Воздействие экстремальных факторов среды вызывает комплекс эндокринных, автономных, поведенческих реакций, проявления которых вариабельны и зависят от природы стрессора. В их реализации на начальной стадии стресс-реакции известно значение симпатико-адреномедуллярной и симпатико-нервной катехоламинергических систем [1]. Доказано, что активацию стресс-системы ограничивает антистресс-система [2], важную роль в которой играют йодсодержащие гормоны щитовидной железы (ЙГЩЖ) [3]. Однако не установлено, как и на каком этапе симпатико-адреналовой реакции — активации симпатического отдела вегетативной нервной системы (реализует медиаторное звено симпатико-адреналовой системы) или реакции «битва-бегство» (центральный орган — мозговой слой надпочечников, гормональное звено симпатико-адреналовой системы) — оказывают свое действие ЙГЩЖ. Одним из методических подходов к решению данной задачи может служить анализ влияния малых, близких к физиологическим доз L-тироксина, проявляющих, как показано в предыдущих работах [4], стресс-протективный эффект на выраженность стресс-реакции у животных, подвергнутых, с одной стороны, симпат-, с другой — адреналэктомии. Как один из параметров, позволяющих оценить уровень стресса, в настоящем исследовании нами использовалась оценка состояния тревожности, формирование которого неизбежно сопутствует стрессу [5].

Цель исследования — изучить влияние малых доз L-тироксина на уровень тревожности животных при стрессе и проанализировать роль медиаторного и гормонального звеньев симпатико-адреналовой системы в его реализации.

Материал и методы

Исследование выполнено на 78 белых половозрелых беспородных крысах-самцах массой 220—240 г с соблюдением требований гуманного обращения с экспериментальными животными.

Было сформировано 12 экспериментальных групп по 6 особей в каждой: 1 — Контроль (крысы получали 1% крахмальный клейстер в течение 28 дней), 2 — Стресс (получали 1% крахмальный клейстер и затем были подвергнуты действию стресса), 3 — Тироксин (получали L-тироксин), 4 — Тироксин+стресс (получали L-тироксин и затем были подвергнуты действию стресса), 5 — Десимпатизация (получали 1% крахмальный клейстер и гуанетидин), 6 — Десимпатизация+стресс (получали 1% крахмальный клейстер и гуанетидин, затем были подвергнуты действию стресса), 7 — Тироксин+десимпатизация (получали L-тироксин и гуанетидин), 8 — Тироксин+десимпатизация+стресс (получали L-тироксин и гуанетидин, затем были подвергнуты действию стресса), 9 — Адреналэктомия (получали 1% крахмальный клейстер и были подвергнуты двустороннему удалению надпочечников), 10 — Адреналэктомия+стресс (получали 1% крахмальный клейстер, были подвергнуты адреналэктомии и действию стресса), 11 — Тироксин+адреналэктомия (получали L-тироксин и были подвергнуты адреналэктомии), 12 — Тироксин+адреналэктомия+стресс (получали L-тироксин, были подвергнуты адреналэктомии и действию стресса).

Для воспроизведения эмоционального стресса использовали ситуацию «дефицита времени» [6]: крыс помещали в спиралевидно закрученный шланг, который заполняли холодной водой, поэтому животное вынуждено было быстро перемещаться вверх по ходу спирали. Состояние эмоционального стресса формировалось за счет того, что крыса никак не могла повлиять своими действиями на ситуацию, в которой оказалась. Это обстоятельство вызывало формирование отрицательных эмоций, которые, согласно современным акцентам в классической концепции стресса [7], признаются в качестве первичной реакции на конфликтную ситуацию.

L-тироксин (Berlin-Chemie AG, «Менарини Групп») вводили внутрижелудочно металлическим зондом с шаровидным наконечником в 1% крахмальном клейстере в течение 28 дней в постепенно возрастающих дозах, условно названных нами малыми (1-я неделя — 1,5 мкг/кг; 2-я неделя — 2 мкг/кг; 3-я неделя — 2,5 мкг/кг; 4-я неделя — 3 мкг/кг), не изменяющих уровень ЙГЩЖ в крови, частоту сердечных сокращений, прирост массы тела животных.

