CC BY
61
О.В. Семячкта-Гпушновсная п др. Роль половым гормонов в регуляцрп
Список литературы
1. Старцев А. И. Фитомасса чистых и смешанных древо-стоев сосны обыкновенной в Нижегородской и Костромской областях // Лесоведение. 2007. №2. С.51-56.
2. Сукачев В.Н. Основные понятия лесной биогеоценоло-гии // Основы лесной биогеоценологии. М., 1964. С.5-49.
3. Лесотаксационный справочник. М., 1973. 208 с.
4. Уткин А.И. Биологическая продуктивность лесов (методы изучения и результаты) // Лесоведение и лесоводство (итоги науки и техники, ВИНИТИ АН СССР). М, 1975. Т.1. С.9-189.
5. Корчагин A.A. Строение растительных сообществ // Полевая геоботаника. Л., 1976. Т.5. С.7-320.
6. Тарасов А. О. Руководство к изучению лесов юго-востока европейской части СССР. Саратов, 1981. 102 с.
7. Болдырев В.А. К изучению запасов фитомассы древостоя в нагорных лесах Саратовского Правобережья // Вопросы лесной экологии, биоценологии и охраны природы в степной зоне. Куйбышев, 1988. С. 11-14.
8. Базилевич Н.И., Титлянова АЛ, Смирнов В.В., Родин Л.Е. и др. Методы изучения биологического круговорота в различных природных зонах. М., 1978. 184 с.
9. Маееский П.Ф. Флора средней полосы Европейской части СССР. Л., 1964. 880 с.
10. Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР). СПб., 1995. 992 с.
11. Болдырев В.А. Структура и продуктивность лесов южной части Приволжской возвышенности // Лесоведение. 2006. №6. С.27-33.
УДК 612.12/18: 599.323.4
РОЛЬ ПОЛОВЫХ ГОРМОНОВ В РЕГУЛЯЦИИ БАЗАЛЬНОЙ И СТРЕССОРНОЙ СЕКРЕЦИИ ОКСИДА АЗОТА У НОРМОТЕНЗИВНЫХ И ГИПЕРТЕНЗИВНЫХ КРЫС
ОБ. Семячкина-Глушковская, Т.Г. Анищенко, Т.А. Синдякова, И.А. Семячкин-Глушковский, С.В. Капралов*, И.А. Фролов*
Саратовский государственный университет
E-mail: [email protected]
* Саратовский государственный медицинский университет
Изучены эффекты гонадэктомии на содержание оксида азота в крови у самок и самцов нормотензивных и гипертензивных крыс в условиях покоя и стресса. Выявлено существенное влияние женских, но не мужских половых гормонов на секрецию оксида азота при различных функциональных состояниях организма (норма, стресс, артериальная гипертония), что может быть одним из возможных механизмов повышенной кардиоваскулярной устойчивости к стресс-индуцированным повреждениям в женском организме по сравнению с мужским организмом. Ключевые слова: оксид азота, гонадэктомия, стресс, артериальная гипертония.
Role of Sex Hormones in Regulation of Basal and Stressed Secretion of Nitric Oxide in Normotensive and Hypertensive Rats
O.V. Semyachkina-Glushkovskaya, T.G. Anishchenko, T.A. Sindyakova, I.A. Semyachkin-Glushkovskij, S.V. Kapraiov, I.A. Frolov
We studied effects of gonadectomy on nitric oxide content in blood in normotensive and hypertensive females and males at rest and stress situation. We revealed the stronger estrogens but not androgens in regulation of basal and stressed secretion of nitric oxide under different physiological conditions (rest, stress, arterial hypertension) that may be one of possible mechanism responsible for higher cardiovascular resistance to stress-induced damages in female compared with male.
Key words: nitric oxide, gonadectomy, stress, arterial hypertension.
