Міністерство охорони здоров’я України

Одеський державний медичний університет

Сервецький Станіслав Костянтинович

УДК 539.166:616-432-831.4-45

Механізми функціонування

стрес-реалізуючих систем виводку,

отриманого від радіаційно уражених щурів

14.03.04 – патологічна фізіологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Одеса – 2004

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Одеському державному медичному університеті МОЗ України

Науковий керівник: | доктор біологічних наук, професор

Напханюк Володимир Клеонтійович, Одеський державний медичний університет МОЗ України, завідувач кафедри гістології, ембріології та цитології

Офіційні опоненти: |

доктор медичних наук, професор Шандра Олексій Антонович, Одеський державний медичний університет МОЗ України, завідувач кафедри нормальної фізіології

доктор медичних наук, професор Клименко Микола Олексійович, Харківський державний медичний університет МОЗ України, завідувач кафедри патологічної фізіології

Провідна установа: | Інститут геронтології АМН України, відділ патологічної фізіології та імунології

Захист відбудеться 10.11.2004 р. о 12-30 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 41.600.01 при Одеському державному медичному університеті МОЗ України (65026, м. Одеса, пров. Валіхівський, буд. 2)

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Одеського державного медичного університету МОЗ України (65026, м. Одеса, пров. Валіховський, буд. 3)

Автореферат розісланий 08.10.2004 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

к. мед. н., доцент В.В. Годован

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Однією з актуальних проблем сучасної медицини є дослідження механізму дії на організм людини та тварин іонізуючої радіації в малих дозах. Це обумовлено тим, що після аварії на Чорнобильській АЕС на значних територіях України виникла складна радіаційно-екологічна ситуація, внаслідок чого велика кількість населення підпала під дію низькоінтенсивного зовнішнього та інкорпорованого опромінення (Мазурик В.К., 1999). На сьогодення відомо (Мороз Б.Б. та ін., 2002), що опромінення великих контингентів населення збільшує вірогідність вступу до шлюбу осіб, які в тій чи іншій мірі підпали під дію радіації. Тому особливої уваги заслуговують дослідження наслідків такого впливу на нащадків, які народились від опромінених батьків. У цілому ряді експериментальних досліджень (Нефедов И.Ю., 1995; Мизина Т.Ю., 2002) були досліджені особливості взаємозв’язку термінів післярадіаційного опромінення зі станом нащадків, величиною його загибелі на різних етапах онтогенезу. Але принциповою особливістю практично усіх досліджень, присвячених цій проблемі, було використання експериментальної моделі, в якій під дії іонізуючої радіації підпадав тільки один з батьків (частіше самець) (Палыга Г.Ф., 1994). За умов, що виникли, принциповою стає проблема розвитку нащадків, отриманих від обох опромінених батьків. Аналіз літератури (Трошин Е.И., 1997; Барабой В.А., Сутковой Д.Н., 1997; Савкова З.Д. та ін., 2000) показав, що оригінальні, дослідження по цій проблемі одиничні, а в працях, які мають узагальнюючий характер (Лепёхин Н.П., Палыга Г.Ф., 1999), вона практично не знайшла свого відображення. Враховуючи те, що радіація в низьких дозах сприяє розвитку поліетіологічного стресу, який викликає напругу компенсаторно-адаптаційних систем, забезпечуючих термінову та тривалу адаптацію на ендокринному рівні, то дослідження їх стану в батьків та в онтогенезі їх нащадків є одним із перспективних напрямків сучасної фундаментальної медицини.

У зв’язку з наведеним є актуальними дослідження функціонального стану стрес-реалізуючих процесів за умов радіаційного та психоемоційного стресу у статевозрілих тварин обох статей перед заплідненням та в онтогенезі отриманих від них нащадків. Не менш важливим у цьому плані є також дослідження стану механізмів адаптації в організмі статевозрілих тварин, отриманих від радіаційно уражених попередників до дії стресових факторів. Дослідження такого плану надають можливість розробити критерії для оцінки діапазону компенсаторних резервів організму в стресовій ситуації, а також спрогнозувати ту межу, за якою може відбутися зрив механізмів пристосування, дезадаптації з розвитком патології, яка переходить у хронічні захворювання.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана відповідно до плану науково-дослідних робіт Одеського державного медичного університету і є фрагментом теми “Особливості ранніх етапів онтогенезу за умов дії несприятливих факторів довкілля, теоретичне обґрунтування можливостей діагностики та корекції аномалій розвитку” (№ держреєстрації 01004002402). Дисертант є співвиконавцем фрагмента цієї теми.

Мета дослідження. З’ясувати патофізіологічні механізми порушень функціонального стану компенсаторно-адаптаційних систем самців і самок щурів після дії - опромінення в низьких дозах і депривації сну, встановити особливості їх змін в онтогенезі 1-го покоління, отриманого від опромінених попередників та визначити спроможність їх адаптації до дії стресового фактору.

Задачі дослідження.

1. Дослідити особливості функціонального стану компенсаторно-адаптаційних систем за умов фізіологічного онтогенезу щурів.

2. Визначити особливості функціонування компенсаторно-адаптаційних систем в нейроендокринних органах, крові статевозрілих самок та самців щурів, які зазнали тривалого впливу - опромінення в сумарній дозі 1,0 Гр.

