Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 12
1.1. Индивидуальные и половые особенности реагирования организма на стресс
1.2. Обмен биогенных аминов и кортикостероидов в легких 20
Глава 2. Материал и методы исследования 49
2.1. Характеристика и обоснование материала исследования 49
2.2. Моделирование хронического эмоционального стресса 49
2.3. Методы исследования 50
2.3.1. Определение прогностической устойчивости крыс к эмоциональному стрессу тестом открытого поля
2.3.2. Измерение концентрации катехоламинов, гистамина, серотонина, 11 -оксикортикостероидов и активности легочных аминоксидаз
2.4. Методы статистического анализа данных 57
Глава 3. Метаболическая активность легких в отношении биогенных аминов при хроническом иммобилизационном стрессе
3.1. Особенности обмена катехоламинов легкими 5 8
3.2. Особенности обмена серотонина легкими 69
3.3. Особенности обмена гистамина легкими 80
3.4. Особенности изменения активности легочных аминоксидаз 92
Глава 4. Метаболическая активность легких в отношении кортикостероидов при хроническом иммобилизационном стрессе
Глава 5. Обсуждение полученных результатов 110
Выводы 124
Список литературы
- Индивидуальные и половые особенности реагирования организма на стресс
- Моделирование хронического эмоционального стресса
- Особенности обмена катехоламинов легкими
- Метаболическая активность легких в отношении кортикостероидов при хроническом иммобилизационном стрессе
Введение к работе
Актуальность проблемы. Условия современной действительности характеризуются ускорением темпа жизни, информационными перегрузками, урбанизацией, гиподинамией. Все это и многое другое способствует возникновению длительных конфликтных ситуаций, сопровождающихся развитием эмоционального стресса [72].
В свою очередь на основе эмоциональных стрессов формируются психосоматические патологии: неврозы, нарушение сердечной деятельности, артериальная гипертензия, язвенные поражения желудочно-кишечного тракта, иммунодефицита, эндокринопатии и заболевания бронхо-легочной системы, которые занимают значительный удельный вес в структуре заболеваемости современного общества [47,53,69,79,81].
Известно, что легкие наряду с респираторной функцией выполняют ряд метаболических функций [8,9,77]. Легкие являются единственным органом в организме, куда поступает весь минутный объем крови, что делает их уникальными и наиболее приспособленными для адекватной и своевременной коррекции содержания в крови биологически активных веществ. Особого внимания заслуживает эндотелий легочного микроциркуляторного русла [22], который характеризуется: большим разнообразием и богатым набором биохимических компонентов (ферментов, субстратов, биологически активных веществ), связанных с обменом вазоактивных пептидов, простагландинов, биогенных аминов, факторов свертывания, фибринолиза и т.д. Важно также отметить, что эн-
дотелиоциты легочных микрососудов занимают более половины площади эндотелия всего организма и составляют 30% всей клеточной массы легких [246]. Легочное русло и легочный эндотелий, в частности, оказываются системой наиболее постоянного биохимического контроля субстанций, циркулирующих с кровью, что определяет их влияние на состав биологически активных веществ (БАВ) в крови артериального русла [23].
В легких метаболизируются как экзогенные, так и эндогенные биогенные амины (катехоламины, гистамин, серотонин, фенилэтиламин и др.), пептиды (брадикинин, ангиотензин), простагландины, компоненты свертывающей, про-тивосвертывающей и фибринолитической систем крови, а также стероиды [8,21,25,77,141]. Таким образом, в легких активируются или, напротив, инакти-вируются компоненты биорегуляторов, играющих важную роль в нейрогумо-ральной регуляции при стрессе. Данные биорегуляторы существенно изменяют состояние функциональных систем организма и влияют на метаболические процессы при стрессе.
Одним из механизмов инактивации катехоламинов (КА), серотонина (5-ГТ) и гистамина в легких являются аминоксидазы (АО), которые защищают организм от токсических воздействий экзогенных и эндогенных биогенных аминов [102,135,196,221].
