ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ГИПОТАЛАМО-ГИПОФИЗАРНОНАДПОЧЕЧНИКОВОЙ СИСТЕМЫ ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ ГЕТЕРОТИПИЧЕСКОМ СТРЕССЕ

Полный текст

Хронический стресс повышает экспрессию зации активности ГГНС, способных предотвракортиколиберина (КРФ) в гипоталамусе, прежде тить развитие постстрессовых психоневрологивсего в нейронах мелкоклеточной части его пара-ческих нарушений [11, 15]. Описаны возрастные вентрикулярного ядра (ПВЯ), что вызывает акти-особенности адаптационных изменений в ГГНС вацию гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой в экспериментальных моделях гомотипическосистемы (ГГНС) с усилением выработки адре-го стресса (с использованием одного стрессора) нокортикотропного гормона (АКТГ) передней [1, 13]. В современной экспериментальной медидолей гипофиза и может провоцировать развитие цине получила распространение гетеротипичетревожно-депрессивных состояний [4, 7, 12]. При ская модель стресса с меняющимися стрессорами этом, происходит нарушение глюкокортикоид-[8, 14], исследования ГГНС в возрастном аспекте ной обратной связи, вызванное подавлением экс-с использованием такой модели единичны [5, 7]. прессии рецепторов глюкокортикоидов в голов-Цель настоящей работы - сравнительная морном мозгу [10, 15]. В настоящее время активно фофункциональная оценка связанных со стрессом ведутся поиски эффективных средств нормали-изменений в различных звеньях ГГНС у экспериментальных животных разных возрастных групп с учетом поведенческих реакций. Материал и методы. Исследование проведено в соответствии с заключением Этического комитета по контролю за использованием экспериментальных животных в научных исследованиях медицинского факультета Университета технологии МАРА от 12 ноября 2008 г. В работе использованы крысы-самцы породы Спрей-Доули молодые (3 мес) и половозрелые (6 мес), а также стареющие (12 мес) - по 12 особей в каждой группе (по 6 в контрольной и экспериментальной подгруппах). Экспериментальных животных подвергали действию гетеротипического непредсказуемого стресса ежедневно по 5 ч в течение 7 сут [8]. Животных содержали в стандартных виварных условиях при температуре 20±2 ºСс доступом к воде и пище ad libitum. По окончании последнего стрессорного воздействия проводили оценку поведенческих реакций с помощью теста открытого поля, приподнятого крестообразного лабиринта и предпочтения для питья раствора сахарозы, которые позволяют оценивать уровень тревожности, исследовательскую и двигательную активность животных [3]. Общее число пересечений в открытом поле характеризует двигательную активность, а доля пересечений периферических квадратов по отношению к общему числу пересечений определяется как индекс тревожности [6]. После проведения поведенческих тестов анестезированных животных декапитировали; гипоталамус, гипофиз и надпочечники фиксировали формалином и после стандартной обработки заливали в парафин. Гистологические срезы окрашивали гематоксилином - эозином и иммуногистохимически с применением антител к КРФ (Сигма, США) - для гипоталамуса (разведение 1:50), АКТГ (ДАКО, Дания) - для гипофиза (разведение 1:100), каспазы-3 (Сигма, США) - маркер апоптоза (разведение 1:50)), РСNA (Серотек, США) - маркер пролиферации (разведение 1:100), ED1 (Серотек, США) - маркер зрелых макрофагов (разведение 1:100) стрептавидин-биотин-пероксидазным методом с визуализацией диаминобензидином в соответствии с рекомендациями производителей реактивов. Для определения удельной площади иммунопозитивных клеток проводили цифровой анализ с использованием анализатора изображений «Лейка 2140» (Leica, Германия) и программы «Leica QWin». Оценку статистической значимости полученных данных проводили по t-критерию Стьюдента. Результаты исследования. Хронический стресс снижал предпочтение раствора сахарозы у экспериментальных животных, причем эта тенденция обнаруживалась во всех возрастных группах с более высоким уровнем значимости у стареющих животных (рис. 1, a). Индекс тревожности имел тенденцию уменьшаться с возрастом и значимо увеличивался по сравнению с контролем при стрессе в исследованных возрастных группах, кроме стареющих животных (см. рис. 1, б). Пребывание в открытых рукавах приподнятого крестообразного лабиринта у стареющих животных было исходно более низким, чем у крыс других возрастных групп, и уменьшение его после стресса было минимальным по сравнению с таковым в других возрастных группах. Наибольшее снижение данного показателя отмечено у 3-и 6-месячных животных (см. рис. 1, в). Относительная масса надпочечников снижалась у контрольных животных с возрастом и значимо повышалась у крыс всех возрастных групп после стресса (рис. 2, а). Соотношение коркового и мозгового вещества незначительно возрастало у контрольных крыс с возрастом, а после стресса больше всего увеличивалось у стареющих животных и было максимальным (см. рис. 2, б). В аденогипофизе у экспериментальных животных всех возрастных групп по сравнению с контролем наблюдались микроциркуляторные нарушения в виде полнокровия капилляров и венул, гиперплазия базофильных эндокриноцитов, увеличение числа фолликулов и кист, наиболее отчетливо выраженное у стареющих особей, у которых также отмечалось незначительное увеличение доли АКТГ-иммунопозитивных клеток, в то время как у молодых и половозрелых животных она значимо возрастала (см. рис. 2, в; 3, а, б). Реакция на ED1 выявила неожиданно много крупных иммунопозитивных клеток в аденогипофизе с тенденцией к некоторому увеличению их числа с возрастом. После хронического стресса удельная площадь этих клеток значимо повышалась только у половозрелых и стареющих животных (см. рис. 2, г; 3, в, г). Количество