контроль их часовых генов (Matagne V. et al.,
2012). Эти нейрональные системы могут синергично модулировать сезонные изменения репродуктивной функции (Lai P. et al., 2012).
18
В механизмах регуляции репродукции при передаче циркадианного сигнала
из СХЯ гипоталамуса к гипоталамическим структурам, ответственным за синтез и
секрецию гонадолиберина, участвуют и биогенные амины. Показано, что ряд нейротоксических соединений (1,2 –диметилгидразин, толуол) вызывает нарушение
суточных ритмов норадреналина, дофамина и серотонина в преоптической области, серединном возвышении и СХЯ у самок крыс. При этом суточные ритмы норадреналина сохранялись в условиях отсутствия освещения, что свидетельствует
об их истинной циркадианной природе, а ритмы синтеза дофамина не наблюдались при полной темноте, что указывает на участие в их регуляции нейронов ретиногипоталамического тракта. Синтез и секреция эндогенных опиоидных пептидов, оказывающих ингибирующее влияние на секрецию гонадолиберина и гонадотропинов, подвергается в медиобазальном гипоталамусе суточным колебаниям
с минимумом в утренние часы и максимумом вечером и/или ночью. Суточные
ритмы содержания биогенных аминов, нарушающиеся под влиянием нейротоксикантов, имеют противоположную динамику. Снижение содержания опиоидных
пептидов, сопровождаемое повышением уровня биогенных аминов в утреннее
время, может создавать благоприятные условия для формирования преовуляторного пика гонадолиберина в проэструсе (Арутюнян А.В. с соавт., 2005).
Обратная связь приводит к высокой эстроген-зависимости СХЯ. Известно,
что овариоэктомия снижает экспрессию белка Fos в СХЯ и приводит к исчезновению суточных ритмов в СХЯdm, и эти изменения снимаются введением эстрогена
(Peterfi Z. et al., 2004). Кроме повышения активности СХЯ, введение эстрогена
снижает потребление пищи у овариэктомизированных крыс (Takamata A. et al.,
2011). В то же время кастрация лишь незначительно увеличивает продукцию белка Fos, но уже в СХЯvl (Peterfi Z. et al., 2004). В пределах СХЯvl обнаружены рецепторы к андрогенам. Эта область ядра получает информацию о уровне как эстрогенов в крови через межколенный листок и ядра шва, имеющие рецепторы к эстрогенам и посылающие свои аксоны к СХЯ, так и андрогенов, через рецепторы
на поверхности клеток СХЯ. Эта информация позволяет СХЯ соотносить свето-
19
вые сигналы с готовностью гонад для запуска процесса воспроизводства
(Karatsoreos I.N., Silver R., 2007).
Подгонка ритмов осуществляется не только к внешним сигналам (температура, освещение), но и к внутренним, таким как концентрации кортикостероидов,
инсулина, грелина и других. Эти сигналы опосредуют цикл сон-бодрствование и
все виды активности, с ними связанные. На этот «фон» накладываются выработанные индивидуально условные рефлексы. Показано, что на работу циркадианных систем влияют 1) индивидуальные различия в чувствительности к внутренним и внешним варьирующим сигналам, 2) время, прошедшее с последнего приема пищи, 2) время до следующего приема пищи, 3) общая продолжительность
пищевой депривации (Silver R., Balsam P., 2010). Энергетический метаболизм модулирует циркадианную и цирканнуальную ритмику (Mendoza J. et al., 2005).
В условиях, когда ритмичность СХЯ нарушена и световые временные сигналы недоступны (постоянное освещение), молекулярные часы СХЯ могут воспринимать временные сигналы из изменений в метаболическом статусе организма,
вызываемых регулярным поглощением пищи (Novakova M. et al., 2011; Mistlberger
R.E., Antle M.C., 2011). В случае же исключения ритмичности поступления пищевых сигналов (при свободном доступе к пище) подопытные животные утрачивают
ритмы двигательной активности и приема пищи (Polidarova L. et al., 2011). Аналогичным образом кормление в темную фазу суток также десинхронизирует центральные и периферические циркадианные системы и подавляет ночную секрецию соматотропина (Glad C.A. et al., 2011).
Интеграторами световых и несветовых (доступность питательных веществ)
возможно, являются грелин и серотонин (Kirsz K., Zieba D.A., 2012), а также
орексин-А (он же гипокретин-1) (Vanitallie T.B., 2006). Показано, что фотопериод,
воспринимаемый структурами СХЯ, «настраивает» периферические осцилляторы,
изменяя паттерны экспрессии белков Per2 и Rev-erbα в печени (Parkanova D. et al.,
2012).
Циркадная система состоит из иерархически организованных генных сетейосцилляторов, состоящих из центральных и периферических звеньев (рис. 1.2).
20
Есть мнение, что СХЯ – не единственный центральный осциллятор, а только
один из нескольких, тесно связанных между собой. Так, С.В.Владимиров и М.В.
Угрюмов (1995) отвели центральную роль в настройке ритмических процессов в
организме двум главным осцилляторам Y и X, находящимися в мозге. Вторичные
осцилляторы, по их мнению, представленны периферическими эндокринными
железами и органами. «Y» осциллятор находится в СХЯ переднего гипоталамуса
и контролирует ритм двигательной активности, чередования сна и бодрствования,
ритмы экскреции Na+ и Са2+ почками. Локализация «Х» осциллятора неизвестна,
но авторы полагают, что им могут быть супраоптическое (СОЯ) и паравентрикулярное (ПВЯ) ядра гипоталамуса. «Х» осциллятор контролирует ритмы температуры тела, содержания кортизола в плазме крови, почечную экскрецию К+ и диурез. Оба центральных пейсмекера связаны между собой посредством серотонинэргических, норадреналинэргических и других связей.
Рис. 1.2. Иерархическая система взаимодействия осцилляторов циркадной системы
отметки времени (Колчанов Н.А. с соавт., 2005)
Последние исследования в этом направлении показывают, что взаимодействия с СХЯ с различными функциональными образованиями гипоталамуса могут
определять те или иные аспекты ритмических процессов в организме, расширяя
наши представления о числе осцилляторов, представляющих верхний иерархический уровень. Так, связи СХЯ с ПВЯ определяют терморегуляцию, исходя из
внешних колебаний температуры и условий питания. Пищевая депривация сни-
21
жает температуру тела в светлую фазу суток (Tokizawa K. et al., 2009). В условиях
пищевой депривации возникающее пищевое поведение грызунов формируется на
фоне снижения активности СХЯ и повышения активности дорсомедиального гипоталамуса (ДМГ). При этом снижение синтеза с-fos в СХЯ является следствием
активации GABA-нейронов в ДМГ, имеющих проекции к СХЯ. Повреждение
ДМГ приводят к потере или уменьшению пищевого поведения, но одновременно
увеличивают активность СХЯ. Последующее разрушение СХЯ восстанавливает
утраченное пищевое поведение (Acosta-Galvan G. еt al., 2011). Повреждение дорсомедиального ядра гипоталамуса также отменяет снижение локомоторной активности, что наблюдается у грызунов при переходе от длинного фотопериода к
короткому (Jarjisian S.G. et al., 2015).
Центральный осциллятор задает через периферическую нервную и эндокринную системы свой ритм периферическим генным сетям-осцилляторам, которые в той или иной мере подстраиваются под него, в том числе формируют тканеспецифическое запаздывание ритма. Внешние воздействия или изменение
внутренней среды организма могут также влиять на работу циркадных осцилляторов. Показано, что периферические циркадные осцилляторы легче, чем центральный подвергаются перенастройке или захватыванию такими внешними воздействиями, как двигательная активность или прием пищи (Колчанов Н.А. с соавт., 2005). В 2000-2004 годах вышла серия работ швейцарской и американской
исследовательских групп, руководимых Юли Шиблером и Майклом Менакером.
В экспериментах, проведенных учеными, ночных грызунов кормили только в
светлое время суток. В результате постепенно шло рассогласование циркадной
активности часовых генов в висцеральных органах с циркадной ритмикой супрахиазматического ядра. Возвращение же к нормальным синхронным биоритмам
происходило сразу после начала кормления животных в обычное для них время
бодрствования, то есть ночное время суток.
Обратные связи с периферическими осцилляторами способствуют образованию интегрированных ответов, учитывающих такие факторы, как время суток, сезон, поступление питательных веществ, репродуктивный статус и даже настрое-
22
ние. Основываясь на всей этой информации, мозг устанавливает баланс различных частей отклика осцилляторов центрального уровня, заставляя их подгонять
конкретные индивидуальные ритмы согласно текущей ситуации (Buijs R.M.,
2013).
Подгонка ритмики организма к требованиям внешних сезонных условий идет
также при участии центров гипоталамуса, ответственных за энергетический метаболизм. Супрахиазматическое ядро получает большое количество афферентных
проекций из ретрохиазменной области, включающей аркуатное ядро (АЯ). Полагают, что эти проекции могут играть важную роль в реализации нейроэндокринных механизмов нефотической модуляции активности СХЯ. Существуют как возбуждающие, так и ингибиторные проекции в СХЯ из области АЯ. Лептин, гормон
жировой ткани, способен оказывать влияние на уровень спонтанной активности
нейронов СХЯ и на параметры, характеризующие процессы кодирования информации этими клетками, а также модулировать реакцию нейронов СХЯ на афферентацию из АЯ (Инюшкин А.Н., Дайбл Р.Е.Д., 2003).
Аркуатное и вентромедиальное ядра относятся к интегративным центрам
гипоталамуса, контролирующим ряд жизненно важных гомеостатических параметров и приспособительных реакций. Рядом исследователей отмечено участие аркуатного и вентромедиального ядер в сезонных перестройках организма. Так, выявлена экспрессия генов-часов (Clock и Bmal1) в ряде экстрасупрахиазматических участков, в том числе в АЯ, которое наряду с ПВЯ сохраняло ритмичность при содержании клеток в культуре (Wyse C.A., Coogan
A.N., 2010; Abe M. et al., 2002). Влияние сезона отмечено также на генную эксперссию меланокортин-3 рецептора в АЯ (Peacock W.L. et al., 2004), экспрессию рецепторов к тиреотропин-релизинг гормону в АЯ (Ebling F.J. et al., 2008),
рецептора к мелатонину в ВМЯ (Bittman E.L., Weaver D.R., 1990), рецепторов к
лептину (long-form leptin receptor) в АЯ и ВМЯ (Ellis C. et al., 2008). Содержание
амфетамин-регулируемых транскрипт в АЯ джунгарских хомяков также имеет
обратную зависимость от длины фотопериода (Khorooshi R. et al., 2008).
23
Нейроны СХЯ гипоталамуса передают световую информацию, воспринимаемую глазами, в эпифиз через ствол верхней грудной части спинного мозга и
симпатические нейроны верхнего шейного ганглия. В темное время суток сигналы от СХЯ вызывают увеличение синтеза и высвобождения норадреналина из
симпатических окончаний. Этот нейромедиатор возбуждает рецепторы, расположенные на мембране пинеалоцитов, стимулируя, таким образом, синтез мелатонина. Свет угнетает продукцию и секрецию мелатонина, и поэтому его максимальный уровень в эпифизе и крови человека и животных наблюдается в ночные
часы, а минимальный – в утренние и дневные (Анисимов В.Н., 2010). Показано,
что сывороточный профиль мелатонина относителен к характеристике возраста,
пола и общих нейропсихологических расстройств (Kalman J., Kalman S., 2009). В
мембранах пинеалоцитов также обнаружены рецепторы половых гормонов, в том
числе эстрогенов, повышающих синтез мелатонина (Arendt J., 2005). С другой
стороны, один из физиологических эффектов мелатонина заключается в торможении секреции гонадотропинов (Barrenetxe J. et al., 2004). Механизм этого торможения обусловлен влиянием мелатонина на экспрессию кисспептина в АЯ и передневентральном перивентрикулярном ядре, и RF-амид-связанного пептида 3
(RFRP-3) в ДМГ, недавно обнаруженных мощных регуляторов гонадотропин содержащих нейронов. У самца сирийского хомяка снижение синтеза кисспептина в
АЯ под влиянием мелатонина осуществляется независимо от отрицательной обратной связи с уровнем тестостерона (Simonneaux V., 2012; Simonneaux V. et al.,
2013). В то же время отмечено, что на поверхности кисспептинергических клетов
АЯ присутствуют рецепторы к пролактину (что подтверждает связь с СХЯ), но
отсутствуют рецепторы к мелатонину (Li Q. et al., 2011). Возможно, эффект опосредован тиреотропином, чей синтез в аденогипофизе регулируется мелатонином.
Введение тиреотропина хомякам, адаптированным к короткому дню, вызывало
комплекс физиологических изменений, характерных для перехода грызунов от
короткого к длинному дню, в том числе изменялось и содержание кисспептина и
RFRP-3 в гипоталамусе (Klosen P. et al., 2013).
24
Следует отметить, что мелатонин, помимо эпифиза, вырабатывается также в
ЖКТ энтероэндокринными клетками кишки при поглощении пищи, богатой
триптофаном (Reiter R.G. et al., 2011).
Образование мелатонина имеет сезонные ритмы. Синтез гормона падает с
увеличением длины дня и, напротив, возрастает с ее уменьшением. При этом меняется характер формирования ночного пика этого гормона, что может быть одним из механизмов, обеспечивающих возникновение сезонных ритмов (Arendt J.,
2005).
Рецепторы к мелатонину MT1 и MT2 обнаружены в аденогипофизе, в СХЯ, а
также на лимфоидной ткани. Мелатонин, вырабатываемый эпифизом, связывается
рецепторами MT2 СХЯ, облегчая его вовлечение в фазу повышения уровня секреции транскриптов часовых генов mPer1 и mCry1 (Pffefer M. et al., 2012). Рецепторы к мелатонину в лимфоидной ткани участвуют в модуляции иммунитета фотопериодом (Haldar C., Ahmad R., 2010). Мелатонин через его гипотермические
свойства непосредственно затрагивает циркадный ритм температуры тела (Van
Reeth O., Maccari S., 2007).
Разрушение или деафферентация СХЯ нарушает циркадианные ритмы многих гормонов, а также двигательную активность и питьевой режим (Rusak B.,
Zucker I., 1979). Интересен ряд экспериментов, связанных с односторонней деструкцией этого нейроэндокринного центра, развивающие представления о его
асимметрии и сезонных перестройках взаимодействия входящих в состав осцилляторов. Так, в период летнего солнцестояния деструкция правого СХЯ у крыс
сопровождается аритмией локомоторной активности, облегчением светозахватывания температурного ритма, ослаблением или утратой внутренней синхронизации между ритмами локомоторной активности и температуры. В период же зимнего солнцестояния электролитическое повреждение правого СХЯ вызывает облегчение перестройки поведенческого ритма в свободно текущее состояние,
улучшение светозахватывания температурного ритма, формирование противофазных взаимоотношений между ритмами локомоторной активности и температуры (Замощина Т.А. с соавт., 2004). В периоды солнцестояний свободно текущие
25
+
2+
ритмы выведения Na и Ca с мочой контролируются левым и правым СХЯ, причем в регуляции натриевого ритма наиболее заинтересовано левое СХЯ, а в регуляции кальциевого ритма – правое СХЯ. Слабая чувствительность калиевого ритма к повреждению СХЯ указывает на то, что этот ритм контролируется иным осциллятором, не локализованны в СХЯ (Замощина Т.А. с соавт., 2005).
1.2. Влияние длительности фотопериода на функциональное
состояние организма
1.2.1. Цирканнуальные ритмы различных физиологических показателей
интактных организмов
Наиболее важным ритмообразующим фактором является свет, который сигнализирует о смене дня и ночи, а также смене сезонов. У многих видов изменение
продолжительности дня при смене сезонов отражается в изменении ритма активности и отдыха, а также оказывает влияние на разные феномены, такие как настроение, продуктивность и гормональная секреция (Wirz-Justice A., 2007).
В экспериментах на сибирских хомячках, которые демонстрируют хорошо
выраженные сезонные ритмы в физиологии и поведении, включая воспроизводство, энергетический баланс, массу тела, и окраску волосяного покрова, вскрыты
механизмы распознавания пейсмекерными системами фаз годового ритма. Оказалось, что для перехода к следующей фазе очень важна информация о предыдущей. Происходит ли увеличение или сокращение гонад при длине дня в промежутке светового периода от 16 часов, который однозначно стимулирует, до 10 часов, который однозначно запрещает воспроизводство, зависит от того, были ли
предшествующие световые дни короче или длиннее промежуточного. Изменения
в длине дня закодированы продолжительностью ночной секреции мелатонина.
Устранение мелатонинового сигнала к соединяющему ядру таламуса (nucleus reuniens) препятствовало проявлению репродуктивного ответа грызунов на наступление длинного светового периода, в то время как устранение сигналов мелатонина и в СХЯ, и к соединяющему ядру нарушало ответ организма на «историю» светового периода (Teubner B.J., Freeman D.A., 2007).
26
В течение года меняется чувствительность организма к самому фактору освещения. Так, показано, что при коротком фотопериоде чувствительность сенсорных систем хомяков к световым сигналам выше, и меньшие дозы освещения способны вызывать продукцию белков pErk, Per1 и cFos в СХЯ (Glickman G. et al.,
2012).
В зависимости от ритмов функционирования гипоталамо-гипофизарной системы меняется и активность желез-мишеней. Цикличность колебаний концентрации гормонов приводит, соответственно, к изменению активности ферментов,
уровня метаболитов, конечному метаболическому эффекту гормона и проявлению
определенных физиологических функций. Интеграция колебательных процессов в
организме синхронна, иерархична и имеет ряд временных фаз с преобладанием
тех или иных гормональных или метаболических процессов (Мулик А.Б. с соав.,
2009).
Цирканнуальные ритмы затрагивают как популяционную динамику, так и
содержание отдельных физиологически активных веществ и других проявлений
жизнедеятельности индивидуального организма. Известно, что в зимний период
наблюдается повышенная смертность многих видов мелких грызунов (Лохмиллер
Р.Л., Мошкин М.П., 1999). У людей с коротким днем связано увеличение частоты
инфекционных заболеваний (Brock M.A., 1983), высокий уровень самопроизвольных абортов во время эмбрионального периода беременности (Булик Т.С., 2006),
различные виды сезонных депрессий и аффективных расстройств (Михайлов Б.В.,
2003; Dalton E.J. et al., 2000).
На самцах полевки Eothenomys olitor и полосатого хомяка показано, что, несмотря на постоянную массу тела в течение года, относительные массы внутренних органов и некоторых тканей значительно разнятся от сезона к сезону. Эти
различия сопровождались изменениями жировой массы тела, уровней лептина,
трийодтиронина и тироксина в плазме крови, количества поглощаемой пищи и
интенсивности термогенеза, а также изменениями интенсивности транскрипции
генов, кодирующих нейропептид Y, про-опиомеланокортин, кокаин и амфетаминрегулируемых транскрипт в аркуатном ядре гипоталамуса. Все эти изменения
27
подтверждают гипотезу «установочной точки» для физиологической адаптации
организма к смене сезонов (Wan-Long Z., Zheng-Kun W., 2015; Zhao Z.J. et al.,
2014). Схожие изменения массы тела и репродуктивного статуса обнаружены и у
несезонно размножающихся грызунов, таких как инбрадная линия крыс Fischer
344 (Tavolaro F.M. et al., 2015).
Особый интерес исследователей вызывают изменения в течение года функционального состояния иммунной системы. В опытах на хомяках Peromyscus maniculatus показано, что зверьки, содержащиеся в условиях короткого светового
дня, отличаются от особей, содержащихся при длинном световом дне, большей
массой селезенки, более высокой иммунореактивностью, повышенным числом
клеток белой крови, более быстрым заживлением ран, а также более выраженной
пролиферацией Т-лимфоцитов (in vitro) в ответ на стимуляцию конканавалином А
(Лохмиллер Р.Л., Мошкин М.П., 1999).
В исследованиях на разных видах животных природных популяций отмечено
определенное сходство сезонных изменений иммунитета. При этом проявления
зимней иммуносупрессии встечаются чаще, чем иммуностимуляции. Об иммуносупрессии свидетельствуют снижение зимой пролиферативного ответа лимфоцитов на добавление в культуральную среду митогенных факторов, зимнее снижение циркулирующих иммуноглобулинов в природных популяциях мышей, связанные с временем года инволюция и восстановление размеров таких органов, как
тимус и селезенка (Лохмиллер Р.Л., Мошкин М.П., 1999). У здоровых людей зимой установлено повышение уровня частоты обнаружения аутоантител, который
снижается в период восстановления естественной солнечной активности, к маю
(Лютфалиева Г.Т. с соавт., 2005). Однако обнаруживаются и явления иммуностимуляции, в частности, увеличение массы тимуса в зимние месяцы у хлопкового
хомяка и красной полевки. У хлопкового хомяка выявлено также зимнее увеличение количества лейкоцитов, клеточности селезенки, прироста концентрации IgM в
ответ на введение чужеродных эритроцитов и пролиферативной реакции лимфоцитов (Лохмиллер Р.Л., Мошкин М.П., 1999).
28
Своеобразие цирканнуальной динамики обнаруживается даже по отдельным
показателям активности иммунной системы. Исследования иммунитета здоровых
студентов мужского пола показало, что содержание иммуноглобулина класса G у
них было достоверно ниже весной, чем зимой и осенью, в то время как иммуноглобулины классов А и М за четыре изученных сезона не менялись. Фагоцитарная
активность была наиболее высокой зимой, тогда как осенью и весной ее показатели были достоверно ниже, не отличаясь друг от друга. Фагоцитарное число было
также выше зимой. Содержание циркулирующих иммунных комплексов наиболее
высоким было в осенний период. Содержание CD3 лимфоцитов существенно
меньше осенью и весной, чем зимой. Авторы делают вывод, что наиболее неблагоприятным временем года в плане влияния на иммунную систему студентов является весна, в меньшей степени – осень (Харчиков К.С., 2009). К сожалению, из
сферы внимания авторов исследования был исключен летний период, тогда как
сезонные изменения целого ряда физиологических функций показывают, что основные 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. Так, пики обострения сезонно-аффективных
расстройств приходятся на весенний и осенний периоды (Михайлов Б.В., 2003).
Зимой головная боль возникает чаще, чем летом, но значительно реже, чем весной
и осенью (Анисимов В.Н., 2006). Кардиограмма студентов с жалобами на неустойчивые боли в сердце, сделанная зимой, весной, летом и осенью, только зимой
и летом выявила признаки миокардиальной дистрофии и тенденцию к понижению
миокардиальной сокращаемости (Гоженко А.І, 2006). В то же время гипертензия у
подростков в условиях сезонного климата чаще обнаруживается в осенний период
по сравнению с весенним (Андреева С.С., 2007). У взрослых мышей было отмечено зимой и летом повышение количества клеток-предшественников, образующих
колонии для фибробластов, и его снижение весной и осенью (Бутенко Г.М. с соавт., 2000), а концентрация кортикостерона у них была зимой и летом выше, чем в
другие сезоны года (Лабунець І.Ф. с соавт., 2003).
29
Сезонные ритмы выявляются в содержании в организме большинства гормонов. Показано, что у здоровых женщин уровень адреналина, норадреналина, кортизола, инсулина, С-пептида и прогестерона в сыворотке крови достоверно выше
в зимний период года, дофамина, альдостерона, активность ренина плазмы и эстрадиола – весенний, тестостерона и пролактина – летний, а ТТГ – осенью. Максимальные значения лептина в сыворотке крови здоровых женщин наблюдались в
зимнее время года, а минимальные – летнее (Коротеева Т.В. с соавт., 2010). Отмечено, что усиленная выработка серотонина весной в связи с увеличением длины
светового дня (Aksoy A. et al., 2004), приводит к увеличению аэробной фракции
лактатдегидрогеназы в мышцах и повышению динамической работоспособности
крыс (Виноградова И. А. с соавт., 2007). Концентрация тестостерона у взрослых
мышей летом в 15 раз выше, чем зимой (Лабунець І.Ф. с соавт., 2003). У самцов
крыс уровни гонадолиберина лютеинизирующего гормона и тестостерона также
были выше летом, чем зимой, в то время как содержание фолликулостимулирующего гормона, измеренное в эти периоды, не отличалось (Liu X.Y. et al., 2013). Сезонные ритмы лютеинизируещего гормона и тестостерона были обнаружены и у
мужчин. Максимальные значения наблюдались в течение июня-июля, минимальных уровни гормонов зафиксированы в течение зимы и ранней весны (Andersson,
A.M. et al., 2003). Летом по сравнению с зимой у хомячков отмечены более высокие уровни активного α-меланоцитостимулирующего гормона (α-МСГ) и βэдорфина в гипоталамусе (Helwig M. et al., 2013). У лошадей годовые пики плазменного содержания АКТГ и α-МСГ были зарегистрированы осенью, а концентрации кортизола – весной (Cordero M. et al., 2012). Сезонные ритмы секреции
гормонов сопровождаются ультраструктурными перестройками эндокриноцитов.
Так, летний пик секреции пролактина у овец происходит на фоне увеличения размеров лактотрофов в гипофизе и возрастания содержания в них гранул с пролактином (Christian H.C. et al., 2015).
Отмечены сезонные изменения циркадианной динамики содержания кортикостероидов и катехоламинов, а также различных физиологических показателей
(Борисенков М.Ф., 2008; Мулик А.Б. с соавт., 2009). Например, рецепторы к гис-
30
тамину, нейромедиатору в ЦНС, контролирующему целый ряд процессов, включая цикл сон-бодрствование, а также биологические ритмы, имеют как циркадианные, так и сезонные ритмы. Установлено, что суточная динамика уровня связывания [3Н]-циметидина, лиганда к гистаминовым рецепторам, у крыс-самцов имеет в основном два повышения, причем осенью и зимой отмечалось преобладание
ночного пика, а весной и летом – дневного. Годовая динамика выявила два пика –
в феврале и ноябре, максимум функциональной активности Н2-рецепторов определялся в феврале, минимум – в декабре (Годоражи О.Ю., 2010). Обнаружена сезонная динамика интенсивности пролиферации клеток в гипоталамусе, таламусе и
аденогипофизе овец (Migaud M. et al., 2011).
Время года оказывает существенное влияние на циркадианную организацию
системы крови. У здоровых людей сезонные колебания показателей систем гемостаза и фибринолиза с одной стороны и вязкости крови с другой стороны характеризуются определенными адаптационно-компенсаторными взаимодействиями:
наибольшая гиперкоагуляция в осенне-зимний период сопровождается снижением вязкости крови в эти сезоны, а максимальные гипокоагуляционные сдвиги в
весенне-летний период – повышением вязкости крови с достижением наибольших
значений данного показателя в летнее время года (Паршина С.С., Токаева Л.К.,
2010). У практически здоровых мальчиков 10-17 лет наблюдалось выраженное
снижение процессов эстерификации холестерина осенью по сравнению с другими
сезонами (Третьякова Т.В. с соавт., 2005).
Характер циркадных биоритмов паттернов и интегральных показателей свободного поведения интактных крыс в тесте «открытое поле» также зависел от
времени года. Максимум активности грызунов наблюдался в основном в 16 часов,
однако в некоторые месяцы он смещался на 12 или 20 часов. Годовая динамика
характеризовалась повышением уровня большинства паттернов и суммарных
критериев в марте-мае, сентябре-октябре и декабре (Годоражи О.Ю., 2010).
Можно отметить, что цирканнуальные ритмы свойственны практически всем
функциональным системам организма и носят более сложный характер, нежели
мог бы быть объяснен исключительно корреляционными связями с освещенно-
31
стью. Очевидно, что реализуемые ритмы – результат суперпозиции влияний целого ряда индивидуальных осцилляторов, многие из которых обладают индивидуальной тканеспецифичной задержкой. Следует признать, что большая часть исследований, посвященных сезонным отличиям ограничивается двумя контрастными сезонами и выполнена на особях одного пола, что затрудняет понимание
механизмов, формирующих специфику функционирования организма в тот или
иной период.
1.2.2. Сезонные ритмы стрессоустойчивости организма
Важным с прикладной точки зрения является изучение чувствительности и
резистентности организма в зависимости от времени года. Поскольку физиологические процессы различных систем организма в разные временные периоды могут
быть как на подъеме, так и на спаде, очевидно, что именно биоритмы лежат в основе неодинаковой реакции организма в разные часы суток, сезоны года и разные
годы солнечного цикла, то есть организм обладает хронорезистентностью и хронореактивностью (Ежов С.Н., Кривощеков С.Г., 2004).
В отличие от стресс-системы, адаптивная ценность которой является «реактивной» к неожиданным экологическим изменениям, у циркадной системы есть
«прогнозирующая» адаптивная роль, поскольку она готовит организм к ежедневным изменениям в окружающей среде. Недавние исследования на животных и человеке показали наличие сильных взаимодействий между циркадными системами
и стресс-системой. Чувствительность организма к острому стрессору изменяется
как функция времени суток и времени года представления стрессора. С другой
стороны, функционирование циркадной системы модулируется стрессом (Van
Reeth O., Maccari S., 2007).
Установлено, что в реакциях адаптации определяющую роль играет гипоталамо-гипофизарная система. Механизм этих реакций подробно рассмотрен А.Л.
Поленовым (1980). Им введено представление о двойном нейрогормональном
контроле функций периферических железсо стороны как пептидных, так и моноаминовых нейрогормонов.
32
Одним из важных факторов, обуславливающих хронорезистентность организма, является ритмическое колебание в крови кортикостероидов и катехоламинов.
Супрахиазматическое ядро участвует в ритмическом освобождении глюкокортикоидов. Это влияние осуществляется как через гипоталамо-гипофизоадреналовую ось, так и вторичным путем, возможно, с привлечением симпатической иннервации надпочечников, благодаря чему ритмический выброс кортизола
сохраняется и при отсутствии ритмических изменений АКТГ. Для обратной связи
кортизол – гипоталамо-гипофизо-адреналовая ось решающим фактором выступает именно тайминг пиков секреции гормона, нежели его абсолютное количество в
крови (Lilley T.R. et al., 2012). Глюкокортикоидные гормоны поддерживают амплитуду ритма глиального волокнистого кислого белока астроцитов в нормальных значениях, модулируя таким образом пластичность нейроглиальных взаимодействий в пределах СХЯ. В связи с этим ежедневные колебания циркулирующих
глюкокортикоидов фактически вовлечены в модуляцию световых эффектов, внося
свой вклад в адаптацию циркадной системы к изменениям фотопериода (Bosler O.
et al., 2009).
Показано, что уровень кортизола в слюне человека обратно коррелирует с
уровнем депрессии, стресса, беспокойства. Его концентрация выше летом и ниже
зимой (Thorn L. et al., 2011; Quispe R. et al., 2014). У мышей осеннее повышение
иммунореактивности сочеталось с ростом базальной концентрации глюкокортикоидов в плазме крови. Минимальный уровень гуморального иммунного ответа
мышей был отмечен в середине лета, и он постепенно возрастал к осени (Лохмиллер Р.Л., Мошкин М.П., 1999). Мелатонин тормозит секрецию тропных гормонов
гипофиза, в том числе АКТГ, уменьшая в результате концентрацию кортизола в
крови, чем обеспечивает лучшую переносимость стрессовых нагрузок (Ковальзон
В.М., Вейн А.М., 2004).
С повышением чувствительности альфа-адренергических структур к катехоламинам связывают понижение реактивности периферических сосудов у людей в
условиях зимы по сравнению с летом (Дерновой Б.Ф., Бочаров М.И., 2003).
33
Изменением гормонального фона обусловлено и изменение чувствительности организма к токсическим веществам. Показано, что порог возникновения клонических судорог у мышей, вызванных хроническим введением пентилентетразола в подпороговой дозе, существенно возрастает в декабре-апреле по сравнению с
летними и осенними месяцами (Löscher W., Fiedler M., 1996). При этом в декабре
наблюдается более высокий уровень судорожной реакции на стандартную дозу
пентилентетразола по сравнению не только с сентябрем, но и с другими зимними
месяцами (Попова М.С., Павлова Т.В., 2006).
1.2.3. Десинхроноз как компонент общего адаптационного синдрома
Одним из основных физиологических факторов, обусловливающих общие
изменения циркадианных биоритмов, является нарушение естественного режима
освещенности и соответственного ритма «сон – бодрствование». Б.С. Алякринский разработал положение о десинхронозе как обязательном компоненте общего
адаптационного синдрома. Установлено, что в процессе биоритмической адаптации находят свое выражение все основные особенности стрессоподобных реакций. Так, стадия резистентности характеризуется устойчивой согласованностью
циркадианных ритмов. Эустресс отличается нарушением синхронизации ритмов
организма и датчиков времени (внешний десинхроноз). При дистрессе наблюдается внутренний десинхроноз (Мулик А.Б. с соавт., 2009).
Десинхроноз является следствием расхождения ритмов как центральных, так
и периферических осцилляторов. В нормально функционирующем СХЯ ритмы
транскрипции Per1 и с-Fos в вентролатеральной и дорсомедиальной области находятся в фазе друг к другу. Помещение животных в условия со сменой циклов
света и темноты дважды за сутки приводит к расхождению ритмов Per1, которые
находятся в антифазе друг другу в двух регионах СХЯ (Yan L. et al., 2010). Интересно, что модели укорочения суток (до 22 часов) скорее приводят к десинхронозу между вентралатеральной и дорсомедиальной областями СХЯ, чем модели с
удлинением суток (Gu C. et al., 2012). Бодрствование и активная двигательная работа во время нормальной фазы отдыха приводят к повышению дневных ритмов
34
с-Fos и снижению ритмов Per1 в аркуатном и дорсомедиальном ядрах гипоталамуса, ассоциированных с метаболизмом и регуляцией цикла сон-бодрствование.
СХЯ и ПВЯ при этом остаются в прежнем ритме, ориентированном на световой
день, что и приводит к десинхронозу (Salgado-Delgado R. et al., 2010).
В настоящее время десинхроноз связывают с широким кругом патологий, начиная от расстройств сна до возникновения раковых заболеваний. Десинхроноз
оказывает неблагоприятный эффект на метаболические и гормональные факторы,
подобные циркулирующей глюкозе и инсулину (Morris C.J. et al., 2012). На мозге
мышей с десинхронозом показано уменьшение длины дендритов и уменьшение
сложности нейронов в прелимбической префронтальной коре, региона мозга, отвечающего за управление и эмоциональный контроль (Karatsoreos I.N. et al., 2011).
Очевидные проблемы со здоровьем среди сменных рабочих включают нарушения сна, желудочно-кишечные заболевания, увеличение случаев сердечнососудистых заболеваний, нарушение метаболизма и толерантности к липидам и,
возможно, увеличение случаев развития диабета. Показано, что ожирение, высокий уровень триглицеридов и холестерина, низкая концентрация липопротеинов
высокой плотности (ЛВП) обнаруживаются в этой группе чаще, чем у рабочих
дневных смен (Анисимов В.Н., 2010).
Несмотря на то, что женщины восстанавливаются от депривации сна более
эффективно, чем мужчины (Mashoodh R. et al., 2008), длительное нарушение естественных ритмов сна и бодрствования неблагоприятно сказывается на женской
репродуктивной системе. Искусственное увеличение продолжительности светового периода в течение дня (на 2-4 часа) приводит у грызунов к увеличению продолжительности эстрального цикла и в некоторых случаях к его нарушению. Если
воздействие света увеличить до 24 часов в сутки, у большинства мышей и крыс в
короткие сроки развивается синдром персистирующего эструса. У крыс с персистирующим эструсом обнаруживается снижение толерантности к глюкозе и чувствительности к инсулину. Постоянное освещение приводит к увеличению порога
чувствительности гипоталамуса к ингибирующему действию эстрогенов у самок
35
крыс. Этот механизм является ключевым в старении репродуктивной системы,
как у самок крыс, так и у женщин (Анисимов В.Н., 2007; 2010).
Для раскрытия особенностей восприятия света циркадианными системами
организма и анализа кодирования сезонной информации используют разнообразные модели искусственного освещения.
Исследования показали, что освещенность в 1,3 - 4,0 лк монохромного синего света или в 100 лк белого света подавляет продукцию мелатонина эпифизом
(Анисимов В.Н., 2010). Круглосуточное освещение приводит к нивелированию
формирования ночного пика мелатонина в пинеальной железе и развитию нейроэндокринного заболевания, известного под названием гипопинеализм (Rea M.S. et
al., 2002).
У молодых половозрелых кроликов, помещенных в условия круглосуточного
освещения на длительный срок, в пинеальной железе развиваются морфофункциональные изменения, свидетельствующие не только о резком уменьшении биосинтеза мелатонина, но и о глубоких деструктивных изменениях паренхимы органа (Бондаренко Л.А. с соавт., 2005). Одновременно у подопытных животных развиваются значительные нарушения показателей липидного спектра крови. Эти
изменения характеризуются постепенным, прогрессивно нарастающим во времени повышением концентрации в крови общего холестерина и атерогенных фракций липопротеинов на фоне параллельного уменьшения антиатерогенных фракций, что указывает на важную роль пинеальной железы и ее гормона мелатонина
в регуляции метаболизма липидов (Кузьминова И.А., Бондаренко Л.А., 2006). После двухмесячного содержания при постоянном освещении у животных обнаруживаются признаки так называемого «латентного гипотироидизма» (Bondarenko
L.A. et al., 2011).
В реакции на изменение фоторежима выявлены значительные половые отличия. Поддержание ритмической активности циркадианных систем в первые дни
на фоне постоянного освещения выше у самцов крыс по сравнению с самками
(Cambras T. et al., 2011).
36
Самки крыс с DMBA-вызванными аденокарциномами молочных желез, помещенные в условия постоянного освещения, показали значительно более высокие показатели роста опухоли и более низкое выживание, чем в контрольной
группе. Одновременно у них обнаруживалась более высокая концентрация эстрадиола
в
сыворотке
крови
и
исчезновение
циркадианной
ритмики
6-
сульфатоксимелатонина (Cos S. et al., 2006).
Действие постоянного освещения на беременных самок крыс во второй половине беременности привело к задержке развития плода и затронуло его циркадианную систему: был нарушен уровень экспрессии мРНК генов часов, снижено
содержание и устранен ритм кортикостерона (Mendez N. et al., 2012). Более длительное воздействие постоянного освещения на самок приводит к появлению
крысят с более низкой массой тела, толщиной надпочечной коры, и диаметром
извитых семенных канальцев. В мозге потомства выявлены снижение толщины
коры, плотности расположения нейронов, уменьшение размеров ядер нейронов,
увеличение концентрации РНК, активности NADH и дегидрогеназы NADPH в их
цитоплазме, увеличение степени миелинизации нейронов (Ryzhavskii B.Y. et al.,
2009).
Содержание крыс на крайних световых режимах (в периоды зимнего (СТ
6:18), летнего (СТ 18:6) солнцестояний и в условиях постоянного освещения 200
лк) сопровождается перестройкой ритмов содержания Na+, K+, Ca2+ и Li+ в крови и
моче в свободнотекущие. Это приводит к формированию разной степени выраженности десинхроноза (Замощина Т.А., Иванова Е.В., 2006). Помещение половозрелых белых крыс в условия световой и темновой деприваций нарушает также
месячный ритм диуреза, при этом в случае эпифизарной гипофункции (постоянное освещение 500 лк, 7 дней) десинхроноз оказывается выражен сильнее, чем в
условиях гиперфункции (Степанчук В.В., 2006).
У крыс, содержащихся с месячного возраста в условиях постоянного освещения (700-750 лк) уже в возрасте 12 мес. отмечались изменения функций почек, характерные для старых животных: повышение экскреции осмотически активных
веществ, связанное с увеличением экскреции ионов калия за счет их секреции,
37
+
+
снижение Na /K коэффициента в моче и уровня мочевины в плазме крови. В целом эти изменения указывают на ускоренное старение мочевыделительной системы в условиях постоянного освещения (Горанский, А.И. с соавт., 2005).
«Старение» систем приводит к смещению наступления фаз роста в онтогенезе экспериментальных животных. Окончание прогрессивной фазы роста, наступление предстарческого и старческого периодов фазы регрессивного роста у крыс,
содержавшихся в условиях постоянного освещения, наступали на месяц – два
раньше, чем в контрольной группе (Виноградова И.А., Юнаш В.Д., 2007).
Условия освещения оказывают выраженное влияние на надпочечники. Установлено, что экспозиция на ярком (примерно 10 000 люкс) свету снижает плазменный уровень кортизола у людей (Jung C.M. et al., 2010). Постоянное освещение повышает уровень кортикостерона в плазме крови крыс, а также существенно
нарушает ритмы его секреции, так, что наибольшее повышение соответствует ортофазе ритма. Реакция надпочечников на постоянное освещение подобна реакции
на стрессор, и иммобилизационный стресс на фоне постоянного освещения уже
не изменяет содержание кортикостерона в плазме (Гуралюк В.М. с соавт., 2006б).
У взрослых животных с гипофункцией эпифиза нарушены ритмы функции
тимуса, костного мозга и периферического звена иммунной системы, тогда как
введение мелатонина приводит к их восстанавлению (Лабунец И.Ф. с соавт.,
2004). Постоянное освещение вызывает уменьшение уровня мелатонина во время
субъективной ночи, более низкое потребление пищи и воды. Однако коэффициент
эффективности пищи был выше, приводя к увеличению висцеральной тучности.
Циркадианная двигательная активность переходила в свободнотекущее состояние
или была выражена слабее. В поведении этих животных отмечено увеличение
раздражимости и возбудимости (Wideman C.H., Murphy H.M., 2009).
Воздействие постоянного света увеличивает перекисное окисление липидов
(ПОЛ) в тканях животных и уменьшает общую антиокислительную и супероксиддисмутазную активности. Так, содержание крыс в условиях постоянного освещения в течение 14 дней увеличивает содержание свободных радикалов в тканях мозга (Varadinova M. et al., 2012). Применение мелатонина и в этом случае
38
вызывает снижение активности ПОЛ, особенно в головном мозге (Анисимов В.Н.,
2010). Возможно, именно усиление ПОЛ в условиях постоянного освещения способствует более быстрому развитию спонтанных опухолей, чем стандартный световой режим (Виноградова И.А. с соавт., 2008). В условиях постоянного освещения у крыс чаще обнаруживались такие заболевания, как пневмония, кератит,
конъюнктивит, ринит и отит, на вскрытии чаще выявлялись неопухолевые заболевания. Содержание в этих условиях приводило к существенной стимуляции
канцерогенеза. Световая депривация, напртив, снижала частоту развития опухолей, способствовала снижению прижизненной заболеваемости и частоты неопухолевой патологии, выявляемой посмертно (Букалёв А.В., Виноградова И.А.,
2012). Показано, что темновая депривация ускоряла половое созревание, а также
снижала как среднюю, так и максимальную продолжительность жизни крыс, в то
время как световая депривация тормозила половое созревание и увеличивала
среднюю продолжительность жизни (Хижкин Е.А. с соавт., 2013).
Даже неяркий свет во время темной фазы дня (0,08 мкВт/см2) способствует
нарушению циркадианных ритмов мелатонина, глюкозы, молочной кислоты и
кортикостерона (Dauchy R.T. et al., 2010). После 3 недель постоянного освещения
было отмечено нарушение или значительное запаздывание ритмов кортикостерона и пролактина. Это связывают с подавлением постоянным светом ритма 6сульфатоксимелатонина, главного метаболита мелатонина в печени (Claustrat B. et
al., 2008).
Методами световой и электронной микроскопии показано воздействие 48-ми
часового яркого освещения на СОЯ и ПВЯ гипоталамуса взрослых самцов крысы
в моментах времени от первых минут до 180 дней после эксперимента. В первое
время после экспозиции в СОЯ и ПВЯ выявлялись функционально активные нейроны с минимальным числом секреторных гранул, большими ядрами и ядрышками, низким содержанием РНК, малым количеством цистерн шероховатого эндоплазматического ретикулума, вакуолей и лизосом в перикарионе. Функциональная активность приходила в норму в ПВЯ на 10-30 день, в то время как в СОЯ –
на 30-180 день после эксперимента (Logvinov S.V. et al., 2006).
39
Фоторежим световой депривации гораздо реже используется в экспериментах, однако его влияние на функциональные системы выражено не менее значительно. Помещение крыс на 6 недель в условия полной темноты вызывало увеличение апоптоза в моноаминергических нейронах голубого пятна (locus coeruleus)
и формирование депрессивного поведенческого фенотипа в тесте принудительного плаванья (увеличено время замирания). Авторы отмечают, что, несмотря на отсутствие влияния постоянной темноты на массу тела и индекс надпочечников,
возможно, этот световой режим потенцирует реакцию на последующий стрессор,
о чем говорит увеличенное фекальное число во время теста (Gonzalez M.M.,
Aston-Jones G., 2008).
Помещение крыс в условия постоянной темноты увеличивает энергопотребление клеток, что показано на митохондриях печени. В них отмечены уменьшение
активности АТФазы и мембранной текучести, увеличен протонный градиент,
снижена пассивная протонная проходимость, наличествует более эффективное
сцепление между протонным транспортом и катализом, и увеличена эффективность фермента, потому что отношение ATФ синтазная/ATФазная деятельность
было выше (Ramírez-Iñiguez A.L. et al., 2009).
Как СД, так и ТД увеличивают относительное количество нейтрофилов и
снижают относительное количество лимфоцитов в крови (Uzenbaeva L.B. et al.,
2006).
1.3. Влияние кадмия на функциональные системы организма
1.3.1. Кадмий как экополлютант
В последние десятилетия общество обеспокоено все возрастающей степенью
нагрузки химических экологически опасных факторов на окружающую среду и
человека. Более 25 % болезней обусловлено экологическими факторами, в том
числе воздействием химических веществ (Доклад ВОЗ, март 2010).
Тяжелые металлы широко распространены в окружающей среде (промышленные отходы и товары) и способны вызывать заболевания у людей. Группу тяжелых металлов составляют (за исключением благородных и редких) те из них,
40
которые имеют плотность более 8 тыс. кг/м3. По решению ЕЭК ООН в группу
наиболее опасных тяжелых металлов (приоритетных для мониторинга, контроля и
регулирования) включены ртуть, свинец, кадмий, хром, марганец, никель, кобальт, ванадий, медь, железо, цинк, олово, а также полуметалл мышьяк. Среди
них наибольшую опасность для здоровья людей представляют ртуть, свинец и
кадмий.
Кадмий принадлежит к биоцидным и экоцидным ксенобиотикам, поступающим в экологические системы с промышленными выбросами и накапливающимися в поверхностных и подземных водах. Для богатых регионов характерно загрязнение солями кадмия, что связано с переработкой и хранением бытовых и
промысловых отходов. Кадмий имеет высокую способность к миграции и биоконцентрации (Ерстенюк Г. М., 2003; Нейко Є. М. с соавт., 2003).
Основными источниками поступления кадмия в окружающую среду являются цинко-кадмиевые заводы (на их долю приходится 60 %), медно-никелевые заводы (23 %), сжигание топлива (10 %), сжигание отходов (3 %). На все прочие источники остается около 4 % поступающего в окружающую среду кадмия
(www.rccnews.ru).
Первые сведения о влиянии кадмия на здоровье появились уже в 1858 году.
У людей, использовавших полировочный состав с повышенным содержанием
кадмия, были отмечены респираторные и гастроэнтеральные симптомы отравления. В 1919 году были начаты первые экспериментальные токсикологические исследования кадмия. Сообщения о влиянии токсиканта на костную ткань и протеинурию у людей появились в 1940-ых. После Второй мировой войны, в Японии
среди населения была идентифицирована тяжелая форма почечной остеомаляции,
вызванной кадмием, сопровождавшаяся костными переломами и сильной болью,
которая получила название итай-итай. Позже были описаны токсикокинетика и
токсикодинамика кадмия, включая его взаимодействие с белком металотионеином. Международные предупреждения о риске для здоровья от загрязнения кадмием были выпущены в 1970-ых. Репродуктивные и канцерогенные эффекты
кадмия были обнаружены уже на ранней стадии его изучения, однако количест-
41
венная оценка этих эффектов у людей все еще недостаточна. Всемирная организация здравоохранения в ее Международной программе по химической безопасности, WHO/IPCS (1992) (Cadmium. Environmental Health Criteria Document 134,
IPCS. WHO, Geneva, 1-280.) идентифицировала почечную дисфункцию как критический эффект воздействия кадмия, и представила его предварительную количественную оценку. В 1990-ых и 2000 годах было проведено несколько эпидемиологических исследований среди населения в Японии, Китае, Европе и США,
которые подтвердили опасность низких экологических доз кадмия (Uetani M. et
al., 2006). В настоящее время в эпидемиологическом направлении ведется работа
по выявлению чувствительных подгрупп народонаселения, у которых даже очень
низкие концентрации кадмия могут дать начало почечной дисфункции (Nordberg
G.F., 2009).
Повышенный фон этого тяжелого металла приводит к разнообразным физиологическим отклонениям как у животных (Папуниди К. X., Шкуратова И. А.,
2000), так и у человека. Так, высокое содержание тяжелых металлов, в том числе
кадмия, у берегов Южной Португалии приводит к ухудшению гематологических,
генотоксических параметров и активности ферментов печени обитающей в этих
водах белозубки. Одновременно у нее увеличивается апоптоз и количество клеток
с некротическими изменениями в печени, почках и гонадах, наблюдается васкуоляризация печеночных клеток (Sanchez-Chardi А. et al., 2008).
Для рыжей полёвки и малой лесной мыши показано, что дефицит эссенциальных микро- и макроэлементов и избирательное накопление токсических (кадмия и свинца) сопровождается усилением катаболических процессов, результирующей которых является снижение массы тела плода при рождении, патологическая убыль в весе в раннем неонатальном периоде и другие нарушения периода
ранней адаптации. Показано, что процесс выведения избыточного количества
токсических микроэлементов относится к энергозависимым процессам, на что
указывают повышение основного обмена, активация окислительных процессов в
печени, повышенный синтез митохондриального белка у животных техногенных
территорий (Ковальчук, Л.А., 2005).
42
И напротив, у организмов с отклонениями здоровья обнаруживаются повышенные концентрации токсических элементов. Так, в группе девушек с нарушениями репродуктивного здоровья имеется тенденция к преобладанию практически всех токсичных элементов, особенно кадмия и свинца (Нотова С.В. с соавт.,
2006).
1.3.2. Пути поступления кадмия в организм. Летальные и
полулетальные дозы
В организм взрослого человека в течение суток поступает 10-20 мкг кадмия.
98% кадмия проникает в организм человека, главным образом, через желудочнокишечный тракт с продуктами питания и 1% – через легкие аэрогенным способом
с дымом сигарет (Білецька Є.М., 1999). В то же время кишечное всасывание менее
эффективно, в тонком кишечнике адсорбируется менее 5% поступившего с пищей
кадмия (Абдурахманов Г. М., Зайцев И. В., 2004). Кадмий, поступающий в организм с вдыхаемым воздухом, усваивается значительно лучше (10-50%) (www.
Столица-Медикл.mht, 2011).
Как ксенобиотик, не участвующий в нормальном метаболизме, кадмий мигрирует в трофических цепях. В эксперименте показано, что у крыс, получавших в
пищу зубатку, в среду содержания которой был добавлен кадмий, после месяца
такой диеты зарегистрированы почечные нарушения и увеличение перекисного
окисления липидов, характерные для этого металла. Интересно, что спустя 3 месяца содержания на кадмиевой диете содержание перекисных продуктов в крови
было понижено, а содержание белка в моче незначительно отличалось от контроля, что говорит о возможности процесса адаптации к токсиканту, поступающего в
небольших дозах через пищевую цепь (Ogheneovo Asagba S., 2010).
Хотя поступление кадмия с пищей – один из самых важных способов проникновения этого опасного металла в организм, механизмы всасывания кадмия в
кишечнике остаются до конца не изученными. Кишечное поглощение кадмия может быть охарактеризовано высоким накоплением в пределах слизистой кишечника и низкого процента поступления в организм (Elsenhans B. et al., 1997). На
43
всасывание кадмия существенно влияет присутствие других биоэлементов и пищевых веществ. Такие элементы, как S, Se, Zn, Cu, Ca и пищевые волокна замедляют усвоение кадмия, Zn и Cu способны вытеснять кадмий из организма (www.
Столица-Медикл.mht, 2011). В то же время недостаток эссенциальных элементов
(Ca, Cu, Mg, Zn, и Fe) в пище усиливает поглощение кадмия (Min K.S. et al., 2008).
Кадмий выводится из организма преимущественно через кишечник. Среднесуточная скорость выведения этого элемента очень незначительна и составляет,
по некоторым данным, не более 0,01% от общего количества кадмия, содержащегося в организме (www. Столица-Медикл.mht, 2011).
Среднесмертельные дозы хлорида кадмия для белых крыс и для кроликов составляют: 163,3 и 108,3 мг/кг, соответственно (Софронов П.В., 2009). Токсическая
доза кадмия для человека составляет 3-330 мг. Порог токсичности определен как
30 мкг/сутки. Летальная доза для человека: 1,5-9 г (www. Столица-Медикл.mht,
2011).
Интенсивность накопления кадмия зависит от возраста и пола. Показано, что
введение кадмия в эксперименте (10 мг /100 г массы тела ежедневно в течение 6
недель) приводит к более интенсивному накоплению этого металла у молодых
самцов по сравнению со старыми (Włostowski T. et al., 2005). Изменение содержания аминокислот в гипоталамусе и гипофизе под влиянием кадмия зависит от
конкретной области мозга и различно у взрослых и неполовозрелых самцов крыс
(Lafuente A. et al., 2001).
Средняя концентрация кадмия у мужчин и женщин составляет соответственно в почках 44 и 29 мкг/г, печени – 4,2 и 3,4 мкг/г. Содержание кадмия в ребрах
составляет 0,4-0,5 мкг/г (www. Столица-Медикл.mht, 2011).
Разная количественная выявляемость кадмиоза у мальчиков и девочек показана на разных половозрастных группах детей г. Новосибирска из индустриальных районов. В группе 10 дней – 1 год количество мальчиков с кадмиозом превышало количество девочек на 12%, в группе 1-3 года на 65%, от 4 до7 лет – в 2,5
раза. Наиболее частым дефицитом из группы эссенциальных элементов при поступлении в организм кадмия, является недостаток цинка. Во всех половозраст-
44
ных группах дефицит цинка, как и избыток кадмия, выявлялся в большем проценте наблюдений у мальчиков, чем у девочек. Наиболее часто на фоне кадмиоза была зарегистрирована неврологическая патология (Залавина С.В. с соавт., 2006).
Большую устойчивость организма девочек к накоплению кадмия связывают с тем,
что эстрогены усиливают его выведение, возможно, в связи с их способностью к
активизации обмена меди (Скальный А.В., 2004).
Показан более интенсивный воспалительный ответ на введение кадмия у
самцов крыс по сравнению с самками. У них оказалось более высокое содержание
интерлейкина-6 и α-2-макроглобулина как растворимого маркера воспаления,
сильнее был выражен лейкоцитоз и изменено отношение гранулоцитов к лимфацитам, выше уровень нейтрофилии (Kataranovski M. et al., 2009). В то же время
есть данные, что в ретине больше кадмия с возрастом накапливают женщины
(Wills N.K. et al., 2008).
В экспериментах на крысах показано, что самцы быстрее восстанавливаются
после токсической нагрузки. Так, у самцов, получавших CdCl2 в дозе 2,5 мг/кг
массы тела с питьем в течение 12 недель, через 16 недель после прекращения подачи токсиканта, достоверно уменьшалось содержание в моче N-ацетил-β-Dглюкозаминидазы, биомаркера почечной дисфункции, в то время как у самок его
концентрация оставалась повышенной (Liang Y. et al., 2010).
1.3.3. Воздействие кадмия на клеточный метаболизм
Металл имеет большое сродство к тиоловым группам, также связывается с Ои N- содержащими лигандами. Неспецифическое связывание с белками, например, сывороточным альбумином и гемоглобином, играет важную роль в процессах транспорта металлов в кровеносном русле и распределения металлов между
эритроцитами и плазмой. Показано, что 50 % Cd2+ плазмы крови связаны с трансферинами, приблизительно 37% с альбумином и остальное – с цитратами (Saljooghi A.S., Fatemi S.J., 2010). Белки со специфическим металлсвязывающим
свойством участвуют в транспорте металлов в клетку. Металотионеины (МТ) –
низкомолекулярные серосодержащие металлсвязывающие белки (молекулярный
45
вес приблизительно 7000 Да), состоящие из 61 аминокислотного остатка. МТ способен связывать 7-10 атомов металлов (Zn, Cu, Cd, Hg, Au, Ag) и предохраняет
организм от интоксикации ионами металлов. В норме содержание этого белка в
плазме крови невысоко, например для человека оно составляет 23±4,6 нг/мл (Nakajima, T. et al., 2010), однако продукция МТ значительно усиливается в ответ на
поступление ряда металлов, в том числе Cd, Hg, Zn, Cu и некоторых других (Toxicogenomics: prinples and applications, 2004). Как полагают, МТ также участвует в
регулировании нормального поглощения и гомеостазе эссенциальных элементов
(Swiergosz-Kowalewska R., 2001), и многие биоцидные эффекты тяжелых металлов обусловлены антагонизмом с такими жизненно важными неорганическими
элементами, как цинк, кальций, селен, железо, медь.
Кадмий в пищевых продуктах – мясе, морских организмах, овощах находится главным образом в комплексе с МТ или МТ-подобными белками. При поступлении солей кадмия через кишечник МТ усиленно синтезируется в организме
(Ohta H. et al., 1993). Поступивший в организм млекопитающего кадмий связывается с печеночным МТ, который, как предполагается, постепенно перераспределяет его к почке – главному целевому органу хронической токсичности кадмия. В
этом перераспределении участвует также и кишечный МТ, зависимо от концентрации поглощенного кадмия образующийся на серозной стороне кишки. Показано, что как при пероральном, так и при внутривенном поступлении хлорида кадмия, а также при пероральном введении комплекса МТ-кадмий, в почках обнаруживаются более высокие концентрации металла, чем в печени (Elsenhans B. et al.,
1997).
МТ снижает токсическое повреждение печени, что доказывается увеличением повреждения печени и возрастанием смертности мышей при одновременном
подкожном введении кадмия и хелатирующих агентов, разрывающих связь МТкадмий (Engström B., 1981). Однако выше определенной, пороговой дозы МТ не
способен защитить от повреждения печень, в которой возникают фокальная опухоль гепатоцитов и гранулома, и почки, где наблюдается фокальная дегенерация
46
проксимальных канальцев. В экспериментах на рыжей полевке эта доза находилась между 40 и 80 мкг /г (Włostowski T. et al., 2000).
Кадмий известен как тиоловый яд, обуславливающий изменения как на клеточном, так и на молекулярном уровне. Он вызывает развитие окислительного
стресса, сдвиг про- и антиоксидантного равновесия в сторону прооксидантных
процессов. Показано, что кадмий увеличивает продукцию реактивных форм кислорода, за счет чего снижает митохондриальный мембранный потенциал и разобщает окислительное фосфорилирование (Poliandri A.H. et al., 2006b). Присутствие 0,0005% кадмия в питьевой воде крыс в течение месяца приводило к увеличению экспрессии оксигеназного гема-1 (биомаркера окислительного стресса),
металлотионеина-1 и синтазы NO (Miler E.A. et al., 2010). При длительной интоксикации солями кадмия лактирующих крыс уровень перекисного гемолиза эритроцитов возрос до 35 и 37% против 12-13% в контроле соответственно (Ташенова
Г.К. с соавт., 2003). У крыс, получавших кадмий с питьем (5 мг/кг/день) в течение
4 недель, были значительно уменьшены уровни ацетилхолинэстеразы в плазме и
мозге, повышены уровни ТБК-реактантов, гидроперокисей липидов и карбонилов
белка наряду с существенным уменьшением содержания неферментативных антиокислителей (глутатиона, тиреолиберина, витаминов C и E), ферментативных
антиокислителей супероксиддисмутазы, каталазы, глутатионпероксидазы, глутатнон-S-трансферазы в мозговой ткани (Shagirtha K. et al., 2011).
Соответственно, эффекты кадмия снимаются введением веществ, обладающих антиоксидантной активностью, таких, как циклоспорин А, ротенон и тролокс
(растворимая производная витамина Е) (Poliandri A.H. et al., 2006b), α-токоферол,
витамин С (Ташенова Г.К. с соавт., 2003), мелатонин (Romero A. et al., 2011; Shagirtha K. et al., 2011; Miler E.A. et al., 2010; Poliandri A.H. et al., 2006a), Seсодержащий белок (Messaoudi I. et al., 2010), N-ацетилен цистеин (Poliandri A.H. et
al., 2003), кверцетин (Morales A.I. et al., 2006), оксид азота. В эксперименте показано, что NO снижает ядерную конденсацию и фрагментацию и предотвращает
уменьшение клеточной активности, оцениваемое по изменению активности митохондриальной дегидрогеназы, вызванных кадмием. Также NO предотвращает ак-
47
тивизацию каспазы-3 и увеличение перекисного окисления липидов у крыс, получавших кадмий (Poliandri A.H. et al., 2004).
Кадмий значительно влияет на активность металлопротеинов, в частности,
карбопептидазы, дипептидазы, щелочной фосфатазы, алкогольдегидрогеназы, супероксиддисмутазы, некоторых РНК- и ДНК-полимераз, каталазы, церуплазмина,
трансферина (Губский Ю.И. с соавт., 1993; Губський Ю.І., Ерстенюк Г.М., 2002).
В результате окислительного стресса, вызванного введением кадмия, в клетке наблюдаются повреждение мембранных липопротеинов, инактивация ферментов
(Матолінець О.М., 2000; Нейко Є.М. с соавт., 2003). Так, поступление кадмия с
питьевой водой увеличивает общее количество липидов в передней доле гипофиза
на фоне снижения активности фосфолипазы D. Увеличивается включение меченного метилхолина в фосфатидилхолин, меченой глюкозы в фосфолипиды, меченного ацетата в общие жирные кислоты. При этом синтез сфингомиелина и холестерола остался на прежнем уровне (Calderoni A.M. et al., 2005). Мембранная проницаемость клеток гипофиза и активность в них Na+/K+-насоса под влиянием кадмия уменьшались, а концентрация шиффовых оснований и уровень неорганических перекисей, напротив, были повышены (Pillai A. et al., 2002). Хлорид кадмия
вызывал также повышение перекисного окисления липидов и увеличение содержания мРНК диоксигеназы в гипофизе крыс (Poliandri A.H. et al., 2006a).
В процессе кадмиевой интоксикации прослеживаются нарушения кислородно-транспортной функции гемоглобина, что сопровождается изменениями коэффициента Гюфнера, снижением уровня оксигемоглобина и накоплением неактивных дериватов гемоглобина, в результате снижается кислородная емкость крови и
развивается тканевая гипоксия (Естернюк Г., 2004).
Выявлено 29 различных генов, ассоциированных с воспалением, выживанием
клетки и апоптозом, которые индуцирует кадмий в мононуклеарных клетках крови человека (Shin H.J. et al., 2003). Следствием нарушенного клеточного метаболизма становится усиление апоптотических процессов. Под влиянием тяжелого
металла отмечена активизация каспазы-3, маркера апоптоза (Poliandri A.H. et al.,
2004). Дозозависимое увеличение апоптоза клеток гипофиза кадмием показано в
48
экспериментах in vitro и in vivo у крыс (Yang X.F. et al., 2005), причем доза в концентрации выше 10 мкМ в течение 3 часов делала этот эффект необратимым в
культуре клеток гипофиза (Poliandri A.H. et al., 2003). Увеличение апоптоза под
влиянием соли кадмия в дозах от 6,25 - 100 мкМ отмечено также для культуры
адренокортикоцитов гвинейской свинки (Zhao M. et al., 2008).
Кадмий вызывает запрограммированную форму некроза клеток. Процесс
инициируется окислением лизосомальной мембраны и увеличения ее проницаемости, что сопровождается выходом в цитозоль активной дезоксирибунуклеазы II
и молочнокислой дегидрогеназы (Messner B. et al., 2012).
Кадмий выступает как неспецифический блокатор Cа2+ каналов (SummyLong J.Y. et al., 2008), и способен менять мембранную проницаемость и электрическую активность нейронов. Через кальциевые каналы опосредуется механизм
дозозависимого увеличения кровяного давления у нормотензивных крыс при остром внутрижелудочковом введении от 1 до 10 мкг кадмия (Madeddu P. et al.,
1993). Кадмий ингибирует спонтанную электрическую активности СХЯ. Показано, что этот эффект кадмия не связан с нарушением кальциевых токов, поскольку
не снимается блокатором кальциевых каналов. Скорее кадмий действует, проникая в клетку, возможно, через кальциевые каналы, и влияя на внутриклеточные
механизмы. Высокочастотные нейроны перед снижением показывают кратковременное увеличение импульсации, что может быть вызвано ингибированием кальций-активируемых калиевых токов (Kononenko N.I., Dudek F.E., 2006).
