Влияние долгосрочной изоляции на уровень глюкокортикоидов и адреналина у крыс

     Динамика  адренокортикальной активности в стрессовой ситуации. 

     Выделяя три стадии общего адаптационного синдрома, можно представить такую картину динамики адренокортикальной активности: усиление ее в стадии тревоги, нормализацию в стадии резистентности вместе с приобретением повышенных функциональных запасов и истощение коры надпочечников при чрезвычайно продолжительном действии стрессора [18, 15].

     В фазе шока, стадии тревоги резистентность организма к стрессору понижена. Адренокортикальная активность характеризуется сначала относительной, а затем абсолютной ее недостаточностью. В фазе контрашока адренокортикальная активность увеличивается, и вместе с тем растет резистентность организма к стрессору [22]. Это характеризуется постоянной повышенной сопротивляемостью к стрессору без необходимости активизировать адренокортикальную активность. Наступление стадии истощения, характеризующейся резким спадом резистентности к стрессору, связано с первоначальным усилением адренокортикальной активности, переходящей в абсолютную недостаточность ее [7].

     Наиболее  важная особенность динамики гипофизарно-адрено-кортикальной системы при стрессе заключается в том, что усиление ее в виде реакции контрашока (или просто в виде стрессовой реакции) имеет полифазный характер. Замена повышенной адренокортикальной активности на пониженную происходит при продолжительном действии стрессоров [10].

     Полифазный  характер стрессовой реакции гипофизарно-адренокорти-

кальной системы  нашел свое подтверждение  во многих исследованиях. Первоначальное усиление, сменяющееся затем угнетением, установлено в ряду показателей  активности системы после введения адреналина, токсинов, алкоголя или формалина [25, 8].

       Важнейшей особенностью деятельности  гипофизарно-адренокортика-

льной системы является кратковременность  регулирующих воздействий, вызывающие более длительные, чем регуляторные воздействия, изменения гормонопродукции клетками коры надпочечников. Кратковременность и тем самым гибкость регулирующего влияния кортикотропина связаны с малой длительностью его полураспада (от 1 до 18 мин). Скорость элиминации кортикотропина из крови пропорциональна уровню его в крови [7, 22].

         Итак, следует считать установленным,  что реакция гипофизарно –  адренокортикальной системы на  стрессор характеризуется не  постоянным, а волнообразным увеличением  ее активности. При этом выявляются  три принципиально важные фазы-реакции системы на стресс [10].

      Кора надпочечников не выделяет кортикостероиды непрерывно, а работает вспышками, которые чередуются периодами покоя. Интервалы между вспышками варьируют от 1 – 2 ч до 3 ч. Эпизодический характер секреции вообще и полифазность стрессовой реакции в частности могут быть связаны с циклом действия стероидов на клеточном уровне, для которого характерны следующие этапы:  насыщение цитоплазматических рецепторов в тканях мишени, транслокация комплекса стероид – рецептор в ядро, взаимодействие этого комплекса с геномом, приводящее к индукции синтеза энзимных белков, освобождение стероида из указанного комплексов, выхода стероида из клетки и метаболическая инактивация стероида. Связь этого цикла с эпизодическим характером секреции можно представить таким образом: кортикостероиды, выделенные в результате одной вспышки секреции, через некоторое время достигают цитоплазматических рецепторов в тканях-мишенях и связываются с ними, вследствие чего уровень кортикостероидов в крови снижается; он вновь увеличивается после выхода кортикостероидов из клетки или в след за новой вспышкой секреции. Часть кортикостероидов постоянно подвергается метаболическим превращениям, и поэтому все время существует необходимость в новых порциях гормона [28,15].

        Для обеспечения максимального адаптационного эффекта поддержания продукции ГК на высоком уровне по крайней мере в течение  1- 2 часов (до полной реализации цикла действия ГК) [20]. Одна кратко- временная вспышка секреции не может удовлетворить эту потребность. Поэтому маловероятно, что в состоянии стресса поддерживается такой же режим секреторных вспышек, как в условиях покоя. Основным в действии ГК является индукция ими синтеза энзимных белков и усилении этого процесса требует повышенной в объеме или скорости взаимодействия ГК с рецепторами. Для этого и нужен приток к тканям значительных количеств ГК. Поэтому весьма логично в начале стресса ожидать не только повышения продукции ГК, но и ускоренной их элиминации из крови [7, 3].

