Возрастные и индивидуальные особенности реакции гипоталамо-гипофизарно-адреналовой системы и антиоксидантной ферментной системы эритроцитов на психоэмоциональное стрессовое воздействие у обезьян

Рис. 4. Динамика изменения активности эритроцитарной ГР у самок макак резусов разного возраста с разным типом поведения в ответ на острое стрессовое воздействие в 15.00 ч (М±m, % от базального уровня)

* p<0,05 - возрастные различия

В то же время не наблюдалось значимых возрастных изменений в величине подъема активности ГР у животных с депрессивноподобным типом поведения (рис. 4б). Это происходило, возможно, вследствие того, что наблюдались различия в исходной (базальной) активности ГР.

Выявленные возрастные различия в реакции ГР на острое стрессовое воздействие у животных с адекватным типом поведения хорошо согласуется с результатами исследования, представленными в первой части настоящей работы, а также с результатами работ, ранее выполненных в лаборатории эндокринологии НИИ МП РАМН и не учитывающих особенности индивидуального поведения животных (Goncharova N.D., 2006; Шмалий А.В., 2007). Кроме того, они согласуются с возрастными различиями в реакции ГГАС у животных с таким же типом поведения. Последнее обстоятельство дает основание считать, что реакция эритроцитарной ГР на мягкое острое стрессовое воздействие зависит от стресс-реактивности F и что ГГАС играет важную роль в регуляции активности эритроцитарной ГР, надежность которой снижается при старении. Более выраженные возрастные изменения в функционировании ГГАС у животных с депрессивноподобным поведением, по-видимому, лежат в основе более выраженных возрастных изменений в реакции ГР на острое стрессовое воздействие.

Учитывая литературные данные о том, что повышение активности ГР в различных тканях в условиях мягкого стресса выполняет адаптивную функцию, способствуя увеличению уровня восстановленного глутатиона, поддерживающего редокс-потенциал эритроцитов (Preville X. et al., 1999; Baek S.H. et al., 2000; Arthur P.G. et al., 2004), можно полагать, что адаптивная способность эритроцитов к стрессу у животных с депрессивноподобным поведением нарушается в процессе старения в большей степени, чем у животных остальных типологических групп. Это говорит, в свою очередь, о наименьшей устойчивости животных с таким типом поведения к стрессогенным воздействиям окружающей среды, а также к возрастным нарушениям.

Заключение

В результате изучения возрастных особенностей функционирования ГГАС и эритроцитарной АОФС в опытах на адекватной животной модели было выявлено, что в процессе старения у самок макак резус развиваются значительные нарушения в стресс-реактивности ГГАС, которые, в частности, выражались в снижении величины подъема F в ответ на двухчасовую нежесткую иммобилизацию животных в послеполуденное время. При этом было обнаружено, что возрастные изменения в стресс-реактивности ГГАС сопровождаются возрастными нарушениями стресс-реактивности АОФС эритроцитов, которые выражались, главным образом, в снижении стресс-реактивности ГР и повышении стресс-реактивности СОД у старых животных. Нарушения стресс-реактивности ГР и СОД в процессе старения сопровождались активизацией свободнорадикальных процессов, в частности, активацией процессов ПОЛ. По-видимому, возрастные изменения активности этих ферментов на стрессовое воздействие приводят к нарушению надежности антиоксидантной ферментной защиты эритроцитов, что сопровождается активизацией свободнорадикальных процессов и снижением надежности транспорта кислорода к тканям. Последнее может быть важным патогенетическим фактором в нарушении транспорта кислорода к тканям у старых индивидов в условиях острого стресса. Кроме того, выявленная тесная корреляция между характером возрастных изменений реакции на стрессовое воздействие со стороны F и ГР эритроцитов указывает на важную роль ГГАС в регуляции стресс-реактивности ГР, надежность которой снижается при старении.