3. Дослідити вплив чотирьохдобової депривації сну на стан компенсаторно-адаптаційних систем в нейроендокринних органах та крові статевозрілих самців і самок.

4. Вивчити особливості впливу депривації сну на стан компенсаторно-адаптаційних систем в нейроендокринних органах та крові статевозрілих самців і самок, які зазнали тривалого впливу - опромінення в сумарній дозі 1,0 Гр.

5. Дослідити особливості функціонування компенсаторно-адаптаційних систем на різних етапах онтогенезу щурів 1-го покоління, отриманого від опромінених самців та самок.

6. Встановити механізми впливу депривації сну на компенсаторно-адаптаційну систему нейроендокринних органів і крові статевозрілих щурів, отриманих від опромінених перед спарюванням самців і самок.

Об’єкт дослідження. Депривація сну, дія тотального - опромінення в сумарній дозі 1,0 Гр.

Предмет дослідження. Механізми функціонування стрес-реалізуючих систем виводку, отриманого від радіаційно уражених щурів.

Методи дослідження. Патофізіологічні, біохімічні, біофізичні, статистичні.

Наукова новизна отриманих результатів. На підставі комплексних досліджень вперше були встановлені особливості функціонального стану ПОЛ-АОС, симпатоадреналової та холінергічної систем на різних етапах фізіологічного онтогенезу щурів. Вперше доведено, що за фізіологічних умов у статевозрілих самок активність ключових ферментів АОС у гіпофізі, гіпоталамусі, наднирниках та плазмі крові значно вища, а інтенсивність ПОЛ нижча, ніж у самців. Також встановлено, що в самок за фізіологічних умов в досліджених структурах значно вищий рівень катехоламінів, нижча, ніж у самців. Вперше доведено, що тривале - опромінення в сумарній дозі 1,0 Гр призводить до стійкого посилення інтенсивності ПОЛ і поступового зниження активності АОС, росту вмісту катехоламінів, кортикостерону, активації холінестерази, яка з часом пригнічується. Доведено, що виявлені зміни мають більш виразний характер у самців, ніж самок. Депривація сну на протязі чотирьох діб викликає більш глибокі зміни прооксидантно-антиоксидантної рівноваги і функціонального стану симпатоадреналової та холінергічної систем. Але по завершенні дії стресового фактору спостерігалось відновлення до фізіологічного рівня і при цьому в самок цей процес відбувався швидше. Проведені дослідження дозволили вперше встановити, що в онтогенезі покоління, отриманого від опромінених самців і самок, базовий рівень продуктів ПОЛ і катехоламінів на всіх етапах дослідження був вищим за рівень одновікового контролю, тоді як активність супероксиддисмутази, каталази та ацетилхолінестерази переважала його тільки в перші два тижні, а потім різко знижувалась. Встановлено, що з шестимісячного віку у цих тварин вміст кортикостерону був достовірно нижчим за контроль. Вперше на підставі проведених досліджень встановлено, що депривація сну в статевозрілих щурів, отриманих від опромінених попередників, призводила до швидкого виснаження резервних можливостей компенсаторно-адаптаційних систем.

Практичне значення одержаних результатів. Практичне значення дисертаційної роботи полягає в тому, що розкриті раніш невідомі механізми функціонування прооксидантно-антиоксидантних процесів та взаємозв’язок їх зі станом симпатоадреналової, холінергічної систем та динамікою змін кортикостерону і альдостерону на різних етапах онтогенезу, встановлено внесок кожної із них у формування статевого дозрівання та старіння організму. Важливим з практичної точки зору є і те, що розкриті патогенетичні механізми порушень функціонування компенсаторно-адаптаційних механізмів за умов депривації сну, тривалого - опромінення в сумарній дозі 1,0 Гр та сумісній дії двох факторів та встановлені органні та статеві відмінності, що може бути фундаментальним підґрунтям для розробки шляхів посилення цих процесів. Крім того, важливим є також з’ясування механізмів функціонування компенсаторно-адаптаційних систем в поколінні отриманого від радіаційно-уражених самців і самок самців та самок та встановлення їх ролі в процеси передчасного старіння цих тварин. Отримані результати можуть бути використані в практичній медицині для вирішення питань профілактики та застосування коригувальної, патогенетично обґрунтованої терапії осіб із дезадаптаційними розладами.

Теоретичні положення дисертації втілені до лекційного курсу та практичних занять для студентів на кафедрах патологічної фізіології, медичної хімії, гістології, ембріології та цитології, нормальної фізіології Одеського державного медичного університету.

