Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова, 2021, T. 107, № 1, стр. 98-118

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Опыты проводили на 19 самцах мышей линии С3Н-А массой 27–31 г, выращенных в питомнике Рапполово (Ленинградская область). В начале исследования возраст лабораторных животных составлял 40 ± 10 сут, масса – 20–22 г. После получения из питомника до начала эксперимента животные проходили 18-суточный акклиматизационный период, на протяжении которого дважды в день оценивали поведение и общее состояние каждого животного. Эксперимент проводили в течение 44 недель по методике, предложенной ранее [12]. Перед началом исследования животные были распределены случайным образом по трем клеткам, соответствующим экспериментальным группам: первая – эутиреоидная, или контрольная (10 мышей), вторая – гипертиреоидная (5 мышей) и третья – гипотиреоидная (4 мыши). Клетки с животными были размещены в одной комнате. Температура воздуха в помещении составляла 19–22°С, относительная влажность – 50–70%. Температуру и влажность воздуха регистрировали ежедневно. На протяжении эксперимента мыши содержались на стандартном пищевом рационе. Это исследование проводилось в соответствии с принципами Базельской декларации и рекомендациями этического комитета Института экспериментальной медицины.

Мыши первой (эутиреоидной) группы не получали препаратов, изменяющих тиреоидный статус, и служили контролем.

На лабораторных животных второй группы воспроизведена модель экспериментального гипертиреоза посредством хронического внутрибрюшинного введения L-тироксина (РУП Белмедпрепараты, Минск, Республика Беларусь) в дозе 200 мкг на 100 г массы тела. Необходимое количество L-тироксина (Т₄) разводили в 0.2 мл физиологического раствора и вводили через день на протяжении всего эксперимента (44 нед.). В дни введения препарата для расчета его дозы животных взвешивали на электронных весах ВЛР-500 (Россия) с пределом взвешивания 200 г и точностью ±0.1 г.

На лабораторных животных третьей (гипотиреоидной) группы воспроизведена модель экспериментального пропилтиоурацилового гипотиреоза путем замены воды в автопоилке на 0.5%-ный раствор пропилтиоурацила (Merck, Дармштадт, Германия). Количество выпитого раствора контролировали путем регулярного взвешивания автопоилки. Таким образом, в среднем каждое животное получало примерно 1.9–2.2 мг ПТУ на 100 г массы тела в сутки. Животные первой (контрольной, эутиреоидной) и второй (гипертиреоидной) группы получали чистую воду из автопоилок ad libitum.

Для корректности эксперимента лабораторным животным первой и третьей групп на протяжении всего эксперимента внутрибрюшинно вводили 0.2 мл физиологического раствора в том же режиме, что и мышам второй группы.

По окончании эксперимента (44 нед. хронического фармакологического воздействия) мышей декапитировали, собирали кровь и извлекали головной мозг.

Пробы крови отстаивали при комнатной температуре около двух часов, а затем для уплотнения сгустка центрифугировали при 1000 g в течение 10 мин при 10°C. Очищенную сыворотку делили на три порции (по количеству веществ, подлежащих определению) и хранили при −70°C до последующего анализа. Содержание Т₄, ТТГ и пролактина (ПЛ) в сыворотке крови определяли методами энзим-связанного иммуносорбентного анализа, для чего использовали стандартные наборы реактивов: ТироидИФА-тироксин, ТироидИФА-ТТГ и ИФА-пролактин (ООО Алкор Био, Санкт-Петербург, Россия) [13]. Из правой и левой половин мозга на льду выделяли определенные морфологические структуры, взвешивали на торсионных весах и помещали в 0.1 М раствор соляной кислоты: стриатум – в 50 мкл, гиппокамп и обонятельный бугорок – в 100 мкл, кору больших полушарий – в 150 мкл. Пробы гомогенизировали с помощью механического гомогенизатора-блендера (10 000 об./мин), центрифугировали в течение 10 мин при 15 000 g. Надосадочную жидкость собирали в пробирки и хранили до анализа при –90°С. Содержание норадреналина (НА), дофамина (ДА), серотонина (5-ГТ) и их метаболитов – диоксифенилуксусной (ДОФУК), гомованилиновой (ГВК) и 5-гидроксииндолуксусной (5-ГИУК) кислот определяли методом обращеннофазной высокоэффективной жидкостной хроматографии на хроматографе Beckman Coulter (США) с электрохимическим детектором LC-4С BAS (США). Хроматографическая система включала инжектор Rheodyne 7125 с петлей на 20 мкл для нанесения образцов и колонку 250.0 × 4.6 мм с сорбентом Sphere Clone 5 u ODS(2) (Phenomenex, США). Определение концентраций исследуемых веществ проводили при потенциале +0.70 В. Подвижная фаза включала 5.5 мМ цитратно-фосфатного буфера с 0.7 мМ октансульфоновой кислоты, 0.5 мМ ЭДТА и 8% ацетонитрила (рН 3.0). Скорость элюции подвижной фазы составляла 1 мл/мин, время анализа одной пробы – около 20 мин.

