Модулирующее влияние тестостерона на выраженность стероидной миопатии у белых крыс, индуцированной длительным введением дексаметазона

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
ДОНЕЦКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Факультет биологический

Кафедра физиологии человека и животных

Направление подготовки 06.04.01 «Биология»,
профиль – «Физиология человека и животных»



К защите допустить:
Зав. кафедрой физиологии человека и животных 
___________________к.мед.н., доцент Труш В.В.
«_______» ___________________ 2017 г. 




МАГИСТЕРСКАЯ ДИССЕРТАЦИЯ
     на тему: МОДУЛИРУЮЩЕЕ ВЛИЯНИЕ ТЕСТОСТЕРОНА НА ВЫРАЖЕННОСТЬ СТЕРОИДНОЙ МИОПАТИИ У БЕЛЫХ КРЫС, ИНДУЦИРОВАННОЙ ДЛИТЕЛЬНЫМ ВВЕДЕНИЕМ ДЕКСАМЕТАЗОНА



Студент: Берлова Евгения Владимировна
Научный руководитель: к.мед.н., доцент Труш В.В.






Работа представлена на кафедру «___» ____ 2017 г. рег. № _______ _________ 
                                                                                                  		(подпись принявшего) 
     
     
     
     Донецк 2017 г.
     ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ	3

1 ОБЗОР ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ	.….5
1.1 Физиологические эффекты глюкокортикоидов на организм	5
1.2 Влияние глюкокортикоидов на нервно-мышечную систему	8
1.3 Клеточные механизмы действия андрогенов 	13
1.4 Физиологические эффекты андрогенов на организм	17
2 МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА	20
2.1 Выбор объекта исследований	20
2.2 Моделирование гиперкортицизма и андрогенного состояния
у белых крыс	21
2.3 Острый эксперимент	34
2.4 Статистическая обработка результатов исследований	36
3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ	37
3.1 Влияние тестостерона на проявление эффектов дексаметазона на латентный период М-ответа………………………………………………………………37
3.2 Влияние тестостерона на  проявление эффектов дексаметазона на силовые и временные параметры сокращения передней большеберцовой мышцы	45

ВЫВОДЫ	73

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ	75


ВВЕДЕНИЕ
     Глюкокортикоиды и их синтетические аналоги нашли широкое применение в клинической практике в связи с выраженным противовоспалительным, антиаллергическим и иммуносупрессорным эффектом [7]. При лечении тяжелых хронических заболеваний, сопровождающихся асептическим воспалением в тканях, таких как системная красная волчанка, ревматизм с тяжелым течением, профилактика отторжений аллотрансплантатов, злокачественные заболевания крови, глюкокортикоиды как правило, применяют длительно в терапевтических или сверхфизиологических дозах [9]. В настоящее время разработано большое разнообразие синтетических аналогов глюкокортикоидов, которые вследствие более длительного взаимодействия с рецепторами, более медленной инактивации ферментативными системами печени и меньшего связывания с транспортирующими белками плазмы крови, отличаются от естественных форм более пролонгированным и выраженным действием на организм [8, 9].
     Вместе с тем, наряду с позитивными для лечения воспалительных заболеваний свойствами глюкокортикоидных гормонов, они оказывают ряд вредных побочных эффектов на течение метаболических процессов в организме, активность гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы и состояние нервно-мышечной и лимфоидной систем [4, 49]. Наиболее выраженное побочное негативное влияние оказывают более активные и длительно действующие синтетические фторсодержащие аналоги глюкокортикоидов, в частности дексаметазон [8]. Одной из систем, претерпевающих выраженные изменения при естественном или лекарственном избытке глюкокортикоидных гормонов, является нервно-мышечная система в связи с тем, что скелетные мышцы служат донором аминокислот для глюконеогенеза, стимулируемого глюкокортикоидными гормонами в печени [67].
     Между тем, выраженность и характер нервно-мышечных расстройств при гиперкортицизме зависят не только от тяжести и длительности заболевания, но и типа скелетной мышцы, ее чувствительности к глюкокортикоидам, возраста и пола животных и некоторых других обстоятельств [56, 78,]. Кроме того, в литературе существует предположение [49, 67], согласно которому ряд гормонов, оказывающих анаболический эффект (инсулин, соматотропный гормон, андрогены), способны несколько сглаживать негативное действие глюкокортикоидов.
     Вместе с тем, литературные данные относительно характера влияния андрогенов на скелетную мускулатуру весьма противоречивы, что, очевидно, обусловлено специфическим влиянием андрогенных анаболиков на мышцы разного типа и функциональной специализации.
     В связи с отмеченным целью настоящей работы явилось исследование динамики функциональных изменений в скелетной мышце белых крыс при длительном введении терапевтических доз дексаметазона, применяемого изолированно и сочетаемого с хроническим введением тестостерона. При этом в качестве экспериментальных животных были выбраны особи женского пола в связи с большей чувствительностью их скелетных мышц к катаболическому действию глюкокортикоидов, по сравнению с особями мужского пола, а в качестве объекта исследования – передняя большеберцовая мышца, относящаяся, как и большинство мышц млекопитающих к смешанному типу, но с преобладанием быстрых мышечных волокон, характеризующихся более высокой, по сравнению с медленными, чувствительностью к глюкокортикоидам. Для достижения поставленной цели нами были определены следующие задачи:
     - оценить эффективность тестостерона в сглаживании катаболического эффекта дексаметазона на организм и глюкокортикоидчувствительные органы;
     - изучить характер изменения функциональных параметров передней большеберцовой мышцы в динамике хронического введения терапевтических доз дексаметазона, применяемых изолированно и в комплексе с тестостероном;
     - оценить эффективность тестостерона в компенсации негативных эффектов глюкокортикоидов на скелетную мышцу.
     