Кадмий обладает высокой кумулятивной способностью (период полувыведения составляет в среднем 25 лет), его воздействие на клеточные процессы приводит к увеличению возникновения новообразований. Изучение тканей грендландского кита показало, что содержание кадмия в печени и почках коррелирует со
степенью фиброзной гиперплазии легкого и почечным фиброзом (Rosa C. et al.,
2008). В эксперименте на самцах крыс показано, что поступление кадмия организм даже непродолжительное время приводит к возникновению нетипичных гиперпластических пролиферативных повреждений в простате (Lacorte L.M. et al.,
2011).
49
1.3.4. Влияние кадмия на функции органов и тканей и их регуляцию
О нейротоксическом действии кадмия свидетельствует ухудшение памяти
(отмеченное по увеличению латентного периода в степ-тесте) крыс, получавших
через день в течение месяца кадмий в дозе 2 мг/кг массы тела. Одновременно отмечено снижение активности холинэстеразы и увеличение перекисного окисления
липидов в гиппокампе, мозжечке и гипоталамусе крыс (Gonçalves J.F. et al., 2010).
Крысы, потреблявшие ацетат кадмия (10 мг/л в питьевой воде) были более беспокойны в поднятом крестообразном лабиринте (Leret M.L. et al., 2003).
Аккумулируясь в гипоталамусе и гипофизе крыс, кадмий снижает гипоталамическую секрецию биогенных аминов (Lafuente A. et al., 2003а) и дифференцированно влияет на секреторные механизмы гипофизарных гормонов. Так, хлорид
кадмия у крыс вызывал дозозависимое увеличение содержания центрального кортикотропин-релизинг фактора, в то время как плазменные уровни этого гормона
оставались без изменений (Zhang X. et al., 2000). Инъекция ацетата кадмия в дозе
0,05 мг на кг массы тела ежедневно в течение 15 дней приводила к снижению
уровня серотонина, норэпинефрина и дофамина в гипоталамо-гипофизарной оси
самок крыс в проэструсе и снижению уровней лютеинизирующего и фолликулостимулирующего гормона в плазме (Pillai A. et al., 2003). Отмечено снижение
уровней тиреолиберина под действием 5 ppm хлорида кадмия, даваемого в питьевой воде крысам (Poliandri A.H. et al., 2006a).
Органический кадмий (в редьке, 20 мкг/г сухого веса), потребляемый самцами крыс в течение 12 недель, приводил к снижению уровня фолликулостимулирующего гормона, следствием чего было снижение числа сперматозоидов в эпидидимусе, и повышение концентрации тестостерона в крови при неизменном
уровне лютеинизирующего гормона. Очевидно, что кадмий нарушает связь между
лютеинизирующим гормоном и тестостероном (Hachfi L. et al., 2010).
Кадмий влияет на освобождение гормонов из передней доли гипофиза. Введение кадмия свиньям (самцам) привело к значительному снижению в сыворотке
гормона роста. Одновременно выявлено снижение в клетках гипофиза содержания NO и уменьшение активности NO синтазы (Han X.Y. et al., 2007). Снижением
50
в сыворотке пролактина и гормона роста отмечено также и у крыс при введении
кадмия (Calderoni A.M. et al., 2005; Miler E.A. et al., 2010). У самцов крыс Вистар,
получавших кадмий с питьевой водой 0,133мМ в течение двух месяцев, происходило снижение числа лактотрофов, концентрации мРНК фосфолипазы D и пролактина, а также повышение синтетической активности в клетках, вырабатывающих фолликулостимулирующий гормон и увеличение числа апоптозных клеток
(Calderoni A.M. et al., 2010). Напротив, на клеточных культурах гипофиза крыс
было доказано, что кадмий в низких концентрациях (10 нмоль) вызывает активацию рецепторов второго типа к эстрадиолу, что приводит в конечном итоге к стимуляции лактотрофов и увеличению синтеза и секреции пролактина, но не затрагивает соматотрофы и гонадотрофы. Таким образом кадмий в наномолярных концентрациях действует как ксеноэстроген, что может играть ключевую роль в
этиологии различных гипофизарных патологий и в патологии тканей, чувствительных к эстрогену (Ronchetti S.A. et al., 2013).
Показано, что действие кадмия на гонадотропины, пролактин, АКТГ, гормон
роста и тиреостимулирующий гормон зависят от используемой дозы. Содержание
лютеинизирующего гормона снижается, в то время как фолликулостимулирующего – напротив, повышается, но только при дозе 25 ppm хлорида кадмия в питьевой воде в течение месяца, из ряда концентраций 5, 10 25, 50 и 100 ppm. В этих
условиях пролактин и АКТГ при низких дозах повышают свое содержание, а при
высоких – снижают. Гормон роста увеличил содержание при 10 ppm и уменьшил
при 5, 25 и 50 ppm. Содержание тиреостимулирующего гормона в ответ на введение кадмия возрастало, но лишь при дозах 5, 25, и 100 ppm (Lafuente A. et al.,
2003b).
Кадмий в питьевой воде уже в дозе 5 мг/л приводит к нарушению структуры
щитовидной железы крыс, однако только доза в 50 мг/л оказывает влияние на ее
функционирование, снижая уровень тироксина, то не влияя на уровень трийодтиронина в крови, при том, что индекс железы не изменялся (Piłat-Marcinkiewicz B.
et al., 2003). Хроническое введение хлорида кадмия (15 мг/кг в питьевой воде) нарушает структуру и функцию C-клеток щитовидной железы, приводя к диффуз-
51
ной гиперплазии (Jancic S. et al., 2011). Хлорид камия в дозе 200 мг, даваемый
крысам в питьевой воде в течение 35 дней, приводил к значительному увеличению относительной массы щитовидной железы, при этом было отмечено возрастание концентрации кадмия в ткани щитовидной железы, и увеличение тиреостимулирующего гормона в сыворотке крови, тогда как уровень тироксина, напротив, был понижен (Hammouda F. et al., 2008). Однократная доза кадмия 3,5-3 мг/кг
массы тела крыс снижала в С-клетках щитовидной железы крыс экспрессию таких
гормонов, как кальцитонин-ген регулирующий пептид, кальцитонин, соматостатин и синаптофизин (Czykier E. et al., 2004). У работников токсичных производств
также была обнаружена отрицательная коррелятивная связь между накоплением
кадмия и снижением уровня продукции тиреоидных гормонов (Барышева Е.С.,
2008).
Пренатальное подвергание токсическому воздействию хлорида кадмия снижает экспрессию альфа и бета рецепторов к эстрогену и прогестерону у новорожденных крысят обоего пола (Ishitobi H. et al., 2007), значительно изменяет активность ацетилхолинэстеразы и Na+/K+-АТФазы во фронтальной коре и мозжечке
потомства, а также увеличивает активность Mg2+-АТФазы в гиппокамповой извилине (Stolakis V. et al., 2013).
Среди механизмов, приводящих к нейротоксическому действию кадмия в отношении гипоталамо-гипофизарно-гонадальной оси рассматриваются следующие.
Во-первых, ткани, составляющие эти структуры, могут быть «целевыми» для токсического действия кадмия. Во-вторых, хронотоксические эффекты этого мелалла
могут нарушать ежедневный паттерн выброса гормонов и, таким образом, приводить к сбою в функционировании и регуляции. В третьей группе механизмов обсуждается сочетание нарушения циркадианных ритмов с вызываемым кадмием
окислительным стрессом, которые, действуя на протяжении жизни, могут вызывать ускоренное старение гипоталамо-гипофизарно-гонадальной оси. И, наконец,
механизм токсичности кадмия может быть обусловлен его прооксидантными
свойствами, поскольку антиоксиданты могут предотвращать или уменьшать его
эффект на нервную и репродуктивную системы (Lafuente A., 2013).
52
Кроме ЦНС и эндокринной системы, кадмий вызывает значительные повреждения в тонком кишечнике, печени, почках, крови и иммунной системе.
При развитии кадмиевого поражения в слизистой оболочке тонкой кишке и
печени развиваются разной степени тяжести дистрофичные изменения паренхимы
и стромы. Тонкая кишка реагирует дистрофичными изменениями всасывательного эпителия с общими проявлениями энтерита. В печени диагностируется токсический гепатит с активацией макрофагов (Дєльцова О.І. с соавт., 2005). Индуцированные кадмием повреждения печени включают локальный некроз, гиперемию
и аккумуляцию лейкоцитов в синусах (Holovska K. jr. et al., 2010).
Поступление кадмия в организм сопровождается повышением уровней мочевины и креатина в сыворотке, что говорит о нарушении деятельности почек
(Gonçalves J.F. et al., 2010). Поскольку МТ перераспределяет связанный кадмий к
почкам, патологические отклонения в этом органе, как правило, наиболее глубоки
и сохраняются значительное время после поступления в организм повышенных
доз кадмия. Например, в Китае наблюдение за группами населения из загрязненных кадмием областей показало высокую распространенность почечной дисфункции и после 10 лет с момента исключения из рациона людей риса с высоким
содержанием этого металла (Nordberg G. et al., 2012).
При подкожном введении сульфата кадмия в дозе 0,5 мг/кг массы тела в течение месяца у крыс выявлены: в печени – участки некроза и жировой дистрофии,
а также макрофагальная периваскулярная инфильтрация центров долек; в сердце
– исчезновение поперечной исчерченности в ряде участков и зернистая дистрофия
кардиомиоцитов; в почках – канальцы с некрозом эпителия и эритроцитами в
просвете, выраженная макрофагальная инфильтрация стромы. При интрагастральном введении у животных отмечаются аналогичные изменения, но с меньшей
выраженностью некротических процессов (Кокаев Р.И., 2003).
В крови под влиянием кадмия выявлено снижение количества лейкоцитов,
эритроцитов и гемоглобина, уменьшается также содержание общего белка у крыс
и кроликов (Софронов П.В., 2009). Через 4 недели введения 1 мг/кг массы тела
CdCl2 в крови крыс-самцов были увеличены уровни триглицеридов, общего холе-
53
стерина, липопротеина низкой плотности, но снижен уровень липопротеина высокой плотности (Olisekodiaka M.J. et al., 2012). Нарушения липидного обмена в
плазме связывают с уменьшением активности липазы липопротеина в печени под
влиянием кадмия (Larregle E.V. et al., 2008). Кадмий нарушает систему гемостаза,
приводя к гиперкоагуляции и увеличивая риск тромбоза (Koçak M., Akçil E.,
2006).
Хлорид кадмия у крыс вызывал дозозависимое снижение индекса стимуляции Т и В-лимфоцитов селезенки (Zhang X. et al., 2000). На седьмой день после
введения хлорида кадмия (4 мг/кг) снижался уровень IgA, IgM и возрастал уровень циркулирующих иммунных комплексов и IgG (Матолинец О.М., 2005).
Поступление низких доз кадмия (20 мкмоль/л) с водой в течение всей жизни
крыс приводит в первом поколении к снижению продолжительности жизни и
числа оставленных пометов, однако повышает число крысят в помете. Одновременно снижается активность ферментативного звена антиокислительной системы
(супероксиддисмутазы, каталазы, глутатион-пероксидазы) на фоне повышения
общей антиокислительной активности организма (Lovasova E. et al., 2010). Однако
в трех поколениях крыс, получающих кадмий, наблюдается последовательное
улучшение показателей выживаемости и продолжительности жизни, воспроизводства и работы антиокислительных систем организма. Авторы считают подобный феномен подобным эффекту гормезиса (Ništiar F. et al., 2010).
1.3.5. Хронотоксические эффекты кадмия
Под влиянием кадмия нарушается циркадианная ритмика физиологически
активных веществ в ЦНС. Отмечено, что хлорид кадмия в дозе 25 мг/л в течение
месяца даваемый с питьевой водой самцам крыс Sprague-Dawley приводил к смещению пиков АКТГ с промежутка между 12 и 16 часами на более ранний период,
а пика гормона роста – с 4 часов в контроле на 16 часов. Увеличение дозы кадмия
вдвое привело к смещению пика концентрации АКТГ на промежуток между 16 и
20 часами и исчезновению динамики соматотропина. Кадмий повышал средние
уровни циркулирующих АКТГ и тиреотропина, что говорит о воздействии кадмия
54
на гипоталамо-гипофизарном уровне (Caride A. et al., 2010a). Действительно, кадмий нарушает ритмический синтез аспартата, глутамата и глутамина в гипофизе
крыс Sprague-Dawley (Caride A. et al., 2010b) и медиобазальном гипоталамусе (Caride A. et al., 2010c). Также нарушалась ритмика гамма-аминобутировой кислоты и
таурина в срединном возвышении промежуточного мозга и переднем гипофизе,
причем корреляция между секрецией пролактина и содержанием этих аминокислот у крыс, подвергавшихся воздействию кадмия, нарушалась (Caride A. et al.,
2009).
Кадмий не дозозависимо изменяет содержание гамма-аминобутировой кислоты и таурина в гипоталамусе, срединном возвышении и стриатуме. Наибольший эффект он оказывает на медиобазальный гипоталамус и стриатум, в то время
как в низких дозах увеличивает содержание этих аминокислот в серединном возвышении и практически не изменяет их содержания в заднем гипоталамусе
(Lafuente A. et al., 2005a).
Исследование суточной динамики пролактина, дофамина и серотонина в гипоталамо-гипофизарной оси показало, что кадмий не изменяет средние значения
гормонов, но влияет на амплитуду и сдвигает секреторные пики, в контроле приходящиеся на 8 и 12 часов. Так, по отношению к дофамину, кадмий снижает его
содержание в серединной возвышенности и повышает содержание в заднем гипоталамусе, вызывая появление пика в 20 ч. Содержание серотонина не изменяется
под влиянием кадмия в серединном возвышении, но повышается в переднем и
заднем гипоталамусе. Отрицательная корреляция, в норме наблюдающаяся между
концентрацией пролактина в плазме и содержанием дофамина в гипофизе и серотонина в заднем гипоталамусе у крыс, принимавших металл, нарушалась
(Lafuente A. et al., 2005b).
В норме у крыс присутствуют выраженные ритмы суточного содержания норэпинефрина в серединной возвышенности, лютеинизирующего, фолликулостимулирующего гормонов и тестостерона в плазме. Кадмий вызывал сдвиг ночного
пика норэпинефрина к 12 часам и увеличивал его амплитуду, при этом средние
значения содержания гормона не изменялись. Кадмий изменял дневной паттерн
55
динамики уровня лютеинизирующего гормона, но также не изменял среднее его
содержание. В случае тестостерона кадмий увеличивал амплитуду его ночного
пика и индуцировал появление нового пика во время светлой фазы в 12 часов, таким образом, увеличивая средние уровни тестостерона в плазме крови (Lafuente
A. et al., 2004).
Даже низкие дозы хлорида кадмия могут вызвать значительные хронотоксические эффекты. Так, 0,0005% хлорид кадмия, получаемый крысами в питьевой
воде (ежедневная доза, таким образом, составляла 7,5 мкг/день) приводил к нарушению 24-часового паттерна экспрессии генов ферментативной антиоксидантной
системы (Mn-содержащей супероксиддисмутазы, каталазы, глутатион-редуктазы
и глутатион-пероксидазы, а также NO-синтаз HO-1 и HO-2 и диоксигеназ 1 и 2) в
медиобазальном гипоталамусе. При этом средние уровни матричных РНК HO-2,
Mn-супероксиддисмутазы и каталазы были повышены, а NO-синтазы-2, напротив,
понижены. Так же была нарушена экспрессия генов циркадианной ритмики:
Bmal1 был подавлен, а Per1, Per2 и Cry2 изменены в фазе (Jiménez-Ortega V. et al.,
2010). При этом хронотоксическое действие кадмия сильнее выражено в светлую
фазу суток, введение же одновременно с кадмием мелатонина предотвращает его
эффект (Jiménez-Ortega V. et al., 2012).
Хлорид кадмия в дозе 5 ppm, даваемый в питьевой воде крысам, приводил к
нарушению экспрессии генов Per1 и Per2 в гипоталамусе и гипофизе крыс, причем этот эффект предотвращался введением мелатонина (Cano P. et al., 2007).
Малые дозы хлорида кадмия (0,03 мг/кг перорально в течение 30 дней) нарушали циркадианные ритмы почечной выделительной функции (Гордієнко В.В.,
2006).
Влияние кадмия на перекисное окисление липидов зависит от фотопериода:
накопление и токсичность кадмия в короткий фотопериод (8 ч освещения) выше,
чем в длинный (16ч) (Włostowski T. et al., 2008). Подхроническая инъекция мелатонина (7 мкмоль/кг/день в течение 6 недель) во время длинного периода приводит к усилению накопления кадмия в печени, почках и кишке, воспроизводя эффект короткого фотопериода, однако не влияет на выработку металлотионина, что
56
приводит к значительному увеличению перекисного окисления, лейкоцитарной
инфильтрации печени и развитию клубочковой опухоли (Chwełatiuk E. et al.,
2005).
Введение кадмия рыжим полевкам из естественной популяции в дозе 1 мг на
100 г массы тела в течение 7 дней ранней весной (март) привело к более высокому
накоплению кадмия в печени, почках и двенадцатиперстной кишке, чем в результате такого же эксперимента, проведенного поздней осенью (ноябрь). Однако
осенью наблюдалось более высокое поглощение кадмия, чем весной (Włostowski
T. et al., 2009). Сезонные различия в накоплении кадмия связывают с эффективностью ассимиляции энергии в различные периоды года (Włostowski T. et al., 2005),
а также антагонизмом с эссенциальными элементами. Так, согласно с данными
вышеописанного эксперимента, содержание железа в печени, почках и двенадцатиперстной кишке весной составило только 30, 60 и 70 % от осеннего содержания.
1.4. Гендерные отличия адаптации организма к изменениям
в окружающей среде
1.4.1. Половые различия в структуре и функции гипоталамуса
Половые различия проявляются в структуре и функции гипоталамуса даже на
уровне общей нейроанатомии: наиболее заметным отличием является ядро преоптической области, которое присутствует только у мужчин. Показаны различия в
ширине коры, особенностях нейронного состава корковых формаций, плотности
нейронов и глиоцитов в передней лимбической области мозга у мужчин и женщин (Боголепова И.Н., Малофеева Л.И., 2007). Однако большинство различий носят более тонкий характер это изменения в связях и химической чувствительности
множества частных нейронов. Интенсивность секреции гормона роста различна у
особей разного пола, и это одна из причин, почему у многих видов взрослые самцы гораздо крупнее самок. Другим функциональным диморфизмом является поведенческая реакция половозрелых особей на стероиды яичников. Причиной этого является разная выраженность эстроген-чувствительных нейронов в гипоталамусе. Мужской и женский мозг отличаются распределением рецепторов эстроге-
57
нов, и это различие является необратимым следствием неонатальной стероидной
экспозиции (Розен В.Б. с соавт., 1991).
Прямое влияние половых гормонов на нейроны осуществляется через специфические рецепторы в ядре и на мембране, непрямое влияние – посредством стимуляции выделения нейротрансмиттеров и трофических факторов, которые действуют на развитие и функцию других клеток. Половые стероиды регулируют
пластичность нервной ткани играют роль трофических факторов, влияют на формирование синапсов (синаптогенез) в областях ЦНС, ответственных за регуляцию
репродуктивного поведения, за синтез и выделение гормонов гипофизом, когнитивные процессы.
В целом активность всех нейротрансмиттерных систем, таких, как адренергическая, дофаминергическая, ГАМК-ергическая, холинергическая и серотониновая, регулируются половыми стероидными гормонами. Половые гормоны прямо
воздействуют на многие нейропептиды, например, на такие, как гонадолиберин,
опиоидные пептиды, кортикотропин рилизинг-гормон, нейропептид Y.
Половые гормоны затрагивают много аспектов циркадной ритмики, то есть
существенные половые различия в цикличности. Выше было упомянуто, что рецептор к андрогену сосредоточен в СХЯvl и отсутствует в СХЯdm. Сравнение
выраженности рецепторов на поверхности клеток СХЯ у самцов и самок позволило установить, что у самцов концентрация рецепторов к андрогену выше, чем у
самок; гонадоэктомия устраняет, и введение андрогена восстанавливает эти половые различия (Iwahana E. et al., 2008).
Введение тестостерона увеличивает в СОЯ и ПВЯ экспрессию мРНК продинорфина, опиоидного пептида, играющего роль в контроле репродуктивной
функции, однако эта стимуляция осуществляется исключительно в сезон размножения (Scott C.J. et al., 2008).
Методом гибридизации показано различное распределение альфа и бета рецепторов эстрогена в гипоталамусе овец и баранов. Половые различия выражались в большой плотности расположения рецепторов у самок, чем у самцов в
ВМЯ для обоих подтипов рецепторов. Кроме того, в ретрохиазматической облас-
58
ти и АЯ у самцов было большая плотность альфа-рецепторов, тогда как в ПВЯ их
большая плотность наблюдалась у самок. Половые различия в распределении рецепторов эстрогена в ВМЯ и АЯ могут частично объяснить половые различия в
нейроэндокринных и поведенческих ответах на ограниченное ведение эстрогена в
этих ядрах (Scott C.J. et al., 2000).
Половые различия обнаружены и в распределении рецептора к меланокортину, играющего важную роль в ряде физиологических функций, таких, как распределение энергии в организме, регуляция нейроэндокринной и сердечнососудистой функции, сексуального поведения. Рецепторы широко представлены в
гипоталамусе, в том числе в ПВЯ, АЯ, СОЯ, медиальной предоптической области
и латеральном гипоталамусе. В медиальной предоптической области и АЯ нейроны, позитивные к рецептору меланокортина были значительно в большем числе
обнаружены у самок, тогда как в латеральном гипоталамусе наблюдалась противоположная пропорция (Gelez H. et al., 2010).
1.4.2. Половые особенности стресс-реакции
Одно из наиболее удачно сформулированных определений стресса дано Б.М.
Федоровым: «Стресс рассматривается нами как генерализованная реакция напряжения, возникающая в связи с действием факторов, угрожающих благополучию
организма или требующих интенсивной мобилизации его адаптационных возможностей со значительным превышением диапазона повседневных колебаний»
(Федоров Б.М., 1991, цит. по Мулик А.Б. с соавт., 2009). Известно, что эта защитная биологическая реакция развивается в ответ на действие широкого спектра агрессивных факторов внешней среды, таких как микробные, температурные, болевые агенты, факторы неподвижности, гравитации, психоэмоциональные воздействия и ряд других. При всех этих воздействиях активируется гипоталамогипофизарно-адренокортикальная система (ГГАС). Центральным звеном этой
системы являются нейроэндокринные нейроны паравентрикулярного ядра (ПВЯ)
гипоталамуса, синтезирующие кортикотропин-рилизинг гормон (КРГ). Их аксоны
следуют к наружной зоне срединного возвышения, откуда КРГ поступает в пор-
59
тальный кровоток, достигая клеток аденогипофиза. КРГ через рецепторы 1 типа,
активирующие цАМФ, стимулирует синтез проопиомеланокортина (ПОМК) и его
деривата - АКТГ. Последний вызывает выделение и синтез глюкокортикоидов.
Вазопрессин, синтезируемый в ПВЯ помимо КРГ, через рецепторы 1б типа действует синергично с КРГ на АКТГ клетки гипофиза (Aguilera G., 1994; Гриневич
В.В. с соавт., 2003). Под влиянием гормонов гипофиза и надпочечников формируются классические проявления стресса: гипертрофия надпочечников, инволюция вилочковой и лимфатических желез, а также язвенные поражения слизистой
оболочки желудка. В реакцию стресса также вовлекается гипофизарнотиреоидная система (Фурдуй Ф. И., 1986). В организме изменяется концентрация
глюкокортикоидов, СТГ, пролактина, катехоламинов, вазопрессина, окситоцина,
тироидных гормонов, активируются половые гормоны (Анищенко Т. Г., 1991).
Среди пептидных регуляторов приспособительного поведения кортиколиберин занимает особое место как «первый медиатор» стресса и интегратор всех его
компонентов. Являясь одновременно и нейромедиатором, и нейрогормоном в системе передачи стрессорных сигналов и формирования стрессорного ответа кортиколиберин способен вызывать те же изменения, что и стрессорные воздействия
разной силы и длительности. В начальную фазу стресса у нативных животных
кортиколиберин, скорее всего, служит активатором и медиатором реакции пробуждения, что лежит в основе формирования поведенческой стратегии. Она приобретает активный характер, если системы обработки информации не зарегистрировали препятствий для борьбы или бегства, однако в том случае, если эти препятствия есть, или реакция пробуждения была уже активированной, происходит
переключение стратегии на пассивную. То есть кортиколиберин может служить
как активатором, так и ингибитором поведенческой активности, что зависит, прежде всего, от исходного ее состояния (Шаляпина В.Г., Ракицкая В.В. 2003).
Для стресс-реакции характерен половой диморфизм – неодинаковая по силе,
продолжительности и значимости реакция особей мужского и женского пола на
одинаковые по силе раздражители (Анищенко Т. Г., 1991; Мулик А.Б. с соавт.,
2009). У мужчин и женщин совершенно по-разному происходят процессы адапта-
60
ции организма к резко меняющимся условиям внешней среды, где большую роль
играют вегетативные и висцеральные механизмы организма. Имеются данные,
показывающие, что в стрессорных ситуациях концентрация некоторых гормонов
в крови повышается дифференцированно по полу. Так, концентрация глюкокортикоидов, вазопрессина и окситоцина в стрессорных условиях возрастает в крови
самок сильнее, чем у самцов (Розен В.Б. с соавт., 1991). В связи с гендерными
различиями в стрессреактивности, чувствительность животных разного пола к тем
или иным токсическим веществам может значительно изменяться на фоне стресса. Так, типичный нейролептик галоперидол (0,5 и 1 мг/кг) вызывал у самок более
выраженную каталепсию, чем у самцов. Однако при стрессировании, напротив,
галоперидол приводил к более выраженной каталепсии у самцов, чем у самок.
При этом наибольшие половые различия отмечены в дневные и ранние ночные
часы (Манвелян Э.А., Булгакова М.А., 2010).
В ряде случаев половые различия проявляются непосредственно в реакции на
предъявляемый стрессор, при том, что исходно они отсутствуют у интактных животных. Так, содержание β-D-галактозы в составе углеводного компонента гликопротеидных рецепторов тромбоцитов и активность последних у интактных крыссамок (в фазе диэструс) и интактных самцов одинаково. Однако в ходе острого
иммобилизационного стресса количества β-D-галактозы и активность тромбоцитов увеличиваются, при этом эти показатели у самок оказываются ниже, чем у
самцов (Свистунов, С.В., 2011).
Кроме того, содержание некоторых гормонов адаптации в крови дифференцировано по полу и вне стресса. Так, уровень глюкокортикоидов и тироксина в
крови у самок крыс и морских свинок в состоянии физиологического покоя на 30–
35% выше, чем у самцов (Розен В.Б. с соавт., 1991).
Реакция организма на стресс сопровождается угнетением функциональной
активности различных систем организма, а истощение адаптационных механизмов ведет к структурным нарушениям. Стресс, вызываемый подвешиванием крыс
Вистар за шейную складку на 22 часа, приводил к типичным изменениям внутренних органов: инволюции тимико-лимфатического аппарата, гипертрофии над-
61
почечников, геморрагическим изъязвлениям на слизистой оболочке желудка.
Среди признаков, характерных для стресс-реакции системы крови, регистрировались: лейкопения, лимфопения, нейтрофильный лейкоцитоз в периферической
крови, гипоплазия костного мозга. В лимфоидных органах происходило значительное снижение количества ядросодержащих клеток, как в тимусе, так и в селезенке (Пономарева Т.И., Добряков Ю.И., 2005). У белых крыс-самцов в условиях
иммобилизационного стресса в ПВЯ и СОЯ через 15 дней проявляются признаки
истощения белоксинтезирующего аппарата клетки (Бачу А.Я., Шептицкий В.А.,
2007).
Гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая система (ГГНС) может существенно угнетать функцию женской репродуктивной системы на самых разных
уровнях. Кортикотропин-рилизинг-гормон (или кортиколиберин) и вырабатываемые под его влиянием проопиомеланокортиновые пептиды подавляют секрецию
гонадотропин-рилизинг-гормона в гипоталамусе, глюкокортикоиды тормозят секрецию лютеинизирующего гормона в гипофизе и секрецию эстрогенов и прогестерона в яичниках, а также снижают чувствительность различных тканей к эстрадиолу. В связи с этим ГГНС играет ключевую роль в развитии так называемой
стрессовой «гипоталамической» аменореи, отсутствие менструаций наблюдается
также при меланхолической депрессии, нарушениях питания, хроническом алкоголизме, постоянных чрезмерных физических нагрузках и гипогонадизме, связанном с наличием синдрома Кушинга. В свою очередь эстрогены оказывают прямое
стимулирующее влияние на промотор гена, ответственного за синтез КТРГ, и норадренергические структуры в центральной нервной системе; именно этим можно
объяснить то, что в репродуктивном периоде у женщин часто наблюдаются умеренный гиперкортицизм, аффективные расстройства, тревожность, нарушения
аппетита, перепады настроения, предрасположенность к аутоиммунным и воспалительным заболеваниям, явно связанные с периодическими колебаниями уровня
эстрадиола в организме (Chrousos G.P. et al., 1998). Женщины в два раза чаще болеют аутоиммунными заболеваниями, что известно как «правило Нормана Талала» и связано с иммуносупрессорным эффектом андрогенов (Даниленко О.В., Чурилов Л.П., 2009).
62
Световой период затрагивает гормональные ответы на стресс. Социальный
стресс, в модели «резидента», вызывал у самцов калифорнийских мышей (Peromyscus californicus) увеличение уровня кортикостерона в плазме крови как при
коротком, так и при длинном фотопериоде. У самок же в этих условиях отмечали
увеличение плазменных уровней окситоцина, но только при содержании в условиях длинного фотопериода. Морфологически указанное различие подтверждается выявлением большего количества нейронов, позитивных к кортикостерону в
ПВЯ при помещении животных в условия длинного дня (Trainor B.C. et al., 2010).
Морфологическое изучение строения гипоталамуса животных с высокой
стресс-реактивностью позволило на основании различий в строении нейронов,
сложности организации и характера нейронного окружения, разделить основные
(актуальные) ядра гипоталамуса на четыре группы: сложноорганизованные
«сильные» ядра с потенциально высокой устойчивостью к повреждению (супрахиазматическое, аркуатное, супрамамиллярное и вентральная часть премамиллярного ядра), «сильные» со сниженной потенциальной резистентностью (паравентрикулярное и дорсомедиальное), «слабые» с высокой резистентностью (супраоптическое и перивентрикулярное ядра) и «слабое» с низкой резистентностью (медиальное преоптическое ядро). Оказалось, что в большей степени при стрессе у
животных с высокой стресс-реактивностью повреждаются супраоптическое ядро,
паравентрикулярное ядро и супрамамиллярное ядро. Меньшая степень повреждения характерна для перивентрикулярного ядра, супрахиазматического ядра, дорсомедиального ядра. При относительно высокой степени повреждения в вентромедиальном ядре и умеренной - в дорсальной части премамиллярного ядра, они от
стресс-реактивности животных не зависели (Потанин М.Б., 2008).
На ультраструктурном уровне изменения в нейронах супраоптического и
супрахиазматического ядер гипоталамуса при стрессе заключаются в основном в
увеличении числа митохондрий, увеличении структурированности их крист, возрастании зернистости матрикса, увеличении числа рибосом и элементов эндоплазматического ретикулума, а также признаками истощения секреторных гранул
(Потанин М.Б., 2008).
63
ГЛАВА 2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УСЛОВИЙ
ЭКСПЕРИМЕНТОВ И МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Характеристика объектов и условий экспериментов
Экспериментальные исследования проведены на базе Астраханского государственного университета.
Исследования выполнены на белых беспородных крысах (Rattus norvegicus)
обоего пола. Животные содержались в виварии в стандартных лабораторных условиях, при свободном доступе к воде и пище. Самцы и самки содержались отдельно, по 5-6 животных в клетке. 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 (табл. 2.1).
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 снижения продукции мелатонина у белых крыс достаточно 0,0005 мВт/ см2 светового
потока (Семак И.В., Кульчицкий В.А., 2007). Как световая, так и темновая депривации поддерживались в течение месяца (с середины сентября по середину октяб-
64
ря), причем в течение последних 15 дней у крыс опытных групп моделировали
токсический стресс.
Таблица 2.1
Схема экспериментов
Экспериментальная
серия
I серия, естественное освещение
Условия и время проведения
Зимний период (январь)
Весенний период (апрель)
Летний период (июль)
Осенний период (октябрь)
II серия, искусственное освещение
Световая депривация
Темновая депривация
III серия, динамика
интоксикации
Контроль
5 дней интоксикации
10 дней интоксикации
15 дней интоксикации
Отмена интоксикации, 5 дней
восстановительного периода
10 дней восстановительного периода
15 дней восстановительного периода
Итого
Группа и пол животных
Самцы, контроль
Самцы, интоксикация
Самки, контроль
Самки, интоксикация
Самцы, контроль
Самцы, интоксикация
Самки, контроль
Самки, интоксикация
Самцы, контроль
Самцы, интоксикация
Самки, контроль
Самки, интоксикация
Самцы, контроль
Самцы, интоксикация
Самки, контроль
Самки, интоксикация
Самцы, контроль
Самцы, интоксикация
Самки, контроль
Самки, интоксикация
Самцы, контроль
Самцы, интоксикация
Самки, контроль
Самки, интоксикация
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Число животных
9
9
10
11
9
10
10
10
8
8
8
9
10
10
10
11
9
10
10
10
9
10
10
10
8
8
8
8
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
352
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 восстановительного периода.
65
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 CdCl2·2,5Н2О 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 хлоралгидратным наркозом (5%-ный раствор в дозе 25 мг/100 г массы тела, внутрибрюшинно).
2.2. Морфометрические методы
Морфометрический метод широко используется для определения функционального состояния желез внутренней секреции для решения научных и практических задач (Алексеев В.В., 2008; Попов С.С. с соавт., 2003).
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
1000х. Топографию ядер гипоталамуса определяли по атласу (Оленев С.Н., 1987).
Были изучены супрахиазматическое ядро в вентролатеральной и дорсомедиальной областях (АР 0), аркуатное ядро (Р 3), вентромедиальное ядро (Р 3) и
крупноклеточные субпопуляции супраоптического (Р 1) и паравентрикулярного
ядер (Р 2).
66
Морфометрию ядра и ядрышка проводили с помощью измерения двух перпендикулярных диаметров ядра (ядрышка) d1 и d2 (d1 > d2), с последующим определением объема по формуле эллипсоида вращения:
V =
π
6
d 1 ⋅ d 22 .
Проводили измерения только тех нейронов, в ядре которых обнаруживали
ядрышко. Для каждого нейроэндокринного центра было проанализировано не менее чем 100 нейронов на каждую экспериментальную группу. Размеры ядер и ядрышек пересчитывали в мкм при помощи объект-микрометра.
Так же было рассчитано ядрышко-ядерное соотношение (v ядрышка, отнесенный к V ядра), отражающее соразмерность изменений ядерных структур.
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 кариолометрия 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).
67
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 гематоксилинэозином 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 переферии 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, рассчитывали площадь коркового вещества:
Sкорк.в-ва = Sнадп – Sмозг.в-ва
Для анализа осуществляли не менее 10 промеров на животное.
2.3. Биохимические методы
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).
Ткань исследуемого органа массой 500 мг гомогенизировали в ступке, добавляли 20 мл раствора хлорида калия, охлажденного до температуры 0°С. 1 мл
гомогената помещали в пробирки с 3 мл ортофосфорной кислоты и 1 мл 0,05 %ного раствора ТБК. Пробы ставили в водяную баню и подвергали кипячению в
течение 45 минут. После кипячения пробирки охлаждали в холодной воде 3-5
мин. и вливали в них 4 мл n-бутанола. Пробы интенсивно встряхивали до образования однородной белой суспензии, имеющий розовый оттенок, и давали отсто-
68
яться. Отбирали окрашенную часть супернатанта в центрифужные пробирки и
центрифугировали в течение 5 минут при 3000 об/мин (печень в течение 7-8 минут при 4000 об/мин). Сразу после центрифугирования надосадочную жидкость
фотоколометрировали в кювете с толщиной слоя 10 мм при помощи фотоколориметра КФК-3 при длине волны 540 нм.
Анализ содержания общего белка осуществляли в плазме крови животных.
Форменные элементы удаляли центрифугированием в течение 5 мин при 3000
об/мин. Общий белок 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 ⋅ x − 740,17 ,
где С – концентрация белка (альбумин), г/л, х – показатель преломления плазмы
крови.
2.4. Гравиметрические методы
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 декапитации животного извлекали щитовидную железу, надпочечники, тимус и селезенку, взвешивали на торсионных весах, рассчитывали относительную массу органа (индекс i):
௠
݅ൌ ,
ெ
где m – масса органа в мг, M – масса крысы накануне забоя.
2.5. Статистическая обработка данных
Для всех морфологических, физиологических и биохимических показателей
производили расчет средней и ее ошибки, данные представлены в таблицах в виде
M ± m. Достоверность отличий рассчитанных средних была определена по критерию Стьюдента, с учетом трех порогов: I порог – вероятность ошибки менее
69
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
S
CV = x ⋅ 100% ,
x
Sx =
(xi − x )2
n −1
где CV – коэффициент вариации (%), x - среднегодовая, Sx – среднее квадратичное отклонение, xi – 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 (λ) Колмагорова-Смирнова. Различия считались достоверными при
достижении по классам разницы накопленных частот, отнесенных к объему выборки (λ) 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): η ± ηx , где ηx – ошибка показателя. Достоверность полученных данных определяли по критерию Фишера
(Плохинский Н.А., 1970).
70
ГЛАВА 3. СЕЗОННЫЕ РИТМЫ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ
ОРГАНИЗМОВ РАЗНОГО ПОЛА К ТОКСИЧЕСКОМУ СТРЕССУ
3.1. Изменение синтетической активности нервных центров гипоталамуса по
сезонам года в норме и при воздействии солью кадмия
3.1.1. Супрахиазматическое ядро
Вентролатеральная, или афферентная зона СХЯ гипоталамуса, имеет прямые
связи с сетчаткой и выполняет роль согласования активности центрального пейсмекера млекопитающих с длительностью внешнего освещения. Размеры ядрышек
этой зоны, отражающие интенсивность синтеза мРНК, имели выраженную сезонную динамику (табл. 3.1).
Таблица 3.1
Сезонная динамика ядер, ядрышек и ядрышко-ядерное отношение нейронов
вентролатеральной области супрахиазматического ядра гипоталамуса, мкм3
Группа
Пол
Объемы ядер
Объемы ядрышек
Ядрышко-ядерное
отношение, ×10–3
4,70±0,135+++
4,38±0,112+++
3,74±0,095*** +++
3,42±0,077*** ++
28,43±0,841
28,94±0,858
23,22±0,666*** +++
24,84±0,756** +++
2,63±0,082++
3,13±0,092°°
3,49±0,110***
2,32±0,065***
16,30±0,510
16,96±0,462+
19,18±0,606**
13,91±0,388***
2,99±0,091
4,51±0,136°°° +++
4,34±0,150*** ++
4,24±0,126
16,28±0,592+
24,03±0,785°°° +
25,49±0,940*** +
23,69±0,693
3,52±0,094
3,88±0,101°
3,30±0,089
3,67±0,104
20,15±0,581+
21,64±0,644°
21,46±0,792
20,61±0,691++
Зима
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
175,9±5,72
161,2±5,59
171,1±5,13
148,8±5,30
++
Весна
168,2±4,70+
191,9±5,35°° +++
193,0±6,56*
175,9±5,22*
Лето
195,8±5,96
184,3±6,14
184,3±7,64
187,9±6,40
Осень
186,1±6,22
193,1±6,95
169,6±6,36
188,5±5,58
Примечание: * – отличия между контрольными и опытными группами по Стьюденту, * –
р<0,05; ** – р<0,01;*** – р<0,001; ° – половые отличия, ° – р<0,05; °° – р<0,01; °°° – р<0,001; + отличия между дорсолатеральной и вентромедиальной зонами СХЯ у животных одной и той же
группы: + – р<0,05; ++ – р<0,01; +++ – р<0,001.
71
У самцов подопытных животных максимальные размеры ядрышек были выявлены в зимний период. В следующий за зимой сезон, весну, напротив, был отмечен годовой минимум: объемы ядрышек уменьшились в 1,8 раз (р < 0,001), а
затем в ряду весна – лето – осень вновь плавно возрастали (рис. 3.1, А). Годовые
максимумы афферентной зоны СХЯ самок приходились на зимний и летний периоды, в то время как весной и осенью синтетическая активность этого нейроэндокринного центра была существенно ниже. Минимальные значения объемов ядрышек в году у самок отмечены в весенний период. Коэффициент вариации сезонных средних у самцов составил 23%, в то время как у самок он был значительно ниже – 14%.
♂ ^^^
♀ ^^
Зима
Зима
5
30
25
20
15
10
♂ ^^^
♀ ^^^
4
3
♂ ^^^
♀ ^^^
2
1
Осень
Весна
0
♂ ^^
♀ ^^
♂^
♀ ^^^
5
0
Осень
Весна
♂ ^^
♀^
♀ ^^^
Лето
Лето
Самцы
♂ ^^^
♀ ^^^
Самки
А
Б
3
Рис. 3.1. Сезонные изменения объемов ядрышек (А, мкм ) и ядрышко-ядерного
отношения (Б, ×10–3) нейронов вентролатеральной области СХЯ гипоталамуса
^ – отличия сезонов по Стьюденту: ^ – р < 0,05; ^^ – р < 0,01; ^^^ – р < 0,001.
Половые отличия в размерах нуклеол СХЯvl были свойственны всем сезонам, за исключением зимы. Во всех случаях присутствия половых отличий объемы ядрышек самок превышали таковые самцов: на 19% весной (р < 0,01), на 51%
летом (р < 0,001) и на 10% осенью (р < 0,05). В литературе отмечены также более
высокие значения размеров перикарионов и ядер нейроцитов СХЯ у самок
72
(Güldner F.H., 1983).
Сходной в размерами ядрышек годовой динамикой обладала и доля ядрышка
в ядре (рис. 3.1, Б). У самцов максимальное отношение ядрышка к ядру было характерно для зимнего периода, минимальное выявлено в весенний и летний периоды (уменьшение в 1,7 раз от зимы к весне, р < 0,001). У самок же наибольшая
доля ядрышка была отмечена зимой и летом, а минимальные значения этого показателя зарегистрированы весною. Так же, как и в случае со средними объемами
ядер, коэффициент вариации средних значений отношения ядрышка к ядру по сезонам был выше у самцов по сравнению с самками: 24% против 19%.
Половые отличия ядрышко-ядерного отношения оказались значимы в летний
и осенний периоды, когда доля в ядре нуклеол самок превышала таковую у самцов на 48% (р < 0,001) и 7% (р < 0,05) соответственно.
Дорсомедиальная зона считается эфферентной частью СХЯ, осуществляющей связь внутренних множественных датчиков времени организма с внешними
сигналами, получаемыми посредством контактов с вентролатеральной зоной. В
СХЯdm также отмечено наличие сезонной динамики (табл. 3.2).
Наибольшие размеры нуклеол СХЯdm самцов были характерны для осеннего
периода, наименьшие – для летнего (рис. 3.2, А). Однако сами различия между
годовыми максимумами и минимумами были крайне невелики, коэффициент вариации средних составил всего 8%. У самок, напротив, значительное усиление
синтетической активности нейронов СХЯdm, наблюдаемое в зимний и летний периоды, более чем в 1,5 раза превышала этот показатель в другие сезоны года. Коэффициент вариации средних по сезонам года у самок был в 2,5 раза выше по
сравнению с самцами (20% против 8%).
Именно в те периоды, когда наблюдалось повышение синтетической активности СХЯdm самок, возникали половые отличия: в зимний период объемы ядрышек нейроцитов самок в 1,5 раз превышали таковые самцов, а в летний – в 1,7
раз (р < 0,001 для обоих отличий).
Максимум ядрышко-ядерного отношения в годовой динамике самцов приходился на зимний период, когда показатель v/V увеличивался в основном за счет
73
уменьшения объемов ядер, а не усиления синтеза мРНК. Весной, напротив, отмечен годовой минимум, вызванный как снижением синтетической активности, так
и возрастанием объемов ядер нейронов. От весны к осени доля нуклеолы в ядре
нейроцитов СХЯdm постепенно возрастала. Коэффициент вариации средних ядрышко-ядерного отношения был выше, чем таковой для размеров ядрышек, составляя 17%.
Таблица 3.2
Сезонная динамика ядер, ядрышек и ядрышко-ядерное отношение нейронов
дорсомедиальной области супрахиазматического ядра гипоталамуса, мкм3
Группа
Пол
Объемы ядер
Объемы ядрышек
Ядрышко-ядерное
отношение, ×10–3
Зима
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
141,3±5,22
177,5±5,39°°
166,3±5,35**
154,2±5,93*
Весна
188,5±5,66
229,8±7,18°°°
193,0±5,41
185,8±6,44***
Лето
181,8±5,26
169,3±5,10°°
169,3±5,73
178,1±6,54**
Осень
180,7±5,08
206,0±7,74°
160,5±6,17*
204,6±6,30
3,51±0,133
5,22±0,091°°°
4,75±0,141***
2,99±0,088***
26,37±0,922
31,39±0,873°°
30,00±0,900*
20,47±0,538***
3,12±0,097
3,30±0,091
3,61±0,098**
2,45±0,089***
17,38±0,495
15,20±0,443°°
19,38±0,496*
13,91±0,426*
3,19±0,095
5,30±0,116°°°
3,59±0,105*
3,95±0,131***
18,54±0,580
26,52±0,642°°°
22,26±0,541***
23,51±0,713**
3,83±0,101
3,79±0,116
3,17±0,109**
3,39±0,092*
22,15±0,642
19,95±0,691°
20,73±0,679
17,65±0,546*
Примечание: * – отличия между контрольными и опытными группами по Стьюденту, * –
р<0,05; ** – р<0,01;*** – р<0,001; ° – половые отличия, ° – р<0,05; °° – р<0,01; °°° – р<0,001.
Сезонная динамика ядрышко-ядерного отношения нейронов СХЯdm самок
следовала за динамикой объемов нуклеол. Наибольшую долю ядрышко занимало
в ядре в зимний период, несколько ниже этот показатель был летом, минимальные
размеры ядрышка по отношению к ядру были отмечены весной. Максимальные
значения ядрышко-ядерного отношения в году превышали минимальные более
чем в 2 раза, коэффициент вариации средних составил 27%.
74
Половые отличия доли ядрышка в ядре нейрона выявлены во все сезоны года. Причем если в зимний и летний период этот показатель у самок был выше,
чем у самцов, на 19% зимой (р < 0,01) и на 43% летом (р < 0,001), то в остальные
сезоны ядрышко-ядерное отношение в нейроцитах самок было ниже. Разница между самцами и самками составила 13% весной (р < 0,01) и 10% осенью (р < 0,05).
♀ ^^^
Зима
Зима
6
5
40
♂^
♀ ^^^
4
3
2
♂ ^^^
♀ ^^^
30
20
10
1
0
Осень
♂ ^^
♀ ^^^
Весна
♂ ^^
♀ ^^^
♀ ^^^
Осень
♂ ^^
♀ ^^^
♀ ^^^
Лето
Лето
Самцы
Весна
0
Самки
А
Б
3
Рис. 3.2. Сезонные изменения объемов ядрышек (А, мкм ) и ядрышко-ядерного
отношения (Б, ×10–3) нейронов дорсомедиальной области СХЯ гипоталамуса
^ – отличия сезонов по Стьюденту: ^ – р < 0,05; ^^ – р < 0,01; ^^^ – р < 0,001.
Сравнение синтетической активности нейронов СХЯ в афферентной и эфферентной зонах позволило установить, что зимнему периоду соответствует более
низкие значения объемов ядрышек СХЯdm как у самцов (на 25%, р < 0,001), так и
у самок (на 19%, р < 0,001). В весенний период отличия между зонами были свойственны только самцам, причем размеры нуклеол СХЯdm были на 19% больше,
чем в СХЯvl (р < 0,01). Напротив, летом интенсивность синтеза в дорсомедиальной области была выше только у самок (на 18%, р < 0,001). Осенью ни у самцов,
ни у самок отличий между областями СХЯ выявлено не было.
E. Peschke с соавторами (1996) отмечали более высокие значения объемов
ядер СХЯvl по сравнению с дорсомедиальной зоной. Действительно, в три из че-
75
тырех изученных нами сезона ядра нейроцитов СХЯvl были больше, чем в
СХЯdm, но только у самцов. У самок, напротив, СХЯdm отличалась более высокими размерами ядер с осени по весну, в то время как только летом объемы ядер
афферентной зоны превышали таковые в эфферентной зоне. Аналогично и сделанное авторами заключение о большей степени вариабельности СХЯvl в течение
года по сравнению с СХЯdm справедливо лишь только для самцов, у которых сезонные изменения интенсивности синтеза выражены сильнее в афферентной зоне
(сезонный коэффициент вариации средних 23% в СХЯvl и только 8% в СХЯdm).
Однако и здесь у самок наблюдается прямо противоположная ситуация: сезонные
колебания синтетической активности более выражены в эфферентной зоне СХЯ
(коэффициент вариации средних объемов ядрышек по сезонам 14% в СХЯvl против 20% в СХЯdm).
Обращает на себя внимание, что как в афферентной, так и эфферентной зонах СХЯ большинство годовых максимумов синтетической активности приходились на зимний период. Известно, что ключевым эффектом мелатонина на уровне
гипоталамуса является снижение метаболизма светочувствительных нейронов
СХЯ, иннервирующих и активирующих все центры нейроэндокринного гипоталамуса (Perreau-Lenz S. et al., 2003). В таком случае повышенный уровень секреции нейронов СХЯ в зимний период может представлять собой компенсаторную
реакцию в ответ на усиленное подавление биосинтеза мелатонином.
Были проанализированы распределения размеров ядрышек нейроцитов в
обеих зонах СХЯ и их отличия от нормального распределения и друг от друга с
помощью критерия Стьюдента. Результаты представлены в таблицах 3.3-3.6.
В зимний период максимум встречаемости распределения ядрышек вентролатеральной области СХЯ самцов приходился на область 4,9 мкм3 (16 % всех ядрышек, рис. 3.3). В распределении, имеющем выраженный эксцесс и правостороннюю асимметрию, прослеживался дополнительный, активный пик в области
7 мкм3, где было сосредоточено 11% нуклеол. Вариационная кривая зимнего периода имела наиболее высокие значения стандартного отклонения, то есть являлась наиболее широкой (σв 1,47, табл. 3.3).
76
Таблица 3.3
Характеристики распределения ядрышек нейроцитов СХЯvl в разные сезоны года
Эмпирическое распределение
Группа
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Пол
Мода
Медиана
Эксцесс
♂
♀
♂
♀
4,90
4,90
4,20
3,50
4,46±0,169
4,32±0,140
3,63±0,119
3,29±0,097
♂
♀
♂
♀
2,80
2,80
3,50
2,10
2,42±0,103
3,10±0,116
3,29±0,138
2,21±0,081
♂
♀
♂
♀
2,80
4,90
3,50
4,90
2,82±0,114
4,42±0,171
4,28±0,188
4,18±0,158
♂
♀
♂
♀
4,20
3,50
3,50
3,50
3,69±0,118
3,69±0,126
3,17±0,112
3,64±0,130
Стандартное
отклонение
σв
λ‫٭‬
0,76±0,223
0,44±0,228
0,74±0,236
0,84±0,238
1,47
1,18
0,97
0,78
–
–
–
1,51*
1,00±0,241
0,33±0,223
0,83±0,234
1,03±0,223
0,82
1,00
1,14
0,71
1,50*
–
–
1,79**
0,80±0,228
0,53±0,229
0,26±0,249
0,85±0,244
0,97
1,43
1,46
1,25
–
–
–
–
0,26±0,233
0,18±0,235
0,92±0,236
0,21±0,233
0,98
1,04
0,91
1,08
1,99***
–
–
1,37*
Асимметрия
Зима
3,36±0,442
0,06±0,453
1,13±0,467
1,99±0,472
Весна
0,68±0,478
0,04±0,442
0,89±0,463
0,86±0,442
Лето
0,72±0,453
0,73±0,455
–0,38±0,493
1,30±0,483
Осень
0,09±0,461
–0,32±0,465
1,50±0,467
–0,34±0,461
Примечание: ‫٭‬Приведены отличия опытного распределения от нормального (по непараметрическому критерию λ Колмагорова-Смирнова): * – р<0,05; ** – р<0,01;*** – р<0,001.
Таблица 3.4
Непарамерический критерий λ для оценки расхождения распределений ядрышек
нейросекреторных клеток СХЯvl по сезонам года
Группы сравнения
К♂, зима
К♂, весна
К♂, лето
К♀, зима
К♀, весна
К♀, лето
К♀ – К♂
K♂ – Cd♂
К♀ – Cd♀
Критерий λ
Зима
Весна
Сезонные отличия
4,88***
3,32***
Лето
Осень
4,20***
–
3,23***
2,92***
2,20***
1,37*
2,12***
1,60*
–
3,22***
Половые отличия
–
1,87**
3,72***
Отличия контрольных и опытных групп
2,81***
2,80***
3,02***
3,06***
2,86***
–
–
1,55*
–
Примечание: * – оценка достоверности различий: * – р<0,05; ** – р<0,01;*** – р<0,001.
77
Частота встречаемости
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
2
Зима
4
6
3
Весна
Лето
V ядрышек, мкм
8
10
12
Осень
Рис. 3.3. Сезонные изменения распределения объемов ядрышек нейронов
вентролатеральной области СХЯ гипоталамуса самцов крыс
Весной максимум распределения смещался влево, и 41% всех ядрышек находился в области 2,8 мкм3. Асимметрия распределения увеличилась до 1,00, и оно
достоверно отличалось как от нормального (λ 1,51), так и от распределения зимнего периода (λ 4,88, табл. 3.4). Летом в распределении объемов ядрышек СХЯvl
самцов максимум остался на том же месте, что и в весенний период, размерами
2,8 мкм3 обладали 33% всех нуклеол. В распределении уменьшилась асимметрия
и оно не отличалось от нормального и от вариационной кривой весеннего периода. Осенью распределение становится бимодальным, с пиками в районах 4,2 мкм3
(33% ядрышек) и 2,8 мкм3 (19% ядрышек). Отличия распределения от нормального приобрели выраженный характер (λ 1,99). Не менее значимо вариационная
кривая размеров ядрышек СХЯvl 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 мкм3 (29% нуклеол), вследствие чего возникали сезонные отличия, выявляемые по критерию λ (3,32, р < 0,001). Вариационная
кривая самок, в отличие от вариационной кривой самцов, имела менее выраженные эксцесс и асимметрию и бóльшую широту, вследствие чего возникали половые отличия (р < 0,01). В летний период распределение ядрышек СХЯvl 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
мкм3 сосредоточено 21 и 20% ядрышек) и они не отличались по критерию λ. Осенью снова наблюдался сдвиг максимума распределения влево, размеры 3,5 мкм3
имели 26% всех нуклеол, вариационная кривая ядрышек СХЯvl 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.
Частота встречаемости
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
2
Зима
4
6
Весна
8
Лето
3
V ядрышек, мкм
10
12
Осень
Рис. 3.4. Сезонные изменения распределения объемов ядрышек нейронов
вентролатеральной области СХЯ гипоталамуса самок крыс
В распределении объемов ядрышек нейроцитов СХЯdm самцов в зимний период были отмечены основной пик в области 2,8 мкм3, где было сосредоточено
27% всех нуклеол, и дополнительный в районе 4,9 мкм3 (16% ядрышек, рис. 3.5).
79
Таблица 3.5
Характеристики распределения ядрышек нейроцитов СХЯdm в разные сезоны года
Эмпирическое распределение
Группа
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Пол
Мода
Медиана
Эксцесс
♂
♀
♂
♀
2,80
5,60
4,90
3,15
3,37±0,167
5,20±0,135
4,58±0,177
3,05±0,110
♂
♀
♂
♀
3,50
3,50
3,50
2,10
3,08±0,122
3,20±0,114
3,59±0,123
2,27+0,111
♂
♀
♂
♀
3,50
5,60
3,50
3,50
3,10±0,119
5,34±0,146
3,37±0,131
3,69±0,164
♂
♀
♂
♀
3,50
4,20
3,50
3,50
3,80±0,126
3,79±0,146
3,01±0,136
3,35±0,116
Стандартное
отклонение
σв
λ‫٭‬
1,31±0,238
0,19±0,236
0,57±0,243
0,29±0,238
1,35
1,11
1,40
0,89
–
1,43*
–
1,36*
1,21±0,223
0,74±0,235
0,24±0,228
1,46±0,224
1,06
0,94
1,04
0,96
1,40*
1,58*
1,37*
1,51*
0,50±0,223
0,27±0,223
0,70±0,228
1,46±0,241
1,03
1,26
1,11
1,31
–
1,47*
1,40*
1,47*
0,32±0,236
–0,22±0,236
0,86±0,245
0,65±0,230
1,03
1,19
1,07
0,97
1,46*
1,90**
–
–
Асимметрия
Зима
3,34±0,472
–0,36±0,467
0,04±0,481
0,98±0,472
Весна
3,01±0,442
1,05±0,465
–0,08±0,453
4,25±0,444
Лето
0,25±0,442
0,07±0,442
0,19±0,453
3,69±0,478
Осень
–0,49±0,467
–0,13±0,467
1,23±0,485
1,77±0,457
Примечание: ‫٭‬Приведены отличия опытного распределения от нормального (по непараметрическому критерию λ Колмагорова-Смирнова): * – р<0,05; ** – р<0,01.
Таблица 3.6
Непарамерический критерий λ для оценки расхождения распределений ядрышек
нейросекреторных клеток СХЯdm по сезонам года
Группы сравнения
К♂, зима
К♂, весна
К♂, лето
К♀, зима
К♀, весна
К♀, лето
К♀ – К♂
K♂ – Cd♂
К♀ – Cd♀
Критерий λ
Зима
Весна
Сезонные отличия
–
4,85***
Лето
Осень
–
–
1,49*
2,17***
1,77**
3,31***
2,17***
3,59***
–
4,90***
Половые отличия
3,71***
–
4,88***
Отличия контрольных и опытных групп
2,63***
1,87**
–
5,49***
3,24***
3,59***
–
1,79**
1,75**
Примечание: * – оценка достоверности различий: * – р<0,05; ** – р<0,01;*** – р<0,001.
80
Частота встречаемости
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
2
Зима
4
6
8
3
Весна
Лето
V ядрышек, мкм
10
12
Осень
Рис. 3.5. Сезонные изменения распределения объемов ядрышек нейронов
дорсомедиальной области СХЯ гипоталамуса самцов крыс
Вариационная кривая имела выраженный эксцесс и асимметрию. Весной распределение стало мономодальным, с максимумом в области 3,5 мкм3 (34% нуклеол).
Распределение объемов ядрышек в этот период отличается от нормального по
критерию λ (р < 0,05, табл. 3.5). Летом на максимум в районе 3,5 мкм3 приходилось уже только 25% нуклеол, однако в двух соседних размерных классах 2,8 и
4,2 мкм3 сосредоточено еще 44% ядрышек, и распределение стало плосковершинным. Вариационные кривые ядрышек СХЯdm 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
районе 3,5 мкм3 (28% ядрышек), характерном для остальных сезонов, другой, «активный» пик, был обнаружен в области 4,9 мкм3 (22% ядрышек). Распределение
ядрышек, характерное для осеннего периода, достоверно отличается как от нормального (λ 1,46), так и от распределений нуклеол в остальные сезоны года.
В зимний период распределение размеров нуклеол самок было мономодальным, в области 5,6 мкм3 было сосредоточено 29% ядрышек (рис. 3.6). Весной распределение стало более асимметричным, его максимум сдвинулся в менее активную область, размеры 3,5 мкм3 имели 35% ядрышек. Летом вариационная кривая
81
объемов ядрышек СХЯdm самок практически совпадала с таковой зимнего периода, 28% всех нуклеол были сосредоточены в районе 5,6 мкм3. В осенний период вновь следовало снижение активности нейронов дорсомедиальной зоны СХЯ
самок, сопровождаемое смещением пика распределения ядрышек в область 4,2
мкм3 (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 КолмагороваСмирнова. Анализ особенностей распределений объемов нуклеол СХЯdm самцов
и самок подтверждал выводы, сделанные на основании оценки средних, о существовании половых отличий в зимний (λ 3,71) и летний (λ 4,88) периоды (р < 0,001
Частота встречаемости
для обоих отличий).
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
2
Зима
4
6
3
Весна
Лето
V ядрышек, мкм
8
10
12
Осень
Рис. 3.6. 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 СХЯvl токсикант подавлял синтетическую активность нейроэндокринных 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).
***
***
Зима
Зима
5
5
4
4
3
3
2
2
1
Осень
***
Весна
0
1
Осень
***
Весна
0
Лето
Лето
***
Контроль
Кадмий
А
Б
3
Рис. 3.7. Объемы ядрышек (мкм ) нейронов вентролатеральной области СХЯ гипоталамуса самцов (А) и самок (Б) в разные сезоны года в условиях интоксикации
* – отличия контрольной и опытной группы по Стьюденту:
* – р < 0,05; ** – р < 0,01; *** – р < 0,001.
Направленность изменений доли ядрышка в ядре при токсическом воздействии повторяла изменения в функциональной активности нейроцитов СХЯvl. 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).
Токсический стресс привел к изменению характеристик распределения объемов ядрышек нейронов СХЯvl.
83
Осень
***
Зима
**
Зима
30
25
20
30
25
20
15
10
5
0
15
10
5
0
**
Весна
Осень
Лето
***
Весна
Лето
***
Контроль
Кадмий
А
Б
–3
Рис. 3.8. Ядрышко-ядерное отношение (×10 ) нейронов СХЯvl гипоталамуса самцов (А) и
самок (Б) в разные сезоны года в условиях интоксикации
* – отличия контрольной и опытной группы по Стьюденту: * – р < 0,05; ** – р < 0,01.
В зимний период под влиянием соли кадмия пик распределения нуклеол
самцов сместился из области 4,9 мкм3 в район 4,2 мкм3, где оказалось сосредоточено 29% всех ядрышек, а у самок – в район 3,5 мкм3 (36% ядрышек, рис. 3.9).
Оба распределения достоверно отличаются таковых у контрольных животных (λ
2,81 у самцов и 3,06 у самок, р < 0,001 для обоих отличий). Хлорид кадмия привел
к снижению стандартного отклонения распределений на 34% как у самцов, так и у
самок. Уменьшение ширины распределения может быть следствием снижения
разнообразия функциональных состояний нейронов под влиянием токсического
фактора, являясь аргументом в пользу утверждения об активной реакции нейронов гипоталамуса на введение соли кадмия.
Весной пик распределения объемов нуклеол СХЯvl самцов сместился вправо,
в область 3,5 мкм3 было сосредоточено 29% всех ядрышек, в то время как у самок
наблюдалось резкое сокращение нуклеол с крупными размерами, максимум их
вариационной кривой оказался в районе 2,1 мкм3 (43% всех ядрышек, рис. 3.10).
84
Подавление синтетической активности нейронов СХЯvl у самок сопровождалось
снижением стандартного отклонения на 29%, в то время как активация у самцов –
увеличением этого показателя на 39%.
Частота встречаемости
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
2
4
Самцы контроль
6
8
10
12
Самки
контроль
3
V ядрышек, мкм
Самцы кадмий
Самки кадмий
Рис. 3.9. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов вентролатеральной
области СХЯ гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса в зимний период
Частота встречаемости
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
2
4
Самцы контроль
Самцы кадмий
6
8
10
12
Самки
контроль
3
V ядрышек, мкм
Самки кадмий
Рис. 3.10. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов вентролатеральной
области СХЯ гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса в весенний период
85
В летний период 33% ядрышек нейронов СХЯvl самцов оказались в районе
3,5 – 4,2 мкм3, ширина распределения по сравнению с контролем увеличилась
вследствие такой активации на 51%, снизились значения эксцесса и асимметрии
(рис. 3.11). Между контрольным и опытным распределениями выявлено достоверное отличие по критерию λ (р < 0,001).
У самок соль кадмия в летний период не вызывала изменений функционального состояния нейронов СХЯvl.
Частота встречаемости
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
2
4
Самцы контроль
6
8
10
12
Самки
контроль
3
V ядрышек, мкм
Самцы кадмий
Самки кадмий
Рис. 3.11. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов вентролатеральной
области СХЯ гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса в летний период
Осенью введение токсиканта приводит к подавлению функциональной
активности нейронов СХЯvl самцов, что заметно по смещению максимума
распределения объемов ядрышек в область более низких значений (из 4,2 мкм3 в
область 3,5 мкм3), резкому увеличению эксцесса и асимметрии распределения,
уменьшению его ширины (рис. 3.12). Вариационная кривая нуклеол у самцов
опытной группы достоверно отличается от такового у контрольных животных по
критерию λ (р < 0,05).