Полученные результаты обрабатывали методами непараметрической статистики с применением стандартного статистического пакета GraphPad PRISM 6.0. Достоверность различий между группами оценивали по критерию Манна–Уитни. Для сравнения данных, полученных от одноименных структур левой и правой сторон мозга, применяли парный критерий Вилкоксона (в группе эутиреоидных мышей) или параметрический парный критерий Стьюдента (в группах гипер- и гипотиреоидных мышей). Взаимодействия между измеренными параметрами оценивали путем расчета коэффициентов корреляции Спирмена. Статистически значимыми считали корреляции с р < 0.05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Результаты сравнения уровней гормонов у контрольных мышей и животных с экспериментально измененным тиреоидным статусам представлены на рис. 1–3. Сравнение уровней Т₄ у трех групп животных подтвердило адекватность примененной физиологической модели: у мышей, хронически получавших L-тироксин, уровень соответствующего гормона был наибольшим, а у получавших ПТУ – наименьшим, причем различия между группами были достоверны на 95%-ном уровне значимости (рис. 1).

Рис. 1.

Уровень тироксина в крови у самцов мышей линии С3Н-А. Control – контрольные (эутиреоидные, n = 10), Т₄ – получавшие тироксин (гипертиреоидные, n = 5), PTU – получавшие пропилтиоурацил (гипотиреоидные, n = 4). ** – p < 0.01, *** – p < 0.001, достоверные отличия от соответствующего показателя той же стороны мозга у животных контрольной группы (отличия от контроля); &&&& – p < 0.0001, достоверные различия между соответствующими показателями той же стороны мозга у животных разных экспериментальных групп (отличия от группы, получавших Т₄). Fig. 1. The level of T₄ in blood in С3Н-А male mice. Control – control (euthyroid group, n = 10), Т₄ – treated with thyroxine (hyperthyroid group, n = 5), PTU – treated with propylthiouracil (hypothyroid group, n = 4). ** – p < 0.01, *** – p < 0.001, significant differences from the corresponding values in animals of the control group, the difference from the control; &&&& – p < 0.0001, significant differences between similar values of the same side of the brain in animals of different experimental groups. The difference from the group treated with T₄.

Рис. 2.

Уровень ТТГ в крови у самцов мышей линии С3Н-А. Control – контрольные (эутиреоидные, n = 10), Т₄ – получавшие тироксин (гипертиреоидные, n = 5), PTU – получавшие пропилтиоурацил (гипотиреоидные, n =4). * – p < 0.05, достоверные отличия от соответствующего показателя у животных контрольной группы (отличия от контроля). Fig. 2. The level of TSH in blood in С3Н-А male mice. Control – control (euthyroid group, n = 10), Т₄ – treated with thyroxine (hyperthyroid group, n = 5), PTU – treated with propylthiouracil (hypothyroid group, n = 4). * – p < 0.05, significant differences from the corresponding values in animals of the control group, the difference from the control.

Рис. 3.

Уровень пролактина в крови у самцов мышей линии С3Н-А. Control – контрольные (эутиреоидные, n = 10), Т₄ – получавшие тироксин (гипертиреоидные, n = 5), PTU – получавшие пропилтиоурацил (гипотиреоидные, n = 4). * – p < 0.05, достоверные отличия от соответствующего показателя у животных контрольной группы (отличия от контроля). Fig. 3. The level of prolactin in blood in С3Н-А male mice. Control – control (euthyroid group, n = 10), Т₄ – treated with thyroxine (hyperthyroid group, n = 5), PTU – treated with propylthiouracil (hypothyroid group, n = 4). * – p < 0.05, significant differences from the corresponding values in animals of the control group, the difference from the control.

