Влияние гиперкортицизма матери в период беременности на морфофункциональное состояние репродуктивной системы 1 и 2 поколения ее потомства
На правах рукописи
ТЕМБАЙ Татьяна Владимировна ВЛИЯНИЕ ГИПЕРКОРТИЦИЗМА МАТЕРИ В ПЕРИОД БЕРЕМЕННОСТИ НА МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ РЕПРОДУКТИВНОЙ СИСТЕМЫ 1 И 2 ПОКОЛЕНИЯ ЕЕ ПОТОМСТВА 03.00.13 – физиология 16.00.02 - патология, онкология и морфология животных
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук
Ставрополь – 2004
Работа выполнена в Ставропольском государственном университете Научные руководители: доктор биологических наук, профессор Губарева Любовь Ивановна доктор ветеринарных наук, профессор Тимченко Людмила Дмитриевна
Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Водолажская Маргарита Геннадиевна доктор биологических наук, доцент Квочко Андрей Николаевич
Ведущая организация: Московский государственный университет
Защита состоится « 6 » июля 2004 г. в 12.00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.256.04 в Ставропольском государственном университете по адресу: 355009, Ставрополь, ул. Пушкина, д. 1, корпус 2, аудитория №506.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ставропольского государственного университета (355009, г. Ставрополь, ул. Пушкина, д.1, корпус 1).
Автореферат разослан « » июня 2004 г.
Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук Джандарова Т.И.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования. В условиях возрастающего загрязнения окружающей среды живые организмы все чаще подвергаются хроническому воздействию различного рода стрессоров. В связи с этим, проблема стресса в настоящее время, приобретает исключительно важное значение в медицине и животноводстве. Наиболее чувствительными к воздействию различных загрязнителей внешней среды являются дети и беременные женщины, о чем свидетельствуют более высокая частота осложнений беременности и родов, врожденных дефектов развития и высокая заболеваемость детей, проживающих в экологически неблагоприятных регионах (Сулухиа Р.В., Абрамченко В.В., Фридман В.И., 1991;
Магомедов М.Г., 2002). По данным Министерства здравоохранения и Государственного комитета статистики России в стране из года в год наблюдается рост материнской и детской смертности, самопроизвольных выкидышей, числа случаев рождения детей с врожденными пороками развития (Акопян А.С. и др., 1998;
Рос. стат. ежегодник, 2002). Наряду с падением рождаемости официальная статистика отмечает ухудшение состояния здоровья взрослого и детского населения страны, что грозит углублением отрицательных процессов в демографии (Сивочалова О.В., Радионова Г.К., 1999;
Методы оценки…, 2002;
Рос. стат. ежегодник, 2002). Поэтому особую актуальность приобретают исследования влияния стресса на материнский организм, течение и исход беременности, развитие плода, а также на адаптационные и генеративные возможности организма потомства и выявление интимных механизмов нарушения течения беременности и родов в этих условиях.
Состояние беременности предъявляет высокие требования к организму матери, в результате чего мобилизуются резервы организма. Стрессорные воздействия во время беременности ведут к еще большему увеличению нагрузки на материнский организм, что приводит к повышению активности ведущей системы адаптации – гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной (ГГАКС). В результате у матери развивается состояние гиперкортицизма, а у потомства по механизму обратной связи – гипокортицизма (Завадовский М.М., 1947;
Губарева Л.И., 2001).
Гиперкортицизм является причиной различных нарушений течения беременности матери (Чебан А.К. и соавт., 1984;
Тинников А.А., 1990;
Серова Л.В., 1999), однако его влияние на репродуктивную систему потомства практически не изучено. В доступной нам литературе имеются единичные данные о влиянии стресса матери на репродуктивную систему ее потомства, но только в 1 поколении (Пак В.Ч., Серова Л.И., 1990;
Губарева Л.И., 2001).
Следует отметить, что указанными авторами у потомства исследуются только функциональные нарушения генеративной системы, при этом не рассматриваются морфоструктурные изменения полового аппарата.
Отсутствуют также данные о влиянии гиперкортицизма матери на репродуктивную систему потомков 2 поколения.
Учитывая наличие в ряде регионов России синдрома депопуляции, большой интерес представляет изучение механизмов влияния нарастающего антропогенного стресса в период беременности на становление и функционирование генеративной системы ближайшего и отдаленного поколений потомства.
Ограниченность методов исследования на человеке, необходимость поиска общих закономерностей реакции репродуктивной системы на пренатальные воздействия в условиях все возрастающего числа антропогенных и психоэмоциональных факторов окружающей среды настоятельно требуют постановки и проведения модельных экспериментов, условия которых должны быть максимально приближены к естественным. Даже при самой осторожной экстраполяции экспериментальных данных на человека результаты исследований помогут выявить причины резкого снижения рождаемости в ряде регионов России.
