Полный текст
О.А. Лебедько2,1,О.В. Ткач1, Б.Я. Рыжавский1
Влияние ретаболила на показатели развития коры и свободнорадикальное окисление в мозге крыс
1Дальневосточный государственный медицинский университет, 680000, ул. Муравьева-Амурского, 35, тел. 8-(4212)-76-13-96, e-mail: nauka@mail.fesmu.ru;
2Хабаровский филиал ФГБНУ "Дальневосточный центр физиологии и патологии дыхания СО РАМН - НИИ охраны материнства и детства", 680022, ул. Воронежская, 49, кор. 1, тел. 8-(4212)-98-05-91, e-mail: iomid@yandex.ru, г. Хабаровск
Контактная информация: О.А. Лебедько, e-mail: iomid@yandex.ru
Резюме:
Изучался головной мозг 60-дневных белых крыс (6 пометов), выращенных в малочисленных пометах, уменьшение численности которых осуществлялось через сутки после родов путем оставления в помете по 6 крысят. В каждом помете 3 крысятам, в возрасте 30 суток, введен ретаболил в дозе 10 мг/кг, 3 контрольным - эквиобъемное количество растворителя. Введение ретаболила не привело к стимуляции роста массы мозга, полушария. Концентрация липидов у подопытных самцов достоверно увеличилась в слое I неокортекса и белом веществе ГМ, а самок - в белом веществе. Активность НАДН-дегидрогеназы в нейронах неокортекса и гиппокампа у подопытных и контрольных крыс не имела достоверных различий. Активность НАДФН-дегидрогеназы возрастала в нейронах слоя II и V неокортекса и гиппокампа в мозге подопытных самок и нейронов слоя V - в мозге самцов. Введение ретаболила снижало интенсивность перекисного окисления липидов, как у самцов, так и у самок.
Ключевые слова:
мозг, развитие, ретаболил, свободнорадикальное окисление
O.A. Lebedko1,2, O.V. Tkach, B.Ya. Ryzhavskii1
Retabolil effect on indicators of cortex development and free radicals oxidation in rats' brain
1Far Eastern State Medical University, Khabarovsk;
2Founding Far Eastern Scientific Center of Respiratory Pathology and Physiology SB RAMS - Scientific research institute of Mother and Child Care
Summary:
The authors studied the brain of 60 days old albino rats (6 breeds) raised in small breeds that had been reduced in a day after delivery, only six rats were left. In each breed, 3 rats aged 30 days, received retabolil in the dose of 10 mg/kg, 3 control rats - equal volume of solvent. Administration of retabolil did not result in stimulation of brain mass, hemisphere. Lipid concentration in experimental males reliably increased in the layer I of neocortex and white matter of the brain, in females - in white matter. Activity of NADN-dehydrogenase in neurons of neocortex and hippocampus in experimental and control rats did not show any significant differences. Activity of NADN-dehydrogenase was increasing in the neurons of layer II and V of neocortex and hypocampus in the brain of experimental females and neurons of layer V in the brain of males. Administration of retabolil decreased intensity of lipid peroxide oxidation both in males and females.
Key words:
brain, development, retabolil, free-radical oxidation
Введение
Стероидные гормоны разных групп оказывают существенное влияние на морфофункциональные характеристики, развитие головного мозга (ГМ). Это установлено в отношении андрогенов, эстрогенов, гестагенов, кортикостероидов [1, 2, 4, 8, 10, 12]. Введение производных тестостерона неполовозрелым и молодым половозрелым крысам, отражается на развитии их ГМ, поведении животных. Введение прогестерона беременным крысам также оказывает влияние на показатели развития мозга их однодневного и 40-дневного потомства [8]. Препараты стероидных гормонов, обладающие высокой анаболической активностью, также оказывают влияние на структуру и функции разных отделов ГМ [14, 15, 17]. Установлено также, что анаболические стероиды способны модулировать редокс-статус органов, смещая равновесие, как в сторону образования свободных радикалов, так и в сторону усиления процессов их детоксикации [13, 16]. Эти свойства анаболических стероидов привлекают внимание в связи с тем, что свободнорадикальные механизмы играют важную роль в регуляции процессов органогенеза.
Изучение влияния ретаболила показало, что его введение 7-дневным крысам приводит к снижению содержания гидроперекисей липидов, замедлению образования и накопления перекисных радикалов, увеличению перекисной резистентности тканей ГМ у подопытных животных в возрасте 14 суток. При этом наблюдаются также изменения ряда морфометрических показателей развития коры, не одинаковые в разных ее отделах. В то же время, ретаболил не оказывал влияния на массу ГМ и полушария у подопытных животных, которые не отличались от таковых в контроле, то есть анаболический эффект гормона не регистрировался. При этом следует отметить, что исследованные животные содержались в искусственно уменьшенных пометах, что способствовало достаточному обеспечению их молоком матери [9].
