УДК 599.742.73:611.453:611.459
АНАЛИЗ ДИНАМИКИ ГЛЮКОКОРТИКОИДОВ У ДОМАШНЕЙ КОШКИ (FELIS CATUS) НА ФОНЕ СЕЗОННОЙ ЭНДОКРИННОЙ АКТИВНОСТИ ГОНАД
© 2014 г. Е. В. Павлова1, Е. В. Поташникова1, А. С. Сивуха2, М. Н. Ерофеева1, В. В. Рожнов1, С. В. Найденко1
Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН, Москва 119071, Россия 2Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина, Москва 109472, Россия e-mail: pavlike@mail.ru Поступила в редакцию 17.11.2013 г.
Описаны сезонные изменения эндокринной активности гонад и системы гипоталамус-гипофиз-надпочечники (ГГНС) у домашней кошки. Работу проводили на НЭБ "Черноголовка", использовали 12 половозрелых особей (5 самцов и 7 самок). Концентрацию гормонов (кортизол, эстрадиол, тестостерон, прогестерон) и их метаболитов в экскрементах определяли методом гетерогенного им-муноферментного анализа. Полученные результаты в отношении базальной динамики кортизола позволяют предполагать интенсификацию активности адренокортикальной системы в начале сезона размножения и в течение беременности самок. Сходный характер динамики половых гормонов и кортизола указывает на существование скорее синергических, чем антагонистических взаимоотношений между двумя типами стероидов на протяжении большей части года.
Ключевые слова: кортизол, половые стероиды, сезонная динамика, домашняя кошка. DOI: 10.7868/S0044513414120137
Одним из наиболее приоритетных направлений в исследовании биологии кошачьих является анализ активности эндокринной системы как способа оценки репродуктивного потенциала особи и благополучия животных (Morreira et al., 2001; Jewgenow et al., 2006; Creel et al., 2013). Вместе с тем, решение данных вопросов в отношении диких видов кошек стало возможным только в последние 30 лет и связано это с развитием неин-вазивных методов измерения стероидных гормонов и их метаболитов в экскрементах животных (Brown et al., 1994). К настоящему моменту накоплен обширный материал об особенностях гормональной активности гонад у представителей семейства кошачьих, включая редкие и исчезающие виды (Schmidt et al., 1979; Concannon, 1991; Brown et al., 1995; Moreira et al., 2001; Jewgenow etal., 2006). Полученные профили изменения концентрации половых гормонов значительно различаются не только в рамках одного семейства, но и между особями в пределах вида. Показано, что характер динамики половых гормонов в течение отдельных стадий репродуктивного цикла находится под влиянием климатических (длина светового дня, температура окружающей среды) и социальных факторов (Brown, 2006). При этом влияние последних реализуется в первую
очередь через изменение активности адренокор-тикальной системы на уровне взаимоотношений между половыми гормонами и глюкокортикоида-ми (Wielebnowski et al., 2002; Abott, 1984). Собственно, анализ взаимоотношений между двумя типами стероидов, а именно оценка влияния высоких концентраций глюкокортикоидов на репродуктивный потенциал особи, занимает одно из центральных мест в эндокринологии различных видов позвоночных животных (Arnold, Dit-tami, 1997; Brown, 2006; Роговин, Мошкин, 2007). Первичные данные свидетельствуют, что высокие концентрации глюкокортикоидов, вызванные социальными стрессорами, могут подавлять секрецию половых гормонов и тем самым могут быть причиной снижения репродуктивного потенциала особи (Sapolsky et al., 2000; Wielebnowski et al., 2002). Вместе с тем, экзогенный тестостерон снижает уровень глюкокортикоидов у свободножи-вущих птиц (Ketterson et al., 1991; Schoech et al., 1999), а у целого ряда видов амфибий (Licht et al., 1983), рептилий (Schramm et al., 1999), птиц (Wingfield, 1985аЬ) и млекопитающих (Schiml etal., 1996; Coe, Levine, 1995) высокие концентрации половых гормонов в сезон размножения положительно коррелируют с повышенной секрецией глюкокортикоидов. Наличие противоречивых ре-
зультатов может быть следствием недостатка знаний о базальной активности адренокортикальной системы у разных видов животных и ее связи с факторами окружающей среды. В частности, устойчивые сезонные паттерны в уровне глюко-кортикоидов не являются редкой адаптацией к условиям среды среди разных видов позвоночных животных (Romero, 2002). Между тем, причины и механизмы, лежащие в основе сезонной динамики глюкокортикоидов, остаются недостаточно изученными, и изменения концентраций половых гормонов рассматривается как один из путей регуляции адренокортикальной активности в течение года (Romero, 2002).
До настоящего момента исследования адренокортикальной активности у диких кошачьих носили кратковременный характер и были направлены на изучение негативного влияния высоких концентраций глюкокортикоидов, вызванных воздействием сильных стрессоров (эффект неволи, транспортировка, хэндлинг, взаимодействия с кон- и гетероспецификами) на благополучие и репродукцию животных (Carlstead, Brown, 1993; Wielebnowski et al., 2000). Все эти исследования проходили без учета динамики базальной активности адренокортикальной системы в течение года, которая может включать периоды высокой и низкой продукции глюкокортикоидов, не связанных напрямую с действием стрессорных факторов. Мы предполагаем, что наличие четких сезонных паттернов в эндокринной активности гонад у ряда видов кошек, обитающих в зонах с умеренным климатом, сопряжено с изменениями в активности адренокортикальной системы и может определять сезонный характер динамики глюко-кортикоидов в организме.
