ИЗМЕНЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ МЕТАБОЛИЗМА КОЛЛАГЕНА У КРЫС С РАЗЛИЧНЫМ ЭМОЦИОНАЛЬНЫМ СТАТУСОМ ПРИ ОСТРОМ СТРЕССЕ
Введение
В последнее время усилилось давление стресса на живые организмы. Поэтому исследования, посвященные адаптационным возможностям человека и животных, не теряют своей актуальности. Интерес представляют как реакции организма на долгосрочное действие экстремальных факторов среды, так и изменения, происходящие в нем при остром стрессе.
В настоящее время реакция гипоталамо-гипофзарно-надпочечниковой (ГГНС) и симпато-адреналовой (САС) систем в условиях стресса, а также риск развития патологий желудочно-кишечного тpaкта, сердечной-сосудистой и дыхательной систем освещены достаточно полно [1,2,3]. В то время как морфо-функциональное состояние соединительной ткани, и в частности костной ткани, при остром стрессе остается недостаточно исследованным. Ранее нами было показано, что изменение метаболизма коллагена при действии повышенной температуры среды протекает на фоне повышенной активности коры надпочечников и является результатом системной реакции организма на экстремальные условия [7].
В последнее время общепринятой является точка зрения, согласно которой реакция организма на действие стрессора зависит от индивидуальных особенностей нервной системы. В этой связи, метаболизм соединительной ткани в условиях стресса необходимо исследовать с учетом индивидуальных особенностей животных, которые зачастую выражаются в поведенческих реакциях организма. Поэтому целью настоящей работы было проанализировать изменение метаболизма коллагена при остром стрессе у крыс с различным эмоциональным статусом.
Материалы и методы
Эксперимент выполнен на 52 белых беспородных крысах массой 110-150 г. Процедуры над животными проводились в соответствии с международными правилами работы с лабораторными животными [4].
Согласно цели эксперимента крысы были разделены на четыре группы. Животные трех опытных групп однократно подвергались действию стрессирующего фактора в течение 1 часа, 2,5 часов и 6 часов. Для этого животных помещали в пластмассовые цилиндрические камеры с отверстиями для доступа воздуха, размер которых как в длину, так и в диаметре превышает размеры животного на 0,5 - 1 см. Это позволяло животному переворачиваться внутри камеры и свободно изменять свою позу. То есть, данный способ воздействия не являлся иммобилизацией. Группа интактных животных служила контролем.
Не позднее, чем за 10 дней до введения животных в эксперимент определяли эмоциональный статус крыс в тесте «Открытое поле» [5] по общему числу уринаций и дефекаций. Группы формировали методом парных аналогов так, чтобы в каждой группе оказалось равное количество животных с различной эмоциональностью. Вместе с этим крыс рандомизировали по массе (табл.1).
Животных выводили из эксперимента путем декапитации сразу же после истечения сроков действия стрессирующего фактора. Плазму для биохимического анализа собирали с 5% раствором ЭДТА. Надпочечники взвешивали и рассчитывали относительную массу желез. Содержание 11-оксикортикостероидов (11-ОКС) определяли по методу Ю.А. Панкова, И.Я. Усватовой, в модификации В.Г. Подковкина [6]. Свободный и белковосвязанный оксипролин определяли по реакции с п-диметиламинобензальдегидом [8].
Таблица 1. Эмоциональный статус и масса крыс составляющих экспериментальные группы
Группа |
Показатель |
Высоко-эмоциональные |
Низко-эмоциональные |
Всего |
Контроль |
Число особей в группе, шт |
6 |
10 |
16 |
Эмоциональный статус |
4,66±0,33 |
1,00±0,44 |
2,38±0,73 |
|
Масса, г |
144,60±11,90 |
134,18±12,69 |
138,09±8,74 |
|
1 час |
Число особей в группе, шт |
6 |
8 |
14 |
Эмоциональный статус |
5,00±0,56 |
0,25±0,25 |
2,29±0,99 |
|
Масса, г |
128,43±10,97 |
131,2±9,48 |
130,01±17,39 |
|
2,5 часа |
Число особей в группе, шт |
4 |
10 |
14 |
Эмоциональный статус |
5,5±0,5 |
0,8±0,37 |
2,14±2,41 |
|
Масса, г |
134,6±3,9 |
126,18±17,07 |
128,59±31,52 |
|
6 часов |
Число особей в группе, шт |
6 |
8 |
14 |
Эмоциональный статус |
4,33±0,88 |
1,00±0,58 |
2,43±2,15 |
|
Масса, г |
128,87±1,90 |
143,90±11,51 |
137,47±18,26 |
Проверку результатов на нормальное распределение проводили с помощью критерия Шапиро-Уилкинса. Средние результаты в группах сравнивались помощью стандартного t-критерия Стьюдента [8]
Результаты исследования
Помещение животных в камеры приводило к развитию стрессовой реакции, которая обнаруживалась по увеличению массы надпочечников и повышению уровня 11-ОКС в крови крыс (табл. 2).
