CC BY
36
© Л. Д. Попова, І. М. Васильєва, М. Г. Щербань
УДК 577. 175. 5:577. 175. 325:591. 5:599. 323. 41
Л. Д. Попова, І. М. Васильєва, М. Г. Щербань
ВМІСТ КОРТИКОСТЕРОНУ ТА АДРЕНОКОРТИКОТРОПНОГО ГОРМОНУ У ПЛАЗМІ КРОВІ ЩУРІВ ІЗ ДОМІНАНТНИМ ТА СУБМІСИВНИМ ТИПАМИ ПОВЕДІНКИ
Харківський національний медичний університет (м. Харків)
Робота виконана у межах науково-дослідної теми ХНМУ «Вивчення загальних закономірностей патологічних процесів і розробка способів їх корекції» (№ державної реєстрації 010311004546).
Вступ. Прояви агресивності та спроби суїциду є значними проблемами сучасного суспільства [5, 14]. Агресивність більш характерна для чоловіків, ніж для жінок. Депресивні стани у жінок розвиваються у два рази частіше, ніж у чоловіків [7, 8]. Тестостерон є принциповим статевим гормоном, що залучається до регуляції агресії як у тварин, так і у людини [27]. Андрогени відіграють критичну роль у регуляції гіпоталамо-гіпофізарно-адреналової (ГГА) осі [15]. Дисрегуляція ГГА осі часто пов’язана з тривожними та депресивними станами, а також насильством та аномальною агресією [6]. У попередніх роботах нами було виявлено залежність між рівнем тестостерону та типом поведінки у самців щурів. У домінантних самців рівень тестостерону був значно вищим порівняно із субмісивними [1].
У зв’язку з цим, метою роботи було дослідження ГГА осі, а саме вмісту адренокортикотропного гормону (АКТГ) та кортикостерону у самців щурів із домінантним та субмісивним типами поведінки.
Об’єкт і методи дослідження. Робота виконана на 76 самцях лінії Вістар різного віку (трьох-, шести- та дванадцятимісячних), які утримувались у стандартних умовах віварію. Згідно класифікації вікових груп лабораторних тварин [3], щури трьох-місячного віку належать до II періоду (періоду статевого дозрівання, ювенільного); щури шести- та дванадцятимісячного віку до III періоду - репродуктивного (до молодого та зрілого, відповідно).
Утримання тварин та експерименти проводилися відповідно до положень «Європейської конвенції про захист хребетних тварин, які використовуються для експериментів та інших наукових цілей» (Страсбург 1985), «Загальних етичних принципів експериментів на тваринах», ухвалених Першим національним конгресом з біоетики (Київ, 2001).
Для розподілу тварин на групи з альтернативними типами поведінки було використано модель емоційного стресу «Сенсорний контакт» з деякими модифікаціями [2, 13]. Згідно цієї моделі, щури
протягом 5 діб знаходились в умовах індивідуального утримання з метою попередження ефекту групової взаємодії. Потім щури утримувались 2 дні в експериментальних клітках, розділених навпіл прозорою перегородкою з отворами, що забезпечувало умови сенсорного контакту. Тестування типу поведінки починали через 2 дні після адаптації тварин до нових умов утримання та сенсорного знайомства. На період тестування перегородку забирали на 10 хв. Тестування проводили протягом 10 днів у другій половині дня, починаючи з 14. 00 год до 16. 00 год. Відповідно до результатів тестування, тварин було розподілено на 3 групи: домінантні, урівноважені та субмісивні. Через 20 год після останнього тестування проводили декапітацію тварин.
Рівень АКТГ та кортикостерону у плазмі крові визначали методом імуноферментного аналізу з використанням наборів «DRG» та «Assay Designs», відповідно.
Статистичний аналіз отриманих результатів було проведено за допомогою пакета прикладних програм - STATISTICA, MS Excel з використанням U-критерію Манна-Уітні, ANOVA по Kruskal-Wallis та кореляційного аналізу по Спірмену.
Результати досліджень та їх обговорення. Згідно отриманим результатам, вміст АКТГ у плазмі крові самців різних вікових груп, але в межах одного типу поведінки не відрізнявся (урівноважені Н=3. 24, Р>0. 05; субмісивні Н=0. 20, Р>0. 05; домінантні Н=2. 88, Р>0. 05). ANOVA аналіз виявив залежність рівня АКТГ в плазмі крові щурів у досліджуваних групах від типу поведінки (3 міс: Н=16. 01, Р<0,05; 6 міс: Н=16. 51, Р<0,05; 12 міс: Н=16. 99, Р<0,05). В усіх вікових групах у субмісивних тварин АКТГ у плазмі крові був вищим порівняно з урівноваженими та домінантними (табл. 1).