Распределения ядрышек опытной и контрольной групп самок в осенний период практически не отличаются друг от друга.
86
Частота встречаемости
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
2
4
Самцы контроль
Самцы кадмий
6
8
10
12
Самки
контроль
3
V ядрышек, мкм
Самки кадмий
Рис. 3.12. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов вентролатеральной
области СХЯ гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса в осенний период
Нейроны эфферентной зоны СХЯ изменяли свое функциональное состояние
под влиянием соли кадмия в каждый их сезонов, но направленность этих изменений имела гендерные различия.
Так, у самцов поступление в организм хлорида кадмия приводило к повышению синтетической активности нейронов СХЯdm в зимний, весенний и летний
периоды, что сопровождалось увеличением размеров нуклеол на 35% (р < 0,001),
16% (р < 0,01), и 13% (р < 0,05) соответственно (рис. 3.13, А). В осенний период
токсикант снижал объемы ядрышек на 17% (р < 0,01) против контроля.
У самок же, напротив, введение соли кадмия в каждый из сезонов сопровождалось исключительно снижением функциональной активности нейронов СХЯdm
(рис. 3.13, Б). Зимой размеры нуклеол под воздействием токсиканта стали на 43%,
весной – на 26%, летом – на 25%, а осенью на 11% меньше, чем в соответствующих контрольных группах (р < 0,001 для зимы, весны и лета и р < 0,05 для осени).
Изменения доли ядрышка в ядре под влиянием токсиканта соответствовали
состоянию их функциональной активности. Увеличение размеров нуклеолы со-
87
провождалось, как правило, возрастанием ее доли в ядре, а сокращение размеров
– уменьшением ядрышко-ядерного отношения.
***
Зима
***
Зима
5
6
5
4
3
4
3
2
1
**
Осень
**
Весна
0
2
1
0
*
Осень
***
Весна
Лето
Лето
*
***
Контроль
Кадмий
А
Б
3
Рис. 3.13. Объемы ядрышек (мкм ) нейронов дорсомедиальной области СХЯ гипоталамуса
самцов (А) и самок (Б) в разные сезоны года в условиях интоксикации
* – отличия контрольной и опытной группы по Стьюденту:
* – р < 0,05; ** – р < 0,01; *** – р < 0,001.
Так, соответственно, у самцов под действием соли кадмия ядрышко-ядерное
отношение в нейронах СХЯdm увеличилось на 14% в зимний период, на 12% в
весенний (р < 0,05), и на 20% в летний (р < 0,001, рис 3.14). У самок – уменьшилось в опытных группах на 35% зимой (р < 0,001), на 8% весной (р < 0,05), на 11%
летом (р < 0,01) и на 12% осенью (р < 0,05).
Сравнение реактивности двух зон СХЯ по отношению к хлориду кадмия позволило отметить, что для самцов реакция нейроцитов СХЯvl и СХЯdm отличны
по силе и направленности, но сравнимы друг с другом. Так, в зимний и осенний
периоды наиболее сильные изменения функциональной активности были отмечены в СХЯdm, весной и летом – в наибольшей степени токсическим стрессом затрагивалось СХЯvl. У самок же более реактивной к действию хлорида кадмия
оказалась эфферентная зона этого нейроэндокринного центра. Кроме того, в обе-
88
их зонах у самок введение токсиканта вызывало исключительно подавление в
разной степени функциональной активности нейронов.
*
Зима
***
Зима
30
40
25
20
30
20
15
10
5
0
Осень
*
*
Весна
Осень
10
*
Весна
0
Лето
Лето
***
**
Контроль
Кадмий
А
Б
–3
Рис. 3.14. Ядрышко-ядерное отношение (×10 ) нейронов СХЯdm гипоталамуса самцов (А)
и самок (Б) в разные сезоны года в условиях интоксикации
* – отличия контрольной и опытной группы по Стьюденту: * – р < 0,05; ** – р < 0,01.
Токсический стресс оказал значительное влияние на распределение объемов
ядрышек нейронов СХЯdm. В зимний период у самцов введение тяжелого металла привело к исчезновению менее активного пика распределения в области 2,8
мкм3 и усиление добавочного в районе 4,9 мкм3, ставшего основным (25% ядрышек, рис. 3.15). Ширина распределения практически не изменилась в сравнении с
контролем, однако эксцесс и асимметрия снизились, оно не отличалось от нормального по критерию λ.
У самок, напротив максимум вариационной кривой размеров нуклеол
СХЯdm сместился влево, в область 3,15 мкм3, где оказалось сосредоточено 56%
всех ядрышек. Распределение стало уже, как и у контрольных самок оно отличается от нормального (λ 1,36, р < 0,05). Как у самцов, так и у самок между каон-
89
трольными и опытными распределениями выявлены достоверные отличия по критерию Колмагорова-Смиронова (р< 0,001 для обоих случаев).
Зима
Частота встречаемости
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
2
4
Самцы контроль
Самцы кадмий
6
8
10
12
Самки
контроль
3
V ядрышек, мкм
Самки кадмий
Рис. 3.15. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов дорсомедиальной
области СХЯ гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса в зимний период
В весенний период мода распределения нуклеол СХЯdm самцов опытной
группы не менялась, однако в ее области оказалось сосредоточено меньшее число
нуклеол – 28% (рис. 3.16). Как и в зимний период, введение токсиканта приводило
к уменьшению эксцесса и асимметрии распределения, однако не оказывало влияния на его ширину. У самок, напротив, тяжелый металл вызвал смещение пика
распределения влево, ядрышки с размерами около 2,1 мкм3 имели 32% всех нейронов. Распределение нуклеол приобрело выраженный эксцесс и вдвое выросло
значение правосторонней асимметрии. Вариационные кривые контрольных и
опытных групп достоверно отличались по критерию λ (р < 0,01 для самцов и р <
0,001 для самок).
В летний период введенный токсикант вызвал увеличение пика распределения нуклеол СХЯdm самцов в области 3,5 мкм3, характерного для контрольных
животных, где теперь оказалось сосредоточено 30% всех нуклеол (рис. 3.17).
Кроме того, в распределении ядрышек самцов опытной группы появился доба-
90
вочный, «активный» пик в районе 4,9 мкм3, объединивший еще 18% ядрышек.
Несмотря на возникновение бимодальности распределения нуклеол нейронов у
самцов опытной группы, указанных различий не хватает для признания их достоверности по критерию λ (р > 0,05).
Частота встречаемости
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
2
4
Самцы контроль
Самцы кадмий
6
8
10
12
Самки
контроль
3
V ядрышек, мкм
Самки кадмий
Рис. 3.16. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов дорсомедиальной
области СХЯ гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса в весенний период
Частота встречаемости
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
2
4
Самцы контроль
Самцы кадмий
6
8
10
12
Самки
контроль
3
V ядрышек, мкм
Самки кадмий
Рис. 3.17. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов дорсомедиальной
области СХЯ гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса в летний период
91
У самок же в ответ на введение соли кадмия наблюдалось подавление функционального состояния нейронов: максимум распределения ядрышек указанной
зоны СХЯ из области 5,6 мкм3 сместился влево, в область 3,5 мкм3 (32% нуклеол),
значительно возросли эксцесс и асимметрия распределения. Опытное и контрольное распределения достоверно отличаются между собой (λ = 3,59).
Осенью бимодальное распределение контрольных самцов под влиянием хлорида кадмия стало мономодальным, увеличились его эксцесс и асимметрия (рис.
3.18). Максимум распределения нуклеол сосредоточился в области 3,5 мкм3 (29%
всех ядрышек). У самок, подвергавшихся токсическому стрессу, пик распределения нуклеол СХЯdm также сместился влево по отношению к контрольным животным: из области 4,2 мкм3 в район 3,5 мкм3, где оказалось сосредоточено 26%
всех ядрышек. Как у самцов, так и у самок, вариационные кривые опытных групп
достоверно отличались от контрольных по критерию Колмагорова-Смирнова (р <
0,01 для обоих отличий).
Частота встречаемости
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
2
4
Самцы контроль
Самцы кадмий
6
8
10
12
Самки
контроль
3
V ядрышек, мкм
Самки кадмий
Рис. 3.18. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов дорсомедиальной
области СХЯ гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса в осенний период
Таким образом, исходя из выявленных закономерностей изменения по сезонам функционального состояния афферентной и эфферентной зон СХЯ гипотала-
92
муса, а также влияния на синтетическую активность нейронов хлорида кадмия,
можно сделать следующие заключения.
Половые различия в функциональной активности зон СХЯ, оцениваемые по
интенсивности матричного синтеза, коррелирующего с размерами ядрышка нейрона, проявляются только в отдельные сезоны года. Во всех случаях присутствия
таких различий синтетическая активность нейронов СХЯ у самок больше таковой
у самцов.
У самцов в обеих зонах СХЯ в осенне – зимний период размеры нуклеол
нейроцитов были больше, чем в весенне – летний, т.е. самцы имеют
одномодальный годовой паттерн. У самок годовые максимумы приходились на
зимний и летний периоды, а весной и осенью был отмечен спад синтетической
активности нейронов СХЯ, что можно характеризовать как бимодальный годовой
паттерн.
Хлорид кадмия оказывает угнетающее действие на функциональное
состояние нейронов СХЯ самцов в те сезоны, на которые приходятся максимумы
их синтетической активности, и напротив, под его влиянием возрастает
интенсивность образования мРНК в периоды с исходно низкой активностью.
Подобный эффект токсиканта свидетельствует, что во-первых, ритмическое
изменение функционального состояния зон СХЯ – активный процесс, и вовторых, что тяжелый металл вызывает подавление не только стимулирующих, но
и
тормозящих
управляющих
воздействий
на
активность
данного
нейроэндокринного центра.
Следует отметить, что у самок повышения синтетической активности СХЯ
под влиянием хлорида кадмия не происходит ни в один из сезонов. В ответ на
введение токсиканта функциональное состояние как СХЯvl, так и СХЯdm способно только в разной степени угнетаться.
3.1.2. Аркуатное ядро
Дугообразное (аркуатное) ядро содержит нейроны, секретирующие соматолиберин и пролактостатин (дофамин). Соматостатин также выявляется и в облас-
93
ти дугообразного ядра, где он присутствует как в клетках и нервных окончаниях,
так и в аксонах, проходящих через это ядро (Балаболкин М. И., 1998). В АЯ также
обнаружены гипофизотропные нейроны, секретирующие кортиколиберин. Кроме
того, полагают, что АЯ способно вырабатывать собственные, паракринно и нейромедиаторно действующие АКТГ и α-МСГ.
Сезонная динамика синтетической активности нейронов аркуатного ядра гипоталамуса оказалась сходной у самцов и самок (табл. 3.7). Объемы ядрышек
нейроцитов АЯ были наибольшими в осенний период и наименьшими в зимний
(рис. 3.19, А). Коэффициент вариации средних по сезонам года (СV) для самцов
составил 26,2 %, в то время как у самок этот показатель был существенно ниже –
только 12,9 %.
Таблица 3.7
Сезонная динамика объемов ядер, ядрышек и ядрышко-ядерного отношения нейронов
аркуатного ядра гипоталамуса в контроле и при воздействии хлоридом кадмия
Группа
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Пол
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Объемы ядер,
Объемы ядрышек,
3
мкм
мкм3
Зима
214,1±10,58
1,55±0,096
+
243,7±5,56
2,01±0,079°°
227,1±5,72
2,08±0,060**
221,3±5,06*
2,13±0,057
Весна
227,7±5,90
2,92±0,102
232,8±6,90
2,41±0,094++
195,3±7,53**
1,94±0,070***
214,0±8,45
2,02±0,082**
Лето
235,4±8,97
2,25±0,079
246,0±9,58
2,73±0,117°°
213,7±6,04
2,55±0,079*
228,7±8,16
2,57±0,110
Осень
318,5±11,49
3,25±0,138
327,4±12,96
2,84±0,118
230,7±8,10***
2,68±0,119*
290,4±10,05*
3,09±0,094
Ядрышко-ядерное
отношение, ×10–3
8,19±0,577
8,54±0,288
9,77±0,359*
10,21±0,320**
13,57±0,493
10,88±0,397°°°
10,97±0,531**
10,31±0,471
10,28±0,403
11,90±0,509°
12,53±0,391**
11,70±0,385
10,91±0,490
9,22±0,409°
12,76±0,717
11,21±0,388**
Примечание: * – отличия между контрольными и опытными группами по Стьюденту, * –
р<0,05; ** – р<0,01;*** – р<0,001; ° – половые отличия, ° – р<0,05; °° – р<0,01; °°° – р<0,001.
94
Половые отличия размеров нуклеол наблюдались во все сезоны года, за исключением осени. В зимний и летний периоды объемы ядрышек у самок были
выше на 30 и 22 % соответственно, в то время как весной напротив, объемы ядрышек самцов оказались на 21 % больше, чем у самок (р < 0,01 для всех отличий).
Значительные половые отличия в синтетической активности АЯ самцов и самок
возможно, связаны с тем, что АЯ участвует в регуляции главного анаболического
гормона – тестостерона, который является ответственным за продуктивные состояния клеток организма и продукция которого неодинакова у животных разного
пола.
Ядрышко-ядерное отношение в нейронах АЯ также имело выраженную сезонную динамику (рис. 3.19, Б).
Зима
Зима
4
♂ ^^^
♀ ^^^
3
♂ ^^^
♀ ^^
15
♂ ^^
10
♂ ^^^
♀ ^^^
2
5
1
Осень
0
Весна Осень
♂ ^^^
♀ ^^
♂ ^^^
0
♂ ^^^
♀^
♀ ^^
Лето
Самцы
Весна
Лето
Самки
А
Б
3
Рис. 3.19. Сезонные изменения объемов ядрышек (А, мкм ) и ядрышко-ядерного
отношения (Б, ×10–3) нейронов аркуатного ядра гипоталамуса
^ – отличия сезонов по Стьюденту: ^ – р < 0,05; ^^ – р < 0,01; ^^^ – р < 0,001.
Наименьших относительных размеров в ядре ядрышко нейронов достигло в
зимний период, что является дополнительным подтверждением снижения активности этого нервного центра в данный сезон года. Наибольшую долю в ядре яд-
95
рышко занимало у самцов в весенний, а у самок – в летний период. Как и для размеров нуклеол, СV ядрышко-ядерного отношения было выше у самцов, составляя
17,9 % против 13,1 % самок.
В зимний период распределение нуклеол аркуатного ядра самцов носило мономодальный характер с максимумом встречаемости в области 1,15 мкм3 (26 %
всех ядрышек), в то время как в другие сезоны года в распределении хорошо прослеживалась бимодальность (рис. 3.20). Так, в весенний сезон происходил отчетливый сдвиг распределения вправо, появлялся выраженный положительный эксцесс, максимум распределения сместился в область 2,89 мкм3 (30 %) с дополнительным малым пиком в области 4,04 мкм3 (13 % ядрышек). Распределение объемов ядрышек у самцов в весенний период достоверно отличалось от нормального
по критерию λ Комарогорова-Смирнова (λ = 1,77, р < 0,05, табл. 3.8). Мода летнего распределения и его максимум (35 % ядрышек) лежали в области 2,31 мкм3, и
хотя в районе 4,04 мкм3 по-прежнему прослеживался дополнительный пик, количество нуклеол с этими размерами было снижено (до 10 %) и отличия от нормального распределения исчезли.
В осенний период пик распределения нуклеол был максимально сдвинут
вправо, находясь в районе 3,46 мкм3 (25 %), хотя часть ядрышек по-прежнему оставалась в области 2,31 мкм3 (19 %), совпадая с пиком летнего распределения.
Обращает на себя внимание отличие формы распределений в стабильные и переходные сезоны года. Зимой и летом стандартное отклонение имеет более низкие
значения, чем весной и осенью. Возможно, это связано именно с перестройкой
режима функционирования этого нейроэндокринного центра, тесно связанного с
теплопродукцией, от компенсации потерь тепла в холодный период к компенсации перегрева в теплый.
Смещение максимумов в течение года подтверждается достоверными отличиями опытных распределений нуклеол самцов между собою по непараметрическому критерию λ (таблица 3.9). Этот факт свидетельствует об изменении функционирования аркуатного ядра у самцов в течение года в результате подгонки метаболизма к потребностям изменяющейся среды.
96
Таблица 3.8
Характеристики распределения ядрышек нейроцитов АЯ в разные сезоны года
Эмпирическое распределение
Группа
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Пол
Мода
Медиана
Эксцесс
♂
♀
♂
♀
1,15
1,73
2,31
1,73
1,35±0,120
1,79±0,099
2,02±0,075
2,04±0,071
♂
♀
♂
♀
2,89
2,31
1,73
1,73
2,64±0,128
2,29±0,117
1,81±0,087
1,89±0,102
♂
♀
♂
♀
2,31
2,89
2,31
2,89
2,08±0,098
2,47±0,146
2,45±0,098
2,47±0,137
♂
♀
♂
♀
3,46
2,89
2,89
2,94
3,05±0,173
2,75±0,148
2,47±0,150
3,00±0,118
Стандартное
отклонение
σв
λ‫٭‬
1,00±0,235
3,11±0,169
0,97±0,207
0,33±0,180
0,99
1,14
0,70
0,76
–
1,86**
2,12***
1,66**
2,51±0,215
2,12±0,238
0,87±0,239
1,13±0,241
1,15
0,95
0,70
0,82
1,77**
–
1,48*
–
0,89±0,254
1,64±0,241
1,08±0,226
1,56±0,235
0,74
1,17
0,84
1,13
–
–
1,49*
–
2,07±0,247
0,40±0,276
1,43±0,238
0,67±0,257
1,35
1,03
1,21
0,88
–
–
–
–
Асимметрия
Зима
0,85±0,465
20,24±0,337
1,83±0,411
–0,48±0,357
Весна
11,53±0,427
9,36±0,472
1,04±0,474
1,72±0,478
Лето
0,42±0,503
5,19±0,478
1,54±0,447
3,80±0,465
Осень
7,16±0,490
–0,19±0,545
3,82±0,472
0,92±0,508
Примечание: ‫٭‬Приведены отличия опытного распределения от нормального (по непараметрическому критерию λ Колмагорова-Смирнова): * – р<0,05; ** – р<0,01;*** – р<0,001.
Таблица 3.9
Непарамерический критерий λ для оценки расхождения распределений ядрышек
нейросекреторных клеток АЯ по сезонам года
Группы сравнения
К♂, зима
К♂, весна
К♂, лето
К♀, зима
К♀, весна
К♀, лето
К♀ – К♂
K♂ – Cd♂
К♀ – Cd♀
Критерий λ
Зима
Весна
Сезонные отличия
4,46***
–
Лето
Осень
2,66***
2,04***
4,24***
1,56*
2,95***
2,98***
1,44*
–
2,59***
–
Половые отличия
1,90**
1,53*
1,45*
Отличия контрольных и опытных групп
2,87***
3,04***
–
–
–
–
–
1,69**
–
Примечание: * – оценка достоверности различий: * – р<0,05; ** – р<0,01;*** – р<0,001.
97
Частота встречаемости
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
1
2
3
4
V ядрышек, мкм
Зима
Весна
5
6
7
8
3
Лето
Осень
Рис. 3.20. Сезонные изменения распределения объемов ядрышек нейронов аркуатного
ядра гипоталамуса самцов крыс
У самок распределение объемов ядрышек в зимний период достоверно отличалось от нормального (λ = 1,86, р < 0,01). Оно носило мономодальный характер,
имело значительный эксцесс и правостороннюю асимметрию, с максимумом распределения 1,73 мкм3, где было сосредоточено 28 % нуклеол (рис. 3.21). Весной
пик распределения смещался вправо, в область 2,31 мкм3, не меняя своей высоты,
уменьшались эксцесс и асимметрия. Летом и осенью мода распределения лежала
в области 2,89 мкм3, куда приходилось 26 % ядрышек в летний период и 24 % в
осенний. С весны по осень экспериментальные распределения нуклеол аркуатного
ядра самок не расходились с нормальным.
Изменения распределений нуклеол самок в течение года носили более плавный характер по сравнению с самцами, в связи с чем отличия распределений соседних сезонов (зимы и весны, весны и лета, лета и осени) не достоверны. Однако, как и у самцов, был значителен разрыв между осенью и зимой (λ = 4,24 у самцов и λ = 2,98 у самок, р < 0,001 для обоих отличий) и стандартное отклонение
зимой и летом было выше, чем весной и осенью. Очевидно, что при переходе к
98
холодному зимнему периоду регуляция метаболизма со стороны аркуатного ядра
претерпевает значительные изменения у животных обоего пола.
Частота встречаемости
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
1
2
3
4
V ядрышек, мкм
Зима
Весна
5
6
7
8
3
Лето
Осень
Рис. 3.21. Сезонные изменения распределения объемов ядрышек нейронов аркуатного
ядра гипоталамуса самок крыс
Половые различия в распределении нуклеол аркуатного ядра были максимальны в зимний период λ = 1,90 у самок, р < 0,01, незначительны в весенний и
осенний периоды (λ = 1,53 весной и 1,45 летом, р < 0,05 для обоих отличий) и отсутствовали осенью.
Введение соли кадмия оказывало влияние на объемы ядрышек нейроцитов
АЯ, и в каждый из сезонов эти изменения имели свои особенности. Так, у самцов
в зимний и летний период наблюдалось увеличение объемов ядрышек нейроцитов
на 34 % (р < 0,01) и 14 % (р < 0,05) соответственно (рис. 3.22). Та же доза хлорида
кадмия в весенний и осенний периоды приводила к уменьшению объемов на 34 %
(р < 0,001) и 18 % (р < 0,05). Объемы ядрышек самок снижались под действием
токсиканта исключительно в весенний период, на 17 % против контроля (р <
0,01).
Увеличение ядрышка нейронов у самцов в зимний и летний периоды сопровождалось и увеличением его доли в ядре, на 19 % (р < 0,05) и 22 % (р < 0,01) соответственно (рис. 3.23). Эта реакция обусловлена исключительно за счет актива-
99
ции синтеза нейроцитов АЯ, без изменения объема ядер. В весенний и осенний
периоды снижение интенсивности синтетических процессов сопровождалось адекватной реакцией ядер нейронов. В осенний период уменьшение объемов ядра и
ядрышка были пропорциональны, и отношение v/V сохранялось на прежнем
уровне. Напротив, весной размеры нуклеол снизились более значительно, чем
размеры ядер, что привело к снижению отношения v/V на 19 % (р < 0,01).
У самок в зимний и осенний периоды в результате влияния соли кадмия происходит увеличение доли ядрышка в ядре на 20 и 22 % (р < 0,01 для обоих отличий).
Поскольку активации синтетических процессов в эти сезоны под влиянием токсического стресса отмечено не было, изменение отношения v/V объясняется резким
снижением объема ядра, возможно, связанным с усиленным выводом накопленных транскриптов за его пределы. В весенний период уменьшение объемов ядрышек и ядер было однонаправленным и пропорциональным, в летний – ни размеры ядрышка, ни ядра не реагировали на токсический стресс, в результате чего в
оба эти сезона отношение v/V под действием кадмия не менялось.
*
Осень
**
Зима
Зима
4
4
3
3
2
2
1
1
***
Весна Осень
0
0
***
Весна
Лето
Лето
*
Контроль
Кадмий
А
Б
3
Рис. 3.22. Объемы ядрышек (мкм ) нейронов аркуатного ядра гипоталамуса самцов (А) и
самок (Б) в разные сезоны года в условиях интоксикации
* – отличия контрольной и опытной группы по Стьюденту:
* – р < 0,05; ** – р < 0,01; *** – р < 0,001.
100
Осень
*
Зима
**
Зима
15
15
10
10
5
5
**
**
Весна Осень
0
Лето
Весна
0
Лето
**
Контроль
Кадмий
А
Б
–3
Рис. 3.23. Ядрышко-ядерное отношение (×10 ) нейронов аркуатного ядра гипоталамуса
самцов (А) и самок (Б) в разные сезоны года в условиях интоксикации
* – отличия контрольной и опытной группы по Стьюденту: * – р < 0,05; ** – р < 0,01.
У самцов в зимний период токсический стресс в распределении нуклеол нейронов сдвигал максимум вправо, в район 2,31 мкм3 и уменьшал на 30 % σв, в результате чего на максимум приходилось 45 % всех ядрышек (рис. 3.24). Подобная
реакция является типичной для активации ткани под действием возмущающего
фактора. Контрольное и опытное распределения самцов достоверно отличались
друг от друга по критерию Колмагорова-Смирнова (р< 0,001). У самок мода распределения оставалась на прежнем по отношению к контролю месте, в области
1,73 мкм3, где оказалось сосредоточено 28 % всех ядрышек. Несмотря на уменьшение также на 34 % отклонения выборки, что говорит о напряжении нейроэндокринного центра, расхождений с контролем отмечено не было.
101
Частота встречаемости
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
1
2
3
4
V ядрышек, мкм
5
6
7
8
3
Самцы контроль
Самцы кадмий
Самки контроль
Самки кадмий
Рис. 3.24. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов аркуатного ядра
гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса в зимний период
Частота встречаемости
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
1
2
3
4
V ядрышек, мкм
Самцы контроль
Самцы кадмий
5
6
7
8
3
Самки контроль
Самки кадмий
Рис. 3.25. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов аркуатного ядра
гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса в весенний период
102
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 мкм3 (36% нуклеол), и уменьшилось на 39 % отклонение выборки (рис. 3.25). Отмеченные изменения привели к расхождению контрольного и опытного распределения ядрышек
самцов (λ=3,04, р< 0,001). У самок в весенний период под действием хлорида
кадмия максимум незначительно смещался влево (30 % ядрышек имели размеры
1,73 мкм3) и уменьшалась на 14 % σв. 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
мкм3 у самцов (35 % нуклеол) и 2,89 мкм3 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 (λ=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 мкм3
(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.
103
Частота встречаемости
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
1
2
3
4
5
V ядрышек, мкм
6
7
8
3
Самцы контроль
Самцы кадмий
Самки контроль
Самки кадмий
Рис. 3.26. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов аркуатного ядра
гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса в летний период
Частота встречаемости
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
1
2
3
4
V ядрышек, мкм
Самцы контроль
Самцы кадмий
5
6
7
8
3
Самки контроль
Самки кадмий
Рис. 3.27. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов аркуатного ядра
гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса в осенний период
104
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 нейроэндокринного 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
нейроэндокринного 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.
3.1.3. Вентромедиальное ядро
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 кортиколиберин, 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
106
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).
Таблица 3.10
Сезонная динамика объемов ядер, ядрышек и ядрышко-ядерного отношения нейронов
вентромедиального ядра гипоталамуса в контроле и при воздействии солью кадмия
Группа
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Пол
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Объемы ядер,
Объемы ядрышек,
3
мкм
мкм3
Зима
288,7±9,58
2,78±0,091
288,7±7,29
3,42±0,101°°
309,2±7,71
3,60±0,115***
276,1±5,62
3,12±0,084*
Весна
269,7±6,75
2,78±0,108
306,2±7,61°°
3,04±0,0084
272,4±7,00
2,36±0,083*
279,8±6,35*
2,58±0,100**
Лето
307,9±9,40
2,77±0,078
354,9±12,75°
3,75±0,148°°°
257,0±6,79**
3,30±0,100**
299,0±10,31**
3,39±0,117
Осень
379,3±9,74
3,93±0,120
377,1±10,03
3,99±0,110
312,3±8,04***
3,70±0,111
346,8±9,88
3,67±0,100
Ядрышко-ядерное
отношение, ×10–3
10,11±0,362
12,51±0,367°°
12,26±0,396**
11,76±0,364
10,54±0,369
10,45±0,352
9,02±0,341*
9,36±0,325*
9,78±0,357
11,24±0,446°
13,50±0,043***
12,13±0,456
10,81±0,369
11,12±0,396
12,31±0,380*
11,21±0,367
Примечание: * – отличия между контрольными и опытными группами по Стьюденту, * –
р<0,05; ** – р<0,01;*** – р<0,001; ° – половые отличия, ° – р<0,05; °° – р<0,01; °°° – р<0,001.
У самок объемы нуклеол ВМЯ летом и осенью были выше, чем зимой и весной. Максимальный отрыв в размерах их ядрышек был отмечен между весенним
и летним периодом (увеличение на 23 %, р<0,001), и между осенним и зимним
(уменьшение на 17 %, р<0,01). Половые отличия оказались значимы только в
107
зимний и летний периоды, причем размеры ядрышек самок превышали таковые
самцов на 23 % (р<0,01) и 36 % (р<0,001) соответственно.
Коэффициент вариации средних величин для ядрышек нейроцитов ВМЯ был
ниже, чем в АЯ, однако и в этом нервном центре CV самцов был в 1,6 раз больше,
чем у самок (16,4 % у самцов против 10,1 % у самок).
Несмотря на вариации размеров ядрышек по сезонам года, отношение ядрышка к ядру у самцов было очень стабильно, коэффициент вариации средних
был крайне низок – 3,8 % (рис. 3.28, Б). Напротив, для самок было характерно
увеличение доли ядрышка в ядре в стабильные сезоны года – зимой и летом и
уменьшение в переходные, с разницей сезонных значений v/V от 23 до 12 %. Значение CV ядрышко-ядерного отношения у самок составило 6,6 %, что было на
72 % выше, чем у самцов. Половые различия в ядрышко-ядерном отношении были характерны для зимы и лета, когда v/V самок было, соответственно, на 24 и
15 % больше, чем у самцов.
♂ ^^^
♀ ^^
Зима
Зима
4
15
♀^
♀^
3
♀ ^^
10
2
5
1
Осень
0
♂ ^^^
Весна Осень
Весна
0
♂ ^^^
♀^
Лето
Самцы
Лето
Самки
А
Б
3
Рис. 3.28. Сезонные изменения объемов ядрышек (А, мкм ) и ядрышко-ядерного
отношения (Б, ×10–3) нейронов вентромедиального ядра гипоталамуса
^ – отличия сезонов по Стьюденту: ^ – р < 0,05; ^^ – р < 0,01; ^^^ – р < 0,001.
108
Во все сезоны года, за исключением осени, распределение объемов ядрышек
нейронов ВМЯ как у самцов, так и у самок было бимодальным. Это свидетельствует о функциональной неоднородности вентромедиального ядра, наличии субпопуляций клеток с повышенной синтетической активностью. Все распределения
ядрышек у контрольных животных не отличались от нормального, имели низкие
значения асимметрии и эксцесса (табл. 3.11).
Таблица 3.11
Характеристики распределения ядрышек нейроцитов ВМЯ в разные сезоны года
Эмпирическое распределение
Группа
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Пол
Мода
Медиана
♂
♀
♂
♀
2,31
4,04
3,46
2,89
2,73±0,115
3,37±0,126
3,37±0,144
2,99±0,105
♂
♀
♂
♀
2,31
2,89
2,60
2,89
2,70±0,135
2,95±0,105
2,29±0,104
2,49±0,126
♂
♀
♂
♀
2,89
2,89
2,89
2,89
2,65±0,098
3,60±0,185
3,19±0,126
3,26±0,147
♂
♀
♂
♀
4,04
4,04
4,04
4,61
3,72±0,151
3,81±0,138
3,59±0,139
3,59±0,126
Эксцесс
Зима
–0,67±0,506
3,01±0,383
1,20±0,416
0,34±0,401
Весна
0,65±0,467
–0,45±0,451
–0,48±0,476
–0,18±0,476
Лето
0,04±0,411
0,38±0,493
0,07±0,444
10,8±0,447
Осень
–0,36±0,472
–0,45±0,476
4,76±0,469
0,88±0,467
Стандартное
отклонение
σв
λ‫٭‬
0,28±0,255
1,14±0,192
0,99±0,209
0,53±0,202
0,86
1,27
1,33
1,00
–
–
–
–
0,74±0,236
0,26±0,227
0,40±0,240
0,51±0,240
1,10
0,89
0,83
1,01
–
–
–
–
0,66±0,207
0,68±0,249
0,74±0,224
2,01±0,226
0,91
1,43
1,08
1,26
–
–
–
–
0,35±0,238
0,26±0,240
1,32±0,237
0,51±0,236
1,22
1,11
1,13
1,03
–
–
–
–
Асимметрия
Примечание: ‫٭‬Приведены отличия опытного распределения от нормального (по непараметрическому критерию λ Колмагорова-Смирнова).
В зимний период у самцов прослеживались два максимума распределения – в
области 2,31 мкм3, где было сосредоточено 26 % всех ядрышек, и 3,46 мкм3, куда
приходилось 22 % нуклеол (рис. 3.29). Весной максимум в районе 2,31 мкм3 стал
менее выражен (22 % ядрышек), а более низкий «активный» пик сместился в область 4,04 мкм3 (16 % нуклеол). Распределение стало шире, σв увеличилось с 0,86
в зимний период до 1,1 мкм3 в весенний. Летом синтетически активных нейронов
109
становится больше, пики распределения находятся в области 2,89 мкм3 (29 % всех
ядрышек) и 4,04 мкм3 (14 %). Одновременно на 17 % уменьшается стандартное
отклонение, распределение становится уже. Для осеннего периода был характерен
только один максимум – в области 4,04 мкм3, этими размерами обладали 19 %
всех нуклеол ВМЯ. Осенью, кроме того, распределение имеет максимальное
стандартное отклонение за весь год – 1,22 мкм3.
Частота встречаемости
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
1
2
3
4
V ядрышек, мкм
Зима
Весна
5
6
7
8
3
Лето
Осень
Рис. 3.29. Сезонные изменения распределения объемов ядрышек нейронов
вентромедиального ядра гипоталамуса самцов крыс
У самок в зимний период, как и у самцов, выявлялись два максимума распределения, однако в отличие от них, более высокий пик приходился на область с
большими размерами ядрышек. Так, в районе 2,31 мкм3 находились только 16 %
нуклеол, тогда как в районе 4,04 мкм3 – 21 %. Весной оба пика смещались вправо,
основной максимум располагался в области 2,89 мкм3 (27 % ядрышек), дополнительный – в области 4,61 мкм3 (13 %). Распределение стало более компактным,
стандартное отклонение снизилось с 1,27 мкм3 зимой до 0,89 мкм3 в весенний период. Летом распределение ядрышек у самок было полимодальным, в нем выявлялись три пика – в районах 2,89 мкм3 (17 % нуклеол), 4,04 мкм3 (16 %) и 5,20
110
3
мкм (13 %). Для распределения летнего периода было характерно наибольшее в
году стандартное отклонение – 1,42 мкм3. Осенью также, как и у самцов, распределение нуклеол становилось мономодальным, 24 % всех ядрышек имели размеры 4,04 мкм3. Одновременно на 29 % снижалось стандартное отклонение.
Частота встречаемости
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
1
2
3
4
V ядрышек, мкм
Зима
Весна
5
6
7
8
3
Лето
Осень
Рис. 3.30. Сезонные изменения распределения объемов ядрышек нейронов
вентромедиального ядра гипоталамуса самок крыс
Половые отличия в распределении ядрышек ВМЯ самцов и самок по сезонам
года были выявлены в зимний и летний периоды (табл. 3.12). В оба эти сезона у
самок было больше активных нейронов, чем у самцов и распределение имело более высокие значения стандартного отклонения (у самок σв на 48 % выше зимой и
на 57 % выше летом, чем у самцов).
Размеры ядрышек ВМЯ самцов увеличивались в ответ на поступление кадмия в зимний и летний периоды на 30 % (р < 0,001) и 19 % (р<0,01) соответственно и уменьшались весной на 15 % (р<0,05, рис. 3.29).
Объемы же ядрышек самок снижались под действием токсиканта, но только
в зимний (на 9 %, р<0,05) и весенний периоды (на 15 %, р<0,01).
111
Таблица 3.12
Непарамерический критерий λ для оценки расхождения распределений ядрышек
нейросекреторных клеток ВМЯ по сезонам года
Группы сравнения
Критерий λ
Зима
Весна
Сезонные отличия
–
К♂, зима
К♂, весна
К♂, лето
К♀, зима
К♀, весна
К♀, лето
1,66**
Лето
Осень
–
–
2,89***
2,93***
3,38***
1,75**
2,91***
–
–
1,85**
Половые отличия
2,00***
–
2,20***
Отличия контрольных и опытных групп
1,88**
–
1,45*
–
1,42*
–
К♀ – К♂
K♂ – Cd♂
К♀ – Cd♀
–
–
–
Примечание: * – оценка достоверности различий: * – р<0,05; ** – р<0,01;*** – р<0,001.
Осень
***
Зима
*
Зима
4
4
3
3
2
2
1
1
*
Весна Осень
0
**
Весна
0
Лето
Лето
**
Контроль
Кадмий
А
Б
3
Рис. 3.29. Объемы ядрышек (мкм ) нейронов вентромедиального ядра гипоталамуса самцов (А) и самок (Б) в разные сезоны года в условиях интоксикации
* – отличия контрольной и опытной группы по Стьюденту:
* – р < 0,05; ** – р < 0,01; *** – р < 0,001.
112
Ядрышко-ядерное отношение у самцов под влиянием соли кадмия во все сезоны года увеличивалось, за исключением весны (снижение на 17 %, вызванное
уменьшением синтетических процессов в клетке, р < 0,05). Увеличение доли ядрышка в ядре в зимний (на 21 %, р < 0,01) и летний периоды (на 38 %, р < 0,001)
было вызвано соответствующим увеличением синтетических процессов на фоне
отсутствии реакции со стороны ядра в зимний период и его рестрикции в летний.
Напротив, повышение ядрышко-ядерного отношения в осенний период (на 14 %,
р < 0,05) было связано исключительно с уменьшением объема ядра, без изменения
со стороны его нуклеолы.
*
Осень
**
Зима
Зима
14
12
10
8
6
4
2
0
14
12
10
8
6
4
2
0
*
Весна Осень
*
Весна
Лето
Лето
***
Контроль
Кадмий
А
Б
–3
Рис. 3.23. Ядрышко-ядерное отношение (×10 ) нейронов вентромедиального ядра гипоталамуса самцов (А) и самок (Б) в разные сезоны года в условиях интоксикации
* – отличия контрольной и опытной группы по Стьюденту: * – р < 0,05; ** – р < 0,01.
У самок изменения ядрышко-ядерного отношения выявлялись только весной,
когда ядерный аппарат на введение токсиканта отреагировал не только снижением синтетических процессов, но и значительным уменьшением объема ядра, в результате чего v/V уменьшилось на 10 %, р < 0,05.
113
Под влиянием хлорида кадмия в зимний период распределение нуклеол самцов становилось ближе к мономодальному, с максимумом распределения, лежащим в области 3,46 мкм3 (21 % ядрышек). Одновременно на 56 % возросло стандартное отклонение, что говорит о неоднозначности реакции нейронов ВМЯ самцов на введение токсиканта. Распределение самцов опытной группы достоверно
отличается от контрольного по критерию λ (р< 0,01).
Частота встречаемости
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
1
2
3
4
V ядрышек, мкм
Самцы контроль
Самцы кадмий
5
6
7
8
3
Самки контроль
Самки кадмий
Рис. 3.24. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов вентромедиального
ядра гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса в зимний период
Напротив, у самок соль кадмия вызывала сужение вариационной кривой (σв
снизилась на 27 %), но также как и у самцов она приобрела мономодальный характер, 26 % всех ядрышек имели размеры около 2,89 мкм3.
Весной под влиянием соли кадмия пики вариационной кривой нуклеол ВМЯ
самцов в районе 4,04 мкм3, характерные для контрольных животных, исчезли,
распределение стало плосковершинным, на размерные градации 1,73, 2,31, 2,89
мкм3 приходилось по 23 % нуклеол соответственно. На 25 % уменьшилось стандартное отклонение, что сделало распределение более компактным.
114
Частота встречаемости
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
1
2
3
4
V ядрышек, мкм
Самцы контроль
Самцы кадмий
5
6
7
8
3
Самки контроль
Самки кадмий
Рис. 3.25. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов вентромедиального
ядра гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса в весенний период
У самок с интоксикацией максимум распределения в районе 2,89 мкм3, наблюдаемый в контроле, остался на прежнем месте, 25 % всех нуклеол имели эту
размерную градацию. Однако добавочный пик располагался не справа от основного, как у контрольных животных, а слева, в области 1,73 мкм3 (22 % нуклеол) и
на 13 % увеличилось стандартное отклонение. Выраженные отличия вариационной кривой самок, получавших хлорид кадмия, достигли порога вероятности безошибочных прогнозов по критерию λ Колмагорова-Смирнова (р< 0,05).
В летний период интоксикация не меняла расположение пиков вариационных кривых ни у самцов, ни у самок. У самцов на область2,89 мкм3 приходилось
28 % нуклеол, что сравнимо с контролем, однако ядрышек с размерами 4,04 мкм3
стало значительно больше – 19 %, что привело к отличию этого распределения от
контрольного по критерию λ (р< 0,05). Переход большего числа нейронов в активное состояние отражен в увеличении стандартного отклонения вариационной
кривой (на 19 % по сравнению с контролем).
115
Частота встречаемости
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
1
2
3
4
V ядрышек, мкм
Самцы контроль
Самцы кадмий
5
6
7
8
3
Самки контроль
Самки кадмий
Рис. 3.26. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов вентромедиального
ядра гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса в летний период
У самок опытной группы большее по сравнению с контролем число нейронов
составило максимум распределения в области 2,89 мкм3 (27 % нуклеол), однако
пик в области 4,04 мкм3 остался в прежней размерности (16 % ядрышек) и на 12 %
уменьшилось стандартное отклонение.
Осенью под влиянием кадмия максимум распределения ядрышек ВМЯ самцов в области 4,04 мкм3, отмечаемый у контрольных животных, становился выше,
на его долю приходилось 25 % всех нуклеол. Распределение приобрело бимодальность, появился второй пик в размерной категории 2,89 мкм3 (19 % нуклеол).
У самок максимум распределения под влиянием хлорида кадмия смещался вправо, 25 % всех ядрышек имело размеры около 4,61 мкм3. Вариационные кривые
самцов и самок опытных групп не отличались от контрольных по критерию λ.
Таким образом, можно отметить, что вентромедиальное ядро в целом имеет
более низкую амплитуду сезонных колебаний синтетической активности по сравнению с другими изученными центрами гипоталамической регуляции. При этом у
самок более стабильны к сезонным влияниям оказались размеры ядрышек, а у
116
самцов – доля ядрышка в ядре, соразмерность реакции ядерных структур на сезон
года как возмущающий фактор. Именно снижение синтетической активности
ВМЯ самцов в зимний и летний периоды формирует отличия, возникающие в эти
сезоны между самцами и самками.
Частота встречаемости
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
1
2
3
4
V ядрышек, мкм
Самцы контроль
Самцы кадмий
5
6
7
8
3
Самки контроль
Самки кадмий
Рис. 3.27. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов вентромедиального
ядра гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса в осенний период
В ряде работ показана чувствительность ВМЯ к стрессорным воздействиям.
Так, увеличивается количества деструктивно измененных нейронов в ВМЯ отмечено при эмоционально-болевом стрессе (Михальский С.А., 2004), при иммобилизационном стрессе (Потанин М.Б., 2008).
ВМЯ оказывается реактивно и по отношению к тяжелому металлу. Введение
хлорида кадмия приводит к нарушению сезонной динамики синтетической активности ВМЯ самцов, снижая амплитуду ее колебаний и устраняя половые отличия.
Наиболее сильным воздействием токсиканта на вентромедиальное ядро является
подавление синтетической активности в весенний период у самок, так как это
воздействие приходится на ортофазу ритма синтетической активности.
117
3.1.4. Супраоптическое ядро
Нейроны крупноклеточной части супраоптического ядра гипоталамуса, синтезирующие аргинин-вазопрессин, наряду с крупноклеточной субпопуляцией
ПВЯ, являются центром, управляющим водно-солевым обменом. Нонапептид вазопрессин действует и как гормон, и как нейротрансмиттер и нейромодулятор.
Как нейротрансмиттер и нейромодулятор, вазопрессин играет роль в автономных
функциях, таких как регуляция сердечно-сосудистого тонуса и температуры, однако он вовлечен и в сложные поведенческие и конгитивные функции, такие как
сексуальное поведение, формирование моногамии и социальное признание. На
нейронном уровне вазопрессин увеличивает мембранную возбудимость и модулирует синаптическую передачу. Вазопрессин с окситоцином зачастую оказывают
антагонистическое действие на одни и те же нейроны. Гормон замыкает обратную
связь с гипоталамусом, снижая свою продукцию в СОЯ (Raggenbass M., 2008).
Показано, что α-МСГ способен взаимодействовать с крупноклеточными нейронами СОЯ, вызывая выброс окситоцина через терминали дендритов, но прерывая
отток этого гормона по аксону в гипофиз. Это влияние может быть вероятным основанием для некоторых установленных для окситоцина поведенческих эффектов
(Sabatier N., 2006).
Вазопрессин обладает иммунносупрессивным действием. У крыс линии
Brattleboro отсутствует гормон вазопрессин вследствие делеции одного нуклеотида и сдвига рамки считывания в кодирующем гене. Аномалии водноэлектролитного обмена у крыс Brattleboro сопровождаются морфологическими и
функциональными отклонениями в иммунокомпетентных клетках и тканях. Выявлены ранняя инволюция тимуса и селезёнки, снижение уровня антителообразования при вторичном иммунном ответе, устойчивое снижение количества лимфоцитов и увеличение числа нейтрофилов в крови, подавление активности макрофагов, свидетельствующие в целом об ослаблении механизмов общей резистентности. Нейроиммунные эффекты вазопрессина физиологически основаны на наличии в иммунокомпетентных тканях эктопически экспрессирующихся рецепторов
118
гормона. Рецепторы вазопрессина выявлены и на некоторых форменных элементах крови (Хегай И.И., 2007).
Окситоцин и аргинин-вазопрессин участвуют в модуляции ритмической активности циркадных систем организма. Методом иммуноцитохимии показано,
что рецепторы к аргинин-вазопрессину и окситоцину присутствуют в СХЯ и эпифизе (Prasada Rao P.D., Kanwal J.S., 2004).
Синтетическая активность нейроэндокриноцитов СОЯ имела выраженную
сезонную ритмичность.
Акрофаза синтетической активности нейронов приходилась на осенний период и у самцов, и у самок (рис. 3.28 А). Обращает на себя внимание значительный отрыв акрофазы от остальных сезонов – средние объемы ядрышек осенью
превышали таковые в другие сезоны в 1,5-2 раза (р < 0,001, таблица 3.13).
Таблица 3.13
Сезонная динамика объемов ядер, ядрышек и ядрышко-ядерного отношения нейронов
супраоптического ядра гипоталамуса в контроле и при воздействии солью кадмия
Группа
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Пол
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Объемы ядер,
Объемы ядрышек,
3
мкм
мкм3
Зима
302,8±8,45
4,92±0,185
283,1±7,37
5,36±0,188
311,8±7,19
4,77±0,173
313,3±8,63*
5,19±0,173
Весна
326,4±9,24
4,67±0,168
350,1±11,55
5,06±0,185
321,0±7,61
5,00±0,171
316,9±7,61*
4,90±0,173
Лето
412,7±12,38
5,58±0,167
308,3±13,16°°°
4,26±0,140°°°
340,3±14,55**
4,45±0,176**
320,8±13,66
4,69±0,173
Осень
492,5±12,46
8,64±0,281
471,5±11,04
9,38±0,321
388,7±13,33***
7,42±0,391*
430,3±12,12*
7,96±0,317*
Ядрышко-ядерное
отношение, ×10–3
17,32±0,758
20,02±0,736°
15,88±0,566
17,43±0,660*
15,21±0,595
15,53±0,649
16,22±0,591
16,15±0,605
14,77±0,611
15,31±0,622
14,17±0,552
16,94±0,934
18,35±0,638
20,78±0,753°
20,01±0,953
19,54±0,842
Примечание: * – отличия между контрольными и опытными группами по Стьюденту, * –
р<0,05; ** – р<0,01;*** – р<0,001; ° – половые отличия, ° – р<0,05; °°° – р<0,001.
119
Ортофаза ритма самцов приходилась на противоположный осени сезон, весну, а ортофаза у самок была отмечена в летний период. С уменьшением синтетической активности были связаны отличия, наблюдаемые и у самцов и у самок между весенним и летним периодом (р < 0,01 для самцов и р < 0,001 для самок).
Из всех сезонов половые отличия были значимы только в летний период, когда объемы ядрышек самцов оказались на 31 % больше, чем у самок (р < 0,001).
Значительные отличия в размерах нуклеол между сезонами года отражены в коэффициенте вариации средних, который у самок (33 %) был выше, чем у самцов
(26,7 %).
Отношение ядрышка к ядру имело сходную динамику у самцов и самок (рис.
3.28, Б). Более низкие значения v/V были характерны для весенне-летнего периода, более высокая доля ядрышка в ядре – для осенне-зимнего.
♂ ^^^
♀ ^^^
Осень
Зима
Зима
10
25
8
20
6
15
4
10
2
5
Весна Осень
0
♂ ^^^
♀ ^^^
♂ ^^
♀ ^^^
Весна
0
♂ ^^
♀ ^^^
Лето
Лето
Самцы
♂^
♀ ^^^
Самки
А
Б
3
Рис. 3.28. Сезонные изменения объемов ядрышек (А, мкм ) и ядрышко-ядерного
отношения (Б, ×10–3) нейронов супраоптического ядра гипоталамуса
^ – отличия сезонов по Стьюденту: ^ – р < 0,05; ^^ – р < 0,01; ^^^ – р < 0,001.
В результате в динамике ядрышко-ядерного отношения были сформированы
два основных «скачка»: увеличение отношения ядрышка к ядру при переходе от
120
лета к осени, составившее у самцов 24 % (р< 0,01), а у самок 36 % (р< 0,001), и
уменьшение доли нуклеолы в ядре при переходе от зимы к весне на 12 % у самцов
(р< 0,05) и 22 % у самок (р< 0,001). Следует отметить, что высокие значения ядрышко-ядерного отношения у самцов и самок в осенний период были следствием
именно увеличения размеров их ядрышек, в то время как в зимний период этот
эффект обеспечивался за счет рестрикции ядра нейронов, и не поддерживался
синтетической активностью клетки. В указанные сезоны наблюдаемые изменения
были более выражены у самок, в результате чего возникли половые отличия, v/V
самок было больше в сравнении с самцами на 16 % в зимний и 13 % в осенний
периоды (р< 0,05 для обоих отличий). Коэффициент вариации средних для соотношения ядрышка и ядра, также как в случае размеров ядрышка был выше у самок (14 % против 9 % у самцов).
Таблица 3.14
Характеристики распределения ядрышек нейроцитов СОЯ в разные сезоны года
Эмпирическое распределение
Группа
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Пол
Мода
Медиана
♂
♀
♂
♀
4,62
4,62
4,62
4,62
4,42±0,232
4,89±0,236
4,58±0,217
4,89±0,217
♂
♀
♂
♀
4,62
4,62
4,62
4,62
4,09±0,211
4,61±0,232
4,83±0,214
4,65±0,217
♂
♀
♂
♀
4,62
5,77
4,62
5,77
5,31±0,210
4,07±0,176
4,09±0,221
4,74±0,217
♂
♀
♂
♀
8,08
8,08
5,77
6,93
7,94±0,353
8,63±0,403
6,46±0,490
7,16±0,397
Эксцесс
Зима
0,40±0,447
0,12±0,447
3,52±0,447
1,90±0,447
Весна
0,25±0,447
0,31±0,447
0,40±0,447
0,40±0,447
Лето
–0,39±0,447
–0,60±0,447
11,73±0,447
1,14±0,451
Осень
0,62±0,391
0,33±0,391
13,33±0,447
0,34±0,447
Стандартное
отклонение
σв
λ‫٭‬
0,99±0,226
0,69±0,226
1,32±0,226
0,88±0,226
1,98
2,02
1,86
1,86
–
1,40*
1,44*
–
0,87±0,226
0,80±0,226
0,73±0,226
0,88±0,226
1,81
1,99
1,83
1,86
–
–
–
–
0,41±0,226
0,37±0,226
2,52±0,226
0,75±0,227
1,80
1,51
1,89
1,84
–
1,67**
–
–
0,91±0,197
0,79±0,197
2,53±0,226
0,92±0,226
3,47
3,97
4,19
3,40
–
–
–
–
Асимметрия
Примечание: ‫٭‬Приведены отличия опытного распределения от нормального (по непараметрическому критерию λ Колмагорова-Смирнова): * – р<0,05; ** – р<0,01.
121
Распределение нуклеол СОЯ самцов ни в один из сезонов не отличалось от
нормального (табл. 3.14). В зимний и весенний периоды распределение носило
мономодальный характер, с максимумом в области 4,62 мкм3, на который приходилось 33 % (зимой) и 32 % (весной) всех ядрышек (рис. 3.29). Летом, помимо основного пика в районе 4,62 мкм3 (25 % ядрышек), выявлялся дополнительный в
области 8,08 мкм3, связанный с активацией части нейронов, входящих в супраоптическое ядро. На этот «активный пик» приходилось 17 % всех кариол. Осенью
максимум распределения располагался в области 8,08 мкм3, где было сосредоточено 16 % ядрышек. В этот период почти вдвое увеличивалось стандартное отклонение, увеличилась ширина распределения, включающего в себя большое количество как синтетически малоактивных, так и максимально активных нейроцитов.
Таблица 3.15
Непарамерический критерий λ для оценки расхождения распределений ядрышек
нейросекреторных клеток СОЯ по сезонам года
Группы сравнения
Критерий λ
Зима
К♂, зима
К♂, весна
К♂, лето
К♀, зима
К♀, весна
К♀, лето
К♀ – К♂
K♂ – Cd♂
К♀ – Cd♀
Весна
Сезонные отличия
–
–
Лето
Осень
1,52*
1,58*
4,77***
4,49***
3,29***
3,95***
4,24***
5,35***
1,71**
1,45*
Половые отличия
–
–
2,11***
Отличия контрольных и опытных групп
–
–
2,24***
–
–
–
–
1,81**
1,42*
Примечание: * – оценка достоверности различий: * – р<0,05; ** – р<0,01;*** – р<0,001.
Сезонные изменения в распределении объемов ядрышек у самок во многом
имели общие черты с самцами.
В зимний период вариационная кривая самок имела один максимум в области 4,62 мкм3, на который приходился 31 % всех нуклеол. Распределение достоверно отличалось от нормального по критерию λ (р < 0,05, табл. 3.14). В весенний
122
период наряду с основным пиком, совпадающим с зимним распределением (27 %
нуклеол), появилась группа синтетически активных нейронов с размерами 6,93
мкм3 (17 % ядрышек).
Частота встречаемости
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
2
4
6
8
10
V ядрышек, мкм
Зима
Весна
12
14
16
3
Лето
Осень
Рис. 3.29. Сезонные изменения распределения объемов ядрышек нейронов
супраоптического ядра гипоталамуса самцов крыс
В летний период распределение объемов ядрышек самок стало бимодальным,
с равноценными максимумами в областях 3,46 мкм3 (25 %) и 5,77 мкм3 (27 % нуклеол). Именно в этот сезон стандартное отклонение было значительно меньше по
сравнению с другими периодами года, и отсутствие активных групп нейронов,
наблюдаемых в распределении самцов, привело к возникновению половых отличий (р < 0,001 по критерию λ, табл. 3.15). Также как и в зимний период, летнее
распределение объемов ядрышек самок отличалось от нормального (р < 0,01).
Осенью, подобно распределению самцов, вариационная кривая самок имела максимальный размах (σв было равным 3,97) и пик в области 8,08 мкм3, на который
приходилось 14 % ядрышек. Как у самцов, так и у самок сезонные отличия вариационных кривых по критерию Колмагорова-Смирнова были отмечены для всех
парных сравнений, за исключением зимы и весны.
123
Частота встречаемости
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
2
4
6
8
10
V ядрышек, мкм
Зима
Весна
12
14
16
3
Лето
Осень
Рис. 3.30. Сезонные изменения распределения объемов ядрышек нейронов
супраоптического ядра гипоталамуса самок крыс
Выработка нонапептидов в крупноклеточной части СОЯ и ПВЯ усиливается
при стрессе уже в начале стадии тревоги (Зайчик А.Ш., Чурилов Л.П, 2001)..
Супраоптическое ядро было мало реактивно по отношению к влиянию соли
кадмия (рис. 3.31). У самцов под воздействием токсиканта происходило подавление синтетической активности нейроцитов в летний (на 20 %, р < 0,01) и осенний
периоды (на 14 %, р < 0,05). У самок также соль кадмия вызывала уменьшение
средних размеров нуклеол, но исключительно в осенний период (на 15 %, р <
0,05).
Ядрышко-ядерное отношение в нейронах супраоптического ядра самцов токсикант не изменял ни в один из сезонов года, в то время как у самок было отмечено уменьшение на 13 % доли нуклеолы в ядре в зимний период, связанное с увеличением объема последнего (р < 0,05, рис. 3.32).
Как в зимний (рис. 3.33), так и в весенний периоды (рис. 3.34) хлорид кадмия
не оказывал влияния на распределение размеров нуклеол самцов и самок. Максимум распределения, находившийся у животных обоего пола в области 4,62 мкм3,
оставался неизменным, на него приходилось 33 % ядрышек у самцов и 29 % у са-
124
мок в зимний период. Весной высота этого пика составила 27 % нуклеол у самцов
и 25 % у самок.
*
Осень
Зима
Зима
10
10
8
8
6
6
4
4
2
2
Весна
0
*
Осень
Весна
0
Лето
Лето
**
Контроль
Кадмий
А
Б
Рис. 3.31. Объемы ядрышек (мкм3) нейронов супраоптического ядра гипоталамуса самцов
(А) и самок (Б) в разные сезоны года в условиях интоксикации
* – отличия контрольной и опытной группы по Стьюденту: * – р < 0,05; ** – р < 0,01.
Летом введение кадмия вызвало изменение характера распределения размеров нуклеол самцов, оно стало мономодальным, приобрело значительный эксцесс
и асимметрию (рис. 3.35). У животных опытной группы исчез дополнительный
«активный» пик, в контроле приходившийся на область 8,08 мкм3. В районе основного максимума распределения (4,62 мкм3) оказалось сосредоточено 36 %
нуклеол. Опытное распределение достоверно отличалось от контрольного по критерию λ (р < 0,001).
Напротив, вариационная кривая размеров нуклеол самок, получавших хлорид
кадмия, сохраняла характерные черты распределения таковых у контрольных животных и не отличалась от него по критерию Колмагорова-Смирнова. Максимум
распределения в районе 3,46 мкм3 составили 21 % ядрышек, а в районе 5,77 мкм3
– 23 % всех нуклеол.
125
Осень
*
Зима
Зима
25
25
20
20
15
15
10
10
5
5
Весна
0
Осень
Весна
0
Лето
Лето
Контроль
Кадмий
А
Б
–3
Рис. 3.32. Ядрышко-ядерное отношение (×10 ) нейронов супраоптического ядра гипоталамуса самцов (А) и самок (Б) в разные сезоны года в условиях интоксикации
* – отличия контрольной и опытной группы по Стьюденту: * – р < 0,05; ** – р < 0,01.
Частота встречаемости
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
2
4
6
8
10
3
V ядрышек, мкм
12
Самцы контроль
Самки контроль
Самцы кадмий
Самки кадмий
14
16
Рис. 3.33. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов супраоптического
ядра гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса в зимний период
126
Частота встречаемости
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
2
4
6
Самцы контроль
Самцы кадмий
8
10
12
14
16
Самки
контроль
3
V ядрышек, мкм
Самки кадмий
Рис. 3.34. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов супраоптического
ядра гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса в весенний период
Частота встречаемости
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
2
4
6
8
10
3
V ядрышек, мкм
12
Самцы контроль
Самки контроль
Самцы кадмий
Самки кадмий
14
16
Рис. 3.35. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов супраоптического
ядра гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса в летний период
В осенний период у самцов токсикант вызывал изменение характера распределения объемов ядрышек нейроцитов СОЯ (рис. 3.36). Максимум распределения
сместился в область 5,77 мкм3 (16 % нуклеол), в результате чего увеличилась доля
127
нейронов с низкой синтетической активностью. На 21 % возросло стандартное
отклонение, распределение стало шире, увеличились эксцесс и асимметрия.
У самок, получавших хлорид кадмия, пик распределения объемов нуклеол
также сместился влево, в район 6,93 мкм3 (17 %). У животных с интоксикацией
распределения размеров нуклеол в осенний период достоверно отличаются от
контрольных (р < 0,01 для самцов и р < 0,05 для самок).
Частота встречаемости
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
2
4
6
8
10
3
V ядрышек, мкм
12
Самцы контроль
Самки контроль
Самцы кадмий
Самки кадмий
14
16
Рис. 3.36. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов супраоптического
ядра гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса в осенний период
Таким образом, для супраоптического ядра гипоталамуса характерны выраженные сезонные ритмы, с максимумом синтетической активности в осенний период. Известно, что одним из механизмов адаптации к предстоящему холодному
сезону является накопление подкожного жира. Возможно, что повышенная задержка воды в организме в осенний период связана именно с этим процессом.
Хлорид кадмия вызывает подавление синтетической активности СОЯ, но
только в сезоны, для которых характерна увеличенная исходная скорость синтеза
белка: лето и осень у самцов, осень у самок. Существуют данные, что под влиянием солей тяжелых металлов в супраоптических ядрах гипоталамуса увеличивается
число дегенерирующих нейросекреторных клеток (Барышева Е.С., 2006). Очевид-
128
но, в периоды увеличения синтетической активности СОЯ является наиболее уязвимым для токсического воздействия хлорида кадмия и деструктивные процессы,
вызываемые металлом в нейронах приводят к снижению их синтетической активности.
3.1.5. Паравентрикулярное крупноклеточное ядро
В крупноклеточной зоне ПВЯ в количественном отношении максимальна
продукция окситоцина. Окситоцин является нонапептидным гормоном, известным прежде всего своей ролью при родах и вскармливании. Окситоцин вовлечен
также в осуществление таких сложных психических процессов, как исследовательское поведение, стресс, восприятие боли. Он важен для социальной памяти,
сексуального и материнского поведения, а также агрессии. Недавние исследования показали изменения в секреции окситоцина при таких отклонениях в психике
человека, как аутизм и шизофрения (Lee, H.J. et al., 2009). Секреция окситоцина
осуществляется в трех гипоталамических ядрах, участвующих в формировании
сексуального поведения, а именно среднем предоптическом ядре, СОЯ и ПВЯ, и
тесно связана с секрецией дофамина. Дофамин и окситоцин являются нейромодуляторами репродуктивного поведения животных обоего пола (Baskerville T.A.,
Douglas A.J., 2008).
Как и в супраоптическом ядре, акрофаза сезонных ритмов размеров нуклеол
нейронов ПВЯ самцов и самок приходилась на осень (рис. 3.37, А). От осени к лету средние объемы ядрышек последовательно уменьшались, достигая минимальных значений в летний период. Амплитуда ритма была весьма значительна, от ортофазы к акрофазе у самцов размеры нуклеол возрастали в 1,6 раз, а у самок – в
2,4 раза (р < 0,001 для обоих отличий, табл. 3.16). Коэффициент вариации средних
для объемов ядрышек у самцов составил 17,5 %, у самок – 30,4 %.
Половые отличия в размерах нуклеол ПВЯ были характерны для всех сезонов, за исключением весны. В зимний и летний периоды объемы ядрышек самок
оказались на 9 % и 10 % меньше (р < 0,05 для обоих отличий), в то время как осенью размеры нуклеол самок в 1,3 раза превышали таковые самцов (р < 0,001).
129
Таблица 3.16
Сезонная динамика объемов ядер, ядрышек и ядрышко-ядерного отношения нейронов
паравентрикулярного крупноклеточного ядра гипоталамуса в контроле
и при воздействии солью кадмия
Группа
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Пол
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Объемы ядер,
Объемы ядрышек,
3
мкм
мкм3
Зима
354,2±10,54
7,44±0,215
309,5±7,00°°
6,75±0,187°
336,6±7,64
4,53±0,163***
322,6±6,75
4,32±0,142***
Весна
372,7±9,39
6,51±0,192
343,2±8,15°
6,53+0,168
339,4±7,04*
5,58±0,190**
330,6±8,43
4,52±0,129***
Лето
378,4±9,83
4,83±0,169
306,8±9,12°°°
4,33±0,135°
312,9±6,06***
4,88±0,140
334,3±6,41*
5,27±0,152***
Осень
412,3±10,81
7,87±0,277
470,7±12,95°°
10,25±0,340°°°
411,3±8,66
7,05±0,210*
429,8±12,21*
7,49±0,209***
Ядрышко-ядерное
отношение, ×10–3
22,16±0,735
22,51±0,667
13,75±0,457***
13,85±0,490***
18,10±0,501
19,75±0,566°
17,02±0,600
14,61±0,533***
13,35±0,494
14,85±0,504
15,93±0,458**
16,36±0,537
20,06±0,793
22,69±0,735°
17,72±0,582*
18,21±0,544***
Примечание: * – отличия между контрольными и опытными группами по Стьюденту, * –
р<0,05; ** – р<0,01;*** – р<0,001; ° – половые отличия, ° – р<0,05; °°° – р<0,001.