1 ОБЗОР ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ
     1.1 Физиологические эффекты глюкокортикоидов на организм
     Корковый слой надпочечников служит источником глюко- и минералокортикоидов в организме. Глюкокортикоиды являются разновидностью стероидных гормонов. В организме имеется определенный суточный ритм их продукции: наиболее высокая секреция отмечается в утренние часы (6-8 ч утра) [21, 30].
     Глюкокортикоиды изначально получили свое название по способности регулировать углеводный обмен, но в дальнейшем было установлено, что они важны и для поддержания многих жизненных функций и, особенно, для обеспечения реакций организма на стресс. Большая часть глюкокортикоидов циркулирует в кровеносном русле в связанном состоянии со специфическим белком-переносчиком – транскортином. Наиболее активным естественным глюкокортикоидом в организме человека и многих животных является гидрокортизон (кортизол). Его суточная продукция в организме человека составляет 20-25 мг. Между тем, у некоторых животных наиболее активным считается кортизон (крысы) [22, 51, 85].
     При стрессовых воздействиях на организм возрастает активность коры надпочечников. Регуляторная роль кортикостероидов существенно возрастает при тяжелой физической нагрузке, которая считается разновидностью стресса. Повышение уровня кортикостероидов при физической нагрузке является одним из механизмов адаптации организма к стрессу, кровопотере. Глюкокортикоиды повышают чувствительность миокарда и стенок сосудов к катехоламинам, системное артериальное давление, предотвращают десенситизацию рецепторов к катехоламинам при их высокой концентрации. Также глюкокортикоиды оказывают стимулирующее действие на  эритропоэз в красном костном мозге, что способствует более быстрому восполнению кровопотери [1, 10, 22].
     Глюкокортикоиды, в отличие от многих других гормонов, обладают генерализованным действием, оказывая влияние на метаболизм во всех тканях и органах, поэтому функции глюкокортикойдов в организме разнообразны и сложны [14, 22]. Эти гормоны оказывают противоаллергическое, противошоковое, противовоспалительное, десенсибилизирующее, антитоксическое, иммунодепрессивное действие. Противовоспалительный эффект глюкокортикоидов обусловлен подавлением медиаторов воспаления, усилением образования липокортинов а также уменьшением числа тучных клеток вырабатываемы гепарином и гистамином, а также уменьшением проницаемости стенок капилляров, стабилизацией клеточных мембран и мембран органелл, особенно, лизосомальных. Антиаллергическое действие глюкокортикоидов обусловлено с уменьшением количества эозинофилов в крови, что приводит к уменьшению выделения медиаторов немедленной аллергии, а, следовательно, снижает влияние медиаторов аллергии на эффекторные клетки. Противошоковый, антитоксический и иммунодепрессивный эффекты глюкокортикоидов обусловлены торможением под их влиянием высвобождения цитокинов (интерлейкинов-1, 2, гамма-интерферона) из макрофагов и лимфоцитов [28, 29, 46].
     Глюкокортикоиды оказывают выраженное влияние на белковый углеводный, жировой и минеральный обмен веществ. Оказывая влияние на белковый обмен, эти гормоны стимулируют процессы распада белка [28, 32]. В основе этого эффекта лежит угнетение транспорта аминокислот из плазмы крови в клетки, что вызывает торможение белкового синтеза. Катаболизм белка приводит к остеопорозу, снижению мышечной массы; а также уменьшению скорости заживления ран. Кроме того, катаболизм белков приводит к уменьшению содержания белковых компонентов в защитном мукоидном слое, который покрывает слизистую оболочку пищеварительного тракта. Последнее способствует увеличению агрессивного действия соляной кислоты и пепсинов, что может привести к образованию пептических язв (ульцерогенный эффект глюкокортикоидов) [28].