Как видно из результатов, приведенных в таблице 2, средняя концентрация 11-ОКС в крови крыс увеличивалась уже через час после помещения животного камеру, и оставалась на том же уровне до 2,5 часов. У животных, находившихся в камере 6 часов, содержание 11-ОКС снижалось до первоначального уровня. Аналогичную динамику изменения имела и относительная масса надпочечников.
У крыс с различным эмоциональным статусом функция коры надпочечников при помещении в камеру изменялась неодинаково. Так, у крыс с низкой эмоциональностью максимальная активность коры надпочечников была отмечена через 1 час после помещения в камеру, в то время как у животных с высокой эмоциональностью реакция со стороны ГГНС не обнаруживалась. Через 2,5 часа пребывания в камере у крыс с низким эмоциональным статусом уровень 11-ОКС в крови несколько снижался относительно максимума и не изменялся вплоть до 6 часов, оставаясь, тем не менее, выше значений этого показателя у контрольных животных.
Таблица 2. Изменение уровня 11-оксикортикостероидов в крови и относительной массы надпочечников у крыс с различным эмоциональным статусом
Время воздействия |
Уровень 11-ОКС, мкг/мл |
Относительная масса надпочечников, % |
||||
Все особи |
Низко-эмоциональные |
Высоко-эмоциональные |
Все особи |
Низко-эмоциональные |
Высоко-эмоциональные |
|
0 часов (Контроль) |
1,62±0,17 |
1,51±0,09 |
1,79±0,44 |
0,016±0,001 |
0,018±0,002 |
0,017±0,003 |
1 час |
2,45±0,35* |
2,98±0,50* |
1,74±0,33 |
0,022±0,001* |
0,024±0,001* |
0,013±0,003 |
2,5 часа |
2,50±0,25* |
2,22±0,30 |
2,92±0,35* |
0,021±0,002* |
0,017±0,001 |
0,021±0,004 |
6 часов |
1,85±0,12 |
2,01±0,12* |
1,53±0,19 |
0,020±0,001* |
0,019±0,001 |
0,020±0,001 |
* - отличие от контроля статистически значимо, р<0.05
Максимум активности коры надпочечников у крыс с высоким эмоциональным статусом отмечался через 2,5 часа пребывания в камере. После этого уровень 11-ОКС в крови и относительная масса надпочечников снижались и достигали первоначальных значений к 6 часам экспериментального воздействия.
По мере нахождения в камере у животных активизировались процессы деградации коллагена, что приводило к увеличению уровня свободного оксипролина в крови, через 2,5 часа после введения крыс в эксперимент (табл. 3). Изменение содержания в крови животных белковосвязанного оксипролина - маркера синтеза коллагена, в это время обнаружено не было. У животных, находившихся в камере в течение 6 часов, наблюдалось снижение обоих показателей.
Таблица 3. Изменение содержания оксипролина в плазме крови при остром стрессе у крыс с различным эмоциональным статусом
Время воздействия |
Содержание оксипролина, мкг/мл |
|||||
Свободный |
Белковосвязанный |
|||||
Все особи |
Низко-эмоциональные |
Высоко-эмоциональные |
Все особи |
Низко-эмоциональные |
Высоко-эмоциональные |
|
0 часов (Контроль) |
1,57±0,06 |
1,54±0,09 |
1,61±0,08 |
26,37±2,13 |
25,91±2,75 |
27,14±3,66 |
1 час |
1,71±0,13 |
1,53±0,07 |
1,96±0,26* |
25,74±2,33 |
22,68±1,95 |
29,83±4,47 |
2,5 часа |
2,35±0,32* |
1,82±0,24 |
1,94±0,12* |
24,69±2,16 |
27,79±0,68 |
21,59±3,85 |
6 часов |
1,22±0,04* |
1,23±0,04* |
1,19±0,10* |
18,89±1,48* |
21,02±1,71 |
14,63±1,12* |
* - отличие от контроля статистически значимо, р<0.05
У крыс с различным эмоциональным статусом динамика изменения свободного и белковосвязанного оксипролина отличалась от общей тенденции. У низко эмоциональных животных статистически значимых изменений показателя обмена коллагена в крови не обнаружилось в течение 2,5 часов эксперимента. В результате 6 часов действия стрессирующего фактора у них наблюдалось снижение уровня свободного оксипролина в крови. Напротив, у животных с высокой эмоциональностью содержание оксипролина нарастало в течение 1 часа пребывания в камере и оставалось неизменным вплоть до 2,5 часов эксперимента. После этого значения показателя снижались и у животных, находившихся в камере 6 часов, были достоверно ниже, чем у контрольных крыс.