Особистий внесок здобувача полягає в проведенні інформаційного пошуку та аналізі літературних джерел, розробці методології досліджень, самостійному проведенні досліджень, узагальненні етапів і результатів дослідження, оформленні публікацій і дисертаційної роботи.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи були оприлюднені на наукових конференціях молодих вчених та спеціалістів (Одеса 1999-2003), обласного відділення Українського товариства патофізіологів (Одеса 2000-2003), обласного відділення Українського товариства анатомів, гістологів і топографоанатомів (Одеса 2001-2003), на VI Всеукраїнській науково-практичній конференції “Сучасні досягнення валеології та спортивної медицини” (Одеса, 2000), на VII Міжнародній науково-практичній конференції “Сучасні досягнення валеології та спортивної медицини” (Одеса, 2001), на VIII Міжнародній науково-практичній конференції “Сучасні досягнення валеології та спортивної медицини” (Одеса, 2002), на IX Міжнародній науково-практичній конференції “Сучасні досягнення валеології та спортивної медицини” (Одеса, 2003).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 9 наукових праць, з них 4 статті у фахових журналах та 5 у збірниках конференцій.

Обсяг і структура дисертації. Дисертаційна робота викладена на 185 сторінках машинопису і складається із вступу, огляду літератури, матеріалів і методів досліджень, чотирьох розділів власних досліджень, висновків та списку літератури, що включає 147 джерел вітчизняних та 123 зарубіжних авторів. Дисертація ілюстрована таблицями.

Основний зміст роботи

Матеріали та методи досліджень. Експериментальні дослідження проведені на різновікових щурах самцях та самках лінії “Вістар” загальною кількістю 630 штук та на 60 18-ти денних зародках. У відповідності до мети та задач дослідження всі експериментальні тварини були розподілені на слідуючі групи: І група – виводок, отриманий від інтактних самців та самок: 18-ти денні ембріони; 2-денні щурята; 2-тижневі щурята;1-місячні щурята; 3, 6, 12 і 24-місячні щурі; ІІ група – виводок, отриманий від опромінених самців та самок щурів; ІІІ група – 3 місячні самки та самці щурів після депривації сну; IV група – 3 місячні самки та самці щурів після тривалого - опромінення в сумарній дозі 1,0 Гр; V група – 3 місячні самці та самки, які після опромінення зазнали депривації сну; VI група – 3 місячні щурі, отримані від радіаційного ураження попередників, які зазнали депривації сну.

У якості моделі хронічного стресу був обраний метод тривалої (на протязі 4-х діб) депривації сну (D. Jouvet et al., 1964). - опромінення тварин проводили на телегамма- терапевтичній установці “Агат” за слідуючи умов Ра = 107 рад/хв.; поле 20/20 см; ВПД = 75 см; разова доза 0,1 Гр, час експозиції 6 секунд; інтервал між опроміненням 72 години, кількість повторностей – 10.

Вміст адреналіну і норадреналіну в гіпофізі і гіпоталамусі і наднирниках на експериментальних тварин визначали методом Манухіна Б.М. (1975), в плазмі крові методом Шаталової А.А. (1969), в добовій сечі методом Вінницького В.Б. (1978). В гіпофізі, гіпоталамусі, наднирниках, еритроцитах і плазмі крові визначали вміст дієнових кон’югатів, малонового диальдегіду (Стальная И.Д., Гаришвили Т.Г., 1983), активність супероксиддисмутази (Fried R., 1975), каталази (Holmes R., Masters C., 1970), ацетилхолінестерази (Винницкая К.Б. и др., 1985), вміст ацетилхоліну (Липшиц Р.У. и др., 1975) і в плазмі крові вміст кортикостерону і альдостерону (Резников А.Г., 1980). Отримані результати досліджень були опрацьовані методом статистичної обробки з використанням стандартних пакетів програм “Primer Biostatistics” (США, 1994).

Результати досліджень та їх обговорення. В результаті проведення досліджень було встановлено, що в гіпофізі, гіпоталамусі, наднирниках 18-ти денних ембріонів вміст дієнових кон’югатів і малонового диальдегіду в 1,6-1,7 рази (Р0,05) був вищим, ніж у 3 місячних щурів. Активність ключових ферментів антиоксидантної системи - супероксиддисмутази і каталази в нейроендокринних структурах18-ти денних ембріонів переважала показники 3-х місячних щурів в 1,4-1,5 разів. Наведені дані є свідченням того, що на даному етапі онтогенезу взаємовідносини в системі ПОЛ-АОС знаходяться на більш високому стаціонарному рівні, ніж у статевозрілих щурів, що відповідає існуючим літературним даним про характер процесів ПОЛ в молодих інтенсивно розвиваючих тканинах (Барабой В.А., 1996). Поряд з цим вміст адреналіну та норадреналіну в усіх дослідних структурах був достовірно нижчим за їх значення 3-х місячних тварин, що, очевидно, обумовлено недостатньою спроможністю наднирників (Брюкин Г.В., 1999). Активність ацетилхолінестерази і ацетилхоліну в гіпофізі, наднирниках і гіпоталамусі ембріонів також був достовірно нижчим ніж у 3-х місячних щурів. Отже на етапі пізнього ембріогенезу незважаючи на високий стаціонарний рівень ПОЛ-АОС, віддзеркалює інтенсивність розвитку молодих тварин (Гераськин С.А., 1999) функціональна спроможність адренергічних та холінергічних структур знаходилась на низькому рівні, що відповідало класичним уявленням про органо- і системогенез (Палыга Г.Ф., 1994). Через два дні після народження в гіпофізі, гіпоталамусі та наднирниках інтенсивність процесів ПОЛ ключових ферментів АОС посилювалась як по відношенню до їх значень в ембріонів, так і 3-х місячних щурів що, очевидно, обумовлено адаптацією організму до оточуючого середовища. У цих щурят також спостерігалось посилення функціональної активності адренергічних та холінергічних процесів.