Известно, что метаболическая активность легких изменяется при легочной патологии [199], при гипоксии [17,77], острой кровопотере [8], стрессе [9,10]. Показано, что при стрессе, особенно в первую фазу, легким принадлежит
7 существенная роль в регуляции активности калликреин-кининовои системы
крови, направленной на поддержание цирку ляторного гомеостаза [21]. Однако в условиях хронического стресса метаболическая активность легких в отношении биогенных аминов практически не изучена.
К настоящему времени доказано, что имеются половые различия в реагировании организма на стресс. Так показано, что степень перекисного окисления липидов и реакции сердечно-сосудистой системы на стресс зависят от пола [2]. Существуют половые различия и в регулировании активности легочных АО, связанные с действием половых гормонов [89,90,139].
В однотипных конфликтных ситуациях, порождающих эмоциональный стресс, выявляются животные устойчивые и предрасположенные к стрессу. Показаны различия в поведении, реакции сердечно-сосудистой системы, соединительной ткани, в экспрессии генов предраннего ответа (c-fos, c-jun), в изменении легочного сурфактанта при эмоциональном стрессе у животных с разной стресс-устойчивостью [10,12,14,15,72].
Особенности обмена биогенных аминов в легких при эмоциональном стрессе в зависимости от половой принадлежности и прогностической стресс-устойчивости остаются практически не изученными.
Цель и задачи исследования. Целью работы явилось выявление особенностей метаболической активности легких при хроническом эмоциональном стрессе в зависимости от половой принадлежности и прогностической стресс-
8 устойчивости крыс. В соответствии с целью исследований были поставлены
следующие основные задачи:
Изучить влияние хронического иммобилизационного стресса на обмен биогенных аминов (катехоламинов, серотонина, гистамина) в легких в зависимости от индивидуальной стресс-устойчивости животных.
Выявить половые различия обмена биогенных аминов в легких при хроническом иммобилизационном стрессе.
Проанализировать взаимосвязь обмена биогенных аминов в легких с активностью легочных аминоксидаз при хроническом иммобилизационном стрессе.
Выяснить особенности метаболической активности легких в отношении 11-оксикортикостероидов при хроническом иммобилизационном стрессе в зависимости от половой принадлежности и индивидуальной стресс-устойчивости животных.
Предмет и объект исследования. Работа выполнена на 160 белых, нелинейных, половозрелых крысах самцах и самках (не беременных) массой 180-220 гр. В венозной и артериальной крови из правого и левого желудочков сердца соответственно определяли гистамин и серотонин [61], катехоламины [46], 11-оксикортикостероиды [65]; в добавочной доле правого легкого аминоксида-зы [17,30].
Научная новизна полученных результатов. При хроническом эмоциональном стрессе у крыс впервые:
показано, что степень и направленность изменений метаболической активности легких по отношению к биогенным аминам зависит от индивидуальной стресс-устойчивости и половой принадлежности животных.
выявлено, что активность таких ключевых ферментов обмена биогенных аминов в легких, как аминоксидазы, повышается у устойчивых и стабильно понижается у неустойчивых к стрессу самцов, тогда как у самок направленность изменений не зависит от индивидуальной стресс-устойчивости и имеет фазный характер.
установлены различия в динамике обмена легкими 11-оксикортикостероидов в зависимости от пола и индивидуальной стресс-устойчивости животных.
Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные в ходе экспериментальных исследований результаты могут служить теоретической базой в объяснении роли легких в формировании неодинакового уровня биологически активных веществ в системном кровотоке и особенностей нейрогумо-ральных и вегетативных проявлений стресса в зависимости от пола и индивидуальной стресс-устойчивости.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Изменения метаболической активности легких по отношению к
биогенным аминам и 11-оксикортикостероидам в динамике хронического им-мобилизационного стресса имеют фазный характер.
2. Метаболическая активность легких по отношению к биогенным
аминам и 11-оксикортикостероидам зависит от индивидуальной стресс-устойчивости животных, и в разные фазы стресса может быть направлен как на понижение концентрации биорегулятора в системном кровотоке, так и на его повышение.
3. Индивидуальные различия метаболической активности легких в
большей степени выражены у самцов по сравнению с самками.
