ПОРІВНЯЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА НЕЙРОЕНДОКРИННОЇ ВІДПОВІДІ КРУПНОКЛІТИННИХ ТА ДРІБНОКЛІТИННИХ ВАЗОПРЕСИНЕРГІЧНИХ НЕЙРОНІВ ПАРАВЕНТРИКУЛЯРНОГО ЯДРА ГІПОТАЛАМУСА НА ПЕРЕРИВЧАСТУ ДІЮ ГІПОКСИЧНОЇ ГІПОКСІЇ
DOI:
https://doi.org/10.24061/1727-4338.XVIII.4.70.2019.1Ключові слова:
гіпоталамус, гіпоксична гіпоксія, вазопресин, білок cFos, білок HIFАнотація
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-1 і HIF-3 в 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
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 A. V. Abramov, V. A. Shamenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
Часопис користується «Типовим шаблоном положення про авторські права».