Вместе с тем, содержание ТТГ достоверно снижалось только у гипотиреоидных мышей (р < 0.05), в то время как у гипертиреоидных была отмечена только соответствующая тенденция (p = 0.0727, рис. 2).Снижение уровня этого гормона у гипертиреоидных животных (получавших Т₄) было вполне предсказуемо, т.к. известно, что тироксин тормозит выработку ТТГ по механизму отрицательной обратной связи. Падение уровня ТТГ у животных с экспериментальным гипотиреозом на первый взгляд кажется неожиданным. Однако известно, что в основе механизма действия ПТУ лежит его способность блокировать дейодиназу – фермент, катализирующий переход Т₄ в его активную форму – Т₃ [1, 2]. Поэтому, возможно, у животных, получавших этот препарат, периферическое действие тиреоидных гормонов (которое, в основном, осуществляется за счет Т₃) было ослаблено, а регуляторное влияние на аденогипофиз (которое во многом осуществляется за счет Т₄) оставалось достаточно выраженным. Тот факт, что у мышей этой группы уровень Т₄ был также снижен (см. рис. 1), позволяет предположить, что для успешного ингибирования выброса ТТГ важно не столько высокое содержание Т₄, сколько определенное соотношение между уровнями Т₄ и Т₃.

Экспериментальное изменение тиреоидного статуса оказывало аналогичное влияние на содержание ПЛ: уровень этого гормона снижался у мышей обеих экспериментальных групп (р < 0.05, рис. 3).

Сходные закономерности, полученные при изучении влияния измененного тиреоидного статуса на содержание двух гипоталамических гормонов (ТТГ и ПЛ) подтверждаются данными корреляционного анализа. Была обнаружена значимая положительная корреляция (r = 0.729; р = 0.001) между уровнями этих гормонов.

Результаты исследования содержания моноаминов и их метаболитов в тех структурах переднего мозга, где были отмечены достоверные различия между группами, представлены в табл. 1–4.

В коре больших полушарий различий по содержанию НА в симметричных структурах выявлено не было. Содержание ДА отличалось от контроля только у гипертиреоидных мышей: уровень этого медиатора был ниже, чем у эутиреоидных в коре как левого (p < 0.05), так и правого полушария (р < 0.01), что сопровождалось правосторонним снижением ДОФУК, возрастанием соотношения ДОФУК/ДА и появлением левосторонней асимметрии по этому показателю (p < 0.05, табл. 1). У гипотиреоидных животных уровень ДОФУК достоверно снижался только в коре левого полушария (p < 0.01, табл. 1). Cодержание 5-ГТ в коре правого полушария у гипотиреоидных мышей было выше, чем аналогичный показатель контрольной группы (p < 0.05), при этом соотношение ГИУК/СЕР в коре снижалось билатерально (p < 0.05 – слева и p < 0.01 – справа, табл. 1).

Как хронический гипер-, так и хронический гипотиреоз сопровождались значительным угнетением ДА-ергической системы гиппокампа: содержание ДА у животных с измененным тиреоидным статусом оказывалось ниже предела обнаружения детектора (в табл. не показано), а уровень его метаболита – ДОФУК в гиппокампе у животных обеих экспериментальных групп был ниже, чем у мышей контрольной группы (табл. 2). Содержание 5-ГТ в гиппокампе у животных обеих экспериментальных групп оказывалось выше, чем у эутиреоидных, а уровень 5-ГИУК (метаболита 5-ГТ) был повышен только у мышей гипертиреоидной группы (табл. 2). Соотношение 5-ГИУК/5-ГТ у гипертиреоидных мышей значимо снижалось только в правом гиппокампе, а у гипотиреоидных – билатерально.

В обонятельном бугорке у мышей эутиреоидной группы была отмечена асимметрия с преобладанием НА справа (p < 0.01). У животных обеих экспериментальных групп уровень этого медиатора был выше, чем у эутиреоидных мышей, причем у гипертиреоидных мышей содержание НА становилось симметричным, а у гипотиреоидных – сохранялась асимметрия, характерная для контрольных животных (p < 0.05, табл. 3). Содержание ДА в обонятельном бугорке при изменении тиреоидного статуса повышалось, причем при гипертиреозе – только справа (что приводило к возникновению асимметрии), а при гипотиреозе – билатерально (табл. 3). Уровень метаболитов ДА в обонятельном бугорке у животных обеих экспериментальных групп также возрастал, причем содержание ДОФУК у гипертиреоидных мышей повышалось только справа, а ГВК – только слева (табл. 3). Соотношение ДОФУК/ДА в левом обонятельном бугорке у гипотиреоидных животных было значимо ниже, чем у гипертиреоидных (p < 0.01), хотя от данного показателя у контрольной группы не отличалось, при этом у гипотиреоидных мышей соотношение ДОФУК/ДА в правом обонятельном бугорке оказывалось выше, чем в левом (табл. 3). Содержание 5-ГТ и его метаболита – 5-ГИУК билатерально повышалось у животных обеих экспериментальных групп (табл. 3). Уровень 5-ГИУК у гипертиреоидных мышей оставался симметричным, а у гипотиреоидных – возникала правосторонняя асимметрия по данному показателю (р < 0.05, табл. 3). Соотношение 5-ГИУК/5-ГТ у гипертиреоидных мышей снижалось только в правом обонятельном бугорке, а у гипотиреоидных – билатерально (табл. 3).

