Морфологические аспекты взаимодействия гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной и тиреоидной осей при хроническом стрессе

Размещено на http://www.allbest.ru/

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Морфологические аспекты взаимодействия гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной и тиреоидной осей при хроническом стрессе

03.03.04 клеточная биология, цитология, гистология

На правах рукописи

Шараевская Мария Викторовна

Волгоград 2011

Работа выполнена в Волгоградском государственном медицинском университете.

Научные руководители: член-корреспондент РАМН, профессор Кузнецов Сергей Львович;

кандидат медицинских наук, доцент Емельянов Дмитрий Николаевич

Официальные оппоненты:

- доктор медицинских наук, профессор Павлов Алексей Владимирович

- доктор медицинских наук, профессор Хлопонин Петр Андреевич

Ведущая организация - Саратовский государственный медицинский университет им. В.И.Разумовского

Защита состоится «______» февраля 2011 года в 10.00 часов на заседании Диссертационного совета Д 208.008.01 при Волгоградском государственном медицинском университете по адресу: 400066 Волгоград, пл.Павших борцов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного медицинского университета (400066 Волгоград, пл.Павших борцов, 1).

Автореферат разослан «______» января 2011 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета, доктор медицинских наук Григорьева Наталья Владимировна.

ОБШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Нейроэндокринные системы являются ответственными за контроль гомеостатических процессов в организме, включая рост, метаболизм, энергетический баланс, репродуктивную функцию, а также стресс-респонсивность [E.Szerek e.a., 2008; L.Mebis e.a., 2009; S.A.Sower e.a., 2009; J.F.Leatherland e.a., 2010; R.M.Uribe e.a., 2010]. Однако обусловленные стрессом модуляции нейроэндокринных систем в их взаимодействии остаются мало изученными, а исследования влияния стресса на них сосредоточены главным образом на изменениях в их периферических мишенях [А.В.Павлов и др., 2007; С.Л.Кузнецов и др., 2008; R.J.Servatius e.a., 2001; A.C.Gore, 2010]. Это в полной мере относится к гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной системе (ГГТС), участие которой в адаптации организма к стрессу описано в основном на уровне периферического звена, реже - на гипоталамическом уровне. Исследование влияния стресса на тиреоидный статус организма, как правило, ограничено изучением уровня тиреоидных гормонов или морфологии щитовидной железы без учета гипоталамо-гипофизарного контроля [М.Ю.Капитонова и др., 2009; V.Rajkovic e.a., 2003; E.A.Nillni e.a., 2010].

В немногочисленных сообщениях о влиянии стресса на щитовидную железу речь преимущественно идет либо о температурных и метаболических воздействиях (холод, голодание, дегидратация), к которым фолликулярный компартмент щитовидной железы чувствителен и вне стрессорной парадигмы, либо об ограничении движений, которые вызывают изменения парафолликулярных клеток, связанных с фолликулярным компартментом паракринными механизмами, что также не позволяет оценить в полной мере стресс-реакцию щитовидной железы как периферического звена гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной оси (ГГТО) [Y.Pan et al., 2007; D.Sharma e.a., 2009; V.Sejian e.a., 2010]. Работы о влиянии других видов стресса, не связанных с перечисленными воздействиями, единичны, хотя именно они могли бы показать участие щитовидной железы как звена ГГТО в формировании стрессорного ответа и во взаимодействии последней с гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной осью (ГГАО), обеспечивающей неспецифическую адаптационную реакцию организма на стресс [D.L.Helmreich e.a., 2005; E.Fliers e.a., 2006; P.P.Ray e.a., 2008]. Исследования о влиянии гетеротипических стрессоров на ГГТО в растущем организме в литературе отсутствуют.

Ряд исследований продемонстрировали, что критическим периодом для развития головного мозга является ранний постнатальный онтогенез, во время которого необходимо поддержание эутиреоидного состояния, обеспечивающего нормальное формирование центральной нервной системы в различные периоды раннего детства и нарушение которого может приводить к усилению апоптоза нервных и глиальных клеток, нарушению нормального синаптогенеза, миелиногенеза, глиогенеза, а также нейрогенеза в отдельных частях головного мозга [K.L.Howdeshell , 2002; R.T. Zoeller e.a., 2005]. В этой связи особый интерес представляет возможное влияние стресса на ГГТО и тиреоидный статус организма, изменение которого может привести к нарушению развития головного мозга в раннем детстве.

Установлено, что стресс вызывает акцидентальную инволюцию тимуса, особенно разрушительную в растущем организме. Известно также, что гормоны тимуса важны для поддержания тиреоидного статуса в ходе раннего постнатального онтогенеза [G.R.Klein, 2006; G.Pearse, 2006; R.G.Goya e.a., 2004; G.Camihort e.a., 2008]. Влияние стресс-ассоциированной инволюции тимуса на морфологию щитовидной железы в различные периоды детства остаются практически неизученными, что не позволяет в полной мере оценить последствия стресса для ГГТО и нейроэндокринной системы в целом.

