Репродуктивна функція самок щурів в умовах різного рівня рухової активності

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЛЬВІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ імені ІВАНА ФРАНКА

03.00.13 - фізіологія людини і тварин

УДК 612.6+613.65

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук

РЕПРОДУКТИВНА ФУНКЦІЯ САМОК ЩУРІВ В УМОВАХ РІЗНОГО РІВНЯ РУХОВОЇ АКТИВНОСТІ

Кальян Вікторія

Валеріївна

Львів - 2010

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Харківському національному педагогічному університеті імені Г.С.Сковороди Міністерства освіти і науки України Науковий керівник:кандидат біологічних наук, доцент Комісова Тетяна Євгенівна, Харківський національний педагогічний університет імені Г.С. Сковороди, доцент кафедри анатомії та фізіології людини

Офіційні опоненти:доктор біологічних наук, професор Гладкова Алла Іванівна, Державна установа «Інститут проблем ендокринної патології ім. В.Я. Данилевського Академії медичних наук України» (м. Харків), провідний науковий співробітник лабораторії репродуктивної ендокринології доктор медичних наук, професор Грицуляк Богдан Васильович, Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника (м. Івано-Франківськ), завідувач кафедри анатомії і фізіології людини та тварин

Захист відбудеться «12» листопада 2010 р. о 1600 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 35.051.14 Львівського національного університету імені Івана Франка Міністерства освіти і науки України (79005, м. Львів, вул. Грушевського, 4, ауд. 333)

Поштова адреса: 79005, м. Львів, вул. Грушевського, 4

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Львівського національного університету імені Івана Франка Міністерства освіти і науки України (79005, м. Львів, вул. Драгоманова, 17)

Автореферат розісланий «10» жовтня 2010 р.

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. В сучасному суспільстві, враховуючи складну медико-демографічну ситуацію в Україні (Яковлева Э.Б., 2004; Шахлина Л.Г. та співавт., 2007), збереження репродуктивного здоров'я жінки є важливою загальнодержавною задачею. Як відомо, причинами порушень в системі розмноження у жінок можуть бути чисельні фактори зовнішнього та внутрішнього середовища, такі як спадкова схильність, соматичні та психічні захворювання, хронічний стрес, коливання маси тіла, фізичні, хімічні, біологічні агенти та ін. Крім того, на сьогодні в суспільстві значно змінився рівень рухової активності як в бік її зменшення (гіпокінезія), так і в бік збільшення - гіперкінезія (жінки-спортсменки).

Для деяких категорій професій (швачки, інженерно-технічний персонал промислових виробництв, бухгалтери, економісти, працівники обчислювальних центрів та інші) гіпокінезія стає професійним чинником, для інших людей вона може бути стилем життя (Жебріль Я.М., 2000). За даними ВООЗ, в Європейському регіоні майже 600 тисяч випадків смерті обумовлені зниженим рівнем фізичної активності населення (Cavill N. et al., 2006). Враховуючи негативні наслідки малорухомого способу життя для населення, в 2008 році Всесвітньою організацією охорони здоров'я було розроблені вказівки з планування розвитку фізичної активності для мешканців міст (Peggy E. et al., 2008). Систематичне та цілеспрямоване вивчення дефіциту рухової активності та його потенційної небезпеки для організму здорової людини почалося порівняно недавно і було стимульоване не клінічною практикою, а отримало розвиток у рамках космічної медицини та гравітаційної фізіології. Саме тому дані літератури про вплив гіпокінезії помірної жорсткості на жіночу репродуктивну систему нечисленні (Жебріль Я.М., 2000).

З іншого боку існує категорія жінок, які зазнають впливу надмірних фізичних навантажень. З 70-х років ХХ століття, після виходу ІХ Постанови Олімпійського Комітету (1972 р.), яка зрівняла права осіб обох статей на участь у спортивних змаганнях будь-якого рівня, почався стрімкий розвиток жіночого спорту. З року в рік росте професійний рівень спортсменок, жінки освоюють все більш екстремальні види спорту (Соха С., 1999; Лубышева Л.И., 2000). Але з моменту вступу жіночого спорту в фазу стрімкого розвитку з'являються медичні повідомлення про значно більш високу частоту порушень менструальної та репродуктивної функції у жінок-спортсменок порівняно з тими ж показниками в загальній популяції (Ниаури Д.А. та співавт., 2003, Зырянова Е.А. та співавт., 2008). Проте, поряд з великою кількістю клінічних даних про репродуктивні дисфункції у спортсменок, не до кінця з'ясованим залишається питання щодо їхніх можливих причин та ланок механізмів. Відповідь на це питання можуть дати експериментальні дослідження впливу надмірних фізичних навантажень на статеву систему тварин. Окрім вивчення крайніх форм зміни рухового режиму актуальним на сьогоднішній день залишається і дослідження впливу фізіологічної стимуляції рухової активності. Загальновідомим є факт про сприятливу дію фізичних вправ та фізичних навантажень помірної інтенсивності на функціонування систем організму (Cavill N. et al., 2006). Проте експериментальні дані, які б ілюстрували механізми покращення функціонування жіночої репродуктивної системи під впливом помірних фізичних навантажень, є нечисленними. Це питання не знайшло необхідного висвітлення в науковій літературі. Все викладене вище обумовлює актуальність даної проблеми.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота «Репродуктивна функція самок щурів в умовах різного рівня рухової активності» виконана в рамках комплексної НДР пріоритетного фінансування МОЗ України «Порушення в морфофункціональному стані інтегративних систем плода за умов материнського неблагополуччя» (№ держреєстрації 0102U0018.71).

Мета і завдання дослідження. Метою роботи є вивчення впливу зміни рухової активності на функції яєчників самок щурів, а також дослідження віддалених наслідків зміненої рухової діяльності матерів на фізичний розвиток та адаптивну поведінку майбутнього покоління. Завдання роботи полягали у тому, щоб:

1. Дослідити естральний цикл самок щурів в умовах зміненого рівня рухової активності;

2. Встановити наслідки зміни рухової діяльності для статевої поведінки самок щурів;

3. Провести аналіз сироватки периферичної крові самок щурів, які підлягали дії різних рухових режимів, на вміст статевих гормонів (естрадіолу, тестостерону);

4. Визначити морфофункціональний статус яєчників щурів в умовах зміненого рівня рухової активності;

5. Вивчити морфофункціональний статус надниркових залоз самок щурів, які зазнавали впливу різних рухових режимів;

6. Дослідити фізичний розвиток нащадків, матері яких утримувалися в умовах обмеження рухової активності та підлягали дії фізичних навантажень різної інтенсивності;

7. Вивчити поведінкові реакції самок щурів, які зазнавали впливу різних рухових режимів, в умовах відкритого поля.

