Дальневосточный государственный медицинский университет Поиск | Личный кабинет | Авторизация
Поиск статьи по названию
Поиск книги по названию
Каталог рубрик
в коллекциюДобавить в коллекцию

Изменения активности некоторых ферментов в клетках мозга крыс при акселерации

Текст статьи доступен по ссылке: http://www.fesmu.ru/dmj/20143/2014322.aspx

Полный текст

О.В. Ткач, Б.Я. Рыжавский
Изменения активности некоторых ферментов в клетках мозга крыс при акселерации
Дальневосточный государственный медицинский университет, 680000, ул. Муравьева-Амурского, 35, тел. 8-(4212)-32-63-93, e-mail: nauka@mail.fesmu.ru, г. Хабаровск
Контактная информация: Б.Я. Рыжавский , e-mail: nauka@mail.fesmu.ru
Резюме:
Изучался головной мозг 5-, 14-, 30-дневных белых крыс. Экспериментальная группа состояла из животных, выращенных в пометах, где акселерация вызывалась уменьшением числа крысят, через сутки после родов, до 4 (по 3 помета каждой возрастной группы). Контрольная группа включала в себя крысят из пометов численностью от 10 до 13 (по 2 помета из каждой возрастной группы). Определяли массу тела, головного мозга, правого полушария, а также активность НАДН- и НАДФН-дегидрогеназы (НАДН-д, НАДФН-д), 3β-гидроксистероиддегидрогеназы (ГСДГ) в нейронах слоев II и V неокортекса, поля 1 гиппокампа. Активность ГСДГ исследовали также в эпендимоцитах боковых желудочков и ворсинок сосудистых сплетений. Установлено, что в 5-дневном возрасте у подопытных животных нейроны гиппокампа отличались большей активностью НАДН-д и НАДФН-д, активность ГСДГ была снижена в нейронах слоя II неокортекса. У 14- и 30-дневных крыс активность НАДН-д и НАДФН-д в исследованных нейронах не имела достоверных межгрупповых различий. Активность ГСДГ в 14- и 30-дневном возрасте у подопытных крыс в нейронах слоя II неокортекса была меньшей, чем в контроле, в 30-дневном возрасте снижение наблюдалось также в нейронах слоя V неокортекса и гиппокампа. В 14-дневном возрасте имелось снижение активности ГСДГ в эпендимоцитах.
Ключевые слова:
мозг, акселерация, ферменты


O.V. Tkach, B.Ya. Ryzhavskii
Some enzymes activity changes in rats'brains during acceleration
Far Eastern State Medical University, Khabarovsk
Summary:
The authors studied the brain of 5-, 14-, 30-day old albino rats.The experimental group comprised the animals raised in the breeds where acceleration was caused by reducing the number of rats in a day after delivery up to 4 (3 breeds in each age group). The control group consisted of rats out of breeds including from 10 tо 13 (two breeds of each age group). The authors determined body and brain mass, right hemisphere mass, activity NADN and NADFN-dehyrogenase (NADN-d, NAADFN-d), 3β-hydrosysteroiddehydrogenase (HSDH) in neurons of layers II, V of neocortex and field 1 of hippocampus. HSDH activity was also examined in epindemocytes of lateral ventricles and cilia of vascular plexuses. The authors noticed that at the age of 5 days, experimental animals had hippocampus neurons with a higher activity of NADN and NADFN , HSDH was decreased in neurons layer II of neocortex. In 14- and 30-day old rats, NADN-d, NAADFN-d activity did not show any reliable differences between the groups. HSDH activity at the age of 14 and 30-day was lower in neocortex layer II in experimental animals compared to the control group. At the age of 30 days, decrease was also observed in neurons of layer V of neocortex and hippocampus. At the age of 14 days there was HSDH activity decrease in ependimocytes.
Key words:
brain, acceleration enzymes
Введение


В работах, ранее выполненных в нашей лаборатории, было показано, что изменения условий, в которых происходит развитие животных, отражается на темпах их соматического роста, развития половых желез, надпочечников [3, 4]. При этом, в частности, было установлено, что крысята из экспериментально уменьшенных пометов имели отличия перечисленных показателей от контроля, совокупность которых свидетельствовала об акселерации этих животных. Изучение головного мозга также показало, что орган имеет морфологические признаки опережающего развития [4]. Эти результаты получены при исследовании мозга животных из пометов, содержавших 5-7 крысят. Настоящая работа является продолжением данных исследований. В ней изучалась активность ряда ферментов в нейронах и эпендимоцитах мозга 5-, 14-, 30-дневных крыс из пометов меньшей, чем в предыдущих исследованиях, численности.

