Введение к работе
Актуальность проблемы. Одной из ванных проблем совремэнной звдокріиологии является взаимодействие желез внутренней секреции. В этом плане продставляет интерес зависимость гипоталамо-гшофиэарно-адренокортикальной системы (ТГАКС) от деятельности околотаговидяых желез (СЩ). В ОЩ вырабатывается паратгормон (ПТГ), который является одним из гормонов, регулирующих гомеостаз Са - катиона, выполняющего важную роль в функционировании эндокринных гелаз.
Еще в 1961 году Douglas и Rubin , изучая секрецию катехс— ламинов, впервые установили, что Са выполняет определенную функцию в сопряжении стимула и секреции. В дальнеіїшзм многочисленными исследованиями было показано, что под влиянием избытка Са усиливается выделение кортикостероидов, причем, этот эфрект был Обнаружен как in vivo (Jensen, Toft, 1972; Г.К.З0ЛОЄЗ И соавт., 1982), так и in vitro на срезах коры надпочзчкиков и изолированных адренокортикоцитах человека feubin , 1974; како 1975). Кроне того, получены данные, свидетельствующие о том,что обусловленная ПТГ гипэркалъциемвя стимулирует деятельность гипо-таламо-гипофизарного комплекса ( Marotta, 1971).
Б настоящее время имеются данные, указывающие на то, что ОЩ могут оказывать определенное влияние на ГТАКС не только через изменение содержания Са, но и путем непосредственного воздействия ШТ. Так,Rosenberg et ai. в опытах in vitro показали, что в кора надпочечных желез содержатся специфические для ПГГ рецепторы. Costs et ai, (1986) получены факты, косвенно свидетельствующие о наличии рецепторов ПТГ в мозге.
Известно, что усиление секреции ПГГ происходит при действии на организм стрессорных факторов (ГД.Золоев, В.Д.Слепушкин,
4 1982; Г.К.Золоев и соавт., 1983) в той числе и при мышечных нагрузках ( tele , 1986; HJungiall et al. ,1986; Kazutaniet et aa.,I987; zie&ier et ai.s 1987). При этом возрастание секреторной активности ОВД и гидаркальциешя по временя опережают активацию гидафизарно-адреналового комплекса (shak et ai.,I975; ИД.Држевецкая, Н.НДиманский, Н.Ф.Мияшна,ГЭ81; И.А.Дрхевацкая, Ю.Ы.Држевада'лй, 1983; В.Д.Слепушкин и соавт., 1985).
Биологический смысл повышения уровня ШГ при стрессе, в том числе н при выполнении мышечных нагрузок, заключается прежде всего в том, что ШГ обеспечивает возрастающие потребности организма в Са. Учитывал возможность стимулирующего влияния Са и самого ШТ на гипоталамус, гипофиз и кору надпочечник желая, можно предположить, что усиление активности ОВД при стрессе и при мышечной деятельности, необходимо для последующего усиления функционирования ГГАКС, которая при мешочной нагрузке обеспечивает организм пластическими ресурсами.
Одним из методически подходов, позволяющим осветить проблему функциональной взаимосвязи мезду ОШ и ГГАКС, является изучение особенностей функционирования ГГАКС при гало- в гипвр-даратиреозе в условиях покоя и при шишечной деятельности. Проведение таких исследований имеет и определенное практическое значение, поскольку в последнее десятилетие установлено, что пшер-кальциемия встречается не только при клинических формах гияерпа-ратираоза, ко и у практически здоровых людей [гго данный Heath и Pernel (1985) - 51,1 случая на 100 000 населения в год|.Шв-че говоря, нередко наблюдается латентно протекающая форма гитар-паратиреоза, при которой можно ожила» изменение функция ГГАКС и адаптации к шивчным нагрузкам. Эта проблема в литература практически не освещена.
Таким образом, получение данных об особенностях функционирования ГГЛКС в покое и при мышечной деятельности в условиях дет фицита и избытка ПТГ в организме должно способствовать расширению представлений о механизмах физиологического стресса, содействовать разработке практических мероприятий в спортивной медицине, а также углубить представления о патогенезе гипо- и гипер-парагиреоидных состояний.
Цель и задачи исследования. Цель работы: в эксперименте на лабораторных животных (крысы) изучить особенности функционирования ГГАКС в покое и пра выполнении физических нагрузок в условиях дефицита и избытка ПТГ.