Данная работа является продолжением цитируемой статьи и посвящена изучению влияния ретаболила на мозг крыс более старшего возраста - в течение препубертатного периода, отличающегося воздействием на него значительно возрастающих концентраций половых гормонов и приближением к морфофункциональному состоянию, характерному для взрослых животных [8]. В ней исследовано влияние ретаболила на СРО, содержание липидов и активность НАДН- и НАДФН-дегидрогеназ в нейронах коры. При этом мы исходили из данных о том, что ретаболил является стероидом, обладающим высокой анаболической и слабой андрогенной активностью, может применяться при лечении детей с гипофизарной карликовостью [4] и ряде других заболеваний.
Материал и методы
В работе изучался головной мозг 60-дневных белых крыс (6 пометов), выращенных в малочисленных пометах, уменьшение численности которых осуществлялось через сутки после родов, путем оставления в помете по 6 крысят. В каждом помете 3 крысятам, в возрасте 30 суток введен ретаболил в дозе 10 мг/кг; 3 контрольным - эквиобъемное количество растворителя (персиковое масло). Все животные содержались одновременно в условиях одного вивария, корм и воду получали ad libitum. Условия содержания животных соответствовали нормам международного и российского законодательства. Взвешиванием на электронных весах определяли массу тела, головного мозга, полушария. Для суждения о степени миелинизации волокон из собственно теменной доли (СТД) правого полушария получали криостатные срезы толщиной 30 мкм, которые окрашивали суданом черным В (для выявление липидов). Из СТД правого полушария готовили криостатные срезы толщиной 30 мкм, на которых ставили реакцию на НАДН- и НАДФН-дегидрогеназы (НАДН-д, НАДФН-д) по [7]. Активность НАДН-д, НАДФН-д определяли в цитоплазме нейронов слоя II и V СТД неокортекса и поля I гиппокампа при помощи компьютерной цитоспектрофотоморфометрии на аппарате "МЕКОС" по оптической плотности продуктов реакции в цитоплазме клеток, при длине волны 550 нм. Концентрацию липидов в слое I и белом веществе головного мозга (под неокортексом) измеряли на аппарате "Мекос" при длине волны 600 нм. Свободнорадикальный статус оценивали методом хемилюминесценции (ХМЛ). В гомогенизированной ткани головного мозга определяли интенсивность генерации свободных радикалов (Ssp); содержание гидроперекисей липидов (h); скорость образования и накопления перекисных радикалов (Sind-1); перекисную резистентность (H), активность антиоксидантной антирадикальной защиты (Sind-2). Интенсивность ХМЛ, измеренную в милливольтах, рассчитывали на 1 г влажной ткани, взятой во время забоя животных, и выражали в относительных единицах. Обработку результатов проводили при помощи программы Statistica 6.0.
Результаты и обсуждение
Примененный препарат обладает пролонгированным действием (действует в течение месяца). В связи с этим после однократного введения в возрасте 30 суток он оказывал влияние до выведения животных из эксперимента в двухмесячном возрасте. Введение ретаболила не оказало влияния на массу тела крысят, а также ГМ и его полушария. Таким образом, как и в 1-й половине молочного периода онтогенеза [9], в препубертатном периоде ретаболил не привел к развитию такого важного признака активации анаболических процессов как увеличение массы тела и ГМ. Можно предполагать, что при уменьшении численности пометов и достаточном обеспечении нутриентами темпы роста крыс в данном периоде онтогенеза близка к максимальной, в результате чего введение ретаболила не оказало существенного влияние на массу тела и мозга животных. В то же время андрогенный эффект ретаболила проявился значительным уменьшением массы семенников у подопытных самцов (табл. 1).
Концентрация липидов, отражающая степень миелинизации нервных волокон, у подопытных самцов была достоверно увеличена в слое I неокортекса и белом веществе ГМ, у самок - в белом веществе (табл.). Эти изменения могут расцениваться как отражение ускорения "биохимического созревания" ГМ под влиянием ретаболила. Они согласуются с полученными ранее данными о том, что введение неполовозрелым крысам производных тестостерона (сустанона) приводит к ряду изменений такой же направленности [8].