РСNA-иммунопозитивных клеток после стресса имело тенденцию к повышению во всех возрастных группах (см. рис. 3, д, е). Стресс вызывал гипертрофию нейронов мелкоклеточной части ПВЯ. Удельная площадь КРФ-иммунопозитивных клеток в ПВЯ имела тенденцию к увеличению с возрастом, достигая максимальных значений у стареющих крыс; однако именно у последних нарастание данного показателя при стрессе было меньшим по сравнению с таковым в других возрастных группах (см. рис. 2, г; 3, ж, з). Обсуждение полученных данных. Организм современного человека в большей степени подвержен влиянию постоянно меняющихся (гетеротипических) стрессоров, закономерности активации ГГНС при которых значительно отличаются от привычных гомотипических моделей стресса с их закономерностями адаптации [13, 14]. Ранее нами были продемонстрированы особенности адаптации ГГНС у животных разных возрастных групп к хроническому гомотипическому стрессу, которые, как показало настоящее исследование, существенно отличаются от таковых при гетеротипическом стрессе у молодых и зрелых, но не у стареющих особей [2], что демонстрирует возрастные изменения пластичности ГГНС. Поведенческие реакции оценивались нами с применением наиболее информативных и чувствительных критериев тревожных и депрессивных состояний [3]. Снижение предпочтения для питья раствора сахарозы расценивается как ангедония - показатель депрессивного состояния экспериментальных животных. Сокращение пре бывания в открытых рукавах приподнятого крестообразного лабиринта является одним из самых достоверных критериев тревожного состояния. Полученные нами данные оценки поведенческих реакций показали, что у животных разных возрастных групп имели место различные проявления поведенческого дефицита при хроническом стрессе. В целом, у молодых и половозрелых животных отмечались изменения поведения, свидетельствующие о повышении уровня тревожности, в то время как у стареющих крыс преобладали изменения поведения, соответствующие депрессивноподобному состоянию. Полученные нами данные согласуются с наблюдениями других авторов [12], что и у животных с развившимся после стресса тревожным синдромом и у особей с депрессивными изменениями поведения отмечается повышение экспрессии КРФ в мелкоклеточной фракции ПВЯ гипоталамуса; выявленные нами при этом возрастные закономерности соотношения поведенческого дефицита и содержания КРФ позволяют определить снижение пластичности ГГНС при гетеротипическом стрессе с возрастом. Вместе с тем, несмотря на нарушение отрицательной обратной связи и диссоциации ГГНС в ее центральном звене, изменений, соответствующих посттравматическому синдрому с гипокортицизмом и атрофией коры надпочечников, отмеченных другими исследователями при хроническом стрессе, в том числе у старых животных [4, 13], в данной возрастной группе не наблюдается. Таким образом, особенности поведенческого дефицита у стареющих животных на фоне снижения пластичности ГГНС показывают связь последнего с закономерностями формирования стресс-индуцированной неврологической патологии [9]. Наше исследование продемонстрировало четкую стресс-модулированную, опосредованную возрастом динамику ED1-иммунореактивных клеток в аденогипофизе. Ранее нами была показана стресс-ассоциированная динамика другой макрофагальной клеточной популяции в аденогипофизе - фолликулозвездчатых клеток [2], которая имела сходную динамику у стареющих животных, и противонаправленную - в других возрастных группах, что подчеркивает их полифункциональность, играющую важную роль в пластичности ГГНС. В нашем иммуногистохимическом исследовании использована количественная оценка КРФиммунопозитивных нейронов в мелкоклеточной части ПВЯ гипоталамуса. Данный показатель является чрезвычайно важным для оценки функционального состояния ГГНС, так как дает возможность судить об эффективности отрицательной обратной связи, для чего необходимо сопоставление данного показателя с индексами активации других звеньев ГГНС. Как и в работах с определением уровня АКТГ и кортикостерона в крови, в результате наших исследований содержания гормонов в тканях было выявлено, что именно у стареющих животных показатели активации ГГНС отличаются высокой вариабельностью. Это позволяет учитывать полученные данные при оценке индивидуальных особенностей нейроэндокринного старения организма [1, 13]. Таким образом, предпринятое исследование, проведенное с применением разнообразных тестов активации ГГНС при хроническом гетеротипическом стрессе (поведенческих, морфологических, иммуногистохимических) позволило выявить закономерности адаптационных изменений на разных уровнях ГГНС в возрастном аспекте. Итак, хронический гетеротипический стресс индуцирует изменение диапазона фенотипически определенных адаптационных сдвигов в ГГНС, определяемое исходным возрастом экспериментальных животных и отражающееся в модификации поведенческой активности с формированием поведенческого дефицита в виде тревожных состояний у молодых и половозрелых животных и депрессивноподобного поведения в стареющем организме. Уровень экспрессии КРФ в ПВЯ гипоталамуса и ее связь с ответом периферического звена ГГНС характеризуют пластичность центрального звена ГГНС, которая определяется возрастом экспериментальных животных и влияет на поведенческую активность. В стареющем организме пластичность гипоталамического звена ГГНС значительно снижается, что подтверждается высокой экспрессией КРФ в гипоталамусе при стрессе на фоне сравнительно низкой экспрессии АКТГ в аденогипофизе и высокого уровня активности коры надпочечников, что свидетельствует о диссоциации ГГНС в ее центральном звене и предотвращении ее адаптивной десенситизации, характерной для молодых и половозрелых животных.