Изменения активности процессов синтеза коллагена определяемое по уровню белковосвязанного оксипролина обнаруживалось только у высоко эмоциональных животных, находившихся в камерах 6 часов.
Обсуждение
В результате произведенного в эксперименте воздействия у животных усиливалась функциональная активность ГГНС и развивалась стресс-реакция. Учитывая то, что динамика изменения активности коры надпочечников у крыс с различным эмоциональным статусом была неодинакова, а также относительно короткие сроки нахождения животных в камерах, можно полагать, что у крыс развивалось эмоциональное напряжение. Вместе с тем, нельзя считать, что, наблюдаемая в эксперименте, стресс-реакция была обусловлена иммобилизацией, так как объем камер, в которые помещались животные, превышал размеры крыс, что позволяло животным переворачиваться и изменять свою позу.
Согласно данным литературы [10] у крыс с различным эмоциональным статусом в тесте «открытое поле» обнаружены различия в активности основных медиаторных систем центральной нервной системы, что обуславливает различие реакции со стороны ГГНС в стрессовой ситуации.
В связи с тем, что метаболическая активность коллагена в костной ткани выше, чем в других тканях, содержание метаболитов коллагена в виде свободного и белковосвязанного оксипролина в биологических жидкостях отражает в основном метаболизм костного коллагена [11].
Поэтому можно полагать, что при остром стрессе, активируется функция коры надпочечников, что приводит к выбросу глюкокортикоидов в кровь. Увеличение уровня этих гормонов в крови оказывает ингибирующее влияние на остеобласты и активирует остеокласты, оказывая прямо воздействие на эти клетки. Кроме того, глюкокортикоиды способны усиливать процессы костной резорбции, и, как следствие, деградации костного коллагена, через подавление эндокринной функции семенников и стимуляцию секреции паратиреоидного гормона [12]. У крыс с различным эмоциональным статусом динамика уровня 11-ОКС неодинакова, что, в свою очередь, оказывает влияние на процессы обмена коллагена.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
- Воробьева О.В. Русский медицинский журнал, 2005. Т.13. №12. С.798.
- Вознесенская Т.Г. Русский медицинский журнал, 2006. Т.14. №9. С.694.
- Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г. Адаптация к стрессорным ситуациям и физическим нагрузкам. М.: Медицина, 1988. - 256с.
- Guide for the сare and use of laboratory animals National Academy Press Washington, D.C. 1996. 128p.
- Буреш Я, Бурешова О., Хьюстон Дж. П. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. М.: Наука, 1992. - 250с.
- Подковкин В.Г. Микромодификация метода определения 11-оксикортикостероидов Деп. в ВИНИТИ 4.7.1988 №5348-В 88
- Подковкин В.Г., Иванов Д.Г. // Вестник Самарского государственного университета, 2006. №9. С.237.
- Современные методы в биохимии / под ред. В.Н. Ореховича. - М.: Медицина, 1977. - 392с.
- Фролов Ю.П. Математические методы в биологии. ЭВМ и программирование. Самара: Изд-во СамГУ, 1997. - 265с.
- Исмайлова Х.Ю., Агаев Т.М., Семенова Т.П. Индивидуальные особенности поведения: (моноаминергические механизмы). Баку: Нурлан, 2007. - 228 стр.
- Герасимов A.M., Фурцева Л.Н. Биохимическая диагностика в травматологии и ортопедии. М.: Медицина, 1986. - 240 с.
- Дедов И.И., Рожинская Л.Я., Марова Е.И. Первичный и вторичный остеопороз: патогенез, диагностика, принципы профилактики и лечения. М.: Медицина, 2002. - 143 с.
Статья в формате PDF 100 KB...
25 04 2024 22:10:25
Статья в формате PDF 108 KB...
24 04 2024 17:19:11
Статья в формате PDF 161 KB...
23 04 2024 13:36:13
Статья в формате PDF 459 KB...
22 04 2024 15:42:26
Статья в формате PDF 118 KB...
21 04 2024 21:23:21
20 04 2024 15:41:10
Статья в формате PDF 133 KB...
19 04 2024 1:17:24
Статья в формате PDF 288 KB...
18 04 2024 2:30:48
Статья в формате PDF 113 KB...
