Функціональні зміни у нащадків щурів-самиць за умов впливу тривалої дії електромагнітного випромінювання сантиметрового діапазону
Метаболічні процеси у самиць-щурів через три місяці після відміни впливу електромагнітного випромінювання. Особливості епіфізу, гіпофізу та надниркових залоз у тримісячних нащадків від матерів, які піддавалися впливу електромагнітного випромінювання.
Рубрика | Биология и естествознание |
Вид | автореферат |
Язык | украинский |
Дата добавления | 25.07.2015 |
Размер файла | 135,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ТАВРІЙСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ІМ. В.І. ВЕРНАДСЬКОГО
УДК: 616-008.9-001.2-036.12-092.9
ФУНКЦІОНАЛЬНІ ЗМІНИ У НАЩАДКІВ ЩУРІВ-САМИЦЬ ЗА УМОВ ВПЛИВУ ТРИВАЛОЇ ДІЇ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ САНТИМЕТРОВОГО ДІАПАЗОНУ
03.00.13 - фізіологія людини і тварин
А в т о р е ф е р а тдисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата біологічних наук
ДЕНИСЕНКО СВІТЛАНА АНДРІЇВНА
Сімферополь 2010
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Харківському національному медичному університеті МОЗ України.
Науковий керівник: доктор медичних наук, професор, САМОХВАЛОВ Валерій Гаврилович, Харківський національний медичний університет МОЗ України, завідувач кафедри фізіології.
Офіційні опоненти: доктор біологічних наук МАРТИНЮК Віктор Семенович, Київський національний університет імені Тараса Шевченка МОН України, професор кафедри біофізики
доктор медичних наук, професор МІЩЕНКО Ігор Віталійович, Українська медична стоматологічна академія МОЗ України, завідувач кафедри нормальної фізіології
Захист відбудеться «_25 » листопада 2010 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 52.051.04 при Таврійському національному університеті ім. В.І. Вернадського (95007, м. Сімферополь, пр. Вернадського, 4)
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Таврійського національного університету ім. В.І. Вернадського (95007, м. Сімферополь, пр. Вернадського, 4)
Автореферат розісланий « 22 » жовтня 2010р.
Учений секретар
спеціалізованої вченої ради
кандидат біологічних наук Хусаінов Д. Р.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. За останнє десятиріччя сумарна напруженість електромагнітних полів у різних місцях земної поверхні збільшилася порівняно з природним фоном (Григор'єв О.А. та співавт., 2003). Дослідження, які були проведені провідними спеціалістами у галузі електромагнітних випромінювань (ЕМВ), як у нашій країні, так і за її межами, однозначно свідчать про те, що ЕМВ мають виражену біологічну дію й можуть викликати суттєві зміни в стані практично всіх систем організму людини та інших живих істот (Євтушенко Г.І. та співавт., 1978; Григор'єв Ю.Г. та співавт., 2003; Luben R.A., 1991). Виявлено, що хронічне опромінення організму низькоінтенсивним ЕМВ знижує стійкість до емоційного стресу, порушує діяльність центральних інтегративних ланок регуляції, якісно змінює загальний функціональний стан мозку. Крім того, ЕМВ призводить до дезадаптації, дезінтеграції, порушень зв'язків між елементами системи та узгоджень інформаційних показників серцевого ритму та дихання (Ведяєв Ф.П. та співавт., 1993; Самохвалов В.Г., 1993). Дія низькоінтенсивного ЕМВ супроводжується активацією вільнорадикального окислення ліпідів, подовженням часу існування вільних радикалів, наслідком чого є виникнення в організмі окислювального стресу. Треба відзначити також можливий вплив ЕМВ на усі етапи формування клітинних елементів (лейкоцитів та лімфоцитів) (Zeni O. et al., 2008); на циркадні ритми, що супроводжуються змінами гематологічних та імунологічних параметрів організму (Stelletta C. et al., 2007); на секрецію гормонів (Imaida K. et al., 2000; Woldanska-Okonska M. еt al., 2003). ЕМВ може виступати як промотор онкозахворювань (Yokus B. et al., 2005; Pearce MS. et al., 2007).
Виходячи з вищенаведеного, актуальним є наукове обґрунтування ступеня негативного біологічного впливу ЕМВ різної частоти та інтенсивності на організм людини. Особливий інтерес при цьому виявляє вивчення механізмів впливу хвиль радіочастотного діапазону, джерелом яких є практично всі побутові прилади (Думанський Ю.Д., 2001). Відомо, що хвилі сантиметрової довжини можуть впливати на стан імунної, нервової та ендокринної систем організму людини і тварин (Григор'єв Ю.Г., 2000). З огляду на провідну роль цих систем у формуванні плода, а також більш високу чутливість ембріональних тканин до дії різних чинників (Яковцова А.Ф. та співавт., 2005), особливої актуальності набувають дослідження, спрямовані на вивчення дії ЕМВ на плід. Крім того невирішеними залишаються питання щодо поведінкових реакцій нащадків матерів, які зазнали впливу низькоінтенсивного ЕМВ. Таким чином, в умовах комп'ютеризації всіх видів трудової діяльності та високої оснащеності побутових і робочих приміщень приборами-випромінювачами низькоінтенсивних електромагнітних хвиль дуже необхідним та актуальним є вивчення тривалого впливу ЕМВ сантиметрового діапазону на плід, а також функціональні та метаболічні зміни в організмі нащадків-щурів.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Представлена робота виконана на базі Центральної науково-дослідної лабораторії Харківського національного медичного університету в рамках науково-дослідної роботи пріоритетного фінансування МОЗ України «Порушення в морфофункційному стані інтегративних систем плода за умов материнського неблагополуччя» (№ держреєстрації 0102U0018.71). Автором самостійно виконано фрагмент роботи щодо вивчення поведінкових реакцій, біохімічних та морфологічних змін в організмі матерів та їх нащадків за умов дії тривалого ЕМВ.
Мета і завдання дослідження. Встановити особливості функціональних змін в організмі матерів-тварин та їх нащадків за умов дії тривалого низькоінтенсивного електромагнітного випромінювання сантиметрового діапазону.
Для реалізації поставленої мети вирішували такі завдання:
1. Виявити особливості поведінкових реакцій самок-щурів за умов впливу низькоінтесивного ЕМВ.
2. Вивчити особливості метаболічних процесів (показники прооксидантно-антиоксидантної системи, білкового обміну, рівень медіаторів, вміст кортикостерону, тироксину) у самиць-щурів через три місяці після відміни впливу ЕМВ.
3. Дослідити вплив пренатальної дії низькоінтенсивного ЕМВ на особливості метаболічних процесів (показники прооксидантно-антиоксидантної системи, медіаторного та енергетичного обміну в головному мозку) і морфофункціональні особливості головного мозку, надниркових залоз у новонароджених щурят.
4. Вивчити особливості поведінкових компонентів адаптації у тримісячних нащадків, які пренатально зазнали впливу ЕМВ.
5. Дослідити особливості метаболічних процесів (рівень медіаторів, вміст гормонів; показники прооксидантно-антиоксидантної системи) у тримісячних нащадків від матерів, які підлягали дії ЕМВ.
6. Виявити структурні особливості епіфізу, гіпофізу та надниркових залоз у тримісячних нащадків від матерів, які піддавалися впливу ЕМВ.
Об'єкт дослідження: функціональні зміни в онтогенезі у щурів-нащадків самиць, які підлягали дії тривалого електромагнітного випромінювання сантиметрового діапазону.