      Полифазность стрессовой реакции рассматривается в связи с наличием нервных образований, раздражение которых приводит к быстрой или медленной активации гипофизарно-адренокортикальной системы. Разрушение гипоталамических центров исключает фазу быстрой активации системы, но при этом остается фаза медленной активации. 

Состояние гипофизарно-адренокортикальной системы  при длительном периоде стрессора 

        Новый уровень интенсивности гормонов гипофизарно-адренокортикальной системы обеспечивает большую длительность вторичной активации системы. Эта фаза заканчивается или достижение достаточной резистентности к стрессору на клеточном уровне, делающей усиленную адренокортикальную активность ненужной, или новым угнетение активности [10].

    Адаптация организма к повторяющимся стрессорам характеризуется постепенным уменьшением стрессовой активации глюкокортикоидной функции вплоть до полного исчезновения  реакции. Адаптация к конкретному уровню стрессорного воздействия достигается через фазу околопредельного исчерпывания возможностей клеток коры надпочечников. Для адаптации необходимо усовершенствование аппарата биосинтеза кортикостероидов [26, 7].

    Функционирование  гипофизарно-адренокортикальной системы  определяется  устойчивостью разных звеньев этой системы, а так же нейронов, секретирующих разные кортикостероиды, участвующие в регуляции системы. Различия в функциональной устойчивости могут выявляться отдельными секреторными клетками. Они рассматриваются как снижение секреции кортикостероидов при длительных патологических состояниях как результат распределения клеток коры надпочечников по порогу выключения их активности [4].  

    Значение ГК в процессах адаптации 

    Основная  функция ГК в процессах адаптации  заключается в индукции энзимных белков. Через синтезируемые ферменты ГК принимают участие в широком спектре метаболических процессов. Важную роль выполняют ГК и в биосинтезе адреналина. Введением их можно увеличивать содержание адреналина в надпочечниках [7, 4].  
 
 

    1.4 Действие адреналина при стрессе 

         Адреналин (эпинефрин) (L-1(3,4-Диоксифенил)-2-метиламин-

этанол) — основной гормон мозгового вещества надпочечников, а также нейромедиатор.  

По химическому  строению является катехоламином. Адреналин содержится в разных органах и тканях, в значительных количествах образуется в хромаффинной ткани, особенно в мозговом веществе надпочечников [2].

    Действие  адреналина связано с влиянием на α- и β-адренорецепторы и во многом совпадает с эффектами возбуждения  симпатических нервных волокон. Адреналин участвует в реализации реакций типа «бей или беги», его секреция резко повышается при стрессовых состояниях, пограничных ситуациях, ощущении опасности, при тревоге, страхе, при травмах, ожогах и шоковых состояниях. Он  оказывает стимулирующее воздействие на ЦНС, хотя и слабо проникает через гематоэнцефалический барьер. Он повышает уровень бодрствования, психическую энергию и активность, вызывает психическую мобилизацию, реакцию ориентировки и ощущение тревоги, беспокойства или напряжения, генерируется при пограничных ситуациях [14].

    При возникновении опасности адреналин выбрасывается в кровь и мобилизует запасы углеводов для быстрого высвобождения энергии, увеличивает мышечную силу, вызывает расширение зрачков и сужение периферических кровеносных сосудов [8]. Таким образом, направляются резервные силы для «бегства или борьбы», а кроме того снижаются кровопотери благодаря сужению сосудов и быстрому свертыванию крови. Адреналин стимулирует также секрецию АКТГ (т.е. гипоталамо-гипофизарную ось). АКТГ, в свою очередь, стимулирует выброс корой надпочечников кортизола, в результате чего увеличивается превращение белков в глюкозу, необходимую для восполнения в печени и мышцах запасов гликогена, использованных при реакции тревоги [19].