Изучение особенностей функционирования ГГАС и эритроцитарной АОФС у самок макак резус разного возраста с различными типами адаптивного поведения в условиях стресса, обусловленного изменением условий жизни, частично сглаженного вследствие предварительной адаптации животных, позволило выявить зависимость возрастных изменений как функции коры надпочечников, так и активности ГР эритроцитов от принадлежности особей к тому или иному типу адаптивного поведения. У животных с депрессивноподобным типом поведения были выявлены наиболее выраженные изменения функции коры надпочечников и активности ГР эритроцитов, которые выражались в максимальном возрастании коэффициента F/DHEAS (как за счет снижения уровня DHEAS, так и увеличения концентрации F в крови), снижении амплитуды циркадианного ритма F, увеличении активности эритроцитарной ГР и снижении стресс-реактивности ГР. Большинство из выявленных возрастных нарушений вышеуказанных параметров принято рассматривать в качестве биомаркеров старения. Поэтому можно полагать о предрасположенности животных с депрессивноподобным типом поведения к ускоренному и, возможно, преждевременному старению и развитию возрастной патологии.

У агрессивных животных в молодом возрасте выявлены ненормально высокие уровни DHEAS. Резкое увеличение секреции DHEAS ранее отмечалось у лиц с повышенной агрессивностью (van Goozen S.H.M., et al., 1998; Buydens-Branchey L. and Branchey M., 2004; Graber J. et al., 2006), поэтому можно полагать, что выявленное нами увеличение концентрации DHEAS в крови у молодых обезьян также может являться одной из причин агрессивного поведения этих животных. Агрессивные особи, возможно, в молодом возрасте находятся в лучшем положении, чем животные с адекватным и депрессивноподобным поведением, поскольку низкий коэффициент F/DHEAS является показателем хорошего соматического состояния особей (Ferrari E. et al., 2000, 2008; Гончарова Н.Д. и др., 2002, 2005; Muehlenbein M.P. et al., 2003). Однако на процесс старения это вряд ли оказывает существенное влияние, поскольку у старых особей с агрессивным поведением практически все показатели активности ГГАС носят сходный характер с функционированием ГГАС у животных с адекватным поведением.

Функционирование ГГАС и АОФС эритроцитов у животных с адекватным типом поведения претерпевает минимальные изменения в процессе старения, что указывает на наибольшую устойчивость индивидов именно такого типа к процессам старения.

В работе получены оригинальные данные о том, что возрастные изменения реакции ГГАС и эритроцитарной ГР на острое стрессовое воздействие в послеполуденное время, отмечаемые в первой части диссертационного исследования, характерны главным образом для животных с адекватным и агрессивным типом поведения. Кроме того, было установлено, что сглаживание циркадианного ритма секреции кортикостероидов при старении, хорошо описанное в литературе как у человека, так и у лабораторных приматов, характерно преимущественно для индивидов с депрессивноподобным типом поведения. Эти находки дают основание полагать, что обсуждаемые показатели, предлагаемые различными учёными для использования в качестве биомаркеров старения имеют ограниченную область применения, то есть могут адекватно характеризовать процесс старения главным образом у индивидов с определенными типологическими особенностями.

Выводы

1. В условиях острого психоэмоционального стрессового воздействия активность эритроцитарной СОД у самок макак резус подвергается выраженным возрастным изменениям: повышается у половины старых животных, в то время как у молодых животных снижается. Характер динамики активности СОД в условиях стресса в значительной степени определяется исходной базальной активностью СОД, которая снижается в процессе старения. Активность эритроцитарной ГР у молодых самок макак резус в условиях острого стрессового воздействия увеличивается в существенно большей степени, чем у старых животных.

2. Возрастные изменения активности эритроцитарных СОД и ГР сопровождаются интенсификацией процессов ПОЛ, что свидетельствует о снижении надежности антиоксидантной ферментной защиты эритроцитов в старом возрасте.

3. Возрастные изменения активности ГГАС и АОФС эритроцитов характеризуются выраженными индивидуальными различиями, ассоциированными с особенностями адаптивного поведения животных (агрессивное, адекватное и депрессивноподобное).

4. Наиболее выраженным возрастным изменениям подвергается функция ГГАС и АОФС эритроцитов у животных с депрессивноподобным типом поведения: максимальное возрастание коэффициента F/DHEAS, снижение амплитуды циркадианного ритма F, увеличение базальной активности ГР и минимальное снижение ее стресс-реактивности.

5. Ассоциируемые с депрессивноподобным типом поведения нарушения в характере функционирования ГГАС и эритроцитарной АОФС в разные возрастные периоды могут указывать на предрасположенность индивидов с таким поведением к процессам преждевременного и / или ускоренного старения и развитию возрастной патологии.