Для ее достижения были поставлены следующие задачи:
в экспериментах на крысах получить стойкие состояния ги-попаратиреоза, вызванного паратиреоидэктомией (ПТЭ), и гидарпа-ратиреоза, обусловленного трансплантацией дополнительных 0ІЩ или введением паратиреоицнна;
выявить, влияет ли дефицит или избыток 1ПГ в организме на функциональное состояние ГГАКС[(корткколиберин-по лобную активность гипоталамичэских экстрактов (КЛ-активность ГЭ), содержание кортикотропина в гипофизе а концентрацию П-оксикортико-староидов (П-ОКС) в плазмз крови] в условиях покоя и при мышечных нагрузках. Выяснить, существуют ли корреляционные связи между Са и П-ОКС, Са*4- и П-ОКС в плазме крови;
для получения представлений о функционировании отдельных структур гипоталамического звана ГГАКС изучить КЛ-антивность па» равентрикулярного ядра (ПШ) й срединного возвышения (СВ) при дефицита и избытке ШТ в покое и в условиях мышечной деятельности;
исследовать влияние дефицита и избытка ШТ на реакцию коры надпочечников крыс к акзоганному корижотропину в покое и посла мышечной нагрузки.
- проследить влияние дефицита и избытка ПТГ на '"-ункцяонаро-ваіше і.*ехашізг.ов обратной связи 1ТАКС крнс.
Научная новизна работе. В экспериментах на красах получен новый Фактический материал, пеказгвавдіЗ, что де'ицит ПТГ и обусловленная им г:покальшекия как: б покое, так и при мішочиоЗ деятельности поникают ґункциональн зо активность всех звеньев ІТАКС ( центрального - продукции веществ с КЛ-актшшостьэ, промежуточного - ьиработку кортикотрошша гипофизом и периферического - секрецию глюкокортикоидов ). Избнток ПТГ и обусловленная им гшгеркальциешя, напротив, способствуют яозипешш "ункдиояаль-ноіі активности указанных компонентов П'АКС.
Впервые установлено, что дефицит ПТГ и гипокалышегая приводят к уг,ены:ению образования в ПВЯ продуктов с КЛ-актпвностью и замедлению их виведеная из СВ. Избнток ПТГ и гпперкалыщешш способствуют увеличению образования ч ПЗЯ продуктов с і'СЛ-активностью и стимулируют и:: выведение из СВ. Тскигл образом, конкретизировано воздействие г чпе— и гипорпаратиреоза на функционирование отдельных гипоталашческах структур (1ШЯ и ОВ ), участвующие в регуляции кортикотропної! (Т-ункции пшо'пза.
Впервые показано, что дефицит ПТГ и гкпокальциешш уменьшит, а избыток ПТГ я гиперкальцизмия увеличивают эффективность тогмокения активности ГГАКС ло механизму обратной связи.
Получены новые данные, показывающие, что в условиях покоя и после мышечной нагрузки дефицит ИТГ и гипокалыщемия снижают реакцию корн надпочечников на кортакотропин, в то врег.ш как избыток ПТГ и гаперкальцяемия усиливают ответ коры надпочечников на кортикотропан.
Создана новая модель хронического ггперпаратиреоза путем трансплантации крысам дополнительных 0Щ.
Теоретическое и практическое значение. Полученные данные углубляют представления о взаимодействия ОВШ и ГГАКС и роли Са в деятельности одной из важнейших адаптивных систем организма.
Результаты работы доказывает, что в условиях покоя и при мышечной деятельности функциональная активность ГГАКС находится в определенной зависимости от секреция ПТГ. Дейицит ПТГ и гипокаль-циемия понижают активность ГГАКС, а избыток ПТГ и гаперкаяьпде-мия - стимулируют указанную адаптивную систему.
Выявление изменения выработки продуктов с КЛ-активностьи в ПВЯ и их выведения из СВ при гипо- и гиперпаратиреозе указывает на зависимость функции этих гапоталамических структур от обеспеченности организма ПТГ и уровня циркулирующего Са.
Результаты работы свидетельствуют о том, что торможение активности ГГАКС по механизму обратной связи и реакция коры надпочечников на кортикотропин модулируются дефицитом или избытком ПТГ и уровнем кальциешш.
Результаты работы могут быть полезны для детализации патогенеза гало- и гиперпаратирэоидных состояний.
Полученные данные используются при преподавании физиологии человека и животных (курс эндокринологии) на биологическом отделении естественно-географического факультета и основ врачебного контроля на факультете физической культуры Ставропольского педагогического института.