Цель работы: изучить влияние гиперкортицизма матери в период беременности на морфофункциональные особенности репродуктивной системы потомства самок крыс 1 и 2 поколений.
Задачи исследования.
1. Изучить особенности эстрального цикла у двух поколений крыс потомков, полученных от матерей, страдавших гиперкортицизмом.
2. Исследовать влияние моделируемого пренатального хронического стресса на уровень глюкокортикоидных и половых гормонов, их роль в становлении эстрального цикла и его отдельных фаз у самок крыс 1 и 2 поколений.
3. Изучить морфометрические и гистологические особенности генеративной системы самок крыс-потомков 1 и 2 поколений, полученных от матерей, страдавших гиперкортицизмом.
4. Установить причины нарушения течения беременности и родов у 1 и поколений потомков на основе морфометрических, гистологических и гормональных исследований.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Гиперкортицизм матери приводит к нарушению эстрального цикла у потомства крыс 1 и 2 поколения, что выражается в снижении общей продолжительности цикла, а также стадий эструса и диэструса.
2. Пренатальный хронический стресс приводит к нарушению гормонального статуса, снижению плодовитости самок и негативно сказывается на морфофункциональных особенностях репродуктивной системы не только 1, но и 2 поколения. Причем у потомков 2 поколения нарушения носят более выраженный характер.
3. В основе механизмов нарушения течения беременности и родов у потомства 1 поколения лежит дисбаланс гормонов гипоталамо-гипофизарно адренокортикальной и гипоталамо-гипофизарно-гонадной систем.
4. Гиперкортицизм матери приводит к морфометрическим и гистологическим изменениям органов размножения у двух поколений ее потомства, более выраженным у 2 поколения.
Научная новизна исследования. Впервые изучены отдаленные последствия влияния гиперкортицизма матери на становление эстрального цикла ее потомства.
Впервые дано гистологическое описание и расширены представления о морфоструктуре генеративных органов самок крыс в норме.
Впервые описаны морфометрические и гистологические изменения полового аппарата при хроническом стрессе матери у потомства 1 и 2 поколений крыс.
Впервые на основе гистологических и гормональных исследований выявлены возможные механизмы нарушения течения беременности и родов у и 2 поколений потомков от матерей, страдавших гиперкортицизмом.
Научно-практическая значимость исследования. Результаты исследования углубляют и расширяют представления об отдаленных эффектах гиперкортицизма матери на становление ведущих систем адаптации у двух поколений ее потомства – гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной и гипоталамо-гипофизарно-гонадной.
Выявленное в ходе исследования негативное влияние гиперкортицизма матери на становление эстрального цикла в 1 и во 2 поколениях указывает на важную роль сохранения гормонального баланса у матери в предупреждении развития нарушений репродуктивной функции самок-потомков.
Полученные данные раскрывают механизмы воздействия хронического стресса матери на морфофункциональное состояние репродуктивной системы ее потомства, а также генеративные возможности вида в целом. Описанные патогистологические изменения половых органов самок дают представления о причинах нарушения течения беременности и родов, а также о возможных причинах бесплодия. Даже при самом осторожном экстраполировании данных на человека результаты исследования представляют интерес с позиции охраны здоровья матери и ребенка.
Внедрение результатов исследования. Результаты исследования внедрены в курсы лекций, лабораторные и практические занятия по «Возрастной анатомии, физиологии и гигиене», спецкурсов «Нейроэндокринные механизмы адаптации» и «Экология человека» в Ставропольском государственном университете, «Биология размножения и развития» в филиале Московского государственного открытого педагогического университета им. М.А.Шолохова. Материалы могут быть использованы специалистами, работающими в области возрастной и экологической анатомии и физиологии, экологической репродуктологии, эндокринологии репродукции, перинатологии и детских болезней.
Апробация работы. Материалы работы доложены и обсуждены на 47- научно-практических конференциях «Университетская наука – региону» (Ставрополь, 2001-2004);
Межрегиональной конференции, посвященной 80 летию И.А.Држевецкой, «Физиологические проблемы адаптации» (Ставрополь, 2003);
Всероссийской конференции «Нейроэндокринология – 2000» (Санкт-Петербург, 2000);
Международной конференции «Физиология развития человека» (Москва, 2000);
I Международной научной интернет-конференции (Ставрополь, 2002);
Международной конференции по функциональной нейроморфологии «Колосовские чтения» (Санкт-Петербург, 2002).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 работ.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на страницах машинописного текста, иллюстрирована 10 таблицами, 61 рисунком.
Работа состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, 1 главы результатов собственных исследований, обсуждения, заключения, выводов, библиографического указателя, включающего источников, в том числе 224 отечественных и 142 зарубежных.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Экспериментальные исследования были проведены на белых беспородных крысах. Все животные содержались в виварии при стандартном режиме питания в соответствии с приказом №1179 от 10.10.1983 года МЗ СССР, в условиях 14-часового светового дня. Всего в эксперименте использовано крыс, из них 63 – для биологического тестирования.