    Находясь  в спокойном состоянии, клетки мозгового  слоя надпочечников все время  вырабатывают незначительное количество адреналина [20]. В случае воздействия на организм человека какого-либо внешнего либо внутреннего фактора, происходит скачок выработки адреналина. Такими факторами могут быть – физическое напряжение, умственное напряжение, инфекция и т.д. В такие стрессовые ситуации, данные гормоны исполняют достаточно серьезную регуляторную роль [2, 11].

    Первым органом, реагирующим на стресс, является гипоталамус. Именно он направляет сигнал в гипофиз, который в свою очередь вырабатывает гормоны, которые так необходимы практически всем тканям и органом. Надпочечники первыми улавливают данные гормоны. Подхватив распространяющиеся гормоны, органы начинают вырабатывать адреналин, который именуется гормоном тревоги. Итогом такой реакции становятся – резкое сужение сосудов, повышение артериального давления, учащение пульса, дыхания, увеличение количества сахара в крови [14].

    В случае если у человека или животного вырабатывается большое количество адреналина, тогда он достаточно быстро справляется со стрессом. Однако есть и одно но. Такие люди практически всегда находятся в напряженном состоянии. Если у человека имеется нехватка адреналина, тогда он постоянно мучается в моменты, когда что-то не идет по плану. Есть и такие люди, у которых достаточно много как гормонов тревоги, так и гормонов стабильности. Их настроение постоянно меняется. Чаще всего нельзя предсказать их ход мыслей или действий [19, 25].  
 
 
 
 

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 

    2.1 Материалы и методы исследования 

    Эксперимент проводился на 10 беспородных крысах обоих полов  массой 150-250 грамм. Все манипуляции с животными проводились согласно международным правилам использования животных в эксперименте.

    По плану эксперимента животные были разделены на две группы. 
В первую группу входили животные, которых содержали в обычных условиях. В клетках находилось по несколько крыс.

    Вторую  группу составляли животные, подвергавшиеся долгосрочной социальной изоляции на протяжении 35 суток. Они содержались в условиях свободного доступа к пище и воде.

    Животных  выводили из эксперимента путем декапитации. У экспериментальных животных извлекали надпочечники и печень, отделяли их от соединительной ткани и взвешивали. Относительную массу надпочечников выражали в процентах от массы тела. 
Приготовляли гомогенат левого надпочечника в 2,5 мл 30-% раствора спирта и гомогенат печени в отношении 1:5 в 30-% растворе спирта.

    Плазму на анализ брали с 5-% раствором этилендиаминтетраацетата натрия (ЭДТА). Затем центрифугировали 10 минут при 1500 об/мин.

    Уровень 11-ОКС в левом надпочечнике, плазме и печени определяли по методу Ю.А. Панкова  и И.Я.Усватовой, в модификации В.Г.Подковкина.

    Определяли  уровень адреналина в правом надпочечнике.

    Нормальное распределение значений оценивалось с помощью критерия Стьюдента. Различие средних значений в группах сравнивали с помощью стандартного t-критерия Стьюдента. Отличия считали статистически значимыми при p<0,05 [23].  

     2.2. Результаты исследования и их обсуждение 

     Проведенные исследования обнаружили понижение функциональной активности коры надпочечников под действием фактора долгосрочной социальной изоляции (рис 2.1). Происходило уменьшение массы желез – надпочечников и тимуса [27]. Действие изоляции полностью снимало напряжение гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы, судя по представленным показателям [24]. Выделяющиеся 11-ОКС оказывают угнетающее действие на тимус, что приводит к уменьшению его относительной массы.

Рис. 2.1 Изменение относительной массы желез под действием изоляции 

         Относительно содержания 11-ОКС в надпочечниках, печени и плазме крови видно уменьшение их концентрации. Это происходит в результате действия долгосрочной социальной изоляции у крыс [27]. Этот фактор оказывает угнетающее воздействие на гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую систему, так как животные, находясь в долгосрочной изоляции, пребывают несвойственных им условиях (рис. 2.2).