Предмет дослідження: поведінкові реакції, рівень гормонів та медіаторів, показники ПОЛ та АОС, морфофункціональний стан наднирникових залоз, гіпофізу, епіфізу.
Методи дослідження: вивчення поведінкових реакцій у тесті «відкрите поле»; біохімічні методи: спектрофотометрія, спектрофлуориметрія; імуноферментні методи з використанням стандартних комерційних наборів; морфологічне дослідження тканин, стереометричні та каріометричні дослідження; статистична обробка даних методом варіаційного аналізу.
Наукова новизна одержаних результатів. Уперше отримано нові дані щодо впливу низькоінтенсивного електромагнітного випромінювання на організм тварин, яке призводить до зниження дослідницької поведінки, переважання пасивно-оборонного варіанту поведінки, що супроводжується зниженням загальної резистентності організму.
Уперше показано, що пренатальний вплив ЕМВ є значущим чинником, при якому відбуваються зміни у співвідношенні самці/самки на користь самок, нівелюються ознаки статевого диморфізму у новонароджених нащадків. Пренатальний вплив ЕМВ викликає структурні зміни в корі головного мозку та функціональні в гіпоталамічній ділянці новонароджених щурят. Виявлено, що пренатальний вплив ЕМВ чинить дію на внутрішньоутробне формування надниркових залоз, викликаючи активізацію їх дозрівання та відповідно функціонування.
Уперше показано, що пренатальний вплив ЕМВ викликає у тримісячних нащадків зміни у структурі поведінкових компонентів адаптації в незнайомій обстановці: підвищення тривожності, емоційності. При цьому спостерігається пасивно-оборонний варіант поведінки. Уперше показано, що при пренатальному впливі ЕМВ у процесі наступного онтогенезу у нащадків жіночої статі формується стан гіперкортицизму зі зниженим рівнем статевих гормонів, у нащадків чоловічої статі - стан гіперкортицизму зі зниженим рівнем естрадіолу. Гістологічно виявлені структурні зміни епіфіза, гіпофіза та надниркових залоз у нащадків від матерів, які зазнали впливу ЕМВ. Уперше показано, що вплив ЕМВ на щурів-самиць до вагітності є значущим чинником для статевозрілих нащадків.
Практичне значення одержаних результатів. Практичне значення роботи полягає в тому, що її результати щодо ефектів дії ЕМВ у пренатальний період сприяють поглибленню уявлень щодо віддалених наслідків у нащадків. щур електромагнітний випромінювання метаболічний
Отримані в роботі дані дозволяють розширити уявлення про особливості функціональної активності деяких ланок гормональної та медіаторної регуляції орієнтовно-дослідної поведінки щурів, які пренатально зазнали впливу ЕМВ.
Виявлені наслідки пренатального впливу ЕМВ для функціональних та метаболічних показників у нащадків є основою для подальшого вивчення дії цього фактору на фізіологічні функції організму тварин різного віку.
Результати, отримані в експериментальному дослідженні, можуть бути використані для вивчення впливу ЕМВ в клінічній практиці. На основі отриманих даних можуть бути розроблені методи захисту й профілактики негативного впливу ЕМВ на потомство. Теоретичні положення дослідження впроваджено в практику навчання студентів Харківського національного медичного університету.
Особистий внесок здобувача. Особисто дисертантом було визначено програму досліджень, поставлена серія експериментів з моделювання впливу ЕМВ на потомство, проведено вивчення поведінкових реакцій щурів, що піддавалися впливу ЕМВ в тесті «Відкрите поле». На базі центральної наукової лабораторії ХНМУ проведені біохімічні і морфологічні дослідження експериментальних тварин. Аналіз та інтерпретацію результатів дослідження здійснено разом із науковим керівником. Узагальнено результати дослідження та зроблені відповідні висновки. Оформлено дисертаційну роботу у вигляді рукопису. Автор виражає подяку професору кафедри патологічної анатомії д.мед.н. Губіній-Вакулик Г.І. за консультаційну допомогу в інтерпретації морфологічної частини результатів.
Апробація результатів дисертації. Результати проведеного дослідження доповідалися й обговорювалися на конференціях молодих учених (Харків, 2001, 2004); науково-технічних конференціях «Экология и здоровье человека. Охрана водного и воздушного бассейнов» (Щелкіно, 2001, 2002); Всеукраїнській науково-практичній конференції «Актуальні проблеми морфологічної діагностики хвороб плода і дитини» (Чернівці, 2004); міжнародній науково-практичній конференції, присвяченій 200-річчю від дня заснування ХДМУ (Харків, 2005); міжнародній науково-практичній конференції «Ендокринна патологія у віковому аспекті» (Харків, 2007); науково-практичних конференціях «Фундаментальна та клінічна ендокринологія: проблеми, здобутки, перспективи» (сьомі та восьмі Данилевські читання) (Харків, 2008, 2009); Всеросійській науково-практичній конференції «50- лет мелатонину: итоги и перспективы исследований» (Санкт-Петербург, 2008); Всеукраїнській науково-практичній конференції з міжнародною участю “Вопросы экспериментального использования лабораторных животных в медицине, биологии, ветеринарии” (Полтава, 2009); 53-й науково-практичній конференції з міжнародною участю «Украинская школа эндокринологии» (сателітний симпозіум №2 «Роль мелатонина в системе нейроэндокринной регуляции», Харків, 2009); науково-практичній конференції «Актуальні проблеми функціональної морфології» (Полтава, 2009); науково-практичній конференції з міжнародною участю «Прискорене старіння: механізми, діагностика, профілактика» (Чернівці, 2009); ЧVIII з'їзді Українського фізіологічного товариства з міжнародною участю (Одеса, 2010).
Публікації. За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано 22 наукові роботи, з них 9 статей (3 одноосібні, 6 - у співавторстві) в наукових журналах, затверджених у переліку ВАК України, 13 тез доповідей у збірниках матеріалів вітчизняних та закордонних конференцій та з'їзду.
Структура й обсяг дисертації. Дисертація викладена на 180 сторінках машинописного тексту. Складається зі вступу, огляду літератури, 3 розділів власних досліджень та їх обговорення, аналізу та узагальнення результатів, висновків, списку використаних джерел, який має 301 першоджерело, у тому числі 194 країн СНД, 107 - іноземних авторів. Робота ілюстрована 32 таблицями, 38 рисунками, з них 20 мікрофотографій.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Огляд літератури. Представлені сучасні уявлення щодо впливу низькоінтенсивного ЕМВ на живі істоти. Розкриті основні моменти реалізації відповіді організму на дію оточуючих чинників.
Матеріал і методи дослідження. Дослідження проведені на вагітних самицях популяції Вістар та їх нащадках різного віку. Всього в експериментах було використано 492 щурі різних вікових груп. Щурів утримували при кімнатній температурі та природному освітленні. Всі тварини знаходилися на збалансованому стандартному раціоні віварію. Кожна піддослідна група тварин вивчалася одночасно з відповідною контрольною групою.
Усі дослідження проводили відповідно до національних «Загальних етичних принципів експериментів на тваринах» (Україна, 2001), узгоджених із положенням «Європейської конвенції про захист хребетних тварин, які використовуються для експериментальних та інших наукових цілей» (Страсбург, 1985).