     Действие глюкокортикоидов на углеводный обмен проявляется в увеличении содержания глюкозы в плазме крови (гипергликемия), в основе развития которой лежит стимулирующее влияние глюкокортикоидов на процессы глюконеогенеза. При этом избыток аминокислот, которые образовались в результате катаболизма белка, используется для синтеза глюкозы в печени. Также, глюкокортикоиды ингибируют активность фермента гексокиназы, что препятствует утилизации глюкозы тканями. Так как при избытке глюкокортикоидов основным источником энергии являются жирные кислоты, которые образуются за счет усиленной мобилизации жира, при этом определенное количество глюкозы сберегается от энергетических трат, что также способствует гипергликемии. Гипергликемический эффект является одним из компонентов защитного действия глюкокортикоидов при стрессе, поскольку в виде глюкозы в организме создается запас энергетического субстрата, расщепление которого помогает преодолеть действие экстремальных стимулов [13, 28, 32].
     Глюкокортикоиды вызывают перераспределение жира в организме. В частности, они усиливают мобилизацию жира из жировых депо и увеличивают концентрацию жирных кислот в плазме крови, повышают липолиз в тканях конечностей, способствуют накоплению жира преимущественно в области лица (лунообразное лицо), плечевого пояса, живота [74]. Этот эффект достигается повышением чувствительности жировой ткани к гормонам, обладающим липолитическим действием – адреналину и глюкагону [23, 28].
     Влияние глюкокортикоидов на водный обмен уменьшает способность организма экскретировать избыток жидкости при водной нагрузке. С другой стороны, существует еще один фактор, который может определять неспособность экскретировать водную нагрузку при недостаточности глюкокортикоидов, – это повышенная секреция вазопрессина, который задерживает воду в организме. Вазопрессин, выделяющийся из нервных окончаний в срединном возвышении гипоталамуса, вместе с кортиколиберином стимулирует секрецию кортикотропина и, следовательно, кортизола [5, 28, 36].
     При избыточном содержании глюкокортикоидов в крови у детей замедляется скорость роста. Этот эффект отчасти объясняется тормозящим действием глюкокортикоидов на секрецию соматостатина, но глюкокортикоиды и прямо ингибируют продукцию инсулиноподобного фактора роста I (ИФР-I), а также общий синтез белка [8, 36, 40].
     Глюкокортикоиды обладают слабой минералокортикоидной активностью. В частности, они способствуют задержанию в организме натрия и воды за счет увеличения их реабсорбции в почечных канальцах, но при этом стимулируют выведение калия. Эти эффекты характерны для естественных глюкокортикоидов (кортизон, гидрокортизон) [26, 32].
     Таким образом, гормоны коры надпочечников в физиологических дозах играют важную роль в регуляции обмена веществ, морфо-генетических процессов и ряда физиологических функций организма. Однако их избыток, вызванный гиперфункцией коры надпочечников или экзогенным введением в организм с лечебными целями, приводит к нарушениям со стороны не только обменных процессов в организме, но и различных его органов и систем и, прежде всего, скелетной мускулатуры и иммунной системы.