Десимпатизацию вызывали введением гуанетидина (Guanethidine monosulfate, Sigma) — внутрибрюшинно в физиологическом растворе в дозе 30 мг/кг в течение 28 дней. Адреналэктомию выполняли с двух сторон по методу Я.М. Кабака [8] под эфирным наркозом. После операции крысы получали изотонический раствор NaCl в качестве питьевой воды для компенсации потерь натрия в отсутствие альдостерона. Забой животных осуществляли через 14 дней после адреналэктомии.

Для исключения влияния на изучаемые параметры самой процедуры введения L-тироксина (внутрижелудочно, жестким зондом) крысам всех групп, за исключением интактной, также вводили 1% крахмальный клейстер таким же способом и в течение такого же срока.

Декапитацию животных осуществляли под уретановым наркозом (внутрибрюшинно 1 г/кг).

Для оценки уровня тревожности применяли тестирование в «открытом поле» (в течение 3 мин в затемненной комнате) с использованием видеосистемы SMART и программного обеспечения SMART 3.0.

Концентрацию ЙГЩЖ — трийодтиронина (Т₃) и тироксина (Т₄), их свободных фракций (Т₃ св, Т₄ св), тиреотропного гормона (ТТГ) в сыворотке крови определяли иммуноферментным методом. Использовали наборы реактивов Т₃ общий-ИФА-БЕСТ, Т₄ общий-ИФА-БЕСТ, ТТГ-ИФА-БЕСТ (ЗАО «Вектор Бест», Россия), ДС-ИФА-Тироид-Т3 свободный, ДС-ИФА-Тироид-Т₄ свободный (ООО «НПО диагностические системы», Россия).

Для статистической обработки данных применяли программу Statistica 10.0 («StatSoftinc.», STA999K347156-W). После первоначального определения характера распределения с помощью критерия Шапиро—Уилка было установлено, что оно отличалось от нормального, поэтому использовали непараметрические методы оценки значимости различий. При межгрупповом сравнении для анализа различий по количественным параметрам применяли U-критерий Манна—Уитни. Критическим уровнем значимости был принят p<0,05.

Результаты

Стресс вызвал повышение концентрации всех фракций ЙГЩЖ в крови на 23—44%. В ответ на это сывороточный уровень ТТГ снижался на 66% (табл. 1). Продолжительность пребывания животных в центральной зоне поля не изменилась. Общая длительность замирания увеличилась на 21% за счет повышения времени неподвижности в периферической зоне, которое возросло на 25% (табл. 2).

Таблица 1. Влияние введения близких к физиологическим доз L-тироксина на уровень йодсодержащих тиреоидных и тиреотропного гормонов в крови животных с удаленными или интактными надпочечниками в условиях стресса

Примечание. Здесь и в табл. 2: каждая экспериментальная группа состояла из 6 животных. Результаты представлены в виде (LQ; UQ), где Me — медиана, (LQ; UQ) — интерквартильный интервал: верхняя граница нижнего квартиля (LQ) и нижняя граница верхнего квартиля (UQ).

Таблица 2. Влияние введения малых доз L-тироксина на уровень тревожности крыс, подвергнутых адреналэктомии или десимпатизации, при стрессе

Примечание. Величина всех приведенных параметров указана в процентах от общего времени нахождения животных в тесте «открытое поле».

Следовательно, стресс активирует тиреоидную функцию, что приводит к падению содержания ТТГ в крови. Уровень тревожности животных в этих условиях повышается.

Введение L-тироксина не изменило концентрацию ЙГЩЖ и ТТГ в крови и вместе с тем увеличило продолжительность пребывания крыс в центре поля на 31%, как и длительность их замирания в указанной зоне на 17%. Следовательно, введение L-тироксина в малых дозах не влияет на ЙГЩЖ и способствует снижению уровня тревожности животных.