Відбирали статевозрілих самиць масою 180-220 г із нормальним естральним циклом, яких спаровували з сексуально активними інтактними самцями. Вплив низькоінтенсивного електромагнітного випромінювання сантиметрового діапазону моделювали за допомогою випромінювача у вигляді рупора прямокутної форми з площиною основи 875 см2 (випромінювач високочастотний генератор Г4-193/1, рівень вихідного сигналу 10 мВт, частота 4 ГГц). Випромінювання енергії, яке виражалося в щільності потока пружності в зоні, де знаходились експериментальні тварини, було менше ніж 3 мВт/см2 (рівень, який не перевищує теплового ефекту) (Пресман А.С., 1968). Самиці, які підлягали дії електромагнітного опромінювання, знаходились у спеціальній клітці по 4 години щодобово, місяць до вагітності і під час вагітності (1 група спостережень) або два місяці до вагітності (2 група спостережень). Тварини контрольної групи знаходились у спеціальній клітці по 4 години щодобово, але не підлягали дії ЕМВ. До початку експерименту та через місяць після дії ЕМВ всі тварини були досліджені у тесті «Відкрите поле» (Hall C.S, 1934). Реєстрували такі компоненти поведінки: рівень локомоції, амбуляції, рерінгу, грумінгу, дефекації. Залежно від величини прояву рухової активності тварини були розділені на групи НРА - низька рухова активність; СРА - середня рухова активність; ВРА - висока рухова активність. Через 3 місяці після останньої дії ЕМВ піддослідні самиці виводилися з експерименту шляхом декапітації. У піддослідних тварин вивчалися біохімічні показники сироватки крові.
У новонароджених щурят від самиць, які підлягали дії ЕМВ до та під час вагітності та контрольної групи, реєстрували кількісні та соматометричні показники; визначалися біохімічні показники сироватки крові та тканини головного мозку; для гістологічних досліджень вилучалися зразки тканин (головного мозку та наднирникових залоз).
У тримісячних щурів, від самиць які підлягали дії ЕМВ, було вивчено низку фізіологічних, біохімічних та гістологічних показників.
Для оцінки поведінкової діяльності тварин за умов вільного переміщення, яка відбувається за участю вищих нервових центрів і носить інтегративний характер, був використаний метод «Відкрите поле» (Hall C.S, 1934). Реєстрували такі компоненти поведінки: рівень локомоції, амбуляції, рерінгу, грумінгу, дефекації. Від ступеня рухової активності тварини були розділені на групи НРА - низька рухова активність; СРА - середня рухова активність; ВРА - висока рухова активність. Цілеспрямований поведінковий акт базується на метаболічних вегетативних, ендокринних та структурних компонентах (Анохін П.К., 1980). Для дослідження та порівняння деяких метаболічних змін організму статевозрілих нащадків від самиць, підлягали дії ЕМВ до та під час вагітності (1 група) та тільки до вагітності (2 група), вивчено показники сироватки крові. Рівень гормонів у сироватці крові (кортикостерону, тироксину, тестостерону, естрадіолу) досліджувався з використанням имуноферментних комерційних наборів Алкор-Био (С-Птб, РФ). Вміст адреналіну, норадреналіну, серотоніну, ГАМК здійснювали спектрофлуориметричним мікрометодом (Colin Atack For Magnusson, 1978). Визначення каталази проводилося спектрофотометричним методом (Дубініна Є.Є., 1978; Чевари С., 1991). Для оцінки ступеня ПОЛ вивчалися рівень дієнових кон'югатів та малонового діальдегіду спектрофотометричними методами (Гаврилов Б.В., 1983; Косухін А.Б., 1987; Захарія Є.А., 1989). Дослідження s-нітрозотіолів проводилося спектрофлуориметричним методом (Marzinzing M., et al., 1997). Визначення рівня загального білка проводили прямим спектрофотометричним методом (Северин С.Е., 1989). Визначення білкових фракцій, активність АсАТ, АлАТ, ЛДГ, концентрації сечовини та креатинину в сироватці крові проведено спектрофотометрично за допомогою комерційних наборів реактивів. Для визначення рівня апоптозу в сироватці крові досліджувався медіатор апоптозу sFAS-ліганд імуноферментним методом за допомогою комерційних наборів реактивів (ELISA, Bender MedSystem); у тканинах досліджувалась активність кспази-3 імуноферментним методом комерційним набором реактивів (Progema, Німеччина). Для оцінки енергетичних процесів у тканині головного мозку новонароджених щурят визначалися спектрофотометрично активність гексокінази та фосфофруктокінази (Северин С.Е., 1989) та вміст АТФ (Прохорова М.И., 1982).
Рівень метаболічних процесів організму базується на структурних компонентах (Саркисов Д.С., 1987). Морфометричними та гістологічними методами вивчалися морфофункціональний стан головного мозку, гіпоталамусу, надниркових залоз новонароджених щурят та епіфізу, гіпофізу та надниркових залоз тримісячних нащадків. Зразки тканин фіксували у 10% розчині формаліну. Виготовлення гістологічних препаратів проводили згідно зі стандартними методами, використовували фарбування гематоксиліном-еозином, за Малорі, за Ейнарсоном, за Ніслєм. Оцінку гістоструктури проводили на мікроскопі Olympus BX-41 (Японія) та «Axiostar-plus» Zeiss (Німеччина),з використанням мікрофотозйомки. Стереометричні та каріометричні дослідження проводили за допомогою програми «Відео ТесТ» (СПтБ, РФ).
Отримані дані оброблено статистично за допомогою параметричних методів (t критерій Стьюдента) та непараметричних (критерій знаков).
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ
Вплив ЕМВ на адаптаційну поведінку та метаболічні показники статевозрілих самиць. Поведінка тварин при вільному переміщенні в тесті «Відкрите поле» є достатньо інформативним аналізом для оцінки інтегративної діяльності головного мозку (що включає орієнтовно-дослідну та пошукову активність, стан вегетативної нервової системи, емоційність).
(1) (2) (3)
Рис. 1 Показники поведінки тварин у «Відкритому полі» до та після дії ЕМВ; (1) латентний період; (2) рівень амбуляції; (3) рівень дефекації; * р0,05- в порівнянні до дії ЕМВ
Встановлено, що у самиць, які підлягали дії ЕМВ впродовж 1 міс., при тестуванні у “Відкритому полі” відбуваються зміни структури поведінки, які можна охарактеризувати як відмову від пошуку в групах з низькою руховою активністю і високою руховою активністю; група середньої рухової активності виявилася найбільш пристосованою до дії електромагнітного чинника.
Відомо, що адаптаційна поведінка залежить від функціонального стану організму, важливе значення має базовий рівень медіаторів та гормонів. Наявні дані, які отримали відразу після дії електромагнітного чинника, свідчать, що найбільш чутливими є нервова та ендокринна системи, але залишаються невирішеними питання віддаленої дії низькоінтенсивного ЕМВ на організм. Проведене дослідження рівня медіаторів і гормонів у крові щурів через три місяця після дії ЕМВ виявило зміни в співвідношенні медіаторів, яке, на думку багатьох авторів, є важливим у формуванні адаптаційних можливостей організму (Ісмайлова Х.Ю. та співавт., 2007), та підвищений рівень тироксину, на тлі незмінного рівня інших досліджуваних гормонів (табл. 1; табл. 2). Отримані дані дають змогу припустити, що дія електромагнітного чинника має довготривалий ефект.
Таблиця 1
Рівень моноамінів у крові 8-місячних щурів-самиць, М±m
Групи |
Адреналіна |
Норадреналіна |
Серотоніна |
СТ/НА |
|
Контроль, n=8 |
0,80±0,05 |
4,78±0,15 |
276,15±15,03 |
57,8 |
|
Дослід, n=10 |
0,58±0,07* |
3,79±0,21* |
342,64±16,28* |
90,4 |
Примітки: 1) a - нМ/л; 2) * р0,05- відносно контрольної групи.