Целью настоящего исследования было оценить сезонную динамику кортизола и соотнести ее с динамикой половых гормонов у домашней кошки, модельного вида в изучении биологии кошачьих, используя неинвазивные методы оценки уровня стероидных гормонов.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ Условия содержания
Работу проводили на научно-экспериментальной базе "Черноголовка" ИПЭЭ им. А.Н. Север-цова РАН, расположенной в 50 км северо-восточнее г. Москвы (56°00' с.ш., 38°22' в.д.). Средняя годовая температура воздуха на НЭБ Черноголовка 3.5—4.3° C, средняя температура в июле +19°C, в январе —11°C. В эксперименте было использовано 12 половозрелых особей домашней кошки: 5 самцов и 7 самок. В период проведения исследования в 2010—2011 гг. животных содержали при естественном температурном режиме и фотопериоде в открытом комплексе вольер, состоящем
из 20 клеток, каждая площадью 2 м2. Звери имели постоянный доступ к воде, их кормили мясом кур шесть раз в неделю из расчета 0.25—0.5 кг мяса на одну особь. В период исследования животных содержали поодиночке в течение большей части года. С начала апреля и по июнь проводили ссаживания самок с самцами. После родов самки оставались с котятами до достижения последними 3-месячного возраста.
Анализ гормональной активности
Для анализа активности гонад и адренокортикальной системы у домашней кошки на протяжении года мы использовали неинвазивные методы измерения гормонов в экскрементах животных. Предварительно была проведена валидация этих методов для подтверждения адекватности использования отечественных наборов фирм "Им-мунотех" и "Хема-Медика" (обе — Москва, Россия) в данном исследовании (Суровина, 2011).
Сбор образцов экскрементов проводили каждую неделю на протяжении года. Каждый образец упаковывали в отдельный пластиковый пакет, этикетировали (кличка животного, пол, дата сбора). Образцы замораживали и хранили при температуре -18°С до проведения экстракции. Всего собрано и проанализировано 262 образца экскрементов от 5 самцов и 368 образцов экскрементов от 7 самок.
Экстракцию образцов проводили по описанной ранее методике (Павлова, Найденко, 2008; Jewgenow et al., 2006). На электронных весах Ohaus взвешивали 0.1 г экскрементов в пробирке Эппендорфа и добавляли туда 0.1 г трехвалентного оксида алюминия, а собственно для начала экстракции — 0.9 мл 90% метанола. Пробирки встряхивали на протяжении 30 мин при помощи перемешивающего устройства "Экрос". После этого пробирки центрифугировали в течение 10 мин при скорости 4000 об/мин. В отдельную пробирку многоразовой пипеткой отбирали 200 мкл су-пернатанта и добавляли 200 мкл дистиллированной воды. Полученные экстракты замораживали и хранили при температуре —18°С до проведения измерений.
Концентрацию гормонов в экскрементах животных определяли методом гетерогенного имму-ноферментного анализа с помощью планшетного спектрофотометра Multiscan EX (Thermo Electron Corporation), измеряя оптическую плотность в ячейках планшета при длинах волн 450 и 620 нм и сравнивая ее со стандартными значениями. Измерения одной и той же пробы проводили одновременно в двух ячейках, определяя коэффициент вариации (для тестостерона и кортизола). При коэффициенте вариации (КВ) более 5% измерения проводили повторно, при КВ менее 5% принимали их среднее значение для дальнейшего
анализа. Для определения уровня кортизола использовали наборы " ИммуноФА_Кортизол" ("Иммунотех", Москва, Россия). Кросс-реактивность использованных антител к кортизолу составила 6% для преднизолона, для всех остальных протестированных стероидов — менее 1%. Для определения уровня тестостерона использовали наборы компании "Иммунотех" (Москва, Россия). Кросс-реактивность использованных антител к тестостерону составила 9% для 5-дигидроте-стостерона, 1% для 11-гидрокситестостерона, 1% для 5-андростен-3.17-диола, для всех других протестированных стероидов — менее чем 0.1%. Для определения уровня эстрадиола использовали наборы компании Хема-Медика. Кросс-реактивность использованных антител к эстрадиолу составила 0.2% для эстрона, 0.6% для эстриола, 0.06% для кортизола, 0.09% для преднизолона, для других протестированных стероидов — менее чем 0.01. Для определения уровня прогестерона использовали наборы компании "Иммуно-ФА_ПГ". Кросс-реактивность использованных антител к прогестерону составила 0.07% для дез-оксикортикостерона, 0.03% для кортикостерона.
Использование антител к различным стероидным гормонам (кортизол, эстрадиол, прогестерон, тестостерон) позволяет измерять концентрацию иммуннореактивных веществ, связывающихся с антителами к гормону (гормон в чистом виде, метаболиты гормона, и, возможно,
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.