Все выше изложенное побудило нас предпринять данное исследование, посвященное модуляции гипофизарно-тиреоидной системы при адаптации растущего организма к хроническому стрессу.

Целью настоящего исследования является изучение структурных основ взаимодействия гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной и тиреоидной осей при хроническом действии стрессоров на организм экспериментальных животных в различные возрастные периоды.

Задачи исследования:

1.Исследовать хроническое действие гомотипического стрессора на морфо-функциональные характеристики гипофизарно-тиреоидной системы растущего организма экспериментальных животных в грудном, подсосном и инфантном периодах.

2. Изучить в сравнительном аспекте особенности активации гипофизарно-тиреоидной системы растущего организма при хроническом действии гетеротипического стрессора.

3. Выявить взаимосвязь между морфо-функциональными изменениями гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной и тиреоидной осей при хроническом стрессе на разных этапах раннего постнатального онтогенеза.

Научная новизна работы.

В исследовании впервые с применением иммуногистохимии и имидж-анализа были продемонстрированы закономерности адаптационных изменений и взаимодействия гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной и тиреоидной осей на ранних этапах постнатального онтогенеза при хроническом стрессе. Определены возрастные особенности адаптации гипофизарно-тиреоидной системы к хроническому действию гомо- и гетеротипических стрессоров в растущем организме.

Теоретическое значение работы заключается в определении онтогенетических закономерностей стресс-ассоциированного взаимодействия гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной и тиреоидной осей в растущем организме.

Практическая значимость работы заключается в предоставлении данных об адаптационном потенциале гипофизарно-тиреоидной системы при действии различных типов стрессоров (гомо- и гетеротипических), которые правомерно использовать при разработке профилактических мер борьбы c нейроэндокринными и метаболическими последствиями хронического стресса в раннем возрасте.

Внедрение в практику: результаты диссертационного исследования внедрены в учебный процесс на кафедрах анатомии человека, нормальной физиологии, а также на кафедре анатомии и физиологии животных в Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии.

Публикации и апробация материалов диссертации. Материалы диссертации докладывались на конференции «Внедрение новых образовательных технологий», медицинские науки, о.Бали (Индонезия), декабрь 2008; на VI международной научной конференции "Современные проблемы экспериментальной и клинической медицины", Камбоджа, февраль 2009; на VI съезде анатомов, гистологов и эмбриологов России, Саратов, сентябрь 2009; на конференции «Развитие научного потенциала высшей школы», Дубай (ОАЭ), март 2009; на IV международной научной конференции «Актуальные проблемы науки и образования», Варадеро (Куба), март 2009; на международной научной конференции «Современные проблемы экспериментальной и клинической медицины», Бангкок (Тайланд), декабрь 2009 года; на заседании Волгоградского отделения Всероссийского научного общества анатомов, гистологов и эмбриологов, ноябрь 2010. Результаты исследования отражены в 10 публикациях, 3 из которых - в изданиях, рекомендованных ВАК для опубликования материалов диссертаций.

Положения, выносимые на защиту:

1.Адаптация растущего организма к хроническому стрессу определяется эффективностью взаимодействия гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной и тиреоидной осей, обусловленной возрастными особенностями его нейроэндокринной системы.

2.Гомо- и гетеротипические стрессоры, действуя хронически, формируют различные адаптационные паттерны в гипофизарно-тиреоидной системе на разных этапах раннего постнатального онтогенеза.

Объем и структура диссертации. Текст диссертации изложен на 120 страницах машинописного текста и состоит из введения, части I - обзора литературы, посвященного морфо-функциональным особенностям гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной системы и ее модуляциях при различных антропогенных воздействиях, включая стресс, и части II, с 3-мя главами, описывающими материал и методы исследования, результаты, обсуждение полученных данных и выводы. В качестве иллюстраций диссертация содержит 4 таблицы и 36 рисунков, из них 22 - микрофотографии гистологических препаратов. Библиографический указатель содержит 166 источников, в том числе 21 - из российской и 145 - из зарубежной литературы.

Содержание работы

Материалы и методы исследования.