Практические рекомендации

1. Рекомендуется использовать соотношение молярных концентраций F и DHEAS в плазме крови и активность ГР в эритроцитах крови в 09.00 ч, амплитуду концентрации F в плазме крови в 09.00 ч и 21.00 ч, а также психоэмоциональную реакцию на мягкое острое психоэмоциональное стрессовое воздействие для прогнозирования депрессивноподобного поведения старых самок макак резус, темпов их старения и развития стресс-зависимых патологических изменений.

2. Полученные данные используются при чтении курса лекций по физиологии и физиологии человека в Сочинском государственном университете туризма и курортного дела (имеется акт внедрения), могут быть использованы при чтении курсов по нормальной и патологической физиологии, эндокринологии, геронтологии и гериатрии.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Гончарова Н.Д., Смелкова С.А., Маренин В.Ю., Шмалий А.В., Лапин Б.А. Стресс, биологические ритмы, старение: нейроэндокринные аспекты // Всероссийская конференция «Перспективы фундаментальной геронтологии»: Тезисы докл. - СПб.: 2006. - С. 35-36.

2. Маренин В.Ю., Гончарова Н.Д. Особенности гормонального статуса у обезьян с различным типом поведения // Фундаментальные и прикладные проблемы медицины и биологии в опытах на обезьянах: Материалы международной научной конференции, 19-22 сентября 2007 года. - Сочи-Адлер. - 2007. - С. 285-291.

3. Гончарова Н.Д., Шмалий А.В., Маренин В.Ю., Смелкова С.А. Гипоталамо-гипофизарно-адреналовая система и ферменты глутатионзависимой антиоксидантной системы при стрессе и старении // Бюл. эксперим. биол. и мед. - 2007. - Т. 144, №11. - С. 574-577.

4. Goncharova N.D., Marenin V. Yu., Bogatyrenko T.N. Stress, aging and reliability of antioxidant enzyme defense // Current Aging Science. - 2008. - Vol. 1, №1. - P. 22-29.

5. Маренин В.Ю., Гончарова Н.Д. Взаимосвязь гормонального статуса и поведения у обезьян Macaca mulatta в различные возрастные периоды // V Конференция молодых ученых России с международным участием «Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины»: Тезисы докл. - М.: 2008. - С. 268-269.

6. Гончарова Н.Д., Маренин В.Ю. Возрастные и индивидуальные особенности нейроэндокринных, клеточных и поведенческих реакций на психоэмоциональное стрессорное воздействие // Психофармакол. биол. наркол. - 2008. - Т. 8. - Вып. 1-2, Ч. 2. - С. 2358-2359.

7. Goncharova N.D., Shmaliy A.V., Marenin V.Y., Smelkova S.A., Lapin B.A. Circadian and age-related changes in stress responsiveness of the adrenal cortex and erythrocyte antioxidant enzymes in female rhesus monkeys // J. Med. Primatol. - 2008. - Vol. 37, №5. - P. 229-238.

8. Маренин В.Ю., Гончарова Н.Д. Эритроцитарная глутатионредуктаза при стрессе и старении // XXXV Научная конференция студентов и молодых ученых вузов Южного федерального округа: Тезисы докл. - Ч. 3. - Краснодар, 2008. - С. 111-112.

9. Маренин В.Ю., Гончарова Н.Д. Гипоталамо-гипофизарно-адреналовая система и поведение животных различного возраста // VIII международный симпозиум «Биологические механизмы старения»: Тезисы докл. - Харьков, 2008. - С. 52-53.

10. Гончарова Н.Д., Маренин В.Ю. Стресс, старение и надежность антиоксидантной ферментной защиты // Вестник Российской военно-медицинской академии. - 2008. - №3 (23). - Прил. 2, Ч. II. - С. 480-481.

11. Гончарова Н.Д., Маренин В.Ю. Особенности индивидуальной жизни, поведение, гипоталамо-гипофизарно-адреналовая система и антиоксидантная ферментная система эритроцитов у самок макак резусов при стрессе и старении // II съезд физиологов СНГ: Тезисы докл. - Москва-Кишинэу, 2008. - С. 102-103.

12. Гончарова Н.Д., Маренин В.Ю., Оганян Т.Э., Шмалий А.В., Богатыренко Т.Н., Козина Л.С., Прокопенко В.М. Стресс, старение, гипоталамо-гипофизарно-адреналовая система и надежность антиоксидантной ферментной защиты // Успехи геронтол. - 2008. - Т. 21, №4. - С. 548-554.

Размещено на Allbest.ru