     1.2 Влияние глюкокортикоидов на нервно-мышечную систему
     Гормоны коры надпочечников отличаются генерализованным действием практически на все органы и ткани организма. Они регулируют их активность и функциональное состояние, изменяя или перенаправляя обменные процессы при действии стрессовых факторов. Одной из мишеней для глюкокортикоидов является нервно-мышечная система, представляющая собой структурно-функциональное образование, состоящее из аксона мотонейрона, нервно-мышечного синапса и скелетного мышечного волокна. На каждое из этих звеньев глюкокортикоиды оказывают своё специфическое влияние [17, 38].
     В мышечных волокнах действие глюкокортикоидов проявляется в перенаправлении белкового обмена и смещении баланса в сторону катаболических процессов. Под влиянием глюкокортикоидов скорость деградации мышечных белков возрастает. Установлено, что глюкокортикоиды увеличивают синтез и повышают активность протеолитических ферментов в мышечном волокне и одновременно блокируют активность анаболических факторов [26, 44, 47, 75].
     Известно, что глюкокортикоиды в мышцах стимулируют деградацию миофибриллярных белков в большей степени, чем цитоплазматических. Вероятно, что глюкокортикоиды угнетают синтез белков, снижая эффективность работы рибосом и повышая активность или концентрацию ингибиторов трансляции. Отмеченное вызывает значительную потерю массы мышечных волокон. Причиной низкого уровня синтеза белков может быть и снижение активности анаболических гормонов (инсулин) под влиянием глюкокортикоидов [12, 48, 74].
     Острый эффект действия глюкокортикоидов приводит к усилению протеолиза в скелетных мышцах, однако при длительном их введении наблюдается антикатаболический эффект, тормозящий распад белков [2]. Торможение синтеза белка под влиянием глюкокортикоидов представляет собой метаболическую реакцию, которая проявляется в мышцах независимо от их типа и функционального состояния. В то же время распад белков находится в зависимости от данных факторов. Так, в гликолитических (быстрых) и окислительно-гликолитических (смешанного типа) мышцах катаболический эффект выражен гораздо сильнее, чем в мышцах с окислительным метаболизмом. Этот факт может объясняться разной концентрацией глюкокортикоидных рецепторов в мышцах [25, 54].
     Глюкокортикоиды оказывают влияние и на углеводный обмен в скелетных мышцах. Так, данные гормоны, вызывая гипергликемию и, как следствие, гиперинсулинемию, блокируют транспорт глюкозы через сарколемму в мышечное волокно. Инсулин является стимулятором транспорта глюкозы в клетки, а глюкокортикоиды, в свою очередь, вызывают инсулинорезистентность клеток, благодаря чему нарушается транспорт глюкозы в мышечное волокно. [13, 16, 29, 59].
     Глюкокортикоиды в значительной степени влияют и на обмен аминокислот в скелетной мышце. В частности, они индуцируют экспрессию фермента глутаминсинтетазы в скелетных мышцах и увеличивают её активность в 4 раза, что коррелирует с потерей мышечной массы и развитием глюконеогенеза [69].
     Глюкокортикоиды в фармакологических дозах значительно уменьшают сократительную способность мышц и величину выполняемой работы; распад гликогена и креатинфосфата увеличивается, а содержание адениловых нуклеотидов не изменяется. Возможно, это обусловлено торможением окислительного фосфорилирования, приводящего к снижению образования АТФ [1, 11, 26]. Кроме того, глюкокортикоиды контролируют функциональную активность не только ядерных, но и цитоплазматических генов, локализованных в митохондриях [32].
     Глюкокортикоиды оказывают свое влияние и на нервно-мышечные синапсы. Некоторые авторы [48] отмечают значительное усиление проводимости в нервно-мышечных синапсах при введении гидрокортизона в дозе 5-10 мг/кг. Неженцев М.В. [цит. по 48] показал, что такая доза гормона в течение 3-14 дней приводит к облегчению высвобождения ацетилхолина из пресинаптических окончаний при непрямой стимуляции. Кроме того, глюкокортикоиды облегчают обратный возврат холина в пресинаптические окончания.
     Введение глюкокортикоидов людям или экспериментальным животным ослабляет действие миорелаксантов недеполяризующего типа действия, что свидетельствует в пользу облегчения нервно-мышечной передачи в ответ на введение кортикостероидов. Эти наблюдения подтверждают способность стероидов вмешиваться в передачу импульсов в мионевральных синапсах. Облегчение синаптического проведения, повышение лабильности и функциональной устойчивости, зарегистрированные при перфузии гидрокортизоном в концентрациях, близких к физиологическим, являются одним из механизмов его адаптивного действия, которые выступают при всякого рода чрезвычайных воздействиях – травмах, шоковых состояниях, операциях [1, 2, 29, 56].