В стриатуме как у гипер-, так и у гипотиреоидных животных было отмечено билатеральное снижение содержания НА по сравнению с контролем (табл. 4). Содержание ДА в стриатуме у мышей обеих экспериментальных групп повышалось, однако статистически достоверно – только при гипотиреозе (табл. 4). Уровень ДОФУК у животных обеих экспериментальных групп был повышен в правом стриатуме. При этом показатель внутриклеточного обмена ДА (ДОФУК/ДА) у гипертиреоидных мышей оставался неизменным, в то время как у гипотиреоидных – снижался (p < 0.001, табл. 4). Животные гипотиреоидной группы также характеризовались билатеральным снижением соотношения ГВК/ДА – косвенного показателя интенсивности выброса ДА (p < 0.01 – слева и p < 0.001 – справа, табл. 4). Содержание 5-ГТ в стриатуме у гипертиреоидных мышей не менялось, а у гипотиреоидных – увеличивалось только в правом стриатуме, становясь выше, чем у животных как контрольной (p < 0.01), так и гипотиреоидной (p < 0.05) группы (табл. 4). Содержание 5-ГИУК (метаболита 5-ГТ) в правом стриатуме у эутиреоидных мышей было выше, чем в левом (p < 0.05), при этом как при гипер-, так и при гипотиреозе этот показатель в левом стриатуме достоверно возрастал (р < 0.001 и р < 0.01 соответственно), и асимметрия исчезала. В результате описанных изменений соотношение 5-ГИУК/5-ГТ в правом стриатуме у гипотиреоидных мышей оказывалось ниже, чем у контрольных и гипертиреоидных животных (p < 0.05, табл. 4). Таким образом, индуцированный гипотиреоз оказывал более сильное влияние на содержание моноаминов в стриатуме, чем индуцированный гипертиреоз.

Данные корреляционного анализа, касающиеся содержания моноаминов и их метаболитов, а также показателей обмена медиаторов (отношений метаболитов к соответствующим моноаминам) представлены в табл. 5.

Не было выявлено ни одной значимой корреляции между уровнями Т₄ в крови и НА в различных структурах головного мозга. С содержанием Т₄ в крови коррелировали только три параметра состояния ДА-ергической системы и 6 параметров серотонинергической системы.

Параметры ДА-ергической системы, которые коррелировали с содержанием Т₄ в крови, относились к категории расчетных показателей обмена ДА: соотношения ДОФУК/ДА в правой коре, а также – ДОФУК/ДА и ГВК/ДА в левом обонятельном бугорке (табл. 5).

С содержанием Т₄ в крови коррелировали, в основном, параметры серотонинергической системы (табл. 5). В частности, с уровнем Т₄ отрицательно коррелировало содержание 5-ГТ в правом стриатуме (табл. 5), что соответствовало возрастанию этого параметра у мышей под воздействием ПТУ. В остальных структурах переднего мозга были отмечены положительные корреляции между уровнем Т₄ и содержанием 5-ГИУК (метаболита 5-ГТ). Данная закономерность была зарегистрирована билатерально в коре больших полушарий и гиппокампе и только слева – в обонятельном бугорке (табл. 5). Положительные корреляции Т₄ и показателя обмена серотонина – 5-ГИУК/5-ГТ были выявлены только с правой стороны – в коре и в стриатуме (табл. 5).

В отличие от корреляций с уровнем Т₄, довольно большое количество измеренных показателей моноаминергических систем переднего мозга коррелировало с содержанием ТТГ и ПЛ в крови. Было зарегистрировано 13 статистически значимых корреляций с ТТГ и 15 – с ПЛ (табл. 5). Поскольку сами уровни ТТГ и ПЛ положительно коррелировали между собой, то и структура корреляций этих гормонов с содержанием моноаминов и их метаболитов была сходной и включала большое количество отрицательных корреляций (табл. 5).

Содержание ДА в правой коре положительно коррелировало с уровнями ТТГ и ПЛ, что в целом не было характерно для всей корреляционной структуры (табл. 5). Соотношение ДОФУК/ДА в правой коре отрицательно коррелировало с уровнем ТТГ (но не ПЛ!) в крови (табл. 5). Вместе с тем, как было описано выше, данный показатель положительно коррелировал с уровнем Т₄. Важно отметить, что соответствующие корреляционные зависимости проявлялись исключительно унилатерально: статистически значимых корреляций между соотношением ДОФУК/ДА в левой коре и уровнями гормонов выявлено не было.

