Введение к работе
Актуальность темы. Одной из важнейших функций организма является репродуктивная, которая находится под нервным и гуморальным контролем Ключевым звеном центральной регуляции репродуктивной функции у взрослых животных являются нейроны переднего мозга, продуцирующие гонадотропин-рилизинг гормон (ГРГ). Эти нейроны проецируют свои окончания в срединное возвышение и выделяют ГРГ в гипофизарную портальную систему циркуляции, стимулируя секрецию лютеинизирующего (ЛГ) и фолликулостимулирующего (ФСГ) гормонов гипофиза (Labne, 1990; Hoffman et al, 1992) В свою очередь эти гормоны действуют на половые железы, контролируя овуляцию, спермообразование и стимулируя продукцию половых гормонов (рис 1)
изменение (Гипоталамус
частоты
выделения
+/-
Гипофиз
+/-
Экспрессия генов, рецепторов кГРГи Е2
Рисі Схема нейроэндокринной регуляции репродуктивной функции (Shupmk, 1996)
Е2 - эстрадиол, П - прогестерон, Т- тестостерон, ГРГ-гонадотропин-рилизинг гормон,
ЛГ- лютетизирующий гормон, ФСГ- фолликулостимулирующий гормон, ПРЛ-
пролактин (+) - стимулирующий эффект, (-) - ингибирующий эффект
Регуляция по принципу отрицательной обратной связи осуществляется тремя видами половых гормонов эстрогенами, прогестероном и андрогенами, а положительной обратной связи - только эстрадиолом (Е2), который вызывает массированный выброс гонадотропинов у самок (Бабичев 1984, Karsch, 1984; Ghanb et al, 1990). Механизм действия Е2 на ГРГ нейроны у млекопитающих остается до конца не выясненным
Увеличение концентрации Е2 в конце фолликулярной фазы вызывает у овцы преовуляторный пик ГРГ и ЛГ, но это действие Е2 не прямое, а по всей вероятности опосредованно через нейроны медиобазального гипоталамуса Введение имплантанта с Е2 в вентромедиальныи гипоталамус увеличивает секрецию ГРГ (Caraty et al, 1998), в то время, как большинство нейронов ГРГ локализовано в преоптической области гипоталамуса (Caldani et al, 1988) Исходя из этого было высказано предположение, что половые стероиды могут действовать на ГРГ-нейроны опосредованно через вставочные нейроны, расположенные в аркуатном ядре и в стволе мозга у млекопитающих, в частности у крыс и овец (Heritage et al, 1980, Merchenthaler et al, 1991, Howard et al, 1997, Caraty et al, 1998, Goubillon et al, 1999, Pompolo et al, 2001)
Внутримышечные инъекции E2 овариэктомированным овцам приводили к повышению концентрации дофамина (ДА) (Fabre-Nys et al, 1994) и 3,4-дигидроксифенилуксусной кислоты (ДОФУК) в дорсомедиальной части гипоталамуса, что совпадало с появлением пика ЛГ (Anderson et al, 2001) Предполагается, что это влияние Е2 на ГРГ-нейроны осуществляется через ДА-продуцирующие нейроны, что предстояло проверить в данной работе
ДА-продуцирующая система медиобазального гипоталамуса вовлечена в нейроэндокринную регуляцию репродуктивной функции, влияя не только на выделение ГРГ в срединном возвышении, но и на секрецию пролактина в передней доле гипофиза (Eventt et al, 1992) Гибель ДА-ергических нейронов при патологии приводит к серьезным нарушениям функций мозга и
организма в целом В частности, дегенерация ДА-ергических нейронов гипоталамуса приводит к развитию гиперпролактинемии (Wuttke, 1977), которая по данным единственного исследования со временем компенсируется (Fenske et al, 1976), однако механизмы этого явления остаются не выясненными. Изучение механизмов адаптации при функциональной недостаточности ДА-ергической системы является одним из важнейших вопросов, связанных с изучением патогенеза, профилактики и прогнозирования развития заболеваний Поэтому в данной работе предстояло выяснить, возможна ли компенсация дефицита ДА в аркуатном ядре при дегенерации ДА-ергических нейронов и каковы механизмы этого явления
Цель и задачи исследования.