В усіх вікових групах різниці вмісту АКТГ між самцями з домінантним та урівноваженим типами поведінки не виявлено.
Вміст кортикостерону у плазмі крові самців різних вікових груп, але в межах одного типу поведінки не відрізнявся (урівноважені Н=1. 70, Р>0. 05; субмісивні Н=0. 72, Р>0. 05; домінантні Н=0. 95, Р>0. 05;). ANOVA аналіз виявив залежність рівня кортикостерону в плазмі крові від типу поведінки щурів у
Таблиця 1
Вміст АКТГ (пг/мл) у плазмі крові щурів різних вікових груп з альтернативними типами поведінки
T/іп поведінки Юлькість спостережень n Медіана Ме ^артилі 25%; 75%
3 місяці
Урівноважені 9 2.95 2.67; 3.1В
Субмісивні 7 14.57*х 14.C2; 14.79
Домінантні В 3.55 3.1В; 3 В9
6 місяців
Урівноважені 9 3.52 2.61; 4.В2
Субмісивні В 14.63*х 14.19; 14.96
Домінантні 9 3.13 2.5; 3.1В
12 місяців
Урівноважені 9 3.69 3.13; 4.26
Субмісивні В 14.52*х 14.19; 15.12
Домінантні В 2.95 2.59;3.46
Примітка: * - Р<0,05 порівняно зі щурами з урівноваженим типом поведінки одного віку, х - порівняно зі щурами з домінантним типом поведінки одного віку.
всіх досліджуваних вікових групах (3 міс: Н=17. 79, Р<0. 05; 6 міс: Н=17. 57, Р<0. 05; 12 міс: Н=12. 97, Р<0. 05). В усіх вікових групах у субмісивних тварин кортикостерон у плазмі крові був вищим порівняно з урівноваженими та домінантними, а в урівноважених тварин - вищим порівняно з домінантними (табл. 2).
Таблиця 2
Вміст кортикостерону (нмоль/л) у плазмі крові щурів різних вікових груп з альтернативними типами поведінки
T/іп поведінки Юлькість спостережень n Медіана Ме ^артилі 25%; 75%
3 місяці
Урівноважені 9 1.36 1.26; 1.5C
Субмісивні 7 1.99*х 1.62; 2.C2
Домінантні В 1.C3* 0.В1;1.24
6 місяців
Урівноважені 9 1.27 1.21; 1.57
Субмісивні В 1.79*х 1.62; 1.95
Домінантні 9 0.В7* 0.В4; 1.21
12 місяців
Урівноважені 9 1.53 1.36; 1.53
Субмісивні В 1.95*х 1.69; 2.11
Домінантні В 1.21* 0.В7; 1.26
Примітка: * - Р<0,05 порівняно зі щурами з урівноваженим типом поведінки одного віку, х - порівняно зі щурами з домінантним типом поведінки одного віку.
^реляційний аналіз виявив сильні та середні позитивні зв’язки між рівнем AK^ та кортикостерону, але ці зв’язки були статистично значущими тільки у субмісивних тварин та в урівноважених самців молодого та зрілого репродуктивного періоду (табл. 3).
Таблиця З
^ефіцієнти кореляції між вмістом А^Г та кортикостерону у плазмі крові щурів різних вікових груп з альтернативними
типами поведінки
Вік тварини T/іп поведінки 3 місяці 6 місяців 12 місяців
Урівноважені +C.63 +0.6В* +0.ВВ *
Субмісивні +C.91* +0.В7* +C.73*
Домінантні +C.64 +C.41 +C.63
Примітка: *-Р<0. C5 кореляційні зв’язки статистично значущі.
Між рівнями тестостерону і AK^ (або кортикостерону) виявлено сильні негативні зв’язки в усіх досліджуваних групах, але у домінантних щурів молодого репродуктивного віку зв’язок між тестостероном та кортикостероном не був статистично значущим (табл. 4).
