Введение к работе
1.1. Актуальность
Значения соотношения длин второго и четвёртого пальцев и костных лучей кисти, выражаемые соответствующим индексом у позвоночных животных являются морфологическим маркером для оценки уровня андрогенов в крови плода в пренатальном периоде развития [Manning et al., 1998]. Гормонально опосредованный пренатальный морфогенез дистальных отделов конечностей, мозга и органов репродуктивной системы позволяет широко использовать пальцевые индексы во взрослом периоде жизни для оценки особенностей поведения, целого ряда физиологических признаков, плодовитости, рисков развития онкологических и эндокринных заболеваний [McIntyre, 2006; Khayrullin, 2011]. Однако правомерность использования морфометрических показателей для оценки степени воздействия уровня пренатальных андрогенов на постнатальные физиологические признаки и особенности поведения до сих пор экспериментально не доказана и вызывает сомнения. Существуют доказательства того, что не уровень андрогенов и их метаболитов в крови плода, но стероидных гормонов в целом, и, в первую очередь гормонов стресса, оказывает явные эффекты на рост и дефинитивную длину конечностей, пальцевые индексы и сопряжённые постнатальные физиологические признаки [Lilley et al., 2010]. Показано, что у потомства эффекты, аналогичные эффекту пренатальной андрогенизации, способны вызывать хэндлинг и иммобилизация беременных животных [Науменко с соавт., 1990], иньекционный стресс, вызываемый введением не самих стероидов, а веществ используемых для контроля их введения [Morales-Otal et al., 2010].
Несмотря на то, что детерминируемые гомеозисными генами процессы морфогенеза конечностей и половых органов у животных и человека однотипны [Duboule, Sordino, 1997; Zakany, Duboule, 1999], результаты исследований проведённых на лабораторных животных экспериментальных исследований не дают возможности адекватного объяснения закономерностей их гормональной регуляции на этапе пренатального онтогенеза [Talarovikova et al., 2009; Zheng and Cohn, 2011]. Полученные авторами результаты противоречивы и диктуют необходимость более тщательных исследований морфометрических критериев для оценки эффектов пренатальной андрогенизации.
1.2. Цель исследования
Установить сравнительные эффекты влияния пренатальной андрогенизации и инъекционного стресса на морфометрические параметры дистальных отделов конечностей и аногенитальное расстояние у лабораторных мышей.
1.3. Задачи исследования
1. Определить морфометрические параметры дистальных отделов конечностей интактной группы лабораторных мышей в зависимости от пола, билатеральной и кранио-каудальной принадлежности.
2. Установить эффекты введения препаратов андрогенов и антиадрогенов беременным самкам лабораторных мышей на морфометрические параметры дистальных отделов конечностей их потомства в зависимости от пола, билатеральной и кранио-каудальной принадлежности.
3. Провести сравнительный анализ эффектов пренатальных воздействий на морфометрические параметры дистальных отделов конечностей лабораторных мышей.
4. Выявить изменения аногенитального расстояния у потомства лабораторных мышей.
1.4. Научная новизна
В исследовании впервые установлены пальцевые формулы, морфологический тип конечностей лабораторных мышей и эффекты статистически значимого изменения длины дистальных отделов конечностей у половозрелого потомства обоего пола, подвергшегося пренатальному воздействию препаратами тестостерона и ципротерона. Постнатальное увеличение длины пальцев под воздействием тестостерона наиболее выражено у потомства мужского пола. Инъекционный стресс, испытываемый беременными самками, модулирует эффекты введения тестостерона и ципротерона на постнатальный рост и дефинитивную длину конечностей. Результаты исследования доказывают наличие специфичности полученных эффектов от фактора пола потомства, билатеральной и кранио-каудальной принадлежности конечностей.
1.5. Научно-практическая значимость работы
Научно-практическая значимость исследования состоит в разработке методических подходов с использованием аутбредных белых мышей для исследования эффектов пренатальной андрогенизации. Определены оптимальные дозы андрогенов для введения беременным самкам мышей с выявленным эффектом воздействия на потомство. Полученные морфометрические параметры дистальных отделов конечностей, длины пальцев и пальцевые индексы могут служить референтными величинами для сравнительно-анатомических исследований закономерностей полового диморфизма, билатеральной и кранио-каудальной организации добавочного скелета. Результаты исследования являются информационной основой для разработки способов коррекции и выяснения основных механизмов гормонально опосредованного морфогенеза и роста дистальных отделов конечностей у высокоорганизованных животных и человека на пренатальных этапах развития путём использования препаратов анаболических стероидов.
Основные положения, выносимые на защиту
1. По морфометрическим параметрам дистальные отделы конечностей лабораторных мышей являются конечностями ульнарного (мужского) типа с преобладанием длины четвёртого пальца. Формула длины пальцев передней левой конечности соответствует аналогичной формуле кисти человека.
2. Пренатальная андрогенизация беременных самок лабораторных мышей вызывает неоднозначные изменения пальцевого индекса 2D:4D у потомства, которые зависят от пола животного, билатеральной и кранио-каудальной принадлежности конечности.
1.6. Апробация работы
Основные результаты и положения диссертации были представлены, доложены и обсуждены на Всероссийском конкурсе научно-исследовательских работ студентов и аспирантов в области биологических наук в рамках Всероссийского фестиваля науки (Ульяновск, 2011), Первом национальном форуме «Репродуктивное здоровье как фактор демографической стабилизации» (Ростов-на-Дону, 2012), на V международном симпозиуме клинической и прикладной анатомии (ISCAA) и I общеевропейском съезде анатомов (Грац, Австрия, 2013) и расширенном межкафедральном совещании кафедр анатомии человека, кафедры морфологии, кафедры нормальной и патологической физиологии, кафедры биологии и биоэкологии медицинского факультета им. Т.З. Биктимирова ФГБОУ ВПО «Ульяновский государственный университет» Минобрнауки РФ (Ульяновск, 2013).
1.7. Внедрение
Материалы диссертации внедрены в учебный процесс кафедры морфологии, физиологии и патологии животных ФГБОУ ВПО «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия им. П.А. Столыпина», кафедры хирургии и анатомии животных ФГБОУ ВПО «Якутская государственная сельскохозяйственная академия», кафедры морфологии и физиологии животных ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный университет», ООО «Первая ветеринарная клиника» г. Саратова.
1.8. Объем и структура диссертации
Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов собственных исследований, их обсуждения, выводов, библиографического списка. Текст диссертации изложен на 134 страницах машинописного текста, иллюстрирован 17 рисунками и 33 таблицами. Список использованной литературы содержит 205 работ, из которых 19 отечественных и 186 иностранных.