Изменения объема ядра нейроцитов ПВЯ следовали за изменениями размеров ядрышек, в результате ядрышко-ядерное отношение имело сходную с нуклеолами динамику (рис. 3.37, Б). Максимальная доля ядрышка в ядре как у самцов,
так и у самок была отмечена в осеннее-зимний период, а от зимы к лету она последовательно уменьшалась. Коэффициент вариации ядрышко-ядерного отношения у самцов был в пределах тех же значений, что и CV объемов нуклеол – 17,7 %,
в то время как у самок он был, напротив, намного ниже – 15,9 %.
Различия ядрышко-ядерного отношения у самцов и самок достигали порога
достоверности в весенний и осенний периоды, причем v/V самок было, соответственно, на 9 и 13 % выше, чем у самцов (р < 0,05 для обоих отличий).
130
♀ ^^^
Зима
Зима
12
25
♂ ^^
10
8
15
6
4
10
5
2
0
Осень
♂ ^^
♀ ^^
20
Весна Осень
♂ ^^^
♀ ^^^
♂ ^^^
♀ ^^^
♂ ^^^
♀ ^^^
♂ ^^^
♀ ^^^
Лето
Лето
Самцы
Весна
0
Самки
А
Б
3
Рис. 3.37. Сезонные изменения объемов ядрышек (А, мкм ) и ядрышко-ядерного
отношения (Б, ×10–3) нейронов паравентрикулярного ядра гипоталамуса
^ – отличия сезонов по Стьюденту: ^ – р < 0,05; ^^ – р < 0,01; ^^^ – р < 0,001.
Распределение размеров нуклеол ПВЯ самцов ни в один из изученных сезонов на отличалось от нормального (табл. 3.17). В зимний период максимум распределения приходился на область 7,39 мкм3 (18 % ядрышек, рис. 3.38). Незначительная часть ядер (12 %) была сгруппирована в районе 9,24 мкм3. Весной этот
активный пик исчез, оба максимума распределения сместились в область более
низких значений: 4,62 мкм3 и 6,47 мкм3, где было сосредоточено, соответственно,
17 и 21 % всех ядрышек.
В летний период вариационная кривая размеров нуклеол самцов имела наименьшее стандартное отклонение, максимум распределения располагался в районе 5,54 мкм3, здесь было сосредоточено 22 % всех ядрышек. Синтетически активных клеток было меньше по сравнению с остальными сезонами года, на пик в
области 9,24 мкм3 приходилось только 5 % нуклеол. Распределение летнего периода достоверно отличается от зимнего и осеннего по критерию λ (р < 0,001 для
обоих отличий, табл.3.18).
131
Таблица 3.17
Характеристики распределения ядрышек нейроцитов ПВЯ в разные сезоны года
Эмпирическое распределение
Группа
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Пол
Мода
Медиана
♂
♀
♂
♀
7,39
6,47
3,69
4,62
7,12±0,270
6,46±0,234
4,34±0,204
4,09±0,178
♂
♀
♂
♀
6,47
6,47
6,47
4,62
6,22±0,240
6,29±0,211
5,48±0,238
4,33±0,161
♂
♀
♂
♀
5,54
3,69
5,54
5,08
4,65±0,211
3,83±0,170
5,00±0,175
5,03±0,191
♂
♀
♂
♀
5,54
10,16
6,47
6,47
7,36±0,347
9,60±0,426
6,62±0,263
7,17±0,262
Эксцесс
Зима
0,32±0,447
1,44±0,447
1,81±0,447
1,20±0,447
Весна
0,44±0,447
0,49±0,447
12,61±0,447
1,55±0,447
Лето
0,89±0,447
0,59±0,447
–0,56±0,447
0,80±0,447
Осень
0,92±0,447
2,07±0,447
1,91±0,447
–0,39±0,447
Стандартное
отклонение
σв
λ‫٭‬
0,78±0,226
0,76±0,226
1,02±0,226
0,72±0,226
2,31
2,01
1,75
1,52
–
–
–
–
0,75±0,226
0,44±0,226
2,34±0,226
0,83±0,226
2,06
1,80
2,03
1,38
–
–
–
1,71**
0,79±0,226
0,94±0,226
0,11±0,226
0,79±0,226
1,81
1,45
1,50
1,63
–
1,54*
–
–
1,03±0,226
1,24±0,226
0,92±0,226
0,34±0,226
2,97
3,65
2,25
2,25
–
–
–
–
Асимметрия
Примечание: ‫٭‬Приведены отличия опытного распределения от нормального (по непараметрическому критерию λ Колмагорова-Смирнова): * – р<0,05; ** – р<0,01.
Таблица 3.18
Непарамерический критерий λ для оценки расхождения распределений ядрышек
нейросекреторных клеток ПВЯ по сезонам года
Группы сравнения
К♂, зима
К♂, весна
К♂, лето
К♀, зима
К♀, весна
К♀, лето
К♀ – К♂
K♂ – Cd♂
К♀ – Cd♀
Критерий λ
Зима
Весна
Сезонные отличия
–
–
Лето
Осень
3,69***
2,70***
–
1,78**
3,63***
3,96***
4,09***
6,07***
3,96***
3,82***
Половые отличия
–
–
–
Отличия контрольных и опытных групп
4,22***
1,52*
–
4,02***
4,22***
2,31***
2,57***
–
2,84***
Примечание: * – оценка достоверности различий: * – р<0,05; ** – р<0,01;*** – р<0,001.
132
Частота встречаемости
0,3
0,2
0,1
0
0
2
4
6
8
10
V ядрышек, мкм
Зима
Весна
12
14
16
3
Лето
Осень
Рис. 3.38. Сезонные изменения распределения объемов ядрышек нейронов
паравентрикулярного ядра гипоталамуса самцов крыс
Осенью распределение размеров ядрышек стало выражено бимодальным, на
максимумы в районах 5,54 мкм3 и 9,24 мкм3 приходилось практически равное количество нуклеол – 17 и 16 % соответственно. Стандартное отклонение по сравнению с летним периодом увеличилось в 1,6 раз, распределение стало шире, объединяя нейроны различной функциональной активности, возможно, относящиеся
к различным субпопуляциям, по-разному вовлеченным в процессы осенней активации. Распределение ядрышек в осенний период имело достоверные отличия от
таковых в весенний (р < 0,01) и летний периоды (р < 0,001).
Распределение объемов ядрышек ПВЯ самок в зимний период носило мономодальный характер (рис. 3.39). Максимум распределения был отмечен в области
6,47 мкм3, на него приходилось 23 % нуклеол. Весной в вариационной кривой
максимум в районе 6,47 мкм3 остался на прежнем месте и имел ту же высоту, что
и в зимний период, однако появился дополнительный «активный» пик в районе
9,24 мкм3, объединяющий 13 % всех ядрышек.
133
Частота встречаемости
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
2
4
6
8
10
V ядрышек, мкм
Зима
Весна
12
14
16
3
Лето
Осень
Рис. 3.39. Сезонные изменения распределения объемов ядрышек нейронов
паравентрикулярного ядра гипоталамуса самок крыс
В летний период распределение сместилось влево, стало более компактным
(на 20 % уменьшилось стандартное отклонение), его максимум приходился на область 3,69 мкм3 (38 % всех ядрышек). Форма распределения в летний период была
отличной от нормального (р < 0,05), однако не отличалась от такового у самцов
согласно критерию Колмагорова-Смирнова.
Как и у самцов, осенью вариационная кривая объемов ядрышек самок стала
значительно шире, чем во все предыдущие сезоны, стандартное распределение по
сравнению с летним периодом увеличилось в 2,5 раза. Распределение имело максимальные за год эксцесс и асимметрию, его максимум располагался в районе
10,16 мкм3 (17 % нуклеол). Именно в этот период года между распределением
самцов и самок прослеживались достоверные отличия по критерию λ (р < 0,001).
Введение токсиканта взывало уменьшение средних объемов нуклеол ПВЯ
самцов во все сезоны года, за исключением летнего периода (рис. 3.40, А). Зимой
это снижение составило 39 % от контрольного (р < 0,001), весной – 14 % (р <
0,01), осенью – 10 % (р < 0,05).
134
***
***
Зима
Зима
12
12
10
8
6
10
8
6
4
2
0
*
Осень
**
Весна
***
Осень
4
2
0
***
Весна
Лето
Лето
***
Контроль
Кадмий
А
Б
3
Рис. 3.40. Объемы ядрышек (мкм ) нейронов паравентрикулярного ядра гипоталамуса
самцов (А) и самок (Б) в разные сезоны года в условиях интоксикации
* – отличия контрольной и опытной группы по Стьюденту: * – р < 0,05; ** – р < 0,01.
У самок хлорид кадмия вызывал схожую реакцию, снижая размеры нуклеол в
зимний (на 36 %), весенний (на 31 %) и осенний (на 27 %) периоды (р < 0,001 для
всех отличий, рис. 3.40, Б). Однако летом, в ортофазу сезонных колебаний размеров нуклеол самок, введение токсиканта не снижало, а напротив, увеличивало
объемы ядрышек на 22 % по сравнению с контролем (р < 0,001).
Схожая ситуация наблюдалась и при анализе ядрышко-ядерного отношения в
нейроцитов ПВЯ животных обоего пола (рис. 3.41). С осени по весну в большинстве случаев отмечено уменьшение доли ядрышка в ядре, в то время как летом,
напротив, - увеличение. Так, у самцов уменьшение ядрышко-ядерного отношения
осенью на 12 % (р < 0,05) и зимой на 38 % было вызвано именно снижением синтетической активности клетки при отсутствии реакции со стороны размеров ее
ядра, в то время как весной и летом токсикант приводил к снижению объемов ядра, что привело к сохранению ядрышко-ядерного отношения весной на уровне
135
контроля (при одновременном уменьшении размеров нуклеол) и увеличению этого отношения на 19 % в летний период (р < 0,01).
***
***
Зима
Зима
25
25
20
20
15
15
10
10
5
*
Осень
***
Весна
0
Осень
Лето
5
***
Весна
0
Лето
**
Контроль
Кадмий
А
Б
–3
Рис. 3.41. Ядрышко-ядерное отношение (×10 ) нейронов паравентрикулярного ядра гипоталамуса самцов (А) и самок (Б) в разные сезоны года в условиях интоксикации
* – отличия контрольной и опытной группы по Стьюденту: * – р < 0,05; ** – р < 0,01.
У самок изменения доли ядрышка в ядре обеспечивалось влиянием соли кадмия на синтетическую активность клетки, что подтверждалось однонаправленными изменениями объемов ядрышка и ядрышко-ядерного отношения. Хлорид кадмия уменьшил v/V нейроцитов самок на 38 % в зимний, 26 % в весенний и 20 % в
осенний периоды ((р < 0,001 для всех отличий). Летом наряду с повышением синтетической активности клетки под влиянием токсиканта произошло увеличение
объемов ядра, что было причиной сохранения ядрышко-ядерного отношения на
уровне контроля.
В зимний период под действием хлорида кадмия происходил сдвиг вариационной кривой влево как у самцов, так и у самок опытных групп (рис. 3.42). Распределение стало более компактным, у самцов его максимум приходился на об-
136
3
ласть 3,69 мкм (23 % нуклеол), у самок – 4,62 мкм3 (30 %). Оба распределения
достоверно отличались от таковых у контрольных животных по критерию λ (р <
0,001).
Частота встречаемости
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
2
4
6
8
10
3
V ядрышек, мкм
12
Самцы контроль
Самки контроль
Самцы кадмий
Самки кадмий
14
16
Рис. 3.42. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов паравентрикулярного
ядра гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса в зимний период
Весной у самцов хлорид кадмия вызвал изменение формы распределения
объемов нуклеол, вариационная кривая приобрела значительный эксцесс и левостороннюю асимметрию, и хотя максимум распределения остался на месте и имел
практически ту же, что и у контрольных животных высоту (23 % всех нуклеол),
между контрольным и опытным распределениями обнаруживались достоверные
различия по критерию λ (р < 0,05, рис. 3.43).
У самок введение токсиканта вызвало сдвиг распределения объемов ядрышек
влево, его максимум переместился в район 4,62 мкм3, где было сосредоточено
36 % нуклеол. В распределении усилились эксцесс и асимметрия, оно стало отличаться от нормального (р < 0,01) и распределения контрольных животных (р <
0,001).
137
Частота встречаемости
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
2
4
6
8
10
3
V ядрышек, мкм
12
Самцы контроль
Самки контроль
Самцы кадмий
Самки кадмий
14
16
Рис. 3.43. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов паравентрикулярного
ядра гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса в весенний период
Частота встречаемости
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
2
4
6
8
10
3
V ядрышек, мкм
12
Самцы контроль
Самки контроль
Самцы кадмий
Самки кадмий
14
16
Рис. 3.44. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов паравентрикулярного
ядра гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса в летний период
Летом кадмий практически не повлиял на распределение размеров нуклеол
самцов, однако у самок под влиянием токсиканта исчез пик в районе 3,69 мкм3,
138
распределение стало плосковершинным, на размерные градации 4,62 и 5,54 мкм3
приходилось равное количество нуклеол – по 23 % (рис. 3.44).
Частота встречаемости
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
2
4
6
8
10
3
V ядрышек, мкм
12
Самцы контроль
Самки контроль
Самцы кадмий
Самки кадмий
14
16
Рис. 3.45. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов паравентрикулярного
ядра гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса в осенний период
В осенний период под воздействием токсиканта у самцов исчезла выраженная бимодальность распределения, характерная для контрольных животных, оно
стало уже, пик распределения был отмечен в районе 6,47 мкм3 (26 % всех ядрышек, рис. 3.45). Отмеченные различия, однако, не дали достоверных отличий
опытного и контрольного распределений.
У самок, напротив, распределение из мономодального стало бимодальным,
количество «активных» нейронов снизилось, на максимум в области 6,47 мкм3,
характерный для контрольных животных, пришлось только 15 % ядрышек. Однако появился более значительный пик в районе 6,47 мкм3, где было сосредоточено
18 % всех нуклеол. Распределение объемов нуклеол самок осенью достоверно отличалось от контрольного по критерию Колмагорова-Смирнова (р < 0,001).
Как и для СОЯ, для ПВЯ гипоталамуса самцов и самок характерны выраженные сезонные ритмы синтетической активности с акрофазой, приходящейся на
осенний период. Результаты подтверждают данные, полученные J.C. Dodge и L.L.
139
Badura (2004), согласно которым ПВЯ гипоталамуса у сибирского хомяка изменяло свою активность в зависимости от светового периода, причем авторы также
отмечают корреляцию его активности с изменениями уровня пролактина в крови.
Влияние кадмия на синтетическую активность ПВЯ более выражено, чем на
синтез белка в СОЯ. Аналогичным образом проявляется характер влияния токсиканта, состоящий в сглаживании естественных ритмов синтетической активности
этих нейроэндокринных центров. Различия во влиянии хлорида кадмия в разные
сезоны года свидетельствует о его неспецифическом влиянии на СОЯ и ПВЯ гипоталамуса, связанном с недостатком энергетических ресурсов организма на поддержание ритмической активности нейроэндокринных центров во время развития
токсического стресса.
3.1.6. Дисперсионный анализ влияния факторов сезона, пола и токсического
стресса на функциональную активность нейроэндокринных центров
гипоталамуса
Для выявления значимости влияния факторов сезона, пола животного и токсического воздействия кадмия на нейроэндокринные центры гипоталамуса был
проведен трехфакторный дисперсионный анализ, результаты которого представлены в таблице 3.19.
Наибольшую силу влияния, составляющую около 1/3 от влияния всех возможных воздействий, организованный комплекс факторов имел в пептидергических центрах СОЯ и ПВЯ, а также в эфферентной области СХЯ. Наименее значимы эти факторы оказались в моноаминергических АЯ и ВМЯ. Выявляемое значение индивидуальных факторов сезона, пола и токсического стресса, а также их
взаимосвязанность, имели специфические черты в каждом из изученных нейроэндокринных центров гипоталамуса.
Для СХЯvl наиболее значимым фактором оказался сезон года, сила влияния
которого составила более половины от таковой всего комплекса. Как фактор пола,
так и фактор токсического стресса были тесно взаимосвязаны с сезоном года, что
Таблица 3.19
Сила влияния факторов сезона, пола и токсического стресса на факториальное разнообразие объемов ядрышек нейроэндокринных
центров гипоталамуса
Факторы
СХЯvl
СХЯdm
СОЯ
ПВЯ
АЯ
ВМЯ
Сезон
9,91±0,141***
8,81±0,118***
27,49±0,110***
21,96±0,104***
11,01±0,137***
10,26±0,141***
Пол животного
0,13±0,047
0,58±0,039***
0,09±0,037
0,03±0,035
0,11±0,046
0,76±0,047***
Токсический стресс
0,26±0,047*
2,46±0,039***
0,58±0,037***
6,65±0,035***
0,27±0,046*
0,13±0,047
Сезон×пол
2,30±0,141***
5,67±0,118***
0,61±0,110***
2,17±0,104***
0,78±0,137***
0,66±0,141**
Сезон×стресс
3,31±0,141***
0,28±0,118
0,88±0,110***
4,81±0,104***
2,82±0,137***
1,25±0,141***
Пол×стресс
1,90±0,047***
8,66±0,039***
0,03±0,037
0,15±0,035*
0,09±0,046
1,13±0,047***
Сезон×пол×стресс
1,89±0,141***
6,11±0,118***
0,48±0,110**
1,18±0,104***
1,67±0,137***
0,91±0,141***
Сила влияния всех
19,70±0,706***
32,58±0,591***
30,17±0,552***
36,96±0,518***
16,74±0,685***
15,10±0,705***
факторов, организованных в комплекс
Примечание: * – достоверность влияния фактора по Фишеру, * – р<0,05; ** – р<0,01;*** – р<0,001.
подтверждает различие в реакции нейронов СХЯvl организмов разного пола на
поступление кадмия в зависимости от фазы циркаануальных ритмов.
Несколько иная картина наблюдалась в эфферентной области СХЯ. Индивидуальная сила влияния фактора сезона здесь составляла только третью часть от
силы влияния всего комплекса организованных факторов, и столь же значимой
оказалась взаимосвязь между факторами пола и стресса (9%), сезона и пола животного (6%), а также взаимообусловленности всех исследуемых факторов (6%).
Следует отметить, что именно в СХЯdm взаимовлияние сезона, пола и токсического стресса имеет наибольшее значение среди всех изученных нейроэндокринных центров, что свидетельствует о высокой интегративной роли этой области
СХЯ гипоталамуса.
На функциональное состояние СОЯ в наибольшей степени влиял фактор сезона, на который приходилось 27% из 30%, характерных для всего комплекса.
Влияние фактора токсического стресса, а также взаимовлияние организованных в
комплекс факторов, хоть и было достоверно, но составляло не более 1%.
Распределение сил влияния факторов в другом пептидергическом ядре, ПВЯ,
хоть и было подобно таковому в СОЯ, имело индивидуальные особенности. На
долю сезона приходилось только 0,6 часть всей силы влияния комплекса (22% из
37%). Для ПВЯ, в отличие от СОЯ, оказалось более значимым влияние фактора
токсического стресса, причем как половые различия, так и влияние кадмия опосредовались сезоном года (сила влияния составила 2% и 5% соответственно).
Для функциональной активности катехоламинергических центров АЯ и ВМЯ
также оказался наиболее значим фактор сезона года, на его долю приходилось до
2
/3 влияния факторов, организованных в комплекс. Как для АЯ, так и для ВМЯ
среди остальных влияний была наиболее велика взаимосвязь факторов сезона и
стресса (3% и 1,25% соответственно).
По чувствительности функциональной активности нейроэндокринных центров к фактору сезона года можно выстроить следующий ряд: ПВЯ, СОЯ,
СХЯdm, СХЯvl, АЯ, ВМЯ. Влияние фактора «пол животного» падало в ряду:
СХЯdm, СХЯvl, ПВЯ и ВМЯ, АЯ, СОЯ. Токсический стресс снижал способность
142
изменять функциональную активность в ряду: СХЯdm, ПВЯ, СХЯvl, АЯ, ВМЯ,
СОЯ.
Для всех ядер сезон являлся ведущим фактором, влияющим на функциональную активность нейроэндокринного центра, только в СХЯdm его значимость (при
учете взаимовлияний) была сравнима со значимостью фактора «пол животного».
В СХЯvl, СОЯ, ПВЯ и АЯ все дисперсии, учитывающие токсический стресс, были больше по величине, в сравнении с теми, которые формировал фактор «пол».
Только в ВМЯ влияние фактора «пол» не отличалось от влияния фактора «токсический стресс».
Таким образом, дисперсионный анализ выявил высокое значение фактора сезона для функционирования изученных нейроэндокринных центров гипоталамуса. Наличие половых различий и реактивность по отношению к токсиканту также
опосредованы сезоном года, о чем говорит превышение доли совместного влияния факторов над их индивидуальным значением.
3.2. Сезонные изменения массы тела и индекса некоторых
эндокринных желез и иммунных органов
Массу тела рассматривают как интегральный показатель метаболизма животных. Преобладание анаболических процессов над катаболическими способствует набору массы, что наблюдается у молодых животных. Развитие токсического
стресса, как правило, приводит к усилению катаболических процессов в организме, вследствие чего скорость роста замедляется вплоть до потери массы тела.
У крыс, находящихся в условиях естественного освещения, окончание прогрессивной фазы роста наступает в 8 месяцев, начало предстарческого и старческого периодов фазы регрессивного роста, соответственно, в 15 и 23 месяца (Виноградова И.А., Юнаш В.Д., 2007). Поскольку в эксперимент брались молодые
животные (6 месяцев), в контрольных группах крысы за 15 дней набирали массу
тела, однако в каждый из изученных сезонов скорость набора массы разнилась. У
самцов наибольший прирост наблюдался в летний период, составляя 17 % от первоначальной массы (рис. 3.46). Затем в ряду лето – осень – зима – весна шло
143
уменьшение скорости набора массы до 1,5 % в весенний период. У самок эта зависимость имела более сложный вид, со значительным падением скорости набора
массы в «переходные» сезоны года (прибавка на 1 % осенью и на 2 % весной). Летом они набирали массу в 2 раза быстрее (прибавка на 9 %), чем осенью (на 4,5 %
от первоначальной массы тела).
40
30
Дельта массы тела, г
20
10
0
*
* *
* *
*
*
* *
о
о
о
* *
* *
* *
о
о
*
-10
-20
-30
-40
Зима
Весна
Самцы
Лето
Осень
Самки
Рис. 3.46. Изменение массы тела крыс в эксперименте по сезонам года
(сплошным цветом – контроль, штриховка – кадмий)
* – отличия контрольной и опытной группы по Стьюденту,
* – р<0,05, **– р<0,01, *** – р<0,001; ° – половые отличия, °° – р<0,01, °°° – р<0,001.
Половые различия в наборе массы тела проявлялись в период наиболее интенсивного роста животных – летом, когда прибавка в массе самцов была почти в
2 раза больше, чем у самок (р < 0,001); и в осенний период, отличающийся все
еще интенсивным ростом самцов и значительным замедлением роста самок
(р < 0,01).
Введение соли кадмия приводило к замедлению, а в большинстве случаев –
потере массы тела. Интересно, что наиболее значительные потери наблюдались в
144
«стабильные» сезоны года, а именно зимой и летом, когда животные обоего пола
теряли от 13 до 15 % массы тела, набранной к началу эксперимента.
«Переходные» сезоны характеризовались в 2 раза меньшими потерями, за
исключением самцов: в осенний период они набрали 5 % массы тела от исходной,
несмотря на токсический стресс.
Введение токсического вещества способствовало значительному напряжению адаптационных систем и преобладанию процессов катаболизма в организме.
Вместе с тем, переход функционирования организма на иной энергетический уровень, происходящий в «переходные» периоды года, вероятно, сам по себе активирует энергетические резервы, что может способствовать более «мягкому» проявлению стресса, вызываемого той же самой дозой токсиканта.
Щитовидная железа. Гормоны щитовидной железы участвуют в управлении метаболизмом и энергетическим балансом организма. Поскольку энергетические резервы, затрачивающиеся на поддержание постоянной температуры тела
теплокровным животным, различны в теплый и холодный период года, в относительной массе щитовидной железы присутствовали явно выраженные сезонные
отличия.
Как у самцов, так и у самок, зимой и весной относительная масса щитовидной железы была более чем в 2 раза выше, чем летом и осенью (табл. 3. 20). При
этом у животных обоего пола наиболее низкие значения наблюдали в осенний период (0,12 мг у самцов и 0,15 мг у самок на г массы тела). К зиме относительная
масса органа увеличилась в 2,1 раза у самцов и в 2,7 раз у самок (р < 0,01 для обоих полов). У самцов относительная масса щитовидной железы в весенний период
продолжала увеличиваться, достигая своего максимального значения 0,56 мг/ г
массы тела, в то время как у самок она осталась на уровне, достигнутом в зимний
период (40 мг/г). Летом относительная масса железы уменьшалась, превышая минимальные годовые значения на 42 % у самцов и на 7 % у самок. Коэффициент
вариации средних для индекса щитовидной железы был наиболее высок среди
всех изученных эндокринных желез, составляя 62 % у самцов и 44% у самок. Это
145
свидетельствует об активном участии щитовидной железы в обеспечении адаптации организма к смене сезонов.
Масса щитовидной железы является следствием интенсивности ее функционирования. Учитывая эффект запаздывания структурных изменений по отношению к функциональным потребностям, можно предположить, что минимальные
массы, характерные для осеннего периода, являются следствием благоприятного
энергетического баланса в теплый летний период, в то время как весенние максимумы относительной массы – следствие гиперфункции щитовидной железы в
зимний период.
Высота тироцитов в фолликуле, отражая интенсивность процессов секреции,
также изменялась по сезонам года (табл. 3.21).
Таблица 3.20
Относительные массы некоторых эндокринных желез и селезенки в норме и при влиянии
хлорида кадмия в разные сезоны года (мг/ г массы тела)
Сезон
Самцы
Контроль
Зима
Весна
Лето
Осень
0,25±0,036
0,56±0,099
0,17±0,024
0,12±0,014
Зима
Весна
Лето
Осень
0,14±0,006
0,12±0,007
0,12±0,008
0,12±0,013
Зима
Весна
Лето
Осень
1,32±0,195
0,84±0,067
1,13±0,072
0,59±0,084
Зима
Весна
Лето
Осень
3,76±0,112
4,15±0,287
3,89±0,293
3,96±0,359
Самки
Кадмий
Контроль
Щитовидная железа
0,32±0,053
0,40±0,053°
0,24±0,047*
0,40±0,045
0,13±0,004
0,16±0,014
0,13±0,011
0,15±0,018
Надпочечники
0,26±0,014***
0,22±0,012°°°
0,16±0,010*
0,19±0,012°°°
0,20±0,023**
0,19±0,008°°°
0,14±0,009
0,19±0,009°°
Тимус
0,12±0,007***
1,70±0,138
0,42±0,027***
1,38±0,070°°°
0,64±0,136**
2,46±0,247°°°
0,31±0,031*
0,83±0,051°
Селезенка
2,28±0,242***
3,86±0,400
3,43±0,275
4,58±0,231
3,58±0,462
5,55±0,362°
3,47+0,166
3,67±0,260
Кадмий
0,20±0,021**
0,29±0,042
0,16±0,018
0,15±0,013
0,33±0,063
0,21±0,009
0,29±0,033*
0,21±0,014
0,46±0,097***
0,60±0,057***
0,91±0,122***
0,67±0,082
3,25±0,269
3,67±0,169**
3,17±0,218***
4,40±0,131*
Примечание: * – отличия контрольной и опытной группы по Стьюденту, * – р<0,05, **– р<0,01,
*** – р<0,001; ° – половые отличия, ° – р<0,05, °° – р<0,01, °°° – р<0,001.
146
У самцов максимальная высота фолликулярного эпителия была выявлена в
зимний период, минимальная – в осенний. У самок годовой максимум приходился
на весну, а минимум, как и у самцов, был отмечен в осенний период. Высота тироцитов самок тесно коррелировала с индексом щитовидной железы, коэффициент корреляции составил 0,96. Однако коэффициенты вариации средних по сезонам года для размеров фолликулярного эпителия были значительно ниже, чем для
относительной массы железы, составляя 7,8% у самцов и 6,5% у самок.
Половых отличий в относительной массе щитовидной железы ни в один из
изученных сезонов выявлено не было, за исключением зимнего периода, когда
индекс органа самок оказался на 60% больше, чем у самцов (р < 0,05). Напротив,
высота фолликулярного эпителия самок в три из четырех изученных сезона была
меньше, чем у самцов. Разница составляла 17% в осенний период (р < 0,001) и по
19% в зимний и летний периоды (р < 0,05 для зимы и р < 0,01 для лета).
Таблица 3.21
Высота фолликулярного эпителия у контрольных и опытных крыс в разные сезоны года
Сезон
Зима
Весна
Лето
Осень
Самцы
Контроль
8,32±0,420
7,21+0,196
7,32±0,344
6,73±0,127
Кадмий
7,39±0,188
8,50±0,233**
6,35±0,207*
7,06±0,157
Самки
Контроль
6,70±0,344°
7,05±0,169
5,93±0,204°°
5,61±0,121°°°
Кадмий
7,10±0,296
5,75±0,147***
9,09±0,258***
4,53±0,095***
Примечание: * – отличия по Стьюденту между контрольными и опытными группами, * –
р<0,05, **– р < 0,01, *** – р<0,001; ° – половые отличия, °°° – р < 0,001
У животных, получавших соль кадмия, в большинство изученных сезонов
щитовидная железа сохраняла свои весовые пропорции. Исключение составляли
весенний период у самцов, когда индекс железы опытных крыс уменьшился на
57 % по сравнению с контрольными (р < 0,05) и зимний период у самок, характеризовавшийся снижением относительной массы щитовидной железы в 2 раза
(р < 0,01). Более реактивной к действию кадмия оказалась высота тироцитов. У
самцов введение соли тяжелого металла привело к увеличению фолликулярного
эпителия на 18% в весенний период (р < 0,01) и снижению его на 13% в летний
(р < 0,05). У самок под воздействием соли кадмия высота тироцитов уменьшалась
147
на 18% весной и на 19% осенью, но повышалась на 53% в летний период
(р < 0,001 для всех отличий).
Коэффициент функционирования
щитовидной железы
4,5
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
З
В
Л
О
Самцы К
З
В
Л
О
В
Л
О
Самцы Cd
Коэффициент функционирования
щитовидной железы
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
З
В
Л
Самки К
О
З
Самки Cd
Рис. 3.47. Ритмы интенсивности функционирования у щитовидной железы
148
Поскольку как увеличение числа клеток, так и размеры эпителия несут информацию об интенсивности функционирования щитовидной железы, объединим
оба эти параметра в один, введя индекс «функционирования щитовидной железы»
как их произведение. В таком случае воздействие соли кадмия приводит к снижению амплитуды естественных ритмов работы щитовидной железы (рис. 3.47).
Ряд авторов уже сообщали о сезонном ритме основного обмена здоровых
людей в умеренных широтах с минимумом в июле-августе и максимумом – в январе-феврале, в соответствии с которым было отмечено увеличение продукции
тироидных гормонов зимой и снижение их продукции летом (Строев Ю.И., Чурилов Л.П., 2008). Эта же зависимость прослеживается и в нашем исследовании.
Следует отметить, что как у самцов, так и у самок токсический стресс в большей
степени снижает активность щитовидной железы в сезоны, совпадающие с годовыми максимумами (весна у самцов, зима и весна у самок). Это обстоятельство
свидетельствует о энергозависимости сезонных изменений активности железы, у
которой интоксикация отнимает ресурсы для поддержания естественных цирканнуальных ритмов.
Надпочечники. В отличие от щитовидной железы, в относительной массе
надпочечников ни у самцов, ни у самок сезонных колебаний не выявлено (см.
табл. 3.20). Коэффициент вариации средних по сезонам года составил всего 7%
как у самцов, так и у самок. Во все изученные сезоны относительная масса самок
превышала таковую самцов в 1,6 раз (р < 0,01 для осени, р < 0,001 для остальных
сезонов).
Несмотря на отсутствие сезонных изменений в массе железы, соотношение
площадей коркового и мозгового вещества в надпочечнике имело цирканнулярные ритмы как у самцов, так и у самок (табл. 3.22). У самцов акрофаза этих ритмов приходилась на самый холодный сезон года, а ортофаза – на самый теплый,
разница между ними составила 62% (р < 0,01). У самок наибольшая доля коркового вещества в надпочечнике была обнаружена в весенний период года, а наименьшая, также как и у самцов, летом. Однако разница между акро и ортофазой
ритма у самок составила только 35% (р < 0,001). Соответственно, и коэффициент
149
вариации средних у самцов был выше по сравнению с самками (17% против 11%).
Во все сезоны, за исключением зимы, отношение коркового вещества к мозговому
в надпочечниках самок было выше, чем у самцов. Эта разница составила 15% для
весны (р < 0,05), 34% для лета (р < 0,01) и 23% для осени (р < 0,001).
Таблица 3.22
Соотношение площадей коркового и мозгового вещества в надпочечнике у контрольных
и опытных крыс в разные сезоны года
(S коркового в-ва / S мозгового в-ва)
Сезон
Зима
Весна
Лето
Осень
Самцы
Контроль
6,14±0,483
5,97±0,194
3,80±0,166
5,27±0,156
Кадмий
5,06±0,297
5,84±0,155
4,57±0,276*
5,76±0,319
Самки
Контроль
6,24±0,247
6,88±0,326°
5,11±0,271°°
6,47±0,155°°°
Кадмий
8,24±0,413**
7,32±0,422
4,02±0,194**
5,77±0,178*
Примечание: * – отличия по Стьюденту между контрольными и опытными группами, * –
р<0,05, **– р < 0,01, *** – р<0,001; ° – половые отличия, °°° – р < 0,001
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). M.A.H. 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 < 0,01 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 нейроэндокринных факторов, контролирующих циркадную организацию иммунной
системы, особая роль принадлежит эпифизу. Его действие на иммунную систему
осуществляется благодаря ритмическому синтезу и секреции мелатонина (Лабунец 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 С.В. 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
151
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., 2006б), 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 иммуноде-
152
прессивным 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).
Индекс селезенки. Селезенку, как орган иммунной системы, относят не
только к органам-мишеням, но и к критическим органам по развитию иммунотоксического действия катионов кадмия. Это подтверждается результатами исследования функциональной активности лимфоцитов селезенки, выявленным полнокровием красной и белой пульпы при действии соли кадмия (Стежка В.А., 2001).
У самцов в относительной массе селезенки сезонных отличий не было выявлено, коэффициент вариации средних составил 4% (см. табл. 3.20). У самок индекс органа возрастал в ряду осень – зима – весна – лето, достигая максимальных
отличий между осенним и летним периодами (в 1,67 раз, р < 0,01). Соответственно, и коэффициент вариации средних по сезонам года (17%) у самок был выше,
чем у самцов. Именно летом, когда относительная масса селезенки была у самок
наибольшей, возникали половые отличия (у самок индекс селезенки на 41 %
больше, чем у самцов, р < 0,05).
Используемая доза кадмия оказалась недостаточной, чтоб оказать значимое
влияние на индекс селезенки самцов в весенний, летний и осенний периоды, в то
время как зимой относительная масса органа уменьшилась на 39 % по отношению
к контролю (р < 0,001). У самок, напротив, только в зимний период не было выявлено токсическое действие кадмия на индекс селезенки. Весной и летом в ответ на
введение токсиканта относительная масса органа у самок уменьшилась на 20 %
(р < 0,01) и 43 % (р < 0,001) соответственно. В осенний период кадмий привел к
153
не к уменьшению, а напротив, к возрастанию индекса селезенки самок крыс на
20 % по сравнению с контролем.
Заслуживает внимания факт, что в «стабильные» сезоны года реакция на токсический стресс более выражена, чем в переходные. При этом интоксикация в холодный сезон более выражена у самцов, именно: в этот сезон у них наблюдается
максимальная относительная масса надпочечников, минимальные относительные
массы тимуса и селезенки, максимальная потеря массы в группе животных, подвергавшихся кормлению кадмием. Напротив, теплый период оказался более неблагоприятным для самок, скорость потери массы у них была больше, чем у самцов, увеличение надпочечников только в этот период достигло статистической
значимости, значительно уменьшались тимус и селезенка.
Среди «переходных» особенно выделяется осень. Именно в этот период
большинство индексов органов и желез контрольных животных имеют минимальную массу (за исключением селезенки самцов). Однако реакция на токсический стресс была по многим показаниям минимальной: у самцов снизилась только
относительная масса тимуса, а у самок – увеличился индекс селезенки. Очевидно,
что низкий индекс контрольных животных – следствие полноты энергетических
резервов организма, накопленных при подготовке к холодному периоду года.
3.3. Сезонная динамика интенсивности перекисных процессов
Процесс перекисного окисления липидов (ПОЛ), постоянно идущий с разной
интенсивностью в мембранах клеток организма, является неспецифическим механизмом, выполняющим важную роль в клеточном гомеостазе. Интенсивность
ПОЛ контролируется соотношением прооксидантов и антиоксидантов, как возникающих в ходе метаболизма клетки, так и вырабатывающихся целенаправленно
(гормоны, система глутатиона и т.п.). Содержание в организме этих биологически
активных веществ имеет как циркадные, так и сезонные ритмы. Обнаружено, что
акрофазы околосуточного ритма диеновых конъюгатов и малонового диальдегида
в смешанной слюне здоровых женщин приходятся на утренние часы суток, а активности супероксиддисмутазы в ночные часы и каталазы – на дневные (Радыш
154
И.В. с соавт., 2005). Изменения базального уровеня глутатионредуктазной, глутатионпероксидазной и глутатионтрансферазной активности в эритроцитах крови
животных при стрессе коррелировали с изменениями уровня базального уровеня
кортизола в плазме крови (Гончарова Н.Д. с соавт., 2005).
Немаловажным фактором, модулирующим ответ организма стрессор является пол животного. Вследствие того, что женские половые гормоны проявляют антиокислительный эффект, у организмов разного пола может наблюдаться разная
обеспеченность внутренних резервов антиосидантной системы.
В ходе исследования были выявлены различия в содержании ТБК-реактантов
в тканях в разные сезоны года (табл. 3.23).
Таблица 3.23
Сезонная динамика ТБК-реактивных продуктов, D540
Сезон
Самцы
Контроль
Зима
Весна
Лето
Осень
0,101 ± 0,0086
0,063 ± 0,0085
0,064 ± 0,0057
0,078 ± 0,0173
Зима
Весна
Лето
Осень
0,124 ± 0,0083
0,080 ± 0,0094
0,101 ± 0,0077
0,126 ± 0,0126
Зима
Весна
Лето
Осень
0,165 ± 0,0069
0,168 ± 0,0352
0,111 ± 0,0092
0,129 ± 0,0157
Зима
Весна
Лето
Осень
0,108 ± 0,0060
0,056 ± 0,0150
0,088 ± 0,0039
0,068 ± 0,0131
Кадмий
Печень
0,114 ± 0,0079
0,056 ± 0,0090
0,231 ± 0,0644*
0,085 ± 0,0078
Почки
0,109 ± 0,0064
0,062 ± 0,0061
0,102 ± 0,0069
0,107 ± 0,0107
Мозг
0,164 ± 0,0154
0,132 ± 0,0288
0,087 ± 0,0191
0,100 ± 0,0064
Гонады
0,093 ± 0,0109
0,068 ± 0,0091
0,076 ± 0,0084
0,088 ± 0,0167
Самки
Контроль
Кадмий
0,172 ± 0,0174°°
0,084 ± 0,0092
0,098 ± 0,0141°
0,227 ± 0,0333°°
0,170 ± 0,0086
0,073 ± 0,0059
0,264 ± 0,0543**
0,101 ± 0,0270*
0,152 ± 0,0026°
0,084 ± 0,0100
0,088 ± 0,0038
0,169 ± 0,0194
0,149 ± 0,0110
0,064 ± 0,0050
0,082 ± 0,0034
0,120 ± 0,0069*
0,145 ± 0,0087
0,151 ± 0,0184
0,103 ± 0,0073
0,128 ± 0,0163
0,161 ± 0,0134
0,211 ± 0,0289
0,101 ± 0,0084
0,108 ± 0,0090
0,068 ± 0,0037°°°
0,022 ± 0,0040°
0,056 ± 0,0067°°
0,073 ± 0,0125
0,088 ± 0,0053*
0,038 ± 0,0093
0,054 ± 0,0032
0,075 ± 0,0079
Примечание: * – отличия между контрольными и опытными группами по Стьюденту, * –
р<0,05, **– р<0,01; ° – половые отличия, ° – р<0,05, °° – р<0,01; °°° – р<0,001.
Уровень содержания ТБК-реактантов в печени у самцов был максимален в
зимний период (рис. 3.48, А). К весне концентрация перекисных продуктов резко
уменьшалась (на 38 %, р < 0,05), а затем плавно возрастала в ряду весна – лето –
155
осень. У самок акрофаза ритма приходилась на осень, ортофаза – на весенний период. В динамике содержания перекисных продуктов в печени самок наибольшие
различия между сезонами были сформированы снижением вдвое содержания
ТБК-реактантов от зимы к весне (р < 0,001) и, напротив, увеличением в 2,3 раза
их продукции от лета к осени (р < 0,01). Общим для животных обоего пола являлось относительно более высокое содержание перекисных продуктов в печени в
осенний и зимний сезоны и более низкое – в весенний и летний. Несмотря на общие черты, обращают на себя внимание более высокие концентрации продуктов
перекисного окисления липидов в печени самок по сравнению с самцами. Подобные половые различия зафиксированы во все сезоны года, за исключением весны.
Зимой содержание ТБК-реактантов у самок было выше в 1,7 раз (р < 0,01), летом
– в 1,5 раза (р < 0,05), а в осенний период в 3 раза по сравнению с самцами (р <
0,01).
Влияние хлорида кадмия на содержание продуктов перекисных процессов в
печени зависело от сезона года. Ни в зимний, ни в весенний периоды токсикант не
изменял интенсивность перекисных процессов. Летом введение соли кадмия привело к увеличению концентрации ТБК-реактантов в 3,6 раз у самцов (р < 0,05) и
2,7 раз у самок (р < 0,01). Осенью, на фоне высокого содержания перекисных
продуктов у контрольных животных, токсикант не повышал, а снижал их концентрацию на 56 %, но только у самок (р < 0,05).
Характер динамики содержания продуктов ПОЛ в почках контрольных животных в целом был сходен с таковым в печени. Как у самцов, так и у самок отмечены относительно более высокие концентрации ТБК-реактантов в осеннезимний сезон и более низкие в весенне-летний (рис. 3.48, Б). Максимальная разница между сезонами в динамике продуктов ПОЛ у самцов была связана с
уменьшением содержания ТБК-реактантов на 35 % от зимы к весне (р < 0,01), в
динамике самок – аналогичным снижением продуктов ПОЛ на 45 % (р < 0,001) и
повышением в 1,9 раз от лета к осени (р < 0,01).
156
Зима
0,25
♂^
♀ ^^^
0,2
Осень
Зима
0,25
0,15
0,15
0,1
0,1
0,05
0,05
Весна
0
Осень
Весна
0
♀ ^^
♀ ^^
Лето
Лето
А
Б
Зима
Зима
0,25
0,25
♂^
0,2
Осень
♂ ^^
♀ ^^^
0,2
0,15
0,15
0,1
0,1
0,05
0,05
Весна
0
Осень
♂ ^^
♀ ^^^
0,2
Весна
0
♀ ^^^
♀^
Лето
Самцы
Лето
Самки
В
Г
Рис. 3.48. Сезонные изменения ТБК-реактивных продуктов в печени (А), почках (Б), мозге
(В) и гонадах (Д), D540
^ – отличия сезонов по Стьюденту: ^ – р < 0,05; ^^ – р < 0,01; ^^^ – р < 0,001.
Однако, в отличие от печени, в почках половые отличия достигли порога вероятности безошибочных прогнозов только в зимний сезон, содержание ТБКреактантов у самок оказалось на 23 % больше, чем у самцов (р < 0,05).
157
Хлорид кадмия не изменял интенсивность перекисных процессов в почках
самцов. У самок под влиянием токсиканта было отмечено уменьшение содержания перекисных продуктов на 29 % осенью (р < 0,05), в остальные сезоны соль
кадмия не оказала существенного влияния на исследуемый показатель.
Снижение интенсивности перекисных процессов в печени и почках под действием кадмия, признанного прооксиданта, в осенний период можно объяснить
эффектом сенсибилизации, когда вслед за увеличением процессов перекисного
окисления увеличивается концентрация антиокислительных ферментов (Меньшикова Е.Б. с соавт., 2006). Проявление подобного эффекта исключительно осенью
может быть связано с различной скоростью адаптации животных к хронической
нагрузке солью кадмия в разные сезоны года.
Динамика содержания продуктов ПОЛ в мозге подопытных животных была
идентичной у самцов и самок, с акрофазой в весенний период и ортофазой в летний (рис.3.48, В). Половых отличий не было отмечено ни в один из сезонов. Соль
кадмия также не оказала существенного влияния на процессы пероксидации в
ткани мозга.
Интенсивность перекисных процессов в тестикулах снижалась в ряду зима –
лето – осень – весна, в яичниках этот ряд выглядел иначе: осень – зима – лето –
весна (рис. 3.48, Г). У самцов в динамике продуктов ПОЛ максимальная разница
между сезонами была связана с повышением их содержания в 1,6 раз от осени к
зиме (р < 0,05) и последующим снижением вдвое от зимы к весне (р < 0,01). У самок подобные различия сформированы снижением в 3 раза концентрации ТБКреактантов в яичниках от зимы к весне и дальнейшим их увеличением в 2,5 раза
от весны к лету (р < 0,001 для обоих отличий). Осенью содержание перекисных
продуктов не отличалось в гонадах самцов и самок, в то время как в остальные сезоны количество продуктов ПОЛ было выше в тестикулах: зимой и летом в 1,6
раз, весной в 2,5 раза. Более низкое содержание продуктов ПОЛ в гонадах у самок, чем у самцов, свидетельствует о большей антиоксидантной активности яичников, чем семенников (Матюшин А.И., 1992).
158
Соль кадмия не меняла содержание ТБК-реактантов в тестикулах ни в один
из сезонов. В яичниках только в зимний период произошло увеличение продуктов
ПОЛ в 1,3 раза (р < 0,05), в то время как в остальные периоды года их количество
под влиянием токсиканта не изменилось.
Половые различия были связаны также с интенсивностью перекисных процессов в различных органах самцов и самок. У самцов наибольшее количество
продуктов ПОЛ во все сезоны года обнаруживалось в тканях мозга, на втором
месте были почки, а в печени и гонадах содержание перекисных продуктов было,
соответственно, наименьшим. У самок, напротив, это распределение не было
столь постоянным: в осенне-зимний период наибольшее количество ТБКреактантов было в печени, меньшая их концентрация была обнаружена в почках,
затем шли мозг и гонады. В весенне-летний период содержание продуктов ПОЛ
убывало в ряду мозг – печень – почки – гонады.
Относительно большее количество продуктов перекисного окисления липидов, обнаруживаемое у самок по сравнению с самцами в печени и почках, возможно, обеспечивает более низкие значения этого показателя в гонадах.
Системное изучение интенсивности ПОЛ подтверждает высокую чувствительность параметров системы регуляции ПОЛ к действию хронической интоксикации хлоридом кадмия. Наибольшие изменения наблюдаются в печени, что говорит о чувствительности этого органа к стрессорным факторам как дезинтоксицирующего органа, в котором метаболизируются органические токсиканты и вырабатываются металотионины для комплексования ионов тяжелых металлов (Нестеров Ю. В. 1997).
3.4. Обсуждение результатов исследования
Обобщая результаты анализа полученных данных, можно отметить, что уровень функциональной активности изученных нейроэндокринных центров испытывает значительные сезонные колебания, при том, что в каждом из изученных
центров обнаруживается специфика индивидуальных ритмов функциональной активности.
159
Каждый из сезонов года имеет свой профиль «настройки» как активности
нейроэндокринных центров гипоталамуса, так и функционального состояния желез внутренней секреции и интенсивности перекисных процессов, неодинаковый
у животных разного пола.
У самцов в зимний период была повышена синтетическая активность ПВЯ и
СХЯvl (показатель превышал свои среднегодовые значения более чем на 10%), в
подавленном функциональном состоянии находились СОЯ и АЯ. У самок повышенной активностью отличалось СХЯdm, и также, как у самцов, в отрицательной
фазе ритма находилось АЯ. В весенний период у самцов была усилена функциональная активность АЯ и ослаблена СХЯvl и СОЯ. У самок весной подавленными
нейроэндокринными центрами были СХЯ в обеих зонах, СОЯ и ВМЯ. Летом, когда наблюдалась наибольшая скорость набора массы тела, у самцов активность
всех изученных нейроэндокринных центров была в пределах среднегодовых значений, за исключением СХЯvl и ПВЯ, находившихся в отрицательной фазе ритма.
У самок летом была усилена активность СХЯ, но ослаблены ядра пептидергической системы. Для осени, периода максимальной резистентности по отношению к
токсическому воздействию, характерно усиление активности центров моноаминергической и пептидергической систем и у самцов, и у самок. Половые отличия
выявлялись по отношению к функциональному состоянию эфферентной зоны
СХЯ, которое у самцов было усилено, а у самок, напротив, ослаблено.
Большинство нейроэндокринных центров демонстрируют бифазную годовую
динамику. У самцов это СХЯdm, СОЯ, ПВЯ, ВМЯ с максимумом активности в
осенний период и СХЯvl с пиком максимальной синтетической активности зимой.
У самок данный характер цирканнуальных ритмов проявляют СОЯ, ПВЯ, АЯ и
ВМЯ, пик активности которых также приходится на осень. В АЯ самцов и СХЯ
самок выявляются два пика активности, причем у самцов эти подъемы функционального состояния АЯ приходятся на весну и осень, у самок в обеих зонах СХЯ
синтетическая активность оказывается повышена зимой и летом.
Во влиянии токсических веществ на физиологические функции соблюдается
важнейший принцип регулирования биологических систем – принцип исходного
160
состояния, сформулированный еще J. Wilder в 1962 году. Согласно этому принципу, та или иная функция тем слабее стимулируется и легче угнетается, чем
сильнее она активирована (Кржановский Г.Н., 2002, Мулик А.Б. с соавт., 2009).
Соответственно, токсическое воздействие должно сдвигать пики ритмов синтетической активности, наблюдаемых в нейроэндокринных центрах, к мезору ритма.
Действительно, у самцов соль кадмия либо не изменяет функциональную активность нейронов гипоталамических ядер, либо сдвигает ее в область средних значений (рис. 3.39). Однако у самок отмечено нарушение данной закономерности. В
весенний период СХЯ и ВМЯ, функциональное состояние которых находится в
ортофазе ритма, угнетается под влиянием соли кадмия (рис. 3.40). Возможно, подавление синтетической активности нейронов на фоне сезонного снижения функциональной активности нейроэндокринного центра – один из этапов, предшествующих усиления апоптоза в нервной ткани, как известно, сопровождающего
введение кадмия (Calderoni A.M. et al., 2010; Yang X.F. et al., 2005).
Все изученные нейроэндокринные центры имеют реципрокные связи в половыми гормонами. Так, суточные ритмы в СХЯdm чувствительны к концентрации
эстрогенов (Peterfi Z. et al., 2004), а в пределах СХЯvl обнаружены рецепторы к
андрогенам (Karatsoreos I.N., Silver R., 2007). ВМЯ, АЯ и окситоцин продуцирующие ядра – СОЯ и ПВЯ участвуют в формировании полового поведения (Almli C.R., 1984; Bernardis L.L., 1996; Baskerville T.A., Douglas A.J., 2008). Чувствительность нейроэндокринных центров к половым гормонам обуславливает разницу протекания ритмических процессов у самцов и самок. Из пяти рассмотренных
нами нервных центров только пептидергические ядра СОЯ и ПВЯ демонстрировали в значительной степени совпадающую у самцов и самок динамику синтетической активности нейронов. Во всех нейроэндокринных центрах обнаружены
половые отличия, однако проявление их также зависит от сезона года. Наибольшее количество половых отличий оказалось характерно для лета, чуть реже они
обнаруживаются зимой. Наименьшее количество свойственно весеннему периоду.
Процент изменения параметра
по отношению к мезору ритма
161
40
30
20
10
0
-10
-20
-30
З
В
СХЯvl самцы
Л
О
З
В
Л
О
СХЯdm самцы
Рис. 3.39. Ритмы синтетической активности нейроэндокринных центров гипоталамуса
самцов (стрелками указаны направления изменения параметра при интоксикации)
Процент изменения параметра
по отношению к мезору ритма
162
30
20
10
0
-10
-20
-30
З
В
СХЯvl самки
Л
О
З
В
Л
О
СХЯdm самки
Рис. 3.40. Ритмы синтетической активности нейроэндокринных центров гипоталамуса
самок (стрелками указаны направления изменения параметра при интоксикации)
163
Следует отметить, что у самок ритмы нейроэндокринных центров, принадлежащих к одной системе, более согласованы, у самцов – более индивидуальны.
Кроме того, в аминергических ядрах и СХЯ бóльшие размеры нуклеол встречаются исключительно у самок, в то время как в пептидергических ядрах чаще повышенными размерами ядрышек отличаются самцы.
Повышенная функциональная активность большинства нейроэндокринных
центров в осенний период сопровождается усилением токсикорезистентности организма самцов и самок, что проявляется в почти полном отсутствии изменений
индексов эндокринных желез и селезенки в результате интоксикации и меньшими
относительно других сезонов изменениями массы тела.
Осень – сезон подготовки млекопитающих к неблагоприятным условиям
зимнего периода, и именно осенью в полной мере проявляется «прогнозирующая»
адаптивная роль цирканнуальной системы, готовящей организм к ежегодным изменениям в окружающей среде.
Есть данные, что особи женского пола более резистентны к интоксикации
тяжелыми металлами, в том числе кадмию (Betharia S, Maher T.J., 2012; Hazelhoff
M.H. et al., 2012). По нашим данным это справедливо лишь в отдельные периоды
и для отдельных функциональных систем. Так, изменения массы тела при интоксикации у особей разного пола, как интегральный критерий состояния организма,
значительно расходились лишь в осенний период, и при этом самки демонстрировали большую чувствительность к токсическому воздействию, чем самцы. Сдвиг
функционального состояния тиреоидной системы в ответ на интоксикацию был
более значителен у самцов в весенний период, а у самок – в остальные периоды
года. Напротив, адреналовая система самцов реагировала более сильными функциональными сдвигами в ответ на введение соли кадмия зимой, весной и осенью,
а летом реакция самцов и самок была схожей. Индексы органов иммунной системы в зимний и осенний период оказались более реактивны к токсиканту у самцов,
а в весной и летом – у самок.
Учитывая различия в токсикорезистентности, можно выделить летний сезон
как максимально подходящий для проведения токсикологических экспериментов,
164
поскольку в этот период не только велика чувствительность организма к токсическим веществам, но и он в большей степени, чем другие сезоны, способствует
проявлению половых отличий в показателях, важных для оценки их токсичности.
165
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ РЕЖИМА ОСВЕЩЕННОСТИ НА
ОСОБЕННОСТИ ПРОТЕКАНИЯ ТОКСИЧЕСКОГО СТРЕССА
4.1. Влияние токсического стресса на синтетическую активность нейроэндокринных центров гипоталамуса в зависимости от режима освещенности
4.1.1. Супрахиазматическое ядро
В экспериментах, выполненных преимущественно на крысах, установлено,
что нейроэндокринные центры, опосредующие влияние света на организм, являются основными участниками формирования общего адаптационного синдрома
(Герасимов А.В., 2006). Условия моделируемого освещения позволяют оценить
участие гипоталамических центров в процессах адаптации организма к изменению длительности освещения, а также степень влияния света как фактора на развитие стресс-реакции, вызванной введением соли тяжелого металла.
Результаты морфометрического анализа двух областей СХЯ в условиях естественного освещения (12 ч светлое время суток, 12 ч темноты), а также темновой
и световой деприваций, приведены в таблицах 4.1 и 4.2.
В вентролатеральной области СХЯ самцов размеры ядрышек нейронов
уменьшались как под воздействием темновой, так и световой деприваций. Постоянное освещение приводило к снижению объемов нуклеол СХЯvl на 16% (р <
0,01), в то время как в условиях постоянной темноты их размеры уменьшались
только на 9% (р < 0,05). Более сильная реакция нейроэндокриноцитов СХЯvl самцов на ТД вызвала также уменьшение ядрышко-ядерного отношения на 14% по
сравнению с естественным освещением (р < 0,05).
Сокращение синтетической активности нейронов СХЯvl у самок под влиянием искусственных режимов освещения носило более выраженный характер, чем у
самцов, приводя к уменьшению объемов ядрышек на 21% в условиях ТД и на 28%
в условиях СД (р < 0,001 для обоих отличий). Доля ядрышка в ядре также снижалась на 13% под влиянием постоянного освещения (р < 0,05) и на 15% после содержания животных в постоянной темноте (р < 0,01).
166
Таблица 4.1
Объемы ядер, ядрышек и ядрышко-ядерное отношение нейронов СХЯvl
при различных условиях освещения
Группа
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Пол
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Объемы ядер,
Объемы ядрышек,
мкм3
мкм3
Естественное освещение
186,1±6,22
3,52±0,094
193,1±6,95
3,88±0,101°
169,6±6,36
3,30±0,089
188,5±5,58
3,67±0,104
Темновая депривация
185,9±6,77
2,97±0,075^^
171,7±5,20^
3,05±0,072+++ ^^^
++
199,5±8,34
3,74±0,104+++ ***
182,0±5,12+++
3,21±0,076+++
Световая депривация
183,3±5,64
3,20±0,078+ ^
161,7±5,09+ ^^
2,78±0,068+ ^^^ °°
+
171,3±5,14
3,53±0,085++ *
146,9±4,19*
3,04±0,071+++ *
Ядрышко-ядерное
отношение, ×10–3
20,15±0,581+
21,64±0,644°
21,46±0,792
20,61±0,691++
17,36±0,604^
18,86±0,587+ ^
20,34±0,752*
18,43±0,491
18,52±0,578+
18,29±0,571^^
21,94±0,700+++ **
21,79±0,686+++ **
Примечание: + – отличия по Стьюденту между зонами СХЯ, + – р<0,05, ++– р < 0,01, +++ –
р<0,001; * – отличия по Стьюденту между контрольными и опытными группами, * – р<0,05,
**– р < 0,01, *** – р<0,001; ^ – отличия искусственных фоторежимов от ЕО, ^ – р<0,05, ^^ –
р<0,01, ^^^ – р<0,001; ° – половые отличия, °° – р < 0,01.
Половые отличия в размерах ядрышек, отмеченные для нейронов СХЯvl в
условиях естественного освещения (у самок объемы нуклеол были больше чем у
самцов на 10%, р < 0,05), под воздействием ТД исчезли, а в условиях СД инвертировались, объемы ядрышек у самок оказались на 13% меньше, чем у самцов
(р < 0,01). Напротив, половые отличия в ядрышко-ядерном отношении, которое у
самок на 7% выше, чем у самцов (р < 0,05), в условиях искусственных режимов
освещения нивелировались.
Объемы ядрышек нейроэндокриноцитов эфферентной зоны СХЯ самцов
также уменьшились под влиянием искусственных режимов освещения, как в афферентной зоне, однако это сокращение было более выражено и, в отличие от
СХЯvl, условия постоянной темноты оказали большее воздействие на функциональное состояние нейронов СХЯdm, чем постоянное освещение. Так, под влиянием ТД размеры нуклеол снизились на 19%, в то время как СД привела к уменьшению объемов ядрышек на 25% по сравнению с естественным освещением
167
(р < 0,001 для обоих отличий). Вслед за сокращением нуклеол уменьшалось и ядрышко-ядерное отношение, на 13% в условиях ТД (р < 0,05) и на 26% в условиях
СД (р < 0,001).
Таблица 4.2
Объемы ядер, ядрышек и ядрышко-ядерное отношение нейронов СХЯdm
при различных условиях освещения
Группа
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Пол
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Объемы ядер,
Объемы ядрышек,
3
мкм
мкм3
Естественное освещение
180,7±5,08
3,83±0,101
206,0±7,74°
3,79±0,116
160,5±6,17*
3,17±0,109**
204,6±6,30
3,39±0,092*
Темновая депривация
167,7±5,17
3,09±0,081^^^
189,7±6,72°
3,80±0,110°°°
162,9±5,76
2,99±0,087
137,1±4,22***
2,55±0,073***
Световая депривация
190,7±6,00
2,88±0,064^^^
144,5±4,75°°° ^^^ 2,57±0,058°° ^^^
192,4±6,49
3,01±0,081
151,0±5,23
2,39±0,057
Ядрышко-ядерное
отношение, ×10–3
22,15±0,642
19,95±0,691°
20,73±0,679
17,65±0,546*
19,27±0,602^
21,73±0,799°
19,55+0,558
19,52+0,561*
16,36±0,551^^^
19,06±0,572°°
16,61+0,479
17,01±0,539*
Примечание: * – отличия по Стьюденту между контрольными и опытными группами, * –
р<0,05, **– р < 0,01, *** – р<0,001; ^ – отличия искусственных фоторежимов от ЕО, ^^^ –
р<0,001; ° – половые отличия, °° – р < 0,01, °°° – р<0,001.
СХЯdm самок оказалось более чувствительно к условиям СД, под воздействием которой размеры нуклеол сокращались на 32% по сравнению с естественным освещением (р < 0,001). Напротив, ТД не изменяла объемы ядрышек нейроцитов СХЯdm. Доля ядрышка в ядре в клетках эфферентной зоны СХЯ самок не
изменялась ни при одном из искусственных режимов освещения.
В результате различной по силе реакции СХЯdm самцов и самок, отсутствующие в контроле половые отличия в размерах ядрышек проявились в условиях
деприваций. При ТД объемы ядрышек самок оказались на 23% выше (р < 0,001), а
при СД на 11% ниже (р < 0,01), чем таковые у самцов. Ядрышко-ядерное отношение, которое при естественном освещении было у самок на 10% ниже по сравнению с самцами, в условиях искусственных режимов освещения оказалось у самок
168
выше, чем у самцов на 13% при ТД и на 17% при СД (р < 0,05 и р < 0,01 соответственно).
Таким образом, искусственные режимы освещения в большей степени затрагивали функциональное состояние нейронов СХЯ у самцов в эфферентной зоне, а
у самок – в афферентной зоне. При этом афферентная зона СХЯ самцов сильнее
отзывалась на условия ТД, в то время как эфферентная – на условия СД. У самок
же наибольшие изменения функциональной активности обеих зон были отмечены
после содержания животных в отсутствии освещения.
При естественном освещении различия в размерах нуклеол нейронов двух
зон СХЯ отсутствовали у самцов и у самок. Однако у самцов под воздействием
условий постоянной темноты объемы ядрышек СХЯdm стали на 10% ниже
(р < 0,05), чем в СХЯvl. У самок оба искусственных режима стали причиной возникновения различий в функциональном состоянии афферентной и эфферентной
зон СХЯ. Так, в условиях ТД размеры ядрышек нейроэндокриноцитов СХЯdm
были на 24% выше (р < 0,001), а при СД на 8% ниже (р < 0,05), чем таковые в
СХЯvl.
У самцов ядрышко-ядерное отношение при естественном освещении было
больше на 10% в нейронах СХЯdm по сравнению с таковым в клетках СХЯvl. При
ТД это различие исчезало, а при СД менялось на противоположное, доля ядрышка
в ядре нейронов СХЯdm оказалась на 12% ниже, чем ядре нейронов СХЯvl. У самок в отличие от самцов ядрышко-ядерное отношение в клетках двух зон СХЯ не
отличалось, и условия СД не изменяли этой особенности. Однако ТД, увеличивая
объемы нуклеол СХЯdm, привела и к превышению v/V ее нейронов по сравнению
с этим показателем в СХЯvl на 15% (р < 0,05).