Для получения самок с датированным сроком беременности использовали 4-6-месячных крыс массой 170-190 г, к которым вечером подсаживали самцов, а утром брали влагалищные мазки. Учитывая, что у крыс покрытие происходит в 1-2 часа ночи (Everett J., 1961), считали день обнаружения спермы в мазке первым днем беременности. Эксперименты начинали в одно и то же время суток - 9.00 часов, через 16-18 часов после последнего приема пищи. Исследование эстрального цикла проводили с учетом длительности его фаз. Мазок брали через каждые 12 часов, т.е. в 7.00 часов и в 19.00 часов. Так как длительность эстрального цикла у крыс составляет 4-5 дней, то, чтобы точно проследить длительность всех фаз цикла, мазок брали в течение 7 дней (Эванс и Лонг, 1920).
В соответствии с задачами исследования, было сформировано 3 группы самок крыс:
1 – интактные;
2 – контрольные, получавшие вместо АКТГ1-24 соответствующий объем физиологического раствора;
3 – опытные, получавшие АКТГ1-24 (синактен-депо, Швейцария) в дозе 5 ед/кг в течение 20 дней беременности (экспериментальный гиперкортицизм).
Потомство 1 и 2 поколений изучали в критические периоды постнатального онтогенеза: 1-2-ой день после рождения – период адаптации к условиям среды;
30-й день - период отъема крысят от матери;
60-й день пубертатный период;
90-й день – период ранней половозрелости;
180-й день репродуктивный период.
У потомства самок контрольной и экспериментальной групп исследовали эстральный цикл, уровень половых стероидов, активность ГГАКС, морфометрические и гистологические характеристики полового аппарата.
О функциональной активности ГГАКС судили по КЛ-активности ГЭ (Arimura A. et al., 1967), содержанию кортикотропина в гипофизе (Скебельская Ю.Б., 1964), которые определяли методом биологического тестирования, содержанию 11-ОКС в плазме крови и инкубатах надпочечников, определяемыми флуориметрическим методом (Панков Ю.А., Усватова И.Я., 1965). Для измерения уровня эстрадиола (Э) и тестостерона (Т) в сыворотке крови использовали высокочувствительный конкурентный иммунологический метод. Световые сигналы считывались анализатором Амерлайт.
Эстральный цикл исследовали методом влагалищных мазков (Эванс и Лонг, 1920). Методика позволяет судить о наступлении полового созревания, о нормальной циклической функции яичников, о различных нарушениях этой функции. Определение стадии полового цикла проводили по составу влагалищного содержимого.
Для гистологического исследования брали оба яичника, яйцеводы и матку беременных, но не доносивших беременность или с очень малочисленным пометом (1-2 новорожденных) крыс-потомков. Вскрытие производили после декапитации и забора крови. Измеряли длину и диаметр яйцеводов, длину матки, описывали внешний вид, форму, длину, ширину и толщину яичников.
Материал фиксировали в 10% нейтральном формалине и после соответствующей обработки, по общепринятой методике (Волкова О.В., 1971) заливали в парафин. Серийные срезы толщиной 5-6 мкм помещали на предметное стекло, депарафинировали, окрашивали гематоксилин-эозином, обезвоживали, просветляли и заключали в пихтовый бальзам.
Изучение срезов проводили под микроскопом при различных увеличениях (40, 100, 400, 1000), с документированием обнаруженных изменений путем получения цифровых фотографий с помощью цифровой фотокамеры «Olimpus – 2000» и обрабатывали их на комплексе визуализации на основе микроскопа «Микромед».
Результаты экспериментов подвергались вариационно-статистической обработке на компьютере с использованием программы «Statgrafic».
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Создание модели материнского гиперкортицизма. Гиперкортицизм у матери вызывали экзогенным введением синтетического АКТГ1-24 (синактен, Швейцария). Установлено (Розен В.Б., 1984), что этот препарат по эффекту аналогичен полной молекуле природного 39-членного АКТГ, поскольку последние 15 аминокислот обеспечивают лишь видовую специфичность гормона. Немаловажно и то, что при введении АКТГ1-24, в отличие от введения гидрокортизона, не угнетается функция коры надпочечников, а, следовательно, собственная продукция кортикостероидных гормонов, что приближает условия развития плода к естественным.
Согласно полученным данным, в/м введение физиологического раствора в течение 20 дней не вызывало достоверно выраженных сдвигов в функционировании коры надпочечников по сравнению с интактными самками.
Учитывая этот факт, потомство получали от самок 2 и 3 групп.
Введение АКТГ1-24 в дозе 5 ед/кг в течение 20 дней беременным крысам приводило к гипертрофии коры надпочечных желез, в пользу чего свидетельствует увеличение абсолютной и относительной масс надпочечников.