8. Узагальнити отримані результати зміни функціонування репродуктивної системи в умовах різного рівня рухової активності з обґрунтуванням можливої ролі надниркових залоз.

Об'єкт дослідження. Функціональний стан репродуктивної системи самок щурів в умовах різного рівня рухової активності, а також віддалені наслідки зміненої рухової діяльності матерів для фізичного розвитку та адаптивної поведінки їх нащадків.

Предмет дослідження. Вплив рівня рухової активності на репродуктивну функцію самок щурів.

Методи дослідження. Фізіологічні, радіоімунний, гістологічне дослідження тканин, морфометричні, статистичні.

Наукова новизна одержаних результатів. Уперше проведене комплексне дослідження репродуктивної функції самок щурів в умовах зміненого рівня рухової активності з подальшим визначенням віддалених наслідків зміни рівня рухової діяльності у матерів для нащадків першого покоління.

Експериментально доведено, що тривала гіпокінезія помірної жорсткості пригнічує функцію репродуктивної системи самок щурів. На тлі гіпоестрадіолемії та зменшення кількості фолікулів з нормальним розвитком в яєчниках виявлена стимуляція копулятивного компоненту статевої поведінки, що можна вважати компенсаторним механізмом у зв'язку з подовженням тривалості фази діеструсу. У нащадків цих самок відмічені ознаки зменшення життєздатності та у половини самок-нащадків, на відміну від контролю, формується активно-оборонна поведінка в умовах відкритого поля.

При дії помірних фізичних навантажень на самок щурів виявлена картина загальної стимуляції статевої сфери з паралельним підвищенням адаптаційних можливостей надниркових залоз. У нащадків відмічені висока життєздатність та велика маса приплодів. З'являються ознаки „економізації” прояву адаптивної поведінки у самок-нащадків в умовах відкритого поля.

Фізичні навантаження великої інтенсивності обумовили прояв у різних самок ознак різних стадій компенсаторно-пристосувального процесу: від надмірної напруженості до вичерпаності. У нащадків цих самок знижується індекс життєздатності. Адаптивна поведінка самок-нащадків характеризується відсутністю очікуваного зниження орієнтувально-дослідницької діяльності в динаміці на тлі надмірної рухової активності в умовах відкритого поля.

Теоретичне та практичне значення одержаних результатів. На підставі отриманих результатів доведена необхідність уникнення гіпокінетичного та гіперкінетичного станів для жінок репродуктивного віку з метою запобігання розвитку функціональних порушень та патологічних наслідків у системі розмноження, а також з метою уникнення ускладнень фізичного розвитку майбутніх нащадків та змін у їхній адаптивній поведінці. Показана важливість адекватного рівня рухової діяльності для нормального функціонування репродуктивної системи та для розвитку майбутнього покоління.Отримані дані можуть допомогти у вирішенні проблеми механізмів, які призводять до репродуктивних дисфункцій при дії надмірних фізичних навантажень. Існуючі клінічні дані та отримані експериментальні результати допоможуть більш інтегровано підійти до вирішення цієї проблеми. Матеріали можуть бути використані у навчальних курсах з загальної фізіології, фізіології спорту для студентів інституту фізичної культури, біологічних факультетів університетів, а також в практиці спортивної медицини.

Особистий внесок здобувача. Здобувач самостійно провела моделювання впливу обмеження рухової активності та дії фізичних навантажень різної інтенсивності. Автор виконала всі експерименти, результати яких викладено в дисертації: дослідження естрального циклу, статевої поведінки самок, фізичного розвитку нащадків, адаптивної поведінки щурів в умовах відкритого поля. Було самостійно проведено забір матеріалу для дослідження: крові, яєчників, надниркових залоз, виготовлено та досліджено мікроскопічні препарати. Здобувач виконала аналіз та систематизацію результатів, обґрунтування наукових положень та висновків.

Автор висловлює вдячність професору кафедри патоморфології Харківського національного медичного університету, доктору медичних наук Губіній-Вакулік Г.І. за консультування з питань гістологічного дослідження яєчників та надниркових залоз.

Апробація результатів дисертації. Результати дисертації доповідалися на ІІІ Міжнародній науковій конференції студентів та аспірантів: Молодь та поступ біології (Львів, 2007), ІІІ Міжнародній конференції молодих науковців: Біологія: від молекули до біосфери (Харків, 2008), Науково-практичній конференції: Фундаментальна та клінічна ендокринологія: проблеми, здобутки, перспективи (восьмі Данилевські читання) (Харків, 2009).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 14 наукових робіт, з яких 4 статті у фахових виданнях, затверджених ВАК України, 3 статті у інших виданнях та 7 публікацій у матеріалах міжнародних і вітчизняних наукових конференцій.

Обсяг і структура дисертації. Дисертація викладена на 152 сторінках друкованого тексту. Дисертація складається зі вступу, аналітичного огляду літератури, опису матеріалів та методів дослідження, семи розділів власних досліджень, обговорення результатів, висновків. Роботу проілюстровано 28 таблицями, 42 рисунками. Список використаних джерел містить 223 посилань.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Огляд літератури. Розділ складається з трьох підрозділів, у яких розглянуті морфофункціональні особливості статевих залоз жіночих особин в умовах гіпокінезії, роль помірних фізичних навантажень у функціонуванні жіночої системи розмноження, а також вплив фізичних навантажень великої інтенсивності на репродуктивну функцію у жінок.

Матеріали та методи дослідження. Дослідження проведено на 235 щурах лінії Вістар (46 дорослі самки, 189 нащадки). Самок у віці 3 місяців до початку експерименту утримували в стандартних умовах віварію (Западнюк И.П. та співавт., 1974). На всіх етапах експерименту дотримувалися вимог „Загальних етичних принципів експериментів на тваринах” (Україна, 2001).