Сведения об апробации результатов диссертации. Материалы диссертации доложены на II международной конференции «Патофизиология и современная медицина» (Москва, 2004), III межрегиональной межвузовской научной конференции «Актуальные медико-биологические проблемы» (Ижевск, 2006), VIII международном конгрессе ISAM (Москва, 2006), XIV межгородской конференции молодых ученых «Актуальные проблемы патофизиологии» (Санкт-Петербург, 2008), V межрегиональной межвузовской научной конференции молодых ученых «Современные аспекты медицины и биологии» (Ижевск, 2008), научной конференции «Неделя международного сотрудничества» посвященной 75-летию ГОУ ВПО ИГМА (Ижевск, 2008).
Сведения о публикациях по теме диссертации. По материалам исследования опубликовано 15 научных работ. 2 научные статьи опубликованы в ведущих научных рецензируемых журналах, определенных Высшей аттестационной комиссией.
Личный вклад соискателя. Диссертант участвовал в планировании, постановке цели и задач исследования. Подбор и анализ литературы, проведение экспериментов (разделение крыс на группы по их индивидуальной стресс-устойчивости, моделирование эмоционального стресса, постановка всех биохимических методов), статистическая обработка экспериментальных данных и их анализ осуществлялись непосредственно соискателем. Из общего объема публикаций в научных журнала 1,8 у. п. л. авторское участие составило 1,2 у. п. л. Научные положения и выводы диссертации базируются на результатах собственных исследований автора.
Внедрение результатов исследования. Результаты проведенного исследования включены в лекционные курсы и практические занятия на кафедрах нормальной физиологии и патологической физиологии ГОУ ВПО «Ижевская государственная медицинская академия Росздрава».
Структура и объем диссертации. Диссертация объемом 163 страницы машинописи состоит из введения, обзора литературы, главы — материал и методы исследования, двух глав - результатов собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов и списка литературы. Работа иллюстрирована 18 таблицами и 26 рисунками. Список литературы содержит 254 источника (84 отечественных и 170 зарубежных авторов).
Индивидуальные и половые особенности реагирования организма на стресс
Стресс как биологическая категория - явление сложное, присущее всему живому. Стресс неотделим от самого явления жизни и можно дать следующее определение: стресс - совокупность неспецифических реакций организма в ответ на действие чрезвычайных раздражителей различной природы и характера, вызывающие напряжение функции органов и систем, и обеспечивающих мобилизацию организма в целях его адаптации и поддержания гомеостаза [83].
Процесс взаимодействия стрессоров и внутренней среды организма реализуется через стресс-систему, которая состоит из центральных и периферических структурно-функциональных образований. Центральное звено находится в лимбико-ретикулярных структурах мозга, а периферическое представлено ги-поталамо-гипофизарно-адреналовой осью и симпатоадреналовой системой [63].
Впервые внимание к эмоциональному стрессу было привлечено шведским ученым Л. Леви в 1972 году. Как показал американский физиолог У. Кэн-нон, отрицательные эмоции в конфликтных ситуациях сопровождаются резкой активацией симпатоадреналовых механизмов организма. Ответ на стресс формируется за счет активации гипоталамо-гипофизарно-надпочечникового комплекса [82,189]. По мнению ряда исследователей, ответ организма на стрессоры определяется интенсивностью продукции норадреналина в структурах головного мозга [5,34,183,185]. При стрессе выявлено изменение уровня катехоламинов в крови, моче и в различных структурах мозга [41,44,166]. Под влиянием гормонов гипофиза и надпочечников, согласно учению Г. Селье, формируется неспецифический адаптационный синдром, характеризующийся гипертрофией надпочечников, инволюцией вилочковой и лимфатических желез, а также язвенным поражениями ЖКТ [72].
Стрессорные воздействия сопровождаются и другими гуморально-гормональными реакциями: увеличением секреции гормонов щитовидной железы, изменением уровня ацетилхолина в крови, нарушением циркадных ритмов продукции мелатонина [6,83,73,167]. Эмоциональные стрессорные нагрузки сопряжены с активацией или подавлением перекисного окисления липидов [32,57], особенно в головном мозге [70]. Еще одной мишенью для стрессорных факторов является соединительная ткань [1,236]. Описаны изменения морфо-функциональной организации соединительной ткани [40,15,68] и нарушения обмена гликопротеинов в коже при эмоциональном стрессе [91].