Всего в данном экспериментальном исследовании было использовано 72 крысы-самца породы Sprague-Dawley, представляющие три возрастные подгруппы, соответствующие грудному возрасту, периоду перехода на самостоятельное питание и инфантному возрасту (T.B.Poole et al.. 1987). На момент окончания эксперимента, который длился 7 дней, возраст животных составил соответственно 20, 27 и 36 дней (1-я, 2-я и 3-я возрастные подгруппы соответственно). Животные были поделены на две группы: экспериментальную (48 крыс) и контрольную (24 крысы). Экспериментальная группа делилась на 2 подгруппы для моделирования хронического стресса с использованием гомо- и гетеротипического стрессоров. Обе экспериментальные и контрольная группы включали в себя по 3 возрастные подгруппы, численность каждой из которых составляла 8 особей. Животные 1-ой экспериментальной группы оказывались под действием стресса «избегания воды» [J.Santos e.a., 2000]. Cтресс воспроизводился ежедневно на протяжении 7 дней по 5 часов в день, таким образом, данное стрессорное воздействие можно охарактеризовать как хроническое с применением гомотипического стрессора [A.Bartolomucci e.a. 2000]. Крысы 2-ой экспериментальной группы находились под действием хронического гетеротипического непредсказуемого стрессора в модели [B.K.Choudhury et al., 2003] c некоторыми модификациями. Животные подгрупп возрастного контроля содержались в отдельном помещении вне зоны доступа к экспериментальным особям. Через 1 час после последнего стрессорного воздействия у животных определялась масса тела, они под анестезией забивались, у них извлекались гипоталамус, эндокринные железы (гипофиз, щитовидная железа, надпочечники), а также тимус и желудок (последние - для общей оценки наличия или отсутствия «триады» стресса). Определялась также масса гипофиза и надпочечника (правого, как более стресс-реактивного). Органы фиксировались формалином и заливались в парафин. Окрашивание гистологических срезов производилось гематоксилин-эозином и по Ван Гизону. Для иммуногистохимического исследования использовались серийные срезы, смонтированные на предметных стеклах Polylysine TM (Menzel-Glaser). Они окрашивались моноклональными антителами против: кортикотропин-рилизинг фактора (КРФ, Sigma, США) - гипоталамус; тироглобулина и кальцитонина (ДАКО, Дания) - щитовидная железа; тиротропина (Миллипор, США) и АКТГ (ДАКО, Дания) - гипофиз, PCNA и каспазы-3 (Серотек, США) - гипофиз и щитовидная железа. Применялся стрептавидин-биотин-пероксидазный метод, в котором цветной продукт реакции (окисленный диаминобензидин) окрашивал в коричневый цвет искомый антиген, специфически связанный с соответствующим первичным антителом, которое, в свою очередь, было связано с вторичным биотин-связанным антителом с ковалентно сцепленным стрептавидин-пероксидазным комплексом [J.М.Polak, 2003].

C применением имидж анализа (программа Leica QWin) определяли удельную площадь иммунореактивных клеток на препаратах, окрашенных иммуногистохимически. Кроме того, на препаратах щитовидной железы, окрашенных рутинными гистологическими методами, определяли морфометрические параметры фолликулов (площадь, высоту фолликулярного эпителия, площадь коллоида, удельную площадь сосудистого русла). Рассчитывали индексы активности щитовидной железы, накопления коллоида, кровообращения [О.К.Хмельницкий и др., 1998]. Вычисляли t-критерий Стьюдента в программе Excel; проводили корреляционный анализ с использованием коэффициента Пирсона.

Полученные результаты и их обсуждение.

Триада стресса по Г.Селье (гипертрофия надпочечников, атрофия тимуса и кровоизлияния на слизистой оболочке желудка) наблюдалась у всех животных экспериментальных групп. У животных 2-ой группы она сочеталась с достоверным снижением массы тела во всех возрастных подгруппах (рис.1). Относительная масса тимуса продолжала увеличиваться от грудного к подсосному периоду, после чего начинала уменьшаться. При стрессе акцидентальная инволюция тимуса была наименее выраженной в 3-ей возрастной подгруппе, достигая уровня достоверности лишь во 2-ой экспериментальной группе (рис.2).

Светооптическая оценка щитовидной железы показала, что у контрольных неполовозрелых крыс она выглядит высоко дифференцированной, уже начиная с группы грудного возраста. В ней присутствуют мелкие и средние фолликулы, выстланные главным образом кубическим эпителием, кроме периферических отделов, где эпителиальная выстилка бывает плоской. Коллоид в фолликулах бледно-оксифильный, во многих фолликулах имеются резорбционные вакуоли. Изредка в составе фолликулов определяются более крупные округлые светлые клетки, которые на серийных срезах, окрашенных иммуногистохимически, окрашиваются антитителами против кальцитонина, так же как и небольшое количество клеток в парафолликулярном пространстве, преимущественно в центральной части горизонтального среза железы. Тироглобулин-позитивность была выше у тироцитов, чем у слабо окрашенного коллоида. Окрашивание на PCNA выявило значительную долю иммунореактивных клеток, достаточно равномерно распределенных по паренхиме железы, в то время как каспаза-3-позитивных клеток было мало, нередко они образовывали скопления. Это описание соответствует картине щитовидной железы контрольных крыс грудного и подсосного возраста, в то время как к инфантному периоду морфология ее претерпевала изменения, касающиеся размера фолликулов, пенистости коллоида, распределения кальцитонин-позитивных клеток и доли клеток, окрашенных на тироглобулин, маркеры пролиферации и апоптоза, что нашло свое отражение в изменении соответствующих морфометрических параметров оценки.

