УДК 577.17

ЭФФЕКТЫ ГАЛАРМИНА ПРИ РАЗРУШЕНИИ СУПРАХИАЗМАТИЧЕСКОГО ЯДРА ГИПОТАЛАМУСА У КРЫС

Хачатрян Тигран Сергеевич
Институт прикладных проблем физики Национальной Академии Наук Республики Армения

Аннотация
Известно, что все живые существа на Земле – от растений до высших млекопитающих – подчиняются суточным ритмам. У человека в зависимости от времени суток циклически меняются физиологическое состояние, интеллектуальные возможности и даже настроение. Учёные доказали, что виной тому колебания концентраций различных гормонов в сыворотке крови, как в норме, так и при различных патологических состояниях. В последние годы в науке о биоритмах, хронобиологии, было сделано многое, чтобы установить механизм возникновения суточных гормональных циклов.Исходя из учения И. П. Павлова о единстве и целостности в деятельности организма, следует считать, что вегетативная нервная система, и, в частности, гипоталамическая область является неотъемлемой частью всей центральной нервной системы и периферической нервной системы. Определённый интерес представляет изучение молекулярных механизмов и определение места в многоуровневой системе иерархии нейрогормонов гипоталамуса пептидной природы. Регуляторные пептиды и сопряжённые с их функцией ферменты следует рассматривать как сложную адаптивную систему организма, организующую реализацию приспособительных реакций на всех уровнях его интеграции. К подобной группе жизненно важных пептидов с невыясненным до конца молекулярным механизмом действия, относятся и пролином богатые пептиды, выделенные А. Галояном и сотрудниками из нейросекреторных ядер гипоталамуса крупного рогатого скота. Впоследствии была выяснена первичная структура этих пептидов, что позволило синтезировать их и провести исследования их биологической активности разными высокоспецифичными методами. В данных сериях экспериментов обсуждается вопрос применения гипоталамического нейропептида галармина у крыс при деструкции правого супрахиазматического ядра гипоталамуса. Воздействие галармина на иммунную систему и нервную систему сопровождается заметной стимуляцией белкового, липидного и углеводного обмена. Полученные результаты свидетельствуют о протекторном эффекте данного химического соединения в процессах изменения концентрации тиреотропного гормона гипофиза и тиреоидных гормонов в сыворотке крови у крыс с деструкцией правого супрахиазматического ядра гипоталамуса.

Ключевые слова: биоритмы, гипоталамус, иммуноферментный анализ, нейропептиды, супрахиазматическое ядро, тиреотропный гормон гипофиза, тироксин, трийодтиронин


EFFECTS OF GALARMIN AT DESTRUCTION OF SUPRACHIASMATIC NUCLEUS OF HYPOTHALAMUS AT RATS

Khachatryan Tigran Sergeevich
Institute of Applied Problems of Physics of National Academy of Sciences of Republic of Armenia

Abstract
It is known that all alive beings on the Earth – from plants to the highest mammals – submit to day-night rhythms. At the person depending on time of days the physiological state, intellectual possibilities and even mood cyclically change. Scientists have proved that the matter is that fluctuations of concentration of various hormones in blood serum, both in norm, and at various morbid conditions. Last years in a science about biorhythms, chronobiology, much has been made to position the mechanism of occurrence of diurnal hormonal cycles. Proceeding from I. P. Pavlov's doctrine about unity and integrity in organism activity, it is necessary to consider that the vegetative nervous system, and, in particular, hypothalamic area is an integral part of all central nervous system and peripheric nervous system. Certain interest represents studying of molecular mechanisms and place definition in all-level system of hierarchy of neurohormones of hypothalamus of the peptide nature. Regulator peptides and the ferments interfaced to their function should be considered as complex adaptable system of an organism, organizing realization of adaptive reactions at all levels its integration. To similar bunch of the vital peptides with obscure up to the end the molecular mechanism of action, the proline rich peptides synthesized by A. Galoyan and collaborators from neurosecretory nuclei of a hypothalamus of a horned cattle. Subsequently the primary frame of these peptides that has allowed to synthesize them has been found out and to conduct researches of their biological activity by different high specific methods. In the yielded series of experiments, the application question of hypothalamic neuropeptide galarmin at rats is discussed at destruction of right suprachiasmatic hypothalamic nucleus. Influence of galarmin on immune system and the excitatory system is accompanied by appreciable stimulation aluminous, lipid and carbohydrate metabolism. The got results show protector effect of the yielded chemical substance in processes of change of concentration of thyroid stimulating hormone and thyroid hormones in blood serum of rats with destruction of right suprachiasmatic hypothalamus nucleus.

