Перейти к:
Циркадианный ритм гормонов надпочечников и щитовидной железы у взрослых собак и щенков
Аннотация
Исследовали концентрацию кортизола, альдостерона, тироксина и трийодтиронина в крови взрослых собак и 3-месячных щенков каждые 2 ч на протяжении 32 ч. Показано, что циркадианный ритм этих гормонов у 2 возрастных групп животных различается по среднесуточному уровню, амплитуде колебаний и времени акрофаз. Результаты работы свидетельствуют об изменении суточного хронотипа с возрастом.
Для цитирования:
Пронина Т.С., Шитов Л.А. Циркадианный ритм гормонов надпочечников и щитовидной железы у взрослых собак и щенков. Проблемы Эндокринологии. 2004;50(6):39-42.
For citation:
Pronina T.S., Shitov L.A. The circadian rhythm of adrenal and thyroid hormones in adult dogs and puppies. Problems of Endocrinology. 2004;50(6):39-42. (In Russ.)
Имеются убедительный доказательства того, что суточные ритмы являются эндогенными, генетически запрограммированными. Тем не менее отчетливая суточная ритмичность появляется в онтогенезе у животных не сразу, а проходит этапы постепенного формирования. Сроки появления суточных ритмов различаются в зависимости от вида животного и изучаемой функции [1—4]. Становление циркадианных биоритмов в онтогенезе, вероятно, прежде всего связано с созреванием морфофункциональной организации соответствующей системы органа [9, 10]. Суточные колебания функциональной активности эндокринной системы играют ведущую роль во временной координации всего многообразия циклических процессов, протекающих в организме. Околосуточной (циркадианной) периодичности гормонов посвящено достаточно большое количество исследований [3, 6, 7]. Однако взаимосвязь временной организации с возрастом организма недостаточно изучена. Задачей настоящего исследования было выявление возрастных особенностей структуры циркадианного ритма гормонов надпочечников и щитовидной железы у собак 2 возрастных групп.
Материалы и методы
У 6 взрослых беспородных собак-самцов и 5 щенков в возрасте 3 мес одного помета каждые 2 ч из бедренной вены брали небольшое количество крови (взрослые животные находились в станке, а щенки — на обычном, свободном режиме). В плазме крови каждого образца определяли уровень 4 гормонов: кортизола, альдостерона, тироксина и трийодтиронина. Гормоны тестировали радиоиммунологически м методом; концентрацию кортизола, альдостерона и трийодтиронина представляли в нг/мл, тироксина — в мкг/дл.
Среднесуточный уровень гормонов определяли, суммируя все данные от каждого животного по 2 возрастным группам; амплитуду циркадианного ритма рассчитывали как абсолютную величину отклонения от среднего уровня (А/2) у каждого животного и как процент отклонения от среднего уровня.
Для каждого животного была построена графическая кривая циркадианного ритма по каждому гормону и определено время индивидуальной ак- рофазы.
Статистическую обработку результатов и определение достоверности различия проводили с использованием критерия Стьюдента.
Результаты
Проведено исследование следующих хронопоказателей циркадианного ритма гормонов (кортизола, альдостерона, тироксина и трийодтиронина): среднесуточного уровня амплитуды ритма в абсолютных числах и в процентах от среднего уровня.
Из данных таблицы видно, что среднесуточный уровень кортизола у взрослых собак и щенков не различается, концентрация альдостерона в 3 раза больше у собак (р < 0,01), уровень тироксина и трийодтиронина достоверно выше у щенков (р < 0,05). Обращают на себя внимание индивидуальные различия этого хронопоказателя у взрослых животных: по кортизолу в 3 раза (6,9—23,8 нг/мл),
Средний уровень и амплитуда циркадианного ритма гормонов надпочечников и щитовидной железы у взрослых собак и щенков
Г ГИЛКЛЛЫ |
Средний уровень |
Амплитуда |
% амплиту- |
М±т |
ды |
Щенки |
|||
Кортизол |
18,1 ± 0,58 (17,5-19,0) |
7,52 ± 0,47 |
41,5 |
Альдостерон |
1,06 ± 0,06 (0,8-1,3) |
0,80 ± 0,11 |
77,4 |
Тироксин |
2,54 ± 0,10 (2,0-1,3) |
1,24 ± 0,10 |
48,8 |
Трийодтиронин |
1,79 ± 0,15 (1,3-3,2) |
0,92 ± 0,05 |
51,4 |
Собаки |
|||
Кортизол |
16,8 ± 1,85 (6,9-23,8) |
19,4 ± 3,5 |
115,5 |
Альдостерон |
3,41 ± 0,20 (1,9-5,1) |
1,93 ± 0,40 |
56,6 |
Тироксин |
1,95 ± 0,23 (1,0-4,0) |
1,48 ± 0,40 |
75,9 |
Трийодтиронин |
1,40 ± 0,16 (0,4-3,0) |
1,38 ± 0,37 |
97,9 |
Примечание. В скобках — интервал индивидуальных различий среднесуточного уровня.