17 04 2024 20:32:18
Разработан пакет графических алгоритмических моделей отбpaковочных испытаний радиоприемных устройств, изготавливаемых и выпускаемых предприятием, как первый шаг к последующей автоматизации. Показано преимущество разработанных моделей по сравнению с действующей текстовой инструкцией по проведению испытаний. ...
16 04 2024 9:48:54
Статья в формате PDF 115 KB...
15 04 2024 8:50:39
Статья в формате PDF 345 KB...
14 04 2024 19:16:52
Статья в формате PDF 154 KB...
12 04 2024 1:26:40
11 04 2024 23:12:33
10 04 2024 8:12:36
Исследование гормонального баланса в группах пациенток с I-IIA и IIB-IIIA стадиями распространения paка молочной железы позволило обнаружить прогрессирующее снижение содержания в крови прогестерона, коррелирующее со стадией распространения опухолевого процесса. Уровень эстриола снижался в равной мере в обеих группах наблюдения пациентов (I-IIA и IIB-IIIA стадиями распространения неоплазии) по сравнению с показателями контроля. Указанные сдвиги гормонального баланса наблюдались в разных возрастных группах от 29 до 49 лет, достигая максимальных сдвигов в пре- и менопаузальный периоды. Содержание эстрадиола в крови оставалось в пределах нормы при I-IIA стадиях развития заболевания, резко возрастая при метастатической форме paка молочной железы. Мониторинг показателей содержания в крови прогестерона и эстрадиола может быть использован как один из способов оценки эффективности комплексной терапии заболевания и степени распространения неоплазии при paке молочной железы. ...
09 04 2024 16:55:27
Статья в формате PDF 127 KB...
08 04 2024 8:52:30
Статья в формате PDF 107 KB...
07 04 2024 0:12:39
Статья в формате PDF 109 KB...
06 04 2024 8:56:18
Статья в формате PDF 261 KB...
05 04 2024 21:50:39
В условиях эксперимента доказано, что острый панкреатит и травма поджелудочной железы приводят к повышению гемоциркуляции в поджелудочной железы. Хроническая алкогольная интоксикация, длительное применение ингибиторов протонной помпы и сочетание этих условий статистически значимо снижают перфузию в поджелудочной железе, желудке и двенадцатиперстной кишке. Для коррекции развившихся изменений рекомендовано применять электромагнитные волны. При этом электромагнитные волны низкой интенсивности частотой 61 Ггц снижают показатели перфузии в органах брюшной полости. Излучение частотой 65 Ггц – увеличивает эти показатели. ...
03 04 2024 21:10:28
Статья в формате PDF 119 KB...
01 04 2024 13:36:59
Статья в формате PDF 119 KB...
31 03 2024 17:34:54
Приведены результаты научных исследований сохранения и улучшения экологического состояния агроландшафтов Казахстана. Проведены экспериментальные работы с учетом дифференциации зональных систем земледелия. Исследования показали, что оценка в эрозионных агроландшафтах адаптивности основной обработки богарных светло-каштановых почв на уровне мезо – и микроландшафтных условий, вспашка более эффективна в северных и восточных экспозиций склонов, где плотность пахотного слоя была в среднем за вегетацию зерновых культур в основном на 0,02–0,04 г/см3 меньше по сравнению с плоскорезной обработкой. На склонах южной и западной экспозиций наоборот плоскорезная обработка способствовала снижению уплотненности почвы, на 0,03–0,05 г/см3 и повышению ее противоэрозионной устойчивости в 1,2–1,5 раза. На склонах северной и восточной экспозиции вспашка обеспечивает более эффективную борьбу с сорняками, а плоскорезная – на южных и западных склонах более высокое и равномерное накопление снега и рациональное использование влаги. Важнейшим звеном улучшения экологии почв является оптимизация севооборотов. В статье предлагается построить севооборот по количеству оставляемого в почве органического вещества, каждым предшественником. Для совершенствования севооборотов рекомендуется сидерация, уплотненные посевы, размещение многолетних и однолетних трав, применения органических удобрений и др. ...
30 03 2024 5:18:49
Статья в формате PDF 127 KB...
29 03 2024 7:25:10
Статья в формате PDF 104 KB...
28 03 2024 2:42:33
Статья в формате PDF 141 KB...
26 03 2024 5:10:23
Статья в формате PDF 123 KB...
25 03 2024 14:14:10
Статья в формате PDF 127 KB...
23 03 2024 20:28:43
Статья в формате PDF 111 KB...
21 03 2024 20:47:53
Статья в формате PDF 255 KB...
20 03 2024 1:14:47
Статья в формате PDF 106 KB...
19 03 2024 7:22:38
Статья в формате PDF 115 KB...
18 03 2024 20:36:55
Статья в формате PDF 105 KB...
17 03 2024 13:11:34
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::