Самки, у яких реєстрували естральний цикл тривалістю 4-5 днів, були поділені на 4 групи. Перша група самок знаходилася в умовах вільної реалізації потреби у руховій активності - контроль (К). Друга група - в умовах обмеженої рухової активності - гіпокінезія (ГК). Третій групі нав'язувався руховий режим, який відповідав помірним фізичним навантаженням (ПФН). Четвертій групі тварин нав'язувався руховий режим, який перевищував потребу організму в рухах, - гіперкінезія (ІФН - інтенсивні фізичні навантаження). В нашому експерименті модель гіпокінезії помірної жорсткості створювали за допомогою розміщення самок щурів у клітках площею 0,25 см2 на 1 г маси тіла тварин (Аршавский И.А., 1982). На відміну від більшості використаних моделей для створення гіпокінезії, в нашому дослідженні тварини мали змогу повертатися на 180є, вставати на задні лапи, крім того, площа кліток збільшувалася в міру зростання маси тіла тварин. Фізичні навантаження моделювалися бігом щурів у тредбані. Дозування фізичного навантаження з урахуванням індивідуальних особливостей тварин проводилося за методикою, в основу якої покладено визначення максимуму швидкісних якостей тварин та дозування фізичних навантажень від максимальної швидкості бігу (Алексеев В.В. та співавт., 1980). Було застосовано два види фізичних навантажень: при першому - швидкість руху стрічки тредбану дорівнювала 50 м/хв, що становить 70% від максимальної швидкості бігу тварин; при другому - швидкість руху стрічки тредбану дорівнювала 25-30 м/хв, що становить 40% від максимальної швидкості бігу тварин. Дія обмеження рухової активності, інтенсивного та помірного фізичного навантаження тривала 6 тижнів. Після перших чотирьох тижнів зміни рухового режиму протягом 16 діб у самок досліджувалися тривалість та фазова структура естрального циклу, а також статева поведінка. Вплив гіпокінезії та фізичних навантажень на тварин в цей час продовжувався. Для оцінки стану статевих залоз був використаний метод кольпоцитологічного дослідження.

Дослідження статевої поведінки проводили за загальноприйнятою методикою. Тестування продовжувалося 10 хвилин. Рівень активності статевої поведінки самок визначали за такими показниками: 1) процептивна поведінка; 2) парувальна поведінка; 3) власне копулятивна поведінка.

Після останнього поведінкового тестування проводили евтаназію тварин шляхом одномоментної декапітації в стадії діеструсу. Декапітацію щурів здійснювали з дотриманням вимог, зазначених у „Європейській конвенції з захисту хребетних тварин, які використовуються в експерименті та в інших наукових цілях” від 18.03.1986 (Страсбург). Для подальшого дослідження брали праві яєчники (n=31), праві та ліві надниркові залози (n=64) та периферійну кров.

Дослідження рівня гормонів у сироватці крові (естрадіолу (Е2) та тестостерону (Т) здійснювали радіоімунологічним методом з використанням наборів фірми Immunotech (A Becman coulter company) на базі лабораторії радіонуклідної діагностики ДУ „Інститут охорони здоров'я дітей та підлітків АМН України”.

Вимірювали абсолютну масу та розраховували відносну масу яєчників та надниркових залоз з подальшим вивченням гістологічної структури. Гістологічні „екваторіальні” зрізи товщиною 5-6 мкм забарвлювали гематоксиліном-еозином. Морфометрію гонад та надниркових залоз щурів здійснювали за допомогою мікроскопа „Axiostar plus” (Zeiss, ФРН) при збільшенні х100, х150, х400. На цілому зрізі яєчника підраховували кількість фолікулів із різним ступенем розвитку, а також кількість жовтих тіл. Каріометрію здійснювали в клітинах гранульози (zona granulosa), внутрішньої теки (techa interna) дозріваючих фолікулів другого порядку, а також жовтого тіла на комп'ютерних зображеннях, використовуючи програму «ВідеоТесТ» (С-Птб, РФ). На гістологічних зрізах надниркових залоз вимірювали загальну ширину кори залоз та ширину клубочкової, пучкової та сітчастої зон кори. Визначали площу мозкової речовини. Каріометрію надниркових залоз проводили в ендокриноцитах клубочкової, пучкової та сітчастої зон кори, а також мозкової речовини надниркових залоз на комп'ютерних зображеннях. Розраховували середнє значення площі ядер клітин (M), одночасно беручи до уваги показники всіх зрізів залоз тварин однієї експериментальної групи.

Для з'ясування віддалених наслідків впливу різних рухових режимів, дії яких підлягали самки щурів, вивчали фізичний розвиток та поведінкові реакції їх нащадків. Було сформовано чотири групи. У першу групу були включені щури-нащадки контрольних тварин F1(К). Матері тварин другої групи утримувалися в умовах обмеження рухової активності F1(ГК). Третю групу склали нащадки, матері яких зазнавали впливу помірних фізичних навантажень F1(ПФН). Матері тварин четвертої групи підлягали дії фізичних навантажень великої інтенсивності F1(ІФН).

Фізичний розвиток нащадків досліджували за строками розвитку таких біологічних ознак, як відлипання вушної раковини, поява волосяного покриву, генералізований ріст волосяного покриву та відкриття очей; встановлювали індекс життєздатності (ІЖ) щуренят, вивчали динаміку збільшення маси приплоду нащадків протягом перших трьох тижнів постнатального періоду життя тварин (Диннерман А.А., 1980).

Щурів-нащадків утримували в стандартних умовах. Для більш повної характеристики фізичного розвитку у віці 3,5 місяці досліджували поведінку нащадків-самок в тесті „відкрите поле” за загальноприйнятою методикою.

Статистичну обробку отриманих результатів здійснювали з використанням параметричного tкритерію (метод Ст'юдента) та непараметричного Uкритерію (Манна-Уітні). Застосовували також метод порівняння показників відносної частки (Сепетлиев Д., 1968).

