Экспериментально-морфологический анализ влияния уменьшения численности пометов и воспитания в искусственно сформированных пометах на показатели развития головного мозга, надпочечников и гонад у крыс (стр. 1 )

На правах рукописи

ЛИТВИНЦЕВА

Екатерина Марковна

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-МОРФОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ УМЕНЬШЕНИЯ ЧИСЛЕННОСТИ ПОМЕТОВ

И ВОСПИТАНИЯ В ИСКУССТВЕННО СФОРМИРОВАННЫХ ПОМЕТАХ НА ПОКАЗАТЕЛИ РАЗВИТИЯ ГОЛОВНОГО МОЗГА,
НАДПОЧЕЧНИКОВ И ГОНАД У КРЫС

03.03.04 - клеточная биология, цитология, гистология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Владивосток

2010

Работа выполнена на кафедре гистологии ГОУ ВПО «Дальневосточный

государственный медицинский университет Росздрава»

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор

,

ГОУ ВПО «Владивостокский государственный

медицинский университет Росздрава»

кандидат медицинских наук

,

ГУЗ «Краевой диагностический центр»,

г. Владивосток

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Амурская государственная

медицинская академия Росздрава»

Защита диссертации состоится «____» ______________ 2010 года

на заседании диссертационного совета Д 208.007.01 при ГОУ ВПО

«Владивостокский государственный медицинский университет Росздрава»

г. Владивосток, пр. Острякова, 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке

Владивостокского государственного медицинского университета

Автореферат разослан «____» ________________ 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор медицинских наук, профессор

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы

Развитие мозга в постнатальном периоде онтогенеза находится под влиянием с одной стороны, генетически закрепленных программ, с другой стороны - внешней среды (P. Guesry, 1998; D. E. Dluzen, J. L. McDermot, 2000; W. J. Chen et al., 2003; T. Belovari et al., 2004; R. G. York et al., 2004; S. R. Kesler et al., 2008). Наиболее уязвимыми периодами для органогенеза мозга являются пренатальный и ранние этапы постнатального периода, когда действия различного рода факторов приводят к значительным последствиям. Такими факторами могут быть особенности гормонального статуса матери и плода (, 1982; , 1994), обеспеченность нутриентами (, , 1982; , 2007), действие токсикантов ( и соавт., 2004; C. D. Maia et al., 2009), уровень стрессогенности среды и др. Степень стрессогенности среды – это один из факторов, оказывающих значительное влияние на органогенез головного мозга. Его эффект зависит от характера стрессогенности фактора, продолжительности его воздействия, интенсивности. Так, стресс на 19-й неделе беременности может вызвать в последующем изменение объема серого вещества различных областей коры, психические нарушения, ухудшение познавательных и интеллектуальных способностей (C. Buss et al., 2010). Хронический стресс обусловливает существенные изменения психоэмоционального статуса и поведения человека, которые могут завершиться постстрессорными депрессивными расстройствами и тревожными состояниями ( и соавт., 2009).

Экспериментальным путем показана возможность создания моделей с уменьшенной или увеличенной стрессогенностью среды, лучшими или худшими (по сравнению со среднестатистическими) условиями существования организма (, , 1982; и соавт., 1995; и соавт., 1995; и соавт., 2006; D. Reiss et al., 2007; , 2000-2009; и соавт., 2009). При этом было, в частности, показано, что содержание большого числа животных в тесной клетке приводит к снижению массы тела, увеличению массы надпочечников, концентрации кортикостероидов в плазме крови, выраженным изменениям поведения, в частности, повышенной тревожности (D. B. Vleck, V. Gente, 1968; и соавт., 1970; , 1971; A. Gamallo et al., 1986; J. Baranyi et al., 2005; D. Reiss et al., 2007; и соавт., 2009).

Пребывание животных в условиях «обогащенной среды», которая может выражаться меньшей скученностью, улучшением качества питания, большими по продолжительности контактами с матерью, приводит к увеличению темпов развития головного мозга, в частности к увеличению у них массы мозга, толщины коры, нейро-глиального индекса, количества белков (M. C. Diamond et al., 1964; E. L. Bennett et al., 1970).

Одним из факторов, значительно меняющих условия жизни в ранние её периоды, является воспитание в «чужой» среде, без участия биологической матери. Работы подобного плана показали, в частности, что воспитание крысят в «чужих» пометах отражается на функциональной активности их надпочечников, изменяет степень предрасположенности к генетически обусловленной гипертензии (M. Vallee, 1997; и соавт., 1999; и соавт., 2005).

Уменьшение материнской заботы приводит к повышению уровня тревожности у взрослых особей, отражается на показателях их физического развития (S. Macrí et al., 2004; I.C. Weaver et al., 2007). При периодическом отлучении от матери у крысят отмечаются дефицит массы тела, изменения в системе нейроэндокринной регуляции, низкая стресс-реактивность, повышенная исследовательская активность, низкая тревожность (P. M. Plotsky et al., 2005; Y. Matsumoto et al., 2006; и соавт., 2009).