Введение тяжелого металла на фоне естественного освещения не изменяло
интенсивность транскрипции в нейронах СХЯvl ни у самцов, ни у самок
(рис. 4.1). Однако нейроны СХЯvl животных, содержавшихся в условиях искусственных режимов освещения, реагировали на поступление соли кадмия, причем
направленность этой реакции была всегда противоположна воздействию самих
измененных условий освещения. Так, если световая и темновая депривации сни-
169
зили интенсивность синтетических процессов в СХЯvl самцов, то токсикант, напротив, увеличил объемы ядрышек на 26% при ТД и на 10% при СД (р < 0,001 и
р < 0,05 соответственно). Аналогичная ситуация наблюдалась и у самок – соль
кадмия привела к увеличению размеров нуклеол в условиях СД на 9% (р < 0,05),
однако в условиях ТД эти изменения были слабо выражены, хоть и совпадали по
направлению с общей закономерностью.
Объём ядрышек, мкм
3
5
*
*
^ *
4
^
о
^
*
3
^
^
^
о
о
^
^
^
*
2
1
0
ЕО
ТД
Самцы
Контроль
СД
ЕО
ТД
СД
Самки
Токсический стресс
Рис. 4.1. Объемы ядрышек СХЯvl гипоталамуса в контроле и при влиянии
токсического стресса на фоне различных режимов освещенности
* – отличия по Стьюденту между контрольными и опытными группами, * – р<0,05, *** –
р<0,001; ^ – отличия искусственных фоторежимов от ЕО, ^ – р<0,05, ^^ – р<0,01, ^^^ – р<0,001;
° – половые отличия, °° – р < 0,01, °° – р<0,01
Ядрышко-ядерное отношение в нейронах СХЯvl изменялось в ответ на введение токсиканта в соответствии с реакцией ядрышкового аппарата, увеличение
размеров нуклеол влекло за собой и возрастание доли ядрышка в ядре (рис. 4.2).
Остающееся неизменным под влиянием соли кадмия при естественном освещении, ядрышко-ядерное отношение увеличивалось у самцов на 17% при ТД
(р < 0,05) и на 18% при СД (р < 0,01). У самок возрастание доли нуклеолы в ядре
170
под воздействием соли тяжелого металла было отмечено только на фоне СД (на
19%, р < 0,01).
*
*
Ядрышко-ядерное отношение, *10
-3
25
*
о
^
^
^
20
^
*
*
15
10
5
0
ЕО
ТД
СД
ЕО
Самцы
ТД
СД
Самки
Контроль
Токсический стресс
Рис. 4.2. Ядрышко-ядерное отношение (×10 –3) в нейроцитах СХЯvl гипоталамуса
в контроле и при влиянии токсического стресса на фоне различных
режимов освещенности
* – отличия по Стьюденту между контрольными и опытными группами, * – р<0,05, ** – р <
0,01; ^ – отличия искусственных фоторежимов от ЕО, ^ – р<0,05, ^^ – р < 0,01; ° – половые отличия, ° – р < 0,05
Нейроны эфферентной зоны СХЯ оказались более восприимчивы к токсическому воздействию на фоне естественного освещения по сравнению с афферентной зоной (рис. 4.3). В СХЯdm в этих условиях соль кадмия уменьшила объемы
ядрышек нейроцитов на 17% у самцов (р < 0,01) и на 11% у самок (р < 0,05). Напротив, при искусственных режимах освещения интенсивность синтеза мРНК в
нейронах СХЯdm изменялась только в тех случаях, когда не затрагивалась таковая в СХЯvl. При СД у самцов и самок и при ТД у самцов в ответ на введение
кадмия возросли размеры нуклеол в СХЯvl, но не изменялись в СХЯdm. У самок
на фоне круглосуточного освещения практически не изменилась интенсивность
171
транскрипции под влиянием токсиканта в нейронах СХЯvl, но снизились на 33%
объемы ядрышек в СХЯdm (р < 0,001).
Объём ядрышек, мкм
3
5
4
*
*
^
^
^
^
^
^
3
*
о
о
о
*
*
*
о
о
^
^
^
2
1
0
ЕО
ТД
СД
Самцы
Контроль
ЕО
ТД
СД
Самки
Токсический стресс
Рис. 4.3. Объемы ядрышек СХЯdm гипоталамуса в контроле и при влиянии
токсического стресса на фоне различных режимов освещенности
* – отличия по Стьюденту между контрольными и опытными группами, * – р<0,05, **– р < 0,01,
***– р < 0,001; ^ – отличия искусственных фоторежимов от ЕО, ^^^ – р < 0,001; ° – половые отличия, °° – р < 0,01, °°° – р < 0,001
Ядрышко-ядерное отношение в нейронах СХЯdm самцов под влиянием соли
кадмия не изменялось ни при одном из режимов освещения (рис. 4.4). Напротив, у
самок доля ядрышка в ядре нейронов СХЯdm снижалась при развитии токсического стресса вне зависимости от режима освещения: на 12% в условиях естественного освещения, на 10% на фоне ТД и на 11% на фоне СД (р < 0,05 для всех
отличий).
Соль кадмия в условиях искусственных режимов освещения усиливала различия в синтетической активности афферентной и эфферентной зон СХЯ. Так, если на фоне естественного освещения отличия в размерах нуклеол СХЯvl и
СХЯdm у животных, получавших токсикант не выявлялись, то в условиях ТД яд-
172
рышки нейронов дорсомедиальной области были на 20% ниже у самцов и на 21%
у самок, чем таковые в вентролатеральной области (р < 0,001 для обоих отличий).
Аналогично и в условиях СД, размеры нуклеол животных, подвергавшихся токсическому стрессу, в СХЯdm оказались на 15% меньше у самцов и на 21% у самок по сравнению с СХЯvl (р < 0,01 и р < 0,001 соответственно).
Ядрышко-ядерное отношение, *10
-3
25
о
о
^
^
^
^
20
*
*
о
о
*
15
10
5
0
ЕО
ТД
СД
ЕО
Самцы
ТД
СД
Самки
Контроль
Токсический стресс
Рис. 4.4. Ядрышко-ядерное отношение (×10 –3) в нейроцитах СХЯdm гипоталамуса
в контроле и при влиянии токсического стресса на фоне различных
режимов освещенности
* – отличия по Стьюденту между контрольными и опытными группами, * – р<0,05; ^ – отличия
искусственных фоторежимов от ЕО, ^ – р < 0,05, ^^^ – р < 0,001; ° – половые отличия,
°° – р < 0,01
Под влиянием токсиканта проявлялись и различия в ядрышко-ядерном отношении нейронов двух функциональных зон СХЯ. При режимах освещения, для
которых отмечено превышение доли ядрышка в ядре нейронов СХЯdm по сравнению с СХЯvl у контрольных животных, у животных с токсическим стрессом
показатель v/V двух зон не отличался (группа самцов, получавших соль кадмия на
фоне ЕО и самок на фоне ТД). У самок на фоне ЕО и СД, в контрольных группах
доля ядрышка в ядре нейронов двух зон СХЯ не отличалась, а в группах с токси-
173
ческим воздействием v/V дорсомедиальной зоны оказалось на 14% (р < 0,01) и
22% (р < 0,001) ниже, чем этот показатель в вентролатеральной зоне. В группе
самцов, содержавшихся в условиях СД, и у контрольных животных ядрышкоядерное отношение в нейроцитах СХЯdm было ниже, чем показатель v/V в СХЯvl.
В параллельной группе, потреблявшей соль кадмия, это различие усилилось, разница между ядрышко-ядерным отношением нейронов двух зон составила 24%
(р < 0,001).
Таким образом, на фоне естественного освещения реактивной к действию соли кадмия оказывается именно эфферентная часть СХЯ. Токсический стресс препятствует снижению функциональной активности нейронов под влиянием искусственных фоторежимов в СХЯvl, но не в СХЯdm. Исключение составляют самки,
получавшие кадмий на фоне постоянного освещения. У них на введение токсиканта реагирует не афферентная, а эфферентная зона СХЯ, причем кадмий приводит к ее значительному угнетению. У животных с токсическим стрессом, содержавшихся на фоне искусственных режимов освещения, функциональная активность СХЯdm ниже, а доля ядрышка в ядре не выше, чем в нейронах СХЯvl.
Влияние режима освещения и токсического стресса отслежено на распределениях объемов ядрышек нейроцитов СХЯ, характеристики которых приведены в
таблицах 4.3 и 4.5.
У самцов крыс, содержавшихся при естественном освещении, распределение
объемов ядрышек СХЯvl было бимодальным, с максимумами 2,8 (19% всех нуклеол) и 4,2 мкм3 (33% нуклеол, рис. 4.5). Распределение достоверно отличалось от
нормального по критерию лямда (р < 0,001).
Депривации привели к сдвигу основного максимума вариационной кривой
влево, распределения стали мономодальными, их стандартное отклонение уменьшилось на 23% по сравнению с этим показателем в группе с естественным освещением. Пик вариационной кривой размеров нуклеол СХЯvl в группе ТД приходился на 3,5 мкм3 (33% ядрышек) и она отличалась от распределения группы ЕО
по критерию Колмагорова-Смирнова (р < 0,001, табл. 4.4). Распределение ядрышек в группе СД стало плосковершинным, на два соседних класса 3,5 и 4,2 мкм3
174
приходилось, соответственно, 32% и 29% нуклеол. Распределение не отличалось
от такового группы самцов, содержавшихся на фоне ЕО.
Таблица 4.3
Характеристики распределения ядрышек нейроцитов СХЯvl
при разных режимах освещенности
Эмпирическое распределение
Группа
Пол
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Мода
♂
♀
♂
♀
4,20
3,50
3,50
3,50
♂
♀
♂
♀
3,50
3,50
3,50
3,50
♂
♀
♂
♀
3,50
2,80
3,50
3,50
Медиана
Эксцесс
Асимметрия
Естественное освещение
3,69±0,118
0,09±0,461
0,26±0,233
3,69±0,126 –0,32±0,465
0,18±0,235
3,17±0,112
1,50±0,467
0,92±0,236
3,64±0,130 –0,34±0,461
0,21±0,233
Темновая депривация
3,37±0,365
–0,53±0,478
–0,03±0,241
3,49±0,395
2,90±0,485
0,79±0,245
4,70±0,536
0,69±0,538
0,63±0,272
2,74±0,392
1,36±0,485
0,61±0,245
Световая депривация
3,10±0,399
1,74±0,490
0,61±0,247
2,27±0,350
1,50±0,485
0,72±0,245
3,00±0,445
–0,66±0,483
0,26±0,244
2,50±0,403
0,40±0,514
0,66±0,260
Стандартное
отклонение
σв
λ‫٭‬
0,98
1,04
0,91
1,08
1,99***
–
–
1,37*
0,75
0,71
0,92
0,75
1,89**
1,77**
–
1,47*
0,76
0,67
0,84
0,66
1,78**
1,75**
1,50*
1,51*
Примечание: ‫٭‬Приведены отличия опытного распределения от нормального (по непараметрическому критерию λ Колмагорова-Смирнова): * – р<0,05; ** – р<0,01, ** – р<0,001.
Таблица 4.4
Непарамерический критерий λ для оценки расхождения распределений ядрышек
нейросекреторных клеток СХЯvl при разных режимах освещенности
Группы сравнения
К♂, ЕО
К♀, ЕО
К♀ – К♂
K♂ – Cd♂
К♀ – Cd♀
Критерий λ
ЕО
ТД
Отличия режимов освещенности
2,13***
2,83***
Половые отличия
–
–
Отличия контрольных и опытных групп
1,55*
1,95***
–
–
СД
–
3,64***
1,91**
–
–
Примечание: * – оценка достоверности различий: * – р<0,05; ** – р<0,01;*** – р<0,001.
175
Частота встречаемости
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
1
2
3
4
5
6
V ядрышек, мкм
ЕО
7
8
9
3
ТД
СД
Рис. 4.5. Распределения объемов ядрышек нейронов СХЯvl гипоталамуса
самцов крыс при различных режимах освещенности
Частота встречаемости
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
1
2
3
4
5
V ядрышек, мкм
ЕО
6
7
8
3
ТД
СД
Рис. 4.6. Распределения объемов ядрышек нейронов СХЯvl гипоталамуса
самок крыс при различных режимах освещенности
9
176
Распределение объемов ядрышек СХЯvl самок, содержавшихся при естественном освещении, было мономодальным, с пиком в районе 3,5 мкм3, на который
приходилось 26% всех нуклеол (рис. 4.6). Распределение не отличалось от нормального, обладало высоким стандартным отклонением (1,04 мкм3). Постоянное
освещение не изменило расположения пика вариационной кривой, однако на область 3,5 мкм3 приходилось уже 41% нуклеол, а стандартное отклонение уменьшилось на 32%. Высокое значение эксцесса распределения способствовало его
отличию от нормального (р < 0,01).
Условия световой депривации привели к сдвигу вариационной кривой влево,
ее максимум сместился в область 2,8 мкм3 (42% нуклеол), стандартное отклонение снизилось на 36%. У распределения также выявился значительный эксцесс и
оно отличалось от нормального (р < 0,01). Распределения нуклеол СХЯvl самок,
содержавшихся в условиях световой и темновой деприваций достоверно отличались от такового животных, содержавшихся на фоне естественного освещения по
критерию лямда (р < 0,001 для обоих отличий).
Таблица 4.5
Характеристики распределения ядрышек нейроцитов СХЯdm при разных режимах
освещенности
Эмпирическое распределение
Группа
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Пол
Мода
♂
♀
♂
♀
3,50
4,20
3,50
3,50
♂
♀
♂
♀
3,50
3,50
3,50
2,80
♂
♀
♂
♀
3,50
2,80
3,50
2,80
Медиана
Эксцесс
Асимметрия
Естественное освещение
3,80±0,126 –0,49±0,467
0,32±0,236
3,79±0,146 –0,13±0,467
–0,22±0,236
3,01±0,136
1,23±0,485
0,86±0,245
3,35±0,116
1,77±0,457
0,65±0,230
Темновая депривация
3,69±0,414 –0,46±0,523
0,24±0,264
3,10±0,484 –0,41±0,488
0,35±0,246
3,08±0,352
1,63±0,474
0,97±0,239
1,91±0,298
0,28±0,472
0,78±0,238
Световая депривация
2,83±0,357 –0,18±0,481
0,18±0,243
2,75±0,324
0,59±0,483
0,33±0,244
3,49±0,361 –0,15±0,472
0,08±0,238
2,34±0,300 –0,26±0,488
0,16±0,246
Стандартное
отклонение
σв
λ‫٭‬
1,03
1,19
1,07
0,97
1,46*
1,90**
–
–
0,74
1,08
0,88
0,75
2,03***
–
–
1,83**
0,64
0,58
0,82
0,56
2,07***
2,02***
1,72**
2,51***
Примечание: ‫٭‬Приведены отличия опытного распределения от нормального (по непараметрическому критерию λ Колмагорова-Смирнова): * – р<0,05; ** – р<0,01, ** – р<0,001.
177
Распределение размеров нуклеол эфферентной зоны СХЯ самцов в условиях
естественного освещения было бимодальным, с максимумами в области 3,5 мкм3
(28% ядрышек) и 4,9 мкм3 (22% ядрышек, рис. 4.7). Распределение обладало высоким стандартным отклонением (1,03 мкм3) и достоверно отличалось от нормального (р < 0,05). Как темновая, так и световая депривации не изменили основного пика распределения, который по-прежнему остался в области 3,5 мкм3, однако на эту область в условиях ТД приходилось 42% ядрышек, а в условиях СД –
40% нуклеол. Оба световых режима значительно снизили стандартное отклонение
(на 28% на фоне ТД и на 38% на фоне СД) и усилили отличия распределения от
нормального (р < 0,001 в обоих случаях). Вариационные кривые нуклеол СХЯdm
самцов, находящихся в условиях измененных световых режимов отличаются от
таковых, полученных в условиях естественного освещения по критерию λ (р <
0,001 для обоих режимов, табл. 4.6).
Таблица 4.6
Непарамерический критерий λ для оценки расхождения распределений ядрышек
нейросекреторных клеток СХЯdm при разных режимах освещенности
Группы сравнения
К♂, ЕО
К♀, ЕО
К♀ – К♂
K♂ – Cd♂
К♀ – Cd♀
Критерий λ
ЕО
ТД
Отличия режимов освещенности
2,09***
–
Половые отличия
–
2,05***
Отличия контрольных и опытных групп
1,79**
–
1,75**
3,75***
СД
3,14***
4,38***
1,61*
–
–
Примечание: * – оценка достоверности различий: * – р<0,05; ** – р<0,01;*** – р<0,001.
Максимум распределения размеров нуклеол СХЯdm самок приходился на
область 4,2 мкм3 (27% ядрышек, рис. 4.8). Вариационная кривая имела значительный размах и не отличалась от таковой самцов по критерию лямда. В группе самок, содержавшихся при постоянном освещении, распределение было близко к
плосковершинному, на соседние классы 3,5, 4,2 и 4,9 мкм3 приходилось, соответственно, 25, 22 и 21% нуклеол. Распределение не отличалось по критерию λ ни от
178
нормального, ни от распределения нуклеол СХЯdm самок, находившихся при естественном освещении.
Частота встречаемости
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
1
2
3
4
5
V ядрышек, мкм
ЕО
6
7
8
9
3
ТД
СД
Рис. 4.7. Распределения объемов ядрышек нейронов СХЯdm гипоталамуса
самцов крыс при различных режимах освещенности
Как и у самцов, световая депривация смещала пик распределения объемов
ядрышек СХЯdm самок влево и сокращала размах выборки. При СД пик распределения оказался в области 2,8 мкм3 (49% ядрышек), а стандартное отклонение
уменьшилось в 2 раза. Вариационная кривая отличалась от нормального распределения и от эмпирического распределения нуклеол СХЯdm самок, содержавшихся в условиях естественного освещения (р < 0,001 для обоих отличий).
Введение кадмия на фоне ТД не меняет расположение максимума распределения объемов ядрышек СХЯvl ни у самцов, ни у самок (рис. 4.9). Однако у самцов, подвергавшихся токсическому воздействию, в распределении нуклеол СХЯvl
увеличились эксцесс и правосторонняя асимметрия, в результате чего оно достоверно отличалось от контрольного (р < 0,001). Вариационные кривые контрольных и опытных самок по критерию Колмагорова-Смирнова не отличались.
179
Частота встречаемости
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
1
2
3
4
5
V ядрышек, мкм
ЕО
6
7
8
9
3
ТД
СД
Рис. 4.8. Распределения объемов ядрышек нейронов СХЯdm гипоталамуса
самок крыс при различных режимах освещенности
Частота встречаемости
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
1
2
3
Самцы контроль
Самцы кадмий
4
5
3
V ядрышек, мкм
6
7
8
9
Самки контроль
Самки кадмий
Рис. 4.9. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов СХЯvl
гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса при темновой депривации
180
Реакция нейронов СХЯdm самцов на токсический стресс на фоне ТД также
выражена слабо (рис. 4.10). Максимум распределения объемов нуклеол двух
групп самцов оставался в районе 3,5 мкм3, где было сосредоточено 42% ядрышек
у контрольных и 31% у опытных самцов. Стандартное отклонение вариационной
кривой размеров нуклеол у животных, подвергавшихся токсическому стрессу,
было на 20% больше, чем у контрольных, выше были эксцесс и правосторонняя
асимметрия. Несмотря на эти изменения, распределения объемов ядрышек контрольных и опытных самцов не отличались по критерию лямда.
Частота встречаемости
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
1
2
3
4
5
V ядрышек, мкм
Самцы контроль
Самцы кадмий
6
7
8
9
3
Самки контроль
Самки кадмий
Рис. 4.10. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов СХЯdm
гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса при темновой депривации
Для нейронов СХЯdm самок, получавших хлорид кадмия на фоне темновой
депривации, было отмечено смещения максимума распределения объемов нуклеол влево, из района 3,5 мкм3 в район 2,8 мкм3 (44% ядрышек). Стандартное отклонение выборки уменьшилось на 31%; также, как и у самцов, возросли эксцесс
и асимметрия. Распределение размеров ядрышек СХЯdm самок опытной группы
181
отличалось от такового контрольной по критерию Колмагорова-Смирнова (р <
0,001).
Частота встречаемости
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
1
2
3
4
5
V ядрышек, мкм
Самцы контроль
Самцы кадмий
6
7
8
9
3
Самки контроль
Самки кадмий
Рис. 4.11. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов СХЯvl
гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса при световой депривации
Хлорид кадмия на фоне световой депривации, в отличие от его воздействия в
условиях постоянного освещения, не вызывает значительных изменений характеристик распределения размеров нуклеол ни в афферентной (рис.4.11), ни в эфферентной (рис. 4.12) зонах СХЯ. В СХЯvl можно отметить снижение асимметрии и
эксцесса распределений объемов ядрышек нейронов опытных групп по сравнению с контрольными, тогда как размах вариационных кривых не изменяется ни у
самцов, ни у самок. Аналогичные особенности были характерны и для распределения размеров нуклеол СХЯdm опытных групп самцов и самок.
В тех изменениях в распределении размеров нуклеол СХЯ, которые вызывал
режим освещения, есть одна общая особенность. Вне зависимости, происходило
смещение максимума распределения под влиянием деприваций или нет, у вариационной кривой групп СД и ТД уменьшалось стандартное отклонение, т.е. различия в размерах нуклеол в пределах одной зоны снижались. Подобная реакция го-
182
ворит о возникающем напряжении в функционировании нервного центра под
влиянием фактора освещения.
Частота встречаемости
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
1
2
3
4
5
V ядрышек, мкм
Самцы контроль
Самцы кадмий
6
7
8
9
3
Самки контроль
Самки кадмий
Рис. 4.12. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов СХЯdm
гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса при световой депривации
Стандартное отклонение распределений нуклеол СХЯvl и СХЯdm в группах
самцов, получавших кадмий на фоне ТД и СД, было всегда больше, чем в параллельных им контрольных группах, в то время как у самок этот показатель был
одинаков как в опытных, так и в контрольных группах, за исключением распределения нуклеол СХЯdm в группе самок, которым вводили токсикант в условиях
постоянного освещения. У них совместное влияние ТД и токсического стресса
привело к бóльшему снижению стандартного отклонения выборки, и именно в
этой группе наблюдалось наиболее сильное угнетение функциональной активности нейронов, отмеченное по средним (на 33%). Возможно, именно этот режим
может наиболее опасен для самок и привести к срыву адаптации в плане регуляции хроносистем организма.
183
4.1.2. Аркуатное ядро
Помещение животных в условия искусственных фоторежимов приводило к
значительному уменьшению размеров ядрышек клеток АЯ как у самцов, так и у
самок (табл. 4.7).
Таблица 4.7
Объемы ядер, ядрышек и ядрышко-ядерное отношение нейронов АЯ
при различных условиях освещения
Группа
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Пол
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Объемы ядер,
Объемы ядрышек,
3
мкм
мкм3
Естественное освещение
318,5±11,49
3,25±0,138
327,4±12,96
2,84±0,118
230,7±8,10***
2,68±0,119*
290,4±10,05*
3,09±0,094
Темновая депривация
224,58±10,117 ^^^ 1,82±0,088 ^^^
219,73±9,229 ^^^
1,73±0,105 ^^^
200,16±6,037
1,72±0,070
170,22±6,532**
1,14±0,049***
Световая депривация
207,91±6,741 ^^^
1,38±0,051 ^^^
237,84±6,986° ^^^ 2,14±0,108°°° ^^
218,90±8,956
2,02±0,116***
204,93±5,939**
1,90±0,083
Ядрышко-ядерное
отношение, ×10–3
10,91±0,490
9,22±0,409°
12,76±0,717
11,21±0,388**
8,94±0,386 ^
8,35±0,486
8,89±0,335
7,59±0,390
7,04±0,280 ^^^
9,30±0,410°°
9,93±0,606**
9,66±0,345
Примечание: * – отличия по Стьюденту между контрольными и опытными группами, * –
р<0,05, **– р < 0,01, *** – р<0,001; ^ – отличия искусственных фоторежимов от ЕО, ^ – р<0,05,
^^ – р<0,01, ^^^ – р<0,001; ° – половые отличия, ° – р < 0,05, °° – р < 0,01, °°° – р<0,001.
Так, постоянное освещение вызывало снижение синтетической активности
нейроцитов АЯ у самцов на 44%, а у самок – на 39% (р < 0,001 для обоих случаев,
рис. 4.13). Световая депривация вызывала более значительную реакцию самцов по
сравнению с самками, у них синтетическая активность нейроцитов АЯ снизилась
на 58% по отношению к животным, содержащихся при естественном освещении
(р < 0,001). У самок этот показатель уменьшился только на 25% (р < 0,01), в связи
с чем у крыс при световой депривации выявлялись половые отличия, отсутствующие при естественном освещении и при темновой депривации: объемы ядрышек самцов составляли только 64% от объема ядрышек самок (р < 0,001).
184
Снижение синтетической активности сопровождалось уменьшением доли
ядрышка в ядре, однако этот процесс был выражен только у самцов (рис. 4.14).
Так, при ТД ядрышко-ядерное отношение в нейронах АЯ самцов сократилось на
18% (р < 0,05), а при СД – на 35% (р < 0,001).
При естественном освещении ядрышко-ядерное отношение в нейронах АЯ
самок было на 15% ниже, чем у самцов (р < 0,05). Эти различия исчезли в условиях постоянного освещения, и поменялись на противоположные при СД. У животных, содержавшихся в темноте, доля нуклеолы в ядре была не меньше, а на 32%
больше, чем у самцов (р < 0,01).
4
Объём ядрышек, мкм
3
3,5
3
*
*
*
^ *
^
^
^
2,5
2
^
^
^ *
^
^
1,5
^
^
о
*
*
1
0,5
0
ЕО
ТД
Самцы
Контроль
СД
ЕО
ТД
СД
Самки
Токсический стресс
Рис. 4.13. Объемы ядрышек аркуатного ядра гипоталамуса в контроле и при влиянии
токсического стресса на фоне различных режимов освещенности
* – отличия по Стьюденту между контрольными и опытными группами, * – р<0,05, *** –
р<0,001; ^ – отличия искусственных фоторежимов от ЕО, ^^ – р<0,01, ^^^ – р<0,001; ° – половые отличия, ° – р < 0,05
Реакция самцов и самок на введение токсиканта на фоне темновой депривации оказалась диаметрально противоположной по сравнению с естественным освещением. Если при ЕО соль тяжелого металла вызывала снижение объема нук-
185
леол только у самцов и не затрагивала этот показатель у самок, то в условиях постоянного освещения хлорид кадмия не вызывал изменения интенсивности синтеза белка у самцов, в то время как у самок объем ядрышек уменьшался на 34% по
сравнению с контролем (р < 0,001). Введение токсиканта на фоне световой депривации увеличивало синтетическую активность нейроцитов АЯ самцов на 46% по
сравнению с контролем (р < 0,001), но не изменяло таковую у самок.
Ядрышко-ядерное отношение, *10
-3
16
*
*
14
*
^ *
12
^
10
^
^
8
о
о
о
6
4
2
0
ЕО
ТД
Самцы
Контроль
СД
ЕО
ТД
СД
Самки
Токсический стресс
Рис. 4.14. Ядрышко-ядерное отношение (×10 –3) в нейроцитах АЯ гипоталамуса в контроле
и при влиянии токсического стресса на фоне различных режимов освещенности
* – отличия по Стьюденту между контрольными и опытными группами, ** – р<0,01; ^ – отличия искусственных фоторежимов от ЕО, ^ – р<0,05, ^^^ – р<0,001; ° – половые отличия,
° – р < 0,05, °° – р<0,01
Ядрышко-ядерное отношение в нейронах АЯ под воздействием токсиканта
не изменилось ни в одной из групп, за исключением группы самцов, получавших
соль кадмия на фоне СД. Более интенсивная синтетическая активность нейроцитов АЯ этих животных, в сравнении со своим контролем, сопровождалась и более
высокой долей ядрышка в ядре, которая была на 41% больше, чем у контрольных
животных (р < 0,01).
186
Чувствительность АЯ к режиму освещения отражалась и на характеристике
распределения объемов нуклеол его нейронов, приведенной в таблице 4.8.
Таблица 4.8
Характеристики распределения ядрышек нейроцитов АЯ
при разных режимах освещенности
Эмпирическое распределение
Группа
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Пол
Мода
♂
♀
♂
♀
3,46
2,89
2,89
2,94
♂
♀
♂
♀
1,73
2,02
1,73
1,15
♂
♀
♂
♀
1,15
2,31
1,73
1,73
Медиана
Эксцесс
Асимметрия
Естественное освещение
3,05±0,173
7,16±0,490
2,07±0,247
2,75±0,148 –0,19±0,545
0,40±0,276
2,47±0,150
3,82±0,472
1,43±0,238
3,00±0,118
0,92±0,508
0,67±0,257
Темновая депривация
1,65±0,206
5,09±0,476
1,87±0,240
1,55±0,230
2,15±0,563
1,44±0,285
1,56±0,196
4,88±0,478
1,60±0,241
1,05±0,120
0,94±0,438
0,79±0,221
Световая депривация
1,26±0,146
0,09±0,444
0,75±0,224
1,98±0,263
5,36±0,506
1,95±0,255
1,76±0,248
1,15±0,535
1,15±0,271
1,65±0,178
5,34±0,413
1,94±0,208
Стандартное
отклонение
σв
λ‫٭‬
1,35
1,03
1,21
0,88
–
–
–
–
0,88
0,88
0,70
0,53
1,75**
–
1,89**
1,79**
0,55
1,02
1,03
0,96
1,69**
1,48*
–
1,48*
Примечание: ‫٭‬Приведены отличия опытного распределения от нормального (по непараметрическому критерию λ Колмагорова-Смирнова): * – р<0,05; ** – р<0,01.
В распределении объемов ядрышек АЯ самцов, содержавшихся при естественном освещении, четко прослеживалась бимодальность. Максимумы вариационной кривой приходились на 3,5 и 2,3 мкм3, где было сосредоточено, соответственно, 25 и 18% нуклеол (рис. 4.15). Нейроны АЯ самцов реагировали на изменение светового режима сдвигом распределения размеров ядрышек влево и значительным сокращением его размаха. В условиях постоянного освещения пик распределения располагался в области 1,7 мкм3 (41% ядрышек), на 35% уменьшилось
стандартное отклонение распределения, снизились эксцесс и асимметрия. Еще
более глубокие изменения происходили на фоне СД: максимум распределения,
расположенный в районе 1,2 мкм3объединил 44% всех ядрышек, на 59% сократилось стандартное отклонение выборки, сошли на нет характерные для контроля
при ЕО эксцесс и правосторонняя асимметрия. Обе вариационные кривые, характеризующие распределение размеров нуклеол АЯ самцов в условиях ТД и СД от-
187
личались от таковой при ЕО по критерию лямда (р < 0,001 для обоих отличий,
табл. 4.9).
У самок, находившихся в условиях ЕО, в распределении объемов ядрышек
нейронов АЯ также, как и у самцов, присутствовала бимодальность, что свидетельствует о наличии в пределах данного нервного центра групп нейронов в различных функциональных состояниях (рис. 4.16). Максимумы распределения располагались в районах 2,9 мкм3, где находилось 24% всех ядрышек и 4,0 мкм3, где
было сосредоточено 17% нуклеол.
Частота встречаемости
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
1
2
3
4
V ядрышек, мкм
ЕО
5
6
7
8
3
ТД
СД
Рис. 4.15. Распределения объемов ядрышек нейронов аркуатного ядра гипоталамуса
самцов крыс при различных режимах освещенности
Условия постоянного освещения сместили вариационную кривую объемов
нуклеол АЯ самок влево, распределение стало плосковершинным, на соседние
классы 1,2, 1,7 и 2,3 мкм3 приходилось, соответственно, 28 и по 27% ядрышек.
Как и у самцов, снизилось на 15% стандартное отклонение, однако эксцесс и
асимметрия распределения напротив, возросли. На фоне световой депривации
максимум распределения размеров нуклеол АЯ самок оказался в районе 2,3 мкм3,
где было сосредоточено 33% всех ядрышек. Стандартное отклонение не изменилось, а эксцесс и правосторонняя асимметрия распределения стали выше. Обе ва-
188
риационные кривые размеров ядрышек АЯ самок, полученные как при ТД, так и
при СД, отличались от вариационной кривой животных, содержавшихся при ЕО
по критерию Колмагорова-Смирнова (р < 0,001 для обоих отличий).
Таблица 4.9
Непарамерический критерий λ для оценки расхождения распределений ядрышек
нейросекреторных клеток АЯ при разных режимах освещенности
Группы сравнения
К♂, ЕО
К♀, ЕО
К♀ – К♂
K♂ – Cd♂
К♀ – Cd♀
Критерий λ
ЕО
ТД
Отличия режимов освещенности
3,99***
3,21***
Половые отличия
–
–
Отличия контрольных и опытных групп
1,69**
–
–
1,99***
СД
5,08***
2,44***
2,65***
1,75**
1,49*
Примечание: * – оценка достоверности различий: * – р<0,05; ** – р<0,01;*** – р<0,001.
Частота встречаемости
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
1
2
3
4
V ядрышек, мкм
ЕО
5
6
7
8
3
ТД
СД
Рис. 4.16. Распределения объемов ядрышек нейронов аркуатного ядра гипоталамуса
самок крыс при различных режимах освещенности
189
Воздействие соли кадмия на фоне ТД практически не изменяло характер вариационной кривой размеров нуклеол АЯ самцов, оба распределения, контрольное и опытное, накладывались друг на друга (рис. 4.17), и не имели отличий по
критерию λ. У самок под влиянием токсиканта распределение ядрышек АЯ стало
мономодальным, его максимум сместился в область 1,2 мкм3 (45% нуклеол), на
40% уменьшилось стандартное отклонение, значительно снизились эксцесс и
асимметрия. В связи с вышеперечисленными изменениями, вариационная кривая
животных, получавших хлорид кадмия достоверно отличалась от таковой контрольных самок, находившихся с ними в одинаковых условиях освещения
(р < 0,001).
ТД
Частота встречаемости
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
1
2
3
4
V ядрышек, мкм
Самцы контроль
Самцы кадмий
5
6
7
8
3
Самки контроль
Самки кадмий
Рис. 4.17. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов аркуатного
ядра гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса при темновой депривации
На фоне световой депривации под влиянием кадмия изменения претерпевают
кривые распределения, отражающие синтетическую активность нейронов АЯ, как
у самцов, так и у самок. Пик распределения объемов нуклеол АЯ самцов, помещенных в условия СД, под влиянием токсиканта сместился вправо, в область
1,7 мкм3, где было сосредоточено 30% всех ядрышек. Это смещение сопровожда-
190
лось увеличением в 1,9 раз стандартного отклонения, увеличением эксцесса и
асимметрии вариационной кривой, что делало ее ближе по этим характеристикам
к распределению ядрышек АЯ самцов, содержавшихся при ЕО.
У самок соль кадмия на фоне СД привела к смещению максимума распределения влево, в район 1,7 мкм3, где оказалось сосредоточено 40% всех нуклеол.
При этом другие характеристики распределения, такие как стандартное отклонение, эксцесс, асимметрия, практически не изменились. Вариационные кривые
объемов ядрышек нейронов АЯ самцов и самок, получавших токсикант достоверно отличаются от таковых у контрольных животных (р < 0,01 для самцов и
р < 0,05 для самок).
Частота встречаемости
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
1
2
3
4
V ядрышек, мкм
Самцы контроль
Самцы кадмий
5
6
7
8
3
Самки контроль
Самки кадмий
Рис. 4.18. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов аркуатного
ядра гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса при световой депривации
Таким образом, как световая, так и темновая депривации приводят к уменьшению размеров нуклеол АЯ, что свидетельствует о снижении его синтетической
активности у животных обоего пола. Химический стресс, вызванный введением
хлорида кадмия, оказывает существенное влияние на морфофункциональное состояние аркуатного ядра гипоталамуса. Вместе с тем это влияние зависит от ре-
191
жима освещенности и пола животного. Угнетение синтетической деятельности
АЯ хлоридом кадмия при естественном освещении более выражено у самцов, а
при темновой депривации – у самок.
4.1.3. Вентромедиальное ядро
Нейроны ВМЯ гипоталамуса по-разному реагировали изменением своей синтетической активности на различные условия освещенности (табл. 4.10).
Таблица 4.10
Объемы ядер, ядрышек и ядрышко-ядерное отношение нейронов ВМЯ
при различных условиях освещения
Группа
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Пол
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Самки
Объемы ядер,
Объемы ядрышек,
3
мкм
мкм3
Естественное освещение
379,3±9,74
3,93±0,120
377,1±10,03
3,99±0,110
312,3±8,04***
3,70±0,111
346,8±9,88
3,67±0,100
Темновая депривация
436,2±16,80 ^
4,94±0,152 ^^^
373,5±9,63°
5,69±0,157°° ^^^
333,7±8,60***
3,26±0,091***
333,3±8,86*
3,25±0,079***
Световая депривация
372,5±8,11
3,79±0,105
323,2±7,95°° ^^
3,62±0,098 ^
377,69±14,8
3,85±0,122
347,9±8,89
3,93±0,106
Ядрышко-ядерное
отношение, ×10–3
10,81±0,369
11,12±0,396
12,31±0,380*
11,21±0,367
12,33±0,365 ^
15,92±0,518°°° ^^^
10,19±0,313**
10,33±0,305***
10,38±0,277
11,68±0,346°
11,15±0,342
11,70±0,319
Примечание: * – отличия по Стьюденту между контрольными и опытными группами, * –
р<0,05, **– р < 0,01, *** – р<0,001; ^ – отличия искусственных фоторежимов от ЕО, ^ – р<0,05,
^^ – р<0,01, ^^^ – р<0,001; ° – половые отличия, °° – р < 0,01, °°° – р<0,001.
Так, условия постоянного освещения привели к повышению объемов нуклеол ВМЯ у самцов на 26%, а у самок на 43% (р < 0,001 для обоих различий,
рис. 4.19). Увеличение синтетической активности нейроцитов ВМЯ сопровождалось возрастанием доли нуклеолы в ядре, она выросла на 14% у самцов (р < 0,05)
и на 43% у самок (р < 0,001, рис. 4.20).
Более выраженная реакция самок на темновую депривацию способствовала
возникновению половых отличий, которые не обнаруживались в размерах ядры-
192
шек ВМЯ у животных, помещенных в условия ЕО. На фоне ТД объемы ядрышек
нейронов ВМЯ самок были на 15% больше, чем у самцов (р < 0,01) и занимали на
29% большую долю в ядре (р < 0,001).
^
о
^
о
^
7
^
^
^
Объём ядрышек, мкм
3
6
5
4
*
*
*
*
*
*
^
3
2
1
0
ЕО
ТД
СД
ЕО
Самцы
Контроль
ТД
СД
Самки
Токсический стресс
Рис. 4.19. Объемы ядрышек вентромедиального ядра гипоталамуса в контроле и
при влиянии токсического стресса на фоне различных режимов освещенности
* – отличия по Стьюденту между контрольными и опытными группами, *** – р<0,001; ^ – отличия искусственных фоторежимов от ЕО, ^ – р<0,05, ^^^ – р<0,001; ° – половые отличия,
°° – р < 0,01
Напротив, световая депривация не вызвала заметных изменений в интенсивности синтеза мРНК в нейронах ВМЯ подопытных животных. Условия постоянной темноты привели к снижению объемов нуклеол самок на 9% (р < 0,01) и не
изменили этот показатель у самцов. При этом ядрышко-ядерное отношение в нейроцитах ВМЯ не изменилось ни у самцов, ни у самок.
Хлорид кадмия у животных, содержавшихся в естественных условиях освещения, не влиял на синтетическую активность нейронов ВМЯ ни у самцов, ни у
самок. Рестрикция ядра нервной клетки под воздействием токсиканта привела к
увеличению ядрышко-ядерного отношения у самцов (на 14%, р < 0,05), однако не
затронула этот показатель у самок.
193
В условиях темновой депривации токсикант вызывал изменения, противонаправленные к воздействию светового режима. Его введение привело к снижению
объемов ядрышек ВМЯ на 34% у самцов и на 43% у самок против контроля по
опыту (р < 0,001 для обоих отличий). Соответственно произошло и снижение и
ядрышко-ядерного отношения в нейронах ВМЯ на 17% у самцов (р < 0,01) и на
35% у самок (р < 0,001).
о^
о^
о^
Ядрышко-ядерное отношение, *10
-3
20
18
16
14
*
12
10
^
*
*
*
*
*
о
8
6
4
2
0
ЕО
ТД
Самцы
Контроль
СД
ЕО
ТД
СД
Самки
Токсический стресс
Рис. 4.20. Ядрышко-ядерное отношение (×10 –3) в нейроцитах ВМЯ гипоталамуса
в контроле и при влиянии хлорида кадмия на фоне различных режимов освещенности
* – отличия по Стьюденту между контрольными и опытными группами, * – р<0,05, ** – р<0,01,
*** – р<0,001; ^ – отличия искусственных фоторежимов от ЕО, ^ – р<0,05, ^^^ – р<0,001; ° – половые отличия, ° – р < 0,05, °°° – р<0,001
Возникающие под влиянием режима освещенности и токсического стресса
изменения распределения размеров нуклеол ВМЯ самцов и самок подопытных
крыс отражены в таблице 4.11.
Под влиянием ТД мономодальное распределение объемов нуклеол ВМЯ
самцов стало бимодальным, с максимумами в области 4,6 и 5,8 мкм3, на которые
приходилось, соответственно, 19 и 18% всех нуклеол (рис. 4.21). Одновременно
усилилась правосторонняя асимметрия вариационной кривой, на 36% возросло
194
стандартное отклонение выборки. Смещение распределение в область больших
размеров ядрышек сопровождалось возникновением его отличий от такового у
животных, содержавшихся на фоне естественного освещения по критерию лямда
(р < 0,001, табл. 4.12). Напротив, световая депривация не вызывала смещения распределения объемов ядрышек ВМЯ самцов, его пик остался в области 4,0 мкм3,
эти размеры имели 24% всех нуклеол.
Таблица 4.11
Характеристики распределения ядрышек нейроцитов ВМЯ при разных режимах
освещенности
Эмпирическое распределение
Группа
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Пол
Мода
♂
♀
♂
♀
4,04
4,04
4,04
4,61
♂
♀
♂
♀
4,62
5,20
3,46
4,04
♂
♀
♂
♀
4,04
4,04
3,75
4,04
Медиана
Эксцесс
Асимметрия
Естественное освещение
3,72±0,151 –0,36±0,472
0,35±0,238
3,81±0,138 –0,45±0,476
0,26±0,240
3,59±0,139
4,76±0,469
1,32±0,237
3,59±0,126
0,88±0,467
0,51±0,236
Темновая депривация
4,69±0,541
4,39±0,442
1,45±0,223
5,34±0,694 –0,28±0,495
0,54±0,250
3,13±0,361
1,87±0,442
1,01±0,223
3,19±0,368
0,66±0,442
0,62±0,223
Световая депривация
3,59±0,414
0,83±0,442
0,89±0,223
3,69±0,426
–0,240,442
0,24±0,223
3,73±0,430
3,11±0,442
1,29±0,223
3,89±0,449
1,44±0,442
0,90±0,223
Стандартное
отклонение
σв
λ‫٭‬
1,22
1,11
1,13
1,03
–
–
–
–
1,66
1,52
0,99
0,86
–
–
–
–
1,14
1,06
1,33
1,15
–
1,47*
–
–
Примечание: ‫٭‬Приведены отличия опытного распределения от нормального (по непараметрическому критерию λ Колмагорова-Смирнова): * – р<0,05.
У самок условия ТД, также как у самцов, привели к возникновению бимодальности распределения и сдвигу его максимумов вправо по сравнению с таковыми, полученными при естественном освещении. Пики вариационной кривой
размеров нуклеол ВМЯ самок приходились на районы 5,2 мкм3 (17% ядрышек) и
8,1 мкм3 (11% нуклеол). Стандартное распределение увеличилось на 37%, вариационная кривая достоверно отличалась от вариационной кривой объемов ядрышек ВМЯ самок, помещенных в условия естественного освещения (λ =3,37,
р < 0,001). Также, как и у самцов, форма и характеристики распределения нуклеол
ВМЯ самок на фоне СД не отличались от таковых, полученных в условиях ЕО,
195
обе вариационных кривые накладывались друг на друга и не отличались по критерию Колмагорова-Смирнова.
Частота встречаемости
0,3
0,2
0,1
0
0
1
2
3
4
5
6
V ядрышек, мкм
ЕО
7
8
9
10
3
ТД
СД
Рис. 4.21. Распределения объемов ядрышек нейронов вентромедиального ядра
гипоталамуса самцов крыс при различных режимах освещенности
Таблица 4.12
Непарамерический критерий λ для оценки расхождения распределений ядрышек
нейросекреторных клеток ВМЯ при разных режимах освещенности
Группы сравнения
К♂, ЕО
К♀, ЕО
К♀ – К♂
K♂ – Cd♂
К♀ – Cd♀
Критерий λ
ЕО
ТД
Отличия режимов освещенности
2,06***
3,37***
Половые отличия
–
1,61*
Отличия контрольных и опытных групп
–
3,97***
–
5,36***
СД
–
–
–
–
–
Примечание: * – оценка достоверности различий: * – р<0,05; *** – р<0,001.
Введение соли кадмия на фоне ТД привело к сдвигу вариационной кривой
размеров нуклеол ВМЯ самцов влево, максимум распределения оказался в области 3,5 мкм3, где было сосредоточено 28% всех ядрышек (рис. 4.23). Токсикант вы-
196
звал снижение эксцесса и асимметрии вариационной кривой и уменьшение на
40% стандартного отклонения.
Частота встречаемости
0,3
0,2
0,1
0
0
1
2
3
4
5
6
V ядрышек, мкм
ЕО
ТД
7
8
9
10
3
СД
Рис. 4.22. Распределения объемов ядрышек нейронов вентромедиального ядра
гипоталамуса самок крыс при различных режимах освещенности
Воздействие соли кадмия на распределение нуклеол ВМЯ у самок на фоне
ТД было сходным таковым у самцов. Пик мономодального распределения объемов ядрышек ВМЯ самок, получавших токсикант, оказался в районе 4,0 мкм3, где
было сосредоточено 27% ядрышек, на 43% уменьшилось стандартное отклонение.
Обе вариационные кривые, как у самцов, так и у самок, отличались по критерию
лямда от вариационных кривых объемов ядрышек ВМЯ животных, находившихся
в тех же световых условиях, но не получавших кадмий (р < 0,001 для обоих отличий).
Влияние токсиканта на фоне световой депривации не оказывало выраженного влияния на форму и характеристики распределения размеров нуклеол ВМЯ ни
у самцов, ни у самок (рис. 4.24).
197
Частота встречаемости
0,3
0,2
0,1
0
0
1
2
3
4
5
6
V ядрышек, мкм
7
8
9
10
3
Самцы контроль
Самцы кадмий
Самки контроль
Самки кадмий
Рис. 4.23. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов вентромедиального
ядра гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса при темновой депривации
Частота встречаемости
0,3
0,2
0,1
0
0
1
2
3
4
5
6
V ядрышек, мкм
Самцы контроль
Самцы кадмий
7
8
9
10
3
Самки контроль
Самки кадмий
Рис. 4.24. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов вентромедиального
ядра гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса при световой депривации
198
Таким образом, для ВМЯ гипоталамуса подопытных животных из двух искусственных световых режимов, использованных в данной экспериментальной
серии, именно темновая депривация является сигналом, который приводит к регуляторным изменениям его функционирования. Условия постоянного освещения
усиливают интенсивность синтеза мРНК в нейронах ВМЯ как у самцов, так и у
самок, что сопровождается увеличением размеров нуклеолы и ее доли в ядре нейрона, однако у самок эти изменения выражены сильнее, чем у самцов. Направленность изменений синтетической активности ВМЯ, вызываемых токсикантом, свидетельствует о энергозависимости эффекта, возникающего в условиях ТД в этом
нервном центре. Хлорид кадмия препятствует регуляции функциональной активности ВМЯ в ответ на изменение светового режима.
4.1.4. Супраоптическое ядро
Как световая, так и темновая депривации приводили к подавлению синтеза
пептидов, вырабатываемых в супраоптическом ядре, как у самцов, так и у самок
подопытных животных (табл. 4.13).
Таблица 4.13
Объемы ядер, ядрышек и ядрышко-ядерное отношение нейронов СОЯ
при различных условиях освещения
Объемы ядер,
Объемы ядрышек, Ядрышко-ядерное
3
мкм
мкм3
отношение, ×10–3
Естественное освещение
Самцы
492,5±12,46
8,64±0,281
18,35±0,638
Контроль
Самки
471,5±11,04
9,38±0,321
20,78±0,753°
Самцы
388,7±13,33***
7,42±0,391*
20,01±0,953
Кадмий
Самки
430,3±12,12*
7,96±0,317*
19,54±0,842
Темновая депривация
Самцы
438,9±11,37 ^
6,31±0,328 ^^^
15,17±0,873 ^
Контроль
Самки
447,5±16,86
5,46±0,286 ^^^
12,90±0,695 ^^^
Самцы
409,3±14,34
4,36±0,279**
11,30±0,701**
Кадмий
Самки
453,4±16,67
7,04±0,427*
16,56±0,935*
Световая депривация
Самцы
516,3±16,82
5,80±0,431 ^^^
11,68±0,843 ^^^
Контроль
Самки
446,9±12,68°°
5,97±0,336 ^^^
13,91±0,818 ^^^
Самцы
510,8±16,82
6,18±0,309
13,78±0,877
Кадмий
Самки
380,1±11,20**
6,53±0,363
18,83±1,424*
Примечание: * – отличия по Стьюденту между контрольными и опытными группами, * –
р<0,05, **– р < 0,01, *** – р<0,001; ^ – отличия искусственных фоторежимов от ЕО, ^ – р<0,05,
^^^ – р<0,001; ° – половые отличия, °° – р < 0,01.
Группа
Пол
199
На фоне темновой депривации объемы ядрышек СОЯ самцов уменьшились
на 27%, а у самок – на 42% (р < 0,001 для обоих отличий, рис. 4.25). Сокращение
размеров ядрышка сопровождалось, соответственно, уменьшением ядрышкоядерного соотношения на 17% у самцов (р < 0,05) и 38% у самок (р < 0,001,
рис. 4.26). Как и в других нервных центрах, влияние ТД на ядерные структуры
нейронов у самок оказались выражены сильнее, чем у самцов.
12
Объём ядрышек, мкм
3
10
8
*
^
^
^
*
*
6
*
^
^
^
^
*
^
^
^
^
^
4
2
0
ЕО
ТД
СД
ЕО
Самцы
Контроль
ТД
СД
Самки
Токсический стресс
Рис. 4.25. Объемы ядрышек супраоптического ядра гипоталамуса в контроле и
при влиянии токсического стресса на фоне различных режимов освещенности
* – отличия по Стьюденту между контрольными и опытными группами, * – р<0,05, ** – р<0,01;
^ – отличия искусственных фоторежимов от ЕО, ^^^ – р<0,001
Световая депривация, как и ТД, способствовала снижению интенсивности
синтетических процессов в ядре нейронов СОЯ. В результате у самцов объем ядрышек сократился на 33%, а у самок – на 36% по сравнению с таковыми при естественном освещении (р < 0,001 для обоих отличий).
Половые отличия были отмечены только у животных, содержавшихся при
естественном освещении и касались доли ядрышка в ядре нейроцитов СОЯ, которая у самок оказалась на 13% больше, чем у самцов.
200
Введение соли кадмия подопытным животных в условиях естественного освещения снижало интенсивность синтетических процессов в нейронах СОЯ. Постоянное освещение потенцировало влияние кадмия у самцов, в результате чего у
крыс этой группы обнаруживали наиболее низкие размеры ядрышка. Их объемы
были на 30% ниже, чем у крыс, содержавшихся при постоянном освещении
(р < 0,01) и в половину меньше, чем у самцов при естественном освещении. Напротив, у самок, помещенных в условия постоянного освещения, синтетическая
активность нейроцитов СОЯ увеличилась под воздействием токсиканта на 29% по
отношению к контролю (р < 0,05). Изменения ядрышко-ядерного отношения следовали за изменениями размеров нуклеол: у самцов доля ядрышка в ядре СОЯ под
влиянием соли кадмия на фоне ТД снизилась на 26% (р < 0,01), а у самок – напротив, повысилась на 28% (р < 0,05).
25
Ядрышко-ядерное отношение, *10
-3
о
20
^
*
*
15
^
^
^
^
^
^
*
^
^
^
*
10
5
0
ЕО
ТД
Самцы
Контроль
СД
ЕО
ТД
СД
Самки
Токсический стресс
Рис. 4.26. Ядрышко-ядерное отношение (×10 –3) в нейроцитах СОЯ гипоталамуса
в контроле и при влиянии хлорида кадмия на фоне различных режимов освещенности
* – отличия по Стьюденту между контрольными и опытными группами, * – р<0,05, ** – р<0,01;
^ – отличия искусственных фоторежимов от ЕО, ^ – р<0,05, ^^^ – р<0,001; ° – половые отличия,
° – р < 0,05
201
В отличие от темновой депривации, как у самцов, так и у самок, содержавшихся в условиях постоянной темноты, не обнаруживалось выраженной реакции
синтетического аппарата супраоптического ядра на введенный токсикант. У самцов в ответ на поступление соли кадмия не изменялось также и соотношение ядра
и ядрышка, в то время как у самок доля нуклеолы в ядре возрастала на 35%, что
было обусловлено уменьшением объема ядра (р < 0,05).
Влияние световых режимов и токсического стресса на распределение объемов ядрышек СОЯ представлено в таблице 4.14.
Таблица 4.14
Характеристики распределения ядрышек нейроцитов СОЯ при разных режимах
освещенности
Эмпирическое распределение
Группа
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Пол
Мода
♂
♀
♂
♀
8,08
8,08
5,77
6,93
♂
♀
♂
♀
4,62
4,62
3,46
5,77
♂
♀
♂
♀
4,62
5,77
4,62
5,20
Медиана
Эксцесс
Асимметрия
Естественное освещение
7,94±0,353
0,62±0,391
0,91±0,197
8,63±0,403
0,33±0,391
0,79±0,197
6,46±0,490 13,33±0,447
2,53±0,226
7,16±0,397
0,34±0,447
0,92±0,226
Темновая депривация
5,74±0,706
0,32±0,469
0,86±0,237
5,17±0,669 –0,31±0,493
0,44±0,249
3,79±0,541
5,00±0,541
1,79±0,274
5,90±0,693
1,96±0,449
1,25±0,226
Световая депривация
5,01±0,651
3,64±0,495
1,57±0,250
5,35±0,677
1,17±0,483
0,89±0,244
5,69±0,683
1,42±0,459
0,95±0,231
5,68±0,730
0,06±0,490
0,83±0,247
Стандартное
отклонение
σв
λ‫٭‬
3,47
3,97
4,19
3,40
–
–
–
–
3,34
2,77
2,45
4,56
–
–
–
–
4,16
3,32
3,22
3,54
–
–
–
–
Примечание: ‫٭‬Приведены отличия опытного распределения от нормального (по непараметрическому критерию λ Колмагорова-Смирнова).
Вариационная кривая объемов нуклеол СОЯ гипоталамуса самцов в условиях естественного освещения имела максимум в области 8,1 мкм3, на который приходилось 16% всех ядрышек (рис. 4.27). Темновая депривация привела к смещению максимума распределения в район 5,8 мкм3 (16% всех нуклеол), практически
не меняя величины стандартного отклонения. В случае световой депривации пик
распределения оказался в районе 4,6 мкм3, где было сосредоточено 17% ядрышек,
202
а стандартное отклонение возросло до 4,16 против 3,47 в контроле, увеличив ширину распределения. Обе вариационные кривые достоверно отличались от контрольной по критерию λ (р < 0,001 в обоих случаях, табл. 4.15).
Частота встречаемости
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
0
5
10
15
V ядрышек, мкм
ЕО
20
25
3
ТД
СД
Рис. 4.27. Распределения объемов ядрышек нейронов супраоптического ядра
гипоталамуса самцов крыс при различных режимах освещенности
Таблица 4.15
Непарамерический критерий λ для оценки расхождения распределений ядрышек
нейросекреторных клеток СОЯ при разных режимах освещенности
Группы сравнения
К♂, ЕО
К♀, ЕО
К♀ – К♂
K♂ – Cd♂
К♀ – Cd♀
Критерий λ
ЕО
ТД
Отличия режимов освещенности
2,60***
3,13***
Половые отличия
–
–
Отличия контрольных и опытных групп
1,81**
1,97***
1,42*
–
СД
3,17***
2,78***
–
–
–
Примечание: * – оценка достоверности различий: * – р<0,05; *** – р<0,001.
203
У самок, как и у самцов, у контрольных животных в условиях естественного
освещения пик распределения объемов ядрышек СОЯ лежал в области 8,1 мкм3
(рис. 4.28). Однако, поскольку распределение самок было несколько шире, чем у
самцов (σв 3,97) эти размеры были характерны только для 14% всех нуклеол.
Искусственные фоторежимы сдвигали пик распределения в область более
низких значений: 4,6 мкм3 в случае ТД (18% ядрышек) и 5,8 мкм3 в случае СД
(17% ядрышек). Оба фоторежима, достоверно отличаясь от контрольного по критерию Колмагорова-Смирнова (р < 0,001 для обоих отличий), приводили к сужению распределения, что может быть расценено как активный процесс с включением специфических механизмов подавления синтеза белка.
Частота встречаемости
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
0
5
10
15
V ядрышек, мкм
ЕО
ТД
20
25
3
СД
Рис. 4.28. Распределения объемов ядрышек нейронов супраоптического ядра
гипоталамуса самок крыс при различных режимах освещенности
На фоне темновой депривации (рис. 4.29) у самцов токсикант вызвал смещение пика распределения объемов ядрышек СОЯ влево, в область 3,5 мкм3, где
оказалось сосредоточено 25% всех нуклеол. Распределение стало значительно
уже, стандартное отклонение уменьшилось по сравнению с контролем на 33%.
204
Вариационная кривая самцов данной группы достоверно отличалась от контрольной по критерию лямда (р < 0,001).
У самок, содержавшихся в условиях постоянного освещения, изменения
распределения объемов ядрышек под влиянием хлорида кадмия были выражены
значительно слабее. Пик распределения сместился в область больших значений
(размеры 5,8 мкм3имели 19% всех нуклеол), однако и само распределение стало
шире (σв 4,56, что на 65% больше, чем в контроле), в результате оно не отличалось
от такового у контрольных по опыту животных согласно критерию КолмагороваСмирнова.
Частота встречаемости
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
0
5
10
15
V ядрышек, мкм
Самцы контроль
Самцы кадмий
20
25
3
Самки контроль
Самки кадмий
Рис. 4.29. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов супраоптического
ядра гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса при темновой депривации
На фоне световой депривации токсикант не вызывал достоверных изменений распределения объемов нуклеол ни у самцов, ни у самок (рис. 4.30), что привело к эффекту «наложения» распределений друг на друга.
Таким образом, как темновая, так и световая депривация приводили к снижению синтетической активности нейроцитов СОЯ гипоталамуса белых крыс по
сравнению с естественным режимом освещения, что выражалось в уменьшении
205
размеров нуклеол и снижению доли ядрышка в ядре нейрона. Следует отметить,
что реакция нейронов СОЯ самок на условия постоянного освещения была выражена сильнее, чем у самцов, в то время как величина изменений функционирования СОЯ под воздействием СД у самцов и самок практически не отличалась.
Частота встречаемости
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
0
5
10
15
V ядрышек, мкм
Самцы контроль
Самцы кадмий
20
25
3
Самки контроль
Самки кадмий
Рис. 4.30. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов супраоптического
ядра гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса при световой депривации
Хлорид кадмия на фоне ТД снижал функциональную активность СОЯ у самцов и повышал ее у самок, в то время как на фоне СД он не оказывал скольконибудь существенного влияния на синтетические процессы в этом нервном центре.
4.1.5. Паравентрикулярное крупноклеточное ядро
Реакция паравентрикулярного ядра гипоталамуса на искусственные режимы
освещения оказалась отличной у самцов и самок подопытных животных (табл.
4.16). У самцов условия ТД и СД не вызвали изменений объемов нуклеол нейронов ПВЯ (рис. 4.31). Напротив, у самок как ТД, так и СД привели к снижению
размеров ядрышек на 43 и 37% соответственно (р < 0,001 для обоих отличий).
206
Несмотря на отсутствие реакции ядрышкового организатора нейроцитов
ПВЯ самцов на искусственные режимы освещения, соотношение ядра и ядрышка
у них уменьшилось на 16% как на фоне ТД (р < 0,01), так и на фоне СД (р < 0,05,
рис. 4.32). Подобный эффект вызван увеличением размеров ядра нервной клетки,
что может быть следствием задержки синтезированных транскриптов внутри его
полости.
Таблица 4.16
Объемы ядер, ядрышек и ядрышко-ядерное отношение нейронов ПВЯ
при различных условиях освещения
Объемы ядер,
Объемы ядрышек, Ядрышко-ядерное
3
мкм
мкм3
отношение, ×10–3
Естественное освещение
Самцы
412,3±10,81
7,87±0,277
20,06±0,793
Контроль
Самки
470,7±12,95°°
10,25±0,340°°°
22,69±0,735°
Самцы
411,3±8,66
7,05±0,210*
17,72±0,582*
Кадмий
Самки
429,8±12,21*
7,49±0,209***
18,21±0,544***
Темновая депривация
Самцы
494,5±15,46 ^^
7,73±0,237
16,78±0,541 ^^
Контроль
Самки
371,1±11,14°°° ^^^ 5,81±0,203°°° ^^^ 16,21±0,587 ^^^
Самцы
374,7+9,30***
6,06±0,190***
16,79±0,570
Кадмий
Самки
460,2±13,14***
6,05±0,174
14,00±0,484*
Световая депривация
Самцы
498,3±11,22 ^^^
8,25±0,282
16,95±0,551 ^
Контроль
Самки
355,7±7,65°°° ^^^
6,43±0,193°°° ^^^ 18,50±0,532 ^^
Самцы
682,7±19,93***
9,74±0,298**
14,75±0,381*
Кадмий
Самки
401,7±10,27**
7,75±0,228**
19,96±0,630
Примечание: * – отличия по Стьюденту между контрольными и опытными группами, * –
р<0,05, **– р < 0,01, *** – р<0,001; ^ – отличия искусственных фоторежимов от ЕО, ^ – р<0,05,
^^ – р<0,01, ^^^ – р<0,001; ° – половые отличия, °° – р < 0,01, °°° – р<0,001.
Группа
Пол
Размеры ядрышка нейронов ПВЯ самок, находящихся в условиях естественного освещения, были на 30% больше таковых у самцов (р < 0,001) и имели на
13% большую долю нуклеолы в ядре нервной клетки (р < 0,05). В результате рестрикции ядрышка нейронов ПВЯ самок под воздействием световой и темновой
деприваций, половые отличия в условиях искусственных фоторежимов инвертировались: размеры ядрышка самок оказались на 25% меньше, чем у самцов на фоне ТД и на 22% меньше на фоне СД (р < 0,001 для обоих отличий). При этом половые отличия ядрышко-ядерного отношения нейронов ПВЯ в условиях деприваций не выявлялись.
207
14
12
Объём ядрышек, мкм
3
*
*
10
8
*
*
*
*
о
о
о *
*
*
^
^
^
о
о
о
^
^
^
о *
о *
о
6
4
2
0
ЕО
ТД
СД
Самцы
Контроль
ЕО
ТД
СД
Самки
Токсический стресс
Рис. 4.31. Объемы ядрышек паравентрикулярного ядра гипоталамуса в контроле и
при влиянии токсического стресса на фоне различных режимов освещенности
* – отличия по Стьюденту между контрольными и опытными группами, * – р<0,05, ** – р<0,01,
*** – р<0,001; ^ – отличия искусственных фоторежимов от ЕО, ^^^ – р<0,001; ° – половые отличия, °°° – р<0,001
В условиях естественной смены дня и ночи соль кадмия приводила к подавлению функциональной активности ПВЯ подопытных животных, уменьшая объемы нуклеол и их долю в ядре нейрона.
В условиях ТД соль тяжелого металла снижала объемы ядрышка у самцов на
22% по отношению к контролю (р < 0,001), но не затрагивала этот показатель у
самок. На фоне интоксикации ядрышко-ядерное отношение в нейроцитах ПВЯ не
изменилось у самцов, но уменьшилось на 14% у самок (р < 0,05). И в первом, и во
втором случае описанные колебания доли нуклеолы в ядре были обусловлены как
изменениями со стороны ядрышкового организатора, так и самого ядра, объем которого уменьшился в ответ на введение соли кадмия у самцов и увеличился у самок.
