Hormonal imbalance in prenatally alcoholized rat offspring

Full Text

Общая напряжённая ситуация с употребле-гольная интоксикация может провоцировать нием алкоголя в России, сопровождающаяся нарушение функций щитовидной железы у существенным ростом женского алкоголизма новорождённых, перенёсших внутриутробную [4], привлекает внимание исследователей к алкогольную интоксикацию [1, 7], что вносит возможным механизмам воздействия алко-свой вклад в дестабилизацию метаболизма гольной интоксикации на развитие плода. углеводов у новорождённых. Тем не менее, свеСогласно литературным данным [5, 8, 13], дения о причинах метаболических сдвигов у употребление алкоголя во время беременности пренатально алкоголизированного потомства, нарушает нормальное течение эмбрио-и фето-особенно в позднем периоде постнатального генеза, что может сопровождаться развитием онтогенеза, единичны и носят противоречиметаболических нарушений. Один из преди-вый характер. кторов неблагоприятного исхода неонаталь-Настоящее исследование проведено с целью ного периода - гипогликемия, которая в ряде выявления роли гормональных нарушений в случаев может приводить к так называемому развитии гипогликемии при воздействии пре«синдрому внезапной смерти» [11]. Получены натальной алкогольной интоксикации в разэкспериментальные данные, свидетельствую-личные сроки постнатального онтогенеза. щие о развитии индуцированной этанолом ги-Объектом исследования стало потомство погликемии и гипоинсулинемии у потомства аутбредных крыс линии Wistar, алкоголизирокрыс [15]. Наряду с этим хроническая алко-ванных на протяжении всей беременности 40% Таблица 1 Концентрация глюкозы и гормонов в плазме крови у потомства крыс в эксперименте, Ме (Q1-Q3) Показатель Группа Возраст животных, сут 15 30 60 Контроль 5,74 (5,14-6,39), n=33 6,29 (5,75-9,69), n=30 7,99 (7,00-8,19), n=38 Глюкоза, ммоль/л 4,27 (3,55-5,39), 4,60 (3,72-5,95), 5,52 (4,84-6,14), Алкоголь n=55, n=41, n=37, рU=0,003 рU=0,006 рU=0,001 Контроль 200,2 (104,3-593,5), n=9 268,7 (209,5-548,3), n=10 449,5 (291,0-802,8), n=10 Инсулин, нМЕ/мл 226,1 (150,1-638,7), 650,7 (478,4-840,9), 879,7 (812,3-909,1), Алкоголь n=11, n=10, n=12, рU=0,638 рU=0,049 рU=0,041 Контроль 24,9 (14,3-32,3), n=10 34,9 (34,2-39,7), n=10 74,1 (67,1-80,4), n=10 Глюкагон, нг/мл 27,7 (10,8-46,6), 34,3 (15,2-48,5), 34,3 (31,6-49,6), Алкоголь n=10, n=12, n=11, рU=0,971 рU=0,968 рU=0,009 Контроль 26,4 (19,7-30,3), n=10 58,2 (46,6-72,9), n=10 50,1 (47,4-57,1), n=10 Кортизол, нмоль/л 29,6 (12,0-42,0), 68,1 (55,1-87,1), 48,3 (35,5-57,1), Алкоголь n=10, n=12, n=12, рU=0,904 рU=0,481 рU=0,436 Примечание: рU - статистический уровень значимости различий в сравнении с показателями группы «Контроль» (критерий Манна-Уитни). раствором этанола в дозе 4 г/кг массы тела животного. Потомство, полученное от этих самок, составило группу «Алкоголь» (n=133). Самки контрольной группы получали эквивалентное количество изотонического раствора натрия хлорида. Потомство данных самок составило группу «Контроль» (n=101). Животных выводили из эксперимента путём цервикальной дислокации в возрасте 15, 30, 60 сут. Концентрацию глюкозы в плазме крови определяли при помощи стандартного набора «Глюкоза-ФКД» глюкозооксидазным методом. С помощью иммуноферментного анализа определяли концентрацию инсулина в крови [набор «Rat Insulin (INS) ELISA Kit», «Cusabio Biotech CO., Ltd»] и глюкагона [набор «Rat Glucagon (GC) ELISA Kit», «Cusabio Biotech CO., Ltd»]. Уровень кортизола определяли с применением набора реактивов «СтероидИФА-кортизол-01» («Компания Алкор Био», Санкт-Петербург), содержание гормонов щитовидной железы - с помощью наборов фирмы «СISBIOINTERNATIONAL» (Франция). Статистическую значимость различий сравниваемых величин (р) оценивали с помощью критерия Манна-Уитни (U) и Стьюдента. Критический уровень значимости различий результатов принимали равным 0,05. Интоксикация алкоголем самок во время периода гестации приводила к формированию стойкой гипогликемии у потомства. В группе «Алкоголь» уровень глюкозы в плазме крови крысят в возрасте 15 сут был статистически значимо ниже контрольных значений на 25,6%, в возрасте 30 сут - на 26,9% (табл. 1). При достижении животными половозрелого возраста (60 суток) низкий уровень глюкозы сохранился. Хорошо известно, что содержание глюкозы определяет секрецию инсулина, и при выраженной гипогликемии можно ожидать гипосекреции инсулина и повышенной секреции контринсулярных гормонов. Однако нами установлено, что у потомства крыс, перенёсших алкогольную интоксикацию в пренатальном периоде, возникают противоположные ожидаемым изменения концентрации гормонов в крови. В возрасте 15 сут концентрация инсулина в