В то же время, неизученными остаются многие моменты, такие как морфологические, морфометрические и гистохимические особенности разных зон неокортекса и гиппокампа животных, воспитанных в условиях лучше, чем среднестатистические, и, с другой стороны - крыс, выращенных «приемной» матерью, их возрастная динамика, а также взаимосвязи состояния эндокринных желез и показателей развития головного мозга таких животных, особенностей их высшей нервной деятельности (ВНД).

Цель исследования

Дать морфометрическую, гистохимическую характеристику неокортекса и гиппокампа, а также показателей высшей нервной деятельности крыс из экспериментально уменьшенных и искусственно сформированных («смешанных») пометов, сопоставить показатели развития головного мозга подопытных животных с некоторыми параметрами гистофизиологии их гонад и коркового вещества надпочечников.

Задачи исследования

1.  Изучить морфологические, морфометрические, гистохимические показатели развития головного мозга 14-, 30-, 40-дневных крыс из пометов с экспериментально уменьшенной численностью.

2.  Изучить влияние уменьшения численности пометов на показатели развития эндокринных желез (надпочечник, семенник, яичник) 14-, 30-, 40-дневных крыс.

3.  Изучить морфологические, морфометрические, гистохимические показатели развития головного мозга 40-дневных крыс из искусственно сформированных («смешанных») пометов.

4.  Изучить влияние воспитания крысят в искусственно сформированных («смешанных») пометах на показатели развития эндокринных желез (надпочечник, семенник, яичник) 40-дневных крыс.

5.  Изучить особенности поведения в ПКЛ крыс из пометов с экспериментально уменьшенной численностью и искусственно сформированных («смешанных») пометов.

Научная новизна исследования

Работы состоит в том, что в ней впервые описано влияние экспериментального уменьшения численности пометов и воспитания крысят в искусственно сформированных пометах на показатели развития их головного мозга, надпочечников и гонад, показатели ВНД.

Установлены особенности морфометрических, гистохимических показателей развития некоторых отделов неокортекса и гиппокампа мозга крысят из экспериментально уменьшенных пометов разных возрастных групп. Впервые дана морфометрическая и гистохимическая характеристика гонад и коркового вещества надпочечников, уровня половых гормонов в крови этих животных.

Впервые показано, что крысята, воспитанные в искусственно сформированных пометах, отличаются от контрольных по целому ряду морфометрических и гистохимических показателей развития головного мозга.

Впервые проведен многосторонний анализ особенностей морфометрических и гистохимических показателей развития мозга, имеющего увеличенную массу, описана возрастная динамика этих особенностей.

Научная и практическая значимость работы

Проведенная работа относится к фундаментальным. Ее результаты расширяют представления о действии на развитие мозга факторов, которые могут влиять на данный процесс как у человека, так и у животных в реальных условиях. Научную значимость имеют новые данные о соотношениях макро- и микроскопических характеристик развивающегося мозга. Данные, приведенные в работе, могут использоваться в лабораториях, исследующих органогенез головного мозга, а также при чтении лекций по гистологии, физиологии, педиатрии в медицинских, биологических и педагогических вузах.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Численность пометов крыс может рассматриваться как один из факторов, существенно влияющих на показатели развития, гистофизиологии головного мозга и ряда эндокринных желез крыс в молочном и препубертатном периодах онтогенеза. Уменьшение численности пометов сопровождается достоверными изменениями гравиметрических и морфометрических показателей развития головного мозга, ВНД, а также – показателей гистофизиологии гонад и надпочечников.

2. Мозг экспериментальных животных из пометов с уменьшенной численностью отличается большей массой, а также многими важными характеристиками, такими как толщина коры, плотность расположения нейронов, размеры нейронов, содержание в них НК и активности некоторых общеметаболитических ферментов.

3. Воспитание крысят в искусственно сформированных («смешанных») пометах отражается на ряде морфологических и гистохимических показателей развития головного мозга крысят, что проявляется меньшими толщиной коры СТД, размерами цитоплазмы, ядер и ядрышек нейронов слоя II и V ПТД, слоя II СТД, гиппокампа, цитоплазмы нейронов слоя V СТД, сниженной активностью NADH-d в цитоплазме нейронов слоя II, NADPH-d – в цитоплазме нейронов гиппокампа, более высокой, чем в контроле, концентрацией РНК в цитоплазме нейронов слоя II и V ПТД и СТД и гиппокампа. В этих условиях существенно меняются показатели соматического развития животных, гистофизиологии их гонад (меньшие абсолютная масса органов, диаметры наиболее крупных овариальных фолликулов и семенных канальцев, активность ГСДГ в клетках Лейдига, высокая активность ГСДГ в текоцитах фолликулов), надпочечников (сниженная абсолютная масса, толщина коркового вещества), ВНД.