При этом существенно возрастала функциональная активность периферического звена ГГАКС: продукция 11-ОКС надпочечниками in vitro увеличивалась на 30,0 %, уровень 11-ОКС в периферической крови повышался на 38,5 %. Подобные изменения наблюдаются при воздействии различного рода стресс-факторов среды (Губарева Л.И., 2001).
Влияние материнского гиперкортицизма на течение и исход беременности. Беременность, протекавшая на фоне гиперкортицизма, обусловленного введением АКТГ1-24 в дозе 5 ед/кг, вынашивалась, однако существенно снижалась генеративная способность самок крыс (табл. 1).
Наиболее значительно, в 6,8 раза, повышалась постимплантационная гибель плодов, что приводило к снижению величины помета в 6,7 раза.
Таблица Эмбриотоксический эффект хронического стресса (на модели гиперкортицизма) у матери и ее потомства Экспериментальные n Способно Количество Постимплантацион- Количество группы сть к мест ная внутриутробная живых зачатию, имплантации смертность, % плодов на % на 1 самку самку 1. Контроль 25 66,9±7,1 10,7±0,4 5,6±1,4 10,2±0, 2. Гиперкортицизм 30 53,3±5,9 5,0±0,5 38,0±6,8 3,1±0, матери 0,05 0,001 0,001 0, Р 3. Потомство F1 от матерей, страдавших 28 22,0±1,6 3,5±0,8 40,2±7,2 2,1±0, гиперкортицизмом 0,01 0,001 0,001 0, Р 0,001 0,05 0,1 0, Р Примечание: Р1 - достоверность различий средних величин контрольной и опытных групп.
Р2 – достоверность различий средних величин материнского и дочернего поколений.
У потомства 1 поколения, полученных от матерей, страдавших гиперкортицизмом, Количество выживших плодов на одну самку было в 4, раза меньше, чем у самок контрольной группы и в 1,3 раза меньше, чем у самок материнского поколения.
Функциональное состояние гипоталамо-гипофизарно адренокортикальной системы у потомства 1 и 2 поколений от матерей, страдавших гиперкортицизмом. Анализ результатов исследования функционального состояния ГГАКС потомков показал, что гиперкортицизм матери приводит к снижению КЛ-активности гипоталамуса (Р0,001) у новорожденных 1 поколения, сохраняющемуся во все исследуемые сроки постнатального онтогенеза. Это указывает, во-первых, на пренатальную чувствительность нейросекреторных клеток (НСК) гипоталамуса к повышенному уровню глюкокортикоидов, а во-вторых, на то, что угнетение функциональной активности НСК гипоталамуса на ранних стадиях онтогенеза приводит к снижению их функциональной активности и в последующие сроки индивидуального развития. Следствием более низкого уровня функционирования центрального звена ГГАКС у подопытных животных поколения явилось снижение синтетической активности кортикотропоцитов гипофиза, начиная с 1-го дня постнатальной жизни и заканчивая репродуктивным периодом. Снижение функциональной активности гипоталамо гипофизарного комплекса у подопытных потомков 1 поколения приводило к снижению секреторной активности клеток пучковой зоны коры надпочечников.
С 90-дневного возраста у подопытных потомков по сравнению с контрольными снижалась абсолютная и относительная массы надпочечников, что указывает на их гипотрофию, а, следовательно, низкие резервные возможности.
Снижение функциональной активности всех звеньев ГГАКС у потомков поколения, приводило к раннему пренатальному активированию и, в последующем, истощению ведущей адаптационной системы у потомков поколения, наиболее выраженному в период полового созревания и репродукции, предъявляющих к системам адаптации повышенные требования.
У половозрелых самок документировано достоверное (Р0,05) снижение КЛ активности гипоталамических экстрактов, содержания АКТГ в гипофизе, 11 ОКС в плазме крови и инкубатах надпочечников, а также абсолютной и относительной масс надпочечных желез, что указывает на низкие функциональные возможности периферического звена ГГАКС у внучатого поколения от матерей, страдавших гиперкортицизмом.
Для более точной оценки адаптивных возможностей потомков 1 и поколения от матерей, страдавших гиперкортицизмом, нами была исследована реакция ГГАКС на предельные мышечные нагрузки - бег до отказа на тредбане.
Продолжительность бега на тредбане у потомков 1 и 2 поколения экспериментальных групп была существенно ниже, что само по себе говорит о снижении резервных возможностей адаптационных систем. Наиболее выраженные отличия были обнаружены в периоды полового созревания и ранней половозрелости. Сопоставление изменений состояния ГГАКС у потомства 1 и поколений выявило более значимые негативные сдвиги в функционировании ведущей адаптационной системы в пубертатном периоде у потомков 2 поколения.
