авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 |

«БИОЛОГИЧЕСКИЕ РИТМЫ под РЕДАКЦИЕЙ Ю. АШОФФА В ДВУХ ТОМАХ ТОМ II Перевод с английского канд. биол. наук А. М. АЛПАТОВА ...»

-- [ Страница 7 ] --

У взрослых мужчин и женщин как ЛГ, так и ФСГ выбрасываются эпизодически и днем и ночью. У взрослых мужчин наблюдаются эпизоды секреции ЛГ и ФСГ, распределенные на всем протяжении суток случайным образом, независимо от ритма сна—бодрствования или от определенных стадий сна.

У взрослых женщин профиль выброса ЛГ зависит от фазы менструального цикла. В начале этого цикла секреция ЛГ в первые часы сна снижается, а во второй половине периода сна возрастает. После внезапной инверсии суточного ритма сна в этой фазе менструального цикла в первые часы дневного сна происходит такое же снижение уровня ЛГ, какое наблюдалось в начале ночного сна. Во время овуляции выброс ЛГ в период сна происходит примерно так же, как у взрослых мужчин, но с более выраженной ритмичностью эпизодов. Во время подъема уровня ЛГ продолжается эпизодическая секреция с большим повышением в конце сна или во время пробуждения. Эти результаты свидетельствуют о тесной связи между циклом овуляции и ритмом сна— бодрствования в процессе регулирования секреции гонадотропина.

Центральная нервная система и ритмы сна Нейрофизиологические и биохимические исследования по проблеме сна вначале касались механизмов сна как такового, безотносительно к времени. Эти работы, подробно рассмотренные в других обзорах [29, 41, 46, 47, 48, 49, 74, 75], показали, что сон является активным нервным процессом.

Например, импульсация нейронов во время сна не прекращается и ее частота в некоторых областях мозга на определенных стадиях сна может даже быть выше, чем в период бодрствования. Главные анатомические области, участвующие в регуляции сна и бодрствования, — это, видимо, шовный комплекс ядер, locus coeruleus, активирующая ретикулярная формация, диффузная тала _ Временные характеристики сна _ мическая система, преоптическая зона таламуса, area postrema, ядра одиночного тракта.

В последние 10 лет проводилось много исследований относительно роли различных нейромедиаторов в регуляции сна. Особое внимание привлекали биогенные амины. Однако их роль в связи со сном еще далеко не ясна. Было высказано предположение, что важным нейромедиатором в системе сна служит серотонин — об этом говорили результаты исследований на кошках [46, 47, 48]. Работы, проведенные на крысах, с более специфическими воздействиями на серотонинэргическую систему дали отрицательные результаты и всерьез поставили под сомнение серотонинэргическую теорию сна [12, 92]. Важную роль в механизмах быстрого сна приписывали катехоламинам, особенно норадреналину.

Ацетилхолин тоже связывали с процессами сна. Известно, что его введение во многие участки центральной нервной системы вызывает сон [36], однако такое отсутствие анатомической специфичности затрудняет выяснение роли ацетилхолина у нормальных животных. Более поздние работы указывали на его связь со етадией БДГ [29, 41]. Исследовали также роль нейропептидов и других нейромедиаторов [29, 49], но во всех случаях упор делался на механизмы отдельных составляющих реакции сна, а не на время их осуществления.

Поэтому роль нейрохимических процессов в определении времени сна остается пока не изученной.

Некоторый свет на механизмы, определяющие время сна, пролили эксперименты с повреждением мозга. Процессы, контролирующие циркадианное распределение сна, видимо, не зависят от целости механизмов сна, локализованных в стволе мозга. Разрушение переднего и среднего шовных ядер, приводящее к сокращению общего времени сна до 3,5% его нормальной длительности, не нарушает нормального циркадианного распределения оставшегося времени сна [48].

Важным центром, определяющим многие ритмы, является гипоталамус. Стефен и Цукер [103] сообщили, что повреждение супрахиазменных ядер гипоталамуса уничтожает ритмы активности и потребления воды у крыс. В других исследованиях была показана возможная роль этих ядер как центров, задающих ритмы активности ацетилсеротонин метилтрансферазы в эпифизе [73], гипоталамо-гипофизарной регуляции работы надпочечников секреции [71], лютеинизирующего гормона [13], потребления пищи [80], температуры мозга [102], частоты сердечных сокращений [95], цикличности эструса [106] и ряда других ритмов. Эти результаты позволяют думать, что супрахиазменные ядра играют ключевую роль в циркадианной системе млекопитающих.

212 _ Глава Ибука и Кавамура [42] показали, что повреждение ядер уничтожает также ритмы сна у крыс, и это подтверждают многие другие работы [16, 22, 43, 102];

во всех этих исследованиях оказалось, что ритмы медленноволнового и парадоксального сна у животных с поврежденными супрахиазменными ядрами сглажены даже при наличии световых циклов. Пока не известно, играют ли эти ядра роль центрального осциллятора, связующего механизма или же выполняют какую-то иную, более сложную функцию. Неясны также анатомические и физиологические связи между этими ядрами и различными циркадианными ритмами, включая ритм сна. Однако установлено, что для захватывания таких ритмов световыми циклами необходимы прямые ретиногипоталамические связи [43, 72].

Помимо супрахиазменных ядер некоторую роль в образовании ритма сна играет эпифиз. Мурэ и др. [79] сообщили, что удаление эпифиза у крыс приводит к увеличению доли парадоксального сна в темное время суток и ее уменьшению в светлое время, тогда как медленноволновой сон остается без изменений. Таким образом, не исключено, что эпифиз участвует в задании циркадианного ритма парадоксального сна и его фазовых отношений с медленноволновым сном.

Другой пока еще не решенный вопрос касается нервных процессов, обусловливающих чередование медленного и быстрого (БДГ) сна. Батсел [8] показал на собаках, что верхнему отделу ретикулярной формации свойственны спонтанные циклические колебания активности. Недавно Хобсон и др. [39] (а также Мак-Карли и Хобсон [65]) высказали предположение, что физиологической основой цикличности сна служит двустороннее взаимодействие между нейронами голубого пятна и области под ним, с одной стороны, и нейронами гигантоклеточных полей покрышки (ГПП). Хобсон [38] недавно предложил конкретную физиологическую интерпретацию гипотезы двустороннего взаимодействия. Он предполагает, что «...гигантские клетки являются холинэргическими холинорецептивными нейронами и оказывают на постсинаптические элементы, в том числе друг иа друга, возбуждающее действие. Поэтому в популяции клеток ГПП возможно самовозбуждение. Нейроны ГПП имеют двусторонние связи с двумя группами аминэргических клеток — с нейронами в области шва и голубого пятиа, которые используют в качестве нейромедиатора иорадреналии. Обе группы аминэргических клеток угнетают активность друг друга и собственную. Поэтому в каждый данный момент возбудимость популяции клеток ГПП находится в обратной зависимости от уровня активности аминэргической популяции (и наоборот)». ([38], с. 173.) Поведение популяций упомянутых клеток во время бодрствования, медленного сна и быстрого сна согласуется с этой моделью.

Временные характеристики сна Литература 1. Agnew H. W., Jr., Webb W. В. Sleep latencies in human subjects: Age prior wakefulness and reliability, Psychonomic Science, 24(6), 253—254 (1971).

2. Allison Т., Cicchetti D. V. Sleep in mammals: Ecological and constitutional correlates, Science, 194, 732—734 (1976).

3. Aschoff J. Circadian rhythms in man, Science, 148, 1427—1432 (1965).

4. Aschoff J. Circadian rhythms: General features and endocrinological aspects. In: D. T. Krieger (ed.), Endocrine Rhythms, New York, Raven Press, 1979.

5. Aschoff I., Gerecke U., Wever P. Desynchronization of human circadian rhythms, Japanese J. of Physiology, 17, 450—457 (1967).

6. Aschoff J., Oeresa F., Halber F. (eds.), Chronobiological aspects of endocrinology. In: Chronobiologia, 1 (Suppl. 1), 1974.

7. Aserinsky E., Kleitman N. Regularly occurring periods of eye motility and concomitant phenomena during sleep, Science, 118, 273—274 (1953).

8. Batsel H. L. Electroencephalographic synchronization and desynchronization in the chronic «cerveau isole» of the dog, Electroencephalography and Clinical Neurophysiology, 12, 421—430 (I960).

9. Bert L, Ayats H., Martino A., Collomb H. Le sommeil nocturne chez le babouin Papio papio, Folia Primatologica, 6, 28—43 (1967).

10. Borbely A. A. Sleep and motor activity of the rat during ultra-short lightdark cycles, Brain Research, 114, 305—317 (1976).

11. Borbely A. A., Huston J. P., Waser P. G. Control of sleep states in the rat by short light-dark cycles, Brain Research, 95, 89—101 (1975).

12. Bouhuys A. L., van den Hoofdakker R. H. Effects of midbrain raphe destruction on sleep and locomotor activity in rats, Physiology and Behavior, 19,535—541 (1977).

13. Bulter I. E. M., Donovan В. Т. The effect of surgical isolation of the hypothalamus upon reproductive function in the guinea pig, J. of Endocrinology, 50,507—514 (1971).

14. Carskauon M. A., Dement W. С Sleep studies on a 90 minute day, Electroencephalography and Clinical Neurophysiology, 39, 145— (1975).

15. Chouvet G., Mouret J., Coindet I., Siffre M., Jouvet M. Periodicite bicircadienne du cycle veille-sommeil dans des condition hors du temps.

Etude polygraphique, Electroencephalography and Clinical Neurophysiology, 37, 367—380 (1974).