Ответ организма на стресс во времени реализуется по стадиям [217]. Стадия тревоги сменяется стадией резистентности (может отсутствовать при наличии функциональной недостаточности гипоталамо-гипофизарной или симпато-адреналовой систем). Переход к заключительной стадии истощения возможен только при сильных и/или длительных стрессах, превышающих функциональные ресурсы нейроэндокринного аппарата [38]. Первоначально изучение эмоционального стресса проводилось классическим путем с использованием средних значений, однако усредненные данные не отражают истинной природы различных проявлений эмоционального стресса, так как не учитывают индивидуальную реактивность особей на воздействия [72]. На основании этого было предложено несколько методов прогнозирования предрасположенности животных к эмоциональному стрессу.
В настоящее время в литературе описываются различные методы разделения животных на группы по их индивидуальной стресс-устойчивости: агрессивно-конфликтная, вынужденного неизбегаемого плавания, открытого поля и другие [13,37,49,54,58,60,67,84]. Одним из наиболее широко используемых методов прогнозирования индивидуальной устойчивости к эмоциональному стрессу является тест «открытого поля». Установлено, что у крыс, характеризующихся повышенной двигательной активностью в «открытом поле», повышена реактивность к электрокожному раздражению и увеличен вес надпочечников, а у крыс со сниженной активностью — более низкий вес надпочечников и более низкое содержание адреналина в плазме крови. Крысы с меньшей двигательной и исследовательской активностью характеризуются более высокой гормональной активностью коры надпочечников в покое и значительно меньшим приростом кортикостероидов в плазме крови при иммобилизации.
А.В. Горбунова [28] и Т.И. Белова [5], показали, что наиболее характерным признаком устойчивости к эмоциональному стрессу является высокий уровень содержания норадреналина в гипоталамусе. Более того, в исследовани 15 ях Е.А. Громовой и соавт. [31] выявлен дефицит норадреналина в структурах мозга стресс-неустойчивых (СН) животных по сравнению со стресс-устойчивыми (СУ) в стволе, сопровождающийся повышенным уровнем дофамина и обусловленный врожденной низкой активностью фермента дофамин-бета-гидроксилазы, обеспечивающей переход дофамина в норадреналин, и повышенной интенсивностью обмена 5-ГТ в гипоталамусе.
В опытах с обучением у СН крыс выявлено понижение способности к формированию условно-рефлекторной двигательной пищедобывательной реакции. У этих же крыс отмечалась более выраженная способность дискриминировать эмоционально различные воздействия, свидетельствующая о том, что СН животные эмоционально более лабильны. Установленные особенности процессов обучения целенаправленной реакции и исследовательского поведения у СН животных обусловлены, очевидно, генетически ослабленной активностью но-радренергической и усилением активности дофаминергической и серотонинер-гической систем мозга [4,19].
Таким образом, исходное содержание биогенных аминов в структурах головного мозга определяет как различия в поведении животных с разной стресс-устойчивостью, так и характер стрессорной реакции [28], что обусловлено ге-нетико-функциональной организацией центральной нервной системы [34].
Моделирование хронического эмоционального стресса
При выполнении диссертационной работы соблюдены этические принципы экспериментов на животных и основные положения Хельсинской декларации. Исследовательская работа выполнена в соответствии с Европейской конвенцией о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях (Страсбург, 18 марта 1986 года) и приказу МЗ РФ от 19.06.2003 №267. В экспериментальной части использовано минимально допустимое число лабораторных животных, в соответствии с применяемым методом статистической обработки получаемых результатов. В качестве материала исследования использовались крысы, так как их характер обменных процессов в легких близок к человеческому [77]. Крысы отбирались белые, беспородные, половозрелые самки (не беременные) и самцы, массой 180 - 220 грамм в количестве 160 особей. Все животные содержались в обычной обстановке вивария при свободном доступе к пище и воде. В ходе эксперимента животных оберегали от необоснованного психофизического раздражения. По окончании моделирования хронического эмоционального стресса все животные забивались под общей анестезией (тиопентал натрия внутрибрюшинно в дозе 10 мг/кг).