В гиппокампе были выявлены отрицательные корреляции уровней ТТГ и ПЛ с содержанием 5-ГТ и справа, и слева (табл. 5). При этом с уровнем ПЛ отрицательно коррелировало еще и содержание 5-ГИУК с обеих сторон.

В стриатуме с уровнем ТТГ положительно коррелировало содержание НА справа и слева, а с уровнем ПЛ – только справа (табл. 5). Кроме того, в правом стриатуме была выявлена отрицательная корреляция содержания 5-ГТ с уровнем ПЛ (табл. 5).

Больше всего корреляционных зависимостей между уровнями ТТГ и ПЛ, с одной стороны, и параметрами моноаминергических систем, – с другой, было выявлено в обонятельном бугорке (табл. 5). При этом все обнаруженные корреляции были отрицательными. В целом, структура корреляций содержания моноаминов и их метаболитов с ТТГ и ПЛ была сходной. С уровнем ТТГ в крови отрицательно коррелировали содержание ДА и ГВК – слева, ДОФУК и 5-ГИУК – справа и НА – билатерально. С уровнем ПЛ – содержание ДА, ГВК и 5-ГИУК слева, ДОФУК – справа и НА – билатерально. Однако параметры, связанные с интенсивностью обмена медиаторов (отношения метаболитов к соответствующим медиаторам) коррелировали только с уровнем ТТГ, но не ПЛ (табл. 5). Кроме уже описанной отрицательной корреляции ДОФУК/ДА в правой коре, с уровнем ТТГ положительно коррелировали соотношения 5-ГИУК/5-ГТ в правом гиппокампе и – левом обонятельном бугорке.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Планируя эксперимент, мы ожидали, что, по крайней мере, в некоторых случаях индуцированный гипер- и гипотиреоз будут приводить к противоположно направленным изменениям в состоянии моноаминергических систем. Наши ожидания были связаны с двумя обстоятельствами. Во-первых, тиреоидные гормоны, так же как и катехоламины, являются производными аминокислоты тирозина [14], поэтому одной из причин возможных изменений могло бы стать влияние применяемых препаратов на интенсивность тирозинового обмена, в частности, хроническое введение Т₄ могло бы привести к тому, что для производства тиреоидных гормонов потребовалось бы меньше субстрата, и системы синтеза катехоламинов могли бы оказаться в условиях избытка тирозина или, по крайней мере, – в условиях возможности неограниченного поступления этой аминокислоты в нейроны. Таким образом, если бы ключевым обстоятельством связи системы тиреоидных гормонов и катехоламинергических систем было бы их метаболическое единство на основе использования одного и того же субстрата, мы увидели бы не только противоположные, но и существенные изменения показателей катехоламинергических систем, но – не серотонинергической. Во-вторых, поскольку модели тироксинового гипертиреоза и пропилтиоурацилового гипотиреоза являются классическими для интенсификации или подавления обмена веществ в организме [15], мы полагали, что их хроническое воздействие увеличит (в случае Т₄) или уменьшит (в случае ПТУ) разницу по Р О₂ и Р СО₂ в крови, протекающей по левой и правой сонной артериям, что приведет к появлению или усилению асимметрии воздействия на каротидные хеморецепторные зоны у мышей, получавших Т₄, и ее ослаблению – под действием ПТУ. Поскольку наши исследования моноаминергических систем в условиях гипоксии с гиперкапнией показали их асимметричный ответ [16], мы предполагали, что применение Т₄ усилит проявление асимметрии моноаминергических систем, а ПТУ – ослабит.

Вопреки вышеизложенным предположениям, нами не было выявлено ни одного случая противоположно направленных изменений состояния центральных моноаминергических систем при индуцированном гипер- и гипотиреозе. Из 24 эффектов, описанных выше, 12 параметров изменялись синергично, 5 – только под действием Т₄ и 7 – только под действием ПТУ. Поскольку применяемые воздействия приводили не только к изменению содержания Т₄ в крови (рис. 1), но также – к снижению ТТГ (рис. 2) и ПЛ (рис. 3), мы предприняли изучение корреляций между показателями состояния моноаминергических систем в симметричных структурах переднего мозга и уровнями исследованных гормонов в крови.

Поскольку именно катехоламины, подобно Т₄, являются производными тирозина, нас, прежде всего, интересовали корреляции содержания данного гормона с параметрами НА- и ДА-ергических систем. Вопреки нашим ожиданиям, показатели катехоламинергических систем слабо коррелировали с уровнем Т₄. В частности, содержание НА не коррелировало с уровнем Т₄. А из параметров ДА-ергической системы с содержанием Т₄ в крови коррелировали только три показателя: соотношение ДОФУК/ДА в правой коре, а также – ДОФУК/ДА и ГВК/ДА в левом обонятельном бугорке (табл. 5). Унилатеральность описанных закономерностей позволяет считать, что их причины, скорее всего, связаны не с особенностями обмена тирозина в мозге, а с ответом ДА-ергических систем на модуляцию афферентных сигналов, поступающих в ЦНС, которое возникает при общем изменении интенсивности метаболизма.