208
25
Ядрышко-ядерное отношение, *10
-3
о *
20
*
^
^
*
*
^
*
15
^
^
^
^
^
*
10
5
0
ЕО
ТД
Самцы
Контроль
СД
ЕО
ТД
СД
Самки
Токсический стресс
Рис. 4.32. Ядрышко-ядерное отношение (×10 –3) в нейроцитах ПВЯ гипоталамуса
в контроле и при влиянии хлорида кадмия на фоне различных режимов освещенности
* – отличия по Стьюденту между контрольными и опытными группами, * – р<0,05, *** –
р<0,001; ^ – отличия искусственных фоторежимов от ЕО, ^ – р<0,05, ^^ – р<0,01, ^^^ – р<0,001;
° – половые отличия, ° – р < 0,05
Поступление токсиканта на фоне СД сопровождалось увеличением объема
нуклеолы на 18% у самцов и 21% у самок (р < 0,01 для обоих отличий) по сравнению с соответствующим контролем. У самцов увеличению синтетических процессов сопутствовало возрастание объема самого ядра, в результате чего ядрышко-ядерное отношение снизилось на 13% (р < 0,05). У самок доля нуклеолы в ядре
под влиянием токсиканта в условиях постоянной темноты не изменилась.
Влияние факторов освещенности и токсического стресса на характеристики
распределения объемов ядрышек нейроцитов ПВЯ гипоталамуса белых крыс приведены в таблице 4.17.
Бимодальное распределение размеров нуклеол нейронов ПВЯ самцов, содержавшихся в условиях естественного освещения, на фоне ТД стало мономодальным с максимумом, приходящимся на 8,1 мкм3 (29% всех нуклеол, рис. 4.33).
209
Эксцесс и асимметрия вариационной кривой возросли, а стандартное отклонение
уменьшилось на 14%. Условия световой депривации способствовали проявлению
пиков распределения в районах 6,9 и 11,6 мкм3, где оказалось сосредоточено, соответственно, 19 и 12% всех ядрышек. Распределения нуклеол ПВЯ по размерам в
условиях ТД и СД не отличались от такового, формируемого ядрышками ПВЯ
самцов, помещенных в условия естественного освещения по критерию лямда
(табл. 4.18).
Таблица 4.17
Характеристики распределения ядрышек нейроцитов ПВЯ при разных режимах
освещенности
Эмпирическое распределение
Группа
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Контроль
Кадмий
Пол
Мода
♂
♀
♂
♀
5,54
10,16
6,47
6,47
♂
♀
♂
♀
8,08
5,77
5,77
6,93
♂
♀
♂
♀
6,93
5,77
9,24
6,93
Медиана
Эксцесс
Асимметрия
Естественное освещение
7,36±0,347
0,92±0,447
1,03±0,226
9,60±0,426
2,07±0,447
1,24±0,226
6,62±0,263
1,91±0,447
0,92±0,226
7,17±0,262 –0,39±0,447
0,34±0,226
Темновая депривация
7,40±0,865
5,06±0,447
1,71±0,226
5,65±0,792 –0,35±0,532
0,40±0,269
5,74±0,671
5,92±0,447
1,53±0,226
5,86±0,685
0,96±0,447
0,74±0,226
Световая депривация
7,74±0,905
2,34±0,447
1,08±0,226
6,03±0,704
1,95±0,447
1,28±0,226
9,36±1,139
1,17±0,465
0,86±0,234
7,09±0,828
0,03±0,447
0,79±0,226
Стандартное
отклонение
σв
λ‫٭‬
2,97
3,65
2,25
2,25
–
–
–
–
2,54
1,82
2,03
1,87
–
–
–
–
3,02
2,07
3,07
2,45
–
1,52*
–
–
Примечание: ‫٭‬Приведены отличия опытного распределения от нормального (по непараметрическому критерию λ Колмагорова-Смирнова): * – р<0,05.
У самок, напротив, мономодальное распределение ядрышек ПВЯ с максимумом в районе 10,2 мкм3, наблюдаемое в условиях ЕО, на фоне ТД стало бимодальным, его пики располагались в области 5,8 и 8,1 мкм3, объединив 25 и 20%
всех ядрышек соответственно (рис. 4.34). Эксцесс и асимметрия вариационной
кривой уменьшились, стандартное отклонение сократилось вдвое. Световая депривация также привела к сдвигу вариационной кривой влево, сместив основной
максимум в район 5,8 мкм3 (32% всех нуклеол). Эксцесс и асимметрия распреде-
210
ления практически не изменились, однако стандартное отклонение снизилось на
43%. Обе вариационные кривые ядрышек ПВЯ, полученные как в условиях ТД,
так и в условиях СД отличались от распределения, полученного при ЕО по критерию Колмагорова-Смирнова (р < 0,001 для обоих отличий).
Частота встречаемости
0,35
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
0
5
10
15
V ядрышек, мкм
ЕО
20
25
3
ТД
СД
Рис. 4.33. Распределения объемов ядрышек нейронов паравентрикулярного ядра
гипоталамуса самцов крыс при различных режимах освещенности
Таблица 4.18
Непарамерический критерий λ для оценки расхождения распределений ядрышек
нейросекреторных клеток ПВЯ при разных режимах освещенности
Группы сравнения
К♂, ЕО
К♀, ЕО
К♀ – К♂
K♂ – Cd♂
К♀ – Cd♀
Критерий λ
ЕО
ТД
Отличия режимов освещенности
–
4,33***
Половые отличия
2,57***
2,56***
Отличия контрольных и опытных групп
–
2,57***
2,84***
–
СД
–
4,29***
2,51***
1,86**
2,04***
Примечание: * – оценка достоверности различий: ** – р<0,01; *** – р<0,001.
211
Частота встречаемости
0,35
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
0
5
10
15
V ядрышек, мкм
ЕО
ТД
20
25
3
СД
Рис. 4.34. Распределения объемов ядрышек нейронов паравентрикулярного ядра
гипоталамуса самок крыс при различных режимах освещенности
Токсический стресс на фоне ТД привел к сдвигу вариационной кривой нуклеол ВМЯ самцов влево, 24% всех ядрышек имели размеры около 5,8 мкм3
(рис. 4.35). Сопутствующее смещению возрастание эксцесса и уменьшение на
20% стандартного отклонения распределения способствовали формированию его
отличий по критерию лямда от такового у контрольных самцов (р < 0,001).
Введение соли кадмия самкам подопытных животных на фоне ТД не привело
к изменению таких характеристик вариационной кривой, как размах, эксцесс,
асимметрия, однако их бимодального распределение стало мономодальным с пиком в области 6,9 мкм3 (27% всех нуклеол). Распределения ядрышек ПВЯ контрольных самок и самок, получавших соль кадмия на фоне ТД не отличались друг
от друга по критерию Колмагорова-Смирнова.
212
Частота встречаемости
0,35
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
0
5
10
15
V ядрышек, мкм
20
25
3
Самцы контроль
Самцы кадмий
Самки контроль
Самки кадмий
Рис. 4.35. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов паравентрикулярного
ядра гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса при темновой депривации
Под воздействием токсиканта у самцов крыс, содержавшихся на фоне СД,
распределение ядрышек ПВЯ стало плосковершинным, на соседние классы 8,1.
9,2, 10,4 мкм3 приходилось по 17% нуклеол (рис. 4.36). Смещение распределения
вправо сопровождалось снижением его эксцесса и асимметрии, однако стандартное отклонение выборки, и, соответственно ее размах не изменились. У самок
введение соли кадмия на фоне СД также привело к смещению максимума распределения вправо, в область 6,9 мкм3, где было сосредоточено 22% ядрышек. Эксцесс и асимметрия вариационной кривой в условиях токсического стресса сократились, а стандартное отклонение увеличилось на 18%. Обе вариационные кривые
размеров нуклеол нейронов ПВЯ, как у самцов, так и у самок, достоверно отличались от таковых у контрольных животных, помещенных в условия СД, по критерию лямда (р < 0,01 для самцов и р < 0,001 для самок).
213
Частота встречаемости
0,35
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
0
5
10
15
V ядрышек, мкм
Самцы контроль
Самцы кадмий
20
25
3
Самки контроль
Самки кадмий
Рис. 4.36. Изменения распределения объемов ядрышек нейронов паравентрикулярного
ядра гипоталамуса крыс под влиянием токсического стресса при световой депривации
Таким образом, влияние на синтетическую активность ПВЯ гипоталамуса
искусственных режимов освещения зависило от пола подопытных животных. Как
световая, так и темновая депривации снижали интенсивность синтеза мРНК в
нейронах ПВЯ, но только у самок. Однако оба вида деприваций приводили к
уменьшению доли нуклеолы в ядре и у самцов, и у самок.
Токсический стресс способствовал снижению синтетической активности
ПВЯ самцов в условиях ТД, которая сама по себе не оказала воздействия на размеры ядрышек их нейронов, однако не влиял на этот показатель у самок, функциональная активность нейроцитов ПВЯ которых и так была подавлена условиями освещения. Введение токсиканта на фоне СД вне зависимости от пола и реакции на условия освещения приводило к усилению синтетической активности ПВЯ
подопытных животных.
214
4.1.6. Дисперсионный анализ влияния факторов режима освещенности, пола и
токсического стресса на функциональную активность нейроэндокринных
центров гипоталамуса
В качестве факторов, оказывающих влияние на синтетическую активность
нейроэндокринных центров гипоталамуса, были выбраны режим освещения (с
градациями «естественное освещение», ТД и СД), пол животных и токсический
стресс, из которых был сформирован комплекс для трехфакторного дисперсионного анализа. Результаты влияния факторов, организованных в комплекс, на объемы ядрышек изученных нервных центров представлены в таблице 4.19.
Наибольшее факториальное разнообразие в ответ на весь комплекс факторов
возникало в АЯ (33%), несколько меньшее – в СХЯdm, ВМЯ и ПВЯ (23, 22 и 21%
соответственно), в то время как СХЯvl и СОЯ отзывались на изменение градаций
изученных факторов намного слабее (16 и 13% соответственно).
Для СХЯvl сила влияния факторов, обусловленная их взаимодействием, оказалась больше, чем индивидуальные воздействия светового режима, пола и токсического стресса (8,8% против 7,2%). Высокую взаимообусловленность в данном
нейроэндокринном центре показали световой режим и пол (4,5%), а также световой режим и токсический стресс (3,14%). Из индивидуальных факторов наибольшую силу имел световой режим, на долю которого приходилось 5,6% всего факториального разнообразия.
В отличие от афферентной области СХЯ, в эфферентной на общую долю силы влияния, обусловленную взаимодействием факторов, приходилось меньше
трети факториального разнообразия, вызываемого всем комплексом (6,9%). В
этой части разложения дисперсий сила влияния была распределена примерно поровну между различными сочетаниями градаций. Из индивидуальных факторов
максимальное влияние на функциональное состояние ядра оказывал фактор «световой режим» (11,5%), в гораздо меньшей степени оказывал воздействие фактор
«токсический стресс» (4,2%).
Таблица 4.19
Сила влияния факторов режима освещенности, пола и токсического стресса на факториальное разнообразие объемов ядрышек нейроэндокринных центров гипоталамуса
Факторы
СХЯvl
СХЯdm
СОЯ
ПВЯ
АЯ
ВМЯ
Световой режим
5,60±0,144***
11,52±0,130***
9,12±0,133***
7,47±0,119***
27,36±0,116***
2,54±0,118***
Пол животного
0,41±0,072**
0,16±0,065
0,64±0,067**
0,69±0,060***
0,0001±0,058
0,16±0,059
Токсический стресс
1,21±0,072***
4,22±0,065***
0,21±0,067
0,39±0,060**
0,20±0,058
6,51±0,059***
Световой режим ×пол
4,47±0,144***
1,89±0,130***
0,13±0,133
5,67±0,119***
1,44±0,116***
0,42±0,118*
Световой режим ×стресс
3,14±0,144***
1,92±0,130***
0,97±0,133***
5,15±0,119***
1,01±0,116***
11,92±0,118***
Пол×стресс
0,47±0,072*
1,04±0,065***
0,61±0,067**
0,003±0,059
0,16±0,058
0,13±0,059
Световой режим
0,68±0,144**
2,09±0,130***
1,24±0,133***
1,81±0,119**
2,57±0,116***
0,55±0,118**
16,0±0,795***
22,84±0,716***
12,90±0,733***
21,19±0,655
32,74±0,637***
22,22±0,648***
×пол×стресс
Сила влияния всех факторов, организованных в
комплекс
Примечание: * – достоверность влияния фактора по Фишеру, * – р<0,05; ** – р<0,01;*** – р<0,001.
В вазопрессинергическом СОЯ на долю сочетаний градаций факторов приходилось только 3% из 13%, обусловленных влиянием всего комплекса, в то время как сила влияния индивидуальных факторов, а именно светового режима,
формировала 9% всего факториального разнообразия комплекса. Это указывает
на важную роль режима освещения, модулирующего функциональное состояние
СОЯ, в то время как половые особенности и реакция нервного центра на стресс
были обусловлены их сочетанием с другими факторами (доля совместного влияния этих факторов превышала их индивидуальное значение).
В ПВЯ сочетания градаций изученных факторов формировали 12,6% факториального разнообразия. Особенно была высока доля сочетаний «световой режим
и пол животного» (5,7%) и «световой режим и токсический стресс» (5,2%), что
свидетельствует о направленности реакции ПВЯ на воздействие солью кадмия в
зависимости от условий освещенности, а также наличии половых особенностей
реагирования на изменения режима освещения. Из индивидуального влияния
факторов, как и в других изученных нервных центрах, наибольшую силу имел
фактор «световой режим», на долю которого приходилось 7,5% всего факториального разнообразия.
Функциональное состояние АЯ, как показал дисперсионный анализ, в значительной мере обусловлено условиями освещенности, сила влияния этого фактора
составила 27,4% от 32,7%, приходящихся на весь организованный комплекс. Реакция нейроэндокринного центра на факторы «пол животного» и «токсический
стресс» формировалась при участии режима освещения, о чем свидетельствует
превышение силы влияния сочетаний градаций факторов над их индивидуальным
значением.
Доля влияния сочетания градаций факторов, формирующих разнообразие
функционального отклика ВМЯ, составляла более половины всего разнообразия
комплекса (13,0% из 22,2%). Максимальное значение имело сочетание светового
режима и стресса (11,9%), значительно превышающее силу влияния отдельно взятых режима освещения (2,5%) и токсического воздействия (6,5%). Этот факт сви-
217
детельствует об определяющей роли светового режима в реакции ВМЯ на действие соли кадмия.
По чувствительности функциональной активности нервных центров гипоталамуса крыс к режиму освещения, с учетом сил влияния как индивидуальных, так
и находящихся в сочетаниях градаций комплекса, можно выстроить следующий
ряд: АЯ, ПВЯ, СХЯdm, ВМЯ, СХЯvl, СОЯ. Реактивность по отношению к фактору «пол животного» уменьшалась в ряду: ПВЯ, СХЯvl, СХЯdm, АЯ, СОЯ, ВМЯ.
Способность увеличивать факториальное разнообразие под влиянием токсического стресса снижалась в ряду: ВМЯ, СХЯdm, ПВЯ, СХЯvl, АЯ, СОЯ.
Обращает на себя внимание увеличение реактивности монаминергических
центров АЯ и ВМЯ на фактор освещенности по сравнению с таковой, обнаруживаемой по отношению к сезону года. В значительной мере это может быть обусловлено характером режима освещенности, используемом в данной серии экспериментов. Как СД, так и ТД исключают смену света и темноты, а соответственно,
поступление сигнала от сетчатки к СХЯvl. Показано, что в этих условиях возрастает значение временных сигналов, поступающих от висцеральных органов (Novakova M. et al., 2011; Mistlberger R.E., Antle M.C., 2011). Такие сигналы опосредуются центрами, отвечающими за поступление и распределение энергии в организме – АЯ и ВМЯ.
В отличие от силы влияния фактора интоксикации кадмием на компонент
«центра насыщения» – ВМЯ в дисперсионном комплексе, учитывающем сезонную ритмику, в дисперсионном комплексе, включающем световые режимы, этот
нервный центр оказался наиболее реактивен по отношению к токсическому стрессу. По всей вероятности, десинхроноз, развивающийся в результате исключения
внешних датчиков времени, приводит к нарушению естественных метаболических ритмов и создает дополнительную нагрузку на пищевой центр. В этих условиях возрастает чувствительность ВМЯ к соли тяжелого металла, который «гасит» регуляторные ответы, вызванные депривациями.
218
4.2. Влияние режима освещенности и соли кадмия на цитоструктуру эпифиза
В эпифизе морфологически обнаруживаются два типа клеточных элементов: пениалоциты и глиациты. Пинеалоциты представлены более широко и, как
правило, образуют клеточные комплексы. Это крупные клетки с округлыми крупными ядрами, светлой цитоплазмой и длинными отростками. Второй тип клеток глиациты, также имеют отросчатую форму, но отличаются меньшими размерами,
более базофильной цитоплазмой и уплощенными гиперхромными ядрами. В популяции пинеалоцитов могут быть выделены «светлые» и «темные» клетки, которые, вероятно, отражают вариации их функционального состояния. Малая плотность эухроматина и незначительной толщины слой гетерохроматина в ядрах характеризуют активное состояние пинеалоцитов.
В эпифизе контрольных крыс (рис. 4.37, А1) пинеалоциты имели диффузно
распределенный хроматин, округлые или овальные ядра, четко очерченное крупное ядрышко, расположенное преимущественно центрально. Глиациты были расположены группами по 2-3, с темной нуклеоплазмой и центральным, но слабо
видным ядрышком. Различия между «темными» и «светлыми» клетками носили
слабовыраженный характер, что является нормальным для половозрелых молодых грызунов (Лабунец И.Ф. с соавт., 2005).
Эпифиз животных, содержавшихся в условиях световой депривации (рис.
4.37, Б1), имел выраженные признаки гиперфункции. Цитоплазма пинеалоцитов
зернистая, интенсивно окрашена. Перинуклеарное пространство, занятое эндоплазматическим ретикулумом, темное, в связи с чем границы ядра утрачивают
четкость. Ядра клеток имели более конденсированный, чем у контрольных животных хроматин, чаще встречались эктопированные ядрышки.
На препаратах пинеальной железы крыс, содержавшихся в условиях постоянного освещения (рис. 4.37, В1), была отмечена более низкая плотность расположения клеток по сравнению с предыдущими группами. Как цитоплазма, так и
нуклеоплазма пинеалоцитов были интенсивно окрашены, в связи с чем контуры
ядра видны не четко. Ядрышко мелкое, у многих клеток оно утратило оптическую
плотность. Глыбки хроматина, расположенные по всей нуклеоплазме, в том числе
возле ядрышка, придавали ему неправильную форму. На препаратах были отмечены признаки некроза отдельных клеток.
219
А1
А2
Б1
Б2
В1
В2
Рис. 4.37. Цитоструктура эпифиза белых крыс (окраска гематоксилином-эозином, ув.
1000х): А – естественное освещение; Б – световая депривация; В – темновая депривация;
1 – контроль, 2 – кадмий
220
Введение соли кадмия значительно отражалось на цитоархитектуре секреторных клеток эпифиза.
У животных в условиях естественного освещения в цитоплазме клеток эпифиза был заметен хроматолиз перикариона, вследствие чего вокруг ядер образовалось светлое хромофобное кольцо (рис. 4.37, А2). Ядро было уменьшено в размерах, резко окрашено. Выражено усиленное образование базофильных веществ
внутри ядра и на наружной и внутренней поверхностях мембраны, из-за чего ядро
принимало неправильные очертания, чаще всего выраженную «каплеобразную»
форму. Обнаруженный комплекс изменений можно характеризовать как начальную стадию некробиотического процесса.
У животных, подвергшихся воздействию хлорида кадмия на фоне световой
депривации (рис. 4.37, Б2), на срезах ткани пинеальной железы разница между
«светлыми» и «темными» пинеалоцитами становится более заметной, отмечено
утолщение базальных мембран капилляров, пронизывающих ткань железы. Резко
возрастает степень инвагинированности ядер, что может быть результатом их рестрикции вследствие нарушения процессов мембранного транспорта под влиянием катионов кадмия. Ядрышко клеток крупное, но часто со сниженной оптической плотностью.
Цитоструктура эпифиза крыс, подучавших кадмий на фоне темновой депривации (рис. 4.37, В2), обнаруживает еще более заметные изменения некротического характера. У пинеалоцитов выявлено выраженное хромофобное кольцо в перинуклеарном пространстве, в ядре образовываются многочисленные глыбки хроматина, что свидетельствует о торможении синтеза и секреции веществ белковой
природы.
Таким образом, выявленные изменения в цитоструктуре эпифиза подтверждают его гиперфункцию в условиях световой депривации и гипофункцию при
постоянном освещении. Хлорид кадмия во всех случаях приводит к нарушению
синтетических процессов в железе, но эти нарушения выражены в разной мере у
животных разных экспериментальных групп. Наиболее сильные некротические
221
процессы характерны для группы, у которой была создана модель гипопинеализма.
4.3. Изменение массы тела и индекса эндокринных желез и иммунных органов в зависимости от режима освещенности
Содержавшиеся при естественном освещении животные увеличивали массу
тела, причем самцы набирали вес намного интенсивнее самок (1,37±0,312 г/день
против 0,17±0,086 г/день, р < 0,01). Оба искусственных фоторежима сдвигали
равновесие анаболических и катаболических процессов в организме подопытных
животных в сторону катаболизма (рис. 4.38). Самцы в условиях постоянной темноты теряли прежде набранную массу, в среднем до 0,46±0,237 г/день, а на фоне
постоянного освещения в 3 раза снижали прибавку в весе (0,43±0,293 г/день,
р < 0,001 для обоих сравнений). Самки, напротив, на световую депривацию отреагировали замедлением роста (до 0,05±0,147 г/день), в то время как постоянное освещение привело к потере исходной массы тела со скоростью 0,11±0,054 г/день
(р < 0,001 в сравнении с контролем).
Если соль кадмия на фоне ЕО вызывала снижение вдвое скорости набора
массы тела самцами и приводила к потере массы самками, до 0,91±0,464 г/день, то
фон в виде искусственных фоторежимов значительно усугублял воздействие токсиканта на животных. В условиях постоянного освещения самцы ежедневно теряли в массе до 2,39±0,297 г, самки – до 1,58±0,297 г (р < 0,001 для обоих сравнений). Световая депривация также приводила к снижению массы тела, однако при
этом фоторежиме самцы теряли массу несколько менее интенсивно – до
2,06±0,258 г/день (р < 0,001 в сравнении с контролем), в то время как у самок скорость потери массы, напротив, была несколько выше, чем при ТД – до 1,81±0,157
г/день (отличия от группы, не подвергавшейся токсическому стрессу составили
р < 0,001).
Снижение массы тела является одним из критериев стресса по Селье. Очевидно, что как и сами искусственные фоторежимы, так и интоксикация являются
стрессорными условиями для подопытных животных. При этом световая и темно-
222
вая депривации усугубляют воздействие хлорида кадмия, приводя к наиболее
глубоким отличиям от нормальной жизнедеятельности.
2
1,5
Скорость роста, г/день
1
0,5
о
о
*
0
^
* *
* *
* *
^
^
^
*
*
*
*
*
*
-0,5
-1
-1,5
-2
-2,5
-3
ЕО
ТД
Самцы
СД
Самки
Рис. 4.38. Изменение массы тела крыс за 15 дней при различных режимах освещенности
(сплошным цветом – контроль, штриховка – кадмий)
^ – отличия искусственных режимов освещения от ЕО по Стьюденту, ^^ – р<0,01, ^^^ – р<0,001;
* – отличия контрольной и опытной группы, * – р<0,05, **– р<0,01, *** – р<0,001; ° – половые
отличия, °° – р<0,01
Щитовидная железа. Одним из факторов регуляции активности щитовидной железы является продолжительность светового дня, т.е. освещенность (Строев Ю.И., Чурилов Л.П., 2008). Выявлено влияние циркадианных ритмов на динамику тиреоидных гормонов (Соловьев Р.М. с соавт., 2011), важная роль в регуляции которых принадлежит мелатонину, воздействующему на работу щитовидной
железы через гипоталамо-гипофизарную систему (Плехова Е.И., Турчина С.И.,
2001).
Индекс щитовидной железы самцов не изменился в условиях ТД, но возрос в
2,2 раза на фоне СД (р < 0,001, табл. 4.20). В то же время высота тироцитов уве-
223
личилась на 87% в условиях постоянного освещения, и на 62% при СД (р<0,001
для обоих отличий, табл. 4.21).
Таблица 4.20
Индексы некоторых эндокринных желез и селезенки
при различных режимах освещенности (мг/ г массы тела)
Режимы
Самцы
Контроль
ЕО
ТД
СД
0,12±0,014
0,13±0,011
0,26±0,021^^^
ЕО
ТД
СД
0,12±0,013
0,11±0,006
0,11±0,007
ЕО
ТД
СД
0,59±0,084
0,61±0,096
0,63±0,129
ЕО
ТД
СД
3,96±0,359
3,89±0,467
4,40±0,249
Самки
Кадмий
Контроль
Щитовидная железа
0,13±0,011
0,15±0,018
0,16±0,030
0,38±0,062°° ^^
0,26±0,023
0,47±0,081° ^^
Надпочечники
0,14±0,009
0,19±0,009°°
0,17±0,019*
0,16±0,013°
0,17±0,018*
0,12±0,011^^^
Тимус
0,31±0,031*
0,83±0,051°
0,25±0,035**
1,41±0,063°°°^^
0,22±0,029*
1,05±0,185
Селезенка
3,47+0,166
3,67±0,260
3,37±0,185
4,36±0,285^
3,26±0,171
4,50±0,083^
Кадмий
0,15±0,013
0,45±0,041
0,36±0,092
0,21±0,014
0,26±0,011***
0,27±0,025***
0,67±0,082
0,31±0,048***
0,22±0,044**
4,40±0,131*
3,93±0,200
3,57±0,384
Примечание: * – отличия по Стьюденту между контрольными и опытными группами, * –
р<0,05, **– р < 0,01, *** – р<0,001; ^ – отличия искусственных фоторежимов от ЕО, ^ – р<0,05,
^^ – р<0,01, ^^^ – р<0,001; ° – половые отличия, ° – р < 0,05, °° – р < 0,01, °°° – р < 0,001
У самок оба фоторежима вызвали повышение как относительной массы железы, так и высоты фолликулярного эпителия. Индекс железы возрос в 2,5 раза
(р < 0,05) в условиях ТД и в 3,1 раз на фоне постоянной темноты (р < 0,01). Высота тироцитов увеличивалась в 2,6 раза в на фоне обоих искусственных фоторежимов (р < 0,001 для двух сравнений).
У животных, содержавшихся при естественной смене дня и ночи, относительная масса щитовидной железы самцов и самок не имела отличий, но высота
тироцитов у самок была на 17% меньше, чем у самцов (р < 0,001). В связи с различной силой реакции железы самцов и самок на изменения условий освещения,
при искусственных фоторежимах половые отличия претерпевают качественное
изменение: на фоне ТД индекс железы самок был в 2,9 раз (р < 0,01), а на фоне СД
в 1,8 раз больше, чем у самцов (р < 0,05). Аналогично и высота фолликулярного
224
эпителия самок оказалась на 15% выше в условиях ТД (р < 0,01) и на 32% больше
при СД (р < 0,001). То есть оба искусственных фоторежима вызывают большее
функциональное напряжение щитовидной железы самок по сравнению с самцами.
Таблица 4.21
Высота фолликулярного эпителия контрольных и опытных крыс
при различных режимах освещенности (мкм)
Режимы
ЕО
ТД
СД
Самцы
Контроль
6,73±0,127
12,60±0,347 ^^^
10,96±0,288 ^^^
Кадмий
7,06±0,157
12,18±0,299
11,84±0,274*
Самки
Контроль
5,61±0,121°°°
14,46±0,355 ^^^°°
14,43±0,357 ^^^°°°
Кадмий
4,53±0,095***
13,47±0,322*
14,55±0,415
Примечание: * – отличия по Стьюденту между контрольными и опытными группами, * –
р<0,05, *** – р<0,001; ^ – отличия искусственных фоторежимов от ЕО, ^ – р<0,05, ^^^ –
р<0,001; ° – половые отличия, °° – р < 0,01, °°° – р < 0,001
Хлорид кадмия не вызвал изменений индекса щитовидной железы ни в условиях ЕО, ни на фоне деприваций у животных обоего пола. У самцов на фоне интоксикации при СД происходило увеличение фолликулярного эпителия на 8% по
сравнению с контролем, содержавшемся в аналогичных условиях освещения
(р < 0,05). У самок в ответ на введение соли кадмия на фоне ЕО и ТД высота тироцитов уменьшалась на 19% (р < 0,001) и 7% (р < 0,05) соответственно.
Таким образом, реакция щитовидной железы на искусственные фоторежимы
и ведение токсиканта зависит от пола животного. Щитовидная железа самок оказалась более реактивной как по отношению к усилению функции, вызванной фотодепривациями, так и в отношении подавления активности в результате токсического воздействия.
Надпочечники. Гипертрофия надпочечников как компонент общего неспецифического адаптационного синдрома, является одним из классических его проявлений. Так, гибель животных от введения некоторых токсических веществ имеет прямую связь с ритмом содержания в крови гормонов надпочечников и обратную – с ритмом реактивности коры надпочечников к АКТГ (Березкин М.В., 1989).
Относительная масса надпочечников самцов не изменялась в ответ на помещение подопытных животных в условия искусственных фоторежимов (см.
225
табл. 4.20). У самок же в условиях СД индекс органа уменьшался на 37%
(р < 0,001), в то время как в условиях ТД прослеживалась только тенденция к его
снижению. Аналогичные результаты были получены О.В. Ясінськой (2006). В условиях проведенных авторами экспериментов также ни световая, ни темновая депривации не изменяли индекс надпочечников у самцов белых неполовозрелых
крыс, однако у самок условия постоянного освещения не затрагивали относительную массу железы, а условия постоянной темноты приводили к ее снижению на
17%. Световая депривация является наиболее неблагоприятным световым режимом для надпочечников. Показано, что содержание мышей в условиях полной
темноты в течение 28 дней привело к нарушению гистологической структуры адренокортикоцитов и появлению в ткани геморраргических излияний (Spataru M. et
al., 2008).
На фоне деприваций происходило снижение относительной доли коркового
вещества в надпочечнике (табл. 4.22). Так, ТД вызвала уменьшение соотношения
коркового и мозгового вещества на 41% у самцов и на 30% у самок, а СД обусловила его сокращение на 25% как у самцов так и у самок (р<0,001 для всех отличий). Очевидно, что при нарушении естественного освещения у животных обоего
пола происходила активация симпатической системы. О.В. Ясінська отмечает, что
оба вида деприваций в их эксперименте приводили к снижению содержания кортизола в плазме крови.
В относительной массе и структуре надпочечников подопытных животных
были выявлены характерные для данной железы половые отличия. Содержавшиеся при естественном освещении самки имели не только на 58% больший индекс
надпочечников по сравнению с самцами (р < 0,01), но и более высокую долю коркового вещества (на 23%, р < 0,001). При ТД эти половые отличия сохранялись,
относительная масса железы самок была на 45% (р < 0,05), а соотношение коркового и мозгового вещества на 47% больше, чем у самцов (р < 0,001). В условиях
СД различия в массе надпочечников выявлены не были, однако у самок попрежнему доля коркового вещества была на 23% больше, чем у самцов
(р < 0,001).
226
Таблица 4.22
Соотношение площадей коркового и мозгового вещества в надпочечнике у контрольных
и опытных крыс при различных режимах освещенности
(S коркового в-ва / S мозгового в-ва)
Режимы
ЕО
ТД
СД
Самцы
Контроль
5,27±0,156
3,11±0,090^^^
3,97±0,134^^^
Кадмий
5,76±0,319
5,31±0,084***
4,37±0,213
Самки
Контроль
6,47±0,155°°°
4,56±0,085°°° ^^^
4,90±0,116°°° ^^^
Кадмий
5,77±0,178*
5,59±0,232**
5,06±0,192
Примечание: * – отличия по Стьюденту между контрольными и опытными группами, * –
р<0,05, **– р < 0,01, *** – р<0,001; ^ – отличия искусственных фоторежимов от ЕО, ^^^ –
р<0,001; ° – половые отличия, °°° – р < 0,001
Введение соли кадмия на фоне естественного освещения не изменяло относительную массу железы ни у самцов, ни у самок, а соотношение площадей в
надпочечнике оставалось неизменным только у самцов, в то время как у самок
происходило снижение доли коркового вещества в железе на 11% (р < 0,05). Поступление токсиканта в условиях искусственных фоторежимов вызвало увеличение относительной массы железы у животных обоего пола. Так, у самцов индекс
надпочечников возрос на 55% как при ТД, так и при СД (р < 0,05 для обоих отличий). У самок интоксикация на фоне постоянного освещения привела к увеличению относительной массы на 63%, а в условиях постоянной темноты – в 2,3 раза
(р < 0,001 в первом и втором случае). Соотношение коркового и мозгового вещества у подопытных животных изменялось только при поступлении соли кадмия в
условиях ТД, причем направленность этих изменений была противоположной
тем, причиной которых были искусственные фоторежимы: у самцов доля коркового вещества возросла на 71% (р < 0,001), а у самок – на 23% (р < 0,01).
Таким образом, хлорид кадмия в условиях искусственных фоторежимов привел к гипертрофии надпочечников, причем на фоне ТД – за счет гиперфункции
коркового вещества, что влечет за собой увеличение синтеза кортикостероидов.
Следует отметить, что у самок в ответ на токсическое воздействие соли тяжелого
металла сильнее менялась относительная масса надпочечников, а у самцов более
выраженные изменения наблюдались в структуре железы.
227
Тимус и селезенка. Функциональное состояние иммунной системы находится в тесной связи с секрецией эпифизарного гормона мелатонина. Отмечено нарушение ритмов функции тимуса, костного мозга и периферического звена иммунной системы у взрослых животных с гипофункцией эпифиза. Введение мелатонина способно устранить эти отклонения (Лабунец И.Ф. с соавт., 2004).
Искусственные фоторежимы, воспоизведенные в нашей лаборатории, не затрагивали относительную массу тимуса подопытных животных, за исключением
самок, содержавшихся на фоне постоянного освещения. В этих условиях относительная масса железы самок увеличилась на 70% по сравнению с животными, находящимися при ЕО (р < 0,01, см. табл. 4.20). Известно, что повышенная выработка кортизола на свету угнетает иммунную систему (Ковальзон В. М., 2003).
Возможно, данное увеличение тимуса – компенсаторное, в ответ на подавление со
стороны кортикостероидов. Наиболее неблагоприятная ситуация создается у самок, которые по-видимому, реагируют на изменение фоторежима более негативно, чем самцы. Были выявлены выраженные половые отличия, связанные с массой вилочковой железы подопытных животных. Индекс тимуса самок при ЕО был
на 41% (р < 0,05), а при ТД – в 2,3 раза выше, чем у самцов (р < 0,001). На фоне
СД данная тенденция сохранялась, не достигая, впрочем, порога вероятности безошибочных прогнозов (относительная масса тимуса самок была на 67% больше,
чем у самцов).
Введение кадмия во всех изученных случаях снижало относительную массу
тимуса, причем на фоне искусственных фоторежимов уменьшение индекса железы носило более глубокий характер, чем при ЕО. У самцов было отмечено падение индекса железы в ответ на интоксикацию на 47% в условиях ЕО (р < 0,05), на
59% при ТД (р < 0,01) и на 65% при СД (р < 0,05). У самок в условиях естественной смены дня и ночи относительная масса тимуса под влиянием токсиканта
уменьшилась незначительно, на 19%, в то время как на фоне темновой и световой
депривации это снижение составило 78% и 79% (р < 0,001 и р < 0,01, соответственно).
228
Индекс селезенки самцов не изменялся ни при смене фоторежимов, ни при
воздействии тяжелым металлом. У самок фотодепривации привели к увеличению
относительной массы железы на 19% при постоянном освещении и на 23% при
содержании в постоянной темноте (р < 0,05 для обоих случаев). Интоксикация
также вызвала на 20% увеличение индекса селезенки самок, но только на фоне естественного освещения (р < 0,05).
Таким образом, иммунная система самок, проявляя большую резистентность
по отношению к токсическому воздействию при естественном освещении, в условиях десинхроноза оказывается к нему более восприимчива по сравнению с самцами.
4.4. Влияние режима освещенности на интенсивность перекисного окисления
липидов и содержание общего белка в норме и при кадмиевой интоксикации
Искусственные
фоторежимы,
нарушая
ритмику
секреции
гормонов-
антиоксидантов (мелатонина, эстрадиола), изменяют гормональный статус организма и способны влиять на содержание продуктов перекисного окисления в различных органах и тканях (Анисимов В.Н., 2007; Арушанян Э.Б., 2013).
Как ТД, так и СД снижали интенсивности образования перекисных продуктов в изученных органах (табл. 4.23).
У самцов на фоне ТД содержание ТБК-реактантов уменьшалось на 37% в
почках и на 77% в больших полушариях. Содержание самцов в условиях постоянной темноты привело к падению образования продуктов ПОЛ только в почках (на
50%, (р < 0,01 для всех отличий).
У самок сокращение ТБК-реактантов на фоне фотодеприваций носило более
выраженный характер. Уменьшение их содержания при ТД было отмечено в печени самок на 67% (р < 0,01), в мозге и яичниках – на 72 и 45% соответственно
(р < 0,05 для обоих сравнений). В почках также наблюдалась тенденция к снижению продуктов ПОЛ (на 28%, р > 0,05). Условия СД привели к сокращению интенсивности ПОЛ в печени самок на 78%, в почках – на 61% (р < 0,001 для обоих
случаев) и в яичниках на 40% (р < 0,05).
229
Хлорид кадмия на фоне искусственных режимов освещения приводил к увеличению содержания продуктов ПОЛ, однако у самцов и самок этот процесс был
по-разному выражен в различных тканях. Так, на условия ТД самцы отреагировали повышением в 1,5 раза количества ТБК-реактантов в мозге (р < 0,05), а самки возрастанием продуктов ПОЛ в 3,1 раз в печени (р < 0,05) и в 1,5 раз в гонадах
(р < 0,001). СД привела к увеличению содержания перекисных продуктов в печени на 30% у самцов и на 20% у самок (р < 0,05 для обоих отличий).
Таблица 4.23
Изменение содержания ТБК-реактивных продуктов в некоторых органах и тканях при
различных режимах освещенности, D540
Режимы
ЕО
ТД
СД
ЕО
ТД
СД
ЕО
ТД
СД
ЕО
ТД
СД
Самцы
Контроль
Самки
Кадмий
Контроль
Печень
0,078 ± 0,0173
0,085 ± 0,0078
0,227 ± 0,0333°°
0,067 ± 0,0055
0,074 ± 0,0075
0,075 ± 0,0096 ^^
0,046 ± 0,0027
0,060 ± 0,0053* 0,049 ± 0,0031 ^^^
Почки
0,126 ± 0,0126
0,107 ± 0,0107
0,169 ± 0,0194
0,079 ± 0,0020 ^^ 0,085 ± 0,0036
0,122 ± 0,0260
0,063 ± 0,0023 ^^ 0,064 ± 0,0048
0,066 ± 0,0047 ^^^
Мозг
0,129 ± 0,0157
0,100 ± 0,0064
0,128 ± 0,0163
0,030 ± 0,0059 ^^^ 0,045 ± 0,0013* 0,036 ± 0,0036 ^
0,104 ± 0,0104
0,129 ± 0,0128
0,099 ± 0,0127
Гонады
0,068 ± 0,0131
0,088 ± 0,0167
0,073 ± 0,0125
0,051 ± 0,0043
0,060 ± 0,0057
0,040 ± 0,0023° ^
0,062 ± 0,0017
0,075 ± 0,0092
0,044 ± 0,0009°°° ^
Кадмий
0,101 ± 0,0270*
0,234 ± 0,0512*
0,061 ± 0,0051*
0,120 ± 0,0069*
0,100 ± 0,0045
0,072 ± 0,0031
0,108 ± 0,0090
0,045 ± 0,0033
0,073 ± 0,0073
0,075 ± 0,0079
0,058 ± 0,0016***
0,046 ± 0,0031
Примечание: * – отличия между контрольными и опытными группами по Стьюденту, * –
р<0,05, ***– р<0,001; ^ – отличия искусственных фоторежимов от ЕО, ^ – р<0,05, ^^ – р<0,01,
^^^ – р<0,001; ° – половые отличия, ° – р<0,05, °° – р<0,01; °°° – р<0,001.
Искусственные фоторежимы не изменяли содержание общего белка в плазме
крови самцов (рис. 4.39). У самок было отмечено незначительное увеличение этого показателя в условиях ТД и более выраженное – в условиях СД (на 12%,
р < 0,01). У самок при фоторежиме СД наблюдается также наиболее выраженное
снижение массы надпочечников. Возможно, увеличение содержания белка – следствие снижения концентрации кортикостероидов и уменьшения их катаболического эффекта на метаболизм.
230
Во всех случаях введение соли кадмия приводило к снижению содержания
общего белка в плазме крови подопытных животных. У самцов показатель
уменьшился на 22% при ЕО, на 19% при ТД и на 27% при СД. У самок это сокращение составило 14% на фоне ЕО и 21% как на фоне ТД, так и СД (р < 0,001 для
всех отличий).
70
^
^
Содержание белка, г/л
65
60
55
50
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
45
*
*
*
40
35
30
ЕО
ТД
СД
Самцы контроль
Самки контроль
Самцы кадмий
Самки кадмий
Рис. 4.39. Содержание общего белка в плазме крови белых крыс в условиях
измененных фоторежимов и на фоне интоксикации кадмием
* – отличия между контрольными и опытными группами по Стьюденту, ***– р<0,001; ^ – отличия искусственных фоторежимов от ЕО, ^^ – р<0,01.
Снижение содержания общего белка под влиянием кадмия обусловлено его
способностью к усилению окислительных процессов, нарушением ферментативной активности белков, усилением под его воздействием процессов апотоза и
некроза (Губский Ю.И. с соавт., 1993; Матолінець О.М., 2000; Губський Ю.І., Ерстенюк Г.М., 2002; Нейко Є.М. с соавт., 2003; Poliandri A.H. et al., 2006b). Уменьшение содержания общего белка при кадмиевой интоксикации отмечено как у
крыс, так и у кроликов (Софронов П.В., 2009).
231
4.5. Обсуждение результатов исследований
Несмотря на реакцию эпифиза на помещение животных в условия полной
темноты или постоянного освещения, и его тесные связи с гипоталамусом, реакции функциональной активности большинства нейроэндокринных центров на оба
использованных фоторежима были схожими. Исходя из полученных данных,
можно сделать вывод, что важным фактором для настройки функционального состояния гипоталамических центров, ответственных за гомеостаз внутренней среды, является ритмичность поступления световых сигналов, отсутствующая как в
случае темновой, так и в случае световой депривации.
Постоянное освещение, как и условия постоянной темноты, при свободном
доступе животных к пище, вызывают рассогласование в работе центральных и
периферических осцилляторов, нарушение ритмов дневной активности и ритмов
приема пищи. Показано, что при отсутствии данных с внешних датчиков времени,
ритмы физиологических функций первоначально переходят в свободнотекущее
состояние (Polidarova L. et al., 2011; Novakova M. et al., 2011; Mistlberger R.E., Antle M.C., 2011; Cambras T. et al., 2011). Время проведения второй серии экспериментов (естественное освещение, 12 ч светлого : 12 ч темного цикла) нельзя исключить из сезонной ритмики (осенний период). Поскольку в естественных ритмах синтетической активности нейроэндокринных центров гипоталамуса присутствует, как было показано, эндогенная составляющая, ответственная за подготовку организма к условиям неблагоприятного периода, мы рассмотрели также влияния искусственных световых режимов относительно мезора ритма, характерного
для того или иного нейроэндокринного центра (рис. 4.40).
Оба вида деприваций угнетали синтетическую активность СХЯ и АЯ не
только относительно осеннего периода, но и относительно мезора. Угнетение
центрального пейсмекера в отсутствии поступления сигналов о смене освещенности вполне объяснимо, если принять во внимание его синхронизирующую роль с
внешними датчиками времени. Эти результаты согласуются с рядом экспериментов, показывающих, что СХЯ более чувствительно ко времени предъявления све-
232
товых сигналов, чем их длительности, и для изменения его синтетической активности достаточно даже 1 часа освещения в сутки (Schwartz W.J. et al., 2011).
Рис. 4.40. Изменения функциональной активности нейроэндокринных центров гипоталамуса по отношению к мезору ритма
(стрелками изображено направление сдвига функционального состояния
нейроэндокринного центра на фоне интоксикации)
Аркуатное ядро, которое можно отнести к стресслимитирующим ядрам гипоталамуса, тесно связано с супрахиазматическим, существуют как возбуждающие,
так и ингибиторные проекции как в СХЯ из области АЯ (Инюшкин А.Н., Дайбл
Р.Е.Д., 2003), так и обратно через проекции волокон ретино-гипоталамического
тракта (Piggins H.D., Loudon A., 2005). Кроме того, показано нарушение ритмики АЯ при бодрствовании во время темной фазы суток (Salgado-Delgado R. et
al., 2010), таким образом, его угнетение может быть следствием не только связей с
СХЯ, но и собственной чувствительности этого метаболического центра к режиму
освещения. С угнетением АЯ согласуется результат снижения скорости набора
массы тела подопытных животных, содержавшихся при искусственных режимах
освещения. Световая депривация приводит к потере набранной массы тела сам-
233
цами, а темновая – самками, что соответствует большему угнетению АЯ у самцов
при СД, а у самок – при ТД. Благодаря наличию в аркуатном ядре рецепторов к
лептину и инулину оно контролирует массу тела, ее падение активирует
NPY/AGRP –нейроны АЯ и, как следствие, усиливает анаболические пути регуляции, приводящие к усилению аппетита и, в конечном итоге, повышению массы
тела (Schwartz M.W. et al., 2000). Значительное подавление фоторежимами и солью кадмия функциональной активности АЯ свидетельствует о срыве адаптационных систем подопытных животных.
Функциональное состояние СОЯ искусственные режимы приводили к средним значениям ритма, отклонение во всех случаях не превышало 10%. Подобную
реакцию можно охарактеризовать как реакцию ожидания вследствие исчезновения стимулирующих влияний со стороны других центров.
Проявление влияния режима освещения на крупноклеточную зону ПВЯ было
также одинаковым для СД и ТД, но отличалось у животных разного пола. У самок
синтетическая активность ПВЯ угнеталась в условиях деприваций, как относительно естественного освещения, так и относительно средних значений ритма, а у
самцов депривации не изменяли функционального состояния ПВЯ, в связи с чем
оно оставалось повышено относительно мезора. Возможно, выраженные половые
различия в реакции этого нейроэндокринного центра на искусственные фоторежимы – следствие его связей с мелкоклеточной зоной ПВЯ, происходит синтез
гонадолиберинов.
Только на функциональное состояние ВМЯ искусственные фоторежимы оказали влияние, отличное друг от друга. Так, ТД приводила к стимуляции ВМЯ относительно как осени, так и средних значений ритма у животных обоего пола. У
самок СД сдвигала функциональное состояние в сторону мезора, а у самцов не
оказывала влияния, так что активность оставалась повышенной, не отличаясь от
таковой в осенний период при естественном освещении. Стимуляция ВМЯ условиями постоянного освещения может быть дополнительной причиной снижения
массы тела подопытных животных при этом фоторежиме, вследствие усиления
234
его ингибирующего влияния на «центр голода» – вентролатеральную область гипоталамуса (Балаболкин М.И., 1998).
Интоксикация на фоне ТД повышает функциональную активность СХЯvl
самцов и СОЯ самок, и, напротив, угнетает функциональное состояния СОЯ,
ПВЯ, ВМЯ самцов и СХЯdm, АЯ и ВМЯ самок. В условиях СД введение хлорида
кадмия приводит к стимуляции функциональной активности СХЯvl и ПВЯ обоих
животных и АЯ самцов.
К условиям искусственных режимов освещения самки оказались более чувствительны. У них большее по величине угнетение синтетической активности
СХЯ, СОЯ, ПВЯ при обоих фоторежимах, АЯ в условиях ТД и ВМЯ в условиях
СД. Более выраженные изменения у самок по сравнению с самцами обнаруживаются и в отношении индексов периферических желез. Сильнее проявляются истощение коркового вещества надпочечников, компенсаторные стимуляции щитовидной железы и органов иммунной системы в ответ на искусственные модели
освещения.
У самок при интоксикации на фоне деприваций в моноаминергических центрах и СХЯ сильнее проявляется угнетение, и слабее – стимуляция, чем у самцов.
Напротив, в пептидергических центрах у самцов по сравнению с самками в условиях интоксикации сильнее проявляется угнетение (особенно в условиях ТД) и
слабее – стимуляция. Соль кадмия в наибольшей степени затрагивает надпочечники и тимус подопытных животных. При этом токсикант вызывает более сильное увеличение индекса надпочечников и снижение индекса тимуса у самок по
сравнению с самцами. За половые различия в реакции на токсический стресс считают ответственными половые гормоны, подобные прогестерону и β-эстрадиолу
(Shimada H. et al., 2012).
235
ГЛАВА 5. ИЗМЕНЕНИЯ ГРАВИМЕТРИЧЕСКИХ И
НЕКОТОРЫХ БИОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ В
ДИНАМИКЕ ИНТОКСИКАЦИИ ХЛОРИДОМ КАДМИЯ
Стрессовая реакция является необходимым звеном адаптации организма к
факторам среды. Реакция организма на стресс разворачивается во времени как последовательная смена фаз и физиологических событий, обеспечивающих поддержание гомеостаза в «аварийных» условиях. Поскольку самцы и самки обладают
различной хронорезистентностью, сроки наступления фаз у них могут быть различны.
5.1. Изменение массы тела и индексов эндокринных желез
и иммунных органов в динамике токсического стресса
Изучение особенностей протекания кадмиевой интоксикации было проведено в летний период. Взятые в эксперимент молодые половозрелые самцы имели в
2,1 раз более высокую скорость набора массы тела, чем самки (р < 0,001), что является характерной особенностью этого периода года и возраста подопытных животных (табл. 5.1).
Таблица 5.1
Скорость набора массы тела в динамике токсического стресса
Экспериментальная
группа
Контроль
5Cd
10Cd
15Cd
15Cd+5
15Cd+10
15Cd+15
Скорость набора массы за последние 5 дней эксперимента, г/день
Самцы
Самки
2,74±0,130
1,30±0,125°°°
–1,00±0,496***
–1,55±0,406***
–0,72±0,200***
–1,86±1,179*
–7,94±0,975***
–7,76±0,542***
–0,07±0,657**
3,37±0,303°°° ***
4,82±0,206***
0,99±0,360°°°
4,68±0,229***
1,07±0,337°°°
Примечание: * – отличия по Стьюденту между контрольными и опытными группами, * –
р<0,05, **– р < 0,01, *** – р<0,001; ° – половые отличия, °°° – р < 0,001
Уже с первых дней введения хлорида кадмия прибавки к массе тела сменялись ее потерями, постепенно увеличиваясь к 15 дню интоксикации до 8 г/день
236
как у самцов, так и у самок. Отмена токсиканта привела к обратному процессу,
характеристики которого были отличны у животных разных полов. Самцы к 5
дню восстановительного периода практически не изменяли массу тела, в то время
как в последующие 10 дней скорость ее набора значительно возрастала, в 1,7 раз
превышая таковую у контрольных животных (р < 0,001). Напротив, у самок в первые 5 дней после отмены хлорида кадмия скорость набора массы тела резко повышалась, став в 2,6 раз больше, чем у контрольных животных (р < 0,001). В последующие 10 дней размер ежедневных прибавок в массе тела у самок приходил в
норму и практически не отличался от исходного.
Относительная масса щитовидной железы самок не изменялась ни в течение
интоксикационного, ни в течение восстановительного периода (табл. 5.2). Небольшое увеличение индекса железы самок на 5 и 10 день интоксикации привели
к возникновению половых отличий, не отмеченных у контрольных животных.
Так, к 5 дню введения хлорида кадмия относительная масса щитовидной железы
самок была в 1,6 раз, а к 10 – в 1,7 раз больше, чем у самцов (р < 0,05 для обоих
отличий).
Таблица 5.2
Индекс щитовидной железы в динамике токсического стресса
Экспериментальная
группа
Контроль
5Cd
10Cd
15Cd
15Cd+5
15Cd+10
15Cd+15
Самцы
0,12±0,012
0,14±0,020
0,15±0,008
0,16±0,011*
0,17±0,011**
0,19±0,030*
0,10±0,007
Самки
0,17±0,024
0,22±0,028°
0,25±0,033°
0,14±0,008
0,15±0,010
0,22±0,018
0,16±0,016
Примечание: * – отличия по Стьюденту между контрольными и опытными группами, * –
р<0,05, **– р < 0,01; ° – половые отличия, ° – р < 0,05
У самцов с началом поступления токсиканта происходило последовательное
увеличение индекса щитовидной железы, и к 15 дню он был уже на 33% выше по
сравнению с исходным (р < 0,05). Возрастание относительной массы щитовидной
железы самцов продолжалось, несмотря на отмену введения соли кадмия. К 5 дню
восстановительного периода индекс железы был на 42% (р .<0,01), а к 10 дню – на
237
58% больше, чем у контрольных животных (р < 0,05). Только у 15 дню после отмены токсиканта индекс щитовидной железы самцов не отличался от такового у
контрольной группы.
В группе интактных животных индекс надпочечников самок был в 1,8 раз
больше, чем у самцов (р < 0,01, табл. 5.3). Относительная масса надпочечников
самцов уже к 5 суткам введения соли кадмия увеличилась в 1,7 раз (р < 0,001). В
последующие дни интоксикации гипертрофия нарастала, достигая своего максимума к 15 суткам эксперимента, когда индекс органа опытных самцов в 2,3 раза
превышал таковой у контрольных животных (р < 0,001).
Таблица 5.3
Индекс надпочечников в динамике токсического стресса
Экспериментальная
группа
Контроль
5Cd
10Cd
15Cd
15Cd+5
15Cd+10
15Cd+15
Самцы
0,10±0,008
0,18±0,009***
0,19±0,014***
0,24±0,017***
0,20±0,010***
0,17±0,020*
0,14±0,011
Самки
0,18±0,016°°
0,23±0,015°
0,21±0,009
0,23±0,019
0,18±0,009
0,20±0,019
0,23±0,008°°° *
Примечание: * – отличия по Стьюденту между контрольными и опытными группами, * –
р<0,05, *** – р<0,001; ° – половые отличия, ° – р < 0,05, °° – р < 0,01, °°° – р < 0,001
Прекращение поступления кадмия привело к постепенному снижению относительной массы надпочечников самцов. К 5 дню восстановительного периода
она была только в 1,9 раз больше контрольной (р < 0,001), к 10 дню – в 1,6 раз (р <
0,05), а к 15 дню практически не отличалась от индекса органа контрольных животных.
У самок же, напротив, ни введение кадмия, ни последующая его отмена не
привели к сколько-нибудь значительному изменению индекса надпочечников.
Исключение составила группа 15Cd+15, в которой относительная масса надпочечников на 26% была выше, чем в контроле (р < 0,05).
Относительная масса тимуса в процессе интоксикации снижалась как у самцов, так и у самок (табл. 5.4). У самцов к 5 дню введения соли кадмия индекс тимуса был на 43% (р < 0,01), к 10 – на 62%, а к 15 – на 60% ниже, чем в контроле
238
(р < 0,001 для последних двух сравнений). У самок уменьшение относительной
массы вилочковой железы к 5 дню интоксикации составило 44% (р < 0,05), к 10 –
74%, а к 15 дню – 59% от исходной (р < 0,001 для обоих случаев).
Восстановительный период как у самцов, так и у самок был связан с постепенным восстановлением относительной массы тимуса до значений, отмеченных
у интактных животных. К 5 дню восстановительного периода индекс железы самцов был на 44% ниже (р < 0,01), чем в контрольной группе, а к 10 дню – уже только на 34% (р < 0,05). К окончанию эксперимента индекс тимуса самцов не отличался от такового у контрольных крыс. У самок восстановление массы тимуса
происходило более интенсивно по сравнению с самцами. У же к 5 дню после отмены токсиканта отличие индекса органа опытной группы самок от контрольных
значений составило 25% (р < 0,01), а к 10 уже не отличалось от них.
Таблица 5.4
Индекс тимуса в динамике токсического стресса
Экспериментальная
группа
Контроль
5Cd
10Cd
15Cd
15Cd+5
15Cd+10
15Cd+15
Самцы
0,77±0,076
0,44±0,011**
0,29±0,057***
0,31±0,052***
0,43±0,050**
0,51±0,050*
0,75±0,038
Самки
1,70±0,105°°°
0,96±0,117°° *
0,56±0,110***
0,69±0,107°° ***
1,28±0,080°°° **
1,62±0,200°°°
1,46±0,212°°
Примечание: * – отличия по Стьюденту между контрольными и опытными группами, * –
р<0,05, **– р < 0,01, *** – р<0,001; ° – половые отличия, ° – р < 0,05, °° – р < 0,01, °°° – р < 0,001
На всем протяжении интоксикации и восстановительного периода относительная массы вилочковой железы самок превышала таковую самцов. Индекс тимуса интактных самок был в 2,2 раз больше, чем у самцов (р < 0,001) и эти отличия сохранялись практически на протяжении всего периода введения соли кадмия. После отмены токсиканта, в связи с различной скоростью восстановления
индекса органа у животных разного пола, половые отличия усиливались, разница
между относительной массой вилочковой железы самок и самцов достигала 320 %
(р < 0,001).
239
Значения индекса селезенки за период интоксикации как у самцов, так и у
самок в целом были ниже, а в восстановительный период – выше, чем у контрольных животных (табл. 5.5). Наиболее выраженное уменьшение индекса на
фоне введения кадмия было отмечено у самцов на 5 и на 10 день интоксикации,
когда относительная масса селезенки была соответственно на 28% (р < 0,01) и на
22% ниже, чем в контроле (р < 0,05).
Напротив, повышение относительной массы органа в восстановительный период отчетливее проявилось у самок, у которых к 5 дню после отмены токсиканта
индекс селезенки был на 27%, а к 15 дню – на 35% выше, чем в контрольной
группе (р < 0,05 для обоих случаев). Для последней группы 15Cd+15, в связи с повышением относительной массы органа у самок, возникают половые отличия, не
выявляемые ни для одной из других опытных групп: разница между индексом селезенки самцов и самок составила 25% (р < 0,05).
Таблица 5.5
Индекс селезенки в динамике токсического стресса
Экспериментальная
группа
Контроль
5Cd
10Cd
15Cd
15Cd+5
15Cd+10
15Cd+15
Самцы
Самки
3,11±0,229
2,24±0,062**
2,42±0,152*
2,66±0,128
3,34±0,212
3,93±0,571
3,29±0,155
3,05±0,264
2,81±0,165
2,52±0,058
2,90±0,129
3,95±0,159*
3,71±0,236
4,14±0,297° *
Примечание: * – отличия по Стьюденту между контрольными и опытными группами, * –
р<0,05, **– р < 0,01; ° – половые отличия, ° – р < 0,05
Таким образом, скорость набора массы тела и индексы эндокринных желез,
изменяющиеся за период интоксикации, приходят в норму к концу восстановительного периода. Следует отметить различную интенсивность процессов, связанных с поступлением хлорида кадмия и процессов, развивающихся в организме
после его отмены, у животных разного пола. Так, интоксикация у самцов приводит к более выраженной гипертрофии надпочечников и снижению массы селезенки, а восстановительный период – более интенсивному набору массы тела по
сравнению с самками. Надпочечники самок, исходно увеличенные по сравнению
240
с самцами, очевидно, обеспечивают им достаточный уровень гормонов для ответа
на интоксикацию кадмием, однако оказываются увеличенными к концу восстановительного периода. Также у самок не возвращается в норму, а остается повышенной относительная масса селезенки.
5.2. Изменение содержания перекисных продуктов в органах и тканях в динамике токсического стресса
Показано, что различные виды стрессорных воздействий могут как усиливать, так и ослаблять интенсивность ПОЛ в зависимости от своей модальности,
силы, вида ткани и времени воздействия (Кондратенко Е.И., 2003). Изменение
скорости ПОЛ различных тканей в ответ на действие прооксиданта носит фазный
характер, соответствующий фазам стрессорного ответа по Селье. Очевидно, что
для оценки влияния токсикантов на ткани самцов и самок, обладающих различным соотношением антиокислительных гормонов, в первую очередь эстрогенов,
необходимо учитывать временной фактор.
У контрольных животных обоего пола наибольшая интенсивность ПОЛ была
обнаружена в почках. Наименьшее содержание ТБК-активных продуктов зарегистрировано в печени у самцов (табл. 5.6.).
Тканевые половые отличия в интенсивности перекисного окисления были
выявлены только в гомогенатах печени и почек, где у самок соответственно в 2,4
и 2 раза обнаруживалось больше ТБК-реактантов (p < 0,05 для обоих случаев). В
ткани мозга интенсивность ПОЛ у самцов и самок не имела выраженных отличий.
Печень. Введение соли кадмия самцам приводило к увеличению количества
продуктов ПОЛ в печени к 5 дню эксперимента в 2,3 раза (p < 0,05). Однако в печени животных, получавших тяжелый металл более длительный период, интенсивность ПОЛ снижалась по сравнению с первоначальным «окислительным взрывом». Так, к 10 дню эксперимента содержание продуктов ПОЛ превышало таковое у контрольных животных только на 67%, а к 15 дню эксперимента не отличалось от этого показателя у самцов контрольной группы. Отмена введения кадмия
привела к дальнейшему снижению содержания ТБК-реактантов в печени самцов
241
таким образом, что к 30-му дню эксперимента их концентрация составляла только
54% от исходной (p < 0,05).
Таблица 5.6
Содержание ТБК-реактантов в органах и тканях при разных сроках интоксикации
хлоридом кадмия, D540
Орган
Группа
Самцы
Самки
Контроль
0,024±0,0039
0,058±0,0121°
5Cd
0,056±0,0103*
0,046±0,0062
10Cd
0,040±0,0068
0,044±0,0076
0,021±0,0049
0,043±0,0071
Печень 15Cd
15Cd+5
0,021±0,0025
0,040±0,0033
15Cd+10
0,012±0,0040
0,047±0,0045
15Cd+15
0,013±0,0012*
0,043±0,0103
Контроль
0,034+0,0033
0,068±0,0100°
5Cd
0,041+0,0044
0,051±0,0041
10Cd
0,053+0,0090
0,048±0,0066
15Cd
0,043+0,0029
0,046±0,0111
Почки
15Cd+5
0,047+0,0046*
0,053±0,0066
15Cd+10
0,030+0,0041
0,049±0,0038
15Cd+15
0,047+0,0037*
0,031±0,0059*
Контроль
0,031±0,0029
0,031±0,0027
5Cd
0,035±0,0035
0,056±0,0074*
10Cd
0,040±0,0038
0,060±0,0044***
15Cd
0,082±0,0065***
0,072±0,0065***
Мозг
15Cd+5
0,042±0,0065
0,064±0,0097**
15Cd+10
0,060±0,0041***
0,075±0,0050***
15Cd+15
0,029±0,0069
0,029±0,0050
Примечание: * – отличия по воздействию, * – р<0,05, **– р<0,01, *** – р<0,001;
° – половые отличия, ° – р<0,05.
У самок соль кадмия не привела к выраженным колебаниям содержания продуктов ПОЛ, но можно отметить, что во всех экспериментальных группах концентрация ТБК-активных продуктов в гомогенате печени была ниже, чем в контрольной группе.
Почки. Введение хлорида кадмия самцам опытных групп в целом приводило
к повышению содержания продуктов ПОЛ в гомогенате почек. Порога вероятности безошибочных прогнозов эти отличия достигали у самцов в группах 15Cd+5 и
15Cd+15, превышая в том и другом случае контрольные значения на 38%
(p < 0,05). У самок, напротив, хлорид кадмия снижал содержание продуктов ПОЛ,
что было особенно выражено в группе 15Cd+15 (на 54% ниже, чем в группе контрольных самок, p < 0,05).
242
Головной мозг. Содержание продуктов ПОЛ в гомогенатах мозга самцов и
самок имело сходную динамику. Накопление кадмия в организме повышало продукцию ТБК-реактантов от 5 дня к 15. Так, у самцов группы 15 Cd интенсивность
ПОЛ была в 2,6 раз выше по сравнению с контрольной группой (p < 0,001). У самок содержание продуктов ПОЛ в тканях мозга уже к 5 дню эксперимента было
повышено на 81% (p < 0,05) по сравнению с контрольной группой, в 1,9 раз выше
в группе 10 Cd и в 2,3 раза выше контрольных значений в группе 15 Cd
(p < 0,001).
Прекращение введения кадмия привело к некоторому снижению интенсивности ПОЛ как у самцов, так и у самок. В группе 15Cd+5 у самцов содержание ТБКреактантов было только на 35% выше, чем в контрольной группе, в аналогичной
группе самок – в 2,1 раза выше, чем в контроле (p < 0,01). К 25 дню эксперимента
был отмечен второй пик повышения интенсивности ПОЛ мозга: у самцов содержание перекисных продуктов оказалось в 1,9 раз, а у самок – в 2,4 раза выше, чем
в контроле (p < 0,001 для обоих групп). Однако уже в группе 15Cd+15 как у самцов, так и у самок интенсивность ПОЛ в гомогенате мозга была на уровне контрольных групп.
