Введение к работе
Актуальность темы. Размножение является фундаментальным свойством живого, а обеспечивающие его процессы и функции лежат в основе жизнедеятельности и развития организмов. В связи с этим регуляция репродуктивной функции организма обоснованно рассматривается актуальной проблемой современной экспериментальной биологии (Бабичев В.Н., 1998; Никитин А.И., 1998; ReiterR.1,1998).
Репродуктивная функция организма, наряду с другими физиологическими функциями, характеризуется скоординированностью с периодическими процессами абиотического и биотического окружения живых организмов. Наиболее изучена сезонная ритмичность репродуктивной функции животных, направленная на выбор благоприятного сезона для проявления репродуктивной активности и являющаяся примером важнейшей адаптивной стратегии, отклонение от которой элиминировалось в ходе эволюции естественным отбором (Шорт Р.В., 1987).
Большинству функций живого организма свойственны суточные изменения, навязываемые им внешними временными сигналами (Берне Дж.Т., Мошкин М.П., 1998; Luboshitzky R. et al., 1997; Parisi G., 1997; Reinstein S. et al., 1998). При этом посредником между вненгаей и внутренней средой является эпифиз, который воспринимает информацию об уровне освещенности, поступающую к нему от зрительного рецептора, и преобразует ее в эндокринные сигналы (Арушанян Э.Б., Ованесов КБ., 1995; Анисимов В.Н., 1997; Новикова И.С. и др., 1997; Vivien-Roels В., 1989). Наиболее изученным гормоном является мелатонин, посредством которого эпифиз оказывает модулирующее влияние на активность структур мозга, обладающих мелатониновыми рецепторами (Герман СВ., 1993; Этингоф Р.Н., 1997; Sumova A., Vanecek X, 1997; Gilad Е. et al., 1998; Kripke D.F. et al, 1998; Shochat T. et al., 1998). Кроме того, эпифиз продуцирует целый ряд биологически активных веществ, обладающих широким спектром действия (Benson В, 1977; Blask D.E. et al., 1983). Хорошей экспериментальной моделью для изучения возможных эффектов эпифизарных гормонов является введение эпифизэктомиро-ванным животным пептидного экстракта эпифиза - эпиталамина (Ха-винсон В.Х., Морозов В.Г, 1992). Такая модель не требует дополнительного контроля влияния эпиталамина на интактных животных (Ха-винсонВ.Х.идр., 1998).
Известно, что эпифиз принимает участие в регуляции репродуктивной функции животных посредством гипоталамо-гипофизарной системы, с которой он связан функционально (Herbert J. et al., 1986). Несмотря на то, что отмечена связь между функционированием эпифиза и репродуктивной функцией животных, к настоящему времени вопросы
эпифизарной регуляции суточных репродуктивных ритмов изучены крайне недостаточно (Fa Z. et аі., 1997).
Функционированию любой системы клеток свойственны периодические колебания, что проявляется в существовании их биологических ритмов. Примером этого может рассматриваться процесс сперматогенеза, характеризующийся определенной видоспецифичной продолжительностью, наличием цикла и волны эгштелиосперматогенного слоя (Ishi-zakaK., OshimaH., 1997). Основной характеристикой временной организации сперматогенной ткани является цикл ее развития. Понятие цикла включает совокупность сменяющих друг друга стадий в данном участке семенного канальца. Весь процесс сперматогенеза объединяет несколько циклов, каждый из которых состоит из ряда стадий (у крыс различают 14 стадий) (LeblondP., Clermont Y., 1952). Каждая из стадий характеризуется качественными и количественными параметрами, изменения характеристик которых свидетельствуют о нарушении течения сперматогенеза. Совокупность биологических ритмов, обеспечивающих сперматогенез, упорядочение и согласованно осуществляющихся во времени, формирует временную организацию эпителиосперматогенного слоя. Подобная иерархическая организация позволяет точно выявить циклические изменения сперматогенеза.
Несмотря на широкое признание роли эпифиза в формировании сезонных ритмов репродуктивной активности и суточных ритмов многих физиологических функций организма, проблема регуляции эпифизом сперматогенеза остается нерешенной.
Цель и задачи исследования. Целью настоящего исследования явилось изучение роли эпифиза в регуляции биологических ритмов сперматогенеза.
Достижение указанной цели основывалось на постановке и решении следующих задач:
-
изучить суточную динамику стадий цикла сперматогенеза, ее цитологического профиля, а также морфологических параметров семенников интактных животных;
-
исследовать влияние эпифизэктомии на суточную динамику морфологических параметров семенников;
-
изучить влияние эпиталамина на суточные изменения морфологических параметров семенников эпифизэктомированных животных;
-
изучить состояние эндокринной ткани семенников после эпифизэктомии и при введении эпифизэкгомированным животным эпиталамина.
Научная новизна. Впервые изучена биологическая ритмичность стадий цикла сперматогенеза. В работе представлены новые данные об иерархии биологических ритмов сперматогенеза, расширяющие и углубляющие существующие представления о его временной организации. Впервые установлено существование суточного ритма процесса сперма-
тогенеза у животных, а также выявлена его зависимость от регуляторних влияний эпифиза. Показано, что влияние эпифиза на формирование суточного ритма сперматогенеза осуществляется посредством его пептидов и сопровождается изменением функциональной активности эндокринной ткани семенников.
Научно-практическая ценность исследования. Результаты исследования раскрывают взаимодействие двух эндокринных органов -эпифиза и семенников, а также углубляют и расширяют представления о функциональной роли эпифиза в регуляции биологических ритмов и его месте в системе нейрозндокринной регуляции.
Установлена зависимость суточного ритма стадий цикла сперматогенеза от влияния эпифиза, что позволяет определить дальнейшие направления изучения взаимодействия в системе эпифиз-семенники.
Полученные новые данные о роли пептидов эпифиза в регуляции временной динамики процессов сперматогенеза являются основанием для рекомендации о целесообразности расширения спектра терапевтического применения пептидного экстракта эпифиза в медицинской практике.
Апробация материалов диссертации. Материалы диссертации докладывались на ежегодных научно-практических конференциях Ульяновского государственного университета (Ульяновск, 1996, 1997, 1998, 1999), научной конференции Ульяновского государственного педагогического университета (1998), IV съезде российских морфологов (Ижевск, 1999). Материалы исследований представлены и обсуждены на заседании Ульяновского отделения ВНО АГЭ (1998).
Положения, выносимые на защиту:
-
Стадии цикла сперматогенеза характеризуются суточной ритмичностью, опосредованной регулятсрньш действием эпифиза.
-
Для активности клеток Лейдига, составляющих промежуточное звено в регуляции сперматогенеза, свойственны суточные ритмы, зависящие от эпифиза.
-
Эпиталамин препятствует нарушению у эпифизэктомирован-ных животных суточной динамики стадий цикла сперматогенеза и морфологических параметров эндокринной ткани семенников.
Внедрения. Результаты диссертационного исследования используются в учебном процессе по дисциплинам «Медицинская биология, генетика и паразитология» и «Гистология, эмбриология, цитология» при изучении тем «Половая система», «Индивидуальное развитие организмов» на кафедре общей биологии и гистологии Ульяновского государственного университета, на кафедре гистологии Казанского государственного медицинского университета, а также в научно-исследовательской работе учебно-научно-исследовательской лаборатории Ульяновского государственного университета.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов собственных исследований, их обсуждения, выводов, библиографического списка и приложения.
Работа изложена на 181 странице машинописного текста, иллюстрирована 37 рисунками и 23 таблицами. Список использованной литературы включает 322. работ, из которых 76 отечественных авторов.