Таблиця 4
^ефіцієнти кореляції між вмістом тестостерону та А^Г (або кортикостерону) у плазмі крові щурів різних вікових груп
з альтернативними типами поведінки
Вік тварини T/іп поведінки 3 місяці 6 місяців 12 місяців
Tестостерон - AKTf
Урівноважені -0.В1* -C.94* -C.92*
Субмісивні -0.В2* -C.94 * -C.69 *
Домінантні -0.В2 -0.В2* -0.В2 *
Тестостерон - кортикостерон
Урівноважені -C.77* -0.6В* -0.В2*
Субмісивні -C.9C* -0.В0* -C.69*
Домінантні -0.В3* -C. 6C -C.74*
Примітка: *-Р<0. C5 кореляційні зв’язки статистично значущі.
Tаким чином, у субмісивних щурів виявлено гіпе-рактивну Г^ вісь, що підтверджується підвищенням рівнів як AKTH так і кортикостерону порівняно з урівноваженими тваринами, а у домінантних самців - гі-поактивну Г^ вісь (зменшений вміст кортикостерону порівняно з урівноваженими тваринами).
Г^ вісь є однією з головних систем стресу, що сприяє фізіологічній та поведінковій адаптації організму до стресових чинників як на периферійному рівні, так і на рівні мозку [1В].
Дані літератури стосовно ролі Г^ осі у регуляції агресивної поведінки протиречні. №приклад,у роботі Mikics etal. (2004) показано, що гостре підвищення рівня глюкокортикоїдів сприяє агресії, а гостра блокада синтезу глюкокортикоїдів зменшує агресію між самцями гризунів [17]. Згідно іншим даним, низька реактивність Г^ осі [25] або хронічно низькі рівні глюкокортикоїдів [11] призводять до надлишкової агресії і навіть до патологічних форм агресії, включаючи насильство.
Описано дві форми надлишкової агресії у чоловіків: імпульсивна і контрольована [26]. Перша форма агресії спостерігається у пацієнтів з депресією [4, 20]. Перший тип агресії характеризується високою емоційною активністю, високим рівнем автономної відповіді, включаючи високі рівні глюкокортикоїдів [1В]. Другий тип агресії виявляється у пацієнтів з порушенням особистості (поведінкові, антисоціальні порушення). Для другого типу агресії характерна низька емоційна активність, низький рівень автономної та глюкокортикоїдної відповіді [9]. Субмісивні щури можуть розглядатися як експериментальна модель депресії. Отримані результати свідчать про підвищення активності H"A осі у цієї групи тварин.
Tестостерон може впливати на H"A вісь як в ембріональному періоді, так і дорослому стані [24]. Tес-тостерон ініціює статеву диференціацію у критичний період фетального та перинатального розвитку, перетворюючись у мозку на 17ß-естрадіол [23]. Однією з найбільш важливих структур в ініціації маскулінізації мозку є гіпоталамус [12]. Паравентрикулярне
ядро гіпоталамуса контролює активність Г^ осі шляхом секреції кортиколіберину та аргінін-вазопресину в гіпофізарну портальну систему [21]. Як відомо, базальна експресія кортиколіберину нижче у самців ніж у самок [19].
У дорослому стані тестостерон може модулювати H"A вісь шляхом стимуляції експресії другого типу рецепторів до кортиколіберину (CRHR2) у прозорій перетинці [16] та гіпокампі [10]. Вентральна область прозорої перетинки має двобічний зв’язок з паравентрикулярним ядром і тому може відігравати важливу роль у регуляції активності H"A осі [22]. Гіпокамп є критичним в опосередкуванні глюкокор-тикоїд-залежного негативного зворотного зв’язку і, таким чином, сприяє контролю тривалості відповіді на стрес [10].
Bисновки.
1. У самців із субмісивним типом поведінки виявлено гіперактивну гіпоталамо-гіпофізарно-адре-налову вісь.
2. Уявність сильного негативного зв’язку між тестостероном і компонентами Г^ осі, виявлена у наших дослідженнях, підтверджує важливу роль андрогенів у регуляції H"A осі і свідчить про гальмівний вплив тестостерону на цю вісь.
Перспективи подальших досліджень. У подальшому планується дослідження кореляційних зв’язків між компонентами Г^ осі та вмістом кате-холамінів у фронтальній корі та гіпокампі щурів із домінантним та субмісивним типами поведінки.
^исок літератури
1. Васильєва І. М. Вміст тестостерону в щурів в залежності від віку та типу поведінки / І. М. Васильєва, Л. Д. Попова // Вісник проблем біології і медицини. - 2010. - Вип. 4. - С. 81-84.
2. Васильєва І. М. Оптимізація вибору контролю при використанні моделі «сенсорного контакту» / І. М. Васильєва, Л. Д. Попова // Експериментальна і клінічна медицина. - 2010. - № 3 (48). - C. 37 - 40.