     Исследования некоторых авторов [29] показали, что введение крысам гидрокортизона изменяло мембранный потенциал (МП) нормально поляризованных мышечных волокон, снижало МП высоко поляризованнных и повышало МП низко поляризованных волокон. Существуют данные [19], свидетельствующие о том, что гидрокортизон может оказывать как пре- , так и постсинаптические эффекты.
     Таким образом, характер действия стероидов на функцию мионеврального соединения зависит от дозы препарата при использовании его in vivo и концентрации in vitro. Введение крысам кортизона в высоких дозах вызывает увеличение частоты миниатюрных потенциалов концевой пластинки (МПКП) и одновременно снижает их амплитуду, что приводит к уменьшению надёжности функционирования нервно-мышечного соединения. Однако малые концентрации глюкокортикоидов (0,004-0,032 мМ) повышают амплитуду МПКП и приводят к появлению «гигантских» МПКП [12, 19, 56].
     Таким образом, в количествах, близких к физиологическим, глюкокортикоидные препараты облегчают нервно-мышечную передачу за счет влияния на высвобождение ацетилхолина из пресинаптических окончаний. Высокие же дозы стероидов, напротив, вызывают снижение надежности нервно-мышечной передачи за счет влияния на постсинаптические структуры.
     Продолжительное же применение стероидных препаратов зачастую обуславливает развитие различного рода осложнений. Это могут быть кандидозные поражения кожи и слизистых оболочек, поражения желудочно-кишечного тракта, панкреатиты, атрофия коры надпочечников, миопатии, синдром Иценко-Кушинга и др. [31, 56].
     К наиболее типичным классическим проявлениям болезни Иценко-Кушинга, возникающей вследствие продолжительного применения глюкокортикоидов, относят ожирение по мужскому типу, угри, андрогенный гирсутизм, признаки катаболизма белков, поражения кожи (широкие багровые стрии, отрубевидный лишай, веррукозные образования, экхимозы), гиперпигментацию и психические расстройства [26], мышечную слабость и быструю утомляемость [1, 23, 33, 61]. Причем мышечная слабость распространяется, прежде всего, на проксимальные отделы конечностей, преимущественно на мышцы плечевого и тазового пояса. Атрофия мышц часто маскируется ожирением. Характерно также поражение мышц передней брюшной стенки. Мышечная слабость сочетается со снижением сухожильных рефлексов вплоть до их полного исчезновения при выраженной степени атрофии. Патоморфологические изменения скелетных мышц при данном заболевании проявляются умеренной атрофией мышечных волокон, причем атрофированные волокна располагаются между гипертрофированными и нормальными. Кроме того, отмечались пучковая гипертрофия и атрофия мышечных клеток, прекращается накопление в скелетных мышцах мРНК, кодирующих протеолитические ферменты: катепсин D, m-кальпаин, убихинин и другие [1, 58].
     Первые сообщения о поражении скелетных мышц при повышении уровня кортикостероидов в организме относятся к 30-м годам прошлого века. Причиной мышечной слабости при стероидной миопатии являются антианаболический и катаболический эффекты глюкокортикоидов [12, 24, 33].
     При стероидной миопатии в скелетных мышцах отмечают уменьшение диаметра волокон, центральное расположение ядер и увеличение их количества, исчезновение поперечной исчерченности, некроз отдельных мышечных волокон, увеличение количества соединительной и жировой ткани. Происходит массивное скопление гликогена в саркоплазме мышечных волокон в ранние сроки с последующим уменьшением запасов, разрушение сократительных элементов, появление некрозов, клеточной инфильтрации и фагоцитоза [1, 56, 33, 63]. Острый эффект действия глюкокортикоидов приводит к усилению протеолиза в скелетных мышцах, однако при длительном их введении наблюдается антикатаболический эффект, тормозящий распад белков [25].
     Подводя итог изложенному, следует отметить, что эффекты глюкокортикоидов на нервно-мышечную систему, как и на другие структуры организма, сильно зависят от их концентрации и длительности применения. Большая часть исследований, касающихся эффектов глюкокортикоидов на нервно-мышечную систему, проводилась при условиях гиперкортицизма различной интенсивности и длительности [5, 19, 23]. Результаты исследований моделей длительного стресса говорят о негативном эффекте глюкокортикоидов на все звенья нервно-мышечной системы [18, 33, 35]. Острый же стресс влияет на нервно-мышечную систему неоднозначно: в мышечном волокне наблюдается, наряду с развёртыванием катаболизма сократительных белков (негативный эффект) [37], накопление гликогена (положительный эффект) [2]; в нервно-мышечном синапсе наблюдается ряд эффектов, облегчающих нервно-мышечную передачу [5, 31]. Очевидно, что механизмы реализации процессов острого и хронического стресса различны. Хронический стресс или длительное экзогенное введение глюкокортикоидов с терапевтическими целями в целом негативно влияют на состояние нервно-мышечной системы.
     