Функциональные изменения репродуктивной системы у потомства 1 и 2 поколения от матерей, страдавших гиперкортицизмом. Возрастная динамика уровня половых гормонов - тестостерона (Т) и эстрадиола (Э) и их соотношения (Т/Э) в ходе онтогенеза у потомства, полученного от матерей, подвергавшихся в течение беременности хроническому стрессу, существенно отличалась от таковой у потомков контрольной группы.
Уровень Т у крыс контрольной группы существенно возрастал в конце пубертатного периода (90 дней), затем значительно снижался у взрослых самок (180 дней) (Р0,05). У самок 1 поколения экспериментальной группы, по сравнению с самками контрольной группы, содержание Т в крови в препубертатный и пубертатный периоды было достоверно снижено, затем уровень Т у подопытных самок существенно возрастал, достигая к 180 дням величин достоверно (Р 0,05) превышающих таковой показатель у контрольных самок.
У потомков 2 поколения от матерей, страдавших гиперкортицизмом, содержание Т в крови имело сходную динамику, обнаруживая более выраженные отличия, по сравнению с контролем, в период ранней половозрелости: в 90 дней у 2 поколения показатели уровня Т были более низкими, чем у 1 поколения.
Концентрация Э в крови у крыс контрольной группы достигала дефинитивных значений к концу пубертатного периода: у 90-дневных самок-крыс уровень Э составлял в среднем 1302,3 ± 66,8 пМ/л. Отношение Т/Э у животных контрольной группы максимальной величины достигало к середине периода полового созревания. В дальнейшем соотношение Т/Э снижалось в 1,8 раза. К концу пубертатного периода величина Т/Э достигала дефинитивных значений.
Содержание Э в крови у подопытных потомков 1 поколения начиная, с 60 дневного возраста, обнаруживало достоверное понижение по сравнению с самками контрольной группы. У потомков 2 поколения уровень Э в крови достоверно превышал (Р 0,01) таковой показатель у контрольных животных в 60-дневном возрасте. В дальнейшем содержание Э в крови уменьшается ниже физиологических величин, не отличаясь достоверно от такового у потомков 1 поколения (Р0,05).
Изменение базального уровня половых стероидов у потомков 1 и поколений приводило к изменению их соотношения. Так у самок-потомков поколения экспериментальной группы соотношение Т/Э было достоверно сниженным в период ранней половозрелости, затем показатели Т/Э повышаются и к репродуктивному периоду значительно превышают таковой показатель у самок контрольной группы (Р0,05). Соотношение Т/Э у самок потомков 2 поколения имело сходную динамику.
В целом, следует подчеркнуть, что у потомства крыс, подвергавшихся в период беременности хроническому стрессированию, имела место инверсия возрастной динамики соотношения Т/Э по отношению к самкам контрольной группы.
Дисбаланс андро- и эстрогенов обусловленный нарушением баланса глюкокортикоидных гормонов, приводил к изменению общей продолжительности эстрального цикла и отдельных его фаз у потомков 1 и поколений, полученных от матерей, страдавших гиперкортицизмом.
Продолжительность эстрального цикла у самок-потомков контрольной группы практически не отличалась от данных, полученных другими исследователями (Кабак А.Я., 1968) и составляла в среднем 110,2±2,8 часов. Длительность проэструса, эструса, метаэструса и диэструса также существенно не отличалась от данных, представленных в литературе.
Анализ длительности фаз эстрального цикла у самок, пренатальное развитие которых проходило в условиях хронического стресса матери, выявил следующее. У потомков 1 поколения, полученных от матерей, страдавших гиперкортицизмом, происходило изменение общей продолжительности эстрального цикла и отдельных его фаз по сравнению с потомками контрольной группы. Так, проэструс и метаэструс удлинялись в 1,2 раза, эструс укорачивался в 2,3 раза, диэструс - в 1,7 раза. Изменение длительности отдельных фаз эстрального цикла приводило к его укорочению на 43,5% по сравнению с контролем.
У потомков 2 поколения происходило еще большее укорочение продолжительности эструса (в 3,4 раза). Проэструс и метаэструс у внучатого поколения удлинялись в 1,6 и в 1,7 раз. Общая продолжительность эстрального цикла укорачивалась на 27,9% и составляла в среднем 79,4±4,6 часов.
Таким образом, гиперкортицизм матери во время беременности негативно сказывается на становлении эстрального цикла не только у потомства поколения, но и у потомства 2 поколения. Нарушение функции генеративной системы, выявленное методом влагалищных мазков, является ведущей причиной снижения репродуктивных возможностей вида.
Особого внимания заслуживает значительное укорочение стадии эструса, поскольку оплодотворение яйцеклетки наиболее благоприятно происходит именно в эту стадию. В целом, полученные данные позволяют предполагать, что женское бесплодие в значительной мере детерминировано пренатальным гормональным дисбалансом с последующими нарушениями менструального цикла.