При хроническом стрессе светооптическая картина щитовидной железы менялась в зависимости от типа примененного стрессорного воздействия. При действии гомотипического стресса изменения были незначительными, они проявлялись больше всего в группе животных исходного грудного возраста и касались размеров фолликулов, состояния коллоида, распространения тироцитов, гибнущих апоптозом. При действии гетеротипического стресса изменения были выражены сильнее, они касались уже формы фолликулов, высоты фолликулярного эпителия, распределения пролиферирующих клеток, кальцитониноцитов, распространенности и интенсивности тироглобулин-позитивного окрашивания. Наименьшими эти изменения были в группе животных инфантного возраста.

Микроскопическая оценка надпочечника показала наличие его выраженной гипертрофии при стрессе в обеих экспериментальных группах всех возрастных подгрупп, которая проявлялась в расширении коркового вещества за счет пучковой зоны, а также увеличении размеров и пенистости кортикостероцитов, особенно заметном на границе пучковой и сетчатой зоны. Эти изменения были более выражены при действии гетеротипического стресса.

В аденогипофизе у животных разных возрастных подгрупп при стрессе отмечалось общее увеличение клеточности, в частности за счет базофилов, их гипертрофия, а также наличие полнокровия микрососудов, увеличение числа кист и фолликулов, что было особенно очевидно во 2-ой экспериментальной группе. В паравентрикулярном ядре гипоталамуса у животных 2-ой экспериментальной группы отмечалась гипертрофия нейросекреторных клеток его мелкоклеточной фракции, несколько более выраженная в 1-ой и 2-ой возрастной подгруппах.

Таким образом, микроскопическая оценка выявила изменения как в центральных, так и в периферических звеньях гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной и тиреоидной систем, отражающие и вид примененного стрессора, и исходный возраст экспериментальных животных изменения, объективизация которых была обеспечена проведенным цифровым анализом гистологически и иммуногистохимически окрашенных срезов эндокринных желез.

Результаты имидж-анализа гистологических препаратов гипоталамуса, гипофиза, щитовидной железы и надпочечников представлены в рис.

Как следует из рис.3, в паравентрикулярном ядре гипоталамуса достоверно повышалась доля КРФ+нейросекреторных клеток во всех возрастных подгруппах при действии гетеротипического стресса. При действии гомотипического стрессора этот показатель также возрастал во всех группах, но у животных грудного возраста - ниже уровня значимости различий.

Возрастная и стресс-ассоциированная динамика показателя активности ГГАО на уровне гипофиза по данным оценки иммуногистохимического окрашивания на АКТГ представлена в рис.4. Этот показатель повышался у экспериментальных животных с различным уровнем значимости, кроме 1-ой экспериментальной группы 1-ой возрастной подгруппы.

Чрезвычайно интересно было сопоставить динамику данного показателя с изменениями в распространенности другой клеточной популяции аденогипофиза - тиротропоцитов. Данные количественного иммуногистохимического анализа гипофиза при окраске на тиротропный гормон (ТТГ) при стрессе получены нами впервые (рис.).

Анализ показал, что доля ТТГ+клеток в противоположность АКТГ+аденоцитам с возрастом увеличивается, и это увеличение к инфантному периоду становится достоверным (p<0,05). При стрессе этот показатель, также в противоположность АКТГ+клеткам, снижается: достоверно во всех возрастных подгруппах 2-ой экспериментальной группы и в 3-ей возрастной подгруппе 1-ой экспериментальной группы.

В рис.6-11 собраны данные о том, как возрастная и стресс-ассоциированная динамика тиротропоцитов в передней доле гипофиза влияла на морфологические и функциональные параметры щитовидной железы.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1. Масса тела крыс (г) при стрессе, М+/-m

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2. Относительная масса тимуса (%) при стрессе, М+/-m.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3. Удельная площадь КРФ-положительных клеток (%) паравентрикулярного ядра гипоталамуса при стрессе, М+/-m

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 4. Удельная площадь AКТГ-позитивных клеток (%) аденогипофиза при хроническом стрессе, М+/-m

тиреоидный адренокортикальный хронический стресс

Доля тироглобулин-иммунореактивных клеток у растущих крыс достаточно велика, она неуклонно увеличивается с возрастом, увеличение достигает уровня значимости к инфантному периоду (p<0,05). При стрессе она достоверно уменьшается у всех животных 2-ой экспериментальной группы, в то время как в 1-ой экспериментальной группе это снижение достоверно лишь в 1-ой возрастной подгруппе, проявляется в виде тенденции во 2-ой возрастной подгруппе, а в 3-ей возрастной подгруппе данный показатель изменяется мало. Данные о распределении клеток щитовидной железы, экспрессирущих маркеры апоптоза и пролиферации, в раннем постнатальном онтогенезе и при стрессе приводятся впервые. Как следует из рис.7, доля PCNA+клеток в щитовидной железе увеличивается с возрастом (p<0,05 к инфантному возрасту). При действии гетеротипического стрессора она снижается во всех возрастных подгруппах, но в большей степени в 1-ой (p<0,01). Для 1-ой экспериментальной группы это снижение было недостоверным. Рис.8 показывает, что доля каспаза-3+клеток в щитовидной железе заметно увеличивается с возрастом (p<0,05 к инфантному периоду).