У двотижневих щурят інтенсивність утворення продуктів ПОЛ - дієнових кон’югатів і малонового диальдегіду знову збільшувалась та зростала активність ключових ферментів антиоксидантної системи як по відношенню до показників дводенних щурят, так і 3-х місячних тварин. Останнє свідчило, що функціональні взаємовідносини в системі ПОЛ-АОС переходять ще на більш високий стаціонарний рівень. Така перебудова, очевидно, обумовлена активацією усіх метаболічних процесів в період формування організму (Кудряшов Ю.Б., 1992). Активність ацетилхолінестерази та вміст ацетилхоліну і катехоламінів у цих тварин також проявляли тенденцію до збільшення. З початком статевого дозрівання (одномісячних щурів) вміст дієнових кон?югатів і малонового діальдегіду та активність супероксиддисмутази і каталази різко зменшувалось порівняно з їх значеннями в дводенних щурят, і в водночас були достовірно вищими за рівень трьохмісячних щурів. При цьому необхідно зазначити, що, незважаючи на такі коливання в інтенсивності утворення продуктів ПОЛ і активності ключових ферментів АОС, розрахований нами коефіцієнт співвідношення СОД / дієнові кон’югати майже не змінювався. Що стосується вмісту катехоламінів, то він також збільшувався у цих тварин порівняно з їх значеннями в двотижневих щурят і водночас достовірно перевищував показники трьохмісячних щурів (Р0,05). Очевидно, що ці обставини також обумовлені гормональними перебудовами в організмі тварин в період статевого дозрівання. Збільшення вмісту катехоламінів супроводжувалось достовірно вищою, ніж у трьохмісячних, кількістю в плазмі крові кортикостерону та активністю в гіпофізі, гіпоталамусі і наднирниках ацетилхолінестерази, тоді як вміст ацетилхоліну знаходився на рівні трьохмісячних щурів.

Показники ПОЛ, АОС, катехоламінів, активності ацетилхолінестерази, ацетилхоліну, кортикостерону та альдостерону в досліджених структурах трьох- і шестимісячних щурів майже не відрізнялись. Цей період був періодом відносної стабільності.

Починаючи з дванадцятимісячного віку в гіпофізі, гіпоталамусі, наднирниках та плазмі крові щурів інтенсивність утворення продуктів ПОЛ знову зростала порівняно з показниками трьох- і шести місячних тварин, але при цьому відбувалося зниження активності ключових ферментів антиоксидантної системи – супероксиддисмутази і каталази. Слід зазначити, що максимальні зміни були виявлені у 24-місячних щурів. Коефіцієнт співвідношення СОД / діенові кон’югати при цьому зменшувався порівняно зі всіма попередніми щурами тварин у 12-місячних на 42,3%, а в 24-місячних на 56%. Ці факти свідчать про те, що рівновага в системі ПОЛ – АОС зсунута в бік накопичення кисень-реактивних інтермедіатів.

Тривала дія тотального - опромінення в сумарній дозі 1,0 Гр призводила до неоднозначних змін вмісту дієнових кон’югатів та малонового диальдегіду. При цьому глибина та виразність виявлених змін в повній мірі залежала від терміну, який пройшов після завершення дії радіації, органу та статі тварин. Необхідно зазначити, що перший пік підйому вмісту дієнових кон’югатів та малонового диальдегіду був встановлений на 4 добу після завершення дії радіаційного фактору, а другий – на 14-у добу.

На всіх етапах дослідження найбільш виразні зміни вмісту продуктів ПОЛ спостерігались в гіпоталамусі та наднирниках, і при цьому їх кількість в досліджених структурах була вища у самців, ніж у самок. Паралельно з посиленням інтенсивності ПОЛ спостерігалась і активація ключових ферментів АОС. Характерним було те, що, починаючи з першої доби і по другу включно активність ферментів зростала, після чого відбувалось її зниження, а з 5 доби і до кінця експерименту вона була достовірно нижчою. І у даному випадку чітко віддзеркалювалось виразність виявлених змін від статі, терміну та досліджуваного органу. Розрахунки співвідношення між СОД / дієновими кон’югатами показали, що за фізіологічних умов стаціонарний стан ПОЛ-АОС у самок був значно вищим, ніж у самців, а тому зсув рівноваги в сторону накопичення кисень-реактивних сполук у самок був меншим, ніж у самців. Ці факти є доказом і підтвердженням існуючих даних (Мизина Т.Ю., 2002), про те що самки є більш радіорезистентними, ніж самці. Очевидним є і те, що такі зміни в системі ПОЛ-АОС є явищами адаптивної відповіді опроміненого організму.