Хронический эмоциональный стресс моделировали путем иммобилиза ции крыс, на специальных дощечках, на спине ежедневно в течение 2 часов в одинаковое среднесуточное время на протяжении 5, 10, 20 и 30 дней [20,50,78,134]. После окончания опытов у животных производили лапарофре никостомию, после чего производили забор венозной и артериальной крови из правого и левого желудочков сердца соответственно (по 2 мл). В работе учитывались результаты, полученные от не беременных самок. Для исключения влияния сезонных колебаний гормонального профиля на изучаемые показатели все эксперименты проведены в осенне-зимний период.
Перед началом экспериментов оценивали поведенческую активность животных в тесте открытого поля [49]. В притекающей и оттекающей от легких крови определяли концентрацию катехоламинов [46], серотонина и гистамина [61], 11-оксикортикостероидов (11-ОКС) [65]. В добавочной доле правого легкого исследовали активность аминоксидаз [17,18]. Для каждого из веществ рассчитывали легочную артерио-венозную разницу как разность между их содержанием в венозной и артериальной крови.
По результатам тестирования в открытом поле отбирали 2 группы среди самцов и самок (в каждой по 8 крыс): к первой группе относили активных, которых расценивали как прогностически устойчивых к стрессу (СУ), и ко второй - пассивных (СН).
«Открытое поле» диаметром 90 см и высотой стенок 40 см было разделено на 37 секторов, освещено лампой 100 Вт и имело на полу 8 столбиков диа метром 4 см и высотой 14 см. Все животные подвергались испытаниям в тече ние 5 минут. 11-оксикортикостероидов и активности легочных аминоксидаз Катехоламины плазмы крови исследовали в день забора материала фото-электроколориметрическим методом Э.Ш. Матлиной. В центрифугу помещали пробирки с 1 мл трихлоруксусной кислоты и 0,1 мл плазмы крови. Смесь предварительно взбалтывали и центрифугировали при 3000 оборотов в минуту в течение 6 минут. Надосадок переносили в другую пробирку и добавляли 4 мл раствора углекислого натрия и 0,5 мл реактива Фолина. Интенсивность окрашивания проб измеряли через 15 минут на фотоэлектроколориметре при красных светофильтрах в кювете 5 мм против контроля. Контроль получали путем проведения пробы по всем этапам при добавлении вместо плазмы 0,1 мл дистиллированной воды.
Полученный результат переводили из абсолютных значений в мкг/л по следующей формуле. [KA]=Ei/Rcp, где [КА] - уровень катехоламинов в крови в мкг/л; Ei - экстинция пробы; Rep - коэффициент, полученный в результате анализа стандартных проб. Таким образом, в нашем случае уравнение имело следующий вид: [КА]= Ei/3,34075
Гистамин и серотонин исследовали в одной пробе нативной крови в день получения материала. В центрифужную пробирку, содержащую 1 мл оксалат-ной крови, приливали 1 мл воды для гемолиза эритроцитов и через 10 минут 1 мл 1 н раствора хлорной кислоты. Пробы тщательно перемешивали и центрифугировали 30 минут при 3000 об/мин. Хлорный экстракт количественно переносили в пробирки с притертыми пробками вместимостью 10-15 мл, подщелачивали 0,2 мл 5 н раствора едкого натра, прибавляли 1 г хлористого натра и 4 мл бутанол-хлороформной смеси (смесь из 3 частей н-бутанола и 2 частей хлороформа).
Особенности обмена катехоламинов легкими
СН крыс соответственно. В дальнейшем происходит нарастание их концентрации на 10 день с достижением максимального значения на 20 день эксперимента; при этом уровень КА превышает контроль в 2,37 раза у СН и 2,64 у СУ крыс. На 30 день длительной повторной иммобилизации притекающая к легким кровь обедняется КА: их уровень становится ниже, чем в контроле, в 2,85 раза у СУ и 3,42 у СН самцов.