Результати дослідження та їх обговорення. Структура естрального циклу та гормональний статус самок щурів в умовах різного рівня рухової активності. Оскільки характер протікання естрального циклу відображає функціональну активність статевих залоз, нами були досліджені тривалість та фазова структура естрального циклу самок. У контрольних тварин протягом експериментального періоду тривалість та фазова структура естрального циклу практично не змінилися. У самок, які утримувалися в умовах обмеження рухової активності, відмічене статистично достовірне збільшення тривалості циклу порівняно з вихідним станом (4,74±0,1 та 4,22±0,15 діб відповідно, р?0,01) за рахунок вірогідного збільшення тривалості стадії міжтічки з 2,29±0,14 до 2,69±0,09 діб, р?0,05. Статистично значуще зменшилася й частота зустрічей еструсу під впливом гіпокінезії з 3,78±0,08 до 3,25±0,09 діб, р?0,05. Можливо, зміна фазової структури естрального циклу в бік збільшення тривалості стадії діеструсу у самок щурів в нашому експерименті можна пояснити зміною пульсації гонадотропних гормонів внаслідок дії гіпокінезії. Оскільки при гіпокінезії відбувається суттєве зниження аферентної імпульсації, і, відповідно, тонусу та функції кори і підкоркових відділів головного мозку, наступає виражена астенізація функції центральної нервової системи, її рефлекторної та асоціативної діяльності (Коваленко Е.А. та співавт., 1980). Відповідно, можна припустити, що зменшення м'язової аферентації призводить до зниження рівня функціонування гіпоталамусу і, як наслідок, гіпофізу. Гіпофункція гіпофізу в свою чергу викликає пригнічення процесу фолікулогенезу та гормональної продукції гонад. Нами встановлено вірогідне зменшення концентрації естрадіолу в сироватці крові самок щурів під впливом гіпокінезії - 1,19±0,01 нмоль/л проти 1,38±0,09 нмоль/л в контролі (p?0,05), при цьому показник відношення тестостерон/естрадіол (Т/Е2) вірогідно не відрізнявся від показника в контрольній групі.

Помірні фізичні навантаження не викликали вірогідних змін у тривалості та фазовій структурі естрального циклу самок, але призвели до вірогідного збільшення рівня естрадіолу в сироватці крові. Концентрація естрадіолу в групі ПФН становила 1,66±0,04 нмоль/л проти 1,38±0,09 нмоль/л в контролі, p?0,05. Відмічена тенденція до зменшення рівня тестостерону в даній групі (1,02±0,05 нмоль/л) проти показника в контролі (1,13±0,24 нмоль/л). Відношення тестостерон/естрадіол при тренуваннях в помірному режимі статистично достовірно зміщувалося в бік естрадіолу, порівнюючи з К групою (відповідно 0,57±0,01 та 0,8±0,02, p?0,01). Збільшення рівня естрогенів відбулося, можливо, внаслідок того, що джерелом естрогенів є ароматизовані андрогени. Відомо, що андрогени здійснюють анаболічну дію як у чоловічому, так і в жіночому організмі - викликають гіпертрофію м'язових волокон (швидких та повільних). Враховуючи той факт, що концентрація гормону в крові обумовлена секрецією його залозами та його елімінацією з крові (у зв'язку зі взаємодією гормону з клітинними рецепторами або з метаболічним перетворенням гормону (Віру А.А., 1983), можливо, при стимуляції синтезу андрогенів відбувається більш активне його використання організмом.

Проте, тривалість естрального циклу тварин, що тренувалися в інтенсивному режимі, вірогідно зменшилася під впливом навантажень порівняно з вихідним станом (4,04±0,01 проти 4,2±0,09 діб, р?0,05) за рахунок зменшення стадії спокою з 2,33±0,09 до 2,04±0,02 днів, р?0,05. Відповідно статистично значуще зросла частота зустрічей еструсу за досліджуваний період з 3,64±0,09 до 4,0±0, р?0,05. Але тривалість тічкового періоду вірогідно не відрізнялася від вихідного значення. Дослідження гормонального рівня у самок щурів, які підлягали дії фізичних навантажень великої інтенсивності, показало, що концентрація естрадіолу дорівнювала 1,699±0,05 нмоль/л, рівень тестостерону становив 1,37±0,26 нмоль/л, відношення тестостерон/естрадіол дорівнювало 0,82±0,16. Враховуючи високий показник похибки стандартного квадратичного відхилення у значеннях концентрації тестостерону та відношенні Т/Е2, був проведений більш детальний аналіз, який дозволив виділити різноспрямовані зміни за цими показниками. У 70% (n=7) самок концентрація естрадіолу дорівнювала 1,7±0,02 нмоль/л, рівень тестостерону становив 0,99±0,08 нмоль/л, відношення тестостерон/естрадіол дорівнювало 0,585±0,04, тобто відмічена естрогенізація. У 30% (n=3) самок даної групи вміст естрадіолу становив 1,65±0,15 нмоль/л (p?0,05), проте рівень тестостерону був також вірогідно більш високим та дорівнював 1,97±0,17 нмоль/л (p?0,05). Відношення тестостерон/естрадіол у цих щурів вірогідно зміщувалося в бік тестостерону, порівнюючи з усіма експериментальними групами і дорівнювало 1,2±0,09 (p?0,01), тобто у цих тварин спостерігалася маскулінізація. Збільшення вмісту естрогенів у самок під впливом інтенсивних фізичних навантажень викликало зменшення тривалості естрального циклу самок щурів за рахунок зменшення тривалості стадії діеструсу.

Таким чином, обмежений руховий режим призвів до зростання тривалості естрального циклу, порушення співвідношення стадій циклу з переважанням фази діеструсу на тлі гіпоестрадіолемії. Проте як помірні, так й інтенсивні фізичні навантаження стимулювали синтез естрадіолу. Крім того, під впливом інтенсивних фізичних навантажень у 30% самок щурів спостерігали паралельне збільшення й „базального рівня” тестостерону. Застосування інтенсивних фізичних навантажень супроводжувалося скороченням тривалості естрального циклу за рахунок зменшення фази міжтічки, а також збільшенням частоти зустрічей еструсу за певний проміжок часу.

Статева поведінка самок щурів в умовах зміненого рівня рухової активності. Вже відомим є факт, що прояви статевої поведінки головною мірою залежать від балансу статевих гормонів (Чичинадзе К., 2004). При цьому коливання рівня статевих гормонів в організмі, які виникають в результаті ендогенних або екзогенних факторів, у тому числі і в результаті зміни рухового режиму, викликають порушення поведінкових реакцій. Тому однією із задач нашого дослідження було вивчити вплив різних рухових режимів на статеву поведінку самок щурів.