В результаті проведених досліджень було встановлено, що вміст катехоламінів збільшувався, починаючи з першої доби після опромінення включно по третю добу. На 4-ту добу відбувалося зниження вмісту катехоламінів відносно їх показників на третю добу, але він залишався достовірно вищим за контроль (Р0,05). В цей же час різко збільшувалося кількість кортикостерону, яка переважала рівень контролю в плазмі крові самців на 45,6% і самок на 29,7% (Р0,05). На 5-ту добу вміст катехоламінів знову зростав в усіх досліджених структурах. Що стосується кортикостерону, то його кількість на цей час також збільшувалось, і особливо це стосувалось самок. На протязі всіх останніх етапів дослідження (7 і 14 доба) вміст катехоламінів в усіх дослідних структурах залишався вищим за рівень інтактних тварин, тоді як кількість кортикостерону продовжувала зростати, досягаючи максимальних значень на 14 добу. Отже надлишкові кількості катехоламінів в нейроендокринних органах та плазмі крові, обумовлені інтенсифікацією секреторної активності наднирників, були причиною гіперкортикостероїдного стану в системі крові.

Внаслідок проведених досліджень встановлено, що в організмі самців і самок щурів, які зазнали тривалого впливу тотального - опромінення в сумарній дозі 1,0 Гр, існують різні співвідношення між вмістом ацетилхоліну і ацетилхолінестерази, виразність і направленість яких залежить від терміну, що пройшов після ураження досліджуваної структури. Для перших трьох діб після радіаційного ураження відзначалось посилення активності ацетилхолінестерази та збільшення вмісту ацетилхоліну, після чого спостерігалось зниження вмісту ацетилхоліну включно по п?яту добу. В подальшому (7 і 14 доба) ацетилхолін в гіпофізі, гіпоталамусі та наднирниках достовірно переважав рівень контролю, тоді як активність ацетилхолінестерази була нижча за останній. Посилення ацетилхолінестеразної активності на фоні високих значень ацетилхоліну на перших етапах променевого ураження очевидно сприяє в відомій мірі компенсації порушених функцій і, згідно з концепцією Альперна Д.Є. (Абрамов В.В., 1996), характеризується як стан нейрогуморальної компенсації.

Проведені дослідження також показали, що безперервна 4-х добова депривація сну призводила до посилення інтенсивності процесів ПОЛ, внаслідок чого збільшувався вміст дієнових кон’югатів і малонового диальдегіду. При цьому необхідно підкреслити, що їх кількість зростала зі збільшенням терміну негативного фактору, досягаючи максимальних значень через 4 доби. У даному випадку чітко відслідкована залежність глибини зрушень від статі та досліджуваного органа. В післястресовому періоді високий вміст процесів ПОЛ в нейроендокринних структурах і плазмі крові самців утримується на протязі 7 діб і до рівня контролю відновлюється тільки на 14 добу. У самок на 7-му добу вміст дієнових кон?югатів та малонового диальдегіду відновлюється до рівня контролю. В усіх випадках незалежно від статі тварин максимальні зміни спостерігали в гіпоталамусі і наднирниках. Депривація сну викликала також і зміни активності супероксиддисмутази і каталази. Так, з першої по третю добу депривації сну активність ферментів була достовірно вищою за показники інтактних тварин, а максимальний її підйом був через дві доби. Через чотири доби депривації сну активність супероксиддисмутази і каталази в усіх досліджених структурах самців була нижчою за рівень фізіологічних показників, а в самок майже не відрізнялась від останніх. В післястресовому періоді на першу добу реабілітації активність ферментів була нижча за рівень контролю і особливо низькою вона була у досліджених структурах самців. На сьому добу по завершенні дії екстремального фактору активність у самців знаходилась на достовірно нижчому рівні, ніж в інтактних тварин, тоді як у самок не відрізнялась від останнього. І на кінець експерименту активність ферментів відновлювалась до фізіологічного рівня.

Підтвердженням провідної ролі ПОЛ-АОС у розвитку стресової реакції були дослідження вмісту катехоламінів, кортикостерону, ацетилхоліну та активності ацетилхолінестерази в плазмі крові і нейроендокринних органах самців і самок щурів за умов депривації сну. Внаслідок цих досліджень встановлено, що починаючи з першої доби після депривації сну вміст адреналіну і норадреналіну збільшувався, досягаючи максимальних значень через три доби. Особливо високі показники на даному етапі в гіпоталамусі і наднирниках самців, дещо нижчі вони в самок. Через чотири доби відбувалось різке зниження вмісту катехоламінів і особливо це стосується самців. Вміст катехоламінів продовжував знижуватись, аж навіть через добу після завершення депривації був вищим рівня контролю. Починаючи з 7-ї і по 14-ту добу включно вміст адреналіну і норадреналіну в досліджених структурах самців знаходився нижче рівня інтактних тварин, а у самок майже не відрізнявся від останніх. Встановлені розбіжності функціональної спроможності наднирників у самців і самок за умов дії екстремальних факторів підтверджують подібні дані інших дослідників (Носенко Н.Д., 1996).