После прохождения малого круга кровообращения (в артериальной крови интактных крыс) концентрация КА статистически значимо не различается меж ду группами (рис. 2). Такая же картина отмечается на 5 и 10 дни иммобилиза ционного стресса, тогда как на 20 и 30 дни уровень КА выше у СУ самцов, чем СН, в 4,17 и 2,45 раза соответственно. При этом после снижения содержания КА в артериальной крови на 5 день, восстановление до значений контрольной группы у СУ происходит к 10 дню, а у СН - к 20, с последующим снижением на 30 день хронического эмоционального стресса.
С целью изучения метаболической активности легких по отношению к КА, проведен анализ изменений артерио-венозной разницы их содержания в обеих группах животных. Соответствующие параметры сопоставлены с активностью АО легких (рис. 3, таб. 1).
Показано, что легкие интактных СУ самцов не изменяют содержание КА в крови, а СН - статистически значимо поглощают гормон. В условиях иммо-билизационного стресса на 5 день обе группы животных поставляют КА в общий кровоток, а на 10 день поглощают. При этом у СУ крыс процессы более выраженные, чем у СН. На 20 день повторной иммобилизации легкие СУ животных вновь секретируют КА в кровь, но с наибольшей интенсивностью, а СН - продолжают поглощать, но так же с наибольшей интенсивностью. К 30 дню эксперимента направленность метаболической активности легких в отношении КА сохраняется при снижении активности процессов.
Корреляционный анализ активности АО легких и артерио-венозной разницы по КА показал, что в группе интактных животных корреляционной связи нет, а на 5 день эксперимента определяется - средней силы прямая связь у СУ самцов и обратная у СН. На 10 и 30 дни стресса у СУ крыс корреляционной
связи нет, а у СН связь слабая (обратная на 10 день и прямая на 30). На 20 день связь обратная и очень слабая у обеих групп самцов. При этом выявленные связи статистически не значимы.
В контрольной группе самок содержание КА в притекающей крови к легким выше у СУ группы, чем у СН животных, на 29% (рис. 4). На 5 день эмоционального стресса концентрация КА в венозной крови не изменяется у СУ самок, тогда как у СН - повышается на 38%. На 10 день эксперимента отмеча ется прирост КА с превышением значений контрольной группы у СУ и СН са 63 мок в 2,1 раза и на 88% соответственно. В последующие дни происходит снижение содержания КА с достижением минимальных значений на 30 день. Следует отметить, что на 10 и 20 дни эксперимента, так же, как и у интактных самок, в венозной крови КА больше у СУ крыс, а на 5 и 30 дни не отмечается статистически значимой разницы между группами.
У СН животных отмечается увеличение уровня КА на 5 день, с сохранением его до 10 дня эксперимента, а на 20 день происходит уменьшение концентрации КА в оттекающей от легких крови в 2,07 раза относительно интактных крыс. К 30 дню наблюдается некоторое увеличение уровня КА, не достигающее значений контрольной группы. При этом на 5 день эмоционального стресса нивелируется разница между СУ и СН группами животных. На 10 и 20 дни КА в артериальной крови содержится больше у СУ крыс, а на 30 день у СН.
Как и в группах СУ и СН самцов, проведен анализ изменений артерио-венозной разницы по КА с сопоставлением активности АО легких (рис. 6, таб. 2).
Показано, что легкие интактных самок не изменяют содержание КА в крови обеих групп. При длительной повторной иммобилизации такая же картина отмечается на 5 и 20 дни. На 10 день легкие обеих групп животных статистически значимо поглощают КА из крови, а на 30 день эксперимента легкие СН крыс поставляют гормон в общий кровоток, при том что легкие СУ не изменяют уровень КА в крови.
Корреляционный анализ показал, что у контрольных СУ самок имеется обратная связь средней силы между АО легких и артерио-венозной разницей по КА, а у СН - отсутствует. В последующем у СУ самок не регистрируется связь до 30 дня, на который соответствует картине интактных крыс. У СН самок кор реляционная связь при хроническом иммобилизационном стрессе регистрируется только на 20 день - слабая прямая.