О
I I I I I 1111)1111
75 17 13 21 23 7 3 5 7 3 11 13 15 17
по трийодтиронину в 7 раз (0,4—3 мкг/дл). У щенков индивидуальные среднесуточные уровни кортизола и альдостерона различаются весьма незначительно, уровни гормонов щитовидной железы имеют большие индивидуальные различия, особенно уровень трийодтиронина (как и у взрослых животных).
Возрастное различие второго хронопоказателя циркадианного ритма — амплитуды (абсолютные величины) было отмечено при определении концентрации гормонов надпочечников: амплитуда кортизола почти в 2,6 раза, а альдостерона — в 2,4 раза больше у взрослых собак, чем у щенков (р < 0,01). Амплитуда ритма гормонов щитовидной железы достоверно не различается у животных разного возраста.
Расчетная величина амплитуды в процентах от среднесуточного уровня дает возможность не только проследить взаимосвязь среднего уровня и величины колебаний, но и оценить степень лабильности ритма (степень адаптивной способности организма [8]) в исследуемый возрастной период. Из данных таблицы следует, что амплитуда кортизола у взрослых собак составляет 115,5%, тогда как у щенков она в 2,5 раза меньше и составляет 41,5%, при этом среднесуточные уровни гормона у собак разного возраста достоверно не различаются. Это свидетельствует о том, что суточные колебания глюкокортикоидной функции у взрослых животных более значимы, тем самым обеспечивается большая адаптивная способность организма. Амплитуда второго гормона надпочечников — альдостерона, выраженная в процентах, у щенков выше в 1,4 раза, при этом среднесуточный уровень у них в 3 раза ниже, чем у собак. Следовательно, суточный ритм минералокортикоидной функции надпочечников у неполовозрелых животных более лабильный, характеризуется выраженным напряжением, что, по-видимому, обеспечивает оптимальное функционирование обменных процессов у животных раннего возраста.
Процент амплитуды циркадианного ритма гормонов щитовидной железы выше у взрослых животных (тироксина — в 1,5 раза, а трийодтиронина — в 1,9 раза), при этом средний уровень гормонов достоверно выше у щенков, что свидетельствует о больших адаптивных возможностях функционирования этой эндокринной железы у половозрелых животных.
Для выявления возрастных различий суточного ритма гормонов по времени акрофазы было проведено сравнение индивидуальных хронограмм у 2 групп животных.
В качестве примера представлена динамика концентрации гормонов у щенков (рис. 1, 2) и взрослых собак (рис. 3, 4). Видно, что время акро- фаз разных гормонов у животных разного возраста различается. Так, ритм кортизола у взрослых животных четко выражен с акрофазой в 17—19 ч. Обращает на себя внимание вторичное повышение уровня кортизола в 1 ч. У щенков акрофаза кортизола не выявлена, но отмечены периодические 6— 8-часовые (ультрадианные) колебания. Циркадианные колебания уровня альдостерона у взрослых животных синфазны с колебанием уровня кортизола, т. е. максимум концентрации имеет место в
17—19чив1ч.У щенков акрофазу наблюдали в 15—17 ч, т. е. на 2 ч раньше по сравнению со взрослыми животными, а в 1-й половине ночи зарегистрировано незначительное увеличение уровня гормона.
Динамика уровня тироксина и трийодтиронина у взрослых собак весьма сходна, однако время ак- рофазы отличается на 2 ч: максимальную концентрацию тироксина наблюдали в 17—19 ч, а трийодтиронина — в 15 ч (2-й пик уровня обоих гормонов щитовидной железы приходится на 3—5 ч).