Поскольку существуют генетически предопределенные анатомические различия в строении правой и левой стороны организма (в частности, асимметричное строение и расположение внутренних органов) [17], афферентация, поступающая в мозг от висцеральных органов, асимметрична. При этом данная асимметричная афферентация является постоянно действующим фактором, оказывающим влияние на активность моноаминергических ядер ствола мозга. В частности, в основе асимметричной реакции мозга на этот сигнал может лежать различная интенсивность эфферентной импульсации от левых и правых периферических хеморецептивных зон: от левой – слабее (сосуды короче), от правой – сильнее (сосуды длиннее). Возможно именно этим объясняется обнаруженная нами ранее асимметричная реакция моноаминергических систем правой и левой стороны мозга на гипоксию с гиперкапнией [16]. Можно предположить, что чем выше уровень метаболизма, тем интенсивнее будет снижение уровня кислорода в крови, омывающей правый каротидный синус, по сравнению с левым. Соответственно при снижении уровня метаболизма разница между правым и левым каротидным синусом будет меньше. Поэтому Т₄, способствующий повышению потребления кислорода, может усиливать асимметрию афферентной импульсации, поступающей в ствол мозга от левой и правой синокаротидных зон, а ПТУ, снижающий потребление кислорода – ослаблять. Кроме того, возможно, изменение уровня метаболизма влияет на интенсивность поступления информации от внутренних органов (особенно связанных с процессами пищеварения). Поскольку эти органы асимметричны, то и импульсация, поступающая от них в левый и правый отделы ствола мозга, может способствовать асимметричной активности, а, следовательно, различного уровня выработки медиаторов в его моноаминергических структурах. Это предположение позволяет объяснить важное наблюдение о том, что данные по асимметрии моноаминов, связанные с функционированием лимбических систем, более стабильны и лучше воспроизводимы в различных исследованиях [18]. Если это так, то можно ожидать, что повышение уровня метаболизма будет способствовать “асимметризации” импульсации от висцеральных органов, а снижение – делать ее более симметричной. Иными словами, под действием Т₄ асимметрия будет появляться или усиливаться, под действием ПТУ – ослабляться или исчезать (а может быть – меняться на противоположную – в тех системах, которые в норме “компенсируют” постоянно действующую “висцерогенную” асимметрию).

Изменения моноаминергических систем в коре больших полушарий, обнаруженные в настоящей работе, вполне согласуются с этим предположением. Так, под действием Т₄ в коре больших полушарий происходит правостороннее снижение уровня ДОФУК, что сопровождается появлением асимметрии с преобладанием ДОФУК с левой стороны (табл. 1). Вместе с тем, в обонятельном бугорке (табл. 3) по этому показателю возникала правосторонняя асимметрия под действием ПТУ, а не Т₄, как можно было бы ожидать. Аналогичная правосторонняя асимметрия в обонятельном бугорке возникла под действием ПТУ и по другим параметрам: соотношению ДОФУК/ДА и содержание 5-ГИУК. При исследовании влияния уровня Т₄ на состояние другой катехоламинергической системы – НА-ергической – в обонятельном бугорке было обнаружено, что под влиянием Т₄ исходная правосторонняя асимметрия исчезала, но сохранялась под действием ПТУ, причем уровень НА возрастал как при гипер-, так и при гипотиреозе (табл. 3). Таким образом, на кору больших полушарий асимметризующее влияние оказывал хронический гипертиреоз, а на обонятельный бугорок – гипотиреоз.

