ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ В.Н. КАРАЗІНА
Гузь Людмила Василівна
УДК 612.822:612.015.3:612.018:577.175.4-008.61]-092.9
НЕЙРОМЕТАБОЛІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ТА ІНТЕГРАТИВНА ДІЯЛЬНІСТЬ ЦЕНТРАЛЬНОЇ НЕРВОВОЇ СИСТЕМИ
ЗА УМОВ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЇ ГІПЕРТИРОКСИНЕМІЇ
У ЩУРІВ
03.00.13 – фізіологія людини і тварин
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата біологічних наук
Харків – 2008
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Дніпропетровській державній медичній академії Міністерства охорони здоров'я України
Науковий керівник: доктор медичних наук, профессор Неруш ПетроОпанасович, Дніпропетровська державна медична академія, професор кафедри фізіології;
Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, профессор Воробйова Тамара Михайлівна, Харківський інститут неврології, психіатрії та наркології АМН України, завідувач лабораторії нейрофізіології та імунології;
доктор біологічних наук, профессор Павленко Володимир Борисович, Таврійський національний університет ім. В.І. Вернадського, професор кафедри фізіології і біофізики
Захист відбудеться “ __ ” ______ 2008 року о _____ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.051.17 Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна Міністерства освіти і науки України за адресою: 61077, м. Харків, пл. Свободи, 4, ауд. 3-15.
З дисертацією можна ознайомитись у Центральній науковій бібліотеці Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна Міністерства освіти і науки України за адресою: 61077, м. Харків, площа Свободи, 4.
Автореферат розісланий “ ___“ ________ 2008 року
Учений секретар
спеціалізованої вченої ради Дзюба В.М.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Дослідження інтегративної діяльності центральної нервової системи (ЦНС) привертають особливу увагу багатьох дослідників в усьому світі (Дмитриева Н.И., 1982; Ведяев Ф.П., Воробьева Т.М., 1983; Крауз В.А., 1988; Батуев А.С., 1990; MiyamotoS., TeramotoH., 1995).
Такий прояв вищої діяльності мозку як поведінка і когнітивні функції забезпечуються та контролюються нейрогуморальною системою регуляції. Гормонам відводиться роль дифузної нейромодулюючої системи завдяки їх геномному та позагеномному характеру дії на метаболізм клітин. Важливу роль в цьому відіграють тиреоїдні гормони (ТГ), яким відводиться домінуюча роль в процесі формування мозку та підтриманні його функціональної активності впродовж всього життя (Верещагина П.В., 1984; Дривотинов Б.В., 1989; Браверманн Л.И., 2000). Тому комплексне дослідження фізіологічних та біохімічних показників ЦНС за умов метаболічних розладів набуває ще більшої актуальності і свідчить про важливість даної проблеми (Ашмарин И.П., 1987; Недзвецький В.С. и др., 1999; Менджерицкий А.М., 2003; Соболев В.И., 2002; 2004).
Стан фізіологічних функцій організму, його життєдіяльність і адаптація до різноманітних змін навколишнього середовища контролюються нейрогуморальними механізмами (Ашмарин И.П., 1987). Гормональні порушення глибоко змінюють діяльність головного мозку і окремих його структур, що призводить до порушень психічних функцій. Важливим аспектом проблеми нейрогуморальної регуляції функцій є вивчення впливу гормональних факторів на когнітивні процеси головного мозку за умов порушення тиреоїдного статусу (EttigiP.Y. etal., 1977; Городецкая И.В. и др., 2000; FedotovaJ.O., 2000; Сапронов Н.С., 2002; Фадеев В.В., 2006).
Незважаючи на те, що за останні десятиріччя дослідниками різних країн зібрано надзвичайно великий матеріал відносно впливу ТГ на вищу нервову діяльність, на сьогодні відомі різні, відмінні експериментальні дані про можливий вплив ТГ на процес навчання і пам¢яті (Бойчук Е.Б., 2000; Сапронов Н.С. и др., 2002). В той же час молекулярні механізми, які обумовлюють функціональні порушення нервової системи, залишаються вивченими недостатньо. Результати, які представлені у сучасній літературі, є розрізненими, трактуються неоднозначно, тому не можуть бути складені у загальну концепцію. Порушення регуляції активності ендокринної системи, а також лабільності відповіді секреторних клітин на зовнішні фактори є однією з важливих причин, що ведуть до функціонального розладу у нервовій системі, порушень метаболічної рівноваги нервових клітин (Бунявичус Р., 1994). Головним чином це обумовлено погіршенням екологічної ситуації, що веде до постійного зростання кількості несприятливих чинників, а з другого боку – постійними стресовими ситуаціями, генетичною схильністю, які різними шляхами впливають на біохімічні та молекулярні процеси в клітинах нервової системи, що супроводжується порушенням психічних функцій (Тараканова Н.П., 1994; Тайулин В.И., 1998; Тананакіна М.В., 2006). Цей аспект практично залишається відкритим. Тому є доцільним дослідження особливостей нейрометаболічних процесів у функціонуванні ЦНС за умов експериментальної гіпертироксинемії. У зв¢язку зі згаданим вище, поглиблене вивчення механізмів порушення нейрометаболічних процесів може сприяти розробці раціональних методів корекції патологічних процесів за умов гіпертироксинемії.