3. Западнюк И. П. Лабораторные животные / И. П. Западнюк, В. И. Западнюк, Е. А. Захария, Б. В. Западнюк - Киев, «Вища школа». - 1983. -383 С.
4. Barden N. Implication of the hypothalamic-pituitary-adrenal axis in the physiopathology of depression / N. Barden // J Psychiatry Neurosci. 2004. - № 29. - Р 185-193.
5. Bartolomeos K., Brown D., ButchartA., Harvey A., Meddings D., Sminkey L. (2007). Third Milestones of a Global Campaign for Violence Prevention ReportWHO Library Cataloguing-In-Publication Data. Geneva: World Health Organization.
6. de KloetE. R. Stress and the brain: from adaptation to disease / de E. R. Kloet, M. Joels, F. Holsboer // Nat. Rev. Neurisci. -2005. - Vol. 6. - P. 463-473
7. Doris A. Depressive illness / A. Doris, K. Ebmeier, P. Shajahan // Lancet. 1999. - Vol. 354. - P. 1369-1375.
8. Fava M. Major depressive disorder / M. Fava, K. S. Kendler // Neuron. 2000. - Vol. 28. - P. 335-341.
9. Haller J. Normal and abnormal aggression: human disorders and novel laboratory models / J. Haller, M. R. Kruk // Neurosci. Biobehav. Rev. - 2006. - 30. - P. 292-303.
10. Herman J. P. Role of the ventral subiculum in stress integration / J. P. Herman, N. K. Mueller // Behav Brain Res. - 2006. -№ 174. - P. 215-224.
11. Kim J. J. Glucocorticoid hyper- and hypofunction: stress effects on cognition and aggression / J. J. Kim, J. Haller // Ann. N. Y Acad. Sci. - 2007. - Vol. 1113. - P. 291-303.
12. Konkle T. M. A. Developmental Time Course of Estradiol, Testosterone, and Dihydrotestosterone Levels in Discrete Regions of Male and Female RatBrain / Konkle T. M. A., McCarthy M. M. // Endocrinology. 2011. - Vol. 152, № 1. - Р 223-235.
13. Kudryavtseva N. N. The sensory contactmodel for the study of aggressive and submissive behaviors male mice // Aggres. Behav. - 1991. - Vol. 17, № 5. - P. 285 - 291.
14. Li X. Suicide among the elderly in mainland China / X. Li, Z. Xiao, S. Xiao // Psychogeriatric. - 2009 - № 9. - P 62-66.
15. Lund TD. The androgen 5alpha-dihydrotestosterone and its metabolite 5alpha-androstan-3beta, 17beta-diol inhibitthe hypo-thalamo-pituitary-adrenal response to stress by acting through estrogen receptor beta-expressing neurons in the hypothalamus / T. D. Lund, L. R. Hinds, R. J. Handa // J Neurosci. - 2006 - Vol. 26, № 5. - P 1448-56.
16. Michael J. Weiser. Androgen regulation of corticotropin-releasing hormone receptor 2 (CRHR2) mRNA expression and receptor binding in the ratbrain / Michael J. Weiser, Nirupa Goel, Ursula S. Sandau, Tracy L. Bale, and RobertJ. Handa. // Exp Neurol. - 2008. - Vol. 214, № 1. - P 62-68.
17. Mikics E. Genomic and non-genomic effects of glucocorticoids on aggressive behavior in male rats / E. Mikics, M. R. Kruk, J. Haller // Psychoneuroendocrinology. - 2004. - Vol. 29. - P 618-635.
18. Neumann I. D. Aggression and anxiety: social contextand neurobiological links / I. D. Neumann, A. H. Veenema, D. I. Beiderbeck // FrontBehav Neurosci. 2010. - № 4. - P. 1-12.
19. Ni X. Steroid hormone mediated regulation of corticotrophin releasing hormone gene expression / X. Ni, R. C. Nicholson // Front. Biosci. - 2006. - N11. - P 2909-2917
20. Raison C. L. When notenough is too much: the role of insufficientglucocorticoid signaling in the pathophysiology of stress-related disorders / C. L. Raison, A. H. Miller // Am J Psychiatry. - 2003. - Vol. 160. - P. 1554-1565.
21. Reul J. M. Corticotropin-releasing factor receptors 1 and 2 in anxiety and depression / J. M. Renl, F Holsboer // Curr Opin
Pharmacol. - 2002. - № 2. - P. 23-33.