Таблиця 2
Рівень гормонів у крові 8-місячних щурів-самиць, М±m
Групи |
Кортикостерона |
Тироксина |
Естрадіола |
Тестостерона |
|
Контроль, n=8 |
650,6±5,8 |
48,3±1,2 |
0,25±0,01 |
1,24±0,11 |
|
Дослід, n=10 |
669,1±7,1 |
65,15±2,4* |
0,24±0,01 |
1,09±0,09 |
Примітки: 1) a - нМ/л; 2) * р0,05- відносно контрольної групи.
Вірогідно зі зміною основних ланок регуляторних систем організму пов'язані виявлені особливості прооксидантно-антиоксидантної системи: зниження величини показника ПОЛ (рівень МДА в крові) у контрольній та піддослідній групах складав 4,68±0,32 і 3,52±0,22 мМ/л (р<0,05), відповідно і підвищення величини показника АОС (вмісту s-нітрозотіолів у крові) у контрольній та піддослідній групах складав 0,26±0,01 і 0,42±0,03 мМ/л (р<0,05), відповідно. Також даними дослідженнями виявлений підвищений рівень апоптозу: вміст sFASL у сироватці крові в контрольній і піддослідній групах складав 1,84±0,19 і 4,59±0,24 пМоль/л (р<0,05), відповідно. Рівень маркера апоптозу в тканинах показав підвищення активності каспази-3 у тканині печінки і нирок та зниження у головному мозку, надниркових залозах і серці. Виявлені зміни можуть свідчити про дисбаланс у системі оновлення клітинних елементів організму, який виник внаслідок тривалої дії ЕМВ.
Дослідження новонароджених щурят, які внутрішньоутробно підлягали дії електромагнітного чинника, виявило зменшення відносної кількості самців у посліді. При цьому наявний у нормі статевий диморфізм (відносно більш великі розміри та маса новонароджених самців, у порівнянні із самками) в експерименті відсутній (рис.2).
Центральною ланкою регуляції є гіпоталамус, який виконує важливу функцію інтегратора вегетативних та поведінкових реакцій, завдяки чому гіпоталамус забезпечує успішну адаптацію організму до існування в різних умовах середовища (Ціркін В.І. та співавт., 2001). Дослідження гіпоталамічної ділянки головного мозку новонароджених щурят виявило, що у піддослідній групі частина (1/3) нейроендокриноцитів перебуває у стані підвищеної морфофункціональної активності, спостерігається гліоз і клітини-тіні, тобто, які загинули внутрішньоутробно внаслідок напруги або зношеності. Набагато більш висока, ніж у контрольній групі кількість гліальних клітин, що заміщають нейроендокриноцити гіпоталамічної ділянки, свідчить про підвищений апоптоз. У іншої частини клітин (2/3) було виявлене зниження середньої площі ядер нейроендокриноцитів, що свідчить про знижений морфофункціональний рівень.
кількість довжина маса
Рис 2 Соматометричні показники новонароджених щурят Примітка * - р0,05- відносно контрольної групи
У порівнянні з групою контролю виявлено істотне потоншення кори головного мозку у піддослідних щурят, а також зменшення діаметра нейронів кори головного мозку, відзначається вірогідне зменшення числа нейронів по товщині кори. Ці дані відображають рівень морфофункціональної активності головного мозку і свідчать про незрілість і гіпоплазію в піддослідній групі новонароджених щурят.
Вивчення енергетичних процесів і рівня медіаторів у головному мозку виявило, що у тварин піддослідної групи вірогідно знижується вміст серотоніну й норадреналіну в тканині головного мозку (табл. 3). Однак співвідношення СТ/НА, яке визначає функціональний стан організму, та здійснює вплив на формування поведінки тварин збільшується (Вальдман А.В. та співавт.; 1979; Попова Н.К. та співавт., 1978; Ісмайлова Х.Ю та співавт., 2007).
Таблиця 3
Рівень медіаторів і стан енергетичних процесів у головному мозку новонароджених щурят
Показники |
Контрольна група, п=20 |
Піддослідна група, п=18 |
|
Серотонін, нм/г тканини |
42,15±0,62 |
36,51±0,42* |
|
НА, нм/г тканини |
4,8±0,26 |
3,1±0,11* |
|
СТ/НА |
8,78 |
11,78 |
|
Гексокіназа, мкМоль/мин/г білка |
183,0±4,2 |
281,9±6,5* |
|
S-нітрозотіоли, мМ/г білка |
6,74±0,45 |
12,22±1,03* |
|
Фосфо-фруктокіназа, мкМоль/мин/г білка |
192,0±11,4 |
125,9±7,2* |
|
АТФ, мМ/г тканини |
3,7±0,2 |
2,4±0,2 |
Примітка. * р < 0,05- відносно показників контрольної групи.
У головному мозку новонароджених щурят знижується активність ключового ферменту гліколізу - ФФК і збільшується активність гексокінази. Можна припустити, що такі зміни пов'язані з активацією використання глюкози в пластичних процесах (пентозофосфатний шунт). У той же час рівень АТФ у тканині головного мозку новонароджених щурят піддослідної групи вірогідно знижений, що може спостерігатися при перевазі гідролізу АТФ над синтезом у зв'язку з активною утилізацією макроергів і зниженням інтенсивності гліколізу (через знижену активність ФФК).
Даними дослідженнями встановлено (табл. 4), що в сироватці крові новонароджених щурят збільшений рівень адреналіну і серотоніну. Ці дані свідчать про високий рівень стрес-системи і про наявність активації стрес-лімітуючої системи. Таким чином, встановлені структурні та метаболічні зміни в тканині головного мозку та у вмісті КА в сироватці крові, що формують системи адаптації організму (Пшеннікова М.Г., 2001), дають змогу припустити, що це може вплинути в подальшому на формування поведінкових реакцій.
Кінцевою ланкою реалізації гіпоталамо-гіпофізарної системи організму є надниркові залози. У щурят, які внутрішньоутробно зазнали впливу ЕМВ, виявлений підвищений рівень морфофункціональної активності дефінітивної і фетальної зон кори та мозкової речовини надниркових залоз, що підтверджується каріометричними вимірами ядер клітин.
Таблиця 4
Вміст моноамінів у сироватці крові новонароджених щурят, М±m
Групи |
Адреналін |
Норадреналінa |
Серотонін a |
СТ/НА |
|
Контроль, п=20 |
1,46±0,13 |
26,15±2,60 |
186,40±11,20 |
7,14 |
|
Дослід, п=18 |
3,08±0,18* |
27,82±0,81 |
305,82±19,47* |
10,97 |
Примітки: 1) a - нМ/л; 2) * р0,05- відносно контрольної групи.
Оцінюючи отримані результати, можна зробити висновки, що внутрішньоутробний вплив ЕМВ викликає зміни морфофункціонального стану гіпоталамо-гіпофизарно-надниркові залози системи. Структурні зміни, викликані особливістю протікання внутрішньоутробного періоду розвитку, є причиною встановлених змін у метаболічних процесах.
Дослідження тримісячних нащадків. Для оцінки інтегративної діяльності головного мозку використовувався тест «Відкрите поле». Вивчення поведінкових реакцій тримісячних нащадків від матерів, що піддавалися впливу ЕМВ під час вагітності, виявило наступні особливості (рис. 3). У самців із низькою руховою активністю щоденне тестування показало зниження адаптації в незнайомій обстановці й зміну поводження убік активно-оборонного, тобто тварини агресивні й неемоційні. У групі із середньою руховою активністю порушуються кореляції між рівнем амбуляції та латенції. Група самців із високою руховою активністю має вповільнену адаптацію в незнайомій обстановці, але більше виражену, ніж в інших групах. (рис. 3).