В литературе нам не удалось найти экспериментальные данные о длительном воздействии измененного тиреоидного статуса на активность катехоламинергических структур ЦНС. Вместе с тем, последствия острого или непродолжительного изменения уровня тиреоидных гормонов активно изучались на лабораторных грызунах. Так, было выявлено, что у крыс-самцов наблюдается снижение концентрации ДА в промежуточном мозге на 29 и 40% через 22 или 37 сут. после тиреоидэктомии соответственно [19]. Nakahara с соавт. обнаружили значительное снижение активности тирозингидроксилазы в медиальной палисадной зоне через 21 сут. после тиреоидэктомии [20]. При этом некоторое повышение активности данного фермента отмечалось в субэпендимальном слое и латеральной палисадной зоне. Также было показано, что тиреоидэктомия повышает скорость обмена ДА в срединном возвышении [14]. Повышение концентрации метаболитов моноаминов (ГВК и ДОФУК) у молодых гипертиреоидных крыс в головном мозге отмечали Bliss и Ailion. У взрослых гипертиреоидных крыс снижение уровня тирозина на 23% не сопровождалось увеличением эндогенного уровня ДА [21]. Rastogi с соавт. выявили, что введение Т₃ (10 мкг/кг массы тела, дважды в день в течение 30 сут.) увеличивает транспорт тирозина в головной мозг, а также повышает концентрацию этой аминокислоты в головном мозге молодых и взрослых крыс [22]. Изменение тиреоидного статуса влияет на поведенческие ответы агонистов и антагонистов ДА, например, на апоморфин. Обнаружено, что гипотиреоидизм у взрослых крыс-самцов ассоциирован с несущественным снижением плотности α₁- и β₂-адренергических рецепторов в коре мозга. Frazer с соавт. изучали эффекты введения Т₃ (15 мкг/кг) в течение пяти суток на систему цАМФ во фронтальной коре, предварительно простимулированную введением НА. Выраженное аддитивное действие гормона на данный показатель проявлялось при введении Т₄ (50 мкг/кг) и трициклического антидепрессанта (3 мг/кг), который, с одной стороны, стимулировал адренергическую активность, а с другой – тормозил обратный захват НА [23]. Существенное различие между контрольной группой крыс и группой животных, получавших Т₄, было зарегистрировано через 7 сут. после начала введения препарата [24]. Эффект Т₄ был обратимым, поскольку отмена введения препарата приводила к полному восстановлению норадренергической чувствительности. При изучении влияния повторного введения Т₄ на связывающую способность β-адренергических рецепторов в некоторых областях переднего (неокортекс) и заднего (мозжечок) мозга у крыс было показано, что введение Т₄ в дозе 375 мкг/кг (в течение 7 сут.) сопровождалось повышением плотности β-адренергических рецепторов в переднем мозге и снижением связывающей способности этих рецепторов в области заднего мозга [25]. Таким образом, данные литературы подтверждают, что гипертиреоидное состояние избирательно влияет на НА-ергическую систему в разных регионах головного мозга.

Вместе с тем, по данным нашего исследования, содержание НА в структурах переднего мозга не коррелировало с уровнем Т₄. Это позволяет предположить, что воздействие этого гормона на НА-ергическую передачу в области неокортекса, скорее всего, обусловлено его постсинаптическим влиянием.

Важно отметить, что с содержанием Т₄ в крови коррелировали, в основном, параметры серотонинергической системы. При этом статистически значимые корреляционные зависимости не обязательно сопровождались достоверными различиями параметров серотонинергической системы у мышей трех экспериментальных групп. Так, несмотря на положительные корреляции с Т₄, содержание 5-ГИУК в коре больших полушарий и соотношение ГИУК/5-ГТ в правом стриатуме не изменялись ни под действием Т₄, ни под действием ПТУ. Однако остальные показатели, продемонстрировавшие корреляцию с уровнем Т₄ при экспериментальном изменении тиреоидного статуса, все-таки показали достоверные отличия от контроля. В частности, содержание 5-ГТ в правом стриатуме, которое отрицательно коррелировало с уровнем Т₄ в крови (табл. 5), возрастало под действием ПТУ (табл. 4). Содержание 5-ГИУК в гиппокампе, которое положительно коррелировало с уровнем Т₄ (табл. 5), достоверно возрастало при экспериментальном гипертиреозе (табл. 2), а аналогичный показатель в левом обонятельном бугорке увеличивался как при гипер-, так и при гипотиреозе, но при гипертиреозе – в большей степени (табл. 3).

В гиппокампе были выявлены отрицательные корреляции уровней ТТГ и ПЛ с содержанием 5-ГТ (табл. 5). При этом с уровнем ПЛ отрицательно коррелировало еще и содержание 5-ГИУК (табл. 5). Поскольку 5-ГИУК является внутриклеточным метаболитом 5-ГТ, который образуется под действием фермента, локализованного в цитоплазме, а не в везикулах [26], логично предположить, что его образование может быть стимулировано усилением синаптического выброса 5-ГТ с последующим обратным захватом этого медиатора. Таким образом, несмотря на наличие рецепторов к ТТГ на телах моноаминергических нейронов ствола мозга [27], синаптический выброс 5-ГТ в гиппокампе, по-видимому, в большей мере контролируется ПЛ, чем ТТГ.

Таким образом, при анализе корреляционных связей между уровнями гормонов и параметрами моноаминергических систем можно отметить преобладание корреляций с показателями серотонинергической системы, большинство из которых – отрицательные. Важно отметить, что, за редким исключением, корреляционные зависимости проявлялись только с одной стороны мозга (табл. 5).