При стрессе она увеличивается во всех возрастных подгруппах, но в большей степени в 1-ой (p<0,05 и p<0,01 для 1-ой и 2-ой экспериментальных групп соответственно). Для 2-ой и 3-й возрастных подгрупп это увеличение было достоверно только во 2-ой экспериментальной группе (p<0,05).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 5. Удельная площадь ТТГ+клеток (%) аденогипофиза при стрессе, М+/-m

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 6. Удельная площадь тироглобулин-позитивных клеток (%) в щитовидной железе при стрессе, М+/-m

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.7. Удельная площадь PCNA-позитивных клеток (%) в щитовидной железе при стрессе, М+/-m

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.8. Удельная площадь каспаза-3-положительных клеток (%) в щитовидной железе при стрессе, М+/-m

Морфологические изменения щитовидной железы при стрессе также нашли свое отражение в морфометрических критериях оценки, среди которых один из наиболее информативных - высота тироцитов.

Она не значимо увеличивалась с возрастом, имела тенденцию к уменьшению при действии гомотипического стрессора и достоверно уменьшалась при действии гетеротипического стрессора у животных грудного и подсосного возраста (p<0,01 и p<0,05 соответственно), но не у крыс инфантного периода.

Соответственно увеличению размеров фолликулов с возрастом увeличивался и объем коллоида (p<0,05 при сравнении крыс инфантного возраста с исходным грудным возрастом). При стрессе наибольшие изменения данного параметра отмечались у животных 1-ой возрастной подгруппы: p<0,05 и p<0,01 в 1-ой и 2-ой экспериментальной группах соответственно. У остальных животных 1-ой экспериментальной группы данный показатель увеличивался незначительно, а во 2-ой экспериментальной группе - лишь у животных 2-ой возрастной подгруппы увеличение достигало уровня значимости (p<0,05).

Показатель активности щитовидной железы (рис.11) продемонстрировал недостоверное увеличение с возрастом, достоверное снижение при действии гетеротипического стрессора с уровнем достоверности, уменьшающимся с возрастом. Снижение показателя у животных 1-ой экспериментальной группы достигало уровня значимости в 1-ой и 2-ой возрастных подгруппах (p<0,05)

Рис. показывает, как увеличивается с возрастом и при хроническом стрессе кортико-мозговое соотношение в надпочечнике (показатель его активации): достоверно во 2-ой экспериментальной группе с высшим уровнем значимости различий в 3-ей возрастой подгруппе (p<0,01); в последней также достоверно в 1-ой экспериментальной группе (p<0,05).

Корреляционный анализ параметров активации/ингибирования звеньев гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной и тиреоидной осей выявил следующие закономерности. Отрицательная корреляционная зависимость между кортико-мозговым соотношением в надпочечнике и экспрессией ТТГ в аденогипофизе была сильной и достоверной во 2-ой экспериментальной группе 3-ей возрастной подгруппы (r=-0,71 при p<0,05) и умеренной достоверной - во 2-ой экспериментальной группе 2-ой возрастной подгруппы (r=-0,64 при p<0,05) и 1-ой экспериментальной группе 3-ей возрастной подгруппы (r=-0,67 при p<0,05). При этом у контрольных животных эта зависимость была средней по силе положительной у животных 2-ой и 3-ей возрастной подруппы (r=0,56 при p<0,05 и r=0,62 при p<0,05).

В других группах/подгруппах она была слабой и недостоверной. Достоверная отрицательная корреляционная зависимость между экспрессией КРФ в ПВЯ гипоталамуса и ТТГ в аденогипофизе выявлена лишь у животных 2-й экспериментальной группы 3-ей возрастной подгруппы (r=-0,63 при p<0,05), у которых в контрольной группе эта связь была слабой положительной. Таким образом, стресс отчетливо изменял характер взаимоотношений между двумя нейроэндокринными осями - ГГАО и ГГТО, переключая его с положительной корреляции на отрицательную, что свидетельствует об изменении реакции ГГТО на резко усиливающуюся активность коры надпочечников [D.G.Moreira e.a., 2005]. Отсутствие достоверной корреляции между этими параметрами в 1-ой возрастной подгруппе свидетельствует о том, что взаимоотношения эти устанавливаются в более позднем возрасте - после перехода на самостоятельное питание. Об этом же свидетельствует характер корреляционной связи между показателями активации/угнетения на уровне центральных звеньев гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной и тиреоидной осей, достоверной и умеренно сильной при гетеротипическом стрессе лишь у животных инфантого возраста - старшей из изучаемых возрастных подгрупп.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 9. Высота тироцитов (мкм) при стрессе, М+/-m.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 10. Площадь коллоида (кв.мкм) в фолликулах щитовидной железы при хроническом стрессе, М+/-m

