Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

03.03.04 - клеточная биология, цитология, гистология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-МОРФОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ УМЕНЬШЕНИЯ ЧИСЛЕННОСТИ ПОМЕТОВ И ВОСПИТАНИЯ В ИСКУССТВЕННО СФОРМИРОВАННЫХ ПОМЕТАХ НА ПОКАЗАТЕЛИ РАЗВИТИЯ ГОЛОВНОГО МОЗГА, НАДПОЧЕЧНИКОВ И ГОНАД У КРЫС

ЛИТВИНЦЕВА

Екатерина Марковна

Владивосток

2010

Работа выполнена на кафедре гистологии ГОУ ВПО “Дальневосточный государственный медицинский университет Росздрава”

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор Рыжавский Борис Яковлевич

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор Каредина Валентина Семеновна,

ГОУ ВПО “Владивостокский государственный медицинский университет Росздрава”

кандидат медицинских наук Бородай Светлана Витальевна,

ГУЗ “Краевой диагностический центр”, г. Владивосток

Ведущая организация: ГОУ ВПО “Амурская государственная медицинская академия Росздрава”

Защита диссертации состоится “____” ______________ 2010 года на заседании диссертационного совета Д 208.007.01 при ГОУ ВПО “Владивостокский государственный медицинский университет Росздрава” по адресу: 690002, г. Владивосток, пр. Острякова, 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Владивостокского государственного медицинского университета

Автореферат разослан “____” ________________ 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук, профессор Г.В. Рева

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы

Развитие мозга в постнатальном периоде онтогенеза находится под влиянием с одной стороны, генетически закрепленных программ, с другой стороны - внешней среды (P. Guesry, 1998; D.E. Dluzen, J.L. McDermot, 2000; W.J. Chen et al., 2003; T. Belovari et al., 2004; R.G. York et al., 2004; S.R. Kesler et al., 2008). Наиболее уязвимыми периодами для органогенеза мозга являются пренатальный и ранние этапы постнатального периода, когда действия различного рода факторов приводят к значительным последствиям. Такими факторами могут быть особенности гормонального статуса матери и плода (А.Г. Резников, 1982; Б.В. Розен, 1994), обеспеченность нутриентами (Н.И. Дмитриева, В.Г. Кассиль, 1982; О.К. Нетребенко, 2007), действие токсикантов (С.В. Шорманов и соавт., 2004; C.D. Maia et al., 2009), уровень стрессогенности среды и др. Степень стрессогенности среды - это один из факторов, оказывающих значительное влияние на органогенез головного мозга. Его эффект зависит от характера стрессогенности фактора, продолжительности его воздействия, интенсивности. Так, стресс на 19-й неделе беременности может вызвать в последующем изменение объема серого вещества различных областей коры, психические нарушения, ухудшение познавательных и интеллектуальных способностей (C. Buss et al., 2010). Хронический стресс обусловливает существенные изменения психоэмоционального статуса и поведения человека, которые могут завершиться постстрессорными депрессивными расстройствами и тревожными состояниями (Ю.В. Моисеева и соавт., 2009).

Экспериментальным путем показана возможность создания моделей с уменьшенной или увеличенной стрессогенностью среды, лучшими или худшими (по сравнению со среднестатистическими) условиями существования организма (Н.И. Дмитриева, В.Г. Кассиль, 1982; Ю.В. Наточин и соавт., 1995; Л.В. Серова и соавт., 1995; О.В. Перепелкина и соавт., 2006; D. Reiss et al., 2007; Б.Я. Рыжавский, 2000-2009; Ю.В. Моисеева и соавт., 2009). При этом было, в частности, показано, что содержание большого числа животных в тесной клетке приводит к снижению массы тела, увеличению массы надпочечников, концентрации кортикостероидов в плазме крови, выраженным изменениям поведения, в частности, повышенной тревожности (D.B. Vleck, V. Gente, 1968; Н.Л. Попова и соавт., 1970; А.Г. Старыгин, 1971; A. Gamallo et al., 1986; J. Baranyi et al., 2005; D. Reiss et al., 2007; Ю.В. Моисеева и соавт., 2009).

Пребывание животных в условиях “обогащенной среды”, которая может выражаться меньшей скученностью, улучшением качества питания, большими по продолжительности контактами с матерью, приводит к увеличению темпов развития головного мозга, в частности к увеличению у них массы мозга, толщины коры, нейро-глиального индекса, количества белков (M.C. Diamond et al., 1964; E.L. Bennett et al., 1970).