Неоднозначних змін за умов депривації сну зазнав і вміст кортикостерону та альдостерону. Спочатку експерименту (через добу) вміст кортикостерону і альдостерону в плазмі крові самок знаходився на рівні інтактних тварин. У самців на цей час вміст кортикостерону був вищим за контроль, а альдостерону не відрізнявся від останнього. На протязі всіх останніх етапів депривації сну вміст кортикостерону неухильно зростав, досягаючи максимальних значень через чотири доби дії електромагнітного фактору. Зміни вмісту альдостерону носили хвилеподібний характер. В післястресовому періоді через добу вміст кортикостерону в плазмі самців зменшувався відносно попереднього терміну, яка стосовно контролю був вищим на 100,7 % (Р<0,05). У самок в цей кількість кортикостерону зростала і переважала рівень інтактних тварин на 110,5 % (Р<0,05). На сьому добу реабілітації вміст кортикостерону і альдостерону дещо змінювався, але був достовірно вищим за показники інтактних тварин. На кінець експерименту (14 доба) вміст кортикостерону в плазмі крові самців був достовірно нижчим за контроль, а в самок вищим за нього, тоді як кількість альдостерону знаходилась на рівні фізіологічних значень.

Можливість виникнення хронічного стресу в осіб, які зазнали тривалого впливу ?-опромінення в низьких дозах, обумовлена різними причинами, в першу чергу економічними та соціальними, тому дослідження таких проблем є актуальними на сьогодення. Виходячи з цих позицій, ми провели дослідження впливу безпосередньої чотирьохдобової депривації сну на стан стрес-реалізуючих процесів в нейроендокринних структурах та плазмі крові самців та самок, які підлягали тривалій дії ?-опромінення в надмірній дозі 1,0 Гр. В результаті проведення досліджень було виявлено цілий ряд особливостей утворення продуктів ПОЛ дієнових кон’югатів і малонового диальдегіду. По-перше, інтенсивність утворення дієнових кон’югатів і малонового диальдегіду була значно вища, ніж за умов дії кожного окремого фактору. По-друге, через три доби депривації сну у радіаційно уражених тварин вміст дієнових кон’югатів і малонового диальдегіду більш як втричі була вищою за контроль. По-третє, на протязі всього експерименту відновлення вмісту продуктів ПОЛ до фізіологічного рівня не відбувалось. При цьому необхідно відзначити, що вміст дієнових кон’югатів і малонового диальдегіду в нейроендокринних структурах і плазмі крові самок був значно нижчим, ніж у самців (Рис. 1).

Активність супероксиддисмутази і каталази через добу після депривації сну у радіаційно уражених тварин різко збільшувалась порівнювано з контролем, після чого відбувалось її зниження. Починаючи з 3-ї доби і включно до кінця експерименту активність ферментів була достовірно нижча за рівень інтактних щурів. І у цьому випадку глибина і виразність виявлених зрушень у самок були меншою, ніж у самців (Рис. 2).

Отже, депривація сну в радіаційно уражених щурів викликала зміни інтенсивності процесів ПОЛ та активності ферментів антиоксидантної системи більш глибокі, ніж дія кожного окремо взятого фактору. Важливим у цьому плані було і те, що пригнічення активності супероксиддисмутази і каталази відбувалось значно раніше, ніж при дії кожного фактору, і відновлення її до рівня інтактних тварин не спостерігалось навіть на кінець експерименту, що свідчило про виснаження функціональної спроможності АОС. Депривація сну в радіаційно уражених щурів викликала також значні зміни вмісту катехоламінів в досліджених структурах як самців, так і самок. Самий виской вміст адреналіну і норадреналіну спостерігався через дві доби

Рис. 1. Динаміка змін вмісту дієнових конюгатів і малонового диальдегіду в гіпоталамусі радіаційно уражених щурів самців та самок, які зазнали депривації сну. P < 0,05 в усіх випадках.

Рис. 2. Динаміка змін активності супероксиддисмутази в гіпоталамусі радіаційно уражених щурів самців та самок, які зазнали депривації сну. P < 0,05 в усіх випадках депривації сну, після чого відбулось поступове зниження, але навіть через 14 діб після завершення він був вищим за рівень інтактних тварин. Необхідно підкреслити, що вміст адреналіну і норадреналіну в досліджених структурах самок був вищим, ніж у самців, але при цьому необхідно зауважити, що і за фізіологічних вік у тварин жіночої статі був вищим. Ще однією важливою обставиною було те, що через добу після завершення депривації вміст катехоламінів в нейроендокринних структурах і плазмі крові знижувався до фізіологічного рівня, а в подальшому знову зростав. Вміст кортикостерону за умов депривації сну також неухильно зростав, але на відміну від катехоламінів максимальна кількість його в плазмі крові виявилась через добу після завершення дії екстремального фактору. В самок кількість кортикостерону в плазмі крові на всіх етапах дослідження була значно вищою, ніж у самців. Отримані результати проведених досліджень підтвердили існуючі дані щодо статевої диференціації сипато-адреналової системи (Резников А.Г., 2000) та те, що тварини жіночої статі мають більш потужні компенсаторні резерви, які достатні для відновлення зрушень, які виникали внаслідок дії радіації та депривації сну.