Таблица 1. Влияние введения ретаболила на гравиметрические показатели, активность НАДН-д, НАДФН-д в нейронах коры головного мозга Показатели Группа
самцы самки
контроль опыт контроль опыт
Масса тела, г 314±10,4 314±14,6 218±8,6 236±5,2
Масса головного мозга, мг 1782±31,7 1770±30,2 1694±32,9 1687±23,2
Масса полушария, мг 657±19,1 666±23,01 648±27,4 633±11,1
Масса гонад, мг 1365±74,6 757±100,04* 73±8 63±5
Концентрация липидов, усл. ед.
Слой I
0,340±0,016
0,509±0,059*
0,464±0,055
0,534±0,049
Белое вещество 0,228±0,014 0,274±0,012* 0,270±0,018 0,327±0,155*
Активность ферментов, усл. ед.
НАДН-д, слой II
0,346±0,017
0,357±0,011
0,392±0,021
0,444±0,019
НАДН-д, слой V 0,327±0,019 0,322±0,018 0,370±0,032 0,412±0,025
НАДН-д гиппокамп 0,439±0,023 0,434±0,036 0,508±0,041 0,524±0,031
НАДФН-д, слой II 0,397±0,021 0,436±0,033 0,355±0,035 0,506±0,027*
НАДФН-д слой V 0,368±0,02 0,451±0,032* 0,378±0,027 0,482±0,015*
НАДФН-д, гиппокамп 0,458±0,029 0,537±0,029 0,440±0,037 0,564±0,03*
Примечание. * - различия с контролем достоверны (р<0,05).
Изучение активности дегидрогеназ в нейронах неокортекса и гиппокампа выявило, что влияние ретаболила на НАДН-д и НАДФН-д различно. Активность НАДН-д, отражающая интенсивность биологического окисления в митохондриях и генерирования АТФ, под влиянием препарата не изменилась в цитоплазме нейронов всех изученных локализаций. Активность НАДФН-д связана преимущественно с внемитохондриальным окислением, восстановительным биосинтезом, в частности жирных кислот. При этом НАДФН поставляется большей частью при реакциях пентозофосфатного пути [11]. У самок, которым был инъецирован ретаболил, происходило увеличение активности НАДФН-д в нейронах слоя II и V СТД неокортекса, а также - поля I гиппокампа. У самцов данный эффект был статистически достоверным только в нейронах слоя V СТД (Р<0,05). В нейронах гиппокампа имелась тенденция к увеличению активности данного фермента (Р<0,1). Таким образом, изменения активности НАДФН-д в корковых нейронах при введении препарата, имеющего как анаболический, так и андрогенный эффект, у самок оказались более выраженными.
Исследование СРО у 60-суточных крыс-самцов контрольной группы выявило, что ХМЛ-показатели (Ssp, Sind-1, H, Sind-2) были достоверно выше, чем у самок (табл. 2), что соответствует полученным нами ранее данным о гендерных особенностях свободнорадикального статуса головного мозга крыс этого возраста, а также - 90-дневных крыс, растущих в естественных по численности пометах [5,6,8,9] . Кроме того, все полученные показатели СРО у контрольных животных были примерно в полтора раза большими, чем найденные ранее у контрольных животных в возрасте 14 суток [9]. Эти результаты согласуются с данными о том, что по мере развития животного, в головном мозге увеличивается интенсивность ПОЛ, что может быть связано с ростом органа, повышенным количеством активных форм кислорода в его структурах и необходимо для завершения процессов дифференцировки [3].
Введение подопытным крысам ретаболила угнетало интенсивность перекисного окисления липидов как у самцов, так и у самок, на что указывает снижение уровней h, Sind-1 и H относительно контрольных показателей. Параметры генерации свободных радикалов (Ssp) и общей антиоксидантной антирадикальной защиты (Sind-2) сохранялись в пределах контрольного уровня (табл. 2).
Таблица 2. ХМЛ-показатели (в отн. ед.) свободнорадикального статуса гомогенатовполушария головного мозга 14-суточных белых крыс Показатели Группа
контроль опыт
Ssp 0,077±0,004 0,070±0,004
h 0,450±0,025 0,324±0,016*
Sind-1 0,610±0,030 0,482±0,020*
H 1,02±0,03 0,86±0,04*
Sind-2 1,90±0,06 1,85±0,07
Примечание. * - p<0,05 по отношению к контролю.
Таким образом, действие ретаболила на СРО в мозге самцов было аналогичным действию сустанона - пролонгированного препарата из производных тестостерона. Это дает основание предположить, что действие ретаболила на СРО было связанным с наличием у него андрогенных свойств. Значительно уменьшенная масса семенников (табл.1) у подопытных самцов может рассматриваться как один из доводов в пользу данной трактовки, хотя андрогенное действие не рассматривается как основное у данного препарата.