Зв¢язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота являється фрагментом планової науково-дослідної роботи кафедри фізіології Дніпропетровської державної медичної академії "Вивчення механізмів компенсаторно-адаптивних реакцій нервової системи при дії екстремальних факторів", затвердженої відділом держреєстрації УкрINTEI (м. Київ) під номером 0100U000307.
Мета і завдання дослідження. Визначити особливості нейрометаболічних процесів та поведінкову діяльність у білих щурів за умов експериментальної гіпертироксинемії.
У відповідності з метою визначено наступні завдання:
1.Вивчити рівень поведінкової активності та мнестичні реакції щурів за умов експериментальної гіпертироксинемії.
2.Дослідити параметри збудливості моносинаптичної рефлекторної дуги та оцінити вплив на них тривалої тетанізації, вивчити поріг і хронаксію еферентних волокон сідничного нерва (СН) за умов експериментальної гіпертироксинемії.
3.Дослідити стан прооксидантних процесів в різних за функціональним навантаженням структурах головного мозку щурів (кора головного мозку, гіпокамп, стовбур головного мозку) за умов експериментальної гіпертироксинемії.
4.Дослідити активність ферментів антиоксидантної системи (глутатіонпероксидази та каталази) структур головного мозку (кора головного мозку, гіпокамп, стовбур головного мозку) щурів за умов експериментальної гіпертироксинемії.
5.Визначити вміст окремих вільних жирних кислот (ЖК) в ліпідах головного мозку (кора головного мозку, гіпокамп, стовбур головного мозку) щурів за умов експериментальної гіпертироксинемії.
Об¢єкт дослідження – показники поведінкової та когнітивної діяльності щурів, рівень активності прооксидантної та антиоксидантної систем в окремих структурах головного мозку, вміст ЖК ліпідів кори, гіпокампу та стовбуру мозку.
Предмет дослідження – особливості нейрометаболічних процесів та поведінкова діяльність щурів за умов експериментальної гіпертироксинемії.
Методи дослідження. З метою дослідження інтегративних реакцій ЦНС за умов експериментальної гіпертироксинемії були застосовані фізіологічні методи: "відкрите поле" – для визначення поведінкової активності щурів; умовна реакція пасивного уникнення (УРПУ) – для визначення когнітивних функцій; електрофізіологічні дослідження – визначення параметрів збудливості моносинаптичної рефлекторної дуги та характеру посттетанічної потенціації (ПТП), вивчення порогу та хронаксії еферентних волокон СН. Показником функціональної активності клітин окремих структур мозку являлося дослідження стану прооксидантної та антиоксидантної систем, вмісту ЖК в ліпідах кори, гіпокампу та стовбуру мозку. Модель гіпертироксинемії створювалась шляхом введення з їжею L-тироксину (10 – 140 мкг/доба) впродовж двох тижнів. Після створення експериментальної гіпертироксинемії в плазмі крові піддослідних тварин визначався рівень тироксину. Всього було поставлено 1080 дослідів на 120 щурах.
Наукова новизна одержаних результатів. Вперше шляхом комплексного дослідження показано, що зміни поведінкової діяльності та мнестичної активності при експериментальній гіпертироксинемії супроводжувались істотним зростанням збудливості моносинаптичних рефлекторних дуг, свідченням чого є збільшення амплітуди моносинаптичної рефлекторної відповіді (МРВ), зменшення латентного періоду та порогу виникнення моносинаптичної рефлекторної реакції, що вказує на стан пластичності синапсів і може призводити до порушення інтегративної діяльності ЦНС. Показано, що за умов експериментальної гіпертироксинемії тетанізація призводила до депресії рефлекторних відповідей. На основі комплексного аналізу роботи, яка включає фізіологічний та біохімічний рівень дослідження, була встановлена залежність між функціональними процесами ЦНС та структурними клітинними перебудовами метаболічного характеру. Показано, що експериментальна гіпертироксинемія супроводжувалась змінами балансу прооксидантної та антиоксидантної систем у вивчаємих структурах головного мозку залежно від рівня ТГ.
Практичне значення одержаних результатів. Робота є експериментальним дослідженням, яке розширює сучасні уявлення відносно механізмів порушення поведінкової та умовно-рефлекторної діяльності за умов експериментальної гіпертироксинемії. Вивчені особливості нейрометаболічних процесів за умов підвищеного рівня ТГ. Результати досліджень можуть бути передумовою для розробки методів корекції порушень інтегративних функцій ЦНС за умов дисфункції щитоподібної залози. Отримані факти можуть бути використані в практичній фізіології та гігієні праці при розробці засобів та методів підвищення стійкості організму до струмогенних факторів навколишнього середовища та фізичних навантажень; в клінічній практиці – для корекції нервово-психічних розладів за умов порушеного гіпоталамо-гіпофізарно-тиреоїдного статусу, в клінічній ендокринології та патофізіології – при виборі засобів та методів фармакокорекції лікарськими засобами, які впливають на пластичність синаптичних утворень, порушеного тиреоїдного статусу за умов тиреоїдної патології. В навчальному процесі ці дані можуть бути використані при вивченні фізіології вищої нервової діяльності, ендокринної системи, патофізіології. Результати дисертаційної роботи впроваджені в навчальний процес кафедри фізіології та кафедри патофізіології Дніпропетровської державної медичної академії, кафедри фізіології людини та тварин Дніпропетровського національного університету, кафедри фізіології Вінницького національного медичного університету ім. М.І. Пірогова, кафедри фізіології Львівського державного національного медичного університету ім. Данила Галицького.