22. Risold P. Y Connections of the ratlateral septal complex / P. Y Risold, L. W. Swanson // Brain Res Brain Res Rev. - 1997. -№ 24. - P. 115-195
23. Roselli C. E Brain aromatization. Classical roles and new perspectives / C. E. Roselli, M. Lice, P. P Hurn // Semin. Reprod. Med. - 2009. - Vol. 27, № 3. - P. 207-227
24. Swaab D. F. The stress system in the human brain in depression and neurodegeneration / D. F. Swaab, A. M. Bao, P J. Lucas-sen // Ageing Res. Rev. - 2005. - Vol. 4, № 2io - P. 141-194.
25. Veenema A. H. The stress response to sensory contactin mice: genotype effectof the stimulus animal / A. H. Veenema, B. Si-
jtsma, J. M. Koolhaas, de E. R. Kloet// Psychoneuroendocrinology. - 2005. - Vol. 30. - P 550-557.
26. Vitiello B. Subtypes of aggression and their relevance to child psychiatry / B. Vitiello, D. M. Stoff // J. Am. Acad. Child Adolesc. Psychiatry. - 1997. - Vol. 36. - P. 307-315
27. Wingfield J. C. Avoiding the ‘costs’ of testosterone: ecological bases of hormone-behavior interactions / J. C. Wingfield, S. Lynn, K. K. Soma // Brain Behav. - 2001. - Vol. 57. - P. 239-251.
УДК 577. 175. 5:577. 175. 325:591. 5:599. 323. 41
ВМІСТ КОРТИКОСТЕРОНУ ТА АДРЕНОКОРТИКОТРОПНОГО ГОРМОНУ У ПЛАЗМІ КРОВІ ЩУРІВ ІЗ ДОМІНАНТНИМ ТА СУБМІСИВНИМ ТИПАМИ ПОВЕДІНКИ
Попова Л. Д., Васильєва І. М., Щербань М. Г.
Резюме. Досліджено рівні АКТГ і кортикостерону у плазмі крові та кореляційні зв’язки між тестостероном та компонентами ГГА осі у щурів із домінантним та субмісивним типами поведінки. Виявлено збільшення вмісту АКТГ та кортикостерону у субмісивних самців порівняно з домінантними. Виявлено сильний негативний зв’язок між вмістом тестостерону та АКТГ (або кортикостерону) в усіх досліджених вікових групах тварин незалежно від типу поведінки.
Ключові слова: адренокортикотропний гормон, кортикостерон, субмісивні та домінантні щури, самці.
УДК 577. 175. 5:577. 175. 325:591. 5:599. 323. 41
СОДЕРЖАНИЕ КОРТИКОСТЕРОНА И АДРЕНОКОРТИКОТРОПНОГО ГОРМОНА В ПЛАЗМЕ КРОВИ КРЫС С ДОМИНАНТНЫМ И СУБМИСИВНЫМ ТИПАМИ ПОВЕДЕНИЯ
Попова Л. Д., Васильева И. М. Щербань Н. Г.
Резюме. Исследованы уровни АКТГи кортикостерона в плазме крови и корреляционные связи между тестостероном и компонентами ГГА оси у крыс с доминантным и субмисивным типами поведения. Обнаружено повышенное содержание АКТГ и кортикостерона у субмисивных самцов по сравнению с доминантными. Выявлено сильную отрицательную связь между содержанием тестостерона и АКТК (или кортикостерона) во всех исследуемых возрастных группах независимо от типа поведения.
Ключевые слова: аденокортикотропный гормон, кортикостерон, субмисивные и доминантные крысы, самцы.
UDC 577. 175. 5:577. 175. 325:591. 5:599. 323. 41
Adrenocorticotropic Hormone And Corticosterone Levels In Blood Plasma Of Rats With DominantAnd Submissive Types Of Behaviour
Popova L. D., Vasyl’eva I. M., Sherban N. G.
Summary. ACTH and corticosterone levels and correlation between testosterone and hypothalamic-pituitary-adrenal axis components were investigated in rats with dominantand submissive types of behaviour. The increase of ACTH and corticosterone levels was revealed in submissive males as compared with dominantones. Strong negative correlation between testosterone and ACTH (or corticosterone) levels was found in all age groups regardless of type of behaviour.
Key words: adrenocorticotropic hormone, corticosterone, submissive and dominantrats, males.
Стаття надійшла 19. 06. 2012 р.
Рецензент - проф. Бобирьова Л. Є.