Результаты использованы при написании учебного пособия для студентов биологических специальностей университетов и педагогических институтов И.А.Дртевецкой "Основы физиологии обмена веществ и эндокринной системы (изд. 3-е; М., Высшая школа).
Тема диссертационной работы была включена в план Отделения физиологии АН СССР по проблема "Принципы и механизмы деятельно-
оти висцеральных систем" на 2986-80 года, фрагмент работы - в программу "Нейроэндокранология" на 1990 гад.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на международном сишозяуие "Физиология гияофизарно-адренокортикальнов системы" (г. Ленинград, 1990), на Республиканском симпозиуме "Эндокринные механизмы адаптации к мышечной деятельности (Кяэраку, 1987), на конферзнцаях молодых учених Северо-Кавказского региона "Ыеханизш интеграции биологических систем. Проблема адаптации" (г.Ростов-на-Дону, 1985,1988,1989), на заседании Краевого обществе фармакологов (г.Ставрополь, 1989), на годичных научных конференциях Ставропольского ордена Дружбы народов государственного педагогического института (IS86, 1987, 1988, 1989).
Объем диссертации. Работа изложена на 192 страницах, включая 15 рисунков, 46 таблиц и библиографию, содержащую 228 источников(94 отечественных ИІ34- зарубежных),
МЕТОДИКА.'
Исследования проведены на белых нелинейных крысах-самцах. Всего в опитах использовано 1963 крысы. Из них непосредственно в экспериментах - 680 животных. Для бяотестярования КЛ-активности ГЭ и содержания кортнкстропана в гипофизе потребовалось 874 краев. Для трансплантация ШЩ использовано S09 крас-доноров.
Дефицит ШТ в организме тавотных получали путем удаления обеих ОЩЕ при помощи аппарата глехтрохирургического ЭХ-30. Эксперименты начинались через 14 суток после операции. Контролем слухали интактные и ложно оперированные крыоя.
Избыток ШТ у крыс создавали, используя две модели. Первая модель заключалась во введении животным паретиреоидана (по 0,04
9 единицы на 100 г массы тела животного) один раз в сутки в течение 4-х дней.
Вторая модель избытка ПТГ в организме «ивотных заключалась в трансплантации крысам-реципиентам под котку шеи 3-х пар ОПК от 3-х крыс-доноров. Эксперименты проводились через 14 суток после операцга. Контролем служили лнтактные крысы я подвергавшиеся лск-яой трансплантация ОПШ животные.
У крыс всех групп в покое и после ^яшeчIIoй деятельности (бег на тредбане со скоростью 20 ы/шя) различной продолжительности определяли: концентрации Са в плазм крови катодом титрования в модификации Н.Л.Селочника и соавт. (1978); содержание Са** в плазмэ крова с помощь» селективных электродов; концентрацию II-OKC в плазш крови фдуориыетрическш методом <по Ю.А.Паякову, И.Я.Усватовой, 1965); содержание кортикотрошша в гипофизе - в модификации Ю.Б.Скебельской (1964); К1-активность ГЭ по мэтоду Arirrura et al. (1967).
Для более детального изучения кортиколиберан-подобной функции гипоталамуса в условиях дефицита и избытка 1ГГГ определяли КЛ-активность не только экстрактов целых гипоталамусов, но и раздельно ПБЯ и СВ. С этой целью был использован метод выделения фрагментов гипоталамуса, разработанный докт. биол. наук О.А.Дани- ловой в лаборатории нейроэпдокринологии Института эволюционной физиологии и биохимии им. Сеченова АН СССР. После выделения ПВЯ и СВ одноименный материал объединяли, готовили из него уксуснокислые экстракты, КЛ-активность которых определяли по методу Ariraura et al. (1967).
С целью изучения реактивности корн надпочечников к экзогенному кортикэтрошану, крысам инъецировали кортикотрошш фирмы " си» " аз расчета 0,25 іл? на 100 г массы тела. Реакцию адрено-
кортикоштов оценивали по приросту II-OKC в плазме крови через 2 часа после инъекций.
Для исследования функционирования механизмов обратной связи в условиях дефицита и избытка ПТГ крысам за 12 часов до эксперимента вводили внутримышечно преднизолон по 500 мкг на 100 г массы тела, что слугало имитацией сигнала обратной связи. Об эффективности ториоаения ITAKC по механизм обратной связи судили по концентрации II-OKC в плазме крови.