У щенков акрофаза тироксина имеет место в 23 ч, т. е. на 5—7 ч позже, чем у взрослых собак. Максимальная концентрация трийодтиронина отмечена в 17—19 ч, т. е. также на 2—4 ч позже, чем у взрослых животных.
Таким образом, видно, что циркадианный ритм гормонов надпочечников и гормонов щитовидной железы различается и по времени акрофаз у животных разного возраста.
Известно, что в процессе онтогенеза формируется временная организация различных функций и состояний организма. Онтогенез каждой отдельной функции включает в себя появление и последующее изменение ее ритмичности. Возрастные изменения околосуточной активности некоторых физиологических систем состоят в постепенном увеличении амплитуды колебаний, увеличении фазы покоя и уменьшении фазы активности, урежении колебаний [1, 7]. Данные настоящей работы по
изучению суточного ритма гормонов у собак согласуются с результатами исследования возрастных изменений циркадианного ритма некоторых морфофункциональных показателей у крыс, у которых на ранних этапах постнатального онтогенеза наблюдается высокая доля ультрадианных составляющих (в нашем исследовании — ультрадианные колебания кортизола у щенков) [1].
По мнению Г. Д. Губина [1, 2], наиболее выраженное увеличение амплитуды циркадианных ритмов происходит в молодом и зрелом возрасте.
Результаты настоящего исследования показывают, что становление циркадианных гормональных ритмов в онтогенезе представляет собой сложный процесс. При этом с возрастом могут быть периоды, в которых наблюдается как увеличение, так и уменьшение среднесуточного уровня гормонов. Неоднозначно может меняться и амплитуда суточного ритма: она может либо увеличиваться, либо уменьшаться.
Таким образом, формирование циркадианного ритма активности надпочечников и щитовидной железы у животных связано с изменением всех хронопоказателей: среднепериодического уровня, амплитуды и фазы.
Выводы
- Среднесуточный уровень кортизола не различается у собак разного возраста, концентрация альдостерона в 3 раза больше у взрослых собак, уровень тироксина и трийодтиронина достоверно выше у щенков.
- Амплитуда суточного ритма кортизола и альдостерона выше у взрослых собак, чем у щенков. Амплитуда ритма гормонов щитовидной железы достоверно не различается у животных разного возраста.
- Циркадианный ритм гормонов надпочечников и гормонов щитовидной железы различается по времени акрофаз у животных разного возраста.
Список литературы
1. Губин Г. Д., Герловин Е. Т. Суточные ритмы биологических процессов и их адаптивное значение в онто- и филогенезе позвоночных. — Новосибирск, 1980.
2. Губин Г. Д., Дуров А. М. // Хронобиология и хронопатология: Тезисы докладов Всесоюзной конференции. — М., 1981. - С. 85-86.
3. Деряпа Н. Р., MOIUKUH М. П., Посный В. С. Проблемы ме¬дицинской биоритмологии. — М., 1985.
4. Дэвис Ф. // Биологические ритмы. — М., 1984. — С. 292— 314.
5. Закиров Д. 3. // Экологическая физиология животных. — Л., 1979. - Ч. 1. - С. 126-132.
6. Колпаков М. Г. Механизмы кортикостероидной регуляции организма. — Новосибирск, 1978.
7. Пронина Т. С. // Проблемы эндокринол. — 1992. - № 5. - С. 46-50.
8. Степанова С. И. // Проблемы космической биологии. — М., 1977. - Т. 23.
9. Halberg F., Nelson W. // Aging and Biol. Rhythms Conf. Florida Apr. 13—15, 1977. — New York; London, 1978. — P. 5-56.
10. Ramaley J. A. // Life Sci. - 1978. - Vol. 23. - P. 2079- 2088.
Об авторах
Т. С. ПронинаИнститут возрастной физиологии РАО
Россия
Л. А. Шитов
Институт возрастной физиологии РАО
Россия
Рецензия
Для цитирования:
Пронина Т.С., Шитов Л.А. Циркадианный ритм гормонов надпочечников и щитовидной железы у взрослых собак и щенков. Проблемы Эндокринологии. 2004;50(6):39-42.
For citation:
Pronina T.S., Shitov L.A. The circadian rhythm of adrenal and thyroid hormones in adult dogs and puppies. Problems of Endocrinology. 2004;50(6):39-42. (In Russ.)