16. Coindet J., Chouvet G., Mouret J. Effects of lesions of the suprachiasmatic nuclei on paradoxical sleep and slow wave sleep circadian rhythms in the rat, Neuroscience Letters, 1, 243—247 (1975).

17. Conroy R. Т., Mills I. N. Human Circadian Rhythms, Baltimore, Williams and Wilkins, 1970.

18. Daly J. R., Evans J. I. Daily rhythms of steroid and associated pituitary hormones in.man and their relationship to sleep, Advances in Steroid and Biochemical Pharmacology, 4, 61—110 (1974).

19. De la Репа A., Zarcone V., Dement W. С Correlation between measures of eye movements of wakefulness and sleep, Psychophysiology, 10(5), 488— 500 (1973).

20. Dement W. С The occurrence of low voltage, fast electroencephalogram patterns during behavioral sleep in the cat, Electroencephalography and Clinical Neurophysiology, 10, 291—296 (1958).

21. Dule M. G. Food as a zeitgeber: Effect of one hour light phase food access on sleep in the rat, Sleep Research, 5, 214 (1976).

22. Dube M. G. Aspects of the physiology of bio-behavioral chronometry, JSAS Catologue of Selected Documents in Psychology, 8 (1978).

23. Ellingson R. J. Ontogenesis of sleep in the human, In: G. C. Lairy and P. Salzarulo (eds.), The Experimental Study of Human Sleep, New York, Elsevier, 1975.

214 _Глава 24. Fraisse P. The Psychology of Time, New York, Harper and Row, 1963.

25. Friedmann I., Globus G., Huntley A., Mullaney D., Naitoh P., Johnson L.

Performance and mood during and after gradual sleep reduction, Psychophysiology, 14, 245—250 (1977).

26. Friedmann S. Oral activity cycles in mild chronic schizophrenia, American J. of Psychiatry, 125, 743—751 (1968).

27. Friedmann S. On the presence of a variant form of instinctual regression:

Oral drive cycles in obesity-bulimia, Psychoanalytic Quarterly, 41, 364— 383 (1972).

28. Friedmann S., Fisher C. On the presence of a rhythmic diurnal, oral and instinctual drive cycle in man, J. of American Psychoanalytical Association, 15, 317—343 (1967).

29. Gillin J. C, Mendelson W. В., Sitaram N.. Wyatt R. J. The neuropharmacology of sleep and wakefulness, Annual Review of Pharmacology and Toxicology, 18, 563—579 (1978).

30. Globus G. G. Rapid eye movement cycle in real time, Archives of General Psychology, 15, 654—659 (1966).

31. Globus G. G. Quantification of the sleep cycle as a rhythm, Psychophysiology, 7,244—253 (1970).

32. Globus G., Drury R., Phoebus E., Boyd R. Ultradian rhythms in human performance, Perceptual and Motor Skills, 33, 1171—1174 (1971).

33. Hartmann E. The ninety-.minute sleep dream cycle, Archives of General Psychiatry, 18, 280—286 (1968).

34. Hartmann E., Baekeland F., Zwilling G., Hoy P. Sleep need: How much sleep and what kind, Ammerican J. of Psychiatry, 127, 1001—1008 (1971).

35. Hedlund L. W., Franz J. M., Kenny A. D. Biological Rhythms and Endocrine Function, New York, Plenum Press, 1975.

36. Hernandez Peon R. Central neurohumoral transmission in sleep and wakefulness. In: K. Akert, C. Bally and J. P. Schade (eds.), Progress in Brain Research, vol. 18: Sleep Mechanisms, Amsterdam, Elsevier, 1965.

37. Hiatt J. F., Kripke D. F., Lavie P. Relationships among psychophysiologic ultradian rhythms, Chronobiologia Supplement, 1, 30 (1975).

38. Hobson J. A. The reciprocal interaction model of sleep cycle control:

Implications for PGO wave generation and dream amnesia. In: R. R.

DruckerColin and J. L. McGaugh (eds.), Neurobiology of Sleep and Memory, New York, Academic Press, 1977.

39. Hobson J. A., McCarley R. W., Wyinski P. W. Sleep cycle oscillation:

Reciprocal discharge by two brainstem neuronal groups, Science, 189, 55—58 (1975).

40. Hoffmann K- Splitting of the circadian rhythm as a function of light intensity. In: M. Menaker (ed.), Biochronometry, Washington, D. C, National Academy of Science, 1971.

41. Hotman R. В., Elliott G. R., Barchas J. D. Neuroregulators and sleep mechanisms, Annual Review of Medicine, 26, 499—520 (1975).

42. Ibuka N., Kawamura H. Loss of circadian rhythm in sleep-wakefulness cycle in the rat by suprachiasmatic nuclear lesions, Brain Research, 96, 76— (1975).

43. Ibuka N.. Inouye S. I. T., Kawamura H. Analysis of sleep-wakefulness rhythms in male rats after suprachiasmatic nucleus lesions and ocular enucleation, Brain Research, 122, 33—47 (1977).

44. Johnson J. H., Adler N. Т., Sawyer С. Н. Effects of various photoperiods on the temporal distribution of paradoxical sleep in rats, Experimental Neurology, 27, 162—171 (1970).

45. Jones H. S., Oswald I. Two cases of healthy insomnia, Electroencephalography and Clinical Neurophysiology, 24, 378—380 (1968).

46. Jouvet M. The role of monoamines and acetylcholine-containing neurons in the regulation of the sleep-waking cycle, Ergebnisse der Physiologie, 64, 166—307 (1972).

_ Временные характеристики сна _ 47. Jouvet M. Serotonin and sleep in the cat. In: J. Barchas and E. Usdin (eds.), Serotonin and Behavior, New York, Academic Press, 1973.

48. Jouvet M. The role of monoaminergic neurons in the regulation and function of sleep. In: O. Petre-Quadens and J. D. Schlag (eds.), Basic Sleep Mechanisms, New York, Academic Press, 1974.

49. Karnovsky M. L., Reich P. Biochemistry of sleep, Advances in Neurochemistry, 2, 213—275 (1977).

50. Keane В., Smith I., Webb W. B. Temporal distribution and ontogenetic development of EEG activity during sleep, Psychophysiology, 14(3), 315— 321 (1977).

51. Kleitman N. Sleep and Wakefulness (1st ed.), Chicago University of Chicago Press, 1939.

52. Kleitman N. Sleep and Wakefulness (2nd ed.), Chicago, University of Chicago Press, 1963.

53. Kleitman N. Phylogenetic, ontogenetic and environmental determinants in the evolution of sleep-wakefulness cycles. In: S. S. Kety, E. V. Evarts and H. L. Williams (eds.), Sleep and Altered States of Consciousness (Research Publications of the Association for Research in Nervous and Mental Disease, vol. 45), Baltimore, Williams and Wilkins, 1967.

54. Kleitman N. Basic rest activity cycle in relation to sleep and wakefulness.

In: A. Kales (ed.), Sleep: Physiology and Pathology, Philadelphia, Lippincott, 1969.

55. Kleitman N., Engelmann T. Sleep characteristics of infants, J. of Applied Physiology, 6, 269—282 (1953).

56. Krieger D., Aschoff J. Endocrine and other biological rhythms. In: L.

DeGroot, L. Martini, J. Potts, D. Nelson, A. Winegra, W. Odell, E. Steinberg and G. Cahill (eds.), Metabolic Basis of Endocrinology, New York, Grune and Stratton, 1978.

57. Kripke D. F. An ultradian biological rhythm associated with perceptual deprivation and REM sleep, Psychosomatic Medicine, 34, 221— 234 (1970).

58. Kripke D. F. Ultradian rhythms in sleep and wakefulness. In: E. D.

Weitzman (ed.), Advances in Sleep Research, vol. 1, New York, Spectrum, 1974.

59. Kripke D. F., Halberg F., Crowley T. J., Pegram G, V. Ultradian rhythms in rhesus monkeys, Psychophysiology, 7, 307—308 (1970).

60. Louie P., Kripke D. F. Ultradian rhythms in urine flow in waking humans, Nature, 269, 142—143 (1977).

61. Lavie P., Levy M., Coolidge F. Ultradian rhytms in the perception 6f the spiral aftereffect, Physiological Psychology, 3(2), 144—146 (1975).

62. Lewis P. R.. Lobban M. C. Disassociation of diurnal rhythms in human subjects living on abnormal time routines, Quarterly J. of Experimental Physiology, 42, 371—386 (1957).

63. Lisk R. D., Sawyer C. H. Induction of paradoxical sleep by lights-off stimulation, Proceedings of the Society of Experimental Biology and Medicine, 123,664—667(1966).

64. Lubin A., Nute C, Naitoh P., Martin W. EEG data activity during human sleep as a damped ultradian rhythm, Psychophysiology, 10(1), 27—35 (1973).

65. McCarley R. W., Hobson J. A. Neuronal excitability modulation over the sleep cycle. A structural and mathematical model, Science, 189, 58—60 (1975).

66. McGhie A., Russell S. M. The subjective assessment of normal sleep patterns, J. of Mental Science, 107, 188—202 (1962).

67. Meddis R., Pearson A. J. D., Langford G. An extreme case of healthy insomnia, Electroencephalography and Clinical Neurophysiology, 35, 213—214 (1973).

68. Miles L., Raynal D. M., Wilson M. A. Blind man living in normal society has circadian rhythm on 24.9 hours, Science, 198, 421—423 (1977).

216 _Глава 24_ 69. Mills J. N. (ed.). Biological Aspects of Circadian Rhythms, London, Plenum Press, 1973.

70. Mitler M. M., Lund R., Sokolove P. G., Pittendrigh C. S., Dement W. С Sleep and activity rhythms in mice: A description of circadian patterns and unexpected disruptions in sleep, Brain Research, 131, 129— (1977).