Макро- и микроморфоструктура генеративных органов у потомства 1 и поколения полученных от матерей, страдавших гиперкортицизмом. Общая тенденция изменений в половом аппарате у большинства потомков 1 и 2 поколений носит характер гипоплазии по сравнению с самками контрольной группы (рис. 1).
1 2 1 3 3а Рис. 1. Общий вид репродуктивных органов у крыс контрольной (1) и опытной (2 – первое поколение, 3, 3а – второе поколение) групп При гиперкортицизме матери диаметр яичников крыс-потомков поколения составил 2,3±0,16 (Р0,05), крыс 2 поколения - 1,1±0,2 (Р0,05), что в среднем в 2,1 раза меньше, чем у крыс контрольной группы. Гонады в обеих группах овальной формы, бугристость яичников у самок-потомков 1 поколения по сравнению с контролем слабо выражена, а у самок 2 поколения - едва заметна или яичники представлены в виде рудиментарных образований.
Граница между корковым и мозговым слоями сглажена. Соотношение коркового и мозгового слоев в большинстве случаев превалирует в пользу мозгового. У потомков 1 и 2 поколений толщина коркового слоя меньше, чем в контроле в 3,0 раза. Толщина мозгового слоя в 1 и 2 поколении меньше, чем у контрольных крыс, соответственно в 1,2 и 1,4 раза.
В корковом слое самок 1 и 2 поколений отмечали снижение количества примордиальных и пузырчатых фолликулов, вплоть до их полного отсутствия в поле зрения, что особенно выражено у животных 2 поколения. В этих случаях корковая зона вследствие своего волокнистого строения напоминает соединительнотканную строму яичника. При этом в корковом слое отчетливо выражен капиллярный стаз, а в мозговом - внутрисосудистая адгезия клеточных элементов крови на фоне венозного застоя. Вследствие этого отмечается скопление жидкости в периваскулярных зонах коркового и мозгового слоев, особенно выраженное в мозговом (медулярном) слое. В таких случаях в мозговом слое отмечается выраженный отек и разрыхление волокнистых структур соединительной ткани.
У большинства крыс 2 поколения, особенно у тех, которые остались бесплодными, сосудистая сеть слабо развита. В корковом слое сосуды не визуализируются, а в мозговом они сдавлены тяжами соединительной ткани.
Разрастание стромы иногда очень обильно и представлено грубоволокнистой соединительной тканью, распространяющейся почти на всю толщу яичника и замещающей герминативные элементы (склероз).
У крыс 1 и 2 поколений от матерей, страдавших гиперкортицизмом, животных изменения в яйцеводах по сравнению с контрольными животными однотипные и представлены в виде изменения толщины слоев яйцевода и упрощения структуры слизистой оболочки. У всех крыс 1 и 2 поколений значительно снижена по сравнению с контролем степень ветвистости складок слизистой в ампулярной и истмической части.
Отмечены существенные различия в толщине мышечной и серозной оболочки.
У некоторых животных 1 поколения на фоне выраженной гиперемии сосудов окружающей соединительной ткани установлена отечность стенки яйцевода, набухание мышечного слоя и слизистой оболочки (именно этот факт, очевидно, является причиной уменьшения среднего значения ширины внутреннего диаметра яйцевода). При этом эпителий слизистой оболочки сильно деструктурирован.
У животных 2 поколения в мышечной оболочке появляются значительные прослойки соединительной ткани. За счет этого у крыс 2 поколения увеличивается поперечный внешний диаметр интерстициальной части яйцевода, в отличие от крыс 1 поколения, у которых он снижен. Увеличение поперечного внешнего диаметра яйцевода у самок 2 поколения, по сравнению с 1, связано, скорее всего, со спецификой сложных адаптационных и патологических процессов, происходящих в тканях слоев стенки яйцевода и приводящих к нарушению структурного гомеостаза.
Гиперкортицизм матери во время беременности приводит к уменьшению линейных размеров и патогистологическим изменениям матки потомков как 1, так и 2 поколения;
особенно эти изменения выражены в эндометрии матки. Так, линейные размеры матки у самок 1 поколения в 1,5 раза в длину и в 2,1 раз в ширину меньше, чем у крыс контрольной группы. У самок 2 поколения размеры матки соответственно в 2,5 и в 3,0 раза меньше, чем у самок контрольной группы.
Толщина слизистой и мышечной оболочки матки крыс-потомков 1 и 2 поколения от матерей, страдавших гиперкортицизмом, меньше по сравнению с контролем (Р0,05). Снижение толщины слизистой оболочки матки свидетельствует о ее недостаточном развитии и может стать причиной нарушения имплантации оплодотворенной яйцеклетки и преждевременного прерывания беременности.