Одним из факторов, значительно меняющих условия жизни в ранние её периоды, является воспитание в “чужой” среде, без участия биологической матери. Работы подобного плана показали, в частности, что воспитание крысят в “чужих” пометах отражается на функциональной активности их надпочечников, изменяет степень предрасположенности к генетически обусловленной гипертензии (M. Vallee, 1997; С.Я. Амстиславский и соавт., 1999; М.Д. Шмерлинг и соавт., 2005).

Уменьшение материнской заботы приводит к повышению уровня тревожности у взрослых особей, отражается на показателях их физического развития (S. Macrн et al., 2004; I.C. Weaver et al., 2007). При периодическом отлучении от матери у крысят отмечаются дефицит массы тела, изменения в системе нейроэндокринной регуляции, низкая стресс-реактивность, повышенная исследовательская активность, низкая тревожность (P.M. Plotsky et al., 2005; Y. Matsumoto et al., 2006; А.А. Исенгулова и соавт., 2009).

В то же время, неизученными остаются многие моменты, такие как морфологические, морфометрические и гистохимические особенности разных зон неокортекса и гиппокампа животных, воспитанных в условиях лучше, чем среднестатистические, и, с другой стороны - крыс, выращенных “приемной” матерью, их возрастная динамика, а также взаимосвязи состояния эндокринных желез и показателей развития головного мозга таких животных, особенностей их высшей нервной деятельности (ВНД).

Цель исследования

Дать морфометрическую, гистохимическую характеристику неокортекса и гиппокампа, а также показателей высшей нервной деятельности крыс из экспериментально уменьшенных и искусственно сформированных (“смешанных”) пометов, сопоставить показатели развития головного мозга подопытных животных с некоторыми параметрами гистофизиологии их гонад и коркового вещества надпочечников.

Задачи исследования

1. Изучить морфологические, морфометрические, гистохимические показатели развития головного мозга 14-, 30-, 40-дневных крыс из пометов с экспериментально уменьшенной численностью.

2. Изучить влияние уменьшения численности пометов на показатели развития эндокринных желез (надпочечник, семенник, яичник) 14-, 30-, 40-дневных крыс.

3. Изучить морфологические, морфометрические, гистохимические показатели развития головного мозга 40-дневных крыс из искусственно сформированных (“смешанных”) пометов.

4. Изучить влияние воспитания крысят в искусственно сформированных (“смешанных”) пометах на показатели развития эндокринных желез (надпочечник, семенник, яичник) 40-дневных крыс.

5. Изучить особенности поведения в ПКЛ крыс из пометов с экспериментально уменьшенной численностью и искусственно сформированных (“смешанных”) пометов.

Научная новизна исследования

Работы состоит в том, что в ней впервые описано влияние экспериментального уменьшения численности пометов и воспитания крысят в искусственно сформированных пометах на показатели развития их головного мозга, надпочечников и гонад, показатели ВНД.

Установлены особенности морфометрических, гистохимических показателей развития некоторых отделов неокортекса и гиппокампа мозга крысят из экспериментально уменьшенных пометов разных возрастных групп. Впервые дана морфометрическая и гистохимическая характеристика гонад и коркового вещества надпочечников, уровня половых гормонов в крови этих животных.

Впервые показано, что крысята, воспитанные в искусственно сформированных пометах, отличаются от контрольных по целому ряду морфометрических и гистохимических показателей развития головного мозга. мозг крыса эндокринный железа

Впервые проведен многосторонний анализ особенностей морфометрических и гистохимических показателей развития мозга, имеющего увеличенную массу, описана возрастная динамика этих особенностей.

Научная и практическая значимость работы

Проведенная работа относится к фундаментальным. Ее результаты расширяют представления о действии на развитие мозга факторов, которые могут влиять на данный процесс как у человека, так и у животных в реальных условиях. Научную значимость имеют новые данные о соотношениях макро- и микроскопических характеристик развивающегося мозга. Данные, приведенные в работе, могут использоваться в лабораториях, исследующих органогенез головного мозга, а также при чтении лекций по гистологии, физиологии, педиатрии в медицинских, биологических и педагогических вузах.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Численность пометов крыс может рассматриваться как один из факторов, существенно влияющих на показатели развития, гистофизиологии головного мозга и ряда эндокринных желез крыс в молочном и препубертатном периодах онтогенеза. Уменьшение численности пометов сопровождается достоверными изменениями гравиметрических и морфометрических показателей развития головного мозга, ВНД, а также - показателей гистофизиологии гонад и надпочечников.

