WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 |

Возрастные особенности гормональной и нейрохимической регуляции репродуктивной функции самцов крыс с различным темпом старения физиология –

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Белоусова Ирина Игоревна

возрастные особенности гормональной и нейрохимической регуляции репродуктивной функции самцов крыс с различным темпом старения

Физиология 03.03.01

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Новосибирск 2012

Работа выполнена в лаборатории нейрогеномики поведения Учреждения российской академии наук Института цитологии и генетики СО РАН,
г. Новосибирск.

Научный руководитель: доктор биологических наук

Амстиславская Т.Г.

Институт цитологии и генетики СО РАН,

г. Новосибирск

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

Калинина Т.С.

Институт цитологии и генетики СО РАН,

г. Новосибирск

доктор биологических наук

Дубровина Н.И.

НИИ физиологии СО РАМН,

г. Новосибирск

Ведущее учреждение: НИИ онкологии им. Н.Н. Петрова
г. Санкт-Петербург

Защита диссертации состоится «___» ____________ 20___ г. на утреннем заседании диссертационного совета Д. 001.14.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук в ФГБУ «НИИ физиологии» СО РАМН в конференц-зале Института по адресу:

630117, г. Новосибирск, ул. Академика Тимакова, 4, т. (383)335-98-55,
факс (383) 335-97-54, e-mail: dissovet@physiol.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБУ «НИИ физиологии» СО РАМН.

Автореферат разослан «___» _____________ 20___ г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат биологических наук И.И. Бузуева

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы

Выявление генетических и физиологических механизмов старения представляет собой одну из актуальных проблем физиологической генетики, геронтологии и медицины. Репродуктивная функция является одной из основных биологически высоко значимых функций организма, а ее снижение одним из проявлений естественного старения человека и животных (Wu, Gore, 2010). Кроме функционирования органов, необходимых для размножения, репродуктивная функция включает в себя и половое поведение, без которого невозможна реализация всего процесса размножения. Регуляция репродуктивной функции осуществляется единой функциональной нейроэндокринной системой, которая включает в себя как центральное - интегрирующее звено (Hull et al., 2007), так и периферические (эффекторные, исполнительные) органы (Dixson, Anderson, 2004). Эти звенья взаимодействуют между собой по принципу прямой и обратной отрицательной и положительной связи, определяемой характером сигналов, поступающих с периферии (Pau, Spies, 1997).

Поведение, связанное с репродукцией, включает в себя ухаживание, ведущее к образованию пары, собственно копуляторное поведение, обеспечивающее оплодотворение, и родительское поведение (Мак-Фарленд, 1988). Для реализации копуляторного поведения животные должны обладать собственной сексуальной рецептивностью, а также различать внешние стимулы с целью обнаружения потенциального полового партнера, активно достигать его, уметь различать феромональный сигнал или поведенческий паттерн партнера от того, кто не является сексуально значимым, а также быть способными осуществить половой процесс (Тинберген, 1993; Clark, 1993; Pfaus, 2001).

Мужское половое поведение включает в себя аппетентную (мотивационную) и консуматорную (завершающую) фазу, а также рефрактерный период (Pfaus et al., 2003). Большинство исследований полового поведения самцов связано с изучением завершающей фазы, тогда как работ по изучению начальной, мотивационной фазы, запускающей весь процесс полового поведения, остается по-прежнему мало (Agmo, 1999; Amstislavkaya, 2004).

Учитывая глобальное постарение населения, важной задачей современной науки является продление активного периода жизни и сохранение репродуктивного здоровья мужчин (Bitzer et al., 2008). Кроме того, в настоящее время в развитых странах наблюдается рост процента мужчин репродуктивного возраста со сниженной половой мотивацией (Svendsen, Schultz, 2008; Rowland et al., 2010). В результате исследование механизмов, лежащих в основе возрастных изменений как полового поведения, так и всей репродуктивной системы в целом приобрело особую актуальность. Решение этой проблемы невозможно без проведения экспериментальных исследований с использованием адекватных биологических моделей.

В настоящее время в мире существует ограниченное число моделей животных с признаками преждевременного старения. Так, наиболее изученной является созданная японскими учеными линия мышей SAM (senescence accelerated mouse), представленная 12 сублиниями, различающимися по характеру проявления признаков старения (Takeda et al., 1998; 2009). Тем не менее, проводимые в последнее десятилетие в Институте цитологии и генетики СО РАН исследования свидетельствуют, что полноценной моделью преждевременного старения может служить и созданная в 70-е гг. прошлого века в ИЦИГ СО РАН линия крыс OXYS (Соловьева и др., 1975). Этих животных отличает раннее развитие заболеваний, свойственных стареющим людям и животным, сниженная моторно-исследовательская активность и способность к обучению, а также повышенная тревожность (Колосова и др., 2002, 2003; Лоскутова, Колосова, 2000). Существование такого рода ранних возрастных изменений позволило предположить и раннее снижение функциональной активности репродуктивной системы у крыс OXYS, исследование которой до этого не проводилось.



