ПОРІВНЯЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА НЕЙРОЕНДОКРИННОЇ ВІДПОВІДІ КРУПНОКЛІТИННИХ ТА ДРІБНОКЛІТИННИХ ВАЗОПРЕСИНЕРГІЧНИХ НЕЙРОНІВ ПАРАВЕНТРИКУЛЯРНОГО ЯДРА ГІПОТАЛАМУСА НА ПЕРЕРИВЧАСТУ ДІЮ ГІПОКСИЧНОЇ ГІПОКСІЇ

Автор(и)

  • A. V. Abramov
  • V. A. Shamenko

DOI:

https://doi.org/10.24061/1727-4338.XVIII.4.70.2019.1

Ключові слова:

гіпоталамус, гіпоксична гіпоксія, вазопресин, білок cFos, білок HIF

Анотація

Мозок є центральним органом, що формує стратегію нейроендокринної адаптації організму до різних стресорів. Однією з важливих ланок формування нейроендокринної адаптації мозку до стресу є паравентрикулярні ядра гіпоталамуса (ПВЯ), які визначають реактивність усіх ланок гіпоталамо-гіпофізарноадренокортикальної системи та забезпечують розвиток адаптаційних реакцій і формування резистентності організму до стресу.

Мета роботи - вивчити особливості функціонального стану вазопресинергічних
нейронів паравентрикулярного ядра гіпоталамуса при багатоденній дії переривчастої гіпоксичної гіпоксії і в постгіпоксичний період.
Матеріали та методи. Дослідження проведено на 30 самцях щурів лінії Вістар.
Переривчасту гіпоксію моделювали щоденним 6-годинним перебуванням щурів на
висоті 6000 м (pO2 = 9,8%) протягом 15 днів, постгіпоксичний період тривав 10
днів. Розподіл вазопресину, білків cFos, HIF-1і HIF-3в суб'ядрах ПВЯ досліджували методами кількісної імунофлуоресценції в серійних фронтальних зрізах
гіпоталамуса.
Результати. Гіпоксична гіпоксія призводила до достовірного підвищення вмісту
досліджуваних біомаркерів функціональної активності пептидергічних нейронів
ПВЯ. Так, у ділянці латеральної частини заднього крупноклітинного суб'ядра ПВЯ
вміст вазопресину збільшився в 5,9 раза, білка cFos - на 80 %, білка HIF-1- в 3,4
раза і білка HIF-3- в 3 рази. В ділянці медіального дрібноклітинного суб'ядра ПВЯ
після закінчення гіпоксичних впливів вміст вазопресину збільшився у 6,6 раза, білка
cFos - на 37 %, білка HIF-1- у 2,5 раза і білка HIF-3- на 73 %. У постгіпоксичний
період відзначалося зменшення вмісту вазопресину в ПВЯ. При цьому, якщо в латеральній частині заднього крупноклітинного суб'ядра ПВЯ, порівняно з гіпоксичним періодом, рівень вазопресину знижувався в 4 рази і залишався на 43 % вищим, ніж у контрольних тварин, то в медіальному дрібноклітинному суб'ядрі ПВЯ
вміст нейропептиду знижувався в 11 разів і був на 38 % нижчим, ніж до початку
гіпоксичних впливів.
Висновки. Гіпоксична гіпоксія стимулює утворення вазопресину, білків сімейства
HIF і cFos у латеральній частині заднього крупноклітинного і медіальному дрібноклітинному суб'ядрах ПВЯ. У постгіпоксичний період спостерігається пригнічення
синтезу вазопресину в нейронах медіального дрібноклітинного суб'ядра при
збереженні підвищеної функціональної активності нейронів латеральної частини

Посилання

1.McEwen BS. The brain is the central organ of stress and

adaptation. Neuroimage. 2009;47(3):911-3. doi: 10.1016/j. neuro

image.2009.05.071

2.McEwen BS, Bowles NP, Gray JD, Hill MN, Hunter RG, Karatsoreos IN, Nasca C. Mechanisms of stress in the brain. Nat

Neurosci. 2015;18(10):1353-63. doi: 10.1038/nn.4086

3. Meerson FZ. Adaptatsionnaya meditsina: mekhanizmy i

zashchitnye effekty adaptatsii [Adaptation medicine: mechanisms

and protective effects of adaptation]. Moscow: Hypoxia Medical

LTD; 1993. 334 p. (in Russian)

4.McEwen BS. Physiology and neurobiology of stress and

adaptation: central role of the brain. Physiol Rev. 2007;87(3):873-

904. doi: 10.1152/physrev.00041.2006

5.Bonfiglio JJ, Inda C, Refojo D, Holsboer F, Arzt E, Silberstein

S. The corticotropin-releasing hormone network and the hypothalamic-pituitary-adrenal axis: molecular and cellular mechanisms

involved. Neuroendocrinology. 2011;94(1):12-20. doi: 10.1159/

000328226

6.Swanson LW, Sawchenko PE. Hypothalamic integration:

organization of the paraventricular and supraoptic nuclei. Ann Rev

Neurosci. 1983;6:269-324. doi: 10.1146/annurev.ne.06.030183.0

01413

7.Reznikov AG. Endokrinologicheskie aspekty stressa [Endocrinological aspects of stress]. International journal of endocrinology. 2007;4:20-4. (in Russian)

8.Busnardo C, Tavares RF, Resstel LB, Elias LL, Correa FM.