Об авторах

Владимир Витальевич Хлебников

Международный исламский университет Малайзии; Волгоградский государственный медицинский университет

Email: zorina40@mail.ru
Кафедра внутренних болезней; кафедра неврологии 400066, г. Волгоград, пл. Павших борцов, 1

Сергей Львович Кузнецов

Первый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова

кафедра гистологии, эмбриологии, цитологии 119991, Москва, ул. Трубецкая, 8, стр. 2

Дмитрий Александрович Чернов

Первый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова

кафедра гистологии, эмбриологии, цитологии 119991, Москва, ул. Трубецкая, 8, стр. 2

Алексей Михайлович Агрыцков

Волгоградский государственный медицинский университет

кафедра неврологии 400066, г. Волгоград, пл. Павших борцов, 1

Азхар Ахмад

Технологический университет МАРА

кафедра анатомии

Мохд Нур Кхан Нор-Ашикин

Технологический университет МАРА

Email: noras@salam.uitm.edu.my
кафедра физиологии, медицинский факульте

Улла Музаммил

Технологический университет МАРА

Email: muzammil@salam.uitm.edu.my
кафедра анатомии, стоматологический факультет Unit 7-7, Block 35, Kemunchak Condominium, Section 9, 40100 Shah Alam, Malaysia

Марина Юрьевна Капитонова

Технологический университет МАРА

Email: marinakapitonova@mail.ru
кафедра анатомии

Список литературы

Дополнительные файлы