У крыс, получавших L-тироксин и перенесших стресс, содержание ЙГЩЖ в крови увеличилось, как и у животных, стрессированных без L-тироксина, но в меньшей степени — на 7—25%. Сывороточная концентрация ТТГ падала, как и в группе Стресс, но менее существенно — только на 38%. Параметры, отражающие уровень тревожности крыс, в отличие от группы Стресс, не изменялись. Следовательно, введение L-тироксина минимизирует стимуляцию функции щитовидной железы при стрессе за счет более эффективного срабатывания короткой цепи обратной связи в системе гипофиз—щитовидная железа и вместе с тем оказывает анксиолитическое действие в этих условиях.

Введение гуанетидина привело к снижению сывороточной концентрации всех форм ЙГЩЖ на 10—21%. Содержание ТТГ в крови, напротив, возросло — на 294%. Показатели, характеризующие тревожность животных, не изменялись. Следовательно, десимпатизация несколько подавляет функцию щитовидной железы и не влияет на тревожность крыс.

Стресс у десимпатизированных животных, в отличие от аналогичного воздействия у крыс без дефицита симпатических влияний, не вызвал повышения концентрации ЙГЩЖ в крови. Несмотря на это, уровень ТТГ значительно снизился — на 144%.

Симпатэктомия не оказала влияния на вызванное стрессом возрастание тревожности крыс: общая длительность замирания и длительность неподвижности в периферической зоне повышались в такой же степени — на 34 и 46%. Следовательно, дефицит симпатических влияний препятствует активации функции щитовидной железы при стрессе и практически не влияет на увеличение тревожности крыс в этих условиях. Этот факт может быть объяснен отсутствием норадреналина в этих условиях, который, помимо классических эффектов, стимулирует способность центральных ГАМКергических синапсов проявлять пластичность, что контролирует активность гипоталамо-гипофизарно-адреналовой оси. Эффект опосредован активацией β-адренорецепторов, приводящей к up-регуляции метаботропного глутаматного рецептора 1. В свою очередь это вызывает зависимую от него долговременную потенциацию в ГАМКергических синапсах, проявляющуюся в появлении новых функционирующих синапсов, вследствие чего изменяется емкость хранения информации в них [9]. Данный эффект устраняется десимпатизацией в наших опытах.

Введение близких к физиологическим доз L-тироксина симпатэктомированным крысам незначительно увеличило содержание ЙГЩЖ в крови — на 7—13%, при этом уровень ТТГ уменьшился существенно — на 255%.

Вместе с тем L-тироксин несколько снизил тревожность десимпатизированных крыс: длительность замирания в периферической зоне уменьшилась на 29%. Следовательно, у симпатэктомированных крыс, которым вводили L-тироксин, по сравнению с животными, не получавшими указанный препарат и подвергнутыми десимпатизации, на фоне более высокой концентрации ЙГЩЖ в крови уровень тревожности был меньше.

Стресс у десимпатизированных животных, получавших L-тироксин, не вызвал падения содержания ЙГЩЖ в крови, как это имело место в аналогичной группе без L-тироксина. Напротив, наблюдалось его несущественное возрастание — на 7—24%. Концентрация ТТГ в крови, напротив, снижалась — на 85%. Продолжительность пребывания в центре поля и длительность замирания в нем, как и у животных группы Десимпатизация+стресс, не изменялись. Общая длительность неподвижности и таковая на периферии увеличивались, но менее существенно — на 12 и 7%. Следовательно, введение L-тироксина десимпатизированным крысам оказывает стресс-протективный эффект, проявляющийся в снижении тревожности животных, однако менее выраженный, чем у крыс с интактной симпатической нервной системой, чему соответствует и более низкий уровень ЙГЩЖ в крови.

Адреналэктомия привела к увеличению содержания ЙГЩЖ в крови на 17—42%. Несмотря на это, концентрация ТТГ в крови также возрастала — на 317%. Общая длительность замирания животных и таковая на периферии увеличивались — на 15 и 14%. Следовательно, адреналэктомия стимулирует функцию щитовидной железы (в отличие от симпатэктомии, которая ее незначительно угнетает), что связано с бо́льшим возрастанием уровня ТТГ в крови, и приводит к повышению тревожности животных, не наблюдавшемуся у десимпатизированных крыс. По нашему мнению, это обусловлено тем, что после адреналэктомии изменяется активность нейросистем, от которых зависит уровень тревожности: увеличивается уровень норадреналина, дофамина в головном мозге [10] и снижается обмен серотонина в стволе мозга, гипоталамусе и гиппокампе [11]; повышается уровень мРНК α1- и γ2-рецепторов ГАМК в CA3, мРНК α2 в зубчатой извилине гиппокампе, в то время как содержание мРНК β2 уменьшается [12].