Рубрика: Биология

Библиографическая ссылка на статью:
Хачатрян Т.С. Эффекты галармина при разрушении супрахиазматического ядра гипоталамуса у крыс // Исследования в области естественных наук. 2014. № 10 [Электронный ресурс]. URL: http://science.snauka.ru/2014/10/8481 (дата обращения: 26.01.2017).

Введение 

Известно, что смена физиологического состояния у млекопитающих происходит вследствие колебания концентраций различных гормонов в сыворотке крови под влиянием биоритмов (Gongadze N. et al., 2010; Saderi N. et al., 2013). Посредством гипоталамической области головного мозга (ГМ) осуществляются и передаются тонизирующие и координирующие корковые и подкорковые влияния на мышечную деятельность, вегетативные функции организма, а также на афферентные системы мозга (Maisky V. A., 2011; Hsieh W. H. et al., 2014).

Известно, что многие сверхмалые дозы (СМД) биологически активных веществ (БАВ) натурального и синтетического происхождения проявляют протекторные свойства при ряде патологий организма млекопитающих (Хачатрян Т. С., 2014). В данной модели, в качестве протектора при деструкциях правого супрахиазматического ядра (СХЯ) ГТ, нами был выбран гипоталамический полипептид галармин (ГАЛ), синтезированный академиком А. А. Галояном, который является иммуномодулятором и нейропротектором широкого профиля действия (Априкян В. С., Галоян А. А., 1999). Вместе с тем продолжают отсутствовать сведения относительно использования СМД ГАЛ при разрушении СХЯ ГТ в процессах изменения концентрации тиреотропного гормона гипофиза (ТТГ), свободного трийодтиронина (свТ3), свободного тироксина (свТ4) в сыворотке крови у крыс посредством метода иммуноферментного анализа (ИФА).

Методы 

Эксперименты проведены на 80 двенадцатимесячных крысах-самцах (линии Вистар), которых содержали при постоянной температуре (23°С) в пластиковых клетках по 6 – 8 особей в отдельном хорошо освещенном экспериментальном помещении. Животные находились на стандартном пищевом рационе при круглосуточном доступе к пище и воде, в соответствии с правилами, принятыми «Европейской конвенцией о защите позвоночных животных, которые используются для экспериментальных и других научных целей» (Страсбург, 1986).

Животные были разделены на следующие 7 экспериментальных групп: 1) интактные животные – 10 экземпляров; 2) животные с разрушением правого СХЯ ГТ – 20 экземпляров; 3) животные с разрушением правого СХЯ ГТ, получавшие в течение 7 послеоперационных дней СМД 10-13 М ГАЛ – 10 экземпляров; 4) животные с разрушением правого СХЯ ГТ, получавшие в течение 7 послеоперационных дней СМД 10-14 М ГАЛ – 10 экземпляров; 5) животные с разрушением правого СХЯ ГТ, получавшие в течение 7 послеоперационных дней СМД 10-15 М ГАЛ – 10 экземпляров; 6) животные с разрушением правого СХЯ ГТ, получавшие в течение 7 послеоперационных дней СМД 10-16 М ГАЛ – 10 экземпляров; 7) животные с разрушением правого СХЯ ГТ, получавшие в течение 7 послеоперационных дней СМД 10-17 М ГАЛ – 10 экземпляров.