У самок експериментальної групи з НРА виявлена більш повільна адаптація в незнайомій обстановці в порівнянні із групою контролю. У групі самок із середньою руховою активністю зміни поведінкових реакцій (зниження амбуляції, підвищення латентного періоду при підвищеній емоційності) свідчать, що для тварин цієї групи характерно пасивно-оборонна поведінка, тобто «відмова від пошуку». Для групи із високою руховою активністю характерне зниження латентного періоду, зниження амбуляції, частоти дефекації та рерінгу до третього дня досліджень, що свідчить про адаптацію цієї групи тварин до незнайомої обстановки, але при цьому зниження латентного періоду свідчить про порушення кореляції латенція/амбуляція, тобто можна припустити, що відбулися «поломки» в адаптації до незнайомої обстановки або ці показники перейшли в новий якісний стан.
Поведінкова діяльність організму обумовлена рівнем метаболічних процесів, які розгортаються на базі структурних компонентів (Анохін П.К., 1980). Як відомо, серотонін- і ГАМК-ергічні системи залучаються до формування адаптаційної поведінки (Север'янова Л.А., 1988; Попова Н.К. та співавт., 1978). За результатами дослідження в сироватці крові та тканині головного мозку у експериментальних тварин відзначаються зміни в співвідношенні між біогенними амінами (табл. 5, 6), вочевидь, в динаміці при тестуванні у «Відкритому полі» щурі мають повільну адаптацію в незнайомій обстановці.
Таблиця 5
Рівень біогенних амінів в сироватці крові тримісячних щурів-нащадків, М±m
Показники |
Групи |
Самиці |
Самці |
|
Адреналін a |
контроль |
1,05±0,15 |
1,83±0,12 |
|
дослід |
1,15±0,23 |
2,54±0,16* |
||
Норадреналін a |
контроль |
5,76±0,29 |
6,75±0,25 |
|
дослід |
5,74±0,30 |
5,27±0,24* |
||
Серотонін a |
контроль |
205,71±10,83 |
182,42±9,68 |
|
дослід |
264,82±12,64* |
200,86±12,34* |
Примітки: 1) a - нМ/л; 2) * p < 0,05 - відносно контрольної групи.
Таблиця 6
Рівень біогенних амінів в головному мозку тримісячних щурів М±m
Показники |
Групи |
Самиці |
Самці |
|
Норадреналін a |
контроль |
9,86±0,68 |
9,13±0,72 |
|
дослід |
14,35±1,07* |
13,78±1,12* |
||
Серотонін a |
контроль |
16,34±1,05 |
16,07±1,2 |
|
дослід |
15,98±1,32 |
23,34±1,42* |
||
ГАМК a |
контроль |
1,22±0,11 |
1,34±0,12 |
|
дослід |
2,45±0,17* |
1,98±0,12* |
Примітки: 1) a - нМ/г тканини; 2) * p < 0,05 - відносно контрольної групи.
Із даних літератури відомо, що зміна співвідношення СТ/НА може відігравати важливе значення в реалізації певних поведінкових реакцій (Вальдман А.В. та співавт., 1979; Попова Н.К. та співавт., 1978). Вивчення співвідношення СТ/НА в сироватці крові експериментальних тварин показало значне підвищення у самиць і самців відносно групи порівняння (рис. 4), в тканині головного мозку у самиць навпаки знижується співвідношення СТ/НА. Вочевидь, виявлені зміни у вмісті та співвідношенні моноамінів у сироватці крові та тканині головного мозку можуть відігравати значну роль у формуванні поведінкових реакцій.
Дослідження ендокринного статусу виявило поліендокринний синдром: у самиць на тлі гіперкортицизму знижений рівень статевих гормонів; у самців - гіперкортицизм і понижений рівень естрадіолу (рис.5).
(1) (2)
Рис. 4 Співвідношення СТ/НА у сироватці крові (1) та тканини головного мозку (2) тримісячних щурів-нащадків
Самиці Самці
Рис. 5 Рівень кортикостерону, естрадіолу, тестостерону, тироксину та співвідношення ТС/ЕС в сироватці крові самиць (1) та самців (2), в % співвідношенні від контролю (* р0,05- відносно контрольної групи)
Відомо, що глюкокортикоїди оказують координуючий вплив на обмін медіаторів у головному мозку - синтез, реабсорбцію та розпад (Ємельянова Н.А., 1990). Кортикостероїди впливають на ВНД, поведінкові реакції та вегетативні функції (Шаляпіна В.Г. та співавт., 1988). Тестостерон та естрадіол впливають на реалізацію поведінкових процесів у тесті «Відкрите поле» (Сапронов Н.С. та співавт., 2001). Імовірно, даний ефект гормонів суттєво змінив структуру поведінки експериментальних тварин, які підлягали впливу електромагнітного випромінювання внутрішньоутробно. Підвищення рівня глюкокортикоїдів викликає зміни багатьох метаболічних процесів і насамперед впливає на білковий обмін (Северін Є.С., 2003), вочевидь з цим пов'язані різнонаправлені зміни білкового обміну в тканинах експериментальних тварин. Вивчення метаболічних показників тримісячних нащадків від самок, які підлеглі впливу ЕМВ до й під час вагітності, виявило наступні особливості. У піддослідних тварин у сироватці відзначається активація процесів ПОЛ, при цьому у самців активність системи АОС також зростає, а у самок - знижується, тобто є ознаки окисного стресу, також підвищений рівень sFAS-ліганду - медіатора апоптозу (табл. 7).
Таблиця 7
Стан АОС та ПОЛ та вміст sFAS-ліганду в сироватці крові тримісячних щурів-нащадків, М±m
Показники |
Групи |
Самиці |
Самці |
|
МДАa |
контроль |
2,98±0,10 |
3,46±0,13 |
|
дослід |
4,37±0,15* |
3,91±0,26 |
||
Каталазаb |
контроль |
286,1±14,9 |
286,7±14,5 |
|
дослід |
247,2±11,4 |
314,9±10,8 |
||
S-нітрозотіолис, |
контроль |
0,35±0,01 |
0,49±0,02 |
|
дослід |
0,47±0,02* |
0,32±0,02* |
||
sFAS-лігандd |
контроль |
0,29±0,04 |
0,26±0,07 |
|
дослід |
0,41±0,08 |
0,66±0,02* |
Примітки: 1) a - мкМ/л ; b - мМоль/мин/г Нв; c - мМ/л ; d - пМ/л; 2) * р0,05- відносно контрольної групи.
Дослідження морфофункційного стану виявило, що підвищений рівень кортикостерону обумовлений активацією центрального ґенезу. В аденогіпофізі - гіперплазія АКТЦ, збільшені розміри ядер клітин, що свідчить про підвищені можливості продукції АКТГ. Пучкова зона надниркових залоз щурів-нащадків гіперпластична, ядра збільшені в розмірах, цитоплазма еозинофільна, тобто не має запасів холестерину, а активно працює на синтез та інкрецію кортикостероїдів.
Таким чином, одержано морфологічне підтвердження стану гіперкортицизму у дорослих нащадків самиць, які піддавалися впливу ЕМВ. Гіперкортицизм сполучається з морфологічно підтвердженою гіперактивною мозковою речовиною наднирникових залоз, тобто відбувається підвищена інкреція моноамінів, що було виявлено при дослідженні рівня адреналіну в крові.