Преимущество использования в работе животных двух генотипов с различным темпом старения заключается в возможности обнаружения как общих для самцов обеих линий возрастных изменений, так и выявления особенностей в функционировании репродуктивной системы преждевременно стареющих самцов крыс линии OXYS.

Целью данной работы было исследование возрастных особенностей гормональной и нейрохимической регуляции репродуктивной функции самцов крыс Вистар и OXYS, характеризующихся разным темпом старения.

В связи с этим были поставлены следующие задачи:

1) Провести сравнительное исследование половой мотивации крыс линий Вистар и OXYS разного возраста;

2) Исследовать уровень тестостерона в условиях покоя и половой активации в крови и семенниках и лютеинизирующего гормона в крови у 6-,12- и 26-месячных самцов Вистар и OXYS;

3) Оценить возрастные изменения гравиметрических и сперматогенных параметров репродуктивной функции самцов крыс линий Вистар и OXYS;

4) Исследовать возрастные особенности метаболизма норадреналина, дофамина и серотонина в мозге 6-, 12- и 26-месячных самцов Вистар и OXYS;

5) Провести исследование влияния социально и сексуально значимого партнера на метаболизм норадреналина, дофамина и серотонина в гипоталамусе 12- и 26-месячных самцов Вистар и OXYS.

Научная новизна

  • Возрастные нарушения полового мотивационного поведения у самцов линии OXYS появляются в 12 мес, в то время как у крыс Вистар подобные нарушения отмечены только к 18 мес.
  • Выявлено возрастное снижение эндокринного ответа семенников (по уровню тестостерона) в условиях половой активации у крыс OXYS: в 26 мес он был ниже, чем у 12-месячных самцов OXYS и не отличался от крыс Вистар.
  • Выявлено более выраженное по сравнению с Вистар возрастное снижение потенциальной способности семенников к нормальному мейозу у самцов OXYS. Установлена предрасположенность самцов крыс линии OXYS к развитию спонтанных лейдигом.
  • Выявлены более ранние по сравнению с Вистар возрастные изменения метаболизма моноаминов в мозге у крыс OXYS: у 12-месячных самцов снижен уровень серотонина и его метаболита 5-гидроксииндолуксусной кислоты в среднем мозге, дофамина и норадреналина в гипоталамусе.
  • У 26-месячных самцов Вистар и OXYS показано снижение содержания дофамина и серотонина, а также усиление катаболизма дофамина в гипоталамусе.
  • Установлено, что основные изменения в метаболизме катехоламинергической и серотонергической систем в условиях половой активации у самцов происходят в гипоталамусе.
  • У крыс OXYS выявлены особенности метаболизма медиаторов в ответ на предъявление полового стимула, заключающиеся в снижении процесса катаболизма дофамина в гипоталамусе в возрасте 12 и 26 мес и повышенном содержании 5-гидроксииндолуксусной кислоты у 26-месячных животных.

Научно-практическая ценность

Результаты данной работы расширяют современные фундаментальные представления о возрастных нарушениях половой мотивации, сопряженных с нейрогормональными и нейрохимическими изменениями в мозге и на периферии. Полученные в работе результаты подтверждают предположение о преждевременном старении репродуктивной функции самцов крыс линии OXYS и могут быть использованы при поиске подходов к коррекции возрастных нарушений организма.

Положения, выносимые на защиту

  • Самцы крыс линии OXYS характеризуются более ранним (12 мес) снижением полового мотивационного поведения по сравнению с крысами Вистар (18 мес). Наличие сексуального опыта не влияет на выраженность возрастного снижения полового мотивационного поведения у самцов крыс Вистар и OXYS.
  • Для самцов линии Вистар и OXYS характерно возрастное снижение эндокринного ответа семенников (по уровню тестостерона) в условиях половой активации.
  • Показано возрастное снижение массы семенников, эпидидимисов и препуциальных желез крыс обеих линий. Снижение массы семенников у крыс OXYS наблюдалось с 6 мес, тогда как у Вистар – с 12 мес.
  • 12-месячные самцы линии OXYS характеризуются сниженным по сравнению с крысами Вистар содержанием норадреналина и дофамина в гипоталамусе, серотонина и 5-гидроксииндолуксусной кислоты в среднем мозге, что свидетельствует о более ранних возрастных изменениях их центрального звена регуляции.
  • В условиях половой активации крысы OXYS по сравнению с Вистар характеризуются сниженным катаболизмом дофамина в гипоталамусе в 12 и 26 месяцев, а также повышенным уровнем 5-гидроксииндолуксусной кислоты в 26 месяцев.

Апробация работы

Результаты данной работы были представлены и обсуждены: на отчетных сессиях аспирантов ИЦиГ СО РАН (Новосибирск, 2010, 2011), отчетной Сессии Института цитологии и генетики в 2010, на XLVI и XLVIII международных студенческих конференциях «Студент и научно-технический прогресс» (Новосибирск, 2008, 2010), на V Съезде Вавиловского общества генетиков и селекционеров (Москва, 2009), на II конференции Российской ассоциации психонейроэндокринологии (Москва, 2010), на ХХI Съезде Физиологического общества им. И.П. Павлова (Калуга, 2010), на конференции «Фундаментальные и прикладные аспекты современной биологии» (Томск, 2010).