     1.3 Клеточные механизмы действия андрогенов
     Андрогены – это общее собирательное название группы стероидных гормонов, производимых половыми железами (яичками у мужчин и яичниками у женщин) и корой надпочечников и обладающих свойством в определённых концентрациях вызывать андрогенез, вирилизацию организма – развитие мужских вторичных половых признаков – у обоих полов [22, 65, 68].
     Биосинтез андрогенов в организме осуществляется главным образом в семенниках и частично в яичниках и надпочечниках. Основными источниками и предшественниками андрогенов, в организме являются уксусная кислота и холестерин [22, 65]. Основным гормоном данной группы является тестостерон, оказывающий биологическое воздействие практически на все ткани организма [3, 22].
     Подобно другим жирорастворимым гормонам, тестостерон переносится в крови специальным транспортным белком, синтезируемым в печени и называемым тестостерон-связывающим глобулином или, иногда, тестостерон-эстрадиол-связывающим глобулином [6, 28]. Это тот же самый белок, который переносит эстрогены, и связанный с ним стероид биологически неактивен. Сродство тестостерона к связывающему глобулину и альбумину в целом таково, что на долю свободной, или биологически активной, формы гормона приходится менее 3% его общего содержания в крови [6, 34, 39, 43].
     Действие андрогенов на клетки-мишени в норме регулируется изменением их концентрации в крови. В ходе многочисленных исследований изучены и описаны все его основные этапы. Диффузия (возможно, регулируемая) андрогена (в основном тестостерона) в клетку осуществляется благодаря наличию положительного градиента концентрации. В большинстве органов и тканей проникающий в клетки тестостерон под действием 5?-редуктазы превращается в более активное соединение – 5?-дигидротестостерон [43].
     Как тестостерон, так и его метаболит активно взаимодействуют в клетках с цитоплазматическими рецепторами андрогенов, которые выявлены во всех чувствительных к андрогенам клетках и являются фосфопротеинами [43]. В ходе липофильного взаимодействия дигидротестостерона и тестостерона (связывание лиганда) с определённым участком молекулы рецептора, которая в цитоплазме находится в составе мультибелкового комплекса, происходит ряд физико-химических преобразований этого мультибелкового комплекса и самой молекулы рецептора. Данный комплекс сложных внутримолекулярных преобразований (таких как конформационные изменения белковой цепи рецептора, его диссоциация из мультибелкового комплекса, а также гомодимеризация и демаскировка определённых участков молекулы рецептора) приводит к тому, что она становится более компактной и стабильной, и получил название «активация рецепторов андрогенов» [50, 65]. Далее происходит перенос (транслокация) активированной формы рецепторов андрогенов в ядро, где осуществляется их связывание с молекулами ДНК, РНК и хроматином.
     Рецепторы андрогенов обнаружены также в хроматине и ядерной оболочке. По-видимому, они представляют собой проникающие из цитоплазмы рецепторы андроген-рецепторных комплексов.
     Установлено, что активированные андроген-рецепторные комплексы обладают способностью связываться с ДНК, РНК и полирибонуклеотидами [50]. Дигидротестостерон-рецепторный комплекс связывается с денатурированной ДНК в два раза сильнее, чем с нативной ДНК. Он эффективно связывается также с рибосомной, транспортной и информационной РНК, причём поли (А) - содержащая РНК связывает андроген-рецепторные комплексы значительно сильнее, чем ДНК. Показано, что связывание андроген-рецепторных комплексов с полигуаниловой кислотой на два порядка сильнее, чем с полиадениловой кислотой [50, 62].