Епіфіз мозку у експериментальних тварин має ознаки підвищеного морфофункційного стану.
При дії ЕМВ на щурів-самиць тільки до вагітності виявлені особливості метаболізму та структури в організмі нащадків мають аналогічну спрямованість, але виражені в меншій мірі.
ВИСНОВКИ
1. Опромінення самок-щурів до і під час вагітності низькоінтенсивним електромагнітним випромінюванням сантиметрового діапазону призводить до вповільнення формування і зниження ефективності адаптаційної поведінки в сполученні з надмірною активацією стрес-організуючих систем у нащадків. Зміни періоду новонародженості супроводжуються зберіганням структурного сліду адаптації у статевозрілих нащадків.
2. У щурів, які безпосередньо підлягали впливу ЕМВ адаптаційна поведінка у «відкритому полі» характеризується «відмовою від пошуку». Віддалені наслідки після дії ЕМВ проявляються змінами в співвідношенні медіаторів та підвищеним рівнем тироксину.
3. Дія ЕМВ на плід через організм матері викликає зниження загальної кількості щурят у посліді (на 30%), зміну співвідношення самці/самки на користь самок.
4. У новонароджених щурят, які внутрішньоутробно підлягали дії ЕМВ, відмічаються морфофункціональні зміни в головному мозку та наднирникових залозах на тлі змін в співвідношенні медіаторів СТ/НА, також спостерігається активація ПОЛ при недостатніх реакціях з боку АОС. Активацію функціональної вісі гіпофіз-наднирникові залози, яка проявляється структурними та метаболічними змінами і формує адаптаційні можливості організму, можна вважати проявом внутрішньоутробного стресу.
5. У тримісячних щурів-нащадків, які внутрішньоутробно підлягали дії ЕМВ (особливо у тварин чоловічої статі), виявлені зміни у вмісті та співвідношенні нарадреналіну, адреналіну, серотоніну в головному мозку та крові, що формує відповідні зміни адаптаційних можливостей організму.
6. У щурів-нащадків стратегія поведінки в незнайомих обставинах характеризується сповільненою адаптацією, підвищеною реакцією страху, формується пасивно-оборонний варіант поведінки.
7. Формування адаптаційних реакцій у щурів-нащадків, які пренатально підлягали дії ЕМВ, відбувається на тлі підвищеного морфофункціонального рівня вісі гіпофіз-наднирникові залози зі станом гіперкортицизму, при цьому у нащадків-самиць знижений рівень статевих гормонів, у самців гормонопродукція зсунута в сторону посилення «маскулінізації» за рахунок зниження рівня естрадіолу.
8. При дії ЕМВ на майбутню матір тільки до вагітності виявлені особливості метаболізму і структури в організмі нащадків мають аналогічну спрямованість, але виражені у меншій мірі, тому, що в більшості ланках адаптаційної реакції процеси компенсації були достатні.
Список опублікованих праць за темою дисертації
1. Самохвалов В.Г. Влияние пренатально перенесенного ЭМИ на биохимические показатели крови крыс линии Вистар / В.Г. Самохвалов, С.А. Денисенко // Експериментальна і клінічна медицина. 2007. № 1. С. 92-95. (Дисертант брала участь в плануванні та виконувала експериментальну частину, проводила аналіз отриманих результатів дослідження, брала участь в обговоренні та узагальненні отриманих результатів).
2. Денисенко С.А. Морфофункциональное состояние систем гипофиз-надпочечники и гипофиз половые железы у крыс, пренатально перенесших воздействие электромагнитного излучения сантиметрового диапазона / С.А. Денисенко, Г.И. Губина-Вакулик // Проблеми ендокринної патології. 2007. №4. С.84-89. (Дисертант брала участь в плануванні та виконувала експериментальну частину (моделювання дії електромагнітного випромінювання; виконання імуноферментних методів визначення кортикостерону, естрадіолу та тестостерону; морфометричні дослідження стану гіпофізу та наднирникових залоз експериментальних тварин).
3. Губина-Вакулик Г.И. Морфофункциональное состояние регуляторных осей гипофиз-надпочечники и гипофиз-половые железы у крыс-потомков от матерей, подвергавшихся воздействию электромагнитного излучения сантиметрового диапазона до беременности / Г.И. Губина-Вакулик, С.А. Денисенко // Експериментальна і клінічна медицина. 2007. № 4. С. 36-39. (Дисертант виконувала експериментальну частину, проводила аналіз отриманих результатів дослідження, брала участь в обговоренні та узагальненні отриманих результатів)
4. Денисенко С.А. Пренатальное влияние низкоинтенсивного электромагнитного излучения сантиметрового диапазона на этологические особенности крыс-потомков // Вісник проблем біології і медицини. 2009. Вип.1. С. 65-69.
5. Губина-Вакулик Г.И. Пренатальное действие низкоинтенсивного электромагнитного излучения на морфофункциональное состояние надпочечников новорожденного и взрослого потомства / Г.И. Губина-Вакулик, С.А. Денисенко // Актуальні проблеми сучасної медицини. 2009. Т. 9, Вип. 2. С. 32-35. (Дисертант брала участь в плануванні та виконувала експериментальну частину (моделювання дії електромагнітного випромінювання; морфометричні дослідження стану наднирникових залоз експериментальних тварин), брала участь в обговоренні та узагальненні отриманих результатів).
6. Денисенко С.А. Изучение ориентировочной активности крыс, внутриутробно испытавших воздействие низкоинтенсивного электромагнитного излучения сантиметрового диапазона // Світ медицини та біології. 2009. № 2. С. 99 - 104.
7. Губина-Вакулик Г.И. Электромагнитное излучение как фактор цивилизации, ускоряющий процесс старения на примере надпочечников потомков / Г.И. Губина-Вакулик, С.А. Денисенко // Буковинський мед. вісник (Матеріали наук-практ.конф. з міжн. участю «Прискорене старіння: механізми, діагностика, профілактика», 8-10 жовтня 2009 р. м. Чернівці). 2009. Т. 13. № 4. С. 100-104. (Дисертант брала участь в плануванні та виконувала експериментальну частину, проводила аналіз отриманих результатів дослідження за допомогою комп'ютерних програм, брала участь в обговоренні та узагальненні отриманих результатів).
8. Денисенко С.А. Некоторые особенности гормонального и медиаторного статуса крыс через длительный период после действия низкоинтенсивного электромагнитного излучения // Вісник Луганського нац. ун-ту ім. Т. Шевченка. 2009. № 22 (185). С. 100-105.
9. Денисенко С.А. Особенности морфофункцио-нального состояния эпифиза мозга крыс-потомков при низкоинтенсивном электромагнитном облучении их матерей / С.А. Денисенко, Г.И. Губина-Вакулик // Проблеми ендокринної патології. 2009. №4. С. 112-117. (Дисертант брала участь в плануванні та виконувала експериментальну частину, проводила аналіз отриманих результатів. Дисертант брала участь в обговоренні та узагальненні отриманих результатів).
10. Губина-Вакулик Г.И. Внутриутробное влияние электромагнитного излучения сантиметрового диапазона на морфофункциональное состояние надпочечников в разные периоды онтогенеза / Г.И. Губина-Вакулик, С.А. Денисенко // Матер. наук.-практ. конф „Ендокринна патологія у віковому аспекті”, Харків, 29-30 листопада, 2007. С. 33-34. (Дисертант брала участь в плануванні та виконувала експериментальну частину, проводила аналіз отриманих результатів дослідження, брала участь в обговоренні та узагальненні отриманих результатів).