Сравнительный анализ метаболической активности легких по отношению к КА у СУ и СН самцов и самок показал следующее (таб. 3 и 4). Содержание
КА в венозной крови у интактных СУ животных выше у самцов, на 45%. В ус ловиях иммобилизационного стресса к 5 дню содержание КА в притекающей к легким крови у самцов снижается, тогда как у самок не изменяется и формируется преобладание в 4,67 раза.
На 10 день половые различия нивелируются по венозной крови, при этом у СУ самок фиксируется максимальный уровень КА (в 2,1 раза выше контроля), а у самцов только превышает значения контрольной группы, на 37%. В последующие, 20 и 30 дни длительной повторной иммобилизации концентрация КА выше у самцов в 5,52 и 1,7 раза соответственно.
В оттекающей от легких крови СУ крыс КА содержится также больше у самцов, чем у самок, на 53%. На 5 и 10 дни хронического иммобилизационного стресса уровень КА в артериальной крови выше у самок в 2,31 раза и на 12% соответственно, а на 20 и 30 дни у самцов - в 11,1 и 2,38 раза соответственно.
При этом легкие не изменяют содержание КА в крови интактных СУ крыс (как самок, так и самцов). На 5 день легкие самцов обогащают кровь КА, тогда как легкие самок не изменяют уровень гормона в крови.
Метаболическая активность легких в отношении кортикостероидов при хроническом иммобилизационном стрессе
На 20 день хронического эмоционального стресса концентрация 11-ОКС выше у самцов как СУ, так и СН в венозной и артериальной крови. При этом у СУ и СН самцов, а так же СН самок после прохождения малого круга кровообращения концентрация 11-ОКС в крови снижается, тогда как у СУ самок статистически значимой разницы не выявляется. На 30 день длительной повторной иммобилизации содержание 11-ОКС больше у самцов как в притекающей к легким крови, так и в оттекающей. А у СН животных в венозной крови концентрация 11-ОКС выше у самцов, а в артериальной крови - у самок. При этом после прохождения легких в крови увеличивается уровень 11-ОКС у СУ самцов и самок, и СН самок, а у СН самцов -уменьшается.
Таким образом, уровень 11-ОКС в притекающей к легким крови в условиях хронического иммобилизационного стресса достигает максимальных значений у СУ и СН самцов к 20 дню, а у самок регистрируется уже на 5 день. При этом наибольшая концентрация наблюдается у СН групп животных, как у самок, так и у самцов. К 30 дню иммобилизационного стресса содержание 11-ОКС в венозной крови становится ниже уровня контроля с нивелированием разницы между СУ и СН крысами, а у самок этот процесс регистрируется уже на 20 день с последующим прогрессивным снижением уровня 11-ОКС.
У всех животных независимо от пола и устойчивости к стрессу на 5 день концентрация гормона в артериальной крови значительно превышает таковую в венозной, на 30 день имеется аналогичная тенденция (в меньшей степени) у всех самок и СУ самцов. На 10 и 20 дни имеется противоположная направленность изменений: в венозной крови содержание 11-ОКС выше, чем в артериальной.
В результате наших исследований выявлены существенные различия метаболической активности легких в условиях длительной повторной иммобилизации, которые зависят как от прогностической устойчивости крыс, так и от их половой принадлежности. Различия касаются как базального уровня ряда исследованных показателей, так и направленности и степени их изменений в динамике хронического иммобилизационного стресса.
Так, изменения активности ключевых ферментов деградации биогенных аминов — легочных аминоксидаз имеют противоположную направленность у СН и СУ самцов и однонаправлены (различаясь лишь по степени сдвигов) у самок обеих групп. У СН самцов активность АО стабильно понижена во все периоды эксперимента, в то время как у СУ самцов она повышается с 5 по 20 дни и лишь к 30 дню становится значительно ниже, чем в контроле. Указанные различия свидетельствуют о более высокой метаболической активности легких по отношению к биогенным аминам у данной группы крыс в условиях хронического стресса.