Клинические и экспериментальные данные свидетельствуют о том, что принадлежность к женскому полу является самостоятельным фактором защиты в устойчивости к стрессу и развитию сердечно-сосудистых заболеваний, включая артериальную гипертонию. В основе данного феномена могут лежать половые различия в активности системы генерации оксида азота (N0). Действительно, продукция N0 и Ж)-зависимая вазо-дилатация у женщин выше, чем у мужчин [1, 2]. В исследованиях т \itro было выявлено более высокое содержание N0 в различных типах сосудов у самок по сравнению с самцами [3-6]. В наших предыдущих исследованиях было показано, что базальная и стрессорная продукция N0 выше у самок, чем у самцов, как в норме, так и при развитии ренальной гипертонии [7]. Вполне очевидно, что повышенная активность системы генерации N0 в женском организме по срав-
© О.В. Семячкина-Глушковская, Т.П Анищенко, ТА Синдякова, ПА Семячкин-Гпушковский, C.B. Капралов, ПА Фролов, 2010
Известии Саратовского университета. 2010. Т. 10. Сер. Knmn. Биология Экология, вып. Z
нению с мужским обеспечивается половыми различиями в активности регуляторных факторов, среди которых ведущую роль могут играть половые гормоны. В опытах in vitro на нормотензивных животных были выявлены стимулирующие эффекты эстрогенов в отношении продукции и секреции N0 [8]. При этом роль андрогенов в процессах контроля ]ЧГОергических влияний оценивается неоднозначно. Малоизучены регулирующие эффекты половых гормонов в отношении активности ТЧОергической системы в условиях стресса и при патологических состояниях.
Целью данного исследования явилось изучение эффектов гонадэктомии на содержание N0 в крови у самок и самцов нормотензивных и гипертензивных крыс в условиях покоя и стресса.
Опыты поставлены на интактных и го-надэктомированных самках и самцах 120 нормотензивных и 80 гипертензивных крыс. Для индуцирования гипертензии была использована модифицированная нами модель почечной гипертонии Голдблетта [9]. Удаление гонад и наложение клипсы проводили под нембуталовым наркозом (35-40 мг/1000 г). Спустя 7 недель после операции, когда развивалась стойкая гипертония, животных подвергали стрессу в виде иммобилизации на спине в течение 60 минут. На 5-й и 60-й минутах стресса, а также через 5 и 60 минут после его отмены определяли содержание NO по наличию нитратов и нитритов в крови с применением реактива Грисса [10]. Такому же стрессу подвергались и нормотен-зивные самки и самцы. Статистическая обработка результатов проводилась с помощью программы Statistica 5.0. Для сравнения внутри группы относительно исходного состояния применялся тест Wilcoxon, для межгрупповых сравнений - тест Mann-Whitney и ANOVA-2 с постхоковым анализом ранговым тестом Duncan. Различия считались достоверными при р < 0.05.
У самок овариоэктомия сопровождалась снижением базальной продукции NO, причем более существенно у гипертензивных особей, чем у нормотензивных особей (таблица). Так, в условиях дефицита половых гормонов у нормотензивных самок содержание NO в
крови уменьшалось в 1.3 раза (р < 0.05), а у гипертензивных самок - в 2.7 раза (р < 0.05). У нормотензивных и гипертензивных самцов кастрация не влияла на базальную секрецию N0. В силу этих причин обнаруженные нами половые различия в базальтом содержании N0 в крови у интактных животных нивелировались у гонадэктомированных крыс как в норме, так и при развитии гипертонии (см. таблицу).
Содержание оксида азота в крови (мкг/мл) у нормотензивных и гипертензивных самок и самцов крыс до и после удаления гонад
Группы животных Самки Самцы
Нормо-тензивные Гипер-тензивные Нормо-тензивные Гипер-тензивные
Интактные 0.54±0.04t 0.44±0.05f 0.42±0.02 0,22±0.03
Гонадэкто-мированные 0.40±0.05* 0.16±0.03* 0.47±0.13 0.19±0.02
Примечание. * - р < 0.05 относительно интактных животных; ")• ~ Р < 0.05 относительно самцов.
В условиях дефицита половых гормонов отмечались существенные изменения в динамике стрессорной секреции N0, наблюдаемые также лишь у самок, но не у самцов. Действительно, на фоне снижения базальной секреции N0 у самок отмечалось подавление его стрессорной продукции, причем более выражено у гипертензивных особей по сравнению с нормотензивными особями. Так, содержание N0 в крови у гипертензивных самок после удаления гонад снижалось в 1.4 раза (р<0.05) на 5 мин стресса и в 1.2 раза (р<0.05) на 60 мин стресса (рис. 1,6); у нормотензивных самок отмечалась лишь тенденция к снижению стрессорной секреции N0 (рис. 1 , а). В отличие от самок, у самцов стрессорные уровни N0 не отличались между интактными и кастрированными особями как в норме, так и при развитии гипертонии (рис. 2, а, б).
Важно отметить, что у животных с дефицитом половых гормонов, несмотря на отсутствие половых различий в базальных уровнях N0 и подавление его стрессорной продукции у женских особей, тем не менее, содержание N0 в крови при стрессе у самок было значительно выше, чем у самцов как в нормотензивной, так и в гипертензивной группах (рис. 3, а, б ).