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 11. Корково-мозговое соотношение надпочечника при хроническом стрессе, М+/-m

Между иммунореактивностью по тироглобулину и ТТГ связь была отрицательной достоверной и средней по силе у контрольных животных 2-ой и 3-й возрастных подгрупп (r=-0,60; r=-0,68 при p<0,05 соответственно) и экспериментальных животных 1-ой группы 3-ей возрастной подгруппы (r=-0,62 при p<0,05), но положительной у экспериментальных животных 2-ой группы 2-ой и 3-ей возрастных подгрупп (r=0,63 и r=0,66 при p<0,05 соответственно). Интересно было сопоставить данное наблюдение с исследованиями [D.L.Helmreich e.a., 2005], в которых отмечена сходная направленность корреляционной связи между уровнем Т4 в периферической крови и иРНК ТРФ при стрессе. Вместе с тем авторы не приводят данные относительно содержания ТТГ ни в крови, ни в самом аденогипофизе. Кроме того, в цитируемом исследовании не рассматривается возрастной аспект данной проблемы, в то время как наши данные дают дополнительную информацию о возрастной динамике формирования взаимоотношений между центральным и периферическим звеном ГГТО.

Обнаружена средняя по силе прямая корреляционная связь между иммунореактивностью по ТТГ в аденогипофизе и PCNA-позитивностью в щитовидной железе у контрольных животных во 2-ой и 3-й возрастных подгруппах (r=0,55 при p<0,05 и r=0,62 при p<0,05 соответственно). У контрольных животных 1-ой возрастной подгруппы и у всех животных экспериментальных групп эта корреляция была слабой. Данное наблюдение свидетельствует о том, что уровень ТТГ влияет на пролиферативный потенциал тироцитов, и что это влияние также модулируется возрастом и стрессом.

Прямая корреляционная зависимость также выявлена между степенью акцидентальной инволюции тимуса и иммунореактивностью щитовидной железы по тироглобулину. Она была средней по силе достоверной (p<0,05) у животных в 1-ой и 2-ой возрастных подгруппах при действии гетеротипического стрессора (r=0,56 и r=0,53 при соответственно), а также у животных 1-ой возрастной подгруппы при действии гомотипического стрессора (r=0,51). Эта зависимость показывает важность тимуса для нормального развития щитовидной железы на ранних этапах постнатального онтогенеза и показывает возможный дополнительный фактор развития первичного гипотироидизма при хроническом стрессе в растущем организме.

Таким образом, проведенное исследование показало, что в раннем постнатальном онтогенезе хронический стресс оказывает значительное влияние на гипофизарно-тиреоидную ось, как на центральное, так и на периферическое ее звено, определяемое как типом примененного стрессора (гомо- или гетеротипического), так и периодом жизни экспериментального животного, на который приходилось соответствующее стрессорное воздействие.

Иммуногистохимическое исследование гипофиза показало наличие у экспериментальных животных вторичного (центрального) гипотироидизма [N.Shibusawa e.a., 2000], выраженного у всех животных после применения гетеротипического стрессора и только у животных исходного инфантного возраста при действии стрессора гомотипического. Снижение численности популяции тиротропоцитов в аденогипофизе при стрессе могло быть связано с угнетением пролиферации, усилением апоптоза или снижением уровня их дифференцировки. Однако корреляция численности данной клеточной популяции с распространенностью РСNA- и каспаза-3-иммунореактивных клеток была слабой и недостоверной, что позволяет предположить, что сокращение представительства тиротропоцитов было связано с нарушением их дифференцировки.

Изменения на уровне периферического звена тиреоидной оси свидетельствовали о наличии первичного гипотироидизма, также связанного с типом примененного стрессора и возрастом животных. Из литературных данных известно, что гипотироидизм при стрессе способствует «консервированию ресурсов в непредсказуемой среде» [K.Pacak et al., 2001; G.L.Helmreich e.a., 2005]. Наше исследование показало, что наивысший уровень первичного тироидизма отмечен в возрастной группе исходного грудного возраста. Он проявлялся как функциональными сдвигами (изменение иммунореактивности по тироглобулину, индекса активации), так и морфологическими (размерами фолликулов, площадью коллоида, высотой тироцитов). При этом уровень центрального гипотироидизма был значительно ниже, особенно при действии гомотипического стрессора, что свидетельствует об отсутствии параллелизма в формировании стресс-ассоциированных модуляционных изменений на уровне центрального и периферического звеньев ГГТО. При этом в инфантном возрасте изменения морфологических параметров фолликулярного компартмента щитовидной железы при стрессе были незначительными, в то время как функциональные параметры изменялись достоверно, и эти изменения развивались на фоне наивысшей среди возрастных подгрупп активации ГГАО, что позволяет в полной мере считать данные модуляционные сдвиги адаптационными, направленными «на консервирование ресурсов в непредсказуемой среде». Изменения функциональных параметров тиреоидного статуса в отсутствие морфологических изменений в фолликулярном компартменте щитовидной железы при различных воздействиях, включая действие стрессоров, описаны также другими авторами [Т.С.Смирнова, 2008; A.Zaki et al., 2004], однако наши исследования впервые демонстрируют эту закономерность в «непривыкаемой» стрессорной парадигме в ее онтогенетической динамике.