Кроме того, следствием адреналэктомии является отсутствие гормонов не только мозгового, но и коркового вещества надпочечников, которые, наряду с основными биологическими эффектами, влияют на активность систем тормозных медиаторов. Глюкокортикоиды оказывают быстрое действие на высвобождение глутамата и ГАМК через активацию постсинаптических мембрано-ассоциированных рецепторов и высвобождение ретроградных мессенджеров: подавляют высвобождение глутамата (посредством ретроградного высвобождения эндоканнабиноидов), зависящего от активации Gαs-субъединицы G-белка и цАМФ-активации цАМФ-зависимой протеинкиназы; способствуют высвобождению ГАМК в синапсе (посредством ретроградного высвобождения нейронального NO, которое опосредуется Gβγ-сигналлингом, приводящим к активации нейрональной синтазы NO) [13]. Альдостерон участвует в регуляции активности двух нейромодуляторных путей — ангиотензинергического и пути альдостерон-эндогенный уабаин, позволяющих ЦНС быстро и эффективно изменять активность симпатической нервной системы, в том числе за счет влияния на высвобождение ГАМК [14]. Половые гормоны изменяют ГАМКергическую трансмиссию за счет воздействия на ГАМКергические постсинаптические токи в синапсах, образованных аксонами нейронов, секретирующих гонадотропин-рилизинг-гормон, что изменяет ответ нейронов на ГАМК [15].

Стресс у адреналэктомированных крыс, в отличие от аналогичного воздействия у животных с интактными надпочечниками, у которых он вызвал активацию тиреоидной функции, сопровождался снижением концентрации ЙГЩЖ в крови на 31—81%. Уровень ТТГ при этом также падал — на 275%. Продолжительность пребывания в центре «открытого поля» и длительность замирания животных в нем, в отличие от крыс с интактными надпочечниками, перенесших стресс, у которых они не изменялись, уменьшались на 10 и 7%. Общая длительность замирания и таковая на периферии повышались в бо́льшей степени — на 30 и 34%. Следовательно, адреналэктомия предупреждает стимуляцию тиреоидной функции и, напротив, определяет ее угнетение при стрессе и вместе с тем провоцирует более существенное, чем у животных группы Стресс, возрастание уровня тревожности животных. В плане нашего изложения важно подчеркнуть, что последний был выше и по сравнению с группой Десимпатизация+стресс, что коррелировало с более низким содержанием ЙГЩЖ в крови.

Введение близких к физиологическим доз L-тироксина адреналэктомированным крысам вызвало незначительное падение концентрации ЙГЩЖ в крови — на 9—20%, ТТГ — более существенное: на 170%. Уровень тревожности снизился: общая длительность замирания и таковая в периферической зоне уменьшились на 42 и 16%, продолжительность пребывания в центральной зоне, напротив, увеличилась — на 10%. Следовательно, введение L-тироксина крысам с удаленными надпочечниками несколько ограничивает активацию функции щитовидной железы и значительно уменьшает тревожность крыс в этих условиях.

Стресс у адреналэктомированных крыс, которым вводили L-тироксин, вызвал снижение концентрации ЙГЩЖ в крови, как и у животных с интактными надпочечниками, подвергнутыми стрессу, однако менее выраженное — на 12—36%. Уровень ТТГ в крови не изменялся. Параметры тревожности увеличивались, как и в группе Адреналэктомия+стресс, но менее существенно: продолжительность пребывания и время замирания в центре падали на 10 и 5%, длительность неподвижности на периферии возрастала — на 12%. Общая длительность замирания, в отличие от указанной группы, не повышалась. Следовательно, введение L-тироксина адреналэктомированным крысам оказало защитный эффект в условиях стресса, проявляющийся в ограничении тревожности животных. Этому соответствовал и более высокий уровень ЙГЩЖ в крови.