11. Денисенко С.А. Особенности эндокринного статуса потомков от матерей, находившихся под влиянием электромагнитного излучения / С.А. Денисенко, Г.І. Губина-Вакулик // Матер. наук.-практ. конф. „Фундаментальна та клінічна ендокринологія: проблеми здобутки, перспективи” (сьомі Данилевські читання), Харків, 21-22 лютого, 2008. С. 51-52. (Дисертант брала участь в плануванні та виконувала експериментальну частину, проводила аналіз отриманих результатів дослідження, брала участь в обговоренні та узагальненні отриманих результатів).
12. Денисенко С.А. Особенности гистоструктуры шишковидной железы потомков при воздействии на мать электромагнитного излучения сантиметрового диапазона / С.А. Денисенко, Г.И. Губина-Вакулик // Матер. Всероссийской науч.-практ. конф. «50- лет мелатонину: итоги и перспективы исследований», Санкт-Петербург, 24-25 апреля, 2008. С.13-14. (Дисертант виконувала експериментальну частину, проводила аналіз отриманих результатів дослідженнята, брала участь в обговоренні та узагальненні отриманих результатів).
13. Денисенко С.А. Внутриутробное воздействие низкоинтенсивного электромагнитного излучения на морфофункциональные особенности эпифиза мозга крыс. / С.А. Денисенко, Г.И. Губина-Вакулик // Матер. наук.-практ. конф. «Украинская школа эндокринологии», Харків, 3-4 червня, 2009. С. 172 - 174. (Дисертант брала участь в плануванні та виконувала експериментальну частину, проводила аналіз отриманих результатів, брала участь в обговоренні отриманих результатів).
14. Денисенко С.А. Внутриутробное воздействие ЭМИ на адаптационные реакции потомков / С.А. Денисенко, В.Г. Самохвалов // Фізіол. журнал (Матеріали ЧVIII з'їзду Українського фізіологічного товариства з міжн.участю, Одеса, 20-22 травня 2010р.). 2010, Т 56. № 2. С. 225. (Дисертант брала участь в плануванні та виконувала експериментальну частину, брала участь в обговоренні отриманих результатів).
АНОТАЦІЯ
Денисенко С.А. Функціональні зміни у нащадків щурів-самиць за умов впливу тривалої дії електромагнітного випромінювання сантиметрового діапазону - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.13 - фізіологія людини і тварин. Харківський національний медичний університет, Харків, 2010.
У роботі встановлено, що при дії електромагнітного випромінювання на щурів-самиць до вагітності та у період вагітності зменшується загальна кількість новонароджених нащадків, нівелюються ознаки статевого диморфізму. У новонароджених нащадків виявлені функціональні та метаболічні зміни, які свідчать про активацію стрес-організуючої та стрес-лімітуючої систем. Пренатальний вплив ЕМВ викликає структурні зміни в корі головного мозку та функціональні в гіпоталамічній ділянці новонароджених щурят. А також пренатальний вплив ЕМВ чинить дію на внутрішньоутробне формування надниркових залоз, викликаючи активізацію їх дозрівання та відповідно функціонування.
У тримісячних нащадків виявлені зміни у структурі поведінкових компонентів адаптації в незнайомій обстановці: підвищення тривожності, емоційності. При цьому спостерігається пасивно-оборонний варіант поведінки. Особливості поведінкових реакцій базуються на закономірностях регуляторних систем організму, які підтримують гомеостаз. У нащадків жіночої статі формується стан гіперкортицизму зі зниженим рівнем статевих гормонів, у нащадків чоловічої статі - стан гіперкортицизму зі зниженим рівнем естрадіолу. Гістологічно виявлені структурні зміни епіфіза, гіпофіза та надниркових залоз у нащадків від матерів, які зазнали впливу ЕМВ.
Ключові слова: електромагнітне випромінювання, щури, поведінка, гормони, медіатори.
АННОТАЦИЯ
Денисенко С.А. Функциональные изменения у потомков крыс-самок в условиях длительного действия электромагнитного излучения сантиметрового диапазона. Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.13 - физиология человека и животных. Харьковский национальный медицинский университет, Харьков, 2010.
Диссертация посвящена изучению влияния низкоинтенсивного электромагнитного излучения (ЭМИ) на крыс-самок и их потомков в разные периоды онтогенеза.
Показано, что низкоинтесивное ЭМИ действующее на крыс-самок до беременности (1 месяц) и в течение периода беременности является значимым фактором, определяющим функциональные и метаболические сдвиги у потомков. На фоне снижения общего количества рождаемых крысят, наблюдается изменение соотношения самцы/самки в пользу самок, нивелируются признаки полового диморфизма. У потомков наблюдали выраженные поведенческие изменения, оцененные в возрасте трех месяцев, кроме того, обнаружили гормональные и медиаторные, а также метаболические и морфо-функциональные особенности (новорожденные и трехмесячные потомки), что позволило объяснить выявленные особенности поведенческих реакций.
У трехмесячных потомков при их адаптации в незнакомой обстановке в тесте «Открытое поле» наблюдается снижение поведенческих компонентов адаптации, повышение тревожности, эмоциональности. Наблюдается пассивно-оборонительный вариант поведения, который ведет к снижению резистентности организма. Выявленные особенности поведенческих реакций базируются на закономерностях регуляторных систем организма, оказывающих влияние на поддержание гомеостаза.
Уже у новорожденных потомков отмечены морфологические признаки активации созревания и функционирования надпочечников, паравентрикулярных ядер гипоталамуса на фоне гипоплазии и внутриутробного апоптоза нейронов коры больших полушарий. Результаты биохимического исследования ткани головного мозга свидетельствуют о наличии окислительного стресса на фоне активации пластических процессов и повышенной утилизации макроэргов.
У трехмесячных потомков формируется полиэндокринный синдром характеризующийся гиперкортицизмом на фоне изменения соотношения эстрадиол/тестостерон в сторону усиления маскулинизации потомков-самцов. Наблюдаемые изменения уровня гормонов в крови крыс-потомков гистологически подтверждаются выявленной активацией функциональной оси аденогипофиз - кора надпочечников. Изучение медиаторного статуса позволило выявить изменение в соотношении СТ/НА (уменьшение относительного содержания серотонина в головном мозге), что оказывает важную роль в формировании адаптационного поведения.
Осуществленное в данной работе исследование позволяет расширить представление об особенностях функционирования некоторых звеньев гормональной и медиаторной регуляции ориентировочно-исследовательского поведения крыс, пренатально испытавших воздействие ЭМИ. Полученные результаты, касающиеся эффектов действия ЭМИ, способствуют углублению представлений об отдаленных последствиях данного фактора на потомство.
Ключевые слова: электромагнитное излучение, крысы, поведение, гормоны, медиаторы.
SUMMARY
Denisenko S.A. Fanctional changes in the offspring female rats in long-acting electromagnetic radiation centimeter range. Manuscript.
The thesis for the degree of Candidate of Science in biology - 03.00.13.- human and animal physiology. Kharkov National Medical University, Kharkov, 2010.
We found that the effect of electromagnetic radiation on female rats before pregnancy and during pregnancy decreases the total number of newborn offspring and reduces signs of sexual dimorphism. The newborn offspring revealed functional and metabolic changes that indicate the activation of stress-organizing and stress-limiting systems. Prenatal effects of electromagnetic radiation causes structural changes in the cerebral cortex and functional in the hypothalamic area of newborn rats. Also, prenatal effects of electromagnetic radiation has effect on intrauterine development of adrenal glands, causing the activation of their maturation and consequently the functioning.