СХЯ повреждали электролитически под наркозом этаминалом натрия с помощью нихромовых электродов, в соответствии с координатами атласа мозга крысы (AP-0, H-8,2 L-2), (Буреш Я., 1962). Через трепанационные отверстия вводили электроды, пропускали через них постоянный электрический ток со сменой полярности (10мА) в течение 5 с. В эксперимент животных вводили не ранее 7 суток после оперативного вмешательства, учитывая сроки послеоперационного повреждающего воздействия на циркадную организацию (Drijfbout W. et al., 1995). После завершения дачи СМД ГАЛ животные подвергались декапитации и был осуществлён сбор крови. В сыворотке с помощью метода ИФА (Самуилов В. Д., 1999) определялась концентрация ТТГ, свТ3 и свТ4 посредством иммуноферментного анализатора RISER 8793.

Результаты экспериментов обрабатывали статистически с использованием пакета программ Statistica 5. 5 for Windows. Cтатистическую зависимость различий (p < 0, 05) между группами определяли с помощью однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA). Для оценки статистической связи между изучаемыми показателями использовали ранговую корреляцию Спирмена.

Результаты 

Анализ полученных данных показал, что у крыс с разрушением правого СХЯ ГТ происходит резкое увеличение уровня ТТГ со снижением уровней свТ3 и свТ4 в сыворотке крови (по сравнению с интактными животными). Клинические послеоперационные наблюдения показали, что у крыс с электролитическим разрушением правого СХЯ (группа 2) практически полностью подавлялась локомоторная активность, связанная, вероятно, с изменением уровней показателей ТТГ, свТ3, свТ4 в сыворотке крови. Также отмечались такие явления, как потеря ориентации, выпадение шёрстного покрова, происходящие, преимущественно, на 2 – 3 день после операции.

После изолированного применения СМД ГАЛ в течение 7 послеоперационных дней 10-13 – 10-17 М наблюдалась нормализация уровней ТТГ, свТ3, свТ4 в сыворотке крови у крыс с разрушением правого СХЯ, с достижением их значений, практически, до интактных показателей. Результаты проведенных серий исследований отражены в таблице 1. 

Таблица 1. Изменение концентрации ТТГ, свТ3 и свТ4 в сыворотке крови у крыс в норме, при электролитическом разрушении правого СХЯ ГТ и при электролитическом разрушении правого СХЯ ГТ после воздействия СМД ГАЛ 10-13 – 10-17 М.

ТТГ

(инт.)

мМ/

мл

свТ3

(инт.)

нг/мл

свТ4

(инт.)

мкг/мл

ТТГ

(разр.

СХЯ)

мМ/

мл

свТ3

(разр.

СХЯ)

нг/мл

свТ4

(разр. СХЯ)

мкг/мл

ГАЛ

(М)

ТТГ

(разр.

СХЯ+

ГАЛ)

мМ/

мл

свТ3

(разр. СХЯ+

ГАЛ)

нг/мл

свТ4

(разр. СХЯ+

ГАЛ)

мкг/мл

1, 1

2, 7

4, 8

5, 1

1, 2

0, 9

10-13

1, 9

2, 8

4, 9

10-14

1, 5

2, 5

4, 1

10-15

1, 8

2, 4

4, 3

10-16

1, 3

2, 8

4, 7

10-17

1, 2

2, 8

4, 7

Обозначения в таблице:

ТТГ – тиреотропный гормон гипофиза

свТ3 – свободный трийодтиронин

свТ4 – свободный тироксин

ГАЛ – галармин

инт – интактные животные

СХЯ – супрахиазматическое ядро гипоталамуса

дестр. – деструкция

Обсуждение 

Известно, что СХЯ являются неоднородными структурами, как в морфологическом, так и в функциональном плане (Hellbruegge T., 1960). На сегодняшний день установлено, что именно СХЯ посылает сигналы в центры мозга, ответственные за циклическую выработку гормонов-регуляторов суточной активности организма (Groos G., Mason R., 1978; Janich P. et al., 2014). Суточным ритмам подчинены не только эндокринная система и внутренние органы, жизнедеятельность клеток в периферических тканях тоже идет по специфической циркадной программе (Nishino H. et al., 1976).

Как было установлено в сериях экспериментальных исследований (Galoyan A. A., 2000; Galoyan A. A., Aprikian V. S., 2002), ГАЛ обеспечивает нейропротекцию против многих токсических продуктов, вырабатываемых в организме, мощное антимикробное и антивирусное действие, торможение проапоптотических каспаз 3 и 9, активацию каспаз 2 и 6, стимуляцию иммунокомпетентных клеток (Т, В и макрофагов). Также ГАЛ принимает участие в механизмах экспрессии интерлейкинов (TNF, IL-1, IL-6) в фибробластах, макрофагах и астроцитах (Kevorkian G. A. et al., 2001).