Выявленное нами анксиолитическое действие L-тироксина, по данным литературы, может быть связано с влиянием ЙГЩЖ на активность норадрен-, дофамин-, серотонин-, ГАМКергической систем. Так, показано, что существует прямая морфологическая связь между центральными тирон- и норадренергической системами (Т₃ является котрансмиттером с норадреналином в адренергической нервной системе) [16]. L-тироксин модулирует реактивность α1-адренорецепторов изолированных колец аорты крыс за счет усиления β2-адренергической стимуляции [17]. Т₃ и Т₄ вызывают дифференцировку нейрональных клеток-предшественников в дофаминергические нейроны, оказывают стимулирующее действие на их индукцию и созревание, проявляют протективный эффект при ишемии [18]. ЙГЩЖ запускают новые механизмы и потенциальную стратегию дифференцировки дофаминергических нейронов (эффект опосредован рецептором α1) [19].

Введение ЙГЩЖ гипотиреоидным животным повышает концентрацию серотонина (5-HT) в коре головного мозга и вызывает десенситизацию аутоингибиторных 5-HT1A рецепторов в области шва, приводя к растормаживанию высвобождения серотонина гиппокампом; повышает чувствительность кортикальных 5-HT2 рецепторов. Следовательно, ЙГЩЖ стимулируют серотонинергическую нейротрансмиссию [20]. Введение тироксина снижает содержание глутаминовой кислоты и активность трансаминазы ГАМК, повышает уровень ГАМК и активность глутаматдекарбоксилазы в гипоталамусе, мозжечке и коре головного мозга [21]; увеличивает содержание ГАМК в неокортексе [22]. Кроме этого, ЙГЩЖ могут влиять на ГАМКергическую трансмиссию через модуляцию функции ГАМК-бензодиазепиновых рецепторов, усиливающих тормозной эффект ГАМК [23].

Вследствие указанной возможности влиять на активность тормозных нейромедиаторных систем ЙГЩЖ используются в психической практике.

Таким образом, в проведенном исследовании установлен противотревожный эффект L-тироксина при стрессе и доказано значение медиаторного и гормонального звеньев симпатико-адреналовой системы в его реализации. Анксиолитическое действие L-тироксина у адреналэктомированных крыс выражено меньше, чем у десимпатизированных животных, о чем свидетельствуют следующие факты: по сравнению с группой Тироксин+десимпатизация в группе Тироксин+десимпатизация+стресс изменялись два показателя, характеризующие тревожность (общая длительность замирания и таковая на периферии), а в группе Тиоксин+адреналэктомия+стресс по отношению к группе Тироксин+адреналэктомия — три (время пребывания и время замирания в центре, длительность замирания на периферии); уровень тревожности в группе Тироксин+десимпатизация+стресс был меньше, чем в группе Стресс, по всем показателям, тогда как в группе Тироксин+адреалэктомия+стресс — только по двум (общая длительность неподвижности и таковая на периферии); по сравнению с их величинами в группе Тироксин+десимпатизация+стресс у крыс с удаленными надпочечниками, получавших L-тироксин и подвергнутых стрессу, продолжительность пребывания в центре и длительность замирания в нем были ниже на 10 и 7%, т.е. животные этой группы больше времени находились на периферии «открытого поля», что указывает на более высокий уровень их тревожности. В то же время концентрация ЙГЩЖ в крови крыс группы Тироксин+адреналэктомия+стресс была ниже, чем у животных группы Тироксин+десимпатизация+стресс.

Заключение

В целом полученные данные свидетельствуют, что дефицит симпатических нервных влияний, особенно удаление надпочечников, минимизируют, но не предотвращают реализацию противотревожного эффекта близких к физиологическим доз L-тироксина в условиях стресса. Это доказывает, что медиаторное и гормональное звенья симпатико-адреналовой системы играют определенную роль в его осуществлении, но их значение не является решающим.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.