Введение ретаболила самкам привело, как и у самцов, к снижению интенсивности СРО в мозге (табл.2), то есть действие препарата на СРО имело противоположную направленность про сравнению с наблюдавшейся при введении как 30-, так и 60-дневным самкам сустанона, увеличившему его интенсивность [5,6]. Последнее могло быть объяснено антиэстрогенным эффектом производных тестостерона, в том числе, способных действовать на стероидогенез в яичниках, снижая продукцию эстрадиола - эстрогена с максимальной способностью подавлять СРО [8]. При объяснении противоположного, по сравнению выявленным у сустанона, эффекта у ретаболила, можно принимать во внимание такие особенности препарата как 1)меньшую, чем у производных тестостерона (в составе сустанона), андрогенную активность, а также 2)более высокую анаболическую активность .
Таким образом, сопоставление действия ретаболила и ранее изучавшегося нами сустанона на СРО в мозге крыс свидетельствует, что в отличие от действия сустанона [5,6,8], эффект ретаболила не зависел от гендерной принадлежности животного, характеризовался меньшей выраженностью, и не распространился на биогенез свободных радикалов в целом (Ssp) и общую антиоксидантную антирадикальной защиту (Sind-2).
С другой стороны, уменьшение содержания перекисей липидов, скорости образования и накопления перекисных радикалов и перекисной резистентности было обнаружено нами и в мозге 14-дневных крысят обоего пола, которым ретаболил был введен в 7-дневном возрасте, то есть действие данного препарата на СРО в мозге было однотипным в молочном и препубертатном периодах онтогенеза [9].
Суммируя изложенные в настоящей работе данные, можно заключить, что введение ретаболила крысам в периоде, предшествующем половому созреванию, как и в молочном периоде, не отразилось на темпах роста ГМ, полушария, но вызвало ряд отклонений метаболизма нейронов, показателей биохимического созревания мозга, СРО в органе, что позволяет предполагать влияние препарата и на его функциональное состояние.
Литература
1. Ахмадеев А.В. Влияние фактора пола и неонатальной андрогенизации на дендроархитектонику нейронов дорсомедиального ядра миндалевидного тела мозга // Морфология. - 2006. - Т. 129, № 3. - С. 30-33.
2. Бабичев В.Н. Нейроэндокринный эффект половых гормонов // Успехи физиол. наук. - 2005. - Т. 36, №1. - С. 54-67.
3. Галкина О.В., Путилина Ф.Е., Ещенко Н.Д., Блюдзин Ю.А. Интенсивность перекисного окисления липидов головного мозга крыс разного возраста // Нейрохимия. - 2002. - Т. 19, № 4. - С. 278-283.
4. Жуковский М.А. Детская эндокринология. - М.: Медицина, 1995. - 656 c.
5. Задворная О.В., Лебедько О.А., Рыжавский Б.Я. Влияние введения сустанона-250 самцам и самкам крыс в препубертатном периоде онтогенеза на показатели их развития и свободнорадикальное окисление в коре головного мозга //Дальневосточный медицинский журнал. - 2010. - № 2. - С. 108-111.
6. Лебедько О.А., Рыжавский Б.Я., Задворная О.В. Свободнорадикальный статус неокортекса белых крыс и его модификация экзогенными производными тестостерона // Дальневосточный медицинский журнал. - 2011. - № 4. - С. 95-99.
7. Лойда З., Госсрау Р., Шиблер Т. Гистохимия ферментов. Лабораторные методы. - М.: Мир. - 272 с.
8. Рыжавский Б.Я., Демидова О.В. Влияние половых гормонов на развитие головного мозга. Морфологический анализ. - Хабаровск: Изд-во ДВГМУ, 2013. - 128 с.
9. Рыжавский Б.Я., Лебедько О.А., Ткач О.В Влияние ретаболила на показатели развития коры и свободнорадикальное окисление в мозге крыс // Дальневосточный медицинский журнал. - 2015. - № 1.
10. Сергеев П.В. Фармакологический свойства гестагенов // Фарматека. - 2003. - № 8. - С. 33-41.
11. Стайер Биохимия. - М.: Мир. - 1985. - Т. 2. - 308 с.
12. Buss C., Davis E.P., Muftuler L.T., et al. High pregnancy anxiety during mid-gestation is associated with decreased gray matter density in 6-9-year-old children // Psychoneuroendocrinology. - 2010. - Vol.35, №1. - Р. 141-153.