Таким образом, для самцов можно отметить снижение содержания продуктов
ПОЛ в печени и увеличение интенсивности перекисных процессов в почках как
на фоне введения кадмия, так и в дальнейшем, при прекращении его поступления
извне вследствие развития процессов адаптации к уже накопленному в организме
металлу. Для самок характерно снижение интенсивности ПОЛ как в печени, так и
в почках, что может быть следствием больших резервов антиоксидантной системы самок, позволяющих им успешнее справляться с действием эквивалентной дозы прооксиданта.
Усиление перекисных процессов в больших полушариях головного мозга под
действием токсического стресса подтверждает отмечаемую рядом авторов нейротоксичность кадмия (Нейко Е.М. с соавт., 2003; Leret M.L. et al., 2003). Чувствительность перекисных процессов в мозге даже к низким дозам этого тяжелого металла может контролировать развитие компенсаторных реакций на уровне всего
организма.
243
5.3. Характеристика лейкоцитарной формулы и содержания общего белка в
динамике интоксикации хлоридом кадмия
Уже к 5 дню эксперимента в плазме крови подопытных животных содержание белка было снижено по сравнению с контролем у самцов на 13% (р < 0,01), а
у самок на 7% (р < 0,05, рис. 5.1). С усилением интоксикации к 10 и 15 дню эксперимента концентрация белка в плазме крови последовательно уменьшалась у животных обоего пола. У самцов это падение составило 18% к 10 дню и 22% к 15
дню эксперимента, в то время как у самок содержание белка было всего, соответственно, на 12 и 14% ниже, чем в контроле (р < 0,001 для всех отличий).
Интоксикация кадмием, таким образом, сопровождалась усилением катаболических процессов в организме подопытных животных. Эти данные согласуются
с обнаружением в плазме повышенных количеств триглицеридов и общего холестерола при кадмиевой интоксикации (Olisekodiaka M.J. et al., 2012).
70
*
*
*
Содержание белка, г/л
60
50
* *
* *
* *
*
* *
* *
* *
40
30
20
10
0
Контроль
5 Cd
10 Cd
Самцы
15 Cd
15Cd+5
15Cd+10
15Cd+15
Самки
Рис. 5.1. Содержание общего белка в плазме крови белых крыс в динамике интоксикации
хлоридом кадмия
* – отличия по воздействию, * – р<0,05, **– р<0,01, *** – р<0,001;
Отмена кадмия уже к 5 дню восстановительного периода привела к нормализации содержания белка в плазме подопытных животных. У самцов группы
244
15Cd+5 значительно возрастает дисперсия, составляя 0,578 против 0,083 в контрольной группе. Видимо, это обстоятельство связано с индивидуальными особенностями отдельных животных в скорости восстановления этого важного гомеостатического параметра.
У самок к 15 дню периода восстановления (группа 15Cd+15) концентрация
белка оказалась повышена на 9% (р < 0,05), что может быть обусловлено компенсаторным увеличением синтетических процессов.
Таким образом, кадмий снижает концентрацию белка в плазме животных
пропорционально своему накоплению. Исходная концентрация белка восстанавливается в течение первых пяти дней после прекращения интоксикации (что справедливо для данной дозы, составившей 30 мг на 100 г массы тела). Уменьшение
содержания белка в плазме крови при кадмиевой интоксикации у самцов протекает более быстрыми темпами, чем у самок.
В норме кровь крыс имеет большее количество лимфоцитов (до 75%), меньшее количество нейтрофилов, моноцитов и базофилов, чем кровь человека. Нормальная формула крови крыс: лимфоциты – 68,5%, моноциты – 3,5%, базофилы –
0%, нейтрофилы – 27%, эозинофилы – 2,5% (Ноздрачев А.Д., 2004).
Для самцов подопытных животных (рис. 5.2) было характерно резкое увеличение в крови относительного количества нейтрофилов у же к 5 дню токсического
стресса, в связи с чем относительные доли остальных групп клеток белой крови
уменьшались. В последующем, вплоть до 15 дня введения соли кадмия указанные
отклонения ослабевают, что можно объяснить развитием компенсаторных процессов, затрагивающих гемопоэз и мобилизацию клеток крови из их депо. На фоне поступления кадмия резко уменьшается количество циркулирующих в крови
эозинофилов, и их низкие значения сохраняются вплоть до окончания введения
токсиканта. Как известно, эозинопения является маркером стресса, и свидетельствует о напряженном состоянии функциональных систем организма.
245
Рис. 5.2. Соотношение типов лейкоцитов в крови самцов белых крыс в динамике
интоксикации хлоридом кадмия
Отмена кадмия приводит к развитию колебательных процессов клеточного
состава белой крови. Так
Так, через 5 дней после отмены кадмия наблюдается снижение содержания нейтрофилов и относительное увеличение содержания лимфоцитов, через 10 дней, напротив,
напротив относительное количество нейтрофилов возрастает,
а лимфоциты приходят в норму. Относительное количество эозинофилов за восстановительный период постепенно увеличивается против снижения на фоне введения кадмия, однако уровня нормы так и не достигает. Кроме того, остается увеличенной доля моноцитов
моноцитов, что может являться результатом активации мононуклеарной фагоцитарной системы,
систе
вызванной дистрофическими процессами в тканях на фоне интоксикации.
интоксикации
Реакция самок на токсический стресс со стороны лейкоцитарного состава
крови носит менее выраженный характер (рис. 5.3). Увеличение относительной
доли нейтрофилов в ответ на интоксикацию организма кадмием у самок вдвое
меньше, чем у самцов. Доля моноцитов на пике интоксикации у самок значительно выше, а в конце восстановительного периода – ниже по сравнению с самцами.
246
Кроме того, доля эозинофилов уже в начале восстановительного периода возвращается к исходным значениям контроля.
Рис. 5.3. Соотношение типов лейкоцитов в крови самок белых крыс в динамике
интоксикации хлоридом кадмия
Таким образом, можно отметить, что токсический стресс,
стресс вызванный введением хлорида кадмия, приводит к выраженной нейтрофилии и эозинопении с последующей активацией мононуклеарной системы. У самцов «срочное» увеличение относительного количества нейтрофилов в крови выражено значительнее, чем
у самок, однако в то же время, реакция со стороны мононуклеарной системы у
самцов замедлена.
5.4. Обсуждение результатов исследования
Таким образом, интоксикация хлоридом кадмия в дозе 2 мг на 100 г массы
тела вызывает функциональные нарушения в организме
организме, не исключающие их восстановления после отмены введения токсиканта.
В норму к концу постинтоксикационного периода приходят масса тела, индексы щитовидной железы и тимуса, количество ТБК-реактантов
реактантов в мозге у жи-
247
вотных обоего пола, индексы надпочечников и селезенки, содержание белка в
плазме крови у самцов. Ряд морфологических и функциональных показателей
свидетельствуют, что длительность постинтоксикационного периода, равная периоду интоксикации недостаточна для полного восстановления. Так, к концу периода восстановления у самок остаются компенсаторно увеличены индексы надпочечников и селезенки, содержание белка в плазме крови, снижено содержание
продуктов ПОЛ в почках, а у самцов – снижено ТБК-реактантов в печени и повышена скорость набора массы тела. Компенсаторной реакцией можно считать и
увеличение относительного количества моноцитов в крови у животных обоего
пола. Кроме того, у самцов остаются повышенными содержание перекисных продуктов в почках и относительное количество эозинофилов в крови, что также говорит о незавершенности процесса адаптации организма к накопленному кадмию.
В динамике интоксикационных и постинтоксикационных процессов проявляются половые отличия. Самцы медленнее теряют и медленнее восстанавливают
массу тела по сравнению с самками, однако итоговая эффективность этого процесса у них оказывается выше. У самок ряд физиологических показателей свидетельствует об их большей токсикорезистентности по сравнению с самцами: у них
в интоксикационный период не затронуты индексы щитовидной железы и надпочечников, не происходит повышения продуктов ПОЛ в печени и почках, менее
интенсивно повышается содержание перекисных продуктов в мозге, менее выраженной является реакция со стороны лейкоцитарной формулы, но при этом, относительно более высокая реакция мононуклеарной системы. В то же время самкам
свойственны и более быстрые физиологические реакции во время восстановительного периода. Так, у них быстрее восстанавливается тимический индекс, компенсаторно повышается индекс селезенки быстрее приходят в норму содержание
белка в плазме и доля эозинофилов в лейкоцитарной формуле.
Разница в скоростях физиологических процессов неравномерна за период интоксикации и период восстановления, что свидетельствует о важности такой составляющей процесса адаптации как время для учета половых различий в токсикорезистентности организма.
248
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В настоящее время возрос интерес исследователей к биологическим ритмам.
За рубежом выходят специальные периодические издания, целиком посвященные
изучению этой проблемы. Особый интерес представляют механизмы контроля со
стороны фотопериодической системы длины светового периода и механизмы запуска сезонных изменений репродуктивной системы. Этот интерес обусловлен в
первую очередь практическими задачами, такими как нужды птицеводства и скотоводства, контроль физиологических отклонений, вызванных нарушением биоритмов в связи со сменной работой, адаптации к смене часовых поясов, решение
задач патопсихологии.
Однако, несмотря на такое пристальное внимание к цирканнуальным ритмам
физиологических функций, научное направление, связанное с изучением устойчивости организма к токсическим веществам, все еще находится на стадии накопления фактов. Токсикорезистентность рассматривается по отношению к различным по природе и токсикокинетике веществам, зачастую не включает полый перечень сезонов, ограничиваясь зимой и летом как двумя контрастными по освещению и температуре периодами, выполняется на животных одного пола, чаще
всего самцах. Особенно досадны указания на период выполнения работы как весенне-летний или зимне-осенний. Все это затрудняет анализ соответствующей
данному направлению литературы.
Между тем, важность изучения сезонных изменений токсикорезистентности
организмов разного пола трудно переоценить. В сфере применения результатов
этого направления лежат задачи молодой, интенсивно развивающейся науки –
хрономедицины. В связи с прогрессивным загрязнением окружающей среды не
менее важным представляется применение сведений о токсикорезистентности человека и животных в задачах экологического мониторинга. Знание устойчивости
к токсическим веществам животных разного пола позволит точнее прогнозировать ущерб естественным экологическим системам в зависимости от времени выброса и скорости разложения антропогенно поступающего в окружающую среду
токсиканта.
249
В результате проведенного комплексного исследования зависимости нейроэндокринного гомеостаза и формируемой с его помощью токсикорезистентности
организма от длины светового периода была сформирована следующая концепция. В формировании устойчивости организма к токсическим веществам принимает участие фотопериодическая система, которая в соответствии с ритмом поступления светового сигнала и историей фотопериода взаимодействует с осцилляторами гомеостатических центров гипоталамуса (рис. 6.1). История фотопериода обуславливает отличия формируемого ответа нейроэндокринного центра на
одинаковый по длительности световой сигнал весной и осенью. Определенную
роль в разворачивающейся реакции играют генетические программы, позволяющие упреждать сезонные изменения светового режима. Именно генетические программы и функциональная направленность каждого нейроэндокринного центра
ответственна за своеобразие их индивидуальных ритмов синтетической активности.
Исследования показали, что максимум функциональной активности пептидергических и моноаминергических гипоталамических центров подопытных животных приходился на осень. Осенью реализуются генетические программы, позволяющие пережить неблагоприятные температурные условия зимнего периода.
Есть данные, что концентрация в крови грызунов уровень гормонов в осенний период непосредственно влияет на вероятность выживания последующей зимой
(Лохмиллер Р.Л., Мошкин М.П., 1999).
Из всех изученных центров СХЯ обладало наиболее сложной цирканнуальной динамикой функциональной активности, которая, к тому же, отличалась у
самцов и самок. В СХЯ самок были выявлены зимний и летний пики повышения
функциональной активности обеих зон этого нейроэндокринного центра, тогда
как у самцов динамика синтетической активности СХЯ также, как и в других центрах, была бифазной, причем ее максимум в СХЯvl приходился на зимний период, а в СХЯdm – на осенний. Своеобразие сезонных ритмов интенсивности синтетических процессов в отдельных зонах СХЯ вполне объяснимо, если принять во
внимание его роль как управляющего и интегрирующего различные по качеству
250
сигналы звена фотопериодической системы (Myung J. et al., 2012; Schwartz W.J. et
al., 2011; Novakova M. et al., 2011; Mistlberger R.E., Antle M.C., 2011), а возникающие половые отличия объясняются высокой чувствительностью этого центра к
половым гормонам (Smarr B.L. et al., 2012; Арутюнян А.В. с соавт., 2005; Peterfi Z.
et al., 2004). Отмечено, что даже работа часовых генов в гипоталамусе самцов и
самок реализована по-разному (Quintela T. et al., 2014).
Среди центров гипоталамуса, имеющих структурные связи с фотопериодической системой, есть ответственные за поддержание энергетического баланса в организме, в том числе АЯ. В этом нейроэндокринном центре происходит переключение анаболических и катаболических путей долговременной регуляции массы
тела, формирующих стратегию организма к запасанию и расходованию энергии.
Функциональное состояние центров, формирующих процессы теплопродукции организма и восстановления энергетического запаса особенно важно в сезоны, на которые выпадает смена профицита энергии за счет поступления ее извне
(лето) на дефицит, требующий постоянно восполнять возросшую теплоотдачу
(зима). Момент переключения сигнала совпадает с усилением синтетической активности АЯ и создает повышенную функциональную «готовность» организма к
нагрузкам, в том числе токсическим. В связи с этим токсикорезистентность ряда
систем повышена именно в «переходные» сезоны года, то есть весной и осенью.
Настройка функциональной активности нейроэндокринных центров, ответственных за поддержание постоянства внутренней среды организма, модулирует
сигнал к периферическим железам, определяющим концентрацию гормонов в
крови, или, другими словами, определяет гормональный профиль организма в каждый момент времени. Гормональный профиль не одинаков у животных разного
пола, что обуславливает отличия формируемой токсикорезистентности у самцов и
самок.
251
Ритмичность
поступления
светового
сигнала
История
фотопериода
Концентрация гормонов в
крови, в том числе половых
Фотопериодическая
система
Гомеостатические
центры
гипоталамуса
Периферические
эндокринные
железы
Гормональный
профиль
Энергетический
баланс
ТОКСИКОРЕЗИСТЕНТНОСТЬ
Доза и способ
поступления
токсического
вещества
Уровень повреждения
функциональных
систем токсическим
веществом
Процессы репарации
оттягивают на себя
энергетические
запасы организма
Рис. 6.1. Концептуальная схема формирования токсикорезистентности организма
Изменения относительных масс щитовидной железы, надпочечников, тимуса
и селезенки, возникающие от сезона к сезону вслед за сдвигами нейроэндокринного гомеостаза в гипоталамусе, отражают изменения в интенсивности функционирования этих эндокринных желез и иммунных органов. Максимальные индексы
щитовидной железы самцов и самок крыс наблюдались в зимне-весенний период,
надпочечников – зимой, тимуса – зимой и летом. Из всех изученных индексов
252
наиболее выраженной сезонной динамикой обладали щитовидная железа и тимус,
а были наиболее реактивны к токсическому воздействию – тимус животных обоего пола, надпочечники самцов и селезенка самок. Вне зависимости от сезона интоксикация приводила к увеличению относительной массы надпочечников и
уменьшению индексов тимуса и селезенки.
Наиболее интегральным критерием токсикорезистентности можно считать
массу тела животного, интенсивность потери которой отражает напряженность
функциональных систем организма во время токсического стресса. Для молодых
животных, взятых в эксперимент, характерно накопление массы тела, что свидетельствует о преобладании в их организме анаболических процессов. Хлорид
кадмия приводит к сдвигу метаболизма в сторону усиления катаболических процессов, что выражается в снижении скорости набора массы тела, а затем и ее потере. Наши исследования показали, что потери в массе тела весной и осенью ниже, чем зимой и летом, что свидетельствует о более высокой токсикорезистентности подопытных животных в эти периоды. Максимальная устойчивость к токсиканту наблюдается у самцов осенью, что совпадает с пиком активности нейроэндокринных центров гипоталамуса.
Снижение токсикорезистентности летний и зимний периоды сопровождаются усилением образования продуктов ПОЛ, что было обнаружено в печени подопытных животных в летний период и в гонадах самок зимой.
Уровень повреждения отдельных функциональных систем и органов определяется их «вовлеченностью» в процессы обеспечения токсикоустойчивости в соответствии с принципом исходного состояния J. Wilder (Кржановский Г.Н., 2002,
Мулик А.Б. с соавт., 2009). В эксперименте также отмечены случаи перекрестной
резистентности и случаи перекрестной сенсибилизации, последние могут приводить к процессам дезадаптации, на клеточном уровне сопровождающиеся усилением апоптоза и некроза.
Таким образом, направленность изменений синтетической активности, возникающих в нейроэндокринных центрах под влиянием соли кадмия, зависит от
сезона года и пола животного. У самцов функциональная активность нейроэндок-
253
ринных центров, находящихся близко к акрофазе или ортофазе, под влиянием соли кадмия сдвигается в область средних значений ритма. У самок подобная закономерность характерна только для пептидергических центров, в то время как
функциональная состояние моноаминергических ядер и СХЯ под влиянием токсиканта только угнетается. В весенний период такое угнетение способствует максимальному напряжению в нейроэндокринных центрах АЯ, ВМЯ и СХЯ самок.
Нарушение периодичности поступления светового сигнала воспринимается
организмом как «стресс» и приводит к комплексным регуляторным сдвигам нейроэндокринного гомеостаза и гормонального профиля, характерным для этой реакции, что подтверждается как нашими исследованиями, так и литературными
данными (Гуралюк В.М. с соавт., 2006а,б). Введение токсического вещества на
фоне разворачивающейся стресс-реакции усугубляет напряжение функциональных систем оранизма, провоцируя срыв адаптации.
Искусственные режимы освещения, а именно световая и темновая депривации оказывают значительное влияние на функциональную активность всех изученных нейроэндокринных центров, за исключением ВМЯ. Как темновая, так и
световая депривации приводят к угнетению функционального состояния СХЯ и
АЯ у животных обоего пола и ПВЯ у самок. Функциональная активность СОЯ
снижается в условиях деприваций до среднегодовой, а функциональная активность ВМЯ в условиях ТД возрастает как у самцов, так и у самок, а в условиях СД
снижается до среднегодового уровня, но только у самок. Таким образом, наиболее
сильное влияние депривации оказывают именно на центры фотопериодической
системы гипоталамуса – центральный пейсмекер СХЯ и центр регуляции энергообмена – АЯ.
Интоксикация на фоне ТД повышает функциональную активность СХЯvl
самцов и СОЯ самок, и, напротив, угнетает функциональное состояния СОЯ,
ПВЯ, ВМЯ самцов и СХЯdm, АЯ и ВМЯ самок. В условиях СД введение хлорида
кадмия приводит к стимуляции функциональной активности СХЯvl и ПВЯ обоих
животных и АЯ самцов. Изменения интенсивности синтетических процессов в
изученных гипоталамических центрах под влиянием токсиканта согласуются с
254
принципом исходного состояния. Исключение составляет угнетение токсикантом
центров АЯ и СХЯdm у самок, функциональная активность которых и без того
была понижена под влиянием постоянного освещения.
Процессы репарации поврежденных функциональных систем являются энергозависимыми, в связи с чем они нарушают существующий энергетический баланс организма и с участием гомеостатических центров гипоталамуса в системе
устанавливается новое состояние равновесия. Именно поэтому в наибольшей степени на стрессирующий режим искусственного освещения и введения кадмия отвечают центры, ответственные за энергетический гомеостаз – АЯ и ВМЯ.
Условия измененных световых режимов приводят к снижению скорости набора массы тела и даже ее потере, что наблюдается у самцов в условиях световой,
а у самок – в условиях темновой депривации. Интоксикация на их фоне способствует более выраженной потере массы тела, которая достигает наибольших значений у самцов в условиях ТД. Именно для этого режима характерна значительная
стимуляция ВМЯ, как известно, являющимся «центром голода».
У животных обоего пола вне зависимости от режима искусственного освещения возрастала высота фолликулярного эпителия щитовидной железы и снижалось соотношение площадей коркового и мозгового вещества в надпочечниках.
Искусственные фоторежимы не влияют на содержание общего белка в крови самцов, а у самок происходит увеличение его содержания, но только в условиях СД.
Введение соли кадмия приводит к снижению общего белка вне зависимости от
условий освещения.
Самки более чувствительны к условиям измененных фоторежимов, что выражается в более сильном, чем у самцов угнетении нейроэндокринных центров
гипоталамуса, снижении индексов эндокринных желез и органов иммунной системы. У самок сильнее проявляются последствия интоксикации на фоне искусственных фоторежимов, особенно в аминергических центрах и СХЯ, значительнее
по сравнению с самцами возрастает индекс надпочечников и снижается индекс
тимуса. Об особой чувствительности женского пола к условиям освещения свидетельствуют и данные литературы (Анисимов В.Н. 2006; 2010).
255
Условия искусственных фоторежимов приводят к снижению интенсивности
перекисного окисления липидов, но выраженность этого процесса зависит от вида
ткани и пола животного. В условиях ТД уменьшается количество продуктов ПОЛ
в почках и мозге у самцов, в печени, мозге и гонадах у самок. На фоне СД происходит уменьшение количества ТБК-реактантов в почках у животных обоего пола,
а в печени и гонадах – только у самок. Хлорид кадмия на фоне деприваций либо
не изменяет, либо повышает содержание продуктов ПОЛ, последнее происходит
на фоне ТД в мозге у самцов, в печени и гонадах у самок, а в условиях СД в печени у животных обоего пола.
Временной фактор выступает не только внешним сигналом, определяющим
«настройку» токсикорезистентности организмов разного пола, но и является
внутренним фактором, определяющим скорости реакции функциональных систем
на интоксикацию. Скорость ответа и адаптации функциональной системы на введение токсического вещества, на наш взгляд будет определяться как резервной
возможностью системы, так и степенью ее «активации», изменяющейся по сезонам года. Функциональная активность той или иной системы, фиксируемая через
определенный период времени после интоксикации, проведенной в одинаковой
дозе, но в разные сезоны года, может находиться на разных стадиях разворачивающейся реакции адаптации. Половые особенности токсикорезистентности также могут обуславливаться временным фактором, а именно разными скоростями
адаптационных процессов на уровне организма самцов и самок белых крыс, что
приводит к разной их чувствительности к интоксикации хлоридом кадмия, введенного в одинаковой дозе при неизменных условиях содержания.
Результаты проведенного исследования свидетельствуют, что различная по
силе реакция самцов и самок на введение токсиканта имеет зависимость от временного фактора. Возникающие половые отличия прослеживаются на разных
этапах адаптационного процесса, они могут быть велики на одном из этапов процесса адаптации и нивеливоваться на других. Так, прирост массы тела интактных
животных обоего пола после введения соли кадмия сменяется ее потерями уже
после первых 5 дней интоксикации, максимальная скорость потери массы как у
256
самцов, так и у самок наблюдается в последние дни интоксикационного периода.
Восстановление скорости набора массы у самцов происходит медленнее, но к
концу двух недель после отмены интоксикации их ежедневная прибавка в массе
выше, чем у интактных животных, в то время как у самок скорость набора массы
тела наиболее высока в начале восстановительного периода, а к его концу она не
отличается от таковой у контрольных самок.
Интоксикационный период приводит к постепенному увеличению индексов
щитовидной железы и надпочечников у самцов и содержания продуктов ПОЛ в
мозге животных обоего пола. Тимический индекс и концентрация белка в плазме
дозозависимо снижаются у животных обоего пола, а индекс селезенки уменьшается только в середине периода интоксикации, и только у самцов. У самцов также
наблюдается возрастание содержания ТБК-реактантов в начале интоксикационного периода в печени и почках.
На первых этапах периода интоксикации в крови подопытных животных наблюдается выраженная нейтрофилия и эозинопения, к концу – активация мононуклеарной системы. У самцов увеличение относительного количества нейтрофилов в крови в начале интоксикационного периода выражено значительнее, чем у
самок, однако реакция со стороны мононуклеарной системы у них замедлена.
Через 15 дней после отмены интоксикации все рассмотренные показатели
возвращаются к значениям, характерным для контрольных животных, за исключением компенсаторно увеличенных индексов надпочечников и селезенки, повышенного содержания белка в плазме крови, сниженного содержания продуктов
ПОЛ в почках у самок, сниженной концентрация ТБК-реактантов в печени у самцов и увеличенного относительного количества моноцитов в крови у животных
обоего пола. Кроме того, у самцов остаются повышенными содержание перекисных продуктов в почках и относительное количество эозинофилов в крови.
Таким образом, проведенное исследование свидетельствует о том, что в формирование токсикорезистентности организма принимает участие фотопериодическая система гипоталамуса. Изменения нейроэндокринного гомеостаза, возникающие под влиянием токсического вещества, модулируются сезоном года и
имеют существенные отличия у самцов и самок.
257
ВЫВОДЫ
1. Фактор сезона является значимым для формирования уровня функционального
состояния всех изученных нейроэндокринных центров. Максимумы синтетической активности пептидергических и моноаминергических центров у животных
обоего пола приходятся на осень. У самок в супрахиазматическом ядре наиболее высокая синтетическая активность выявлена в зимний и летний периоды, у
самцов в афферентной зоне – зимой, а в эфферентной – осенью.
2. Под влиянием соли кадмия функциональная активность нейроэндокринных
центров самцов сдвигается в область средних значений ритма. У самок подобная закономерность характерна только для пептидергических центров, в то
время как функциональное состояние моноаминергических ядер и супрахиазматического ядра под влиянием токсиканта только угнетается.
3. Весной и осенью токсикорезистентность подопытных животных к кадмию выше по сравнению с летним и зимним периодом. Максимальная устойчивость к
токсиканту наблюдается у самцов осенью, что совпадает с пиком активности
нейроэндокринных центров гипоталамуса.
4. Наиболее выраженной сезонной динамикой индексов изученных висцеральных
органов обладают щитовидная железа и тимус, а наиболее реактивны к токсическому воздействию – тимус животных обоего пола, надпочечники самцов и
селезенка самок. При этом интоксикация приводит к увеличению относительной массы надпочечников и уменьшению индексов тимуса и селезенки.
5. Как темновая, так и световая депривации приводят к угнетению функционального состояния нейроэндокринных центров гипоталамуса, за исключением вентромедиального ядра, синтетическая активность которого в условиях постоянного освещения возрастает у животных обоего пола. Интоксикация сдвигает
функциональное состояние изученных центров по направлению к области
среднегодовых значений, за исключением усиления функциональной активности паравентрикулярного ядра на фоне световой депривации у самцов, и угнетения функционального состояния эфферентной зоны супрахиазматического и
аркуатного ядер на фоне постоянного освещения у самок.
6. Условия фотодеприваций являются стрессирующими для организма животных,
что выражается в снижении доли коркового вещества в надпочечниках, увеличении высоты тироцитов и усилении катаболических процессов в организме.
258
Токсический стресс на фоне деприваций способствует более выраженной потере массы тела, возрастанию индекса надпочечников и снижению индекса тимуса подопытных животных.
7. Самки более чувствительны к условиям измененных фоторежимов, что выражается в более сильном, чем у самцов угнетении нейроэндокринных центров
гипоталамуса, снижении индексов эндокринных желез и органов иммунной
системы. У самок сильнее проявляются последствия интоксикации на фоне искусственных фоторежимов, особенно в моноаминергических центрах и супрахиазматическом ядре, значительнее по сравнению с самцами возрастает индекс
надпочечников и снижается индекс тимуса.
8. Динамика изменений функционального состояния организма крыс при хроническом поступлении хлорида кадмия имеет половые особенности. У животных
обоего пола отмечено прогрессивное снижение концентрации белка в плазме
крови и массы тела, уменьшение индекса тимуса, увеличение содержания продуктов ПОЛ в головном мозге и эозинофилов в крови. Только у самцов отмечено прогрессивное увеличение индексов щитовидной железы и надпочечников, а
также возрастание содержания ТБК-реактантов в печени и почках.
9. После прекращения введения хлорида кадмия изученные показатели в течение
15 дней возвращаются к значениям, близким контрольным. При этом динамика
их восстановления имеет половые различия. После прекращения интоксикации
у самок быстрее восстанавливается индекс тимуса, содержание белка в плазме
и доля эозинофилов в лейкоцитарной формуле.
259
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ
α-МСГ – альфа-меланоцитостимулирующий гормон
АКТГ – адренокортикотропный гормон
АЯ – аркуатное (дугообразное) ядро гипоталамуса
ВМЯ – вентрамедиальное ядро гипоталамуса
ГРП – гастрин-релизинг пептид
ДМГ – дорсомедиальный гипоталамус
ЕО – естественное освещение
МТ – металотионеин
ПВЯ – паравентрикулярное ядро гипоталамуса
ПОЛ – перекисное окисление липидов
СД – световая депривация
СОЯ – супраоптическое ядро гипоталамуса
СХЯ – супрахиазматическое ядро гипоталамуса
СХЯdm – дорсомедиальный отдел СХЯ
СХЯvl – вентролатеральный отдел СХЯ
ТБК – тиобартитуровая кислота
ТД – темновая депривация
Dio2 – дейодиназа 2 типа
Dio3 – дейодиназа 3 типа
VIP – вазоактивный интестинальный полипептид
260
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.
Абдурахманов, Г.М. Экологические особенности содержания микроэлементов в организме животных и человека / Г.М. Абдурахманов, И.В. Зайцев –
М.: Наука, 2004. – 187 с. – ISBN 5-02-033448-0.
2.
Акмаев, И.Г. Нейроиммуноэндокринология гипоталамуса. / И.Г. Акмаев,
В.В. Гриневич. – М.:Медицина, 2003. – С. 168.
3.
Алексеев, В.В. Морфофизиологическое становление и развитие эндокринных
желез у бычков в постнатальном онтогенезе, содержащихся в разных режимах адаптивной технологии // Автореф. диссертации на соискание ученой
степени д-ра биол. наук. – Чебоксары, 2008. – 48 с.
4.
Андреева, С.С. Сезонные изменения физиологических функций у детей и
подростков в условиях крайнего Севера // V Междунар. конф., посвященная
100-летию со дня рождения академика В.Н. Черниговского, «Механизмы
функционирования висцеральных систем». Санкт-Петербург, 16 – 19 октября
2007 г. – СПб, 2007.– С. 31.
5.
Анисимов, В.Н. Мелатонин его место в современной медицине. // Рус. мед.
журн. – 2006. – Т. 14, № 4. – С. 1-4.
6.
Анисимов, В.Н. Световой режим, старение и рак // Биологические механизмы
старения: Тезисы докладов IX междунар. симп.. Харьков, 26 – 29 мая 2010 г.
– Харьков, 2010. – С. 4-8.
7.
Анисимов, В.Н. Хронометр жизни // Природа. – 2007. – № 7. – С. 3-10.
8.
Анищенко, Т.Г. Половые проблемы стресса и адаптации // Успехи современной биологии. – 1991. – Т.111, вып. 3. – С.400-475.
9.
Арутюнян, А.В. Гипоталамическая регуляция репродуктивной функции и ее
нарушение под влиянием нейротоксических ксенобиотиков / А.В. Арутюнян,
М.Г. Степанов, А.В. Кореневский, Л.С. Козина // Научные труды I съезда физиологов СНГ. Сочи, Дагомыс, 19-23 сентября 2005 г. Т. 1. – Сочи, Дагомыс,
2005. – С. 116.
261
10. Арушанян, Э.Б. Значение эпифизарного гормона мелатонина для педиатрии и
педиатрической фармакологии // Мед. вестник Сев. Кавказа. – 2013. – Т. 8, №
1. – С. 116-122.
11. Ашофф, Ю. Обзор биоритмов. / В кн.: Биологические ритмы. В 2-х т. Т.1. /
Под ред. Ю. Ашоффа. – М.: Мир, 1984. – С. 12-21.
12. Балаболкин, М.И. Эндокринология. – М.: Универсум паблишинг, 1998. –
416 с.
13. Барышева, Е.С. Структурно-функциональные взаимоотношения щитовидной
железы и гипоталамо-гипофизарной нейроэндокринной системы при воздействии токсических доз кадмия и свинца // Вестник ОГУ. Приложение Биоэлементология. – 2006. – № 12. – С. 36-39.
14. Барышева, Е.С. Функциональное состояние щитовидной железы и особенности обмена токсичных микроэлементов в организме человека // Современные
наукоемкие технологии. – 2008. – № 2. – Электронная публикация:
www.rae.ru
15. Бачу, А.Я. Дисритмия ЭГГ из гастро-дуоденальной области на фоне повышенной белок синтетической активности в паравентрикулярном ядре гипоталамуса, голубом пятне и дорсальном вагусном ядре / А.Я. Бачу, В.А. Шептицкий // V Междунар. конф., посвященная 100-летию со дня рождения академика В.Н. Черниговского, «Механизмы функционирования висцеральных
систем». Санкт-Петербург, 16 – 19 октября 2007 г. – СПб, 2007. – С. 43-44.
16. Березкин, М.В. Хронобиологические аспекты чувствительности и резистентности организма (хронотоксикология) // Хронобиология и хрономедицина /
под ред. Ф.И. Комарова. – М.: Медицина, 1989. – С. 105–115.
17. Білецька Є.М. Гігієнічна оцінка сумарного добового надходження важких
металів до організму в умовах промислових міст // Довкілля та здоров’я. –
1999. - №2(9). – С.2-6.
18. Богатова, С.В. Роль эпифиза в структурно-временной организации трахеобронхиальных лимфатических узлов белых крыс / С.В. Богатова, В.И. Арав,
262
В.В. Богатов // Науч. труды I съезда физиологов СНГ. Сочи, Дагомыс, 19-23
сентября 2005 г. – Сочи, Дагомыс, 2005. – С. 123.
19. Боголепова, И.Н. Структурная организация лимбической области коры мозга
у мужчин и женщин / И.Н. Боголепова, Л.И. Малофеева // V Междунар.
конф., посвященная 100-летию со дня рождения академика В.Н. Черниговского, «Механизмы функционирования висцеральных систем». СанктПетербург, 16 – 19 октября 2007 г. – СПб, 2007. – С. 45-46.
20. Бондаренко, Л.А. Влияние постоянного освещения на суточный ритм мелатонина и структуру пинеальной железы у кроликов / Л.А. Бондаренко, Г.И.
Губина-Вакулик, Н.Н. Сотник, Геворкян А.Р. // Проблеми ендокринної
патології. – 2005. - № 4. – С. 38-45.
21. Борисенков, М.Ф. Сезонные изменения суточного ритма общей антиоксидантной активности слюны человека // Физиология человека. – 2008. – Т. 34,
№ 1. – С. 132–134.
22. Букалёв, А.В. Влияние светового режима на заболеваемость и спонтанный
онкогенез у крыс / А.В. Букалёв, И.А. Виноградова // Мед. академ. журнал. –
2012. – Т. 12, №1. – С. 36-45.
23. Булик, Т.С. Сезонність репродуктивних невдач в ембріональному періоді
гестації // Буковинський медичний вісник. – 2006. – Т. 10, №4. – С. 19-21.
24. Бутенко, Г.М. Возрастные изменения цирканнуальных отношений количества стромальных и кроветворных клеток-предшественников в костном мозге
мышей как возможный фактор риска развития остеопороза / Г.М. Бутенко,
И.Ф. Лабунец, Т.В. Максюк // Пробл. остеологiї. – 2000. – № 3-4. – С. 4-10.
25. Виноградова, И. А. Возрастные изменения физической работоспособности и
некоторых биохимических показателей мышц крыс под влиянием световых
режимов и препаратов эпифиза / И.А. Виноградова, В.А. Илюха, А.С. Федорова, Е.А. Хижкин, А.Р. Унжаков, В.Д. Юнаш // Успехи геронтологии. – 2007.
– Т. 20, № 1. – С. 66–73.
26. Виноградова, И.А. Геропротекторный эффект пептида Аla·Glu·Asp·Glу у
самцов крыс, содержавшихся при разных режимах освещения / И.А. Вино-
263
градова, А.В. Букалев, М.А. 3абежинский, А.В. Семенченко, В.Х. Хавинсон,
В.Н. Анисимов //Бюлл. эксп. биол. и мед. – 2008. – Т. 145, № 4. – С. 455-460.
27. Виноградова, И.А. Нарушение функциональных периодов развития под
влиянием постоянного освещения / И.А. Виноградова, В.Д. Юнаш // V Всероссийская конференция с международным участием, посвященная 100летию со дня рождения академика В. Н. Черниговского, «Механизмы функционирования висцеральных систем»: Тез. докл. – СПб., 2007. – С. 68–69.
28. Владимцева, Т.М. Защитное действие родиолы розовой на восстановление
морфологических изменений ядрышкового аппарата клеток костного мозга
при свинцовой и цинковой интоксикации. / Т.М. Владимцева, И.А. Пашкевич
// Вестник Алтайского государственного аграрного университета. – 2009. –
Т. 53, № 3. – С. 40-43.
29. Владимиров С.В. Супрахиазматическое ядро гипоталамуса: роль в регуляции
циркадианных ритмов, строение, нервные связи, развитие в онтогенезе / С.В.
Владимиров, М.В. Угрюмов // Успехи совр. Биологии. – 1995. – Т. 115, № 2. –
С. 185-195.
30. Герасимов, А.В. Морфофункциональные закономерности адаптации: нейроэндокринные центры и поднижнечелюстные железы при воздействии света и
радиации (экспериментальное исследование): дисс. ... д-ра мед. наук. –
Томск, 2006 - 358 c.
31. Гоженко, А.І. Можливість електрокардіографічного методу для визначення
сезонного функціонального стану серця / А.І. Гоженко, Б.В. Панов, В.В. Пилипонова, О.О. Свірський, О.А. Топор // Буковинський медичний вісник. –
2006. – Т. 10, №4. – С. 25-27.
32. Гончарова, Н.Д. Возрастные особенности циркадных ритмов активности гипоталамо-гипофизарно-адреналовой системы и глутатионзависимой антиоксидантной системы у лабораторных приматов / Н.Д. Гончарова, Т.Э. Оганян,
А.В. Шмалий, Б.А. Лапин // Научные труды I съезда физиологов СНГ, Т. 1. –
Сочи, Дагомыс 19-23 сентября, 2005. – С. 173.
264
33. Годоражи, О.Ю. Временная организация Н2-рецепторов головного мозга в
механизмах хроночувствительности к блокаторам гистаминовых рецепторов:
автореф. дисс. канд. мед. наук: 14.03.06. – Уфа, 2010. – 23 с.
34. Горанский, А.И. Влияние освещенности на возрастные особенности функций
почек у крыс / А.И. Горанский, И.А. Виноградова, Е.Ю. Барсукова // Бюллетень сибирской медицины, 2005. Приложение 1. Тезисы докладов V Сибирского физиологического съезда. – Томск: СибГМУ, 2005. –С. 56.
35. Гордієнко, В.В. Вікові особливості хроноритмів екскреторної функції нирок
у щурів за тривалої дії малих доз кадмію хлориду // Буковинський медичний
вісник. – 2006. – Т. 10, №4. – С. 27-31.
36. Гриневич, В.В. Нейроиммуноэндокринные взаимодействия в системе гипоталамус – гипофиз – кора надпочечников при воспалении / В.В. Гриневич,
О.В. Волкова, И.Г. Акмаев // Успехи современного естествознания. – 2003. –
№ 5. – С.10-14.
37. Гринин, А.С. Математическое моделирование в экологии / Гринин А.С.,
Орехов Н.А., Новиков В.Н. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003. – 269 с.
38. Губский, Ю.И. Влияние хлористого кадмия на ДНК-, РНК-полимеразную активность и переокисление липидов фракций хроматина печени крыс / Ю.И.
Губский, Е.Л. Левицкий, Л.К. Ленчевская // Укр. биохим. журн. – 1993. – Т.
65, № 5. – С. 112-115.
39. Губський, Ю.І. Вивчення компонентів системи гемоглобіну та антиоксидантних ферментів за кадмієвої інтоксикації / Ю.І. Губський, Г.М. Ерстенюк //
Укр. біохім. журн. – 2002. – Т. 74. № 5. – С. 124-127.
40. Гуралюк, В.М. Вплив епіталону на функціональну активність мозкової речовини надниркових залоз на фоні зміненого фотоперіоду / В.М. Гуралюк, В.П.
Пішак, Р.Є. Булик // Буковинський медичний вісник. – 2006а. – Т. 10, №4. –
С. 40-42.
41. Гуралюк, В.М. Вплив фотоперіоду на циркадіанні ритми секреції кортикостерону в стресованих щурів // Буковинський медичний вісник. – 2006б. – Т.
10, №4. – С. 37-40.
265
42. Даниленко, О.В. Синдром хронической усталости как аутоиммунная гипоталамопатия и человеческий потенциал: клинические и патофизиологические
аспекты / О.В. Даниленко, Л.П. Чурилов. / Здоровье – основа человеческого
потенциала: проблемы и пути их решения: Труды 4-ой Всерос. науч.-практ.
конф. с междунар. участием. Санкт-Петербург, 24 – 26 ноября 2009 г. – СПб.:
Вести, 2009. – С. 203-213.
43. Дерновой, Б.Ф. Периферические вазомоторные реакции на нитроглицерин у
северян в контрастно-различающиеся сезоны года / Б.Ф. Дерновой, М.И. Бочаров / Механизмы функционирования висцеральных систем: Тез. докл. III
Всерос. конф. с международным участием, посвященной 175-летию со дня
рождения Ф.В.Овсянникова. Санкт-Петербург, 29 сентября – 1 октября 2003
г. – СПб, 2003. – С. 89-90.
44. Дєльцова, О.І. Морфо-функцiональнi змiни печiнки i тонкоï кишки пiд впливом хлориду кадмiю / О.І. Дєльцова, С.Б. Геращенко, М.І. Грищук, Г.М. Ерстенюк // Світ медицини та біології. – 2005. – № 1. –С. 11-15.
45. Дзеранова, Л.К. Успехи, проблемы и перспективы изучения пролактина /
Дзеранова Л.К., Табеева К.И. // Рос. хим. ж. – 2005. – Т. XLIX, № 1. – С. 8493.
46. Дубилей, Т.А. Влияние повреждения вентромедиального ядра гипоталамуса
и латеральной гипоталамической области на продолжительность жизни старых крыс / Т.А. Дубилей, Ю.Е. Рушкевич // Буковинський медичний вісник. –
2009. – Том 13, №4. – С 105-108.
47. Ежов, С.Н. Хронорезистентность, биоритмы и функциональные резервы организма в фазах десинхроноза при временной адаптации / С.Н. Ежов, С.Г.
Кривощеков // Бюлл. Сибирского отделения Рос. акад. мед. наук : ежекварт.
науч.-теор. журн. – 2004. – № 4. – С. 78–85.
48. Ерстенюк, Г.М. Динаміка змін оксигемоглобіну у щурів при введенні хлориду кадмію // Мед. хімія. – 2003. – Т. 5, № 4. – С. 23-26.
266
49. Естернюк, Г. Кисневотранспортна функцiя кровi за умов кадмiєвоï
iнтоксикацiï. // Вiсник Львiв. ун-ту. Серiя бiологiчна. – 2004. – Вип. 37. – С.
72-76.
50. Жарская, О.О. Динамика и механизмы реорганизации ядрышка в митозе. /
О.О. Жарская, О.В. Зацепина // Цитология. – 2007. – Т. 49, № 5. – С. 355-369.
51. Зайчик, А.Ш. Общая патофизиология./ А.Ш. Зайчик, Л.П. Чурилов. – СПб.:
ЭЛБИ-СПб, 2001. – С. 506.
52. Залавина, С.В. Многоэлементный портрет детей дошкольного возраста в условиях накопления кадмия / С.В. Залавина, А.В. Скальный, С.В. Ефимов,
Е.А. Васькина // Вестник ОГУ. Приложение Биоэлементология. – 2006. - №
12. – С. 101-103.
53. Заморский, И.И. Латеральное ядро перегородки мозга: морфологическая и
функциональная организация, роль в формировании хроноритмов / И.И. Заморский, В.Ф. Мыслицкий, В.П. Пищак // Успехи физиол. наук. – 1998. – Т.
29, № 2. – С. 68-87.
54. Замощина, Т.А. Мелатонин и ритмическая организация суточной динамики
содержания натрия, калия, кальция в крови, мозге, моче крыс в условиях постоянного освещения / Т.А. Замощина, Х.М. Шрейм, Е.В. Иванова // Бюллетень сибирской медицины, 2005. Приложение 1. Тезисы докладов V Сибирского физиологического съезда. – Томск: СибГМУ, 2005. –С. 56.
55. Замощина, Т.А. Особенности суточной динамики содержания натрия, калия,
кальция и лития в крови, мозге и моче крыс в зависимости от сезона года и
режима освещения / Т.А. Замощина, Е.В. Иванова // Вестник ОГУ. Приложение Биоэлементология. – 2006. - № 12. – С. 104-106.
56. Замощина, Т.А. Электролитическое повреждение правого супрахиазматического ядра и циркадианные ритмы температуры тела и горизонтальной активности крыс в тесте «открытое поле» / Т.А. Замощина, М.В. Мелешко, А.В.
Матвеенко // Бюллетень СО РАМН. – 2004. – Т. 111, № 1. – С. 68-72.
267
57. Ильичева, В.Н. Характеристика филогенетически различных отделов коры
головного мозга крыс после облучения / В.Н. Ильичева, Б.Н. Ушаков // Рос.
мед.-биол. вестник имени акад. И.П. Павлова. – 2012. - № 2. – С. 85-89.
58. Инюшкин, А.Н. Лептин модулирует активность нейронов супрахиазматического ядра и афферентацию из аркуатного ядра / А.Н. Инюшкин, Р.Е.Д.
Дайбл // Механизмы функционирования висцеральных систем: Тез. докл. III
Всерос. конф. с международным участием, посвященной 175-летию со дня
рождения Ф.В.Овсянникова. Санкт-Петербург, 29 сентября – 1 октября 2003
г. – СПб, 2003. – С. 126-127.
59. Кабак, Я.М. Практикум по эндокринологии: основные методики экспериментально - эндокринологических исследований. – М.: Изд. Московского университета, 1968. - 276 с.
60. Ковальзон, В.М. Мелатонин без чудес. // Биология. – 2003. – Т. 709, № 37. –
С. 2-6.
61. Ковальзон, В.М. Мелатонин и сон / В.М. Ковальзон, А.М. Вейн // В кн.: Мелатонин в норме и патологии. – М., 2004. – С. 182-197.
62. Ковальчук, Л.А. Оценка эколого-физиологического состояния мышевидных
грызунов, обитающих на фоновых территориях и в условиях техногенного
загрязнения среды // Научные труды I съезда физиологов СНГ. Сочи, Дагомыс 19-23 сентября 2005. Т. 1. – Сочи, Дагомыс, 2005. – С. 187.
63. Кокаев, Р.И. Влияние сульфата кадмия на функцию почек у крыс линии Вистар в условиях спонтанного диуреза и при водной нагрузке / Р.И. Кокаев //
Механизмы функционирования висцеральных систем: Тез. докл. III Всерос.
конф. с международным участием, посвященной 175-летию со дня рождения
Ф.В.Овсянникова. Санкт-Петербург, 29 сентября – 1 октября 2003 г. – СПб,
2003. – С. 144-145.
64. Колчанов, Н.А. Интеграция генных сетей, контролирующих физиологические функции организма / Н.А. Колчанов, О.А. Подколодная, Е.В. Игнатьева,
В.В. Суслов, Т.М. Хлебодарова, А.Л. Проскура, Е.С. Воронич, Е.А. Дубовенко // Вестник ВОГиС. – 2005. – Т. 9, № 2. – С. 179-198.
268
65. Кондратенко, Е.И. Функциональные взаимосвязи эндокринных и свободнорадикальных процессов у крыс разного пола при изменении освещения // Астрахань: Изд-во АГУ. – 2003. – 194 с.
66. Коротеева, Т.В. Сезонная динамика гормонального обмена у здоровых женщин разных этнических групп / Т.В. Коротеева, И.В. Радыш, Н.В. Ермакова,
А.М. Ходорович // Физиология адаптации: Материалы 2-й Всероссийской
научно-практической конференции. Волгоград, 22–24 июня 2010 г. / Науч.
ред. А.Б. Мулик. – Волгоград: Волгоградское научное издательство, 2010. –
С.76-77.
67. Кржановский Г.Н. Дизрегуляционная патология – М., 2002.– 96 с.
68. Кузьминова, И.А. Влияние гипопинеализма на биоритмы показателей липидного спектра крови у кроликов / И.А. Кузьминова, Л.А. Бондаренко // Буковинський медичний вісник. – 2006. – Т. 10, №4. – С. 92-95.
69. Куценко, C.А. Основы токсикологии / С.А. Куценко. – СПб.: СанктПетербург, 2002. – 456 с.
70. Лабунец, И.Ф. Влияние пептидов эпифиза на морфофункциональное состояние эпифиза и гипоталамуса у мышей линии CBA при старении. / И.Ф. Лабунец, Г.В. Копылова, Л.В. Магдич, Г.М. Бутенко // Журн. АМН Украïни. –
2005. – Т. 11, № 3. – С. 601-611.
71. Лабунец, И.Ф. Пептидные факторы эпифиза и ритмы функций тимуса и костного мозга у животных при старении / И.Ф. Лабунец, Г.М. Бутенко, В.А.
Драгунова, Л.В. Магдич, Г.В. Копылова, А.Е. Родниченко, С.А. Михальский,
В.Х. Хавинсон, М.В. Азарскова, Т.В. Максюк // Успехи геронтологии. – 2004.
– Вып. 13. – С. 81–89.
72. Лабунець, І.Ф. Епiфiз i вiковi порушення ритмiчних коливань функцiї надниркових i статевих залоз у тварин / І.Ф. Лабунець, Л.В. Магдич, В.М. Жеребицький // Ендокринологiя. – 2003. – Т. 8, № 1. – С. 85-92.
73. Лохмиллер, Р.Л. Экологические факторы и адаптивная значимость изменчивости иммунитета мелких млекопитающих / Р.Л. Лохмиллер, М.П. Мошкин //
Сибирский экологический журнал, – 1999. – № 1. – С. 37-58.
269
74. Лютфалиева, Г.Т. Влияние сезона года и фотопериодичности на частоту регистрации повышенных концентраций аутоантител у практически здоровых
людей / Г.Т. Лютфалиева, Л.К. Добродеева, Н.Н. Петреня // Науч. труды I
съезда физиологов СНГ. Сочи, Дагомыс, 19-23 сентября 2005 г. – Сочи, Дагомыс, 2005. – С. 117.
75. Мамаев Н.Н. Структура и функция ядрышкообразующих районов хромосом:
молекулярные, цитологические и клинические аспекты / Н.Н. Мамаев, С.Е.
Мамаева // Цитология. – 1992. –Т.34, №10. –С.3-25.
76. Манвелян, Э.А. Циркадианные и половые различия в интенсивности галоперидоловой каталепсии при стрессировании крыс / Э.А. Манвелян, М.А. Булгакова // Физиология адаптации: Материалы 2-й Всероссийской научнопрактической конференции. Волгоград, 22–24 июня 2010 г. / Науч. ред. А.Б.
Мулик. – Волгоград: Волгоградское научное издательство, 2010. – С. 125128.
77. Матолинец, О.М. Состояние показателей иммунной системы при воздействии кадмия // Науч. труды I съезда физиологов СНГ. Сочи, Дагомыс, 19-23
сентября 2005 г. – Сочи, Дагомыс, 2005. – С. 111.
78. Матолінець, О.М. Вікові особливості антиоксидної системи у тварин з
кадмієвим токсикозом // Медична хімія. – 2000. –Т.2,№1. – С.44-47.
79. Матюшин, А.И. Защитная роль эстрадиола при экстремальных состояниях //
БЭБиМ. – 1992. – Т. 11. – С. 497-500.
80. Меньшикова, Е. Б. Окислительный стресс. Прооксиданты и антиоксиданты /
Е.Б. Меньшикова, В.З. Ланкин, Н.К. Зенков, И.А. Бондарь, Н.Ф. Круговых,
В.А. Труфакин. – М.: Фирма «Слово». – 2006. – 556 с.
81. Минина, В.И. Влияние производственной среды на функциональную активность генов рДНК у рабочих Салаирского горно-обогатительного комбината
/ В.И. Минина, Я.А. Савченко, В.Р. Ахматьянова // Современные проблемы
науки и образования. – 2006. - № 3. – С. 105.
82. Михайлов Б.В. Проблема депрессий в общесоматической практике // Международный медицинский журнал. – 2003. – Т. 34, № 4. – С. 22-27.
270
83. Михальский, С.А. Сравнительная характеристика возрастных структурнофункциональных изменений вентромедиального ядра и латеральной области
гипоталамуса и особенности их реакции на стресс: дисс. … канд. биол. наук
03.00.11 – цитология, клеточная биология, гистология.– Киев, 2004.
84. Мулик, А.Б. Уровень общей неспецифической реактивности организма человека: монография / А.Б. Мулик, М.В. Постнова, Ю.А. Мулик. – Волгоград:
Волгоградское научное издательство, 2009. – 224 с.
85. Нейко, Є. М. Інтоксикація кадмієм: токсикокінетика і механізм біоцидних
ефектів (огляд літератури і власних досліджень) / Є.М. Нейко, Ю.І. Губський,
Г.М. Ерстенюк // Журн. АМН України. – 2003. – Т. 9. № 2. – С. 250-260.
86. Нестеров, Ю. В. Сравнительные эффекты острого иммобилизационного
стресса на перекисное окисление липидов в легких и печени // Тез. докл. итоговой научн. конф. АГПУ. Астрахань, 29 апреля 1997 г. – Астрахань: АГПУ.
– 1997. – С. 19.
87. Ноздрачев, А.Д. Начала физиологии:Учебник для вузов.3-е изд., стер. / А.Д.
Ноздрачев, Ю.И. Баженов, И.А. Баранникова, А.С. Батуев и др. / Под ред.
Акад. А.Д. Ноздрачева. – СПб.: Лань, 2004. – 1088 с.
88. Нотова, С.В. О связи нарушений репродуктивного здоровья и элементного
статуса / С.В. Нотова, Н.В. Малышева, С.В. Лебедев, С.Г. Губайдуллина //
Вестник ОГУ. Приложение Биоэлементология. – 2006. - № 12. – С. 190-193.
89. Оленев, С.Н. Конструкция мозга. – Л.: Медицина, 1987. – 208 с.
90. Папуниди, К.X. Техногенное загрязнение окружающей среды как фактор заболеваемости животных / К.X. Папуниди, И.А. Шкуратова // Вет. врач. 2000.
- № 2. - С. 56-60.
91. Парахонский, А.П. Участие лимфоцитов в обеспечении энергетического баланса организма /А.П. Парахонский, А.И. Абарбарчук // Науч. труды I съезда
физиологов СНГ. Сочи, Дагомыс 19-23 сентября 2005 г. – Сочи, Дагомыс,
2005. – С. 113-114.
92. Паршина, С.С. Сезонные биоритмы систем гемостаза, фибринолиза и вязкости крови у здоровых лиц / С.С. Паршина, Л.К. Токаева // Физиология адап-
271
тации: Материалы 2-й Всероссийской научно-практической конференции,
Волгоград, 22–24 июня 2010 г. / Науч. ред. А.Б. Мулик. – Волгоград: Волгоградское научное издательство, 2010. – С.73-76.
93. Плехова, Е.И. Мелатонин и его возможное участие в функционировании щитовидной железы в пубертатном периоде / Е.И. Плехова, С.И. Турчина. //
Проблемы эндокринной патологии. – №2. – 2011. – С. 29-35.
94. Плохинский, Н.А. Биометрия. – М.: Изд-во Моск. ун-та, 1970. – 368 с.
95. Плохинский, Н.А. Биометрия. – Новосибирск: Изд-во Сибирского отделения
АН СССР, 1961. – 365 с.
96. Поленов, А.Л. Общий принцип гипоталамической нейроэндокринной регуляции защитно-приспособительных реакций организма. // Матер. конф. «Эндокринная система организма и токсические факторы внешней среды» под
ред. А.Л. Поленова. – Л.: АН СССР, 1980. – С. 272-285.
97. Пономарева, Т.И. Применение хаурантина для коррекции стрессовых дезадаптаций / Т.И. Пономарева, Ю.И. Добряков // Научные труды I съезда физиологов СНГ, Т. 1. – Сочи, Дагомыс, 19-23 сентября, 2005 г. – Сочи, Дагомыс, 2005. – С. 177.
98. Попов, С.С. Крупноклеточные ядра гипоталамуса в условиях воздействия
ЭМИ высокой плотности / С.С. Попов, А.Я. Должанов, В.Г. Зуев // Механизмы функционирования висцеральных систем: III Всерос. конф. с международным
участием,
посвященная
175-летию
со
дня
рождения
Ф.В.Овсянникова. Санкт-Петербург, 29 сентября – 1 октября 2003 г. – СПб,
2003. – С. 260.
99. Попова, М.С. Пентилентетразоловый киндлинг у крыс: сезонная зависимость
и анализ морфологических изменений гиппокампа / М.С. Попова, Т.В. Павлова // Тезисы докладов XIII международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2006», секция «Биология» (12-15 апреля, г. Москва). – М.: МГУ, биологический факультет. – С. 183-184.
272
100. Потанин, М.Б. Морфологическая вариабельность гипоталамуса в обеспечении конституциональной стресс-реактивности (экспериментальное исследование) // Автореф. … д-ра мед. наук. – Волгоград, 2008. – 31 с.
101. Правила лабораторной практики в Российской Федерации: приложение к
приказу МЗ РФ № 267 от 19.06.2003.
102. Радыш, И.В. Околосуточная интенсивность перекисного окисления липидов
и активность антиоксидантной системы у женщин с нейроциркуляторной
дистонией / И.В. Радыш, А.А. Марьяновский, С.И. Краюшкин, Л.С. Кодуа,
Е.В. Бенедицкая // Болезни цивилизации в аспекте учения В.И. Вернадского:
Материалы третьей международной конференции. Москва, 10-12 октября
2005 г. – Москва, 2005. – С. 113.
103. Розен, Б.В. Половая дифференцировка функций печени / Б.В. Розен, Г.Д. Матарадзе, О.В. Смирнова, А.Н. Смиронов. – М.: Медицина, 1991. – 336 с.
104. Свистунов, С.В. Половой диморфизм в реакции гликопротеидных рецепторов тромбоцитов на электромагнитное облучение терагерцевого диапазона на
частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,
176-150, 664 ГГЦ у белых крыс при остром стрессе // Автореф. … канд. мед.
наук. – Саратов, 2011. – 24 с.
105. Семак, И.В. Физиологические и биохимические механизмы регуляции циркадных ритмов / И.В. Семак, В.А. Кульчицкий // Труды БГУ. – 2007. – Т. 2,
№ 1. – С. 17-37.
106. Семенова, М.Г. Гормональная функция адренокортикальной системы у активных и пассивных крыс в условиях неизбегаемого стресса / М.Г. Семенова,
В.В. Ракицкая // Механизмы функционирования висцеральных систем: III
Всероссийская конференция с международным участием, посвященная 175летию со дня рождения Ф.В.Овсянникова. Санкт-Петербург, 29 сентября – 1
октября 2003 года. – СПб, 2003. – С. 296-297.
107. Скальный, А.В. Химические элементы в физиологии и экологии человека. –
М.: Издательский дом «ОНИКС 21 век»: Мир, 2004. – 216 с.
273
108. Соловьев, Р.М. Суточная динамика тиреоидных гормонов в крови ремонтных
тёлок голштинской породы / Р.М. Соловьев, В.Ю. Козловский, А.А. Леонтьев
// Известия Оренбургского государственного аграрного университета. – 2011.
– №2(30).– С. 259-261.
109. Софронов, П.В. Токсикологическая оценка сочетанного воздействия кадмия
хлорида и Т-2 токсина на животных и применение бентонита в качестве лечебно-профилактического средства. / Дисс. канд. биол. наук: 16.00.04. – Казань, 2009. – 114 с.
110. Стежка, В.А. К механизму материальной кумуляции тяжелых металлов в организме белых крыс / В.А. Стежка, Е.Г. Лампека, Н.Н. Дмитруха // Гиг. труда. – 2001. – Вып. 32. – С. 219—230.
111. Степанчук, В.В. Хроноритмологічна структура екскреторної функції нирок
впродовж циклу місяця за умов змін фізіологічного стану шишкоподібної залози // Буковинський медичний вісник. – 2006. – Т. 10, №4. – С. 162-165.
112. Строев, Ю.И. Фотопериодизм, щитовидная железа и здоровье / Ю.И. Строев,
Л.П. Чурилов. / Здоровье – основа человеческого потенциала: проблемы и
пути их решения: Труды 3-й Всерос. научно-практической конф. с международным участием. Санкт-Петербург, 25-27 ноября 2008 г. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2008. – С. 272-280.
113. Струков, А.И. Патологическая анатомия / А.И. Струков, В.В. Серов. – М.:
Медицина, 1993. – С. 91-93.
114. Ташенова, Г.К. Перекисная резистентность эритроцитов лактирующих крыс
при сочетанном действии солей тяжелых металлов и антиоксидантов in vivo /
Г.К. Ташенова, З.Ж. Сейдахметова, М.К. Мурзахметова // Механизмы функционирования висцеральных систем: Тез. докл. III Всерос. конф. с международным
участием,
посвященной
175-летию
со
дня
рождения
Ф.В.Овсянникова. Санкт-Петербург, 29 сентября – 1 октября 2003 г. – СПб,
2003. – С. 317-318.
115. Теплый Д.Л., Калмыков А.П., Гринько Ю.М. Функциональное состояние
нейроцитов нонапептидергических крупноклеточных ядер гипоталамуса в
274
условиях напряжения антиоксидантной системы// Тезисы докладов 5-ой Всероссийской конференции «Нейроэндокринология – 2000», посвященной 75-ю
летию А.Л. Поленова. – СПб, 2000. – С.122-123.
116. Третьякова, Т.В. Изменения показателей гомеостаза холестерина у детей и
подростков европейского севера в зависимости от возраста и фотопериода /
Т.В. Третьякова, Ф.А. Бичкаева, О.С. Власова, Л.П. Жилина // Бюллетень сибирской медицины. Приложение 1. Тезисы докладов V Сибирского физиологического съезда. – Томск: СибГМУ, 2005. – С. 139.
117. Угрюмов, М.В. Механизмы нейроэндокринной регуляции. – М.: Наука, 1999.
– 299 с.
118. Фурдуй, Ф.И. Физиологические механизмы стресса и адаптации при остром
действии стресс-факторов. – Кишинев, 1986. – 188 с.
119. Харчиков, К.С. Сезонные изменения иммунного статуса у студентов-медиков
/ Актуальные вопросы медицинской науки: Тезисы докладов Всерос. конф. с
междунар. участием. Ярославль, 22 апреля 2009 г. – Ярославль: Издательства
ООО «ЯрМедиаГруп», 2009. – С. 78-79.
120. Хегай, И.И. Нейроиммунная реактивность у крыс линии Brattleboro с наследственным дефектом синтеза вазопрессина // V Междунар. конф., посвященная 100-летию со дня рождения академика В.Н. Черниговского, «Механизмы
функционирования висцеральных систем». Санкт-Петербург, 16 – 19 октября
2007 г. – СПб, 2007. – С. 336-337.
121. Хисматуллина, З.Р. Цитологические зарактеристики нейронов передней амигдалярной области и их реактивных изменений на фоне различных уровней
половых стероидов. / З.Р. Хисматуллина, А.В. Ахмадеев, Л.А. Шарафутдинова, Л.Б. Калимуллина // Цитология. – 2008. – Т. 50, № 5. – С. 381-387.
122. Хижкин, Е.А. Отсутствие фотопериодизма нарушает функционирование физиологических систем в постнатальном онтогенезе крыс / Е.А. Хижкин, В.Д.
Юнаш, Л.Б. Узенбаева, И.А. Виноградова, В.А. Илюха, Т.Н. Ильина, Ю.П.
Баранова, А.В. Морозов // Труды Карельского научного центра РАН. – 2013.
– № 3. – С. 149–158.
275
123. Шайкина, А.С. Морфометрический и гистохимический анализ эпителиоцитов молочных желез в норме и при некоторых патологических процессах. /
А.С. Шайкина, Б.Я. Рыжавский // Дальневосточный мед. журн. – 2014. – № 1.
– С. 60-63.
124. Шаляпина, В.Г. Реактивность гипофизарно-адренокортикальной системы на
стресс у крыс с активной и пассивной стратегиями поведения / В.Г. Шаляпина, В.В. Ракицкая // Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. – 2003. — Т. 89,
№ 5. — С. 585–590.