66
Научный отдел
O.S. Семячита-Гпушковская п до. Роль половым гормонов в регуляирп
После стресса, мин
Рис. 1. Влияние овариоэктомии на содержание N0 (мкг/мл) в крови у нормотензивных (а) и гипертензивных (б) самок крыс в покое, при стрессе и после его отмены. Светлые столбики - интактные самки, темные - овариоэктомиро-ванные самки, * - р < 0.05 по сравнению с исходным уровнем; 1* ~ с интактными самками
N0, мкг/мл
1.2 1.1 •
1.0
а
i Î * \ Ш
Стресс, »
ÛLA
После стресса,!
Рис. 2. Влияние кастрации на содержание N0 (мкг/мл) в крови у нормотензивных (а) и гипертензивных (б) самцов крыс в покое, при стрессе и после его отмены. Светлые столбики - интактные самцы, темные - кастрированные самцы, * - р < 0.05 по сравнению с исходным уровнем; I - с интактными самцами
N0, мкг/мл
Рис. 3. Базальные и стрессорные уровни N0 в крови у нормотензивных (а) и гипертензивных (б) самок и самцов крыс с дефицитом половых гормонов в покое, при стрессе и после его отмены. Светлые столбики - самки, темные -
самцы,
р < 0.05 по сравнению с исходным уровнем, 1" - р< 0.05 по сравнению с самцами
Бпологпя
67
Извести Саратовского университета. ¿010. Т. 10. Сер. Хпмпя Бпопотя Экология, вып. 2
Гонадэктомия сопровождалась существенным нарушением восстановительных процессов, проявляющихся в длительной постстрессорной секреции N0, наблюдаемой у нормотензивных самок и у гипертензивных самок и самцов. Так, на 5 мин постстрессор-ного периода содержание N0 в крови в указанных группах животных оставалось достоверно высоким, нормализуясь к 60 мин у нормотензивных самок и оставаясь повышенным у гипертензивных крыс обоего пола (см. рис. 1, а, б и рис. 2, б).
Таким образом, результаты исследования показали, что гонадэктомия сопровождалась подавлением продукции N0 как у нормотензивных, так и у гипертензивных самок, но не у самцов как в покое, так и при стрессе. Этот факт свидетельствует о ведущей роли эстрогенов, но не андрогенов в регуляции секреции N0 при различных функциональных состояниях организма. Наши данные органично согласуются с результатами экспериментов, проведенных т у/Гго, отражающих стимулирующие эффекты эстрогенов в отношении эндотелийзависимой релаксации сосудов, активности эндотелиальной 1Ч0-син-тазы и непосредственно секреции N0 [4, 8,11].
Несмотря на снижение базальной продукции N0 у овариоэктомированных женских особей, при стрессе как у нормотензивных, так и у гипертензивных самок содержание N0 в крови было значительно выше, чем у самцов. Эти данные дают основание предположить наличие в женском организме по-лифакторности стимулирующих механизмов в отношении продукции N0, которые, очевидно, находятся в реципрокных взаимоотношениях с эстрогенами и дополнительно активируются в условиях мобилизации. Такими механизмами могут быть холинергиче-ские влияния, активность которых выше у женских особей, чем у мужских [12, 13]. Известно, что эстрогены потенцируют эндоте-лийзависимые эффекты ацетилхолина [14], который, в свою очередь, находится во взаи-мостимулирующих отношениях с N0 [15].
Актуально, что гонадэктомия в наших исследованиях сопровождалась наиболее значительными изменениями в базальной и
стрессорной активности ЖЗергической системы у гипертензивных крыс по сравнению с нормотензивными животными. Действительно, наиболее чувствительными к дефициту половых гормонов оказались самки, причем в более выраженной степени гипертензивные женские особи. У них по сравнению с нормотензивными самками более существенно снижалась базальная и стрессорная продукция N0, а также отмечались более длительные постстрессорные процессы восстановления исходной секреции N0. У самцов: в норме кастрация не влияла на базальную и стрессорную секрецию N0, однако при развитии гипертонии стрессорная динамика секреции N0, не изменяясь по интенсивности, существенно увеличивалась по продолжительности. Эти факты дают основание полагать, что в условиях развития гипертонии усиливаются контролирующие влияния половых гормонов в отношении секреции N0 не только у самок, но и у самцов.