Тем не менее, несмотря на общее недоразвитие матки, специфика гистогенеза у крыс-потомков 1 и 2 поколений не идентична.
Гиперкортицизм матери приводил к гиперпластическим и/или гипопластическим изменениям всех слоев матки, однако наиболее значительными они были в эндометрии. Признаки гистологических изменений гиперпластического типа, возникшие на фоне длительной гипоэстрогении, в эндометрии проявляются снижением количества функционирующих желез, изменением их формы, большая часть желез находится в состоянии железисто кистозной гиперплазии, в них имеет место атрофия и/или десквамация железистого эпителия. В некоторых железах эпителий вакуолизирован, вплоть до появления крупных «светлых» клеток-пузырей. Покровный эпителий эндометрия разрыхлен, с признаками дистрофических изменений (слизистая дистрофия), иногда также диффузно или очагово вакуолизирован.
Гипопластическое состояние эндометрия в целом соответствует определению «нефункционирующий эпителий». Количество маточных желез незначительное.
Они чаще единичные и расположены на большом расстоянии друг от друга, иногда полностью отсутствуют в поле зрения. Форма преимущественно округлая или удлиненная, извитости не отмечается, иногда они спавшиеся. Эпителий в них чаще призматический, достаточно ровный. Ядра удлиненные, иногда слабо прокрашены.
Цитоплазма слабо базофильна. Часто эпителий с признаками дистрофии (мутное набухание), признаки митоза в клетках таких желез полностью отсутствуют.
Гипопластический тип изменений эндометрия чаще отмечается у животных поколения, а также у бесплодных крыс-потомков 1 поколения.
Покровный эпителий эндометрия, там, где он сохранен (чаще у бесплодных), уплощен, измененной формы (кубический или плоский). У других крыс при гипопластическом типе изменений в эпителиальных клетках покровного эпителия отмечается выраженная дистрофия и очаговая десквамация. Выявлено снижение количества функционирующих клеток, по сравнению с самками контрольной группы.
В толще основной пластинки эндометрия у большинства крыс 1 поколения также преобладают гиперпластические изменения (гиперемия, отек соединительнотканной основы, периваскулярные инфильтраты, очаговая полиморфноклеточная инфильтрация межжелезистой ткани), у животных поколения - гипопластические (сосуды развиты слабо, строма плотная, среди клеток преобладают гистиоциты, фибробласты, фиброциты). Как в 1, так и во поколении у всех бесплодных самок строма приобретает волокнистый вид за счет разрастания плотной соединительной ткани.
В целом, у большей части животных 1 поколения преобладает гиперпластический тип изменения эндометрия, а у животных 2 поколения – гипопластический.
Основные изменения в мышечном слое представлены в целом гипопластическими процессами. У крыс 1 поколения имеет место отек и набухание мышечных волокон, сглаживание границ между ними, слабое прокрашивание и набухание ядер, что не исключает дистрофические процессы.
У потомков 2 поколения, преобладают гипотрофические процессы в мышечном слое. У некоторых крыс отмечается очаговое уплотнение и расслоение мышечных волокон, гипотрофия, вплоть до атрофии мышечного слоя матки.
Вышеописанные гистологические изменения допустимо рассматривать как причину дисфункции матки, которая в свою очередь может быть причиной гипотрофии и гипоксии плода, нарушения обменных процессов в его организме. Более того, гипоплазия и гипотрофия матки может стать причиной нарушения имплантации и невынашивания беременности, что увеличивает вероятность эмбриональной смертности плодов.
В целом, состояние полового аппарата самок 1 и 2 поколения, по нашему мнению, можно классифицировать, как задержку полового развития, причиной которого является первичный дефект развития половых желез, связанный с их врожденной гипоплазией или аплазией, детерминированной гормональным дисбалансом глюкокортикоидных и половых гормонов (андро- и эстрогенов) в пре- и постнатальном онтогенезе.
ВЫВОДЫ 1. Гиперкортицизм матери, являющийся адекватной моделью хронического стресса, приводит к нарушению функции гипоталамо-гипофизарно адренокортикальной системы (ГГАКС) ее потомства. У самок 1 поколения наблюдали гипофункцию ГГАКС, проявляющуюся снижением КЛ-активности гипоталамуса, уменьшением содержания кортикотропина в гипофизе, уровня 11 ОКС в плазме крови и инкубатах надпочечников. У самок 2 поколения, пренатальное развитие которого протекало на фоне гипокортицизма 1 поколения, документировали раннее активирование и последующее снижение функциональной активности и функциональных резервов ГГАКС.
2. Гиперкортицизм матери приводит к изменению функциональной активности гипоталамо-гипофизарно-гонадной системы у самок 1 и поколения, нарушению соотношения андро- и эстрогенов, выражающемуся в снижении уровня эстрогенов и увеличении содержания тестостерона в пубертатный и репродуктивный период.