71. Moore R. Y., Eichler V. B. Loss of a circadian adrenal corticosterone rhythm following suprachiasmatic lesions in the rat, Brain Research, 42, 201— 206 (1972).

72. Moore R. Y., Eichler V. B. Central neural mechanisms in diurnal rhythm regulation and neuroendocrine responses to light, Psychoneuroendocrinology, 1,266—279 (1976).

73. Moore R. Y., Klein D. C. Visual pathways and the central neural control of a circadian rhythm in pineal serotonin N-acetyltransferase activity, Brain Research, 71, 17—33 (1974).

74.Moruzzi G. The sleep-waking cycle, Ergebnisse der Physiologie, 64, 1 — (1972).

75. Moruzzi G. Neural mechanisms of the sleep-waking cycle. In: O.

PetreQuadens and J. D. Schlag (eds.), Basic Sleep Mechanisms, New York, Academic Press, 1974.

76. Moses J. M., Hord D. J., Lubin A., Johnson L. C-, Naitoh P. Dynamics of nap sleep during a 40-hour period, Electroencephalography and Clinical Neurophysiology, 39, 627—633 (1975).

77. Moses J., Lubin A., Johnson L. C, Naitoh P. Rapid eye movement cycle is a sleep dependent rhythm, Nature, 265, 360—361 (1977).

78. Mouret J. R., Bobillier P. Diurnal rhythms of sleep in the rat: Augmentation of paradoxical sleep following alteration of paradoxical sleep following alterations of the feeding schedule, International J. Neuroscience, 2, 265— 270 (1971).

79. Mouret J., Coindet J., Chouvet G. Effet de la pinealectomie sur les etats et rhythmes de sommeil du rat male, Brain Research, 81, 97—105 (1974).

80. Nagui K-, Nishio Т., Nakagawa H., Nakamura S., Fukuda Y. Effect of bilateral lesions of the suprachiasmatic nuclei on the circadian rhythm of food intake, Brain Research, 142, 384—389 (1978).

81. O'Connor A. L. Questionnaire responses about sleep, M. A. thesis, University of Florida, 1964.

82. Orr W. C, Hoffmann H. J. A 90-minute cardiac biorhythm: Methodology and data analysis using modified periodograms and complex demodulation, IEEE Transactions in Biomedical Engineering, 21, 130—143 (1974).

83. Orr W. G., Naitoh.P. The coherence spectrum: An extension of correlation analysis with application to chronobiology, International J. of Chronobiology, 3, 171—192 (1976).

84. Orr W. C, Hoffman H. J., Hegge F. W. Ultradian rhythms in extended performance, Aerospace Medicine, 45, 995—1000 (1974).

85. Orr W. C, Hoffman H. J., Hegge F. W. The chronobiology of performance.

The assessment of time dependent changes in human behavior, Ghronobiologia, 3, 293—305 (1976).

86. Oswald I., Merrington J., Lewis H. Cyclical «on demand» oral intake by adults, Nature, 225, 959—960 (1970).

87. Parmelee A. H, Schultz H. R., Disbrow M. A. Sleep patterns of the newborn, J. of Pediatrics, 58, 241—250 (1961).

88. Parmelee A. H., Wenner W., Akima Y., Schultz M., Stern E. Sleep states in premature infants, Developmental Medicine and Child Neurology, 9, 70— 77 (1967).

89. Pittendrigh С S. Circadian oscillations in cells and the circadian organization of.multicellular systems. In: F. O. Schmitt and F. G. Worden (eds.), The Neurosciences: Third Study Program, Cambridge, Mass.: M. I. T.

Press, 1974.

Временньш характеристики сна 90. Reynolds M. M., Mallay H. The sleep of children in a 24 hour nursery school, J. of Genetic Psychology, 43, 322—351 (1933).

91. Roffwarg H., Muzio J., Dement W. C. Ontogenetic development of the human sleep-dream cycle, Science, 152, 604—619 (1966).

92. Ross C. A., Trulson M. E., Jacobs B. L. Depletion of brain serotonin following intraventricular 5,7-dihydroxytryptamine fails to dispurt sleep in the rat, Brain Research, 114, 517—523 (1976).

93. Rubin R. J., Poland R. E., Rubin L. E., Gouin P. R. The neuroendocrinology of human sleep, Life Sciences, 14, 1041—1052 (1974).

94. Ruckebusch Y. The relevance of drowsiness in the circadian cycle of farm animals, Animal Behaviour, 20, 637—643 (1972).

95. Saleh M. A., Winget С. М. Effect of suprachiasmatic lesions on diurnal heart rate rhythm in the rat, Physiology and Behavior, 19, 561—564 (1977).

96. Schulz H., Dirlich G., Zulley J. Phase shift in the REM sleep rhythm, Pflugers Archiv, 212, 203 (1975).

97. Shapiro A. Comments on the 90-minute sleep-dream cycle. In: E. Hartmanrr (ed.), Sleep and Dreaming, Boston, Little, Brown, 1970.

98. Shinn A. F. A study of sleep habits of two groups of preschool children, one in Hawaii and one in the mainland, Child Development, 3, 159— (1932).

99. Silverstein L. D., Levy M. The stability of the sigma sleep spindle, Electroencephalography and Clinical Neurophysiology, 40, 666—670 (1976).

100. Smielkova A., Svorad D. The sleep cycle of the rat in early and late stages of ontogenesis, Ceskoslovenska Fysiologie, 17, 63 (1968).

101. Smith J., Karacan I., Yang M. Ontogeny of delta activity during human sleep, EEG and Clin, Neurophysiology, 43, 229—237 (1977).

102. Stephan F. K-, Ninez A. A. Elimination of circadian rhythms in drinking, activity, sleep and temperature by isolation of the suprachiasmatic nuclei.

Behavioral Biology, 20, 1—16 (1977).

103. Stephan F. K-, Zucker I. Circadian rhythms in drinking behavior and locomotor activity of rat are eliminated by hypothalamic lesions, Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 69, 1583— (1972).

104. Sterman M. B. The basic rest activity cycle and sleep. Developmental considerations in man and cats. In C. D. Clemente, D. P. Purpura, and F. E, Mayer (eds.), Sleep and the Maturing Nervous System, New York Academic Press, 1972.

105. Sterman M. В., Lucas E. A., MacDonald L. R. Periodicity within sleep and operant performance in the cat, Brain Research, 38, 327—341 (1972).

106. Stetson M. H., Watson-Whitmyre M. Nucleus suprachiasmaticus: The biological clock in the hamster, Science, 191, 197—199 (1976).

107. Takahashi Y. Growth hormone secretion during sleep: A review. In: M.

Kawakami (ed.), Biological Rhythms in Neuroendocrine Activity, Tokyo, Igaku Shoin, 1974.

108. Tauber E. S. Phylogeny of sleep. In: E. D. Weitzman (ed.), Advances in Sleep Research, vol. 1, New York, Spectrum, 1974, pp. 132—172.

109. Terman L., Hocking A. The sleep of school children. Its distribution according to age and its relation to physical and mental efficiency, J. of Educational Psychology, 4, 138—147 (1913).

110. Tobler I., Borbely A. A. Enhancement of paradoxical sleep by short light periods in the golden hamster, Neuroscience Letters, 6, 275—277 (1977).

111. Tune G. S. Sleep and wakefulness in normal human adults, British Medical J., 2, 269—271 (1968).

112. Tune G. S. Sleep and wakefulness in 509 normal human adults, British J.

of Medical Psychology, 42, 75—80 (1969).

113. (UCLA) Chase M. H., Stern W. C, Walter P. L. (eds.). Sleep Research, Los Angeles: Brain Information Service/Brain Res. Inst., 1972-present.

114. Ursin R. Differential effect of sleep deprivation on the two slow wave sleep stages in the cat, Acta Physiologica Scandinavica, 83, 352—361 (1971). 218 _ Глава 115. Van Twyver H. Sleep patterns of five rodent species, Physiology and Behavior, 4, 901—908 (1969).

116. Vertey R., Garma L. The criteria of sleep stages during ontogeny in different animal species. In: G. Lairy and P. Salzarulo (eds.), The Experimental Study of Human Bleep: Methodological Problems, Amsterdam, Elsevier, 1975.

117. Wada T. An experimental study of hunger in its relation to activity, Archives of Psychological Monography, 57, 1 (1922).

118. Webb W. B. Sleep as a biorhythm. In: W. P. Colquhoun (ed.), Biological Rhythms and Human Performance, London, Academic Press, 1971.

119. Webb W. B. The adaptive functions of sleep patterns. In: P. Levin and W. P. Koella (eds.), Sleep 1974, Basel, Karger, 1975.

120. Webb W. B. The forty-eight hour day, Sleep, 1, 191—197 (1978).

121. Webb W. В., Agnew H. W., Jr. Sleep: Effects of a restricted regime, Science, 150, 1745—1747 (1965).

122. Webb W. В., Agnew H. W., Jr. Sleep cycling within twenty-four hour periods, J. of Experimental Psychology, 74, 158—160 (1967).

123. Webb W. В., Agnew H. W., Jr. Sleep stage characteristics of long and short sleepers, Science, 168, 146—147 (1970).

124. Webb W. В., Agnew H. W., Jr. The effects of a chronic limitation of sleep length, Psychophysiology, 11, 265—274 (1974).

125. Webb W. В., Agnew H. W., Jr. Sleep and waking in a time-free environment, Aerospace Medicine, 45, 701—704 (1974).

126. Webb W. В., Agnew H. W., Jr. The effects on subsequent sleep of an acute restriction of sleep legnth, Psychophysiology, 12, 367—370 (1975).