В наших экспериментах не была отмечена обнаруженная другими исследователями корреляционная связь между параметрами ингибирования ГГТО и массой тела, уменьшающейся при стрессе [D.L.Helmreich e.a., 2005], что вероятно связано с особенностями изучаемого нами возрастного периода, во время которого продолжается интенсивный рост тела, и стресс не прекращает, а лишь замедляет его, что делает связь между весовыми и нейроэндокринными сдвигами при хроническом стрессе более сложной.

Полученные нами результаты относительно изменения корреляционной связи между иммунореактивностью по тироглобулину и ТТГ с отрицательной в контроле на положительную при стрессе наряду с таким же изменением корреляционной зависимости между уровнем адреналовой активации, экспрессии КРФ и степенью вторичного гипотироидизма отчетливо демонстрирует наличие тесной взаимосвязи между стресс-ассоциированными модуляциями гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной и тиреоидной осей, а также онтогенетическую динамику становления этой взаимосвязи - данные корреляции достигают уровня значимости и становятся сильными не ранее середины инфантного периода жизни. Среди механизмов взаимосвязи этих двух важнейших нейроэндокринных осей при стрессе важнейшими считаются прямое влияние повышенной концентрации кортикостерона на выработку тиротропин-рилизинг фактора (ТРФ) и уровня секреции КРФ на продукцию ТРФ [K.Pacak e.a., 2001; G.L.Helmreich, 2005; D.G.Moreira, 2005]. Оценка корреляционной связи между параметрами активации/угнетения центральных звеньев гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной и тиреоидной осей, позволила выявить достаточные по силе корреляции лишь в одной экспериментальной группе старшей возрастной подгруппы, что вероятно связано со сложными стресс-ассоциированными модуляционными изменениями ГГАО, включая ее диссоциацию, в остальные возрастные периоды, что согласуется с исследованиями других авторов [В.Л.Загребин, 2007; M.Yu.Kapitonova e.a., 2010].

Таким образом, у крыс грудного возраста, в противоположность животным инфантного периода, при гомотипическом стрессе вторичный гипотироидизм выражен не был, в то время как первичный гипотироидизм имел отчетливые морфо-функциональные проявления, хотя и менее значимые, чем при действии гетеротипического стрессора, характеризующегося отличным от гомотипического стрессора паттерном модуляции ГГАО. У животных инфантного возраста, напротив, вторичный гипотироидизм был отмечен как при действии гомо-, так и гетеротипического стрессора, а первичный гипотироидизм проявлялся функциональными параметрами только при действии гетеротипического стрессора, в то время как морфологические изменения не были значимыми. У животных подсосного возраста модуляции тиреодной оси при действии гетеротипического стресса были аналогичны таковым у крыс грудного возраста, а в условиях действия гомотипического стрессора - у животных инфантного возраста. Данное наблюдение свидетельствует о том, что в раннем постнатальном онтогенезе возраст усиливал проявления постстрессового центрального гипотироидизма и нивелировал признаки периферического гипотироидизма, что подтверждает возрастную опосредованность стресс-ассоциированной модуляции ГГТО в раннем постнатальном онтогенезе и ее зависимость от стрессорной парадигмы.

ВЫВОДЫ

1. В растущем организме хронический стресс оказывает модулирующее действие на гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальную и тиреоидную оси, характер взаимодействия которых определяется видом стрессорного воздействия и этапом онтогенетического развития.

2. В грудном возрасте стресс-ассоциированная активация гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной оси приводит к формированию первичного гипотироидизма, выраженного при действии как гомо-, так и гетеротипического стрессора; в подсосном периоде морфологические признаки угнетения щитовидной железы отмечаются при действии гетеротипического стрессора, в то время как в инфантном периоде о снижении ее секреторной активности свидетельствуют функциональные показатели, что демонстрирует возрастные закономерности формирования респонсивности периферического звена гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной оси при хроническом стрессе.

3. В инфантном периоде вторичный гипотироидизм развивается при хроническом действии как гомо-, так и гетеротипического стрессора, и его выраженность связана с интенсивностью активации ГГАО отрицательной корреляционной зависимостью. B подсосном и грудном возрасте вторичный гипотироидизм возникает при действии гетеротипического стрессора, при этом корреляционная зависимость с активностью ГГАО выявляется лишь в подсосном периоде, что отражает онтогенетическую последовательность формирования взаимосвязи между гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной и тиреоидной осями на ранних этапах постнатального развития организма.