3. Дисбаланс андро- и эстрогенов приводит к укорочению эстрального цикла у потомков 1 и 2 поколения, полученных от матерей, страдавших гиперкортицизмом, на 43,5% и 27,9% соответственно, и изменению длительности его отдельных фаз. Укорочение стадии эструса негативно сказывается на оплодотворении.
4. Андрогенезация самок крыс 1 и 2 поколения, полученных от матерей, страдавших гиперкортицизмом, приводит к дисгенезии в форме гипоплазии органов размножения.
5. Механизм дисгенезии гонад у потомков 1 и 2 поколения, полученных от матерей, страдавших гиперкортицизмом, различный и определяется уровнем адаптивных реакций со стороны развивающихся тканей. У крыс 1 поколения общая гипоплазия на фоне выраженной сосудистой реакции тканей и пролиферативной реакции соединительной ткани яичников. У крыс 2 поколения – гипоплазия, сопровождающаяся заменой генеративных элементов яичника соединительной тканью, у некоторых животных – аплазия.
6. Гиперкортицизм матери приводит к изменениям морфоструктуры яйцеводов у обоих поколений потомков. У самок 1 поколения происходит увеличение толщины слизистого и мышечного слоев за счет набухания мышечного слоя и слизистой оболочки и упрощения ее структуры. У самок 2 поколения в мышечной оболочке появляются прослойки соединительной ткани, за счет чего увеличивается поперечный внешний диаметр интерстициальной части яйцевода.
7. Нарушение гормонального баланса глюкокортикоидных и половых стероидов у потомков 1 и 2 поколения от матерей, страдавших гиперкортицизмом, приводит к морфологическим и гистологическим изменениям матки, двоякого характера:
- гиперпластические - снижение количества функционирующих желез, изменение их формы и расположения в строме эндометрия;
большая часть желез находится в состоянии железисто-кистозной гиперплазии, - гипопластические – дистрофия или атрофия железистого эпителия, уплощение и десквамация покровного эпителия.
8. Гипер- и гипопластические изменения эндометрия и миометрия матки на фоне выраженной гипоэстрогении являются причиной нарушения имплантации и ведут к увеличению процента внутриутробной гибели плодов и уменьшению численности помета.
Список работ, опубликованных по теме диссертации 1. Тембай Т.В., Закомирная С.И., Губарева Л.И., Губарева Е.В. Влияние гиперкортицизма матери на становление эстрального цикла ее потомков // Физиология развития человека: Матер. Междунар. конф. – М., 2000 – С. 418-419.
2. Губарева Л.И., Губарева Е.В., Тембай Т.В. Влияние гиперкортицизма матери на формирование эмоционального, исследовательского и двигательного поведения ее потомства // V Всерос. конф. Нейроэндокринология–2000, посвященная 75-летию А.Л.Поленова – СПБ., 2000. – С. 44-45.
3. Губарева Л.И., Тимченко Л.Д., Тембай Т.В., Губарева Е.В.
Морфофункциональные изменения в яичниках крыс, подвергавшихся воздействию сульфида кадмия // Актуальные вопросы зоотехнической науки и практики, как основа улучшения продуктивных качеств и здоровья сельскохозяйственных животных: Матер. I Междунар. научно-практ. конф. – Ставрополь, 2001 – С. 343-349.
4. Тембай Т.В., Губарева Л.И. Влияние гиперкортицизма матери на становление эстрального цикла у первого и второго поколения ее потомства // I Междунар. научн. Интернет-конф. «Физиология человека и животных.
Экологическая безопасность». – Ставрополь, 2002. - Вып. 1. - С. 110-112.
5. Тембай Т.В., Губарева Л.И., Тимченко Л.Д. Влияние гиперкортицизма матери на становление эстрального цикла и морфологические характеристики генеративной системы ее потомства // Тез. IV Междунар. конф. по функциональной нейроморфологии. - СПб., 2002. – С. 282-283.
6. Тембай Т.В., Губарева Л.И., Тимченко Л.Д. Влияние хронического стресса на репродуктивную систему потомства матерей, страдавших гиперкортицизмом // Физиологические проблемы адаптации: Матер. межрег.
конф. – Ставрополь, 2003. – С. 164-165.
7. Тембай Т.В. Оценка функциональных и морфологических особенностей репродуктивной системы самок второго поколения крыс, полученных от матерей с гиперкортицизмом // Матер. Всерос. научно-метод. конф.
патологоанатомов ветеринарной медицины. – М., 2003. – С. 314.
8. Губарева Л.И., Тимченко Л.Д, Тембай Т.В. Морфофункциональные особенности репродуктивной системы потомства матерей, страдавших гиперкортицизмом // Матер. Всерос. научно-метод. конф. патологоанатомов ветеринарной медицины. – М., 2003. – С. 180-181.