127. Webb W. В., Agnew H. W., Jr. Sleep efficiency for sleep wake cycles of varied length, Psychophysiology, 12, 637—641 (1975).

128. Webb W. В., Agnew H. W., Jr. Analysis of the sleep stages in sleep wakefulness regimens of varied length, Psychophysiology, 14(5), 445— (1977).

129. Webb W. В., Friedman J. K. Length of sleep and length of waking interrelations in the rat, Psychonomic Science, 17(1), 14—15 (1969).

130. Webb W. В., Friedman J. K- Some temporal characteristics of paradoxical (LVF) sleep occurence in the rat, Electroencephalography and Clinical Neurophysiology, 30^453—456 (1970).

131. Webb W. В., Swinburne H. An observational study of sleep of the aged, Perceptual and Motor Skills, 32, 895—898 (1971).

132. Weitzman E. D. Temporal patterns of neuro-endocrine secretion in man, Relationship to the 24-hour sleep waking cycle: In: J. Aschoff, F.

Ceresa and F. Halberg (eds.), Chronobiological Aspects of Endocrinology, Stuttgart, F. K. Schattauer Verlag, 1974.

133. Weitzman E., Nogeire C, Perlow M., Fukushima D., Sassin J., MacGregor P., Gallagher Т., Hellman L. Effects of a prolonged 3-hour sleep wake cycle on sleep stages, plasma cortisol, growth hormone and body temperature in man, J. of Clin. Endocrinol. and Metabolism, 38,1018—1030 (1974).

134. White R. Sleep Parameters in College Students, Dissertation, University of Florida, 1974.

135. Wilkinson R. T. Sleep deprivation: Performance tests for partial and selective sleep deprivation. In: L. A. Abt and B. F. Reiss (eds.), Progress in Clinical Psychology, vol. 8, New York, Grune and Stratton, 1969.

136. Williams W., Karacan I., Hursch C. EEG and Human Sleep, New York, Wiley, 1974..

137. Yamaoka S., Hagino N. Influence of constant illumination on the circadian rhythm of sleep, paradoxical sleep and wakefulness in female baboons and rats, Federation Proceedings, 31, 327 (1972).

138. Zepelin H., Rechtschaffen A. Mammalian sleep, longevity and energy metabolism, Brain Behavior Evolution, 10, 425—470 (1974).

139. Zepelin H., Whitehead W. E., Rechtschaffen A. Aging and sleep in the albino rat, Behavioral Biology, 7, 65—74 (1972).

Глава 25. ЦИКЛИЧНОСТЬ ФУНКЦИИ ЯИЧНИКОВ У МЛЕКОПИТАЮЩИХ К. Кэмпбелл, Ф. Тьюрек У млекопитающих яйцеклетки созревают и выходят из яичника с определенными, предсказуемыми интервалами, свойственными данному виду. В последние десятилетия цикличность функции яичников подвергалась интенсивному и разностороннему изучению. В основе своей овариальный цикл — это результат взаимодействия ряда компонентов нейроэндокринной системы. Тоническая секреция лютеинизирующего (ЛГ) и фолликулостимулирующего (ФСГ) гормонов гипофизом в свою очередь стимулируется люлиберином, выделяемым областью вентромедиального и дугообразного ядер гипоталамуса. Кроме этой тонической регуляции существует группа тропных гормонов (ЛГ, ФСГ и пролактин), которые у большинства мелкопитающих выделяются гипофизом в значительном количестве черезрегулярные промежутки времени;

для ритмичности их выделения необходима нормальная функция области преоптическога и супрахиазменного ядер гипоталамуса.

Тоническое выделение гонадотропинов стимулирует созревание яйцевых фолликулов и секрецию стероидных гормонов яичника, в особенности эстрадиола. Циклическое выделение гонадотропинов приводит к овуляции и еще больше увеличивает секрецию стероидов, особенно прогестерона. Эти стероидные гормоны яичников действуют как по отдельности, так и совместно в сложной системе положительных и отрицательных обратных связей, обеспечивающей периодичность выделения гонадотропинов.

У огромного числа видов этот гормональный цикл вступает в важные взаимодействия с целым рядом периодических факторов окружающей среды. У некоторых видов решающую роль в синхронизации ритмов яичника играет суточная смена света и темноты;

предполагают, что она воздействует на центр, ответственный за цикличность, — область преоптических и супрахиазменных ядер (рис. 1). Сезонные факторы среды, такие как длина светового дня, температура, доступность пищи и контакты с сородичами, тоже могут оказывать очень сильное влияние на ритмы яичников.

Цель настоящего обзора — свести воедино имеющиеся сведения об овариальном цикле (от морфологических изменений Глава 25 _ 220 _ Рис. 1. События в системе гипоталамус—гипофиз и связанные с ними взаимоотношения гормонов. Прерывистыми линиями показано обратное воздействие эстрадиола (Э) и прогестерона (П).

до нейроэндокринной регуляции), о поведенческих входах и выходах системы и о внешних факторах, изменяющих отдельные особенности цикла. Ради краткости мы не будем рассматривать в этой главе развитие цикличности, старение, а также изменения в придаточных органах репродуктивной системы. Чтобы не расширять чрезмерно список литературы, мы часто будем ссылаться на новейшие обзорные статьи.

Ритмические переменные, связанные с овариальным циклом Цикл работы яичников На протяжении жизни отдельной женской особи у млекопитающих происходят ритмические изменения в образовании гамет и выработке гормонов. Обычно овариальный цикл состоит из трех главных фаз — фолликулярной, периовуляторной и лютеальной. Существуют значительные межвидовые различия в продолжительности этих фаз, в сопровождающих их гормональных изменениях и в регуляторной функции внешних стимулов. Подробное рассмотрение этих вопросов можно найти у Цукермана и Уэйра [121].

Фолликулярная фаза. В зрелом яичнике первичные фолликулы состоят из ооцитов, окруженных одним слоем клеток. При стимуляции гормонами гипофиза эти клетки размножаются и образуют много слоев, а окружающие фолликул клетки стромы о б р а з у ю т с л о и t h e c a i n t e r n a и t h e c a e x t e r n a с н а р у ж и от базальной мембраны [53]. В результате дальнейшей гор Цикличность функции яичников у млекопитающих _ Рис. 2. Схематическое изображение яичника млекопитающих [48]. Показаны последовательные стадии развития фолликула, формирование желтого тела, а в центре — атрезия фолликула. Справа вверху изображен увеличенный участок оболочки зрелого фолликула.

мональной стимуляции этот вторичный фолликул наполняется жидкостью, а к его стенке изнутри в одной точке прикрепляется ооцит, окруженный клетками гранулезы, которые впоследствии образуют лучистый венец (corona radiata) (рис. 2) [53]. В одном цикле лишь ограниченное число фолликулов реагирует на гонадотропины описанными изменениями, т. е. созреванием;

остальные фолликулы подвергаются атрезии — дегенерации, ко-, торая начинается с яйцеклетки и затем распространяется на весь фолликул. О причинах, определяющих ту или другую судьбу отдельного фолликула, мало что известно [98].

Периовуляторная фаза. При овуляции в результате высвобождения протеолитических ферментов, разрушающих клетки теки, стенка фолликула медленно разрывается и начинается истечение фолликулярной жидкости с выходом ооцита и клеток лучистого венца. Число овулирующих яйцеклеток варьирует от вида к виду, иногда оно различно даже у отдельных линий и пород животных.

Лютеальная фаза. После выхода яйцеклетки пустой фолликул превращается в желтое тело (рис. 2). У большинства видов оно образуется как из клеток гранулезы, так и из клеток оболочки фолликула и постепенно увеличивается в результате их гипертрофии и гиперплазии [53].

Здесь мы рассмотрим функционирование и гормональный контроль желтого тела 222 Глава только у небеременных женских особей. У крольчих, полевок и кошек, у которых овуляцию вызывает спаривание, лютеальная фаза отсутствует, а фолликулярная фаза завершается просто дегенерацией фолликулов [90]. У крыс, мышей и хомяков желтое тело образуется, но, видимо, не имеет особого функционального значения, если не происходит спаривания [118]. У третьей группы видов — морских свинок, овец и приматов — после спонтанной овуляции формируется полностью зрелое, функционирующее желтое тело, которое сохраняется до 6—15 дней [96]. Если у последних двух групп животных оплодотворения не происходит, то желтое тело дегенерирует и образуются corpora albicantia, состоящие в основном из рубцовой ткани. После дегенерации желтого тела вступают в действие гормоны, и овариальный цикл начинается снова.

Гормональный цикл Фолликулярная фаза. Морфологические изменения в яичнике происходят в ответ на циклическое поступление гормонов гипофиза в сочетании с секрецией гормонов самих яичников. За выделение группы фолликулов для овуляции в следующем эстральном цикле, возможно, ответствен повторный выброс ФСГ около времени овуляции [99]. Антисыворотка к ФСГ и вещество, [115] «фолликулостатин» (нестероидное содержащееся в фолликулярной жидкости [97]) препятствуют такому повторному высвобождению ФСГ и нормальному созреванию фолликулов (Hoak, Schwartz, неопубликованные данные).

Рост и созревание предназначенных к овуляции фолликулов поддерживается непрерывной секрецией «тонической»

гонадотропинов гипофизом. Существует приблизительное соответствие между количеством выделяемых ЛГ и ФСГ и числом созревающих фолликулов;

возможно, что большое значение имеет также соотношение ЛГ и ФСГ [98].

По мере роста фолликула увеличивается секреция эстрогена (рис. 3);

этот стероид, вероятно, выделяют главным образом клетки теки [118]. Однако последние данные указывают на то, что theca interna синтезирует тестостерон, который служит предшественником для синтеза эстрадиола, выделяемого соседними клетками гранулезы [28].