13. Germanakis I., Tsarouhas K., Fragkiadaki P., et al. Oxidative stress and myocardial dysfunction in young rabbits after short term anabolic steroids administration // Food. Chem. Toxicol. - 2013. - Vol. 61. - P. 101-105.
14. Kalinine E., Zimmer E.R., Zenki K.C., et al. Nandrolone-induced aggressive behavior is associated with alterations in extracellular glutamate homeostasis in mice // Horm Behav. - 2014. - Vol. 66, № 2. - P. 383-392.
15. Rainer Q., Speziali S., Rubino T., et al. Chronic nandrolone decanoate exposure during adolescence affects emotional behavior and monoaminergic neurotransmission in adulthood // Neuropharmacology. - 2014. - Vol. 83. - P. 79-88.
16. Portero-Otín M., et al. Stanozolol treatment decreases the mitochondrial ROS generation and oxidative stress induced by acute exercise in rat skeletal muscle // J. Appl. Physiol. - 2011. - Vol. 110, № 3. - P. 661-669.
17. Tugyan K., Ozbal S., Cilaker S., et al. Neuroprotective effect of erythropoietin on nandrolone decanoate-induced brain injury in rats // Neurosci. Lett. - 2013. -Vol. 15, № 533. - P. 28-33.
Стероидные гормоны разных групп оказывают существенное влияние на морфофункциональные характеристики, развитие головного мозга (ГМ). Это установлено в отношении андрогенов, эстрогенов, гестагенов, кортикостероидов . Введение производных тестостерона неполовозрелым и молодым половозрелым крысам, отражается на развитии их ГМ, поведении животных. Введение прогестерона беременным крысам также оказывает влияние на показатели развития мозга их однодневного и 40-дневного потомства [8]. Препараты стероидных гормонов, обладающие высокой анаболической активностью, также оказывают влияние на структуру и функции разных отделов ГМ . Установлено также, что анаболические стероиды способны модулировать редокс-статус органов, смещая равновесие, как в сторону образования свободных радикалов, так и в сторону усиления процессов их детоксикации . Эти свойства анаболических стероидов привлекают внимание в связи с тем, что свободнорадикальные механизмы играют важную роль в регуляции процессов органогенеза. Изучение влияния ретаболила показало, что его введение 7-дневным крысам приводит к снижению содержания гидроперекисей липидов, замедлению образования и накопления перекисных радикалов, увеличению перекисной резистентности тканей ГМ у подопытных животных в возрасте 14 суток. При этом наблюдаются также изменения ряда морфометрических показателей развития коры, не одинаковые в разных ее отделах. В то же время, ретаболил не оказывал влияния на массу ГМ и полушария у подопытных животных, которые не отличались от таковых в контроле, то есть анаболический эффект гормона не регистрировался. При этом следует отметить, что исследованные животные содержались в искусственно уменьшенных пометах, что способствовало достаточному обеспечению их молоком матери . Данная работа является продолжением цитируемой статьи и посвящена изучению влияния ретаболила на мозг крыс более старшего возраста - в течение препубертатного периода, отличающегося воздействием на него значительно возрастающих концентраций половых гормонов и приближением к морфофункциональному состоянию, характерному для взрослых животных . В ней исследовано влияние ретаболила на СРО, содержание липидов и активность НАДН- и НАДФН-дегидрогеназ в нейронах коры. При этом мы исходили из данных о том, что ретаболил является стероидом, обладающим высокой анаболической и слабой андрогенной активностью, может применяться при лечении детей с гипофизарной карликовостью и ряде других заболеваний. Изучался головной мозг 60-дневных белых крыс (6 пометов), выращенных в малочисленных пометах, уменьшение численности которых осуществлялось через сутки после родов путем оставления в помете по 6 крысят. В каждом помете 3 крысятам, в возрасте 30 суток, введен ретаболил в дозе 10 мг/кг, 3 контрольным - эквиобъемное количество растворителя. Введение ретаболила не привело к стимуляции роста массы мозга, полушария. Концентрация липидов у подопытных самцов достоверно увеличилась в слое I неокортекса и белом веществе ГМ, а самок - в белом веществе. Активность НАДН-дегидрогеназы в нейронах неокортекса и гиппокампа у подопытных и контрольных крыс не имела достоверных различий. Активность НАДФН-дегидрогеназы возрастала в нейронах слоя II и V неокортекса и гиппокампа в мозге подопытных самок и нейронов слоя V - в мозге самцов. Введение ретаболила снижало интенсивность перекисного окисления липидов, как у самцов, так и у самок.
Добавить в коллекцию