4. При хроническом действии гетеротипического стрессора на ранних этапах постнатального онтогенеза отмечается угнетение пролиферации фолликулярного эпителия, которая в норме, начиная с подсосного возраста оказывается связанной с уровнем экспрессии тиротропина в аденогипофизе.

5. Уровень акцидентальной инволюции тимуса влияет на выраженность признаков первичного гипотироидизма при хроническом действии гомо- и гетеротипического стрессора в грудном возрасте и при действии гетеротипического стрессора в подсосном возрасте, в то время как к инфантному периоду эта зависимость ослабевает.

6. Хронический стресс изменяет взаимоотношения между периферическим и центральным звеном гипофизарно-тиреоидной оси, свидетельствующие о нарушении отрицательной обратной связи у животных подсосного и инфантного возраста при действии гетеротипического стрессора, что демонстрирует ее повышенную чувствительность к непривыкаемой стрессорной парадигме.

Практические рекомендации

1. Для характеристики адаптационного потенциала нейроэндокринных осей при хроническом стрессе пригодны количественные иммуногистохимические показатели, характеризующие как их центральные, так и периферические звенья.

2. Возрастные особенности взаимодействия гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной и тиреоидной осей при стрессе следует учитывать при разработке программы комплексных мероприятий по профилактике нейроэндокринных и метаболических нарушений в раннем постнатальном онтогенезе.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Шараевская, М.В. Морфо-функциональные особенности щитовидной железы при хроническом стрессе / Д.Н.Емельянов, М.В.Шараевская, Т.С.Смирнова, Ю.В.Дегтярь, М.Ю.Капитонова // Успехи современного естествознания.- 2008.- N12.- С.44-45

2. Шараевская, М.В. Иммуногистохимическая характеристика щитовидной железы при хроническом стрессе / Т.С.Смирнова, Ю.В.Дегтярь, М.В.Шараевская, М.Ю.Капитонова // Вестник ВолГМУ.- 2008.- №4.- С.48-51

3.Шараевская, М.В. Возрастные аспекты адаптации щитовидной железы к хроническому стрессу / Т.С.Смирнова, М.Ю. Капитонова, Ю.В.Дегтярь, М.В.Шараевская // Совр. наукоем. технол.- 2008.- № 10.- С.46-47.

4. Шараевская, М.В. Динамика клеточной популяции кальцитониноцитов щитовидной железы при хроническом стрессе. / М.Ю.Капитонова, М.В.Шараевская, Н.И.Кокин, Т.С.Смирнова, Ю.В.Дегтярь // Успехи современного естествознания.- 2009.- N4.- C.21-22.

5.Шараевская, М.В. Морфометрическая характеристика компартментов щитовидной железы при хроническом действии различных по силе стрессоров / Капитонова М.Ю., Дегтярь Ю.В., Шараевская М.В., Смирнова Т.С., Иванаускене Н.Ю., Нестерова А.А., Краюшкина Н.Г., Мураева Н.А., Демидович И.Л. // Морфология.- 2009.- Vol.136.- N4.- C.71.

6. Шараевская, М.В. Особенности действия мягкого стресса на морфологию щитовидной железы в возрастном аспекте / Н.И.Кокин, Т.С.Смирнова, Ю.В.Дегтярь, М.В.Шараевская, М.Ю.Капитонова // Успехи современного естествознания.- 2009.- N5.- С.71-72.

7.Sharaevskaya, M.V. Image analysis of the stress-related changes in the follicles of the thyroid gland / M.V.Sharaevskaya, N.I.Kokin, Yu.V.Khlebnikov, T.S.Smirnova, M.Yu.Kapitonova // International Journal of Applied and Fundamental Research.- 2009.- N2.- P.4-8.

8. Шараевская, М.В. Морфология стресс-ассоциированных изменений фолликулярного компартмента щитовидной железы при действии жесткого стрессора / Т.С.Смирнова, Ю.В.Дегтярь, Н.И.Кокин, М.В.Шараевская, М.Ю.Капитонова // Вестник ВолГМУ.- 2009.- N2(30).- С.82-84.

9. Шараевская, М.В. Адаптационные изменения в щитовидной железе при действии физического и психологического стрессоров / М.Ю.Капитонова, Ю.В.Дегтярь, Т.С.Смирнова, Н.И.Кокин, М.В.Шараевская // Успехи современного естествознания.- 2009.- N6.- С.71-72

10. Sharaevskaya, M.V. Influence of the Processive Stressors on the structure of the thyroid gland / S.P.Gupalo, N.I.Kokin, Yu.V.Degtyar, Yu.V.Khlebnikov, Ragil Sekarindra, M.V.Sharaevskaya, M.Yu.Kapitonova // Internat.J. Exp. Educat. 2009.- N2.- P.3-5.

Размещено на Allbest.ur