Давно известно, что серотонинергическая система непосредственно вовлекается в адаптационные процессы, связанные с изменением тиреоидного статуса. Обнаружено, что при экспериментальном гипертиреозе может происходить как повышение [28], так и снижение плотности серотониновых рецепторов, причем количество рецепторов 5-HT_1A увеличивается, а рецепторов подтипа 5-HT_2А – уменьшается [29]. На фоне измененного тиреоидного статуса изменяется и содержание моноаминов в мозге животных: острое или ежедневное введение Т₄ в дозе 100 мкг/кг в течение 3-х или 7-ми суток повышает концентрацию 5-ГТ во фронтальной коре, но не в гиппокампе [29]. Эти данные не совпадают с результатами нашей работы, согласно которым концентрация 5-ГТ в коре под влиянием Т₄ не изменялась, а под действием ПТУ – увеличивалась, в то время как уровень 5-ГТ в гиппокампе возрастал как у гипер-, так и у гипотиреоидных мышей. По нашему мнению, данное несоответствие может быть вызвано тем, что, во-первых, мы анализировали не префронтальную, а тотальную кору, во-вторых, в нашем исследовании мы применяли не Т₃, а Т₄ (его предшественник и основной регулятор секреции гипофизарного ТТГ) и, наконец, в-третьих, сроки введения препаратов в нашей работе (44 недели) были гораздо более длительными, чем в цитируемом исследовании (3 и 7 сут.). Сопоставляя результаты двух исследований, можно предположить, что при экспериментальном воздействии на тиреоидный статус животных, изменения содержания 5-ГТ в гиппокампе развиваются значительно позже, чем соответствующие изменения в новой коре. Необходимо отметить, что по данным литературы, следствием как однократного, так и хронического введения Т₃ является значимое снижение плотности серотониновых рецепторов подтипа 5-HT_2А, которое с определенной временной задержкой всегда регистрировалось во фронтальной коре [29]. Считается, что снижение плотности серотониновых рецепторов типа 5-HT_2А может выводить из-под тормозного контроля нейроны, на которых расположены соответствующие рецепторы, и, тем самым, вызывать поведенческую активацию или приводить к анксиолитическим эффектам при типичном гипертиреоидизме [30, 31]. Так, например, заметное повышение поведенческой гиперактивности, вызванное введением антагонистов 5-ГТ, наблюдается у гипертиреоидных животных. Обнаружено, что ежедневное введение Т₃ потенцирует синдром подергивания головой, вызванный введением предшественника 5-ГТ – 5-гидрокситриптофана [32]. Принимая во внимание наши данные об отрицательной корреляции между уровнем Т₄ и содержанием 5-ГТ в правом стритуме, можно предположить, что в основе механизма двигательных нарушений, развивающихся при гипертиреозе, лежит специфическое влияние на те проекции серотонинергических нейронов, которые имеют отношение к регуляции движений.

Вместе с тем, регистрируемые изменения показателей серотонинергической системы у гипо- и гипертиреоидных мышей не позволяют сделать вывод об однозначной зависимости метаболизма 5-ГТ от тиреоидного статуса, поскольку положительные корреляции между 5-ГИУК/5-ГТ и содержанием Т₄ в крови были отмечены только в правой коре и в правом стриатуме (табл. 5). Можно осторожно предположить, что такое унилатеральное влияние тиреоидного статуса на серотонинергические системы связано с тем, что данный эффект опосредован изменениями афферентной импульсации, поступающей в ствол мозга от асимметрично расположенных внутренних органов [17], на состоянии которых интенсивность обмена веществ сказывается в первую очередь.

Результаты настоящего исследования показали, что для большинства показателей обмена моноаминов в структурах переднего мозга характерны корреляции не с уровнем Т₄, а с содержанием ТТГ и ПЛ в крови. Поскольку классическое снижение секреции ТТГ по механизму отрицательной обратной связи опосредовано не только рецепторами к Т₃, но и рецепторами к Т₄ [1], не исключено, что эффекты длительного введения Т₄ или ПТУ (препятствующего конвертации Т₄ в Т₃) обусловлены не прямым действием Т₄ на моноаминергические системы, а его способностью регулировать секрецию ТТГ. Рецепторы к ТТГ обнаружены в различных областях головного мозга, в том числе и в тех, где расположены тела моноаминергических нейронов или в которые проецируются их аксоны [33]. Поэтому можно предположить, что в основе механизма влияния тиреоидного статуса на состояние моноаминергических систем лежит не собственно воздействие Т₄ на изучаемые процессы, а чувствительность моноаминергических нейронов к ТТГ.