Материалы и методы


В работе изучался головной мозг 5-, 14-, 30-дневных белых крыс. Экспериментальная группа состояла из животных, выращенных в малочисленных пометах. Уменьшение их численности осуществлялось через сутки после родов путем оставления в помете по 4 крысенка. В каждой экспериментальной возрастной группе исследовано по 3 помета. Контрольная группа включала в себя крысят из пометов численностью от 10 до 13. В каждой возрастной группе контроля было изучено по 2 помета. Экспериментальные и контрольные животные содержались одновременно в условиях одного вивария, корм и воду получали ad libitum. Забой крыс осуществлялся путем декапитации. Тотчас после забоя определяли массу тела, головного мозга, правого полушария. Из собственно теменной доли (СТД) правого полушария готовили криостатные срезы толщиной 30 мкм, на которых ставили гистохимическую реакцию на НАДН- и НАДФН-дегидрогеназы (НАДН-д, НАДФН-д) [1], а также для определения интенсивности синтеза нейростероидов проводили реакцию на 3β-гидроксистероиддегидрогеназу (ГСДГ), как описано в предыдущих исследованиях [2]. Активность НАДН-д, НАДФН-д определяли в цитоплазме нейронов слоя II и V СТД неокортекса и гиппокампа, активность ГСДГ - в этих же клетках, а также в эпендимоцитах, выстилающих полость боковых желудочков и покрывающих ворсинки их сосудистого сплетения, при помощи компьютерной цитоспектрофотоморфометрии на аппарате "МЕКОС" по оптической плотности продуктов реакции в цитоплазме клеток, при длине волны 550 нм. Обработку результатов проводили при помощи программы Statistica 6.0.

Результаты и обсуждение


Масса тела крыс из уменьшенных пометов в 5-дневном возрасте превосходила таковую у контрольных на 19,1 %, в 14-дневном - на 82,3 %, в 30-дневном - на 29,9 %, абсолютная масса мозга - на 13,5 %, 12 % и 10,8 % соответственно. Масса полушария у подопытных крыс также превосходила ее у контрольных животных (таблица). Параллельно с этим, во всех возрастных группах, в связи с меньшей степенью увеличения роста массы мозга, чем массы тела, относительная масса органа у подопытных крыс была значительно меньшей, чем в контроле (таблица). Сопоставление приведенных данных показывает, что максимальные различия массы мозга подопытных и контрольных животных наблюдались в 14-дневном возрасте. То есть темпы роста мозга у сравниваемых групп крысят существенно различаются в первые 2 недели постнатального периода. В интервале от 14- до 30-дневного возраста увеличение массы мозга у подопытных и контрольных животных было практически равным, несмотря на то, что темпы роста массы тела у животных подопытной группы продолжали превышать их в контрольной (таблица).

Гистохимический анализ активности ферментов показал, что в 5-дневном возрасте, когда темпы роста мозга у подопытных животных значительно превышали их у контрольных, нейроны гиппокампа отличались большей активностью НАДН-д и НАДФН-д. Эти отличия можно расценивать соответственно как свидетельство интенсификации процессов внутримитохондриального и внемитохондриального биологического окисления. При этом последние тесно связаны с такими важными для роста и созревания мозга процессами, как синтез нуклеиновых кислот и других биомолекул [5]. В то же время, активность ГСДГ, отражающая интенсивность синтеза нейростероидов, у подопытных 5-дневных крыс была снижена в нейронах слоя II неокортекса.