Виходячи з вищесказаного, ми провели дослідження процесів ПОЛ і активності АОС на різних етапах онтогенезу виводку, отриманого від самців та самок, які перед спарюванням зазнали тривалої дії ?-опромінення в сумарній дозі 1,0 Гр. В результаті цих досліджень встановлено, що вміст дієнових кон’югатів і малонового диальдегіду на всіх етапах онтогенезу в гіпоталамусі, гіпофізі, наднирниках і плазмі крові був достовірно вищим за рівень контролю (Р< 0,05). Ще однією характерною особливістю було те, що, починаючи з двох днів життя і на протязі двох тижнів, вміст дієнових кон’югатів малонового диальдегіду збільшувався відносно показників в ембріонів. В одномісячних щурят вміст продуктів ПОЛ майже не відрізнявся від їх значень в ембріонів, а потім (3 і 6 місяців) був нижчим і з 12-и місяців життя по 24-місяць знову достовірно зростав. Суттєві відмінності на всіх етапах онтогенезу були виявлені і в активності супероксиддисмутази та каталази. Починаючи з 18 денних ембріонів і на протязі 2-х тижнів життя активність ферментів була достовірно вища за рівень одновікового контролю. Під кінець першого місяця вона майже не відрізнялась від рівня інтактних тварин і була достовірно нижча за всі наглядні етапи (Р<0,05). З 3-х місячного віку і до 24-х місяців життя активність ферментів АОС в усіх досліджених структурах була меншою за рівень одновікового контролю і особливо низькими ці показники були в гіпоталамусі та наднирниках. Також встановлено, що на всіх етапах онтогенезу вміст адреналіну і норадреналіну був достовірно вищим за рівень одновікового контролю, за винятком адреналіну в гіпофізі та гіпоталамусі 24-місячних тварин, де він знаходиться на рівні останнього. Вміст кортикостерону в одно– та трьохмісячних тварин переважав рівень інтактних тварин, а на всіх останніх етапах онтогенезу він був достовірно нижчим. Кількість альдостерону в одно- та 12-місячних щурів була достовірно вищою за одновіковий контроль, а в усіх інших випадках знаходилась на рівні останнього. Вміст ацетилхоліну і активність ацетилхолінестерази в ембріонів та на протязі перших двох тижнів життя були вищими за одновіковий контроль, а потім з першого місяця і по шостий включно активність фермента достовірно гальмувалась, а вміст ацетилхоліну зростав, і з 12- місячного по 24-х місячний вік обидва показники були достовірно нижчими від фізіологічного рівня.

Підтвердженням зниження адаптивної спроможності тварин першого покоління отриманих від опромінених самців і самок були результати дослідження стану стрес-реалізуючої системи цих щурів за умов депривації сну. В результаті проведених досліджень було встановлено, що вміст дієнових кон’югатів і малонового диальдегіду в досліджених структурах був вищим за рівень інтактних тварин. В перші дві доби депривації сну вміст дієнових кон’югатів і малонового диальдегіду різко зростав і досягав максимальних значень, а після третьої доби дії екстремального фактору відбувалось поступове зниження, але до кінця експерименту він був вищим за рівень контролю. Активність супероксиддисмутази і каталази через добу депривації сну більш як у 2,5 рази переважала контроль (Р<0,05), а в подальшому відбулось різке її зниження, і, починаючи з трьох діб дії негативного фактору і до кінця експерименту, вона залишалась достовірно нижчою за рівень інтактних тварин. Депривація сну в щурів, отриманих від опромінених самців та самок викликала неоднозначні зміни вмісту адреналіну та норадреналіну. Починаючи з першої і по третю добу депривації сну, вміст адреналіну і норадреналіну був достовірно вищим за показниками контролю. При цьому необхідно зазначити, що через дві доби дії екстремального фактору вміст катехоламінів більш як у три рази перевищує рівень інтактних тварин, після чого відбувалось його зниження і через чотири доби досягло показників контролю. В післястресовому періоді вміст адреналіну і норадреналіну був достовірно нижчим рівня фізіологічних значень. Звертає на себе увагу і та обставина, що найбільш виразні зміни вмісту катехоламінів в усіх випадках визначались в гіпоталамусі і наднирниках.

Отримані дані, щодо вмісту катехоламінів у динаміці експерименту, співпадають зі змінами в системі ПОЛ–АОС і є підтвердженням існуючої думки (Подвигина Т.Т., 1999) про вагомий внесок останньої в розвиток стресу як реакції – відповіді організму на дію екстремальних факторів. З іншою боку ці факти є доказом того, що стрес-реалізуючі системи в поколінні, отриманому від радіаційно-уражених попередників, є менш потужними і на протязі короткого часу дії екстремального фактору вичерпують свої резерви і тривалий термін не відновлюються до фізіологічного рівня (Рогач С.В., 1998).

Встановлено, що на протязі перших трьох діб депривації сну вміст кортикостерону і двох діб альдостерону різко зростав після чого відбувалось зниження їх кількості. При цьому, якщо кількість кортикостерону незважаючи на зниження утримувалась деякий час на рівні вищому за контроль, то альдостерону знижувалась нижче останнього. З 7-ої доби післястресового періоду і до кінця експерименту вміст кортикостерону був достовірно нижчим за контроль. Що стосується ацетилхоліну, то його вміст на протязі двох діб депривації сну був достовірно вищим за значення у інтактних тварин, а потім різко знижувався і до кінця експерименту був нижчим за останній. Активність ацетилхолінестерази на протязі двох діб депривації сну була нижчою за контроль, а потім зростала і достовірно переважала останній.