Публикации

Материал диссертации представлен в 13 публикациях, в том числе в 4 статьях в отечественных (3) и зарубежных (1) рецензируемых журналах.

Структура и объём работы

Работа включает следующие разделы: введение, обзор литературы, материалы и методы, результаты, обсуждение, выводы и список использованной литературы (266 источников). Общий объем составляет 122 машинописных листа. Представлено 23 рисунка и 3 таблицы.

материалы и методы

Лабораторные животные. Работа выполнена на половозрелых самцах Вистар и OXYS 3-,6-,12-,18- и 26-месячного возраста в центре коллективного пользования “Генофонды лабораторных животных” Института цитологии и генетики СО РАН.

Исследование поведения самцов крыс. Применялось два экспериментальных подхода к исследованию начального (мотивационного) этапа полового поведения – тест «перегородка» и тест с непосредственным взаимодействием партнеров:

  • Тест «перегородка» проводился с 19:00 до 21:00 вечера при красном свете в стандартной пластиковой клетке (523320), разделенной на два отсека прозрачной перфорированной перегородкой, через которую могут происходить обонятельные и визуальные контакты между животными. За 3 суток до теста самца помещали в экспериментальную клетку для снятия группового эффекта содержания. После 5-минутной адаптации к условиям тестирования в течение 10 мин оценивали спонтанную активность самца около перегородки. Затем в соседний отсек помещали рецептивную самку, и в течение 10 мин регистрировали время активного исследования самцом перегородки (основной показатель) и количество подходов к ней (дополнительный показатель, отражающий двигательную активность).
  • Непосредственное взаимодействие партнеров проводилось в тех же условиях, но без перегородки. После 5-минутной адаптации к самцу помещали рецептивную самку, и в течение 10 мин наблюдателем регистрировались показатели полового поведения самца: суммарное время контакта с партнером (ано-генитальное обнюхивание, касание носом, туловищем или передними лапами) и количество подходов к нему, латентный период первой садки и число садок.

Исследование социального поведения самцов проводилось в тесте с перегородкой и при непосредственном взаимодействии, но при предъявлении социально значимого партнера (овариэктомированной самки). Все показатели сравнивались с поведением по отношению к сексуально значимому партнеру (рецептивной самке).

Кастрацию самок проводили в трехмесячном возрасте согласно общепринятой методике Я.Д. Киршенблата (1969), под общим наркозом (avertin, 2.5 % р-р.). В эксперимент самки допускались не ранее, чем через 3 недели после операции при отсутствии возобновления циклических изменений в матке, что подтверждалось исследованием вагинального мазка.

Эструс у овариэктомированных самок вызывали последовательным подкожным введением за 48 часов до тестирования масляного раствора эстрадиола (100 мкг/животное) и за 4 часа до тестирования – прогестерона (750 мкг/животное) (Albonetti, Farabollini, 1993). Самок проверяли на выраженность лордозной реакции, эструс подтверждали по содержанию вагинального мазка.

Сексуальный опыт приобретался самцами в возрасте 10 мес. В опыт брали самцов с опытом 2-3 эффективных покрытий.

Содержание гормонов в крови и семенниках определяли с помощью иммуноферментного метода с использованием наборов «Хема-Медика» (Москва). Определение активационного уровня тестостерона (Т) и лютеинизирующего гормона (ЛГ) проводили в образцах крови, взятой из хвоста, обрезая 3-4 мм его кончика, под лёгким (1 мин) эфирным наркозом через 20 мин после предъявления в соседний отсек клетки рецептивной самки (т.е. после 35-минутной суммарной экспозиции при красном свете). Определение исходного уровня гормонов проводили в образцах, взятых через 35 мин после пребывания самца в условиях красного света. Концентрацию Т в семенниках определяли в навеске семенника массой 200 мг, которую гомогенизировали в 0,5 мл 0,01М фосфатного буфера (рН 7,3-7,5). Концентрацию Т выражали в нг/мл, а ЛГ в Мед/л.

Гравиметрические показатели. После поведенческих экспериментов животных взвешивали, декапитировали и извлекали семенники, эпидидимисы и препуциальные железы, которые взвешивали с точностью до 0,5 мг.

Гистологические исследования проведены совместно с А.И. Железовой (лаб. рекомбинационного и сегрегационного анализа ИЦиГ СО РАН). Срезы левого семенника обрабатывались йодной кислотой в ШИК-реакции и исследовались при помощи световой микроскопии. В семенных канальцах проанализировано отношение количества сперматоцитов 1 порядка к количеству круглых сперматид, рассчитанное на 100 клеток Сертоли, что считается показателем потенциальной возможности семенников к нормальному мейозу (Borodin et al., 2006). Это соотношение в конце мейоза должно составлять 1:4, однако допустимым является и соотношение 1:3.



Pages:   || 2 | 3 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.