Процептивна та парувальна поведінка самок, які утримувалися в умовах гіпокінезії, вірогідно не відрізнялася від відповідних показників контрольної групи. Разом з тим, власне копулятивна поведінка в групі ГК була вірогідно більшою порівняно з контролем (98,8±0,67% проти 90,2±3,5%, p?0,05). У нашому дослідженні відсутність вірогідної зміни у відношенні тестостерон/естрадіол у самок під впливом гіпокінезії, можливо, пояснює відсутність порушень у статевій поведінці тварин. І хоча тривале обмеження рухової діяльності не позначилося на показниках центрального та периферійного компонентів статевої поведінки, коефіцієнт лордозу дорівнював 98,8%. Ймовірно, що вірогідність статевого контакту із самцем зменшувалася внаслідок зменшення частоти зустрічі фази еструсу, тому, можливо, компенсаторно, щоб збільшити ймовірність запліднення, відбулося збільшення показника коефіцієнту лордозу.

У групі, де самки зазнавали впливу помірних фізичних навантажень, центральний компонент статевої поведінки вірогідно не відрізнявся від відповідних показників у групі К. Проте спостерігалася стимуляція периферійного компонента статевої поведінки (кількість лордозів становила 16,2±0,99 проти 12,3±0,56 у контролі, p?0,05), що опосередковується жіночими статевими гормонами (Чичинадзе К., 2004), концентрація яких зросла під впливом помірних фізичних навантажень. Відбулася стимуляція і копулятивного компонента статевої поведінки у самок щурів в результаті тренувань у помірному режимі до 98±1,13% проти 90,2±3,5% в контрольній групі (p?0,05).

У тварин, які підлягали впливу інтенсивних фізичних навантажень, спостерігалися різні зміни їхньої статевої поведінки. У 70 % тварин цієї групи процептивна поведінка була статистично значуще більшою, ніж у контрольній групі (відповідно 80,5±3,08 та 62,8±3,31, p?0,05). Кількість лордозів, прийнятих самками групи ІФН, була вірогідно більшою порівняно з контролем (20,5±1,42 проти 12,3±0,56, p?0,001). Значення копулятивної поведінки самок, які підлягали дії інтенсивних фізичних навантажень, також статистично значуще збільшувалося порівняно з К групою (99,4±1,4 проти 90,2±3,5%, p?0,05). У результаті естрогенізації у самок відмічена стимуляція всіх компонентів статевої поведінки. Значно вищий показник кількості лордозів, можливо, пояснюється стимулюючим впливом прогестерону, оскільки у статевозрілих самок, які тренувалися в інтенсивному режимі, зростала концентрація прогестерону (Комисова Т.Е., 1993). Як відомо, реакція лордозиса посилюється прогестероном самки (Бабичев В.Н., 1984). У 30% самок цієї групи, для яких характерна маскулінізація, показники статевої поведінки вірогідно не відрізнялися від показників статевої поведінки контрольних тварин, проте коефіцієнт лордозу у цих самок дорівнював 100%.

Таким чином, обмеження рухової активності викликало підвищення показника коефіцієнта лордозу у самок щурів, помірні фізичні навантаження здійснили стимулюючий ефект як на парувальну, так і на копулятивну поведінку. Вплив фізичних навантажень великої потужності призвів до інтенсифікації всіх компонентів статевої поведінки у 70% самок щурів.

Морфофункціональний статус яєчників самок щурів, які підлягали дії різних рухових режимів. Яєчники, як відомо, є центральною ланкою жіночої репродуктивної системи. Ми дослідили характер розвитку яєчникових фолікулів, які одночасно є джерелом і зародкових клітин, овоцитів, і статевих гормонів.

В результаті дослідження відмічено вірогідне зменшення абсолютної маси яєчників тварин групи ГК, порівнюючи з контролем (58,5±2,5 мг проти 70,7±3,7 мг, р?0,05). Аналіз розподілення фолікулів з різним ступенем розвитку на цілому „екваторіальному зрізі” показав, що в яєчниках тварин, які утримувалися в умовах гіпокінезії, вірогідно менша кількість примордіальних фолікулів та фолікулів із нормальним розвитком, що дорівнює відповідно 5,33±0,8 та 17,0±1,8 проти 9,75±1,1 та 22,0±1,04 в контролі (р?0,05). Спостерігається також тенденція до збільшення кількості фолікулів, які підлягають атрезії, їх кількість становить 10,0±2,1 проти 7,3±0,7 в контрольній групі. Довготривале обмеження рухової активності призвело до зниження морфофункціонального стану гормонпродукуючих структур яєчників, що підтверджується статистично вірогідно меншими розмірами ядер клітин гранульози та внутрішньої теки порівняно з контролем (13,8±0,23 мкм2 проти 15,33±0,25 мкм2 в контролі (р?0,01) та 12,5±0,26 мкм2 проти 15,35±0,25 мкм2 відповідно, p?0,001).

Помірні фізичні навантаження не викликали вірогідних змін у абсолютній та відносній масах яєчників, а також у розподіленні фолікулів з різним ступенем розвитку порівняно з контрольною групою. Морфофункціональний рівень клітин гранульози в яєчниках самок групи ПФН більш високий порівняно з групою К, що підтверджується вірогідним збільшенням площі ядер цих клітин до 17,2±0,3 мкм2, в порівнянні з групою К - 15,53±0,33 мкм2 (р?0,01). У групі ПФН морфофункціональний стан клітин внутрішньої теки майже не відрізнявся від такого в контролі. Хоча каріометричні показники внутрішньої теки у самок цієї групи статистично значуще менші за розмір ядер клітин теки у інтактних тварин і становлять 14,18±0,22 проти 15,32±0,25 (p?0,05). Морфофункціональний стан клітин жовтого тіла в групі тварин, які підлягали дії помірних фізичних навантажень, можна оцінити як високий (показник площі ядер клітин жовтого тіла дорівнює 28,5±0,44 мкм2, порівняно з групою К - 24,76±0,42 мкм2 (р?0,001).