     Способность андроген-рецепторных комплексов связываться с поли (А)-содержащими РНК возможно имеет отношение к изменению стабильности этих РНК и изменению их трансляционной активности. Тот факт, что поли (G)-последовательности связывают эти комплексы более интенсивно, чем поли (А)- и другие последовательности гомополимеров рибонуклеотидов, может указывать на то, что те мРНК, которые обогащены олиго(G)-последовательностями, могут с большей эффективностью взаимодействовать с андроген-рецепторными комплексами, и, вероятно, за счёт этого и осуществляется избирательность в действии андрогенов на стабильность определённых мРНК [50].
     Несмотря на то, что андроген-рецепторные комплексы эффективно взаимодействуют с ДНК, выявить последовательности нуклеотидов в регуляторных участках генов, с которыми специфически взаимодействовали бы андроген-рецепторные комплексы, до настоящего времени не удалось. Можно предположить, что экспрессия только определённой части андроген-зависимых генов может изменяться вследствие непосредственного взаимодействия андроген-рецепторных комплексов с регуляторными последовательностями этих генов. Возможно, дальнейшие исследования в этом направлении позволят выявить те андроген-зависимые гены, регуляторные последовательности которых будут специфически взаимодействовать с андроген-рецепторными комплексами, что достоверно показано для других стероидных гормонов.
     Также до настоящего времени детально не охарактеризована природа сайтов связывания андроген-рецепторных комплексов в хроматине. По-видимому, акцепторными сайтами в хроматине являются определённые последовательности ДНК и негистоновые белки, а результатом взаимодействия андроген-рецепторных комплексов с хроматином является изменение его структуры.
     Известно, что под влиянием андрогенов усиливается синтез различных классов РНК. Это происходит, по-видимому, в результате увеличения активности РНК-полимераз 1 и 2, количества молекул РНК-полимераз, активных в транскрипции, и повышения скорости элонгации цепей РНК. Интенсификация транскрипции ядерных генов под действием андрогенов продемонстрирована во многих органах: в семенниках, почках, печени, матке, яйцеводе, гипофизе и молочной железе [22, 50, 60, 77].
     Так, при добавлении андрогена к культивируемым клеткам Сертоли яичников 25-дневных крысят обнаруживается активация РНК-полимеразы 2 уже через 10 минут с максимумом на 15 минуте. При введении больших доз тестостерона (1 мг на животное) в клетках матки отмечалось ингибирование РНК-полимеразных активностей 1 и 2 более чем на 40% спустя 30 минут после введения андрогена [22, 77].
     Значительное усиление активности РНК-полимеразы 1 и протеинкиназы отмечается также при добавлении высокоочищенного андроген-рецепторного комплекса к хроматину, изолированному из ядрышек клеток вентральной простаты крыс и содержащему эндогенную РНК-полимеразу (А) и протеинкиназу [22, 29, 39].
     Таким образом, андрогены принимают участие в регуляции экспрессии многих генов в различных тканях и органах, как самцов, так и самок, на различных уровнях (транскрипционном, посттранскрипционном, трансляционном и других), причём их действие опосредованно через специфические рецепторы. В плане дальнейшего изучения экспрессии андроген-зависимых генов перспективными могут быть исследования, направленные на выяснение структуры акцепторных сайтов андроген-рецепторных комплексов в ядрах клеток, расшифровку нуклеотидных последовательностей регуляторных участков генов, экспрессия которых изменяется после непосредственного взаимодействия андроген-рецепторного комплекса с промоторными участками регулируемых генов, изучение регуляции андрогенами митохондриальных генов и выяснение молекулярных механизмов избирательного действия андрогенов на стабильность определённых мРНК [22]. Более детальная расшифровка молекулярных механизмов действия андрогенов может оказаться полезной для понимания их эффектов на органном и системном уровнях.
     