Проте висока (надмірна) мобілізація цих систем є особливо САМС з тривалою катехолемією, від моменту народження перетворюється з фактору адаптації в фактор патогенезу. Зокрема це відбувається тому, що катехоламіни особливо адреналін, здібні метаболізуватись хіноїдним шляхом (Барабой В.А., 1997) з утворенням проміжних продуктів вільнорадикального походження, і при цьому гіперактивація САМС із знаряддя захисту перетворюється в фактор патогенезу стресової патології. Очевидно, що напруга основної адаптаційної системи від народження направлена на безперервну мобілізацію резервів організму і при дії додаткових тривалих стресових агентів неспроможна забезпечити тривалу адаптацію організму.

Висновки

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової проблеми, що полягає в визначенні функціонального стану компенсаторно-адаптаційних систем нейроендокринних органів та крові самок і самців щурів, які зазнали впливу депривації сну, тривалого ?–опромінення в сумарній дозі 1,0 Гр, а також в онтогенезі першого покоління тварин, отриманих від радіаційно-уражених попередників.

1. За фізіологічних умов у пізньому ембріогенезі, ранньому постнатальному та періоді статевого дозрівання вміст дієнових кон’югатів малонового диальдегіду, активність супероксиддисмутази і каталази достовірно переважала показники тварин статевої зрілості. Вміст адреналіну і норадреналіну поступово зростав досягаючи максимальних значень в період статевого дозрівання, і кількість кортикостерону в цей час також була вищою за показники статевозрілих щурів. Починаючи з 12-місячного віку, інтенсивність процесів ПОЛ знову посилювалась, тоді як активність супероксиддисмутази, каталази, ацетилхолінестерази гальмувалась і вміст катехоламінів та кортикостерону знижувався, досягаючи мінімальних значень на 24 місяць життя.

2. Тривале тотальне ?-опромінення в сумарній дозі 1,0 Гр зразу по завершенні дії призводило до збільшення вмісту дієнових кон’югатів малонового диальдегіду та посилення активності супероксиддисмутази і каталази в усіх досліджених структурах. Починаючи з 5 доби і до кінця експерименту активність ферментів була достовірно нижчою за контроль, а інтенсивність ПОЛ знову посилювалась. Вміст адреналіну і норадреналіну поступово зростав досягаючи максимальних значень на 5 добу, після цього відбувалось деяке зниження, але воно не досягло рівня контролю. Кількість кортикостерону в перші дні не відрізнялася від контролю, а потім, починаючи з 2 доби, у самців та у 3 самок зростала, досягаючи максимальних значень на 14 добу. Активність холінергічної системи на протязі 5 діб переважала контроль, а потім різко пригнічується. На всіх етапах експерименту в самців спостерігаються більш виразні зміни досліджених структур, що є ознакою того.

3. Депривація сну на протязі 4-х діб викликала неоднозначні зміни вмісту малонового диальдегіду, дієнових кон’югатів, активності супероксиддисмутази і каталази. Накопичення продуктів ПОЛ супроводжувалось посиленням активності ферментів АОС, яка з часом знижувалась нижче контролю і на такому рівні зберігалась по 7-у добу після стресового періоду. Паралельно з цим спостерігався ріст адреналіну і норадреналіну в усіх досліджених структурах, максимальна кількість яких відзначалась через три доби депривації сну. Збільшення вмісту кортикостерону відбувалось тільки через дві доби депривації сну і максимальних значень досягало в самців через 4 доби депривації сну, а у самок через добу після завершення дії екстремального фактору. Виразність та напрямок виявлених зрушень залежали від терміну, органа та статі тварин. Найбільш глибокі зрушення визначені в гіпоталамусі і наднирниках та в усіх структурах самців.

4. Депривація сну у самців та самок, які зазнали тривалого впливу ?-опромінення в сумарній дозі 1,0 Гр, викликала більш глибокі і ранні зміни в системі ПОЛ-АОС, які характеризувались різким пригніченням активності ключових ферментів АОС та виснаженням їх функціональної спроможності. На всіх етапах дослідження вміст катехоламінів та кортикостерону був вищим, ніж при дії кожного окремо взятого фактору. Спостерігалось також раннє пригнічення активності холінергічної системи. Відновлення всіх досліджених показників до фізіологічного рівня не спостерігалось навіть на кінець експерименту. Найбільш глибокі зміни були встановлені в досліджених структурах самців.

5. В онтогенезі першого покоління, отриманого від самців та самок, які перед спарюванням зазнали тривалого впливу ?-опромінення в сумарній дозі 1,0 Гр характерним був більш високий вміст продуктів ПОЛ і активність ферментів на протязі перших трьох місяців життя, після чого активність ферментів знижувалась на фоні високої інтенсивності ПОЛ. Вміст катехоламінів на всіх етапах був вищим за одновіковий контроль і характерним було зниження кількості кортикостерону в плазмі крові тварин, починаючи з 6 місячного віку. Виявлені зміни є ознакою передчасного старіння першого покоління, отриманого від радіаційно уражених самців та самок.

6. Депривація сну в статевозрілих щурів, отриманих від опромінених