Общий объем секреции эстрогена зависит от интенсивности его выделения каждым отдельным фолликулом и от числа таких фолликулов [98]. У приматов эстроген, возможно, подавляет секрецию ЛГ и поддерживает ее на тоническом уровне [96];

у овец за ее регуляцию в основном ответствен прогестерон [65], а у крыс тоническую секрецию ЛГ регулируют совместно эстрадиол и прогестерон [46]. Эта регуляция, по-видимому, осуществляется на уровне Цикличность функции яичников у млекопитающих _ Рис. 3. Схематизированный график астрального цикла лабораторной крысы.

Представлены изменения уровней ЛГ, ФСГ, эстрадиола и прогестерона в крови в сопоставлении со спариванием и овуляцией.

вентромедиального и дугообразного ядер гипоталамуса [10] (см. рис. 1). Чем контролируется секреция ФСГ во время фолликулярной фазы, пока не известно;

один лишь эстрадиол в самых различных дозах не может снизить секрецию ФСГ до фонового уровня [21]. У некоторых животных в регуляции, возможно, участвует фолликулостатин [97].

Периовуляторная фаза. Сопровождающие овуляцию процессы существенно различаются у видов со спонтаной и с индуцируемой овуляцией. При спонтанной овуляции выход яйцеклеток происходит в результате спонтанных изменений в уровнях гормонов, а при индуцируемой овуляции в качестве стимула необходимо спаривание.

Спонтанная овуляция. Для того чтобы вызвать секрецию ЛГ в количестве, достаточном для наступления овуляции, у животных со спонтанным астральным циклом должен повыситься уровень эстрадиола (рис. 3) [96]. У крыс эстрадиол, по-видимому, воздействует на преоптическую область мозга (см. рис. 1) [47]. Со временем выделения ЛГ совпадает пик секреции ФСГ и пролактина [20]. По вопросу о том, когда происходит у крыс предовуляторный подъем секреции прогестерона —до или после пика ЛГ, —мнения расходятся [45, 107]. Одни исследователи полагают, что прогестерон «запускает»

подъем уровня ЛГ совместно с эстрадиолом [107], другие оспаривают это мнение [36].

Когда уровень гонадотропина становится достаточным для овуляции, секреция эстрогена резко снижается. Причина этого не вполне ясна, но полагают, что морфологические изменения 224 _Глава 25 _ в фолликуле делают секрецию эстрогена невозможной [118]. С другой стороны, прогестерон мог бы непосредственно подавлять секрецию эстрадиола [51].

Так как у видов со спонтанной овуляцией выброс ЛГ происходит и без спаривания, возник важный вопрос: что же служит сигналом, вызывающим этот выброс? Аримура и Шэлли. [7] и другие исследователи обнаружили на стадии проэструса повышенную чувствительность гипофиза к гипоталамическому люлиберину, зависимую от эстрогена.

Возможно, существует еще дополнительный нервный сигнал от циркадианной системы, совместно с сигналом от яичников запускающий секрециюЛГ, так как выброс ЛГ у большинства млекопитающих происходит в определенное время суток [34] (см. последний раздел этой главы). Для этого выброса необходимо интактное состояние преоптической области [10] и супрахиазменных ядер [101].

Индуцируемая овуляция. У видов с индуцируемой овуляцией секреция эстрогена достигает высокого уровня, а число фолликулов, подходящих по размерам для овуляции, поддерживается примерно постоянным в результате непрерывного процесса созревания и регрессии. Для выделения гонадотропинов на таком фоне эстрогена в качестве стимула требуется спаривание [34]. При выбросе ЛГ происходит резкое уменьшение секреции эстрогена яичниками.

Механизм снижения секреции эстрадиола у видов со спонтанной и с индуцируемой овуляцией, по-видимому, сходен.

Лютеальная фаза. Сразу после овуляции начинается лютеинизация, но у разных видов этот процесс может сильно различаться в морфологическом и функциональном отношении [88, 79]. Если спаривания не происходит, то у крыс, хомячков, мышей и видов с индуцируемой овуляцией желтые тела не достигают функциональной зрелости и не выделяют достаточных количеств прогестина, чтобы могли сохраняться изменения матки, происходящие в результате пролиферации при подготовке к беременности. После спаривания, не приведшего к оплодотворению, у таких видов наступает ложная беременность — состояние, сходное со спонтанно наступающей лютеальной фазой у более крупных животных [90].

У видов с активной лютеальной фазой (например, у человека, коров, овец, собак и морских свинок) желтое тело функционирует в течение долгого времени, а секреция прогестерона продолжается даже и без стимуляции спариванием [118]. У этих видов для поддержания желтых тел, видимо, достаточен тонический уровень ЛГ.

В конце лютеальной фазы происходит регрессия желтых тел, однако причина ее пока неизвестна. Одновременно уменьшается, секреция прогестерона. С этим спадом прекращается тормозя Цикличность функции яичников у млекопитающих _ щее влияние яичников на гонадотропную функцию гипофиза (46], тонический уровень гонадотропииов опять стимулирует созревание фолликулов, и цикл начинается снова.

Поведенческие аспекты овариального цикла Активность. Уже давно известно, что у многих видов активность с наступлением течки усиливается, как, например, у кошек [72], крыс [113], мышей [52] и хомячков [37]. По видимому, эстроген влияет на двигательную активность, воздействуя на передне-базальную область промежуточного мозга [112].

При более детальном анализе ритма активности у хомячков обнаружилось также более раннее (еще до наступления темноты) начало активности во время проэструса (рис. 4) [78]. Значение такого раннего начала двигательной активности в проэструсе неясно, но можно предположить, что большая подвижность либо повышает шансы на встречу с самцом для такого одиночного животного, как хомячок, либо входит в комплекс «подготовительного» поведения [12]. Как бы то ни было, активность удобно использовать в качестве маркера гормональных изменений, связанных с овариальным циклом. У крыс время овуляции можно предсказать по началу спонтанных эпизодов бега в колесе в проэструсе [103].

Фицджералд и Цукер [38] тоже продемонстрировали устойчивое фазовое отношение между началом активности и наступлением течки у хомячков как с захваченным, так и с свободнотекущим (в постоянных условиях) ритмом.

Половое поведение. Половое поведение самок интенсивно изучалось, и по этому вопросу есть ряд обзоров [1, 12, 31];

мы рассмотрим здесь лишь временные аспекты ритмов спаривания.

У видов со спонтанной овуляцией течка наступает в ответ на секрецию прогестерона на фоне эстрогена, т. е.

непосредственно перед овуляцией [35]. Таким образом обеспечивается спаривание в период, наиболее благоприятный для оплодотво Рис. 4. Фрагмент графика активности хомячка-самки при цикле СТ 12 : 12.

Заметен эстральный ритм бега в колесе. Активность в последовательные дни (сверху вниз) показана черными полосками. Дни наступления проэструса отмечены буквой Р. Заштрихованная полоса вверху — темная часть цикла.

Глава 25 _ рения яйцеклеток. Даже у человекообразных обезьян отмечается повышение частоты спаривания около времени овуляции;

, относительно человека данные не столь однозначны [31]. Место воздействия эстрогена у разных видов несколько различно — от преоптической и передней области гипоталамуса у крыс и хомячков до вентромедиальной области у кроликов [69].

Повреждение супрахиазменных ядер приводит самок крыс и хомяков в состояние постоянной половой рецептивности [101, 105]. Повышенная секреция гонадотропинов у этих животных может все время поддерживать концентрацию эстрогена на высоком уровне [101]. Область воздействия прогестерона зависит от вида и обычно не имеет четких границ [35]. Было также высказано предположение, что помимо эстрогена и прогестерона поведенческие проявления эструса усиливает люлиберин, который, возможно, влияет на поведение, стимулируя медиальную преоптическую область и дугообразное ядро гипоталамуса [40].

У видов с индуцируемой овуляцией для начала поведенческих проявлений течки достаточно одного лишь эстрогена, хотя прогестерон может ускорить их наступление у крольчих [69]. В сезон размножения у таких видов отсутствует цикл готовности к спариванию — самки всегда рецептивны.

Длительность периода эстрального поведения у разных видов различна и регулируется рядом факторов. У очень многих млекопитающих спаривание в конце концов снижает рецептивность самок [1]. Вряд ли этот эффект опосредуется гормонами [25], скорее он связан с каким-то нервным механизмом [43]. Кроме того, неоднократно было установлено, что прогестерон оказывает двухфазное влияние на поведение: у крыс, мышей, кроликов, хорьков и морских свинок он не только облегчает начало копуляций, но и прекращает половое поведение После этого животные становятся [76].

невосприимчивыми к облегчающему действию стероидов. У видов с двухфазным эффектом прогестерона вторая, тормозная фаза осуществляется, повидимому, через средний мозг [35].

Системы, обеспечивающие регуляцию полового поведения сенсорными стимулами, тоже изменяются в связи с овариальным циклом. Адлер и др. [2] нашли, что в дни течки рецептивное поле срамного нерва (включающее область таза и бедер) расширяется и чувствительность его возрастает. Кроме того, у самок многих млекопитающих, таких как приматы Нового Света [33], грызуны [59] и собачьи [6], на протяжении овариального цикла изменяется выработка феромонов. В отношении обезьян Старого Света данные противоречивы [72, 44]. Эти феромоны обнаруживаются обычно или в моче, или во влагалищных выделениях, или и тут и там;

их количество, по видимому, зависит от уровня эстрогена. У отдельных видов призывные зву Цикличность функции яичников у млекопитающих _ Рис. 5. Потребление пищи (± стандартная ошибка среднего) взрослыми крысами-самками на протяжении 4-дневyого астрального цикла, измерявшееся каждые 2 ч [110]. Указаны темные периоды, время выброса 17 эстрадиола и лютеинизирующего гормона (ЛГ), время наступления овуляции в группе животных. П— проэструс;

О — эструс, М — метэструс, Д — диэструс.