Исходя из вышеперечисленных особенностей ГАЛ и результатов настоящего исследования, можно сделать вывод относительно протекторной роли СМД 10-13 – 10-17 М ГАЛ в отношении показателей концентрации ТТГ, свТ3, свТ4 в сыворотке крови при деструкциях правого СХЯ ГТ у крыс.


Библиографический список
  1. Drijfbout W., Kempe R., Meerlo P., Koolbaas J. A telemetry study on the chronic effects of mirodyalysis probe implantation on the activity pattern and temperature rhythm of the rat. J. Neurosci. Methods., 1995, v. 61, № 1 – 2, pp. 191 – 196.
  2. Galoyan A. A. Neurochemistry of brain neuroendocrine immune system: signal molecules. J. Neurochem. Res., 2000, № 25, pp. 1343 – 1355.
  3. Galoyan A. A., Aprikian V. S. A new hypothalamic polypeptide is a regulator of myelopoesis. J. Neurochem. Res., 2002, № 27, pp. 305 – 312.
  4. Gongadze N., Gabunia L., Bakuridze K., Abulashvili D., Makharadze T. The role of seasonal circadian rhythms in hemodynamic regulation. J. Georgian Med News, 2010, №189, pp.40 – 52.
  5. Groos G., Mason R. Maintained discharge of rat suprachiasmatic neurons at different adaptation levels. J. Neurosci Lett., 1978, v. 8, № 1, pp. 59 – 64.
  6. Hellbruegge T. The development of circadian rhythms in infants. In: Cold. Spring. Harb. Symp. Quant. Biol., 1960, № 25, pp. 311 – 323.
  7. Hsieh W. H., Escobar C., Yugay T., Lo M. T., Pittman-Polletta B., Salgado-Delgado R., Scheer F. A., Shea S. A., Buijs R. M., Hu K. Simulated shift work in rats perturbs multiscale regulation of locomotor activity. J. R. Soc. Interface, 2014, № 11, p. 96.
  8. Janich P., Meng Q. J., Benitah S. A. Circadian control of tissue homeostasis and adult stem cells. J. Curr. Opin. Cell. Biol., 2014, 31C, pp. 8 – 15.
  9. Kevorkian G. A., Marukhyan G. L., Arakelyan L. N. Influence of hypothalamic proline-rich peptide on the level of 14C. glucose utilization during crush syndrome. J. Neurochem. Res., 2001, v. 26, № 7, pp. 829 – 832.
  10. Maisky V. A. My first 20 years in neuroscience. J. Fiziol Zh., 2011, v. 57, № 3, pp. 76 – 87.
  11. Nishino H., Kiyomi K., Brooks C. M. The role of suprachiasmatic nuclei of the hypothalamus in the production of circadian rhythm. J. Brain Res., 1976, v. 112, № 1, pp. 45 – 59.
  12. Saderi N., Escobar C., Salgado-Delgado R. Alteration of biological rhythms causes metabolic diseases and obesity. J. Rev Neurol., 2013, v. 57, № 2, рр.71 – 78.
  13. Априкян В. С., Галоян А. А. Иммунопротективные свойства нового гипоталамического полипептида при бактериальных патологиях. Ж. Мед. наука Армении НАН РА, 1999, т.XXXIX , № 2, с.23 – 29.
  14. Буреш Я. Электрофизиологические методы исследования. М., Мир, 1962, 456 с.
  15. Самуилов В. Д. Иммуноферментный анализ. Соросовский научно-образовательный журнал, 1999, № 12, с. 9 – 15.
  16. Хачатрян Т. С. Воздействие сверхмалых доз холиновых эфиров, N-замещённых-α, β-дегидроаминокислот на субклинический гипотиреоз у крыс. Ж. ДАН РА, 2014, т. 114, № 2, с. 143 – 148.


Все статьи автора «Хачатрян Тигран Сергеевич»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: