ВПЛИВ СВІТЛОВОЇ ДЕПРИВАЦІЇ НА МОРФОФУНКЦІОНАЛЬНИЙ СТАН НЕЙРОНІВ НАДЗОРОВИХ ЯДЕР ГІПОТАЛАМУСА ЩУРІВ
DOI:
https://doi.org/10.24061/1727-4338.XIX.4.74.2020.9Ключові слова:
надзорове ядро, морфофункціональний стан, світлова деприваціяАнотація
Надзорове (супраоптичне) ядро гіпоталамуса є однією з ключових
нейросекреторних ланок, що забезпечують об'єднання нервових і ендокринних
механізмів регуляції в загальну нейроендокринну систему, беручи участь у такий
спосіб у реалізації відповідної реакції організму на стресорні впливи. Незважаючи
на глибокі і всебічні дослідження гіпоталамуса, до сьогодні немає єдиних уявлень
про його індивідуальну реактивність і ступінь залучення вказаних структур у
стресову реакцію, викликану тривалим перебуванням за умов постійної темряви
(світлової депривації).
Мета роботи – з’ясувати вплив світлової депривації на морфофункціональний
стан надзорових ядер гіпоталамуса щурів.
Матеріал та методи. Експерименти проведені на нелінійних самцях білих щурів,
яких розподілено на 2 групи (звичайний світловий режим та постійна темрява
відповідно), у кожній з яких забір біоматеріалу здійснювався о 14.00 і о 02.00 год
і вивчався із застосуванням морфофункціональних та статистичних методів
дослідження.
Результати. Вивчення морфометричних характеристик нейронів надзорових
ядер гіпоталамуса виявило добову динаміку показників. За стандартного
світлового режиму у щурів реєструється добовий ритм морфофункціональної
активності нейронів надзорових ядер із максимумом активності вдень (до 14.00
год). При утримуванні тварин в умовах постійної темряви о 14.00 год виявлено
зростання розмірів їх ядер на 21,1±2,4% (r=0,73), викликані збільшенням площі
ядерець нейронів (r=0,89), яка становила 61,94±7,07 мкм2
. Привертало увагу
і вірогідне зниження щодо інтактних тварин ядерно-цитоплазматичного
співвідношення (ЯЦС), яке становило 2,07 ± 0,041 од. Світлова депривація
призводила о 14.00 год до вірогідного зменшення концентрації РНК в ядрах на
35,3±2,1%, ядерцях – на 26,6±1,9%.
Проведеними дослідженнями о 02.00 год виявлено, що площа ядер нейронів
становила 98,33±5,40 мкм2
і була вірогідно більшою за аналогічну в інтактних
тварин. Вказані зміни супроводжувалися збільшенням площі ядерець, яка
становила 48,90±6,892 мкм2
(r=0,87) і площі цитоплазми нейронів, яка
перебувала у межах 217,61±7,199 мкм2
(r=0,91). ЯЦС нейронів надзорових ядер
гіпоталамуса о 02.00 год було нижчим від такого ж в інтактних тварин на
2,67±0,17%. Відзначено вірогідне зростання концентрації РНК в ядрах, ядерцях
та цитоплазмі нейронів надзорових ядер гіпоталамуса щодо показників тварин
попереднього часового інтервалу, які перебували за умов постійної темряви.
Порівняно з денним періодом (14.00 год), до 02.00 год виявлено підвищення в
нічний період спостереження ЯЦС у досліджуваних нейронах, яке становило
2,55±0,022 од.
Висновки. 1. Тривалість фотоперіоду істотно впливає на добову активність
надзорових ядер гіпоталамуса. 2. Постійна темрява (світлова депривація) не
спричиняє інверсії ритму морфофункціональної активності досліджуваних
нейронів, максимальні величини, як і в інтактних тварин, припадають на денний
проміжок. 3. Світлова депривація викликає вірогідне збільшення площі нейронів,
їх ядер, ядерець у нічний та денний інтервали спостереження. Водночас
спостерігається зменшення ядерно-цитоплазматичного співвідношення,
зниження концентрації РНК в ядрах та ядерцях нейронів надзорових ядер
гіпоталамуса щурів у денний період доби.
Посилання
Bondarenko LA, Gubina-Vakulik GI, Gevorkyan AR.