ковые сигналы также несколько меняются в зависимости от фазы цикла;

у хомяков [39] и леммингов [18] самки используют ультразвуки.

Поведение, связанное с питанием. У многих видов на протяжении астрального цикла резко меняется пищевое поведение. У крыс [ПО] (рис. 5), морских свинок [27], хомячков [77], макаков-резусов [27] и овец [109] во время эструса пищевые поведенческие реакции угнетаются. Это обусловлено секрецией эстрогена, так как введение эстрадиола животным с удаленными яичниками оказывает сходное угнетающее влияние. Стероидный гормон, по-видимому, воздействует на вентромедиальную область гипоталамуса, хотя возможно, что затрагиваются и другие участки [112]. Пониженное потребление пищи в конце фолликулярной фазы в сочетании с повышенной активностью приводят к падению веса тела [112]. Но все же одних лишь изменений в потреблении пищи и активности недостаточно для того, чтобы объяснить уменьшения веса тела во всех без исключения случаях;

несомненно, сказывается также изменение метаболизма под действием гормонов [91].

Агрессивность и эмоциональность. У ряда видов была установлена связь колебаний агрессивности с эстральным циклом. У морских свинбк [119], хомячков [117], мышей [58] и приматов [89] половая рецептивность сопровождается уменьшением агрессивности. Меньшую агрессивность в периовуляторной фазе цикла связывают с подъемом уровня эстрогена, а боль 228 Глава шую агрессивность во время лютеальной фазы — с высоким уровнем прогестерона [31].

У грызунов описаны изменения «эмоциональности» во время течки — уменьшение агрессивности, а также поведенческих реакций, связанных со страхом [50]. Представление об «эмоциональности» у животных по понятным причинам подвергалось критике, особенно ввиду того, что формы поведения, которые считали показателями «эмоциональности»

(например, хождение и дефекация), сами тесно связаны с зависящими от эструса циклами активности и потребления пищи, о которых говорилось выше [14]. Веками длится спор об эмоциональных сдвигах на протяжении менструального цикла у женщин, и до сих пор остаются разногласия по поводу происхождения этих сдвигов (если они действительно существуют) — обусловлены ли они гормональными, психологическими или социальными факторами по отдельности или в каких-то сочетаниях [104]. К сожалению, в большинстве проведенных работ по этой проблеме не было надлежащих контролей и не хватало строгости в проверке результатов, а также в определении понятий [102].

Факторы, влияющие на особенности овариального цикла у определенного вида Как уже говорилось в предыдущих разделах, различным животным свойствен тот или иной тип эстрального цикла с рядом предсказуемых особенностей. Но существуют также разнообразные внешние факторы, способные порой резко изменять эти видоспецифические циклы. Некоторые из этих факторов подробно рассмотрены в других работах [55, 63, 95, 116];

здесь мы сделаем лишь краткий обзор.

Свет У многих животных стадии овариального цикла тесно коррелируют с определенными фазами чередования света и темноты. Так как упомянутые стадии наступают и при неизменном внешнем освещении, они, по-видимому, связаны с внутренними циркадианными часами. Более подробно роль суточного светового цикла и биологических часов в управлении овариальным циклом будет рассмотрена в заключительном разделе главы.

Непрерывное пребывание на свету вызывает в астральном цикле определенные, характерные для данного вида изменения.


У мышей овариальный цикл при постоянном свете (СС) существенно не изменяется, хотя некоторые стадии цикла сдвигаются во времени [23]. У хомячков только длительное пребывание в таких условиях (6—14 месяцев) приводит к нарушению Цикличность функции яичников у млекопитающих _ эстрального цикла [60]. У крыс непрерывное воздействие яркого света вызывает в конце концов стойкое ороговение влагалища, поведенческие проявления постоянной течки, образование кистозных фолликулов и ановуляцию [62].

Развитие этих изменений происходит у крыс очень быстро — уже на протяжении первых двух циклов при СС они становятся значительными. Уже тогда у некоторых самок полностью прекращаются выбросы гонадотропинов и отсутствует овуляция ([22, 71]. У других крыс в условиях СС продолжаются все гормональные изменения и овуляция, но ритм цикла становится свободнотекущим и в конце концов полностью нарушается. Интересно, что независимо от того, происходит ли такое нарушение сразу или спустя некоторое время, ритм начала двигательной активности переходит к устойчивому свободному бегу и, таким образом, отделяется от овариального цикла.

Начало поведенческих проявлений течки у этих животных рассогласуется как с началом двигательной активности, так и с гормональными событиями эстрального цикла [22]. Механизм нарушения эстрального цикла при ярком непрерывном освещении у крыс не выяснен, но, повидимому, он не связан с повреждением фоторецепторов сетчатки, так как после возвращения животных с постоянным эструсом в обычные условия чередования света и темноты их цикл возвращается к норме. В отличие от яркого света слабый постоянный свет вызывает лишь переход эстрального цикла к свободному бегу.

При этом между свободнотекущими ритмами овуляции, выброса ЛГ и двигательной активности сохраняются, видимо, обычные фазовые соотношения [103];

кроме того, в этом случае у животных не развивается синдром непрерывной течки [71].

Пребывание в постоянной темноте ведет к анэструсу только у небольшой части животных, у остальных же сохраняются нормальные циклы [56].

Ашофф и его сотрудники [8] впервые использовали световые циклы со сдвигом фазы, чтобы изучить взаимоотношение отдельных циркадианных ритмов. Они сопоставляли относительную скорость смещения фаз и время, необходимое для захватывания ритма новым световым циклом.

При помощи этого метода было установлено, что поведенческие и гормональные составляющие эстрального цикла у хомячков самок очень прочно сцеплены между собой [4] и реагируют на изменение условий опыта как одно целое. Но иногда циркадианный ритм активности отделяется от остальных основанных на циркадианной системе ритмов эстрального цикла и медленнее захватывается вновь при перестановке светлой и темной фаз цикла СТ [37];

это показывает, что при определенных условиях среды возможно разделение поведенческих и гормональных составляющих.

Глава 25 _ 230 _ Температура Известно, что повышенная температура среды угнетает функцию яичников, но иногда не прямо, а через нарушения метаболизма [73]. У грызунов при высоких температурах снижается плодовитость, но нередко они постепенно акклиматизируются. Понижение температуры действует на грызунов примерно так же: вначале наступает анэструс, а затем функция яичников восстанавливается в результате адаптации [55].

Питание Влияние питания на размножение подробно рассмотрено в ряде обзоров [63, 95]. Недостаточное питание приводит к анэструсу у большинства домашних животных [95], а также у грызунов [63] и у человека [41]. При содержании крыс-самок на половинном рационе уже через 2 недели прекращался влагалищный цикл, когда животные теряли 15% первоначального веса. Тоническая секреция ЛГ, ФСГ, прогестерона и эстрадиола у них подавлялась в этих условиях через 3 недели. Описанные изменения сопровождались резким усилением атрезии фолликулов [67]. Реакция яичников на стимуляцию гонадотропином у крыс при недостаточном питании, видимо, нормальна [63], так же как и реакция гипофиза на люлиберин и гипоталамуса на стабилизирующее или дестабилизирующее воздействие половых стероидов по принципу обратной связи [57]. Так как эти механизмы остаются у подопытных животных нормальными, выбросы ЛГ могут отсутствовать из-за уменьшения тонической секреции гонадотропинов, в результате чего не действует положительная обратная связь через эстрадиол.

К перекорму прибегали в прошлом, чтобы ускорить начало размножения у домашних животных, но в целом этот способ оказался неэффективным [95]. Ожирение даже отрицательно сказывается на цикличности работы яичников. Причина не ясна, но она может быть связана с нарушением обмена стероидов из-за жировой инфильтрации печени [63].

Контакты с другими особями У животных как с круглогодичным, так и с сезонным спариванием присутствие самца может синхронизировать овариальные циклы у популяции самок. Это явление было продемонстрировано на овцах [114] и грызунах [116]. Данные ясно показывают, что у многих видов в такой синхронизации участвуют феромоны мочи. Эндокринный механизм этого феномена, названного эффектом Уиттена, выяснить пока не удалось [17]. Райан Цикличность функции яичников у, млекопитающих _ [93] при введении в группу самца наблюдала падение у самок уровня прогестерона, которое в свою очередь могло растормозить систему гипоталамус—гипофиз и привести к увеличению тонической секреции гонадотропина. Причина такого снижения уровня прогестерона до сих пор не известна.

У беременных самок грызунов можно вызвать возобновление овариального цикла, подсадив к ним нового самца — так называемый эффект Брюса [116]. В этом случае тоже, видимо, действует обонятельный стимул, вызывающий выброс ЛГ и, возможно, влияющий также на секрецию пролактина и АКТГ [16]. Механизм взаимодействия последних двух гормонов, приводящего к овуляции и возобновлению овариальных циклов, неизвестен.

Присутствие самок своего вида может угнетать цикличность у мышей — явление, получившее название эффекта Ли—Бута. Причиной его также может быть феромон, и было высказано предположение, что объединение самок в группы приводит к повышению уровня ФСГ и пролактина, которые способны стимулировать секрецию большого количества прогестерона желтыми телами и вызывать ложную беременность [94].