В целом результаты данного исследования обнаружили существенное влияние женских, но не мужских половых гормонов на секрецию N0 при различных функциональных состояниях организма, что выявляет один из возможных механизмов повышенной активности МЭергической системы в женском организме по сравнению с мужским. Ранее нами было показано, что повышенная секреция N0 у самок может являться одним из ключевых факторов высокой их кардиова-скулярной устойчивости к стрессу и развитию ренальной гипертонии [16]. Таким образом, эстрогены в значительной мере благодаря стимулирующим эффектам в отношении продукции N0 являются самостоятельным фактором защиты, что подтверждает сделанный нами вывод о усилении контролирующей роли эстрогенов в отношении активности Ж)ергической системы при развитии артериальной гипертонии.
Работа выполнена в рамках ФЦП «Инновационные кадры России» на 2009-2012 гг., Государственный контракт от 31 июля 2009 г. № П441 на выполнение поисковых научно-исследовательских работ для государственных нужд.
68
Научный отдеп
0.6. Семячкпна-Гпушковсная и до. Роль половых гормонов в регуляции
Список литературы
1. Forte P., Kneale В., Milne Е. et al. Evidence for a difference in nitric oxide biosynthesis between healthy women and men//Hyperten. 1998. Vol.32. P.730-734.
2. Sader M., Celermajer D. Endothelial function, vascular reactivity and gender differences in the cardiovascular system // Cardiovas Res. 2002. Vol.53. P.597-604.
3. Kauser K,, Rubanyi G. Gender difference in bioassayable endothelium-derived nitric oxide from isolated rat aortae // Amer. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 1994. Vol.267. P.H2311-2317.
4. Skarsgard P., van Breemen C, Laher I. Estrogen regulates myogenic tone in pressurized cerebral arteries by enhanced basal release of nitric oxide // Amer. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 1997. Vol.273. P.H2248-2256.
5. Knot H., Lounsbury K., Brayden J. et al. Gender differences in coronary artery diameter reflect changes in both endothelial Ca2+ and ecNOS activity // Amer. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 1999. Vol.276. P.H961-969.
6. Laughlin M., Welshons W., Sturek M. et al. Gender, exercise training, and eNOS expression in porcine skeletal muscle arteries //J. Appl. Physiol. 2003. Vol.95. P.250-264.
7. Глушковская-Семячкина О.В., Анищенко Т.Г., Синдякова Т.А. и др. Половые различия в содержании оксида азота у здоровых и гипертензивных крыс в условиях покоя и стресса // Бюл. эксперимент, биол. мед. 2006. Т. 142, № 8. С.13-17.
8. Orshal J., Khalil R. Gender, sex hormones, and vascular tone // Amer. J. Physiol. Regul. Integr. Сотр. Physiol. 2004. Vol.286. P.R233-249.
9. Пат. 68280 Российская Федерация, МП К 7 Ф61В17/122. Приспособление для моделирования экспериментальной почечной гипертонии / Семячкина-Глушковская О.В., Анищенко Т.Г. № 200712805 // Изобретения. Полезные модели: Офиц. бюл. 2007. №33. С. 127-130.
10. Карпюк В.Б., Черняк B.C. // Клиническая лабораторная диагностика. 2000. №5. С.16-19.
11. Kleinert К, Wallerath Т., Euchenhofer С. et al. Estrogens increase transcription of the human endothelial NO synthase gene // Hyperten. 1998. Vol.31. P.582-588.
12. Du X-J., Dart A., Riemersma R. Sex differences in the parasympathetic nerve control of rat heart // Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. 1994. Vol.21. P.485-493.
13. Семячкина-Глушковская О.В., Анищенко Т.Г., Бердни-кова В.А. и др. Половые особенности холинергической регуляции сердечно-сосудистой системы у здоровых и гипертензивных крыс // Бюл. эксперимент, биол. мед. 2008. Т. 146, №7. С.33-37.
14. Williams J.К., Adams M.R, Klopfenstein H.S. Estrogen modulates responses of atherosclerotic coronary arteries // Circulation. 1990. Vol.81. P.1680-1687.
15. Furchgott R., Zawadzki D. The obligatory role of endothelium cells in the relaxation of arterial smooth muscle by acetylcholine // Nature. 1980. Vol.288. P.373-376.
16. Анищенко Т.Г., Глушковская-Семячкина О.В., Бердникова В.А. Половые особенности кардиоваскулярной стресс-реактивности у здоровых и гипертензивных крыс // Бюл. эксперимент, биол. мед. 2007. Т. 143, №2. С. 136-140.
Биология
69