Целью настоящей работы явилось изучение роли нейронов аркуатного ядра, синтезирующих ДА, в центральной регуляции репродуктивной функции у овец и крыс
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи
Оценка влияния эстрогенов на нейроны аркуатного ядра, содержащие ферменты синтеза ДА и вовлеченные в регуляцию репродуктивной функции у овец
Оценка экспрессии рецепторов к Е2 в ДА-продуцирующих нейронах аркуатного ядра, вовлеченных в регуляцию репродуктивной функции у овец
Экспериментальное моделирование функциональной недостаточности ДА-ергической системы медиобазального гипоталамуса, ответственной за регуляцию секреции пролактина у крыс
4 Оценка секреции пролактина в условиях дегенерации ДА-ергических
нейронов аркуатного ядра у крыс
5 Анализ компенсаторных механизмов, включающихся при функциональной
недостаточности ДА-ергических нейронов аркуатного ядра у крыс
Научная новизна работы.
Впервые показано, что регуляторное влияние Е2 на ГРГ нейроны у овец опосредованно вставочными нейронами аркуатного ядра содержащими тирозингидроксилазу
Впервые показано, что дегенерация ДА-ергических нейронов аркуатного ядра и возникающий при этом дефицит ДА со временем сопровождается усилением синтеза ДА и нормализацией секреции пролактина
Научная и практическая значимость работы.
Полученные данные способствуют углублению существующих представлений о роли гипоталамо-гипофизарного звена в нейроэндокринной регуляции репродуктивной функции В данной работе впервые приведены доказательства компенсаторного синтеза ДА в условиях функциональной недостаточности ДА-ергических нейронов аркуатного ядра Результаты выполненной работы могут найти практическое применение в экспериментальной нейроэндокринологии и медицине Они позволяют по-новому оценить патогенез ряда нейроэндокринных заболеваний, связанных с недостаточностью моноаминергической системы аркуатного ядра, в основе которых лежит дегенерация ДА-ергических нейронов, (синдром гиперпролактинемии), что влечет за собой аменорею, галакторею, импотенцию и гинекомастию (Марри и др 1993) Компенсаторное усиление синтеза ДА скорее всего происходит сохранившими биферментными нейронами аркуатного ядра, содержащими оба фермента синтеза ДА -тирозингидроксилазу (ТГ) и декарбоксилазу ароматических L-аминокислот (ДАА), либо моноферментными нейронами аркуатного ядра, содержащими один из ферментов синтеза ДА - ТГ или ДАА
Изучение механизмов регуляции репродуктивной функции у овец, кроме теоретической значимости имеет большое практическое значение для повышения воспроизводства сельскохозяйственных животных
Полученные данные используются для преподавания
нейроэндокринологии и нейробиологии на старших курсах естественнонаучных и медицинских факультетов парижского Университета им П и М Кюри, Университета г Тур, а также Московской медицинской академии им И М Сеченова и ряда других российских и зарубежных ВУЗов
Работа выполнена по плану научно-исследовательских работ лаборатории гормональных регуляций Института биологии развития им Н К Кольцова РАН и в рамках программ проектов- Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 05-04-48829), Российского гуманитарного научного фонда (грант № 06-06-00010А), Программа президента по поддержке молодых российских ученых и ведущих научных школ (НШ-6352 2006 4), Программа фундаментальных исследований президиума РАН "Фундаментальные науки - медицине"
Апробация работы: Результаты диссертационной работы были представлены и обсуждены на международных симпозиумах «32е Colloque de la SNE» La Grande Motte (France) 2004, «Sixth International Congress of Neuroendocnnology», Pittsburg, Pennsylvania USA 2006 XX съезд физиологического общества им И П Павлова, Москва, 2007, на совместных коллоквиумах и семинарах лаборатории гормональных регуляций ИБР им Н К Кольцова РАН и лаборатории нейрогистологии им Б И Лаврентьева Института нормальной физиологии им П К Анохина РАМН
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ, из них 2 статьи в рецензируемых журналах и 9 публикаций в сборниках тезисов
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов, обсуждения, выводов и списка литературы, включающего-32 2. источника Работа изложена на \2^ страницах машинописного текста, содержит ча рисунков, Ь таблиц