Увеличение плотности популяции само по себе может привести к угнетению цикличности работы яичников. Изучение природных или экспериментальных популяций мелких грызунов и кроликов показало, что плодовитость уменьшается с увеличением плотности популяции [26, 95]. Это чрезвычайно сложное явление, в котором, вероятно, участвует несколько механизмов. Здесь мог бы сказываться эффект Ли—Бута, угнетая цикличность, но столь же вероятно, что на размножение влияет стресс, обусловленный проявлениями агрессивности в группах самцов и самок. Ацикличность могла бы тогда вызываться торможением секреции гонадотропинов в результате повышенной активности коры надпочечников [26]. Кроме того, стрессовые ситуации могли бы влиять на имплантацию яйцеклетки, сохранение беременности, развитие плода и жизнеспособность потомства.

Межвидовые различия во временной организации овариальных циклов Виды с сезонным и несезонным размножением Функциональное значение сезонности. У млекопитающих встречается множество различных типов временной организации овариальных циклов, что должно в сочетании с длительностью беременности и лактации обеспечить наилучшие условия для размножения. У подавляющего большинства видов размножение сезонное, т. е. циклы, связанные с овуляцией, в Глава 232 _ _ той или иной степени приурочены к определенному времени года. Хотя у разных сезонных видов умеренного пояса размножение может начинаться в различные сроки, детеныши рождаются обычно весной или летом, когда условия для их выживания оптимальны. Если беременность коротка (как у бобров, енотов и большинства грызунов), то и зачатие и роды могут произойти в пределах одного сезона. При длительном интервале между зачатием и родами роды происходят в наиболее подходящее время года, а спаривание отодвигается на менее оптимальное (как у овец, белохвостых оленей и волков) или на предыдущее оптимальное (как у лошадей, ослов, лам) [9]. У других животных (например, барсуков, норок и выдр) промежуток между зачатием и родами удлиняется в результате задержки имплантации яйца, чтобы роды пришлись на самое благоприятное время. Такая задержка обычно бывает связана с неполным развитием желтого тела.

К несезонным относятся чаще всего виды, постоянно живущие в оптимальных условиях (например, человек, бегемот, морская свинка), многие из них — одомашненные формы (лабораторная крыса, свинья, лабораторная мышь и др.) [9, 95, 96].

Окологодовые ритмы. Еще не найдено ответа на вопрос, в какой степени сезонность размножения определяется у самок млекопитающих эндогенным окологодовым ритмом. Пока единственными изученными животными с годовой периодичностью размножения без внешних синхронизаторов являются овцы [29]. У хомячков-самок овариальные циклы восстанавливаются спонтанно через большой промежуток времени после ослепления, но это не обусловлено эндогенным годовым ритмом, так как цикличность впоследствии не прекращается [85]. Таким образом, у некоторых видов только внешние факторы (например, фотопериод) могут определять годовую периодичность размножения, а у других видов эти факторы только синхронизируют репродуктивный цикл со временами года (см. главу 18).

Факторы среды, определяющие сезонность размножения Циклы света и темноты. У многих животных с сезонным размножением чередование света и темноты играет двоякую роль. Во-первых, оно, видимо, упорядочивает во времени стадии эстрального цикла, как было показано на хомячках [3], и, вовторых, влияет на время наступления и продолжительность периода размножения [85]. Но о механизме взаимодействия этих двух функций мало что известно. Например, до сих пор на самках млекопитающих не ставились ни классические эксперименты с «резонансным световым циклом», ни опыты с варьированием периода Т, в которых проверяется участие циркадианной Цикличность функции яичников у млекопитающих _ системы в фотопериодическом измерении времени. Ни у одного вида млекопитающих не была также точно определена критическая длина дня для поддержания овариального цикла.


Температурные циклы. У овец такие циклы могут синхронизировать периоды размножения и без смены света и темноты [42]. Даже в условиях с естественно изменяющейся длиной светового дня репродуктивная система у овец стимулируется более низкими температурами и начало размножения наступает раньше [30]. Физиологические механизмы, действующие в этом случае, пока не известны.

Опыты с надлежащим контролем на самках других млекопитающих не проводились, и ввиду тесной связи между температурой, длиной дня и питанием большинство данных о влиянии температуры истолковать трудно. Положение усложняется еще тем, что многие грызуны в ответ на изменение температуры впадают в спячку. Отнюдь не ясно, в какой степени сезонный анэструс связан у грызунов с зимней спячкой как в физиологическом плане, так и в отношении циркадианных управляющих факторов.

Циклы питания. В природных условиях исключительно трудно отделить влияние качества имеющейся пищи от действия других факторов среды, таких как длина светового дня, температура, количество осадков и плотность популяции.

Недавно выяснилось, что годовая цикличность у полевок непосредственно контролируется сезонным появлением определенных веществ в пище. Полевки, у которых был зимний анэструс, начинали размножаться, когда им давали ростки яровой пшеницы [80], а при питании озимой пшеницей размножение тормозилось [13]. Эти травоядные грызуны живут в непредсказуемо меняющихся условиях, а так как фотопериод не слишком надежен как сигнал оптимального времени для размножения, полевки могут полагаться на химические сигналы от поедаемых растений как на более достоверную информацию об ожидаемой температуре и доступности пищи — факторах, наиболее важных для выживания потомства.

Контакты с другими особями. У птиц и пресмыкающихся с сезонным размножением отмечалось более раннее наступление брачного периода у самок в присутствии самца. То же наблюдалось у сезонно размножающихся домашних животных, таких как овцы [83] и козы [100], и у диких копытных [49]. У млекопитающих эти эффекты обычно, по-видимому, зависят от обонятельных стимулов.

Нейроэндокринные корреляты сезонности размножения Сезонные изменения гормонального статуса и поведения. Состояние репродуктивной системы во время сезонного анэструса почти не изучалось, и о последующем восстановлении 234 _ Глава 25_ Рис. 6. Содержание ЛГ, ФСГ и прогестерона в сыворотке крови у хомячковсамок во время анэструса, вызванного фотопериодом [15].

Указаны средние значения (±стандартная ошибка). Цифра около каждой точки —число животных. Животные содержались при СТ 10: 14 (свет с 5 до 15 ч).

функции яичников тоже мало что известно [95, 111]. У самок в анэструсе наблюдается фолликулярный покой, снижение функции яичников, эрогенные зоны невелики по размеру и малочувствительны, вторичные половые признаки выражены не резко. У кобыл анэструс характеризуется эпизодическими выбросами ЛГ и эстрадиола, но низким уровнем прогестерона (измерения производились еженедельно) [82]. У овец периодические пики ЛГ и эстрадиола тоже отмечались в ежедневно отбираемых пробах во время анэструса [120], а количество прогестерона было на обычном основном уровне. У самок хомячков во время анэструса ежедневно наблюдаются большие пики ЛГ, ФСГ и прогестерона [15] (рис.

6);

уровень эстрадиола не измерялся. Было высказано предположение, что эти пики возникают из-за отсутствия стабилизирующей обратной связи от неактивных яичников, но это еще не подтверждено экспериментально. Уровень пролактина, который определяли через большие промежутки времени, оказался низким [86];

возможно, этот гормон участвует в регрессии половых желез у хомячковсамцов [11], но его роль у самок не изучалась.

_ Цикличность функции яичников у млекопитающих _ Рис. 7. Сезонные изменения концентрации ЛГ в сыворотке у овариэктомированных овец, получавших эстрадиол [66]. Вверху — средние значения уровня ЛГ в сыворотке в двух группах из 6 животных каждая.

Овцам одной группы (I) сразу же после удаления яичников были введены капсулы из силастика с 17-эстраднолом. Другая группа (II) состояла из животных с давно удаленными яичниками, которым с декабря 1975 г. вводили пустые капсулы из силастика. Внизу — средние значения (± стандартная ошибка) концентрации эстрадиола в сыворотке овец с нмплантатами эстрадиола. На гистограмме представлено время начала и конца сезона анэструса в 1976 г. в группе из 14 неоперированных овец.

Переходный период от анэструса к размножению исследовали только у нескольких видов. Сообщают о «немой»

овуляции (без поведенческих проявлений течки), которая происходит перед самым началом сезонного периода размножения [66]. Повидимому, течка без лютеального прогестерона наступить не может, и выделяющийся после этой «немой» овуляции прогестерон необходим для проявления течки в следующем цикле.

Лиган и др. [66] отметили увеличение тонической секреции ЛГ в начале сезона размножения на фоне неизменного высокого уровня эстрадиола у овариэктомированных овец с имплантатами эстрогена и пришли к мысли, что установление овуляторных циклов может вызываться ослаблением отрицательной обратной связи, осуществляемой эстрадиолом (рис.7). Другие явления в системе — влияние эстрогена на выброс ЛГ в проэструсе (положительная обратная связь) и секреция эстрадиола яичниками под действием ЛГ — остаются у овец в анэструсе без изменений [65]: видимо, затрагивается только отрицательная обратная связь. Эти данные говорят в пользу гипотезы Хофмана [56] о том, что главным механизмом изменений в репродуктивной функции, зависящих от фотопериода, является изменение обратного влияния гормонов яичников на вы 236 _ Глава 25 _ Рис. 8. А. Среднее число (± стандартная ошибка) 6-минутных интервалов в день, когда регистрировалась активность у хомячков-самок, предварительно содержавшихся 6 недель при СТ 16 : 8 и 6 : 18. Показатели активности вычислялись за период 4 нед у интактных животных, а затем у тех же самок за 4 нед после удаления яичников и имплантации капсул из силастика.

Капсулы либо содержали кристаллический эстрадиол (Э 2), либо были пустыми (П). В каждой группе было 4—12 животных, данные о поведении которых вычислялись каждый третий день на протяжении 4 нед. Обратите внимание на более низкий уровень активности у самок при коротком светлом периоде и на поддержание высокого уровня активности у самок при длинном светлом периоде даже после удаления яичников, если им вводили эстрадиол.