Pineal'naya zheleza i gipotalamo-gipofizarno-tireoidnaya
sistema: vozrastnye i khronobiologicheskie aspekty [Pineal
gland and hypothalamic-pituitary-thyroid system: age and
chronobiological aspects]. Khar'kov: S.A.M.; 2013. 264 p. (in
Russian)
Timofei OV, Bulyk RYe, Lomakina YuV. Efekty melatoninu na
ekspresiiu hena c-Fos u neironakh medialnoho dribnoklitynnoho
sub’iadra paraventrykuliarnoho yadra hipotalamusa shchuriv
pry zminenomu fotoperiodi [Melatonin’s effects on the c-fos
gene expression in neurons of the medial small subnucleus
of hypothalamus paraventricular nucleus of rats under altered
light condition]. Svit medytsyny ta biolohii. 2015;2:188-92. (in
Ukrainian)
Bedont JL, Blackshaw S. Constructing the suprachiasmatic
nucleus: a watchmaker's perspective on the central clockworks.
Front Syst Neurosci [Internet]. 2015[cited 2020 Dec 12];9:74.
Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/
PMC4424844/pdf/fnsys-09-00074.pdf doi: 10.3389/
fnsys.2015.00074
Zamorskiy II, Sopova IYu, Khavinson VKh. Vliyanie melatonina
i epitalamina na soderzhanie produktov belkovoy i lipidnoy
peroksidatsii v kore bol'shikh polu¬shariy i gippokampe mozga
krys v usloviyakh ostroy gipoksii [The effect of melatonin and
epithalamin on the content of protein and lipid peroxidation
products in the cerebral cortex and the hippocampus of rat
brain in acute hypoxia]. Byulleten' eksperimental'noy biologii i
meditsiny. 2012;154(7):59-61. (in Russian)
Venegas C, García JA, Escames G, Ortiz F, López A, Doerrier
C, et al. Extrapineal melatonin: analysis of its subcellular
distribution and daily fluctuations. J Pineal Res. 2012;52(2):217-
doi: 10.1111/j.1600-079X.2011.00931.x
Kiessling S, Sollars PJ, Pickard GE. Light stimulates the mouse
adrenal through a retinohypothalamic pathway independent
of an effect on the clock in the suprachiasmatic nucleus.
PLoS One [Internet]. 2014[cited 2020 Dec 12];9(3):e92959.
Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/
PMC3962469/pdf/pone.0092959.pdf doi: 10.1371/journal.
pone.0092959
Arushanian EB, Schetinin EV. Melatonin kak universal'nyy
modulyator lyubykh patologicheskikh protsessov [Melatonin
as a universal modulator of any pathological processes].
Patologicheskaya fiziologiya i eksperimental'naya terapiya.
;60(1):79-88. doi: https://doi.org/10.25557/0031-
2016.01.79-88 (in Russian)
Khavinson VKh, Lin'kova NS, Kvetnoy IM, Kvetnaya TV,
Polyakova VO, Korf Kh. Molekulyarno-kletochnye mekhanizmy
peptidnoy regulyatsii sinteza melatonina v kul'ture pinealotsitov
[Molecular Cellular Mechanisms of Peptide Regulation of
Melatonin Synthesis in Pinealocyte Culture]. Byulleten'
eksperimental'noy biologii i meditsiny. 2012;153(2):223-6. (in
Russian)
Fernandez F, Lu D, Ha P, Costacurta P, Chavez R, Heller HC, et al.
Circadian rhythm. Dysrhythmia in the suprachiasmatic nucleus
inhibits memory processing. Science. 2014;346(6211):854-7.
doi: 10.1126/science.1259652
Bedont JL, Newman EA, Blackshaw S. Patterning, specification,
and differentiation in the developing hypothalamus. Wiley
Interdiscip Rev Dev Biol. 2015;4(5):445-68. doi: 10.1002/
wdev.187
Wang JL, Lim AS, Chiang WY, Hsieh WH, Lo MT, Schneider
JA, et al. Suprachiasmatic neuron numbers and rest-activity
circadian rhythms in older humans. Ann Neurol. 2015;78(2):317-
doi: 10.1002/ana.24432
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 О.В. Сметанюк, Р.Є. Булик, Т.С. Булик, М.І. Кривчанська
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
Часопис користується «Типовим шаблоном положення про авторські права».