Дослідження маси яєчників в групі ІФН показало, що під впливом фізичних навантажень великої інтенсивності не спостерігали статистично значущих змін у абсолютній та відносній масах яєчників порівняно з контрольною групою (відповідно 74,5±5,8 мг проти 70,7±5,3 мг, та 38,7±2,4 мг/100 г проти 35,5±1,5 мг/100 г у контролі). Проте, в результаті того, що показник похибки стандартного квадратичного відхилення у значенні відносної маси яєчника значно вищий, ніж у контролі, ми провели більш детальний аналіз, який дозволив виділити різноспрямовані зміни за показниками маси яєчника. У 60% (n=6) самок інтенсивні фізичні навантаження призвели до статистично значущого збільшення абсолютної та відносної маси яєчників порівняно з контрольною групою (відповідно 86,5±4,3 мг проти 70,7±5,3 мг, р?0,05 та 44,1±1,8 мг/100 г проти 35,5±1,5 мг/100 г, р?0,01). Дослідження розподілення фолікулів за різним ступенем розвитку свідчить, що в яєчниках цих тварин існує тенденція до збільшення кількості атретичних фолікулів (11,0±2,1 проти 7,3±0,7 в контролі) та жовтих тіл (13,3±1,2 проти 10,3±1,5 в контролі). У 40% (n=4) тварин абсолютна та відносна маси яєчників були вірогідно менші порівняно з контролем (відповідно 56,5±2,0 мг проти 70,7±5,3 мг, р?0,05 та 30,6±1,5 мг/100г проти 35,5±1,5 мг/100 г, р?0,05). Зниження маси гонад у цих самок, ймовірно, відбулося за рахунок статистично значущого зменшення кількості примордіальних фолікулів (6,0±1,1 проти 9,75±1,1 в контролі, р?0,05), фолікулів з нормальним розвитком, кількість яких становила 15,0±0 проти 22,0±1,04 в контролі, (р?0,05) та кількості жовтих тіл - 5,5±0,7 проти 10,3±1,5 у контрольній групі (р?0,05).

Морфофункціональний рівень клітин гранульози в яєчниках самок групи ІФН більш високий порівняно з групою К. Площа ядер клітин гранульози статистично значуще більша, порівнюючи з контролем (19,76±0,26 мкм2 проти 15,53±0,33 мкм2, р?0,001). Каріометричні показники внутрішньої теки цих тварин свідчать про вірогідно більше значення розміру ядер клітин внутрішньої теки порівняно з контрольною групою, відповідно 17,9±0,62 мкм2 проти 15,32±0,25 мкм2, p?0,001. Площа ядер ендокриноцитів жовтих тіл становить 29,7±0,71 мкм2, що є статистично значуще більше, ніж у контролі 24,76±0,42 мкм2 (р?0,001). Враховуючи високий показник похибки стандартного квадратичного відхилення у значеннях площі ядер клітин внутрішньої теки та жовтого тіла, був проведений більш детальний аналіз, який дозволив виділити різноспрямовані зміни за даними показниками. У 70 % (n=7) тварин цієї групи гістологічна картина внутрішньої теки не відрізняється від такої в контролі. Каріометричні показники внутрішньої теки цих тварин свідчать про відсутність вірогідної різниці порівняно з відповідними показниками контрольної групи, відповідно 15,22±0,27 мкм2 проти 15,32±0,25 мкм2. Гістологічна картина та розмір ядер ендокриноцитів жовтого тіла також не відрізняються від таких у контрольної групи (25,25±0,51 мкм2 проти 24,76±0,42 мкм2). Проте у тварин групи ІФН (30%, n=3), які мали підвищений вміст тестостерону в сироватці крові, були відмічені ознаки виразної стимуляції роботи клітин theca interna. Площа ядер клітин внутрішньої теки у цих тварин статистично значуще більша порівняно з контролем (25,7±0,26 мкм2 проти 15,32±0,25 мкм2, р?0,001). Причому гістологічна картина гранульози цих самок не відрізняється від інших щурів групи ІФН, розмір ядер клітин гранульози дорівнює 19,2±0,24 мкм2, що є вірогідно більшим проти показника в контрольній групі - 15,53±0,33 мкм2, р?0,001. Слід зазначити, що ці тварини мають й підвищений морфофункціональний статус клітин жовтого тіла, площа ядер ендокриноцитів яких становить 32,0±0,5 мкм2, що є статистично достовірно більше, ніж в контролі 24,76 ± 0,42 мкм2 (р?0,001).

Окрім зазначених змін у структурі та функціонуванні яєчників самок під впливом інтенсивних фізичних навантажень, були відмічені патологічні порушення структури гонад: фолікулярні кісти великих розмірів та кісти жовтого тіла. щур яєчник руховий активність

Таким чином, довготривале обмеження рухової активності викликало збідніння гонад генеративними елементами та пригнічення морфофункціонального стану гормонально активних елементів. Помірні фізичні навантаження призвели до стимуляції морфофункціонального стану як клітин гранульози вторинних фолікулів, так і ендокриноцитів жовтих тіл. Під впливом фізичних навантажень великої інтенсивності спостерігалися різні ефекти у морфофункціональному стані яєчників окремих тварин. У більшості самок щурів відмічена стимуляція морфофункціонального стану гонад, причому у деяких тварин з ознаками гіпертрофії андрогенпродукуючих структур, у меншої частини тварин відмічене збідніння яєчників генеративними елементами.

Морфофункціональний статус надниркових залоз самок щурів в умовах різного рівня рухової активності. Як відомо, однією з найперших систем, яка включається в процес адаптації до змінених умов навколишнього середовища, є гіпоталамо-гіпофізарно-надниркова система. Тому однією з задач нашого дослідження було вивчити морфофункціональний статус надниркових залоз самок щурів, які підлягали тривалій дії різних рухових режимів.

Довготривале обмеження рухової активності призвело до статистично значущого зменшення абсолютної та відносної маси надниркових залоз порівняно з контролем (відповідно 24,5±2,25 мг проти 36,0±1,3 мг, р?0,05 та 15,7±1,6 мг проти 19,9±0,49 мг, р?0,05). Відмічене вірогідне зменшення ширини кори залоз за рахунок вірогідного зменшення ширини пучкової зони (табл. 1).