125. Ясінська, О.В. Вплив гіпобаричної гіпоксії на функцію надниркових залоз
статевонезрілих щурів за різної тривалості фотоперіоду // Буковинський медичний вісник. – 2006. – Т. 10, №4. – С. 201-203.
126. Abe, M. Circadian rhythms in isolated brain regions / M. Abe, E.D. Herzog, S.
Yamazaki, M. Straume, H. Tei, Y. Sakaki, M. Menaker, G.D. Block // J. Neurosci.
– 2002. – V. 22, № 1. – Р. 350-356.
127. Acosta-Galvan, G. Interaction between hypothalamic dorsomedial nucleus and the
suprachiasmatic nucleus determines intensity of food anticipatory behavior / G.
Acosta-Galvana, C.-X. Yia, J. van der Vlietb, J.H. Jhamandasc, P. Panulad, M.
Angeles-Castellanose, M.C. Basualdoa, C. Escobare, R.M. Buijs // PNAS. – 2011.
– V. 108, № 14. – P. 5813-5818.
128. Aguilera G. Regulation of pituitary ACTH secretion during chronic stress. // Front.
Neuroendocrinol. – 1994. – V. 15. – P. 321-350.
129. Aksoy A. Seasonal variability in behavioral despair in female rats / A. Aksoy, D.
Schulz, A. Yilmaz, R. Canbeyli // Int.J. Neurosci. – 2004. – Vol. 114. – P. 1513–
1520.
130. Al-Motabagani, M.A.H. Effect of Cadmium On The Morphology Of Adrenal
Gland In Mice // J. Anat. Soc. India. – 2002. – V. 51, № 2. – Р. 212-215.
131. Amili C.R. Aging and hypothalamic regulation of metabolic, autonomic, and endocrine functions // Aging and Recovery of the Functions of the Nervous System.
– New York, 1984. – P. 23-42.
276
132. Andersson, A.M. Variation in levels of serum inhibin B, testosterone, estradiol, luteinizing hormone, follicle-stimulating hormone, and sex hormone-binding globulin in monthly samples from healthy men during a 17-month period: possible effects of seasons / A.M. Andersson, E. Carlsen, J.H. Petersen, N.E. Skakkebaek // J.
Clin. Endocrinol. Metab. – 2003. – V. 88, № 2. – Р. 932-937.
133. Arendt, J. Melatonin: characteristics, concern, and prospects // J. Biol. Rhythms. –
2005. – V. 20, № 4. – P. 291-303.
134. Aton, S.J. Come together, right… now: synchronization of rhythms in a mammalian circadian clock / S.J. Aton, E.D. Herzog // Neuron. – 2005. – Vol. 48. – P.
531-534.
135. Barrenetxe, J. Physiological and metabolic functions of melatonin. / J. Barrenetxe,
P. Delagrange, J.A. Martínez // J. Physiol. Biochem. – 2004. – V. 60, № 1. – Р. 6172.
136. Barrett, P. Molecular pathways involved in seasonal body weight and reproductive
responses governed by melatonin / P. Barrett, M. Bolborea // J. Pineal Res. – 2012.
– V. 52, № 4. – Р. 376-388.
137. Baskerville T.A. Interactions between dopamine and oxytocin in the control of
sexual behavior / T.A. Baskerville, A.J. Douglas // Prog. Brain. Res. – 2008. – V.
170. – Р. 277-290.
138. Bernardis, L.L. Aging and hypothalamus: research perspectives / L.L. Bernardis,
P.J. Davis // Physiol. Behav. – 1996. – Vol. 59, № 3. – P. 525-536.
139. Betharia S, Maher T.J. Neurobehavioral effects of lead and manganese individually
and in combination in developmentally exposed rats. // Neurotoxicology. – 2012. –
V. 33, № 5. – Р. 1117-1127.
140. Bittman, E.L. The distribution of melatonin binding sites in neuroendocrine tissues of the ewe / E.L. Bittman, D.R. Weaver // Biol. Reprod.. – 1990. – V. 43,
№ 6. – Р. 986-993.
141. Bodenstein, C. Modeling the seasonal adaptation of circadian clocks by changes in
the network structure of the suprachiasmatic nucleus / C. Bodenstein, M. Gosak, S.
277
Schuster, M. Marhl, M. Perc // PLoS Comput. Biol. – 2012. – V. 8, № 9. – Р.
e1002697.
142. Bondarenko, L.A. Intensity of in vitro incorporation of 3H-melatonin in the thyroid
gland of rabbits with pineal gland hypofunction / L.A. Bondarenko, N.N. Sotnik,
E.M. Chagovets, L.Y. Sergienko, A.N. Cherevko // Bull. Exp. Biol. Med. – 2011. –
V. 150, № 6. – Р. 753-755.
143. Bosler, O. Mechanisms of structural plasticity associated with photic synchronization of the circadian clock within the suprachiasmatic nucleus // O. Bosler, C. Girardet, D. Sage-Ciocca, H. Jacomy, A.M. François-Bellan, D. Becquet // J. Soc Biol. – 2009. – V. 203, № 1. – Р. 49-63.
144. Brock M.A. Seasonal rhythmicity in lymphocyte blastogenic responses of mice
persists in a constant environment // J. of Immunology. – 1983. – V. 130. – P.
2586-2588.
145. Buijs, R.M. The autonomic nervous system: a balancing act / Handb. Clin. Neurol.
– 2013. – V. 117C. – Р. 1-11.
146. Calderoni, A.M. Alterations in the lipid content of pituitary gland and serum prolactin and growth hormone in cadmium treated rats / A.M. Calderoni, L. Oliveros,
G. Jahn, R. Anton, J. Luco, M.S. Giménez // Biometals. – 2005. – V. 18, № 3. – Р.
213-220.
147. Calderoni, A.M. Cadmium exposure modifies lactotrophs activity associated to genomic and morphological changes in rat pituitary anterior lobe / A.M. Calderoni,
V. Biaggio, M. Acosta, L. Oliveros, F. Mohamed, M.S. Giménez // Biometals. –
2010. – V. 23, № 1. – Р. 135-143.
148. Cambras, T. Social interaction and sex differences influence rat temperature circadian rhythm under LD cycles and constant light / T. Cambras, L. Castejón, A.
Díez-Noguera // Physiol. Behav. – 2011. – V. 103, № 3-4. – Р. 365-371.
149. Cano, P. Cadmium-induced changes in Per 1 and Per 2 gene expression in rat hypothalamus and anterior pituitary: effect of melatonin / P. Cano, A.H. Poliandri, V.
Jiménez, D.P. Cardinali, A.I. Esquifino // Toxicol. Lett.. – 2007. – V. 172, № 3. –
Р. 131-136.
278
150. Caride, A. Cadmium chloride exposure modifies amino acid daily pattern in the
mediobasal hypothalamus in adult male rat / A. Caride, B. Fernández-Pérez, T.
Cabaleiro, G. Bernárdez, A. Lafuente // J. Appl. Toxicol.. – 2010с. – V. 30, № 1. –
Р. 84-90.
151. Caride, A. Cadmium chronotoxicity at pituitary level: effects on plasma ACTH,
GH, and TSH daily pattern / A. Caride, B. Fernández-Pérez, T. Cabaleiro, M. Tarasco, A.I. Esquifino, A. Lafuente // J. Physiol. Biochem.. – 2010a. – V. 66, № 3. –
Р. 213-220.
152. Caride, A. Cadmium exposure disrupts GABA and taurine regulation of prolactin
secretion in adult male rats / A. Caride, B. Fernández-Pérez, T. Cabaleiroa, A.I.
Esquifino, A. Lafuente // Toxicol. Lett.. – 2009. – V. 185, № 3. – Р. 175-179.
153. Caride, A. Daily pattern of pituitary glutamine, glutamate, and aspartate content
disrupted by cadmium exposure / A. Caride, B. Fernández Pérez, T. Cabaleiro, A.
Lafuente // Amino Acids. – 2010b. – V. 38, № 4. – Р. 1165-1172.
154. Christian, H.C. Ultrastructural Changes in Lactotrophs and Folliculo-Stellate Cells
in the Ovine Pituitary during the Annual Reproductive Cycle. / H.C. Christian, L.
Imirtziadis, D. Tortonese // J. Neuroendocrinol. – 2015. – V. 27, № 4. – Р. 277284.
155. Chrousos, G.P. Interactions between the hypothalamic-pituitary-adrenal axis and
the female reproductive system: clinical implications / G.P. Chrousos, D.J. Torpy,
P.W. Gold // Ann. Intern. Med. – 1998. – V. 129. – Р. 229-240.
156. Chwełatiuk, E. Melatonin increases tissue accumulation and toxicity of cadmium
in the bank vole (Clethrionomys glareolus) / E. Chwełatiuk, T. Włostowski, A.
Krasowska, E. Bonda // Biometals. – 2005. – V. 18, № 3. – Р. 283-291.
157. Claustrat, B. Effect of constant light on prolactin and corticosterone rhythms evaluated using a noninvasive urine sampling protocol in the rat / B. Claustrat, J.L.
Valatx, C. Harthé, J. Brun // Horm. Metab. Res. – 2008. – V. 40, № 6. – Р. 398403.
279
158. Cordero M. Circadian and circannual rhythms of cortisol, ACTH, and αmelanocyte-stimulating hormone in healthy horses / M. Cordero, B.W. Brorsen, D.
McFarlane // Domest Anim. Endocrinol. – 2012. – V. 43, № 4. – Р. 317-324.
159. Cos, S. Exposure to light-at-night increases the growth of DMBA-induced mammary adenocarcinomas in rats / S. Cos, D. Mediavilla, C. Martínez-Campa, A.
González, C. Alonso-González, E.J. Sánchez-Barceló // Cancer Lett. – 2006. – V.
235, № 2. – Р. 266-271.
160. Czykier, E. Effect of acute exposure to cadmium on the expression of calcitonin
gene-related peptide (CGRP), calcitonin (CT), somatostatin (SST) and synaptophysin (SYN) in the C cells of the rat thyroid--a preliminary study / E. Czykier, J.
Moniuszko-Jakoniuk, B. Sawicki // Folia Morphol. (Warsz). – 2004. – V. 63, № 2.
– Р. 217-219.
161. Dalton, E.J. Use of slow-release melatonin in treatment-resistant depression. / E.J.
Dalton, D. Rotondi, R.D. Levitan, S.H. Kennedy, G.M. Brown // J. Psychiatry
Neurosci. – 2000. – V. 25, № 1. – Р. 48-52.
162. Dardente, H. Melatonin-dependent timing of seasonal reproduction by the pars tuberalis: pivotal roles for long daylengths and thyroid hormones // J. Neuroendocrinol. – 2012. – V. 24, № 2. – Р. 249-266.
163. Dauchy, R.T. Dark-phase light contamination disrupts circadian rhythms in plasma
measures of endocrine physiology and metabolism in rats / R.T. Dauchy, E.M.
Dauchy, R.P. Tirrell, C.R. Hill, L.K. Davidson, M.W. Greene, P.C. Tirrell, J. Wu,
L.A. Sauer, D.E. Blask // Comp. Med. – 2010. – V. 60, № 5. – Р. 348-356.
164. Dodge, J.C. Noradrenergic regulation of prolactin secretion at the level of the paraventricular nucleus of the hypothalamus: functional significance of the alpha-1b
and beta-adrenergic receptor subtypes / J.C. Dodge, L.L. Badura // Brain Res. –
2004. – V. 1016, № 2. – Р. 240-246.
165. Ebling, F.J. On the value of seasonal mammals for identifying mechanisms underlying the control of food intake and body weight. // Horm. Behav. – 2014. – V. 66,
№ 1. – P. 56-65.
280
166. Ebling, F.J. The thyrotropin-releasing hormone secretory system in the hypothalamus of the Siberian hamster in long and short photoperiods. / F.J. Ebling, D. Wilson, J. Wood, D. Hughes, J.G. Mercer, P.J. Morgan, P. Barrett // J. Neuroendocrinol. – 2008. – V. 20, № 5. – Р. 576-586.
167. Ellis, C. Diurnal profiles of hypothalamic energy balance gene expression with
photoperiod manipulation in the Siberian hamster, Phodopus sungorus / C. Ellis,
K.M. Moar, T.J. Logie, A.W. Ross, P.J. Morgan, J.G. Mercer // Am. J. Physiol.
Regul. Integr. Comp. Physiol. – 2008. – V. 294, № 4. – Р. R1148- R1153.
168. Elsenhans, B. Small-intestinal absorption of cadmium and the significance of mucosal metallothionein / B. Elsenhans, G.J. Strugala, S.G. Schäfer // Hum. Exp.
Toxicol.. – 1997. – V. 16, № 8. – Р. 429-434.
169. Engel, L. The photoperiod entrains the molecular clock of the rat pineal / L. Engel,
V. Lorenzkowski, C. Langer, N. Rohleder, R. Spessert // Eur. J. Neurosci. – 2005.
– V. 21, № 8. – P. 2297-2304.
170. Engström, B. Influence of chelating agents on toxicity and distribution of cadmium
among proteins of mouse liver and kidney following oral or subcutaneous exposure // Acta Pharmacol. Toxicol. (Copenh).. – 1981. – V. 48, № 2. – Р. 108-117.
171. Evans, J.A. Dim nighttime illumination alters photoperiodic responses of hamsters
through the intergeniculate leaflet and other photic pathways / J.A. Evans, S.N.
Carter, D.A. Freeman, M.R. Gorman // Neuroscience. – 2012. – V. 202. – Р. 300308.
172. Gelez, H. Neuroanatomical distribution of the melanocortin-4 receptors in male
and female rodent brain / H. Gelez, S. Poirier, P. Facchinetti, K.A. Allers, C.
Wayman, J. Bernabé, L. Alexandre, F. Giuliano // J. Chem. Neuroanat. – 2010. –
V. 40, № 4. – Р. 310-324.
173. Glad, C.A. Reverse feeding suppresses the activity of the GH axis in rats and induces a preobesogenic state / C.A. Glad, E.E. Kitchen, G.C. Russ, S.M. Harris, J.S.
Davies, E.F. Gevers, B.G. Gabrielsson, T. Wells // Endocrinology. – 2011. – V.
152, № 3. – Р. 869-882.
281
174. Glickman, G. Photic sensitivity for circadian response to light varies with photoperiod / G. Glickman, I.C. Webb, J.A. Elliott, R.M. Baltazar, M.E. Reale, M.N.
Lehman, M.R. Gorman // J. Biol. Rhythms. – 2012. – V. 27, № 4. – Р. 308-318.
175. Gonçalves, J.F. N-acetylcysteine prevents memory deficits, the decrease in acetylcholinesterase activity and oxidative stress in rats exposed to cadmium / J.F.
Gonçalves, A.M. Fiorenza, R.M. Spanevello, C.M. Mazzanti, G.V. Bochi, F.G.
Antes, N. Stefanello, M.A. Rubin, V.L. Dressler, V.M. Morsch, M.R. Schetinger //
Chem. Biol. Interact.. – 2010. – V. 186, № 1. – Р. 53-60.
176. Gonzalez, M.M. Light deprivation damages monoamine neurons and produces a
depressive behavioral phenotype in rats / M.M. Gonzalez, G. Aston-Jones // Proc.
Natl. Acad. Sci. USA. – 2008. – V. 105, № 12. – Р. 4898-4903.
177. Gu, C. Photic desynchronization of two subgroups of circadian oscillators in a
network model of the suprachiasmatic nucleus with dispersed coupling strengths /
C. Gu, Z. Liu, W.J. Schwartz, P. Indic // PLoS One. – 2012. – V. 7, № 5. – Р.
e36900.
178. Güldner, F.H. Numbers of neurons and astroglial cells in the suprachiasmatic nucleus of male and female rats // Exp. Brain res. – 1983. – V. 50. – P. 373-376.
179. Hachfi, L. Effect of Cd transferred via food product on spermatogenesis in the rat /
L. Hachfi, R. Sakly // Andrologia. – 2010. – V. 42, № 1. – Р. 62-64.
180. Haldar, C. Photoimmunomodulation and melatonin./ C. Haldar, R. Ahmad // J.
Photochem. Photobiol. B. – 2010. – V. 98, № 2. – Р. 107-117.
181. Halder, C. Effect of the pineal gland on circadian rhythm of colony forming units
for granulocytes and macrophaages (CFU-GM) from rat bone marrow / C. Halder,
D. Haubler, D. Gupta // J. Pineal. Res. – 1992. – Vol. 12. – P. 79–83.
182. Hammouda, F. Reversal of cadmium-induced thyroid dysfunction by selenium,
zinc, or their combination in rat / F. Hammouda, I. Messaoudi, J. El Hani, T. Baati,
K. Saïd, A. Kerkeni // Biol. Trace Elem. Res. – 2008. – V. 126, № 1-3. – Р. 194203.
183. Han, X.Y. Changes of porcine growth hormone and pituitary nitrogen monoxide
production as a response to cadmium toxicity / X.Y. Han, Q.C. Huang, B.J. Liu,
282
Z.R. Xu, Y.Z. Wang // Biol. Trace Elem. Res.. – 2007. – V. 119, № 2. – Р. 128136.
184. Hazelhoff, M.H. Gender related differences in kidney injury induced by mercury /
M.H. Hazelhoff, R.P. Bulacio, A.M. Torres // Int. J. Mol. Sci.. – 2012. – Vol. 13,
№ 8. – Р. 10523-10536.
185. Hazlerigg, D. The evolutionary physiology of photoperiodism in vertebrates //
Prog. Brain Res. – 2012. –V. 199. – Р. 413-422.
186. Helwig, M. Photoperiod-dependent regulation of carboxypeptidase E affects the
selective processing of neuropeptides in the seasonal Siberian hamster (Phodopus
sungorus) / M. Helwig, A. Herwig, G. Heldmaier, P. Barrett, J.G. Mercer, M.
Klingenspor // J. Neuroendocrinol. – 2013. – V. 25, № 2. – Р. 190-197.
187. Hickok, J.R. In vivo circadian rhythms in gonadotropin-releasing hormone neurons./ J.R. Hickok, S.A. Tischkau // Neuroendocrinology. – 2010. – V. 91, № 1. –
Р. 110-120.
188. Holovska, K. jr. The effect of environmental stress on animal liver / K. jr. Holovska, V. Almašiova, V. Cigankova / Proceeding book (Abstracts) of X International
Scientific Conference «Risk Factor of Food Chain». September, 13th-14th 2010. Nitra, Slovakia. – P. 20.
189. Hundahl, C.A. Neuroglobin in the rat brain: localization / C.A. Hundahl, G.C. Allen, J.R. Nyengaard, S. Dewilde, B.D. Carter, J. Kelsen, A. Hay-Schmidt // Neuroendocrinology. – 2008. – V. 88, № 3. – Р. 173-182.
190. Ikegami, K. Circadian clocks and the measurement of daylength in seasonal reproduction / K. Ikegami, T. Yoshimura // Mol. Cell. Endocrinol. – 2012. – V. 349, №
1. – Р. 76-81.
191. Ishitobi, H. Effects of perinatal exposure to low-dose cadmium on thyroid hormone-related and sex hormone receptor gene expressions in brain of offspring / H.
Ishitobi, K. Mori, K. Yoshida, C. Watanabe // Neurotoxicology. – 2007. – V. 28,
№ 4. – Р. 790-797.
283
192. Iwahana, E. Gonadectomy reveals sex differences in circadian rhythms and suprachiasmatic nucleus androgen receptors in mice / E. Iwahana, I. Karatsoreos, S.
Shibata, R. Silver // Hormones and Behavior. – 2008. – V. 53. – Р. 422–430.
193. Jancic, S. Calcitonin gene-related peptide (CGRP) - microadenomas of the thyroid
gland induced by cadmium toxicity. Experimental study / S. Jancic, V. Bojanic, G.
Rancic, I. Joksimovic, N. Jancic, M. Zindovic, V. Stankovic // J. BUON. – 2011. –
V. 16, № 2. – Р. 331-336.
194. Jarjisian, S.G. Dorsomedial hypothalamic lesions counteract decreases in locomotor activity in male Syrian hamsters transferred from long to short day lengths. /
S.G. Jarjisian, M.P. Butler, M.J. Paul, N.J. Place, B.J. Prendergast, L.J. Kriegsfeld,
I. Zucker // J. Biol. Rhythms. – 2015. – V. 30, № 1. – Р. 42-52.
195. Jiménez-Ortega, V. Cadmium as an endocrine disruptor: correlation with anterior
pituitary redox and circadian clock mechanisms and prevention by melatonin. / V/
Jiménez-Ortega, P. Cano Barquilla, P. Fernández-Mateos, D.P. Cardinali, A.I. Esquifino // Free Radic Biol Med. – 2012. – V. 53, № 12. – Р. 2287-2297.
196. Jiménez-Ortega, V. Effect of cadmium on 24-hour pattern in expression of redox
enzyme and clock genes in rat medial basal hypothalamus / V. Jiménez-Ortega,
D.P. Cardinali, M.P. Fernández-Mateos, M.J. Ríos-Lugo, P.A. Scacchi, A.I. Esquifino // Biometals. – 2010. – V. 23, № 2. – Р. 327-337.
197. Jung, C.M. Acute effects of bright light exposure on cortisol levels. / C.M. Jung,
S.B. Khalsa, F.A. Scheer, C. Cajochen, S.W. Lockley, C.A. Czeisler, K.P. Wright
Jr. // J. Biol. Rhythms. – 2010. – V. 25, № 3. – Р. 208-216.
198. Kálmán, J. Depression as chronobiological illness / J. Kálmán, S. Kálmán // Neuropsychopharmacol Hung. – 2009. – V. 11, № 2. – Р. 69-81.
199. Kampf-Lassin, A. Photoperiod history-dependent responses to intermediate day
lengths engage hypothalamic iodothyronine deiodinase type III mRNA expression
/ A. Kampf-Lassin, B.J. Prendergast // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. – 2013. – V. 304, № 8. – Р. R628- R635.
284
200. Karatsoreos, I.N. Disruption of circadian clocks has ramifications for metabolism,
brain, and behavior / I.N. Karatsoreos, S. Bhagat, E.B. Bloss, J.H. Morrison, B.S.
McEwen // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 2011. – V. 108, № 4. – Р. 1657-1662.
201. Karatsoreos, I.N. Diurnal regulation of the gastrin-releasing peptide receptor in the
mouse circadian clock / I.N. Karatsoreos, R.D. Romeo, B.S. McEwen, R.Silver //
Europ. J. of Neuroscience. – 2006. – V. 23. – Р. 1047–1053.
202. Karatsoreos, I.N. Minireview: The Neuroendocrinology of the Suprachiasmatic
Nucleus as a Conductor of Body Time in Mammals / I.N. Karatsoreos, R. Silver //
Endocrinology. – 2007. – V. 148, № 12. – Р. 5640–5647.
203. Kataranovski, M. Gender differences in acute cadmium-induced systemic inflammation in rats / M. Kataranovski, S. Janković, D. Kataranovski, J. Stosić, D.
Bogojević // Biomed. Environ. Sci. – 2009. – V. 22, № 1. – Р. 1-7.
204. Khorooshi, R. Seasonal regulation of cocaine- and amphetamine-regulated transcript in the arcuate nucleus of Djungarian hamster (Phodopus sungorus) / R. Khorooshi, M. Helwig, A. Werckenthin, N. Steinberg, M. Klingenspor // Gen. Comp.
Endocrinol. – 2008. – V. 157, № 2. – Р. 142-147.
205. Kim, H.J. Neuropeptide Y-deficient mice show altered circadian response to simulated natural photoperiod / H.J. Kim, M.E. Harrington // Brain. Res. – 2008. – V.
1246. – Р. 96-100.
206. Kirsz, K. A review on the effect of the photoperiod and melatonin on interactions
between ghrelin and serotonin / K. Kirsz, D.A. Zieba // Gen Comp Endocrinol. –
2012. – V. 179, № 2. – Р. 248-253.
207. Klosen, P. TSH restores a summer phenotype in photoinhibited mammals via the
RF-amides RFRP3 and kisspeptin / P. Klosen, M.E. Sébert, K. Rasri, M.P. LaranChich, V. Simonneaux // FASEB. J. – 2013. – V. 27, № 7. – Р. 2677-2686.
208. Koçak, M. The effects of chronic cadmium toxicity on the hemostatic system / M.
Koçak, E. Akçil // Pathophysiol. Haemost. Thromb. – 2006. – V. 35, № 6. – Р.
411-416.
209. Kononenko, N.I. Persistent calcium current in rat suprachiasmatic nucleus neurons
/ N.I. Kononenko, F.E. Dudek // Neuroscience. – 2006. V. 138, № 2. – Р. 377-388.
285
210. Król, E. Strong pituitary and hypothalamic responses to photoperiod but not to 6methoxy-2-benzoxazolinone in female common voles (Microtus arvalis) / E. Król,
A. Douglas, H. Dardente, M.J. Birnie, V.V. Vinne, W.G. Eijer, M.P. Gerkema,
D.G. Hazlerigg, R.A. Hut // Gen. Comp. Endocrinol. – 2012. – Sep. 13. pii: S00166480(12)00365-6.
211. Lacorte, L.M. Early changes induced by short-term low-dose cadmium exposure in
rat ventral and dorsolateral prostates / L.M. Lacorte, F.K. Delella, E.M. Porto
Amorim, L.A. Jr. Justulin, A.F. Godinho, A.A. Almeida, P.F. Felipe Pinheiro, R.L.
Amorim, S.L. Felisbino // Microsc. Res. Tech. – 2011. – V. 74, № 11. – Р. 988997.
212. Lafuente, A. Alternate cadmium exposure differentially affects amino acid metabolism within the hypothalamus, median eminence, striatum and prefrontal cortex
of male rats / A. Lafuente, E. Fenández-Rey, R. Seara, M. Pérez-Lorenzo, A.I. Esquifino // Neurochem. Int.. – 2001. – V. 39, № 3. – Р. 187-92.
213. Lafuente, A. Are cadmium effects on plasma gonadotropins, prolactin, ACTH, GH
and TSH levels, dose-dependent? / A. Lafuente, P. Cano, A. Esquifino // Biometals. – 2003b. – V. 16, № 2. – Р. 243-250.
214. Lafuente, A. Cadmium exposure differentially modifies the circadian patterns of
norepinephrine at the median eminence and plasma LH, FSH and testosterone levels / A. Lafuente, A. González-Carracedo, A. Romero, P. Cano, A.I. Esquifino //
Toxicol. Lett.. – 2004. – V. 146, № 2. – Р. 175-182.
215. Lafuente, A. Effect of cadmium on 24-h variations in hypothalamic dopamine and
serotonin metabolism in adult male rats / A. Lafuente, A. González-Carracedo, A.
Romero, A.I. Esquifino // Exp. Brain Res.. – 2003a. – V. 149, № 2. – Р. 200-206.
216. Lafuente, A. The hypothalamic-pituitary-gonadal axis is target of cadmium toxicity. An update of recent studies and potential therapeutic approaches.// Food Chem
Toxicol. – 2013. – V. 59. – P. 395-404.
217. Lafuente, A. Toxic effects of cadmium on GABA and taurine content in different
brain areas of adult male rats / A. Lafuente, A. González-Carracedo, T. Cabaleiro,
286
A. Romero, A.I. Esquifino // J. Physiol. Biochem.. – 2005a. – V. 61, № 3. – Р.
439-446.
218. Lafuente, A. Toxic effects of cadmium on the regulatory mechanism of dopamine
and serotonin on prolactin secretion in adult male rats / A. Lafuente, A. GonzálezCarracedo, A. Romero, T. Cabaleiro, A.I. Esquifino // Toxicol. Lett.. – 2005b. – V.
155, № 1. – Р. 87-96.
219. Lai, P. The neuroendocrine regulatory mechanisms of mammalian seasonal reproduction / P. Lai, P.Q. Wang, B.Y. Zhang, M.X. Chu, C.X. Liu, Y. Tan, Q. Fan // Yi
Chuan. – 2012. – V. 34, № 3 – Р. 281-288.
220. Larregle, E.V. Lipid metabolism in liver of rat exposed to cadmium / E.V.
Larregle, S.M. Varas, L.B. Oliveros, L.D. Martinez, R. Antón, E. Marchevsky,
M.S. Giménez // Food Chem. Toxicol. – 2008. – V. 46, № 5. – Р. 1786-1792.
221. Lee, H.J. Oxytocin: the great facilitator of life / H.J. Lee, A.H. Macbeth, J.H. Pagani, W.S. Young 3rd. // Prog. Neurobiol. – 2009. – V. 88. – Р. 127-151.
222. Leret, M.L. Perinatal exposure to lead and cadmium affects anxiety-like behaviour
/ M.L. Leret, J.A. Millán, M.T. Antonio // Toxicology. – 2003. – V. 186, № 1-2. –
Р. 125-130.
223. Li, Q. Kisspeptin cells in the ovine arcuate nucleus express prolactin receptor but
not melatonin receptor / Q. Li, A. Rao, A. Pereira, I.J. Clarke, J.T. Smith // J. Neuroendocrinol.. – 2011. – Vol. 23, № 10. – Р. 871-882.
224. Liang, Y. Increased hepatic and decreased urinary metallothionein in rats after cessation of oral cadmium exposure / Y. Liang, H. Li, C. Xiang, L. Lei, T. Jin, M.
Nordberg, G.F. Nordberg // Basic Clin. Pharmacol. Toxicol. – 2010. – V. 106, №
4. – Р. 348-355.
225. Lilley, T.R. Circadian regulation of cortisol release in behaviorally split golden
hamsters / T.R. Lilley, C. Wotus, D. Taylor, J.M. Lee, H.O. de la Iglesia // Endocrinology. – 2012. – V. 153, № 2. – Р. 732-738.
226. Liu, X.Y. Alterations of reproductive hormones and receptors of male rats at the
winter and summer solstices and the effects of pinealectomy / X.Y. Liu, Y.T. Xu,
287
Q. Shi, Q.S. Lu, S.R. Ma, X.Y. Xu, X.Z. Guo // Neuro Endocrinol. Lett. – 2013. –
V. 34, № 2. – Р. 143-153.
227. Logvinov, S.V. Plasticity of secretory neurons in the supraoptic and paraventricular nuclei of the hypothalamus on exposure to light / S.V. Logvinov, A.V. Gerasimov, V.P. Kostyuchenko // Neurosci. Behav. Physiol. – 2006. – V. 36, № 5. – Р.
463-466.
228. Loh, D.H. Effects of vasoactive intestinal peptide genotype on circadian gene expression in the suprachiasmatic nucleus and peripheral organs / D.H. Loh, J.M.
Dragich, T. Kudo, A.M. Schroeder, T.J. Nakamura, J.A. Waschek, G.D. Block,
C.S. Colwell // J. Biol. Rhythms. – 2011. – V. 26, № 3.– Р. 200-209.
229. Löscher, W. The role of technical, biological and pharmacological factors in the
laboratory evaluation of anticonvulsant drugs. VI. Seasonal influences on maximal
electroshock and pentylenetetrazol seizure thresholds. / W. Löscher, M. Fiedler //
Epilepsy Res. – 1996. – V. 25, № 1. – Р. 3-10.
230. Lovasova E., Cimbolakova I., Novakova J. The effect of long-lasting cadmium exposure on physiological, reproductive and antioxidant parameters in rat / Proceeding book (Abstracts) of X International Scientific Conference «Risk Factor of Food
Chain». September, 13th-14th 2010. Nitra, Slovakia. – P. 30-31.
231. Lucassen, E.A. Role of vasoactive intestinal peptide in seasonal encoding by the
suprachiasmatic nucleus clock / E.A. Lucassen, H.C. van Diepen, T. Houben, S.
Michel, C.S. Colwell, J.H. Meijer // Eur. J. Neurosci. – 2012. – V. 35, № 9. – Р.
1466-1474.
232. Madeddu, P. Verapamil prevents the acute hypertensive response to intracerebroventricular cadmium in conscious normotensive rats. / P. Madeddu, M.P. Demontis, M.V. Varoni, M.C. Fattaccio, A. Palmieri, V. Anania // Am. J. Hypertens.. –
1993. – Vol. 6, № 3, Pt. 1. – P. 193-197.
233. Mammen, A.P. Immunocytochemical evidence for different patterns in daily
rhythms of VIP and AVP peptides in the suprachiasmatic nucleus of diurnal Funambulus palmarum / A.P. Mammen, A. Jagota // Brain. Res. – 2011. – V. 1373. –
Р. 39-47.
288
234. Mashoodh, R. Lack of estradiol modulation of sleep deprivation-induced c-Fos in
the rat brain / R. Mashoodh, J.A. Stamp, M. Wilkinson, B. Rusak, K. Semba //
Physiol. Behav. – 2008. – V. 95, № 4. – Р. 562-569.
235. Matagne, V. Thyroid transcription factor 1, a homeodomain containing transcription factor, contributes to regulating periodic oscillations in GnRH gene expression. / V. Matagne, J.G. Kim, B.J. Ryu, M.K. Hur, M.S. Kim, K. Kim, B.S. Park,
G. Damante, G. Smiley, B.J. Lee, S.R. Ojeda // J. Neuroendocrinol. – 2012. – V.
24, № 6. – Р. 916-929.
236. Mendez, N. Timed maternal melatonin treatment reverses circadian disruption of
the fetal adrenal clock imposed by exposure to constant light / N. Mendez, L.
Abarzua-Catalan, N. Vilches, H.A. Galdames, C. Spichiger, H.G. Richter, G.J.
Valenzuela, M. Seron-Ferre, C. Torres-Farfan // PLoS One. – 2012. – V. 7, № 8. –
Р. e42713.
237. Mendoza, J. Food-reward signalling in the suprachiasmatic clock / J. Mendoza, D.
Clesse, P. Pévet, E. Challet // J. Neurochem. – 2010. – V. 112, № 6. – Р. 14891499.
238. Messaoudi, I. Involvement of selenoprotein P and GPx4 gene expression in cadmium-induced testicular pathophysiology in rat / I. Messaoudi, M. Banni, L. Saïd,
K. Saïd, A. Kerkeni // Chem. Biol. Interact. – 2010. – V. 188, № 1. – Р. 94-101.
239. Messner, B. Cadmium activates a programmed, lysosomal membrane permeabilization-dependent necrosis pathway / B. Messner, C. Ploner, G. Laufer, D. Bernhard // Toxicol. Lett. – 2012. – V.212, № 3. – Р. 268-275.
240. Migaud, M. Seasonal changes in cell proliferation in the adult sheep brain and pars
tuberalis / M. Migaud, M. Batailler, D. Pillon, I. Franceschini, B. Malpaux // J. Biol. Rhythms. – 2011. – V. 26, № 6. – Р. 486-496.
241. Miler, E.A. Cadmium induced-oxidative stress in pituitary gland is reversed by
removing the contamination source / E.A. Miler, S.I. Nudler, F.A. Quinteros, J.P.
Cabilla, S.A. Ronchetti, B.H. Duvilanski // Hum. Exp. Toxicol.. – 2010. – V. 29,
№ 10. – Р. 873-80.
289
242. Min, K.S. Increased hepatic accumulation of ingested Cd is associated with upregulation of several intestinal transporters in mice fed diets deficient in essential
metals / K.S. Min, H. Ueda, T. Kihara, K. Tanaka // Toxicol. Sci. – 2008. – V. 106,
№ 1. – Р. 284-289.
243. Mistlberger, R.E. Entrainment of circadian clocks in mammals by arousal and food
/ R.E. Mistlberger, M.C. Antle // Essays Biochem. – 2011. – V. 49, № 1. – Р. 119136.
244. Morales, A.I. Protective effect of quercetin on experimental chronic cadmium
nephrotoxicity in rats is based on its antioxidant properties / A.I. Morales, C.
Vicente-Sánchez, J.M. Sandoval, J. Egido, P. Mayoral, M.A. Arévalo, M.
Fernández-Tagarro, J.M. López-Novoa, F. Pérez-Barriocanal // Food Chem. Toxicol. – 2006. – V. 44, № 12. – Р. 2092-2100.
245. Morris, C.J. Circadian system, sleep and endocrinology / C.J. Morris, D. Aeschbach, F.A. Scheer // Mol. Cell. Endocrinol. – 2012. – V. 349, № 1. – Р. 91-104.
246. Murphy, M. Effects of manipulating hypothalamic triiodothyronine concentrations
on seasonal body weight and torpor cycles in Siberian hamsters. / M. Murphy, P.H.
Jethwa, A. Warner, P. Barrett, K.N. Nilaweera, J.M. Brameld, F.J. Ebling // Endocrinology. – 2012. – Vol., 153(1):101-12.
247. Myung, J. Period coding of Bmal1 oscillators in the suprachiasmatic nucleus / J.
Myung, S. Hong, F. Hatanaka, Y. Nakajima, E. De Schutter, T. Takumi // J. Neurosci. – 2012. – V. 32, № 26. – Р. 8900-8918.
248. Nakajima, K. Development of an enzyme-linked immunosorbent assay for metallothionein-I and -II in plasma of humans and experimental animals / K. Nakajima, T.
Kodaira, M. Kato, K. Nakazato, Y. Tokita, H. Kikuchi, H. Sekine, K. Suzuki, T.
Nagamine // Clin. Chim. Acta. – 2010. – V. 411, № 9-10. – Р. 758-761.
249. Ništiar, F. Effect of lifetime low-dose exposure with cadmium on selected physiological, toxicological, and biochemical parametersduring three filial generation of
rats / F. Ništiar, A. Lukačinova, R. Beňačka, O. Racz / Proceeding book (Abstracts) of X International Scientific Conference «Risk Factor of Food Chain».
September, 13th-14th 2010. Nitra, Slovakia. – P. 34.
290
250. Nordberg, G. Kidney dysfunction and cadmium exposure--factors influencing
dose-response relationships / G. Nordberg, T. Jin, X. Wu, J. Lu, L. Chen, Y. Liang,
L. Lei, F. Hong, I.A. Bergdahl, M. Nordberg // J. Trace Elem. Med. Biol. – 2012. –
V. 26, № 2-3. – Р. 197-200.
251. Nordberg, G.F. Historical perspectives on cadmium toxicology // Toxicol. Appl.
Pharmacol. – 2009. – V. 238, № 3. – Р. 192-200.
252. Nováková, M. Restricted feeding regime affects clock gene expression profiles in
the suprachiasmatic nucleus of rats exposed to constant light / M. Nováková, L.
Polidarová, M. Sládek, A. Sumová // Neuroscience. – 2011. – V. 197. – Р. 65-71.
253. Ogheneovo Asagba, S. Biochemical changes in urine and plasma of rats in food
chain-mediated cadmium toxicity // Toxicol. Ind. Health. – 2010. – V. 26, № 8. –
Р. 459-467.
254. Ohta, H. Possible role of metallothionein on the gastrointestinal absorption and
distribution of cadmium / H. Ohta, Y. Seki, S. Imamiya // Kitasato Arch. Exp.
Med.. – 1993. – V. 65, Suppl.. – Р. 137-145.
255. Olisekodiaka, M.J. Lipid, lipoproteins, total antioxidant status and organ changes
in rats administered high doses of cadmium chloride / M.J. Olisekodiaka, C.A. Igbeneghu, A.J. Onuegbu, R. Oduru, A.O. Lawal // Med. Princ. Pract. – 2012. – V.
21, № 2. – Р. 156-159.
256. Parkanová, D. Photoperiodic modulation of the hepatic clock by the suprachiasmatic nucleus and feeding regime in mice / D. Parkanová, M. Nováková, S. Sosniyenko, A. Sumová // Eur. J. Neurosci. – 2012. – V. 35, № 9. – Р. 1446-1457.
257. Peacock, W.L. Photoperiodic effects on body mass, energy balance and hypothalamic gene expression in the bank vole / W.L. Peacock, E. Król, K.M. Moar,
J.S. McLaren, J.G. Mercer, J.R. Speakman // J. Exp. Biol.. – 2004. – V. 207, Pt.
1. – P.165-177.
258. Perreau-Lenz, S. Suprachiasmatic control of melatonin synthesis in rats: inhibitory
and stimulatory mechanisms. / S. Perreau-Lenz, A. Kalsbeek, M.L. Garidou, J.
Wortel, J. van der Vliet, C. van Heijningen, V. Simonneaux, P. Pévet, R.M. Buijs
// Eur. J. Neurosci. – 2003. – V.17, № 2. – P.221-228.
291
259. Peschke, E. Circannual morphometric investigations of the rat suprachiasmatic
nucleus after pinealectomy, ganglionectomy and thyroidectomy / E. Peschke, D.
Peschke, C. Huhn // Brain Res. 1996. V.740, № 18. P.81-88.
260. Peterfi, Z. Fos-immunoreactivity in the hypothalamus: dependency on the diurnal
rhythm, sleep, gender, and estrogen. / Z. Peterfi, L. Churchill, I. Hajdu, F. Obal Jr.,
J.M. Krueger, A. Parducz // Neuroscience. – 2004. – V. 124, № 3. – Р. 695-707.
261. Pfeffer, M. The endogenous melatonin (MT) signal facilitates reentrainment of the
circadian system to light-induced phase advances by acting upon MT2 receptors. /
M. Pfeffer, A. Rauch, H.W. Korf, C. von Gall // Chronobiol. Int. – 2012. – V. 29,
№ 4. – Р. 415-429.
262. Piggins, H.D. Circadian biology: clocks within clocks / H.D. Piggins, A. Loudon //
Curr. Biol. – 2005. – V. 15, № 12. – P. R455-R457.
263. Piłat-Marcinkiewicz, B. Structure and function of thyroid follicular cells in female
rats chronically exposed to cadmium / B. Piłat-Marcinkiewicz, M.M. Brzoska, B.
Sawicki, J.A. Moniuszko-Jakoniuk // Bull. Vet. Inst. Pulawy. – 2003. – V.47. – Р.
157-163.
264. Pillai, A. Effects of combined exposure to lead and cadmium on pituitary membrane of female rats / A. Pillai, P.N. Laxmi Priya, S. Gupta // Arch. Toxicol.. –
2002. – V. 76, № 12. – Р. 671-675.
265. Pillai, A.Effects of combined exposure to lead and cadmium on the hypothalamicpituitary axis function in proestrous rats / A. Pillai, L. Priya, S. Gupta // Food
Chem. Toxicol.. – 2003. – V. 41, № 3. – Р. 379-384.
266. Plano, S.A. Circadian entrainment to light-dark cycles involves extracellular nitric
oxide communication within the suprachiasmatic nuclei / S.A. Plano, D.A.
Golombek, J.J. Chiesa // Eur. J. Neurosci. – 2010. – V. 31, № 5. – Р. 876-882.
267. Poliandri, A.H. Cadmium induces apoptosis in anterior pituitary cells that can be
reversed by treatment with antioxidants / A.H. Poliandri, J.P. Cabilla, M.O. Velardez, C.C. Bodo, B.H. Duvilanski // Toxicol. Appl. Pharmacol.. – 2003. – V. 190,
№ 1. – Р. 17-24.
292
268. Poliandri, A.H. In vivo protective effect of melatonin on cadmium-induced
changes in redox balance and gene expression in rat hypothalamus and anterior pituitary / A.H. Poliandri, A.I. Esquifino, P. Cano, V. Jiménez, A. Lafuente, D.P.
Cardinali, B.H. Duvilanski // J. Pineal. Res. – 2006a. – V. 41, № 3. – Р. 238-246.
269. Poliandri, A.H. Nitric oxide protects anterior pituitary cells from cadmium-induced
apoptosis / A.H. Poliandri, M.O. Velardez, J.P. Cabilla, C.C. Bodo, L.I. Machiavelli, A.F. Quinteros, B.H. Duvilanski // Free Radic. Biol. Med. – 2004. – V. 37,
№ 9. – Р. 1463-1471.
270. Poliandri, A.H. Nitric oxide protects the mitochondria of anterior pituitary cells
and prevents cadmium-induced cell death by reducing oxidative stress / A.H. Poliandri, L.I. Machiavelli, A.F. Quinteros, J.P. Cabilla, B.H. Duvilanski // Free Radic. Biol. Med. – 2006b. – V. 40, № 4. – Р. 679-688.
271. Polidarová, L. Hepatic, duodenal, and colonic circadian clocks differ in their persistence under conditions of constant light and in their entrainment by restricted
feeding / L. Polidarová, M. Sládek, M. Soták, J. Pácha, A. Sumová // Chronobiol.
Int. – 2011. – V. 28, № 3. – Р. 204-215.
272. Prasada Rao, P.D. Oxytocin and vasopressin immunoreactivity within the forebrain
and limbic-related areas in the mustached bat, Pteronotus parnellii / P.D. Prasada
Rao, J.S. Kanwal // Brain Behav. Evol. – 2004. – V. 63, № 3. – Р. 151-168.
273. Quintela, T. Gender associated circadian oscillations of the clock genes in rat choroid plexus. / T. Quintela, C. Sousa, F.M. Patriarca, I. Gonçalves, C.R. Santos //
Brain. Struct. Funct. – 2014. – Feb 19.
274. Quispe, R. Seasonal variations of basal cortisol and high stress response to captivity in Octodon degus, a mammalian model species. / R. Quispe, C.P. Villavicencio,
E. Addis, J.C. Wingfield, R.A. Vasquez // Gen. Comp. Endocrinol. – 2014. – V.
197. – P. 65-72.
275. Raggenbass, M. Overview of cellular electrophysiological actions of vasopressin //
Eur. J. Pharmacol. – 2008. – V. 583, № 2-3. – Р. 243-254.
276. Ramírez-Iñiguez, A.L. Acute treatment of constant darkness increases the efficiency of ATP synthase in rat liver mitochondria / A.L. Ramírez-Iñiguez, G.G. Ortiz,
293
M. El Hafidi, A.R. Rincón-Sánchez, E. Macías-Rodríguez, F.P. Pacheco-Moisés //
Ann. Hepatol. – 2009. – V. 8, № 4. – Р. 371-376.
277. Ramkisoensing, A. Enhanced phase resetting in the synchronized suprachiasmatic
nucleus network. / A. Ramkisoensing, C. Gu, H.M. van Engeldorp Gastelaars, S.
Michel, T. Deboer, J.H. Rohling, J.H. Meijer // J. Biol. Rhythms. – 2014. – V. 29,
№ 1. – P. 4-15.
278. Rani, S. Photoperiodic regulation of seasonal reproduction in higher vertebrates. /
S. Rani, V. Kumar // Indian. J. Exp. Biol. – 2014. – V. 52, № 5. – P. 413-419.
279. Rea, M.S. Phototransduction for human melatonin suppression / M.S. Rea, I.D.
Bullough, M.Y. Figueiro // J. Of Pineal Res. – 2002. – Vol. 32, № 4. – P.209-213.
280. Reiter, R.J. The photoperiod, circadian regulation and chronodisruption: the requisite interplay between the suprachiasmatic nuclei and the pineal and gut melatonin
/ R.J. Reiter, S. Rosales-Corral, A. Coto-Montes, J.A. Boga, D.X. Tan, J.M. Davis,
P.C. Konturek, S.J. Konturek, T. Brzozowski // J. Physiol. Pharmacol. – 2011. – V.
62, № 3. – Р. 269-274.
281. Reiter, R.J. The pineal gland and melatonin in relation to aging: a summary of the
theories and of the data // Exp. Gerontol.—1995.—Vol. 30, № 3–4.—P. 199–212.
282. Robertson, J.L. Circadian regulation of Kiss1 neurons: implications for timing the
preovulatory gonadotropin-releasing hormone/luteinizing hormone surge / J.L.
Robertson, D.K. Clifton, H.O. de la Iglesia, R.A. Steiner, A.S. Kauffman // Endocrinology. – 2009. – V. 150, № 8. – Р. 3664-3671.
283. Romero, A. Modulatory effects of melatonin on cadmium-induced changes in biogenic amines in rat hypothalamus. / A. Romero, A. Caride, N. Pereiro, A. Lafuente
// Neurotox Res. – 2011. – V. 20, № 3. – Р. 240-249.
284. Ronchetti, S.A. Cadmium mimics estrogen-driven cell proliferation and prolactin
secretion from anterior pituitary cells. / S.A. Ronchetti, E.A. Miler, B.H. Duvilanski, J.P. Cabilla // PLoS One. – 2013. –V. 8, № 11. – Р. e81101.
285. Rosa, C. Heavy metal and mineral concentrations and their relationship to histopathological findings in the bowhead whale (Balaena mysticetus) / C. Rosa, J.E.
294
Blake, G.R. Bratton, L.A. Dehn, M.J. Gray, T.M. O'Hara // Sci. Total. Environ.. –
2008. – V. 399, № 1-3. – Р. 165-178.
286. Ross, A.W. Thyroid hormone signalling genes are regulated by photoperiod in the
hypothalamus of F344 rats / A.W. Ross, G. Helfer, L. Russell, V.M. Darras, P.J.
Morgan // PLoS One. – 2011. – V. 6, № 6. – P. e21351.
287. Rusak, B. Neural regulation of circadian rhythms / B. Rusak, I. Zucker // Physiol.
Rev. – 1979. – V. 59, № 3. – P. 449–526.
288. Ryzhavskii, B.Y. Effect of long-term constant illumination of female rats on the
parameters of brain development in their 40-day-old progeny / B.Y. Ryzhavskii,
I.V. Nikolaeva, R.V. Uchakina, E.M. Litvintseva, I.P. Eremenko, E.V. Vasil'eva //
Bull. Exp. Biol. Med. – 2009. – V. 147, № 1. – Р. 7-10.
289. Sabatier, N. alpha-Melanocyte-stimulating hormone and oxytocin: a peptide signalling cascade in the hypothalamus // J. Neuroendocrinol. – 2006. – V. 18, № 9. –
Р. 703-710.
290. Sáenz de Miera, C. Circannual variation in thyroid hormone deiodinases in a shortday breeder / C. Sáenz de Miera, E.A. Hanon, H. Dardente, M. Birnie, V. Simonneaux, G.A. Lincoln, D.G. Hazlerigg // J. Neuroendocrinol. – 2013. – V. 25, № 4.
– Р. 412-421.
291. Salgado-Delgado, R. In a rat model of night work, activity during the normal resting phase produces desynchrony in the hypothalamus / R. Salgado-Delgado, S.
Nadia, M. Angeles-Castellanos, R.M. Buijs, C. Escobar // J. Biol. Rhythms.. –
2010. – Vol. 25, № 6. –Р. 421-431.
292. Saljooghi, A.S. Cadmium transport in blood serum / A.S. Saljooghi, S.J. Fatemi //
Toxicol. Ind. Health. – 2010. – V. 26, № 4. – Р. 195-201.
293. Sanchez-Chardi, A. et al., Haematology, genotoxicity, enzymatic activity and histopathology as biomarkers of metal pollution in the shrew Crocidura russula. //
Environ. Pollut. (2008), doi:10.1016/j.envpol.2008.02.026. P.1-8. (Электронный
журнал)
294. Sánchez-Chardi, A. Haematology, genotoxicity, enzymatic activity and histopathology as biomarkers of metal pollution in the shrew Crocidura russula / A. Sán-
295
chez-Chardi, C.C. Marques, S.I. Gabriel, F. Capela-Silva, A.S. Cabrita, M.J.
López-Fuster, J. Nadal, M.L. Mathias // Environ. Pollut.. – 2008. – V. 156, № 3. –
Р. 1332-1339.
295. Schwartz, M.D. Rhythmic cFos expression in the ventral subparaventricular zone
influences general activity rhythms in the Nile grass rat, Arvicanthis niloticus /
M.D. Schwartz, A.A. Nuñez, L. Smale // Chronobiol. Int. – 2009. – V. 26, № 7. –
Р. 1290-1306.
296. Schwartz, M.W. Central nervous system control of food intake / M.W. Schwartz,
S.C. Woods, D.J. Porte, R.J. Seeley, D.G. Baskin // Nature. – 2000. – V. 404
(6778). – P. 661-671.
297. Schwartz, W.J. Distinct patterns of Period gene expression in the suprachiasmatic
nucleus underlie circadian clock photoentrainment by advances or delays / W.J.
Schwartz, M. Tavakoli-Nezhad, C.M. Lambert, D.R. Weaver, H.O. de la Iglesia //
Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 2011. – V. 108, № 41. – Р. 17219-17224.
298. Scott, C.J. The distribution of cells containing estrogen receptor-alpha (ERalpha)
and ERbeta messenger ribonucleic acid in the preoptic area and hypothalamus of
the sheep: comparison of males and females / C.J. Scott, A.J. Tilbrook, D.M.
Simmons, J.A. Rawson, S. Chu, P.J. Fuller, N.H. Ing, I.J. Clarke // Endocrinology.
– 2000. – V. 141, № 8. – Р. 2951-2962.
299. Scott, C.J. The effect of testosterone and season on prodynorphin messenger RNA
expression in the preoptic area-hypothalamus of the ram / C.J. Scott, I.J. Clarke,
A.J. Tilbrook // Domest. Anim. Endocrinol. – 2008. – V. 34, № 4. – Р. 440-450.
300. Shagirtha, K. Melatonin abrogates cadmium induced oxidative stress related neurotoxicity in rats / K. Shagirtha, M. Muthumani, S.M. Prabu // Eur. Rev. Med. Pharmacol. Sci. – 2011. – V. 15, № 9. – Р. 1039-1050.
301. Shimada, H. Sexual dimorphism of cadmium-induced toxicity in rats: involvement
of sex hormones / H. Shimada, T. Hashiguchi, A. Yasutake, M.P. Waalkes, Y. Imamura // Arch. Toxicol.. – 2012. – V. 86, № 9. – Р. 1475-1480.
296
302. Shin, H.J. Identification of genes that are induced after cadmium exposure by suppression subtractive hybridization / H.J. Shin, K.K. Park, B.H. Lee, C.K. Moon,
M.O. Lee // Toxicology. – 2003. – V. 191, № 2-3. – Р. 121-131.
303. Silver, R. Oscillators entrained by food and the emergence of anticipatory timing
behaviors / R. Silver, P. Balsam // Sleep. Biol. Rhythms. – 2010. – V. 8, № 2. – Р.
120-136.
304. Simonneaux ,V. RFRP neurons are critical gatekeepers for the photoperiodic control of reproduction / V. Simonneaux, C. Ancel // Front. Endocrinol. (Lausanne). –
2012. – V. 3. – Р. 168.
305. Simonneaux, V. Kisspeptins and RFRP-3 Act in Concert to Synchronize Rodent
Reproduction with Seasons / V. Simonneaux, C. Ancel, V.J. Poirel, F. Gauer //
Front. Neurosci. – 2013. – V. 7. – Р. 22.
306. Smarr, B.L. The dorsomedial suprachiasmatic nucleus times circadian expression
of Kiss1 and the luteinizing hormone surge. / B.L. Smarr, E. Morris, H.O. de la Iglesia. // Endocrinology. – 2012. – V. 153, № 6. – Р. 2839-2850.
307. Spataru, M. The impact evaluation of the oxidativ stress induced through light deprivation on the adrenal glands at mice / M. Spataru, C. Zamfir, E. Cojocaru, L.
Tocan, A. Grigoras, C. Spataru // Lucrări Stiinłifice Medicină Veterinară. – 2008. –
V. XLI, Timisoara. – P. 911-917.
308. Stolakis, V. Developmental neurotoxicity of cadmium on enzyme activities of crucial offspring rat brain regions. / V. Stolakis, S. Tsakiris, K. Kalafatakis, A. Zarros,
N. Skandali, V. Gkanti, A. Kyriakaki, C. Liapi // Biometals. – 2013. – V. 26, № 6.
– Р. 1013-1021.
309. Summy-Long, J.Y. Interleukin-1beta release in the supraoptic nucleus area during
osmotic stimulation requires neural function / J.Y. Summy-Long, S. Hu, A. Long,
T.M. Phillips // J. Neuroendocrinol.. – 2008. – V. 20, № 11. – Р. 1224-1232.
310. Swiergosz-Kowalewska, R. Cadmium distribution and toxicity in tissues of small
rodents. // Microsc. Res. Tech.. – 2001. – V. 55, № 3. – Р. 208-222.
311. Takamata, A. Chronic oestrogen replacement in ovariectomised rats attenuates
food intake and augments c-Fos expression in the suprachiasmatic nucleus specifi-
297
cally during the light phase / A. Takamata, K. Torii, K. Miyake, K. Morimoto //
Br. J. Nutr. – 2011. – V. 106, № 8. – Р. 1283-1289.
312. Tavolaro, F.M. Photoperiodic effects on seasonal physiology, reproductive status
and hypothalamic gene expression in young male F344 rats. / F.M. Tavolaro, L.M.
Thomson, A.W. Ross, P.J. Morgan, G. Helfer // J. Neuroendocrinol. – 2015. – V.
27, № 2. – Р. 79-87.
313. Teubner, B.J. Different neural melatonin-target tissues are critical for encoding and
retrieving day length information in Siberian hamsters / B.J. Teubner, D.A. Freeman // J. Neuroendocrinol. – 2007. – V. 19, № 2. – Р. 102-108.
314. Thorn, L. Seasonal differences in the diurnal pattern of cortisol secretion in healthy
participants and those with self-assessed seasonal affective disorder / L. Thorn, P.
Evans, A. Cannon, F. Hucklebridge, A. Clow // Psychoneuroendocrinology. –
2011. – V. 36, № 6. – Р. 816-823.
315. Tokizawa, K. Thermoregulation in the cold changes depending on the time of day
and feeding condition: physiological and anatomical analyses of involved circadian
mechanisms / K. Tokizawa, Y. Uchida, K. Nagashima // Neuroscience. – 2009. –
V. 164, № 3. – Р. 1377-1386.
316. Toxicogenomics: prinples and applications / edited by Hisham K. Hamadeh, Cynthia A. Afshari Wiley-Liss, USA. – 2004. – 361 p.
317. Trainor, B.C. Sex differences in hormonal responses to social conflict in the monogamous California mouse / B.C. Trainor, E.Y. Takahashi, A.L. Silva, K.K.
Crean, C. Hostetler // Horm. Behav. – 2010. – V. 58, № 3. – P. 506-512.
318. Uetani, M. Tissue cadmium (Cd) concentrations of people living in a Cd polluted
area, Japan / M. Uetani, E. Kobayashi, Y. Suwazono, R. Honda, M. Nishijo, H.
Nakagawa, T. Kido, K. Nogawa // Biometals. – 2006. – V. 19, № 5. – Р. 521-525.
319. Uzenbaeva, L.B. Age related changes in rat blood leucocyte count and morphometrical parameters of large granular lymphocytes under different light regimens /
L.B. Uzenbaeva, I.A. Vinogradova, A.G. Golubeva, A.V. Churov, V.A. Iliukha //
Adv. Gerontol. – 2006. – V. 19. – Р. 79-84.
298
320. Van Reeth, O. Circadian rhythms and links to depression / O. Van Reeth, S. Maccari // Medicographia. – 2007. – Vol. 29, № 1. – P. 17-21.
321. Vanitallie, T.B..Sleep and energy balance: Interactive homeostatic systems. // Metabolism. – 2006. – V. 55, № 10, Suppl. 2. – Р. S30- S35.
322. Varadinova, M. Effects of anthocyanins on active avoidance test of rats exposed to
disruption of diurnal rhythm / M. Varadinova, D. Docheva-Drenska, N.
Boyadjieva // Am. J. Ther. – 2013. – V. 20, № 2. – Р. 172-177.
323. Vriend J. Melatonin feedback on clock genes: a theory involving the proteasome. /
J. Vriend, R.J. Reiter // J. Pineal. Res. – 2015. – V. 58, № 1. – Р. 1-11.
324. Wan-Long Z. Seasonal changes in body mass, serum leptin levels and hypothalamic neuropeptide gene expression in male Eothenomys olitor. / Z. Wan-Long, W.
Zheng-Kun // Comp. Biochem. Physiol. A Mol. Integr. Physiol. – 2015. – V. 184.
– P. 83-89.
325. Welsh, D.K. Suprachiasmatic nucleus: cell autonomy and network properties /
D.K. Welsh, J.S. Takahashi, S.A. Kay // Annu. Rev. Physiol. – 2010. – V. 72, – Р.
551-577.
326. Wideman, C.H. Constant light induces alterations in melatonin levels, food intake,
feed efficiency, visceral adiposity, and circadian rhythms in rats. / C.H. Wideman,
H.M. Murphy // Nutr. Neurosci. – 2009. – V. 12, № 5. – Р. 233-240.
327. Wills, N.K. Copper and zinc distribution in the human retina: relationship to cadmium accumulation, age, and gender / N.K. Wills, V.M. Ramanujam, N. Kalariya,
J.R. Lewis, F.J. van Kuijk // Exp. Eye Res. – 2008. – V. 87, № 2. – Р. 80-88.
328. Wirz-Justice, A. Как измерять циркадианные ритмы у человека? // Психиатрия
и психофармакотерапия. – 2008. – № 2. Напечатано по Medicographia. – 2007.
–V. 29. – P. 84–90.
329. Włostowski, T. Dietary cadmium induces histopathological changes despite a sufficient metallothionein level in the liver and kidneys of the bank vole (Clethrionomys glareolus) / T. Włostowski, A. Krasowska, B. Laszkiewicz-Tiszczenko //
Comp. Biochem. Physiol. C. Toxicol. Pharmacol.. – 2000. – V. 126, № 1. – Р. 2128.
299
330. Włostowski, T. Hepatic and renal cadmium accumulation is associated with
mass-specific daily metabolic rate in the bank vole (Clethrionomys glareolus) /
T. Włostowski, E. Chwełatiuk, E. Bonda, A. Krasowska, J. Zukowski //Comp.
Biochem. Physiol. C. Toxicol. Pharmacol.. – 2005. – V. 141, № 1. – Р. 15-19.
331. Włostowski, T. Joint effects of dietary cadmium and polychlorinated biphenyls on
metallothionein induction, lipid peroxidation and histopathology in the kidneys and
liver of bank voles / T. Włostowski, A. Krasowska, E. Bonda // Ecotoxicol. Environ. Saf.. – 2008. – V. 69, № 3. – Р. 403-410.
332. Włostowski, T. Seasonal changes of body iron status determine cadmium accumulation in the wild bank voles / T. Włostowski, A. Krasowska, A. Salińska, M.
Włostowska // Biol. Trace Elem. Res.. – 2009. – V. 131, № 3. – P. 291-297.
333. Wood, S. Clocks for all seasons: unwinding the roles and mechanisms of circadian
and interval timers in the hypothalamusand pituitary. / S. Wood, A. Loudon // J.
Endocrinol. – 2014. – V. 222, № 2. – P. R39- R59.
334. Wyse, C.A. Impact of aging on diurnal expression patterns of CLOCK and
BMAL1 in the mouse brain / C.A. Wyse, A.N. Coogan // Brain Res.. – 2010. –
№ 1337. – Р. 21-31.
335. Yan, L. Day-length encoding through tonic photic effects in the retinorecipient
SCN region / L. Yan, R. Silver // Eur. J. Neurosci. – 2008. – V. 28, № 10. – Р.
2108-2115.
336. Yan, L. Exploring spatiotemporal organization of SCN circuits / L. Yan, I. Karatsoreos, J. Lesauter, D.K. Welsh, S. Kay, D. Foley, R. Silver // Cold Spring Harb.
Symp. Quant. Biol. – 2007. – V. 72. – Р. 527-541.
337. Yan, L. Reorganization of suprachiasmatic nucleus networks under 24-h LDLD
conditions / L. Yan, R. Silver, M. Gorman // J. Biol. Rhythms. – 2010. – V. 25, №
1. – Р. 19-27.
338. Yang, X.F. Effect on apoptosis of anterior pituitary induced by cadmium chloride
and its relations with p38 MAPK & ERK1/2 passway / X.F. Yang, W. Zhu, Q.
Wei, Z.N. Lin // Wei Sheng Yan Jiu. – 2005. – V. 34, № 6. – Р. 681-684.
300
339. Zhang, J. Molecular signals of mammalian circadian clock / J. Zhang, X. Dong, Y.
Fujimoto, H. Okamura // Kobe J. Med. Sci. – 2004. – V. 50, № 4. – Р. 101-109.
340. Zhang, X. Study on the relationship between cadmium immunotoxicity and corticotropin-releasing factor / X. Zhang, D. Li, S. Dong, J. Zhang // Wei Sheng Yan
Jiu. – 2000. – V. 29, № 4. – Р. 193-196.
341. Zhao, M. Relationship between apoptosis and activity of protein kinase B in adrenocortical cells induced by cadmium chloride / M. Zhao, Q. Wei, C.Y. Lu, X.F.
Yang // Zhonghua Lao Dong Wei Sheng Zhi Ye Bing Za Zhi. – 2008. – V. 26, №
3. – Р. 135-138.
342. Zhao, Z.J. Seasonal changes of body mass and energy budget in striped hamsters:
the role of leptin. / Z.J. Zhao, Q.S. Chi, J. Cao, D.H. Wang // Physiol. Biochem.
Zool. – 2014. – V. 87, № 2. – P. 245-256.