2. Мозг экспериментальных животных из пометов с уменьшенной численностью отличается большей массой, а также многими важными характеристиками, такими как толщина коры, плотность расположения нейронов, размеры нейронов, содержание в них НК и активности некоторых общеметаболитических ферментов.

3. Воспитание крысят в искусственно сформированных (“смешанных”) пометах отражается на ряде морфологических и гистохимических показателей развития головного мозга крысят, что проявляется меньшими толщиной коры СТД, размерами цитоплазмы, ядер и ядрышек нейронов слоя II и V ПТД, слоя II СТД, гиппокампа, цитоплазмы нейронов слоя V СТД, сниженной активностью NADH-d в цитоплазме нейронов слоя II, NADPH-d - в цитоплазме нейронов гиппокампа, более высокой, чем в контроле, концентрацией РНК в цитоплазме нейронов слоя II и V ПТД и СТД и гиппокампа. В этих условиях существенно меняются показатели соматического развития животных, гистофизиологии их гонад (меньшие абсолютная масса органов, диаметры наиболее крупных овариальных фолликулов и семенных канальцев, активность ГСДГ в клетках Лейдига, высокая активность ГСДГ в текоцитах фолликулов), надпочечников (сниженная абсолютная масса, толщина коркового вещества), ВНД.

Апробация диссертации

Материалы исследования представлены XII краевом конкурсе молодых ученых и аспирантов (январь 2010 г, г.Хабаровск), на заседании Хабаровского отделения Всероссийского научного общества анатомов, гистологов и эмбриологов (март 2010 г, г.Хабаровск), на 11-ой Тихоокеанской международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием “Актуальные проблемы экспериментальной, профилактической и клинической медицины” (апрель 2010 г, г. Владивосток).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, в том числе 5 в журналах, входящих в Перечень ведущих научных журналов и изданий ВАК.

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 261 странице машинописного текста, включая 29 таблиц, 60 рисунков. Список литературы содержит 351 источник, в том числе 178 иностранных и 173 отечественных. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, 2-х глав собственных данных, заключения, выводов и списка литературы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования

В работе были исследованы 181 беспородная белая крыса из 22 пометов, полученных от спаривания интактных 4,5 - 5,5 месячных самок и самцов.

В первом разделе работы изучалось влияние уменьшенной численности пометов на показатели развития мозга, гонад и надпочечников крыс.

В 1-ой группе исследованы 14-дневные крысы из пометов с экспериментально уменьшенной численностью (2 помета, 11 крысят). Контролем к ним являлись 14-дневные животные из пометов средней численности (2 помета, 20 крысят). Во 2-ой группе исследовались 30-дневные животные, воспитанные в пометах уменьшенной численности (3 помета, 18 крысят). Контролем для них служили 30-дневные крысы из пометов средней величины (3 помета, 31 крысенок). 3-ю группу составили 40-дневные животные из пометов с уменьшенной численностью (6 пометов, 30 крысят). Контролем для них были 40-дневные крысы из пометов средней численности (2 помета, 24 крысенка). Уменьшение численности пометов достигалась путем удаления из пометов средней величины (число крысят - 9-10) по 4-5 крысят в однодневном возрасте.

Во втором разделе работы исследовались особенности развития мозга, надпочечников и гонад 40-дневных крыс, воспитанных в искусственно сформированных, “смешанных” пометах (4 помета, 47 крысят). Они были образованы из пометов средней величины (число крысят - 8-10), в которые были добавлены по 4-6 “приемных” крысенка и убрано по столько же “родных”. Контролем для них служили 40-дневные крысята из “естественных” пометов средней численности (2 помета, 24 крысенка).