     1.4 Физиологические эффекты андрогенов на организм
     Андрогены оказывают сильное анаболическое и антикатаболическое действие, повышают синтез белков и тормозят их распад, усиливают утилизацию глюкозы клетками за счёт повышения активности гексокиназы и других гликолитических ферментов [22, 65], понижают уровень глюкозы в крови, увеличивают мышечную массу и силу, способствуют снижению общего количества подкожного жира и уменьшению жировой массы по отношению к мышечной массе, но могут увеличить отложения жира по мужскому типу (на животе) при одновременном уменьшении отложений жира в типично женских местах (ягодицы и бедра, грудь). Кроме того, андрогены понижают уровень холестерина и липидов в крови, тормозят развитие атеросклероза и сердечно-сосудистых заболеваний, но в меньшей степени, чем эстрогены (отчасти именно поэтому у мужчин продолжительность жизни меньше и сердечно-сосудистые заболевания встречаются чаще и развиваются в более молодом возрасте, чем у женщин) [72].
     Основным андрогеном является тестостерон, оказывающий биологическое воздействие практически на все ткани и органы. Он осуществляет следующие эффекты на организм: стимуляция развития наружных и внутренних половых органов и гипоталамо-гипофизарной системы по мужскому типу, стимуляция роста волос по мужскому типу, стимуляция линейного роста тела, задержка азота и стимуляция роста мускулатуры, индукция увеличения гортани и утолщения голосовых связок, стимуляция эритропоэза и андроидного распределения подкожно-жировой клетчатки, активация сперматогенеза (наряду с подобным эффектом ФСГ), обеспечение формирования мужской психики и сексуальности [28, 68].
     Андрогены у женщин секретируются корой надпочечника и яичниками. Главным источником их образования является сетчатая зона коры надпочечника [65]. Они обладают анаболическим действием и обуславливают рост волос в период полового созревания. При избыточном выделении андрогенов вначале появляются признаки дефеминизации, а затем маскулинизация. Степень ее выраженности прямо пропорциональна избыточному выделению андрогенов независимо от их яичникового или надпочечникового происхождения. Андрогены могут непосредственно секретироваться этими тканями или синтезироваться в процессе периферического обмена [69]. Андрогены со слабой активностью могут служить "прегормонами" и активироваться в процессе превращения в периферических тканях. Наиболее важный пример – превращение андростендиона в тестостерон; это главный путь образования тестостерона у женщин.
     Избыток мужских половых гормонов в женском организме может вызвать деформации в яичниках, что ведет к ненормальной работе этих органов и яйцеклетка не оплодотворяется [28,65,69]. Присутствие андрогенов в крови женского организма жизненно важно – они принимают участие в работе волосяных луковиц и потовых желез, в распределении волосяного покрова на теле, участвуют в образовании протеинов в волокнах мышц [28].
     В связи с анаболическим действием андрогенов на скелетные мышцы в литературе существует предположение относительно их способности сглаживать катаболические процессы в скелетных мышцах при различных эндокринных и прогрессирующих нервно-мышечных заболеваниях. Вместе с тем, литературные данные относительно сглаживающего катаболический эффект действия андрогенов при стероидной миопатии весьма противоречивы [28, 65]. В связи с отмеченным целью настоящей работы явилось исследование динамики функциональных изменений в скелетной мышце белых крыс при длительном введении терапевтических доз дексаметазона, применяемых изолированно и сочетаемых с хроническим введением тестостерона. Для достижения поставленной цели нами были определены следующие задачи:
     - оценить эффективность тестостерона в сглаживании катаболического эффекта дексаметазона на организм и глюкокортикоидчувствительные органы;
     - изучить характер изменения функциональных параметров передней большеберцовой мышцы в динамике хронического введения терапевтических доз дексаметазона, применяемых изолированно и в комплексе с тестостероном;
     - оценить эффективность тестостерона в компенсации негативных эффектов глюкокортикоидов на скелетную мышцу.
     
2 МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
     2.1 Выбор объекта исследований
     Эксперименты проводились на 130 половозрелых молодых (4-5-ти месячных) крысах-самках с исходной массой 180-220 г. Выбор крысы в качестве подопытного животного был обусловлен следующими обстоятельствами. Во-первых, общие закономерности организации и функционирования нервно-мышечной системы крысы существенно не отличаются от таковых других представителей высших млекопитающих, что делает возможным интерпретацию и сопоставление полученных нами результатов с данными специалистов, использовавших в качестве объекта исследований других млекопитающих. Во-вторых, крысы довольно часто используются в разнообразных экспериментах по изучению морфо-функционального состояния нервно-мышечного аппарата, в том числе собственно скелетных мышц и нервно-мышечных синапсов, что позволяет трактовать полученные в нашей работе результаты, опираясь на результаты других исследовани.......................