Учитывая, что в качестве субстрата при определении АО нами использован бензиламин, который в высокой концентрации может метаболизироваться 4 различными АО - МАО-А, МАО-В, SSAO и DAO [196], в наших опытах можно судить лишь об их суммарной активности. Полученные нами данные свидетельствуют о том, что в условиях хронического стресса инактивация биогенных аминов в легких (учитывая относительную субстратную специфичность биогенных аминов как эндогенного, так и экзогенного происхождения) более интенсивно происходит в легких СУ самцов. Поскольку биогенные амины влияют на системную гемодинамику и кровоток в самих легких, более выраженная способность к их инактивации в сосудистом русле малого круга кровообращения является, по-видимому, одним из механизмов, направленных на предотвращение чрезмерных гемодинамических эффектов у СУ особей.
Наши данные согласуются с результатами исследований J.C. Shih et al. [221], которые наблюдали повышение реактивности к стрессу у мышей с нокаутом генов МАО-А и МАО-В.
Результаты наших исследований таюке находятся в соответствии с мнением В.З. Горкина и соавт. [29], J.C. Fowler et al. [131], которые полагают, что МАО периферических тканей является важным компонентом системы регуляции циркулирующих КА и уровня артериального давления, играя в этом смысле протекторную роль.
Известно, что в условиях патологии возможны такие изменения свойств МАО, как частичное или полное ингибирование каталитической активности, ее стимуляция, изменение субстратной специфичности и др. [56]. Одним из регуляторов активности МАО могут являться его эндогенные ингибиторы (трибу-лин), значительное возрастание которых в тканях и биологических жидкостях обнаруживается при различных видах стресса [56]. Не исключено, что у СУ и СН самцов баланс стимуляторов и ингибиторов МАО в периферических тканях различен, чем можно объяснить полученные нами данные.
В отличие от самцов, у СУ и СН самок отмечаются однонаправленные сдвиги активности легочных АО, причем, у всех самок изменения имеют фазный характер (понижение на 5, 20 и 30 дни и повышение на 10 день). Активность АО у СУ самок несколько превышает показатели СН. Половые различия объясняются, по-видимому, влиянием половых гормонов в сочетании с гормонами стресса на аминоксидазную активность тканей. По данным М.В. Youdim et al. [254] ГК и прогестерон повышают активность эндотелиальной МАО-А, эстрадиол угнетает, а тестостерон не оказывает существенного влияния. В то же время активность МАО-В не является дексаметазон-зависимой. Другая группа стрессорных гормонов - КА также может модулировать активность МАО [131].
Учитывая вышеизложенное, можно предположить, что у самцов активность легочных АО изменяется в основном в результате действия ГК. В то же время у СН животных (и самцов, и самок) имеется слабая отрицательная связь между этими показателями. В условиях стресса закономерных изменений взаимосвязи между АО и 11-ОКС не найдено.
У самок фазная динамика активности АО легких может быть обусловлена не только действиями гормонов стресса, но и циклическим влиянием половых гормонов. Но если в отношении МАО-А мозгового вещества надпочечников есть убедительные свидетельства стимулирующего влияния прогестерона и ин-гибирующего - эстрадиола [254], то в отношении легких данные противоречивы и требуют дальнейшего уточнения.
Так, D.P. Holschneider et al. [146] не обнаружили существенного влияния эстрогенов на активность МАО-А в легких овариэктомированных крыс, в отличие от других органов (печень, почки, матка), в которых она понижалась. По данным Y.S. Bakhle et al. [90] влияние гормонов различных фаз эстрального цикла на активность МАО-В легких крыс выявляется лишь in vitro (метаболизм фенилэтиламина выше во время метэструса и диэструса, чем в период проэст-руса и эструса), но не на препарате изолированного легкого. Те же авторы нашли, что активность МАО-А неоднозначно изменяется в гомогенате ткани и изолированном легком, при этом на разных моделях обнаружена зависимость от разных фаз эстрального цикла. В то же время при введении как эстрадиола, так и прогестерона активность МАО повышалась [89].