крови алкоголизированного потомства не имела статистически значимых отличий от контрольных значений, в возрасте 30 сут происходило увеличение данного показателя в 2,42 раза (табл. 1). При достижении животными 60-суточного возраста подобная тенденция сохранялась, и уровень инсулина в плазме крови превышал аналогичный показатель в контрольной группе в 1,95 раза. Концентрация глюкагона в возрасте 15 и 30 сут статистически значимо не отличалась от данного показателя группы «Контроль» (см. табл. 1). Однако в возрасте 60 сут происходило снижение содержания глюкагона у пренатально алкоголизированного потомства в 2,16 раза относительно контрольных значений. При исследовании уровня кортизола статистически значимых отличий от значений данного показателя в контрольной группе не выявлено во все сроки наблюдения. Изменения уровня тиреоидных гормонов у пренатально алкоголизированного потомства зарегистрированы также в более поздние сроки постнатального периода. Так, в возрасте 30 сут концентрация трийодтиронина (4,93±0,19 пмоль/л) оказалась сниженной на 26,9% (р <0,05) по отношению к аналогичному показателю в группе «Контроль» (6,74±0,56 пмоль/л), а концентрация тетрайодтиронина(13,41±2,05 пмоль/л) возрасте 60 сут увеличивалась в 2,9 раза (р <0,05) в сравнении с группой «Контроль» (4,71±0,80 пмоль/л). Значимых изменений в других возрастных группах не отмечено. Значительные нарушения гормональной регуляции, вызвавшие развитие гипогликемии отразились на уровне летальности и мертворождённости (табл. 2). Наиболее высокая летальность потомства в процессе постнатального развития соответствовала динамике гормональных изменений и наблюдалась в возрасте 30 сут. В возрасте 30 и 60 сут также отмечены случаи гибели пренатально алкоголизированных животных (2,10%), общая летальность составила 23,47%. Как показали результаты проведённого исследования, у пренатально алкоголизированного потомства возникает стойкое снижение концентрации глюкозы в крови, которое сохраняется в отдалённые сроки постнатального онтогенеза - до достижения половозрелости. В отличие от общепринятых представлений [14] о том, что причиной гипогликемии при хронической алкогольной интоксикации является торможение глюконеогенеза, в основе гипогликемии, вызванной пренатальной интоксикацией, могут лежать изменения регуляторных механизмов, в частности изменения уровня гормонов. Гиперинсулинемия, развивающаяся в результате пренатального воздействия алкого Таблица 2 Уровень мертворождённости и летальности (%) пренатально алкоголизированного потомства крыс Показатель Контроль, n=225 Алкоголь, n=140 Мертворождённые 0 17,14 Летальность в возрасте 15 сут 1,33 7,14 Летальность в возрасте 30 сут 4,0 14,29 Летальность в возрасте 60 сут 0 2,14 Общая летальность 5,33 23,47 ля, по мнению некоторых авторов [12], может быть вызвана активными формами кислорода, интенсивно генерируемыми в данных условиях. Инициируемый в условиях интоксикации этанолом окислительный стресс в тканях потомства крыс, дисбаланс антиоксидантной системы [3] могут предрасполагать к дисфункции β-клеток поджелудочной железы [10]. Исследования последних лет [9] указывают на значительную роль эпигенетических механизмов, включающихся в результате воздействия алкоголя и потенцируемого этим воздействием окислительного стресса. Отсутствие значимых изменений в уровне кортизола может быть обусловлено эпигенетическими изменениями хроматина, влияющими на количество внутриклеточных глюкокортикоидных рецепторов [6]. Активность щитовидной железы у потомства в раннем периоде постнатального онтогенеза оказалась в среднем в 2 раза выше, чем у взрослых особей, что соответствует интенсивным темпам роста [2]. Развитие дистиреоидной ситуации у пренатально алкоголизированного потомства может быть предпосылкой для последующего развития метаболических сдвигов. ВЫВОДЫ Пренатальная алкогольная интоксикация приводит к формированию существенных регуляторных нарушений, проявляющихся в виде разнонаправленных изменений концентрации инсулина, глюкагона и тиреоидных гормонов в крови потомства. Гипогликемия, вызванная пренатальной алкогольной интоксикацией, обусловлена изменениями гормональной регуляции. Дисгормональные изменения у потомства, алкоголизированного во внутриутробном периоде, проявляются в отдалённые сроки постнатального онтогенеза и могут выступать в качестве фактора, определяющего высокий уровень мертворождённости и ранней постнатальной летальности.

About the authors

N L Samuseva

Omsk State Medical Academy, Omsk, Russia

Email: nlsam@mail.ru

N M Kurch

Omsk State Medical Academy, Omsk, Russia

V E Vysokogorskiy

Omsk State Medical Academy, Omsk, Russia

References

Supplementary files