Таблиця 1 Ширина зон кори та площа мозкової речовини надниркових залоз самок в умовах різного рівня рухової активності ( x ± SX )

Примітка: **p - вірогідність різниці порівняно з контрольною групою при р?0,05;

#p - вірогідність різниці порівняно з контрольною групою при р?0,01;

*p - вірогідність різниці порівняно з контрольною групою при р?0,001.

З результатів мікроскопічного аналізу видно, що внаслідок адаптації до довготривалої гіпокінезії, спостерігається гістологічна картина, характерна для відносно низького рівня функціонування зон кори та мозкової речовини надниркових залоз, що підтверджується статистично достовірно меншими розмірами площі ядер клітин всіх зон кори та мозкової речовини надниркових залоз (табл. 2). Тривале зниження м'язової діяльності здійснює пригнічуючий вплив на морфофункціональний стан надниркових залоз, можливо, внаслідок того, що зменшується потреба організму у гормонах цих залоз в даних умовах.

Помірні фізичні навантаження викликали збільшення абсолютної маси надниркових залоз порівняно з контролем (40,9±2,1 мг проти 36,0±1,3 мг, p?0,05). Подібність ширини зон кори та площі мозкової речовини в групі, де самки тренувалися в помірному режимі, до контролю (табл. 1) може бути пояснена наявністю гіперплазії ендокриноцитів в корі, і, відповідно, збільшенням ядерної маси, що і обумовлює зростання абсолютної маси залоз. Зменшення площі ядер клубочкової, пучкової зон кори та мозкової речовини надниркових залоз (табл. 2) є свідченням зниженого морфофункціонального навантаження в період спокою, тобто ми маємо морфофункціональну картину надниркових залоз із збільшеними адаптаційними можливостями.

Таблиця 2 Каріометричні показники клітинної популяції надниркових залоз самок в умовах різного рівня рухової активності ( x ± SX )

Примітка: **p - вірогідність різниці порівняно з контрольною групою при р?0,05; #p - вірогідність різниці порівняно з контрольною групою при р?0,01; *p - вірогідність різниці порівняно з контрольною групою при р?0,001.

Попередніми дослідженнями доведено, що добровільні помірні фізичні навантаження покращують відповідь організму на періодичну дію стресового чинника (Sasse S.K., 2008; Droste S.K., 2007). Слід зазначити, що площа ядер клітин сітчастої зони надниркових залоз тварин групи ПФН вірогідно не відрізняється від показника в контрольній групі (табл. 2), оскільки під час тренувального періоду залишається висока потреба у гормонах цієї зони.

Після тривалого тренування в інтенсивному режимі відмічена вичерпаність камбіальної зони, зменшення морфофункціональної активності ендокриноцитів клубочкової зони, поява осередків цитолізу в пучковій зоні зі зменшенням загальної кількості спонгіоцитів. Тобто спостерігаються ознаки декомпенсації, в першу чергу в пучковій зоні кори надниркових залоз. Аналогічна картина характерна для мозкової речовини, яка також є стресорганізуючою структурою. Проте на фоні виснаження пучкової зони кори та мозкової речовини показана гіпертрофія та активація роботи сітчастої зони кори надниркових залоз самок при дії інтенсивних фізичних навантажень. Ендокриноцити сітчастої зони мають вірогідно збільшене ядро (табл. 2), що, очевидно, формує підвищену продукцію надниркових статевих стероїдів. Можливо, пучкова зона кори залоз у результаті виснаження не здатна продукувати необхідну кількість глюкокортикоїдів, потреба в яких в умовах хронічного стресу залишається високою, тому відбувається стимуляція секреції адренокортикотропного гормону, що в свою чергу активізує роботу сітчастої зони.

Таким чином, тривале обмеження рухової активності справляє пригнічуючий ефект на морфофункціональний стан надниркових залоз, тоді як при тривалому фізичному тренуванні у помірному режимі відмічаються ознаки підвищення адаптаційних можливостей надниркових залоз самок. У результаті впливу фізичних навантажень великої інтенсивності спостерігаються ознаки вичерпаності морфофункціональних можливостей пучкової зони кори та мозкової речовини. Особливо необхідно відмітити морфофункціональну активацію сітчастої зони.

Фізичний розвиток та поведінкові реакції нащадків, матері яких перебували в умовах зміненого рівня рухової діяльності. Фізичний розвиток нащадків певною мірою характеризує репродуктивну функцію матерів. Тому однією з задач нашого дослідження було вивчити фізичний розвиток нащадків самок щурів, які зазнавали дії різних рухових режимів. Тривале обмеження рухової активності матерів призвело до зниження життєздатності нащадків (табл. 3).

Таблиця 3 Життєздатність нащадків щурів, матері яких підлягали дії різних рухових режимів( x ± SX )

Примітка ** вірогідність різниці порівняно з контрольною групою при р?0,05;# вірогідність різниці порівняно з контрольною групою при р?0,01; *- вірогідність різниці між кількістю народжених самок та самців в одному приплоді при р?0,05.

Загальна кількість нащадків у приплоді самок, які утримувалися в умовах помірної гіпокінезії, вірогідно не відрізнялася від відповідного показника контрольної групи. В одному приплоді у самок даної групи, народжувалося більше самок, ніж самців. Вірогідно не відрізнялася від контрольної групи маса приплодів нащадків, матері яких зазнавали дії гіпокінезії, протягом перших трьох тижнів постнатального розвитку. У фізичному розвитку нащадків, матері яких утримувалися в умовах гіпокінезії помірної жорсткості, відмічене прискорення розвитку за показниками появи волосяного покриву та відкриття очей, проте за іншими біологічними ознаками відмінностей не встановлено (табл. 4).

Таблиця 4 Фізичний розвиток нащадків-щурів, матері яких перебували в умовах зміненого рівня рухової активності ( x ± SX )

Примітка * вірогідність різниці порівняно з контрольною групою при р?0,001

Враховуючи той факт, що строки дозрівання біологічних ознак є непрямим показником дозрівання центральної нервової системи (Иваницкая Н.Ф. та співавт., 2001), можна зробити припущення про певні зміни у становленні центральної нервової системи. Тобто у деяких нащадків в майбутньому при досягненні статевозрілого віку, можливо, компенсаторні можливості організму дозволять нівелювати зміни у розвитку нервової системи, а у інших - ні.

