Вплив мелатоніну на стрес-зумовлені ультраструктурні перебудови нейронів надзорового ядра гіпоталамуса щурів
DOI:
https://doi.org/10.24061/2413-0737.XXV.3.99.2021.4Ключові слова:
надзорове ядро; ультраструктурний стан; іммобілізаційний стрес; мелатонінАнотація
Мета дослідження – з’ясувати вплив мелатоніну на ультраструктурний стан надзорових ядер гіпоталамуса щурів, що перебували за умов іммобілізаційного стресу.
Матеріал і методи. Експерименти проведені на нелінійних самцях білих щурів масою 200–220 г. Тварин розподілено на 3 серії досліджень, у кожній з яких забір біоматеріалу здійснювався о 14.00 і о 02.00 год із застосуванням електронно-мікроскопічного дослідження. Тривалий іммобілізаційний стрес (ІС) моделювали шляхом утримання щурів у спеціальних пластикових клітках-пеналах упродовж 6 год щоденно 7 діб поспіль. Мелатонін (Sigma, США, ступінь очищення – 99,5%) у дозі 0,5 мг/кг, у 1,0 мл розчинника (0,9% розчин етанолу на фіз. розчині) уводили щоденно в/очеревинно.
Результати. При утримуванні тварин за стандартного режиму освітлення ультраструктурна організація нейронів надзорового ядра (НЯ) гіпоталамуса о 14.00 год свідчить про їх невисоку функціональну активність, порівняно з дослідженнями, проведеними о 02.00 год. Тривале перебування щурів за умов ІС віддзеркалилося істотною перебудовою ультраструктурної організації нейронів НЯ гіпоталамуса. Встановлені зміни можна розглядати як прояв пригнічення нейросекреторної активності, зменшення продукції нейросекрета нейронами гіпоталамуса. Ін’єкції мелатоніну на тлі ІС призвели до відносної нормалізації ультраструктурного стану нейронів НЯ гіпоталамуса тварин. Зокрема, дослідженнями о 02.00 год встановлено світлі нейросекреторні клітини, які містили велике, пікнотично змінене ядро. Спостерігали інвагінації каріолеми, домінування еухроматину в ядрі. Простежувалися гетерогенні зміни мітохондрій. Помітні збільшені канальці гранулярної ендоплазматичної сітки (ЕПС). Водночас у нейроплазмі помітні невелике число рибосом та небагато гормональних гранул. Вказана картина нейросекреторних клітин віддзеркалює відносне покращання їх електронномікроскопічного стану, свідченням чому є поява нейросекреторних гранул. Однак ультраструктура інших органел досліджуваних нейронів вказує на виснажений стан, зумовлений тривалою іммобілізацією тварин.
Висновки. 1. У тварин, що перебували в умовах стандартного фотоперіоду, у нічний період експерименту структурна організація нейронів надзорового ядра гіпоталамуса віддзеркалює вираженість внутрішньоклітинних синтезувальних процесів о 02.00 год. Удень відзначається зниження активності досліджуваних структур. 2. В умовах іммобілізаційного стресу ультраструктурна організація вказаних нейронів надзорового ядра гіпоталамуса свідчить про виражені порушення реактивного характеру з ознаками зниження функціональної спроможності структур та явищами набряку і деструкції впродовж періоду спостережень. 3. Ін’єкції мелатоніну на тлі іммобілізаційного стресу призвели до відносного покращання ультраструктурного стану нейронів надзорового ядра гіпоталамуса тварин, свідченням чому є поява нейросекреторних гранул. Однак ультраструктура інших органел досліджуваних нейронів вказує на виснажений стан, зумовлений тривалою іммобілізацією тварин.
Посилання
Koptev MM, Vynnyk NI. Morphological substantiation for acute immobilization stress-related disorders of adaptation mechanisms. Wiad Lek. 2017;70(4):767-70.
Bondarenko LA, Gubina-Vakulik GI, Gevorkyan AR. Pineal'naya zheleza i gipotalamo-gipofizarno-tireoidnaya sistema: vozrastnye i khronobiologicheskie aspekty [The pineal gland and the hypothalamic-pituitary-thyroid system: age and chronobiological aspects]. Kharkov; 2013. 264 p. (in Russian).
Zamorskiy II, Sopova IYu, Khavinson VKh. Vliyanie melatonina i epitalamina na soderzhanie produktov belkovoy i lipidnoy peroksidatsii v kore bol'shikh polushariy i gippokampe mozga krys v usloviyakh ostroy gipoksii [Influence of melatonin and epithalamin on the content of protein and lipid peroxidation products in the cerebral cortex and hippocampus of rats under conditions of acute hypoxia]. Byulleten' eksperimental'noy biologii i meditsiny. 2012;154(7):59-61. (in Russian).
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 2021 Jun 22];9(3):e92959. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3962469/pdf/pone.0092959.pdf DOI: 10.1371/journal.pone.0092959.
Bedont JL, Blackshaw S. Constructing the suprachiasmatic nucleus: a watchmaker’s perspective on the central clockworks. Front Syst Neurosci. 2015;9:74. DOI: 10.3389/fnsys.2015.00074.
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.
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):217-27. DOI: 10.1111/j.1600-079X.2011.00931.x.
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 cell mechanisms of peptide regulation of melatonin synthesis in pinealocyte culture]. Byulleten' eksperimental'noy biologii i meditsiny. 2012;153(2):223-6. (in Russian).
Arushanyan EB, Shchetinin EV. Melatonin kak universal'nyy modulyator lyubykh patologicheskikh protsessov [Melatonin as a universal modulator of any pathological processes]. Patologicheskaya fiziologiya i eksperimental'naya terapiya. 2016;60(1):79-88. DOI: 10.25557/0031-2991.2016.01.79-88. (in Russian).
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.
Lopes-Azevedo S, Fortaleza EAT, Busnardo C, Scopinho AA, Matthiesen M, Antunes-Rodrigues J, et al. The Supraoptic Nucleus of the Hypothalamus Modulates Autonomic, Neuroendocrine, and Behavioral Responses to Acute Restraint Stress in Rats. Neuroendocrinology. 2020;110(1-2):10-22. DOI: 10.1159/000500160.
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):317-22. DOI: 10.1002/ana.24432.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Р. Булик, Т. Булик, О. Сметанюк
Ця робота ліцензованаІз Зазначенням Авторства 3.0 Міжнародна.
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