In three-months offspring revealed were changes in the structure of the behavioral components of adaptation in an unfamiliar environment: increased anxiety, emotionality. In this case there is a passive-defensive behaviors. It was found that in female offspring the state of Cushing is formed with a reduced level of sex hormones, in the male offspring - the state of Cushing with a reduced level of estradiol. Histology revealed structural changes in the pineal gland, pituitary and adrenal glands in the offspring of rats - females who had undergone the influence of electromagnetic radiation.
Keys words: electromagnetic wave, rats, behavioral, hormones, mediators.
??????? ??????? ?????????, ?????????
АКТГ - аденокортикотропний гормон
АКТЦ - аденокортикотропоцити
АлАТ - аланінамінотрансфераза
АОС - антиоксидантна система
АсАТ - аспартатамінотрансфераза
ВРА - висока рухова активність
ГАМК - г-аміномасляна кислота
ЕМВ - низькоінтенсивне електромагнітне випромінювання (частота 4 ГГц)
Ес - естрадіол
КА - катехоламіни
КС - кортикостерон
ЛДГ - лактатдегідрогеназа
МДА - малоновий діальдегід
НА - норадреналін
НРА - низька рухова активність
ПОЛ - перекисне окиснення ліпідів
СРА - середня рухова активність
СТ - серотонін
ТС - тестостерон
ФФК - фосфофруктокіназа
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Процеси утворення іонів з нейтральних атомів або молекул. Альфа-випромінювання, бета-випромінювання, гамма-випромінювання. Джерела зовнішнього опромінення. Внутрішнє опромінення людини. Ступінь впливу іонізуючих випромінювань на живий організм.
презентация [228,4 K], добавлен 28.10.2013Сутність та фізичні основи явища випромінювання. Влив різних видів випромінювання на прокаріотів. Ультразвукові хвилі та їх вплив на різні мікроорганізми. Природа осмотичного тиску, дія гідростатичного тиску, особливості впливу цього фактора на бактерії.
презентация [403,1 K], добавлен 16.05.2015Характеристика, класифікація іонізуючих випромінювань. Основні величини та одиниці в радіоекології. Джерела радіаційної небезпеки. Чутливість живих організмів (тварин, рослин) до іонізуючого випромінювання, його біологічна, фізична, хімічна дія.
реферат [382,9 K], добавлен 10.11.2015Накопичення продуктів вільнорадикального окислення ліпідів і білків. Ефективність функціонування ферментів першої лінії антиоксидантного захисту. Вільнорадикальні процеси в мозку при експериментальному гіпотиреозі в щурів при фізичному навантаженні.
автореферат [84,7 K], добавлен 20.02.2009Вплив попереднього періодичного помірного загального охолодження щурів-самців у віці 3 та 6 місяців на формування та наслідки емоційно-больового стресу при визначенні функціонального стану церебральних механізмів регуляції загальної активності.
автореферат [58,6 K], добавлен 12.02.2014Загальні закономірності діяльності залоз внутрішньої секреції. Роль підзгірно-гіпофізарної системи в процесах саморегуляції функції ендокринних залоз. Поняття про гормони та їх вплив на обмін речовин. Гормональна функція кори надниркових залоз.
реферат [59,6 K], добавлен 29.11.2009Біоритми як загальні властивості живого. Структурні елементи біоритмів, їх класифікація. Поведінкові реакції тварин і методи їх вивчення. Методика вироблення штучного циркадного біоритму у самців щурів лінії Вістар. Проведення тесту "Відкрите поле".
дипломная работа [226,2 K], добавлен 21.03.2011Сальні та потові залози, їх будова та функції. Епіфіз, його роль у птахів і ссавців як нейроендокринного перетворювача. Зв'язок епіфізу з порушеннями у людини добового ритму організму. Регуляція біологічних ритмів, ендокринних функцій та метаболізму.
контрольная работа [18,3 K], добавлен 12.07.2010Вільні амінокислоти у регуляторних і адаптаційних процесах організму. Надходження важких металів і кадмію та пошкодження макромолекул та надмолекулярних компонентів клітини. Вплив кадмію сульфату на азотний і вуглеводний обмін в організмі щурів.
автореферат [46,9 K], добавлен 09.03.2009Основні джерела антропогенного забруднення довкілля. Вплив важких металів на фізіолого-біохімічні процеси рослин, зміни в них за впливу полютантів. Структура та властивості, функції глутатіон-залежних ферментів в насінні представників роду Acer L.
дипломная работа [950,6 K], добавлен 11.03.2015Час та умови виникнення боліт Волинського Полісся, їх характеристика відповідно до природно-історичних умов місцевості. Інвентаризація боліт за районами, їх гідрологічний режим, фізико-географічні особливості, фауна і флора, ступінь антропогенного впливу.
курсовая работа [42,6 K], добавлен 18.01.2013Загальна і анатомо-морфологічна характеристика ряду Перетинчастокрилі досліджуваної території. Проведення фенологічного спостереження та аналізу впливу метеорологічних умов на активність бджіл. Особливості поведінки комах представників даного ряду.
дипломная работа [9,8 M], добавлен 24.10.2011Біофізика процесів, що приводять до інактивації мікроорганізмів і зміни властивостей продуктів під високим тиском. Фізичний механізм впливу тиску на функціональну збереженість біосистем. Фізико-математичне моделювання процесу деградації вітаміну С.
автореферат [63,6 K], добавлен 29.03.2009- Мікроеволюційні зміни фенотипу колорадського жука в популяціях з різним ступенем радіаційного впливу
Вивчення внутрішньовидового поліморфізма надкрил колорадського жука та визначення залежності проявляння окремих морф в залежності від щільності радіоактивного забруднення території. Наявність (відсутність) відмінностей малюнку надкрил та їх частота.
магистерская работа [3,0 M], добавлен 14.12.2014 Потенціал дії клітин. Особливості фази швидкої деполяризації, реполяризации, слідових потенціалів. Дослідження впливу входу натрію на внутрішньоклітинну концентрацію. Безперервне та сальтаторне розповсюдження нервового імпульсу. Фіксація потенціалу.
реферат [452,1 K], добавлен 19.06.2010Вивчення ембріогенезу легень та періодизації їх формування на основі даних макро-, мікро морфологічного і гістохімічного аналізів. Основні етапи розвитку легень у людини в постнатальному періоді, їх функціональні зміни. Легені на пізніх етапах онтогенезу.
курсовая работа [56,0 K], добавлен 06.11.2010Історія еволюційного розвитку та систематика Голонасінних. Особливості анатомічної будови хвойних рослин України. Морфологічна будова представників хвойних. Дослідження впливу різних екологічних факторів на анатомічну та морфологічну будову хвойних.
курсовая работа [11,5 M], добавлен 04.06.2014Особливості стану кардіо-респіраторної системи у підлітковому віці. Характеристика серцево-судинної системи: функції і будова серця, серцевий цикл та його регуляція. Дослідження впливу режиму дня підлітків та фізичних навантажень на стан серцевої системи.
творческая работа [44,6 K], добавлен 07.09.2014Розвиток ендокринології та вивчення ролі гормонів в пристосувальних реакціях організму. Структурно-функціональні особливості та патологічні стани наднирників у ембріонів та дітей, їх дослідження в процесі старіння у зрілих людей та осіб похилого віку.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 12.02.2011Життєва форма як пристосованість організмів до певного способу життя, загальна характеристика впливу екологічних факторів на їх основні види. Аналіз поглядів різних вчених-ботаніків (у тому числі і Серебрякова) на класифікацію життєвих форм організмів.
курсовая работа [591,5 K], добавлен 21.09.2010