Все животные сравниваемых групп содержались одновременно в условиях одного вивария, корм и воду получали ad libitum. Для изучения ВНД животные в 30-дневном возрасте были подвергнуты исследованию в приподнятом крестообразном лабиринте (ПКЛ). Забой контрольных и подопытных животных проводили одновременно, декапитацией. Взвешиванием на электронных весах определяли массу тела, мозга, полушария, гонад и надпочечников. Левое полушарие фиксировали в течение 1 часа в жидкости Карнуа. Затем его разрезали в переднетеменной (ПТД) и собственно теменной долях (СТД) строго перпендикулярно длиннику и верхней поверхности левого полушария, пользуясь схемами В.М. Светухиной (1962), заливали в парафин. На микротоме фирмы Reichert готовили срезы, толщиной 7 мкм. Их окрашивали метиленовым синим, а также - галлоцианином на нуклеиновые кислоты (НК) по Эйнарсону (З. Лойда и соавт., 1982).

Проводилось обзорное изучение препаратов ПТД и СТД, их морфометрическое исследование, которое включало в себя:

1. Определение толщины коры головного мозга. Проводилось измерение в 3 участках ПТД и СТД при помощи окуляр-микрометра МОВ - 15, при увеличении объектива х8 (Г.Г. Автандилов, 1990). Аналогично проводилось измерение толщины слоя I коры головного мозга.

2. Определение плотности расположения нейронов производили при увеличении окуляра х10, объектива на х40 в слоях II и V ПТД и СТД, в 5 стандартных (S=10000 мкм²) полях зрения каждого слоя.

3. Измерение площади сечения цитоплазмы, ядер и ядрышек нейронов слоев II и V ПТД и СТД и поля САI гиппокампа осуществляли с помощью компьютерной морфометрии на аппарате “Мекос” (медицинские компьютерные системы). В каждой из этих зон измеряли по 25 клеток.

Гистохимические исследования включали:

1. Определение концентрации НК в цитоплазме, ядрах и ядрышках пирамидных нейронов слоя II и V ПТД и СТД, поля САI гиппокампа на препаратах, окрашенных галлоцианином по Эйнарсону, на аппарате “Мекос” по оптической плотности этих структур при л=550 нм. В мозге каждого животного исследовали по 25 клеток каждой из указанных областей.

2. Определение активности NADH-d и NADPH-d проводили тетразолиевым методом по Loida (З. Лойда и соавт., 1982) в нейронах слоев II, V СТД и поля САI гиппокампа. Из СТД правого полушария готовили криостатные срезы толщиной 20 мкм, которые монтировались на покровные стекла. Инкубацию проводили в термостате при температуре 37⁰С в течение 30 минут. Результат оценивали измерением оптической плотности продуктов реакции в цитоплазме на аппарате “Мекос” (л=550 нм). Исследовали 25 нейронов каждой из указанных областей.

Из левых надпочечников, яичников и семенников готовили криостатные срезы толщиной 20 мкм, проходящие через центральную часть органа. Они монтировались на покровные стекла и на них проводили реакции на 3в-гидроксистероиддегидрогеназу (ГСДГ). Активность ГСДГ исследовалась по методу З. Лойда (1982). Интенсивность реакции оценивалась цитофотометрически с использованием аппарата “Мекос” при л=550 нм. В каждом случае проводили измерения в 25 адренокортикоцитах каждой из зон коры надпочечника, в 25 клетках внутренней теки полостных фолликулов и клетках Лейдига семенника. На этих же препаратах окуляр-микрометром МОВ-15 измеряли толщину коркового вещества надпочечника, диаметр наибольшего полостного фолликула и средний диаметр семенного канальца.

Показатели ВНД оценивались по параметрам регистрации поведенческих актов у 30-дневных крысят в ПКЛ. Во время опыта каждое животное помещалось в лабиринт, где в течение 3 минут регистрировали суммарное время и количество элементарных поведенческих актов: свешиваний, стоек, груминга, принюхиваний, движений, заходов в открытые и закрытые рукава. По перечисленным компонентам поведения определялись интегральные характеристики: исследовательская активность и уровень тревожности (Ю.А. Сапожников и соавт., 2002). Во время забоя животных осуществляли забор крови. В сыворотке определяли концентрации тестостерона и эстрадиола стандартными иммуноферментными методиками. Эти исследования проведены под руководством д.б.н., проф. Р.В. Учакиной.

Статистический анализ проведен с помощью пакета прикладных программ Statistiсa 6.0. Высчитывались среднее арифметическое значение (М), ошибка (±m), медиана. Различия считались достоверными при Р<0,05.

Результаты собственных исследований и их обсуждение

В первой части работы нами были изучены особенности некоторых показателей развития головного мозга, надпочечников и гонад 14-, 30- и 40-дневных крыс из пометов с экспериментально уменьшенной численностью.

Подопытные крысы всех возрастных групп имели большую, чем в контроле, массу тела, головного мозга и полушария. Различия массы тела и мозга между подопытной группой и контрольной были наибольшими в 14- и 30-дневном возрасте, наименьшие - в 40-дневном.

Морфометрическое изучение головного мозга выявило у 14- и 30-дневных крыс несколько большую, чем в контроле, толщину коры ПТД (Р>0,05), у 30-дневных - достоверное увеличение толщины коры СТД (1291±19 мкм против 1213±18 мкм в группе контроля). В противоположность этому, у подопытных 40-дневных крысят толщина СТД была меньше таковой у контрольных животных (1279±17 мкм против 1367±15 мкм, Р<0,05). В то же время, толщина коры ПТД у крыс сравниваемых групп не имела статистически значимых различий. Плотность расположения нейронов у подопытных крыс была снижена в 14- и 30-дневном возрасте в слое II СТД, у 30- и 40-дневных - в слое II ПТД (табл. 1, Р<0,05). У 14-дневных подопытных крысят отмечалось достоверное увеличение размеров ядер и ядрышек нейронов слоя II СТД, цитоплазмы, ядер и ядрышек нейронов гиппокампа. Подопытные 30-дневные крысята отличались от контрольных животных увеличенными размерами цитоплазмы, ядер и ядрышек нейронов слоя II ПТД и СТД, слоя V ПТД, гиппокампа, у нейронов слоя V СТД были увеличены лишь размеры ядрышек (Р<0,05). Характер отклонений от контроля менялся у 40-дневных крыс. Экспериментальные крысята в этом возрасте отличались меньшими размерами цитоплазмы, ядер и ядрышек нейронов слоя II и V ПТД, слоя II СТД, меньшими размерами ядрышек и цитоплазмы нейронов слоя V, ядрышек нейронов гиппокампа.

Концентрация РНК в цитоплазме нейронов слоев II и V ПТД подопытных 14-дневных крысят была ниже, чем в контроле. В 30-дневном возрасте межгрупповых различий по этим показателям не выявлено. В противоположность этому, у 40-дневных крыс концентрация РНК в цитоплазме нейронов слоев II и V ПТД и СТД, гиппокампе мозга подопытных крыс была более высокой, чем в контроле.

Изучение активности NADH- и NADРH-d показало, что у подопытных 14-дневных крысят активность этих ферментов в цитоплазме нейронов слоев II, V СТД и гиппокампа была больше, чем в контроле. Подопытные 30-дневные крысы обладали большей активностью NADH-d во всех изученных нами локализациях, тогда как активность NADРH-d - увеличена в цитоплазме нейронов слоя II и V по сравнению с группой контроля. В противоположность этому, у 40-дневных крыс активность NADH-d в цитоплазме нейронов слоя II СТД, активность NADРH-d - слоя II СТД и гиппокампа были существенно ниже, чем в контроле (табл. 1, Р<0,05).

Таким образом, нами впервые установлено, что экспериментальное уменьшение численности пометов отразилось как на “макропоказателях” развития головного мозга (величина массы мозга и полушария), так и на “микропоказателях”, отражающих характер постнатального развития нейронов неокортекса и гиппокампа; при этом были выявлены морфометрические особенности мозга с экспериментально увеличенной массой. По нашему мнению, заслуживает особого внимания тот факт, что отличия мозга подопытных животных от контроля в разные периоды онтогенеза имеют разную выраженность и направленность.

Экспериментальное уменьшение численности пометов привело к изменениям показателей развития исследованных нами стероидсекретирующих органов - надпочечников и гонад. Они проявлялись увеличением массы надпочечника, толщины его коркового вещества во всех изученных возрастных группах. В возрасте от 30 до 40 дней изменялся характер отличий активности ГСДГ, ключевого фермента стероидогенеза, в цитоплазме адренокортикоцитов сетчатой зоны коры надпочечника. Так у подопытных 30-дневных крысят активность этого фермента была ниже, чем у контрольных животных (0,630±0,024 усл. ед. против 0,776±0,048 усл. ед. соответственно), тогда как у 40-дневных крыс наблюдается превышение этого показателя над контролем (0,583±0,015 усл. ед. против 0,518±0,028 усл. ед., Р<0,05).

Для 14- и 30-дневных самок из экспериментально уменьшенных пометов были характерны достоверно большие масса яичников, диаметр наибольших овариальных фолликулов, у 14-дневных - увеличение активности ГСДГ в текоцитах фолликулов (0,543±0,03 усл. ед. против 0,409±0,024 усл. ед.). У 14- и 30-дневных подопытных самцов была достоверно увеличена масса семенников. Диаметр семенных канальцев у подопытных 30-дневных крыс был достоверно большим, чем в контроле (180±7 мкм против 146±7 мкм). Активность ГСДГ в клетках Лейдига семенника у 14- и 30-дневных крысят имела тенденцию к увеличению (Р>0,05), тогда как у 40-дневных была ниже, чем в контроле (0,512±0,024 усл. ед. против 0,603±0,027 усл. ед., Р<0,05).

Таким образом, развитие органов эндокринной системы, продуцирующих стероидные гормоны, обладающие мощным влиянием на состояние головного мозга, у животных из уменьшенных пометов существенно отличалось от такового в контроле.

Тестирование подопытных крысят в ПКЛ выявило у них увеличение времени и числа свешиваний, принюхиваний, выходов и нахождений в открытых рукавах лабиринта, большее количество заходов в закрытые рукава, меньшее время нахождения в закрытых рукавах, бездействия. Уровень тревожности у крысят из уменьшенных пометов (148,3±18,1) был меньше соответствующего показателя у контрольных животных (211,4±17, Р<0,05), а медиана исследовательской активности у подопытных животных была существенно большей, чем в контроле.

Таким образом, воспитание животных в экспериментально уменьшенных пометах привело к увеличению массы их головного мозга, отличиям его по ряду важных показателей: толщине коры, плотности расположения нейронов и их размеров, содержанию в них НК и активности некоторых общеметаболитических ферментов, показателям активности клеток стероидсекретирующих эндокринных желез и ВНД.

Во второй части работы нами было исследовано влияние условий воспитания крысят в искусственно сформированных (“смешанных”) пометах. Подопытные животные отличались сниженной массой тела (63±4 г против 81±2 г), головного мозга (1434±14 мг против 1481±11 мг). Морфометрическое изучение коры выявило, что толщина СТД подопытных крыс (1209±12 мкм) была меньше, чем у контрольных животных (1367±15 мкм, Р<0,05, табл. 2). Численная плотность нейронов слоя II ПТД у подопытных самцов была достоверно ниже, чем в контроле (18,6±0,3 против 21,3±1).

Размеры цитоплазмы и ядер нейронов в исследованных зонах неокортекса и гиппокампа у подопытных животных были меньше, тогда как концентрация НК в этих клетках была существенно более высокой, по сравнению с контролем. У животных из опытных пометов, по сравнению с контрольной группой, выявлялось снижение активности NADH-d в нейронах слоя II СТД (0,404±0,011 усл. ед. против 0,445±0,013 усл. ед.) и NADPH-d - в нейронах гиппокампа (0,388±0,01 усл. ед. против 0,437±0,018 усл. ед.).

Параллельно с этим в опытной группе наблюдалось достоверное уменьшение абсолютной массы надпочечников (9±0,4 мг против 10,4±0,4 мг), яичников (15±0,8 мг против 19±1,5 мг), семенников (282±31 мг против 463±13 мг), диаметров наибольших полостных овариальных фолликулов (404±12 мкм против 456±20 мкм), семенных канальцев (207±9 мкм против 246±9 мкм), толщины коркового вещества надпочечников (725±12 мкм против 793±11 мкм). При этом в опытной группе активность ГСДГ в текоцитах овариальных фолликулов была достоверно более высокой (0,622±0,025 усл. ед. против 0,559±0,01 усл. ед.), а в клетках Лейдига семенников - более низкой (0,491±0,018 усл. ед. против 0,603±0,027 усл. ед.), чем у животных контрольной группы.

У подопытных самок отмечалось повышение концентрации эстрадиола в крови (57,4±5,3 пг/мл против 34,4±4,5 пг/мл, Р<0,05), тогда как у подопытных самцов - тенденция к снижению концентрации тестостерона (2,15±0,3 нмоль/л против 3,17±0,57 нмоль/л), что коррелирует с повышенной активностью ГСДГ в теке овариальных фолликулов и более низкой, чем в контроле, в клетках Лейдига семенника.

Таблица 1

Влияние уменьшения численности пометов на гравиметрические, морфометрические и цитохимические показатели развития головного мозга 14-, 30- и 40-дневных крыс

* - различия между экспериментальной и контрольной группами статистически достоверны

Таблица 2

Влияние содержания крысят в искусственно сформированных пометах на гравиметрические, морфометрические и цитохимические показатели развития их головного мозга

*- различия между группами 1 и 2, 3 и 4 статистически достоверны

Тестирование в ПКЛ крысят из искусственно созданных пометов выявило у них увеличение на 14% времени принюхиваний (154,31±2,87 сек против 135,6±4,8 сек), сниженное время бездействия на 69% (9,2±1,8 сек против 29,8±4,3 сек, Р<0,05).

Изучение крысят внутри искусственно сформированных пометов, показало что “приемные” животные, воспитанные неродной матерью, отличаются по ряду признаков. Эти отличия включали в себя большую толщину коры в ПТД (1646±20 мкм против 1530±16 мкм), меньшую плотность расположения нейронов в слое II СТД у “приемных” крысят, чем у “своих” (19±0,3 против 20,3±0,3, Р<0,05). Нейроны слоя II ПТД у них отличались меньшими размерами ядрышек (1,92±0,03 мкм² против 2,03±0,04 мкм²), в слое II СТД - увеличенными размерами ядер (51,86±0,73 мкм² против 48,88±0,86 мкм²) и цитоплазмы (39,62±1,79 мкм² против 35,6±1 мкм²), в слое V СТД - ядер (94,75±1,72 мкм² против 89,51±1,18 мкм², Р<0,05). Активность NADH- и NADPH-d в нейронах всех изученных локализаций у “приемных” крысят значительно превышала таковую у “своих”, что свидетельствует о более интенсивно идущих в нейронах у “приемных” крысят процессов внутри- и внемитохондриального окисления (табл. 2). В то же время, “приемные” и “родные” крысята не различались по морфометрическим характеристикам надпочечников и гонад, концентрации в крови эстрадиола и тестостерона, за исключением относительной массы яичника, которая была меньшей у “приемных” самок. Тестирование “приемных” и “родных” крысят в ПКЛ выявило у первых увеличение на 7% времени принюхиваний (160,78±2,64 сек против 150,3±4,2 сек), снижение медианы исследовательской активности на 42%, а уровня тревожности - на 35% (91,7 против 141).

Таким образом, в целом, результаты изучения крыс, воспитанных в смешанных пометах, свидетельствуют, что как “свои”, так и “приемные” отличаются по многим показателям развития мозга, надпочечников, гонад, поведению в ПКЛ от животных контрольной группы.

Суммируя все изложенные результаты работы, можно полагать, что они дополнили новыми существенными морфометрическими и гистохимическими данными информацию о влиянии условий воспитания, в период от неонатального до препубертатного, на развивающийся мозг, его неокортекс и гиппокамп, а также - на надпочечники и гонады, гормоны которых влияют на пре- и постнатальный органогенез мозга.

ВЫВОДЫ

1. Изменения условий воспитания крыс, при выращивании их в пометах уменьшенной численности, а также - в искусственно сформированных (“смешанных”) пометах, обусловливает развитие у них многочисленных морфометрических и гистохимических особенностей головного мозга, гонад и надпочечников.

2. Имеющий большую, чем в контроле, массу, головной мозг 14, 30- и 40-дневных крыс, выращенных в уменьшенных пометах, отличается от контрольного объемом неокортекса ПТД и СТД, размерами ядер и цитоплазмы, активностью NADH- и NADРH-d, концентрацией РНК в цитоплазме нейронов неокортекса и гиппокампа.

3. Характер отличий мозга крыс, выращенных в искусственно уменьшенных пометах, различен в 14-, 30- и 40-дневном возрасте. Эти обусловленные возрастом отличия проявляются в степени и направленности различий массы мозга, морфометрических характеристик коры, размеров различных структур нейронов, их гистохимических характеристик, что свидетельствует об отличиях динамики показателей развития мозга у животных из уменьшенных пометов от таковых в контроле.

4. Животные, выращенные в уменьшенных пометах, в 14-, 30- и 40-дневном возрасте имеют достоверно увеличенную массу надпочечников и гонад. 14- и 30-дневные самки отличаются увеличенными размерами наиболее крупных овариальных фолликулов, 30-дневные самцы - увеличенными диаметрами семенных канальцев. Активность ГСДГ в сетчатой зоне коры надпочечников у 30-дневных крыс обоего пола ниже, а у 40-дневных - выше, чем в контроле. У 14-дневных самок активность ГСДГ в клубочковой зоне коры надпочечников и в текоцитах фолликулов увеличена. У самцов в возрасте 14 дней активность ГСДГ увеличена в пучковой зоне коры надпочечников, у 40-дневных самцов имеется ее снижение в клетках Лейдига семенников.

5. Воспитание крысят в искусственно сформированных (“смешанных”) пометах обусловливает изменения морфометрических показателей развития головного мозга, включающие в себя уменьшение толщины СТД, численной плотности нейронов слоя II ПТД у подопытных животных. Размеры нейронов, их цитоплазмы и ядер в ПТД, СТД и гиппокампе у экспериментальных животных меньше, а концентрация РНК в цитоплазме клеток существенно выше, чем в контроле. Активность NADH-d в нейронах слоя II СТД и NADPH-d - в нейронах гиппокампа у подопытных крыс - ниже, чем в контроле.

6. Воспитание в искусственно сформированных (“смешанных”) пометах ведет к уменьшению у подопытных крысят обоего пола массы тела, абсолютной массы надпочечников и гонад, а также диаметров наиболее крупных полостных овариальных фолликулов, семенных канальцев, толщины коркового вещества надпочечников. У самок отмечается повышение концентрации в крови эстрадиола, активности ГСДГ в текоцитах овариальных фолликулов. У самцов в клетках Лейдига семенников отмечается снижение активности ГСДГ, по сравнению с контролем.

7. Воспитание крысят как в экспериментально уменьшенных, так и в искусственно сформированных пометах приводит к отклонениям их поведения в 30-дневном возрасте.

СПИСОК НАУЧНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Литвинцева Е.М., Рыжавский Б.Я., Учакина Р.В. Влияние численности пометов крыс на показатели развития мозга, гонад и надпочечников // Дальневосточный медицинский журнал. - 2009. - №1. - С. 85 - 87.

2. Литвинцева, Е.М., Рыжавский Б.Я. Влияние содержания крысят в “чужих” пометах на некоторые показатели развития их головного мозга // Дальневосточный медицинский журнал. - 2009. - №2. - С. 101 - 104.

3. Литвинцева Е.М., Рыжавский Б.Я., Учакина Р.В. Сопоставление величины массы мозга с морфометрическими и гистохимическими характеристиками нейронов коры, показателями высшей нервной деятельности у крыс в препубертатном периоде онтогенеза // Бюл. эксперим. биологии и медицины. - 2009. - Т. 148, № 8. - С. 236 - 240.

4. Литвинцева Е.М. Влияние средовых факторов на морфологическую характеристику неокортекса и гиппокампа, показатели ВНД крыс в препубертатном периоде // Наука - Хабаровскому краю. Материалы XII краевого конкурса молодых ученых. - Хабаровск: Изд-во ТОГУ. - 2010. - С. 113 - 124.

5. Литвинцева Е.М., Рыжавский Б.Я., Матвеева Е.П. Морфологические особенности неокортекса и гиппокампа при экспериментальном увеличении массы мозга у крыс (онтогенетический анализ) // Дальневосточный медицинский журнал. - 2010. - №1. - С. 90 - 94.

6. Литвинцева Е.М. Особенности неокортекса и гиппокампа, ВНД при экспериментальном уменьшении численности пометов // Актуальные проблемы экспериментальной, профилактической и клинической медицины. Материалы 11-ой Тихоокеанской международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием. - 2009. - С. 18-19.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

Абс. - абсолютная;

ВНД - высшая нервная деятельность;

ГСДГ - 3в-гидроксистероиддегидрогеназа;

НК - нуклеиновые кислоты;

ПКЛ - приподнятый крестообразный лабиринт;

ПТД - переднетеменная доля;

СТД - собственно теменная доля;

NADH-d - NADH-дегидрогеназа;

NADPH-d - NADPH-дегидрогеназа;

ЦНС - центральная нервная система.

Размещено на Allbest.ru