Таблица. Влияние экспериментального уменьшения численности пометов на активность ферментов в клетках мозга крыс Показатель 5-дневные 14-дневные 30-дневные
контроль (2 помета) акселерация (3 помета) контроль (2 помета) акселерация (3 помета) контроль (2 помета) акселерация (3 помета)
Масса тела, г 8,9±0,56 10,6±0,66* 18,1±0,36 33,0±1,11* 61,5±2,21 79,9±3,03*
Масса ГМ абсолютная, мг 421±22,76 478±12,29* 1048±16,3 1174±16,18* 1371±23,6 1486±17,8*
Масса ГМ относительная, мг/г 48,1±0,911 46,2±1,96 58,3±0,756 35,9±0,936* 22,6±0,62 18,8±0,56*
Масса полушария, мг 151±9,4 180±6,6* 397±6,4 431±14,5* 514±11,8 550±10,5*
Активность ферментов, у. е.
НАДН-д, слой II 0,446±0,016 0,460±0,031 0,368±0,018 0,380±0,024 0,392±0,020 0,348±0,017
НАДН-д, слой V 0,367±0,021 0,402±0,019 0,328±0,021 0,371±0,031 0,313±0,013 0,315±0,011
НАДН-д, гиппокамп 0,496±0,024 0,557±0,017* 0,375±0,019 0,390±0,022 0,465±0,020 0,468±0,028
НАДФН-д, слой II 0,412±0,017 0,507±0,02* 0,416±0,013 0,417±0,020 0,462±0,022 0,445±0,015
НАДФН-д, слой V 0,362±0,013 0,390±0,016 0,382±0,018 0,376±0,021 0,448±0,019 0,405±0,017
НАДФН-д, гиппокамп 0,450±0.012 0,502±0,015* 0,412±0,026 0,426±0,021 0,664±0,031 0,597±0,027
ГСДГ, слой II 0,293±0,011 0,260±0,012* 0,211±0,011 0,179±0,008* 0,251±0,007 0,229±0,01*
ГСДГ, слой V 0,248±0,01 0,250±0,01 0,197±0,012 0,167±0,011 0,229±0,007 0,209±0,007*
ГСДГ, гиппокамп 0,278±0,014 0,265±0,009 0,219±0,015 0,212±0,014 0,279±0,010 0,257±0,009*
ГСДГ, эпендима желудочка 0,342±0,018 0,336±0,030 0,415±0,026 0,265±0,031* 0,386±0,019 0,371±0,045
ГСДГ, эпендима ворсинок 0,539±0,037 0,503±0,036 0,563±0,042 0,382±0,044* 0,517±0,031 0,556±0,061

Примечание. * - межгрупповые различия статистически достоверны (р<0,05).

У 14- и 30-дневных крыс, когда различия темпов роста мозга у подопытных и контрольных крыс нивелировались, активность НАДН-д и НАДФН-д в исследованных нейронах не имела достоверных межгрупповых различий. Параллельно с этим, активность ГСДГ в нейронах слоя II СТД неокортекса, как и у 5-дневных животных, в 14- и 30-дневном возрасте у подопытных крыс была меньшей, чем в контроле. В 30-дневном возрасте это снижение наблюдалось также в нейронах слоя V СТД и гиппокампа. Кроме того, в 14-дневном возрасте снижение активности ГСДГ имелось в эпендимоцитах выстилки боковых желудочков мозга и ворсинок сосудистых сплетений (таблица). Оценивая выявленные различия активности ГСДГ, следует учитывать, что синтезируемые с участием данного фермента нейростероиды обладают способностью стимулировать процессы роста и развития нейронов, формирования синаптических контактов, дендритообразование, рост аксонов [6, 7]. В связи с этим, можно предположить, что у подопытных крыс, в условиях опережающих темпов роста мозга, при достижении его клетками определенных размеров, интенсивность синтеза нейростероидов ингибируется как в нейронах, так и в глиальных клетках органа.

В целом изложенные результаты свидетельствуют о том, что акселерация, признаки которой выявляются у животных, выращенных в искусственно уменьшенных пометах и включающая в себя ускорение темпов роста мозга [4], сопровождается изменениями активности ряда ферментов как в нейронах, так и в клетках глии. Эти изменения происходят как с общеметаболическими ферментами (НАДН-д, НАДФН-д), так и с ключевым ферментом синтеза стероидных гормонов - ГСДГ. При этом характер реакции нейронов разных слоев неокортекса и гиппокампа, связанных с выполнением различных функций, в условиях акселерации изменяется по-разному. Мы полагаем, что полученные данные могут быть полезными при анализе механизмов, регулирующих рост и развитие мозга, а также при выяснении функциональных особенностей мозга при акселерации.

Литература


1. Лойда З., Госсрау Р., Шиблер Т. Гистохимия ферментов. - М.: Мир, 1982. - 270 с.
2. Рыжавский Б.Я., Литвинцева Е.М. Гистохимическое выявление 3β-гидроксистероиддегидрогеназы в нейронах головного мозга // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2011. - Т. 152, № 9. - С. 347-349.
3. Рыжавский Б.Я., Соколова Т.В., Учакина Р.В. и соавт. Влияние эмоционального стресса самок-крыс в период, предшествующий беременности, на показатели развития головного мозга их потомства // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2002. - Т. 134, № 8. - С. 146-150.
4. Рыжавский Б.Я., Литвинцева Е.М., Учакина Р.В. Влияние численности пометов крыс на показатели развития мозга, гонад и надпочечников // Дальневосточный медицинский журнал, 2009. - № 1. - С. 85-87.
5. Стайер Л. Биохимия. - Т. 2. - М.: Мир. - 1984. - 310 с.
6. Tsutsui K., Sakamoto H., Ukena K. // Biosynthesis and action of neurosteroids in the cerebellar Purkinje neuron // J. Steroid Biochem. Mol. Biol. - 2009. - Vol. 85, № 2-5. - Р. 311-321.
7. Karishma, K.K., Herbert J. Dehydroepiandrosterone (DHEA) stimulates neurogenesis in the hippocampus of the rat, promotes survival of newly formed neurons and prevents corticosterone-induced suppression // Eur. J. Neurosci. - 2002. - Vol. 16, № 3. - P. 445-453.