Paraventricular nucleus modulates autonomic and neuroendocrine

responses to acute restraint stress in rats. Aut Neurosci. 2010;158

(1-2):51-7. doi: 10.1016/j.autneu.2010.06.003

9.Volpi S, Rabadan-Diehl C, Aguilera G. Vasopressinergic regulation of the hypothalamic pituitary adrenal axis and stress

adaptation. Stress. 2004;7(2):75-83. doi: 10.1080/10253890410

001733535

10.Sivukhina EV, Jirikowski GF. Magnocellular hypothalamic

system and its interaction with the hypothalamo-pituitary-adrenal

axis. Steroids. 2016;111:21-8. doi: 10.1016/j.steroids.2016.01.008

11.Abramov AV. Vliyanie interval'nykh gipoksicheskikh trenirovok na funktsional'noe sostoyanie peptidergicheskikh neyronov paraventrikulyarnogo yadra gipotalamusa i neyronov stvola

mozga krys [The effect of interval hypoxic training on the

functional state of peptidergic neurons of the paraventricular

nucleus of the hypothalamus and rat brain stem neurons]. Russian

Journal of Physiology. 1998;84(3):173-81. (in Russian)

12.Kolesnik YuM, Orestenko YuN, Abramov AV. Sostoyanie

vazopressin-, oksitotsin- i kortikoliberinsinteziruyushchikh struktur

gipotalamusa u krys s sakharnym diabetom pri gipoksicheskikh

vozdeystviyakh [The state of vasopressin, oxytocin and corticoliberin synthesizing structures of the hypothalamus in rats with

diabetes mellitus under hypoxic effects]. Fiziologicheskiy zhurnal

im. IM. Sechenova. 1993;79(9):34-42. (in Russian)

13.Silverman AJ, Zimmerman EA. Magnocellular neurosecretory system. Annu Rev Neurosci. 1983;6:357-80. doi: 10.1146/

annurev.ne.06.030183.002041

14.Coldren KM, Li DP, Kline DD, Hasser EM, Heesch CM.

Acute hypoxia activates neuroendocrine, but not presympathetic,

neurons in the paraventricular nucleus of the hypothalamus:

differential role of nitric oxide. Am J Physiol Regul Integr Comp

Physiol [Internet]. 2017[cited 2019 Dec 17];312(6):R982-R95.

Available from: https://www.physiology.org/doi/pdf/10.1152/

ajpregu.00543.2016 doi: 10.1152/ajpregu.00543.2016

15.Ramirez G, Hammond M, Agosti SJ, Bittle PA, Dietz JR,

Colice GL. Effects of hypoxemia at sea level and high altitude on

sodium excretion and hormonal levels. Aviat Space Environ Med.

1992;63(10):891-8.

16.Robach P, Lafforgue E, Olsen NV, Dechaux M, Fouqueray

B, Westerterp- ,Plantenga M, et al. Recovery of plasma volume

after 1 week of exposure at 4,350 m. Pflugers Arch. 2002;

444(6):821-8. doi: 10.1007/s00424-002-0894-x

17.Rostrup M. Catecholamines, hypoxia and high altitude.

Acta Physiol Scand. 1998;162(3):389-99. doi: 10.1046/j.1365-

201X.1998.00335.x

18.Berezovskiy VA. Tsvetok Gil'gamesha. Prirodnaya i instrumental'naya oroterapiya (ocherki o gorakh i ikh vliyanii na

organizm cheloveka) [Gilgamesh Flower. Natural and instrumental

orotherapy (essays on mountains and their impact on the human

body)]. Donetsk: Zaslavskiy AYu; 2012. 304 р. (in Russian)

19.Karash YuM, Strelkov RB., Chizhov AYa. Normobaricheskaya gipoksiya v lechenii, profilaktike i reabilitatsi [Normobaric

hypoxia in the treatment, prevention and rehabilitation]. Moscow:

Meditsina; 1988. 351 р. (in Russian)

20.Xi L, Serebrovskaya TV, editors. Intermittent hypoxia:

from molecular mechanism to clinical applications. New York:

Nova Science Publishers; 2009. 616 р.

21.Sterling P. Allostasis: A model of predictive regulation.

Physiol Behav. 2012;106(1):5-15. doi: 10.1016/j.physbeh.2011.

06.004

22.Ostergaard L, Rudiger A, Wellmann S, Gammella E, BeckSchimmer B, Struck J, et al. Arginine vasopressin marker copeptin

is a sensitive plasma surrogate of hypoxic exposure. Hypoxia

(Auckl) [Internet]. 2014[cited 2019 Dec 17];2:143-51. Available

from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5045063/

pdf/hp-2-143.pdf doi: 10.2147/HP.S57894

23.Summanen M, B?ck S, Voipio J, Kaila K. Surge of peripheral

arginine vasopressin in a rat model of birth asphyxia. Front Cell

Neurosci [Internet]. 2018[cited 2019 Dec 10];12:2. Available from:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5780440/pdf/fncel-

12-00002.pdf doi: 10.3389/fncel.2018.00002

24.Myers DA, Ducsay CA. Altitude, attitude and adaptation.

Adv Exp Med Biol. 2014;814:147-57. doi: 10,1007 / 978-1-4939-

1031-1_13

25.Nicolaides NC, Kyratzi E, Lamprokostopoulou A, Chrousos

GP, Charmandari E. Stress, the stress system and the role of

glucocorticoids. Neuroimmunomodulation. 2015;22(1-2):6-19. doi:

10.1159/000362736

26. Aguilera G, Rabadan-Diehl C. Vasopressinergic regulation

of the hypothalamic-pituitary-adrenal axis: implications for stress

adaptation. Regul Pept. 2000;96(1-2):23-9. doi: 10.1016/s0167-

0115(00)00196-8

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-01-18

Номер

Розділ

Статті