Дослідження поведінкової діяльності у гризунів проводять за методикою „відкрите поле”. Нами було визначено, що гіпокінезія матерів призвела до відсутності природного згасання дослідницької діяльності в звичних умовах протягом експериментального періоду у 50% самок-нащадків (табл. 5).

Таблиця 5 Динаміка поведінкових характеристик у 50% нащадків-самок, матері яких утримувалися в умовах гіпокінезії

Примітка:* - вірогідність різниці порівняно з першим днем дослідження при р?0,05.

Крім того, для цих самок були властиві висока рухова активність та низький рівень вегетативних проявів, що характерно для активно-оборонної поведінки (табл. 6). А, як відомо, самки із активно-оборонною поведінкою в умовах відкритого поля не можуть адекватно реагувати на нові стресові впливи значної інтенсивності (Миронова В.И. та співавт., 2002; Мозговая Т.П. та співавт., 2009).

Таблиця 6 Середні величини рухової активності та дефекації самок-нащадків, матері яких підлягали дії різних рухових режимів

Примітка: * - вірогідність різниці порівняно з контрольною групою при р?0,05; ** - вірогідність різниці порівняно з контрольною групою при р?0,01.

Помірні фізичні навантаження, дії яких підлягали матері-щури, викликали підвищення життєздатності нащадків (табл. 3). Загальна кількість нащадків у приплоді цих самок була вірогідно більшою, ніж у контролі, а співвідношення нащадків різної статі в одному приплоді було практично однаковим (табл. 3). Фізичний розвиток нащадків тварин, які зазнавали дії помірних фізичних навантажень, відбувався у більш ранні строки порівняно з контрольними тваринами (табл. 4), і це могло позначитися на поведінкових реакціях нащадків-самок в умовах відкритого поля в статевозрілому віці. Проте, ймовірно, компенсаторні можливості нащадків-самок в цій групі на досить високому рівні, тому гормональний дисбаланс матерів не відобразився на здатності нащадків самок пристосовуватися до незвичних умов існування. Невеликий рівень рухової активності та незначне емоційне напруження нащадків тварин цієї групи в умовах відкритого поля свідчать про їх стійкість до дії стрес-факторів (табл. 6).

Інтенсивні фізичні навантаження призвели до зменшення життєздатності нащадків щурів. Загальна кількість нащадків у приплоді цих самок була вірогідно більшою, ніж у контролі (табл. 3), проте, приріст маси приплодів нащадків протягом перших трьох тижнів постнатального розвитку не відрізнявся від такого в контролі, можливо, внаслідок високої постнатальної смертності нащадків.

Фізичний розвиток нащадків тварин, які зазнавали дії інтенсивних фізичних навантажень, відбувався у більш ранні строки порівняно з контрольними тваринами (табл. 4). Можливо, це в подальшому відобразилося у зміні адаптивної поведінки самок щурів в умовах відкритого поля. У групі самок-нащадків, матері яких тренувалися в інтенсивному режимі, незважаючи на тенденцію до зниження орієнтувальної реакції, зберігався високий рівень рухової активності та емоційної реактивності (табл. 6). Проте адаптування має супроводжуватися мінімізацією функцій та послабленням орієнтувально-дослідницької реакції. Тому досягнення результату шляхом великих витрат розцінюється як негативне явище, а значне емоційне напруження, високий рівень рухової активності - все це поєднано з великими витратами енергетичних ресурсів (Рычкова Г.Н., 1986).

Підсумовуючи викладене вище, можна констатувати, що обмеження рухової активності у статевозрілих самок щурів призводить до пригнічення функціонування репродуктивної системи та зниження життєздатності нащадків. Помірний рівень фізичних навантажень викликає стимуляцію репродуктивної функції та підвищення життєздатності нащадків у самок щурів. Фізичні навантаження великої інтенсивності, дії яких підлягали самки щурів, призводять до розвитку стану декомпенсації функцій у репродуктивній системі та у стресорганізуючих структурах надниркових залоз, а також до зниження життєздатності нащадків.

Таким чином, природним є висновок про необхідність достатнього рівня рухової активності для жінок репродуктивного віку і, навпаки, про небажаність як гіпокінезії, так і надмірних фізичних навантажень.

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі вперше представлено результати комплексного дослідження репродуктивної функції самок щурів в умовах зміненого рівня рухової активності. Показано, що надмірне збільшення та хронічне зниження рухової діяльності є фактором ризику для репродуктивного здоров'я жіночих особин статевозрілого віку та для фізичного розвитку їхніх нащадків, тоді як помірні фізичні навантаження є важливим стимулюючим чинником для репродуктивної системи самок.

1. Зміна рівня рухової діяльності призвела до порушення балансу статевих гормонів у статевозрілих самок щурів: перебування в умовах гіпокінезії супроводжувалося зниженням концентрації естрадіолу, тоді як фізичні навантаження (і помірні, і великої інтенсивності) викликали зростання рівня естрадіолу та зміщення відношення тестостерон/естрадіол у бік естрадіолу (естрогенізація). У 30 % самок-щурів, які тренувалися в інтенсивному режимі, співвідношення тестостерон/естрадіол зміщувалося в бік тестостерону (маскулінізація).

2. Довготривала гіпокінезія помірної жорсткості викликала порушення фолікулогенезу в бік зменшення кількості примордіальних фолікулів та фолікулів із нормальним розвитком, пригнічення функціонування клітин гранульози та внутрішньої теки.

3. Помірні фізичні навантаження не призвели до змін у процесі фолікулогенезу, проте викликали стимуляцію морфофункціонального стану клітин гранульози вторинних фолікулів та ендокриноцитів жовтих тіл.

4. Вплив фізичних навантажень великої інтенсивності супроводжувався стимуляцією естрогенпродукуючих структур яєчників, а у 30% самок паралельно спостерігалася стимуляція і клітин внутрішньої теки. У частини самок під впливом інтенсивних фізичних навантажень встановлені порушення фолікулогенезу в бік зменшення фолікулів із нормальним розвитком, наявність фолікулярних кіст та кіст жовтих тіл.