Аннотация:

Изучался головной мозг 5-, 14-, 30-дневных белых крыс. Экспериментальная группа состояла из животных, выращенных в пометах, где акселерация вызывалась уменьшением числа крысят, через сутки после родов, до 4 (по 3 помета каждой возрастной группы). Контрольная группа включала в себя крысят из пометов численностью от 10 до 13 (по 2 помета из каждой возрастной группы). Определяли массу тела, головного мозга, правого полушария, а также активность НАДН- и НАДФН-дегидрогеназы (НАДН-д, НАДФН-д), 3?-гидроксистероиддегидрогеназы (ГСДГ) в нейронах слоев II и V неокортекса, поля 1 гиппокампа. Активность ГСДГ исследовали также в эпендимоцитах боковых желудочков и ворсинок сосудистых сплетений. Установлено, что в 5-дневном возрасте у подопытных животных нейроны гиппокампа отличались большей активностью НАДН-д и НАДФН-д, активность ГСДГ была снижена в нейронах слоя II неокортекса. У 14- и 30-дневных крыс активность НАДН-д и НАДФН-д в исследованных нейронах не имела достоверных межгрупповых различий. Активность ГСДГ в 14- и 30-дневном возрасте у подопытных крыс в нейронах слоя II неокортекса была меньшей, чем в контроле, в 30-дневном возрасте снижение наблюдалось также в нейронах слоя V неокортекса и гиппокампа. В 14-дневном возрасте имелось снижение активности ГСДГ в эпендимоцитах.

Авторы:

Ткач О.В.
Рыжавский Б.Я.

Издание: Дальневосточный медицинский журнал
Год издания: 2014
Объем: 4с.
Дополнительная информация: 2014.-N 3.-С.86-89. Библ. 7 назв.
Просмотров: 54

Рубрики
Ключевые слова
18
180
197
32
37
43
46
50
563
bioVISION
in
pro
st
th
абсолютный
акселерация
аксонов
активность
анализ
аппарат
белые
беременности
биологический
биология
биомолекулярный
биохимия
боковой
большая
бытовые
бюллетень
введен
влияние
внутри
вода
возраст
возрастные
волна
ворсинки
ворсинчатая
восток
время
вызывать
выполнение
выявление
выявленный
гидроксистероиды
гиппокамп
гистохимическая
глиальные
голова
головной
гонад
гормон
готовность
групп
дальневосточное
дальний
данные
данных
дендриты
длина
доли
достижение
другого
желез
желудочки
желудочковая
животного
животные
журнал
изменение
изменения
изучение
изучению
интенсивность
интервал
искусственная
исследование
исследований
исследования
кислот
клетка
клеток
ключ
компьютерная
контакт
контроль
контрольная
контрольные
коры
край
криостатные
крыса
крысята
лаборатории
лабораторные
литература
литые
максимальная
малого
масса
массы
материал
медицин
медицинская
метод
механизм
мирового
модели
мозг
мозга
морфологическая
надпочечниковый
надфн
настоящие
нейрон
нейроновые
нейростероиды
неокортекс
нуклеиновых
обработка
общей
одновременная
одного
окисление
определение
определенного
оптическая
орган
особенности
отличия
относительная
параллель
первая
период
плотности
показатели
покрывающий
пола
полезная
полового
полост
полушария
поля
помет
помощи
поры
после
послед
постнатальный
потомство
право
практическая
прево
признаки
программ
продуктов
процесс
путем
работа
равными
развитие
различие
различный
размеров
реакцией
регулирующая
результата
родовые
рост
роста
ряда
свидетельства
связанные
связей
синаптическая
синтез
след
слова
слой
снижение
собственно
совокупность
созревание
соколов
соматические
сопоставление
сосудистая
сплетение
способности
сравнительные
срезы
статистические
степени
стероидные
стимулирующее
стрессоры
таблицы
тела
теменная
темп
толщина
увеличение
уменьшение
ускорение
условия
участие
фермент
ферменты
формирование
функции
функциональная
хабаровский
характер
целом
цитоплазма
частная
численность
численный
число
экспериментальная
экспериментальные
эмоциональный
эпендима
Ваш уровень доступа: Посетитель (IP-адрес: 18.221.59.121)
Яндекс.Метрика