Б. Временное распределение активности у 10 хомячков-самок, содержавшихся 6 нед при СТ 6 : 1 8 (животные были в анэструсе). Активность за каждый 10-минутный интервал оценивалась по 5-балльной шкале (5 — непрерывная активность, 0 — отсутствие активности). Каждая точка — среднее значение (±стандартная ошибка) активности за 10 дней у интактных животных (кружки), у тех же животных после удаления яичников и имплантации капсулы из силастика с эстрадиолом (треугольники) и у них же после удаления капсул (квадратики). Обратите внимание на сдвиг начала активности с середины темного периода у самок в анэструсе к его началу после введения эстрадиола.

деление гипофизом гонадотропинов. Во время анэструса отсутствует половая рецептивность — возможно потому, что уменьшается секреция стероидов яичниками;

но наряду с обратной связью, влияющей на секрецию гонадотропина, в анэструсе может также изменяться и чувствительность поведенческих реакций к стероидам. У овец поведенческие проявления течки, вызываемые эстрогеном, в анэструсе наблюдаются реже, чем в период размножения [61].

Цикличность функции яичников у млекопитающих _ Не только половое поведение меняется в зависимости от времени года. У самок сирийского хомячка в анэструсе отмечается понижение двигательной активности. Причина здесь не в одном лишь предполагаемом отсутствии эстрадиола, так как введение этого стероида овариэктомированным самкам, находившимся в условиях короткого дня, повышало их активность в меньшей степени, чем то же количество эстрадиола при длинном дне (рис. 8,А). Значит, данный показатель активности при коротком дне менее чувствителен к стимулирующему воздействию эстрадиола, чем при длинном. В анэструсе изменяется еще один аспект активности — распределение ее во времени. У самок хомячков в анэструсе главный пик активности приходится на вторую половину темного периода, а у особей с нормальной цикличностью наступает сразу после выключения света. Введение эстрадиола самкам в анэструсе сдвигает главный пик к началу темного периода, и временной профиль активности становится очень похожим на профиль у самок с нормальными циклами (рис. 8, Б).

РОЛЬ эпифиза. После ослепления или перевода на режим СТ 1 : 23 или СТ 2 : 22 у самок хомячка овариальные циклы через 6 недель прекращаются [85]. Такую реакцию можно блокировать удалением эпифиза, а также постоянным введением продукта эпифиза — мелатонина [87]. Кроме такого стимулирующего влияния на гонады мелатонин может вызывать и противоположный эффект: при его ежедневном введении самкам в условиях длинного дня через 7 недель наступал анэструс у всех самок — как с эпифизом, так и без него [108].

Такой эффект введения мелатонина зависит от времени суток;

вообще на эффекты мелатонина влияет не только время, но и способ его введения, а также длина фотопериода. Херберт установил, что у хорьков в условиях естественного освещения удаление эпифиза изменяло промежутки между последовательными эструсами он высказал [54];

предположение, что у ночных грызунов анэструс вызывается коротким световым периодом, воздействующим на организм через эпифиз, а у хорька—дневного хищника — воздействие длинного фотопериода на эпифиз приводит к наступлению эструса.

Виды с непрерывной течкой, полиэструсом и моноэструсом У самок млекопитающих с сезонным размножением встречаются различные типы овариальных циклов. У видов с непрерывной течкой, например у хорьков, на всем протяжении соответствующего сезона у самок и в отсутствие самца проявляется половая рецептивность из-за непрерывного созревания фолликулов. У других сезонных видов, например у хомячков, норок и у кобыл за сезон размножения проходит несколько волн фол 238 _Глава 25_ ликулярных циклов и несколько раз наступает течка;

поэтому такие виды называют полиэстральными. Третий тип — с одной волной созревания фолликулов и одной течкой за сезон (как у лисицы или собаки) — называется моноэстральным [9]. Как полагают, эти различные схратегии размножения максимально способствуют воспроизводству вида и определяются необходимостью успеть выносить и выкормить детенышей в подходящее для этого время года. Продолжительность беременности и лактации, по мнению исследователей, менее подвержена эволюционным изменениям, чем временные аспекты овариальных циклов [95].

Связь овариальных циклов с циркадианной системой Хотя стадии овариального цикла сменяются за промежутки времени, намного превышающие 24 ч, все же есть много данных в пользу того, что каждая стадия приурочена к определенному времени суток. Например, у крыс при фиксированном цикле СТ выброс ЛГ в проэструсе происходит в очень ограниченном интервале (при СТ 14 : 10 между 9 и ч после включения света) [34]. Вслед за сдвигом цикла освещения выброс ЛГ тоже сдвигается, принимая прежнее фазовое соотношение с новым режимом, что указывает на явную согласованность стадий овариального цикла с конкретными фазами цикла СТ [56]. Даже если блокировать выброс ЛГ инъекцией пентобарбитала перед самым моментом его ожидаемого наступления, то на следующий день такой выброс происходит точно в то же время суток [34].

Гипотезу о существовании суточного сигнала к выбросу ЛГ в проэструсе подтверждают и опыты на овариэктомированных крысах, получающих эстроген, у которых этот выброс отмечается примерно в то же время суток, что и у интактных животных, на той же стадии цикла [64]. На основании таких данных был сделан вывод, что у крыс на протяжении каждых суток есть фаза повышенной чувствительности к эстрогену, когда эстрадиол, если уровень его выше обычного, вызывает выброс ЛГ [56]. У самок хомячка выброс ЛГ тоже происходит по ежесуточному сигналу [81].

Изучение стадий эстрального цикла у хомячков, живущих при постоянном свете, указывает на циркадианную природу ежесуточного сигнала, влияющего на эстральный цикл.

Аллева и др. [5] показали, что при таких условиях ритм половой рецептивности у самок протекает свободно с периодом больше 96 ч, но ритмы выделения гонадотропина гипофизом и наступления овуляции не сохраняют нормального фазового отношения с момента начала эструса. Кроме того, при постоянном слабом, освещении эстральный ритм (в обычных условиях 4 Цикличность функции яичников у, млекопитающих Рис. 9. Свободнотекущие ритмы начала течки и бега в колесе у одной из самок хомячка, содержащихся при постоянном слабом освещении [38].

Запись повторена дважды, чтобы сделать более наглядной картину ритмов.

Дни, в которые животные пили воду с 50% D2O, помечены вертикальной черточкой справа, начало течки отмечено звездочкой в кружке.

дневный) переходит к свободному бегу с периодом в 4 раза длиннее, чем у циркадианного ритма активности (рис. 9) [38].

Введение тяжелой воды (D2 O) значительно удлиняло период ритма половой рецептивное™ и эстрального ритма при сохранении неизменного фазового угла между наступлением рецептивности и началом активности до и после опыта [38];

исследователи высказали предположение, что периодичность эстрального цикла и цикла активности определяется одним и тем же циркадианным механизмом. На связь с циркадианной системой указывают и эксперименты с длительным содержанием хомячков при постоянном свете — овуляция наступала несинхронно, овариальные циклы становились нерегулярными [4], нарушался также циркадианный ритм активности [106]. Однако сопряжение между ритмом активности и эстральным циклом не абсолютно, так как после инверсии светового режима циркадианный ритм активности отделяется от других ритмов астрального цикла, связанных с циркадианной системой, и более медленно захватывается вновь [37].

Сигнал, управляющий выделением гонадотропина, мог бы быть либо прямым нервным сигналом, либо нейроэндокринным, передаваемым с помощью гормонов, на секрецию которых в свою очередь влияет чередование света и темноты. Есть дан 240 _Глава 25 ные, указывающие на возможное участие в этом процессе надпочечников [70]: 1) в проэструсе ежесуточное повышение активности надпочечников происходит раньше секреции гонадотропина [84];

2) стероиды надпочечников могут инициировать выброс ЛГ на фоне эстрогена [24];

3) удаление надпочечников может уменьшить выброс ЛГ [32].

Циркадианная система участвует не только в определении более точных сроков наступления различных событий астрального цикла, но, возможно, и в определении начала самого периода размножения у самок тех млекопитающих, у которых он зависит от длины светового дня (см. предыдущий раздел о видах с сезонным и несезонным размножением). Так как экспериментальные доказательства участия циркадианной системы в фотопериодическом измерении времени есть только для самцов млекопитающих [75], можно лишь предположить сходную ее функцию и у самок тех же видов.

В поисках анатомической локализации циркадианного колебателя, с которым связано протекание овариального цикла, исследователи сосредоточили свое внимание на супрахиазменных ядрах гипоталамуса. Многочисленные работы показали, что эти ядра участвуют в порождении многих циркадианных ритмов (например, ритмов общей подвижности, секреции кортикостерона, ферментной активации в эпифизе), так как их разрушение приводит к исчезновению этих ритмов [50, 74, 92].

Повреждение супрахиазменных ядер у хомячков-самок не только нарушает циркадианный ритм двигательной активности, но и вызывает постоянную течку вне зависимости от фотопериодических условий [105]. Эти результаты, по видимому, указывали на роль супрахиазменных ядер в циркадианной системе фотопериодического измерения времени.

Это будто бы подтверждали и наблюдения над хомячками самцами, которые после повреждения упомянутых ядер проявляли способность участвовать в размножении независимо от фотопериода [105]. Следует, однако, отметить, что разрушение тех же ядер приводило к постоянной течке у лабораторных крыс — вида, размножение которого не регулируется фотопериодом [101]. Таким образом, неизвестно, что нарушается у хомячка при повреждении супрахиазменных ядер — работа циркадианных часов, ответственных за фотопериодическое измерение времени, или же (и?) часов, влияющих на события астрального цикла. Очевидно, что для точного выяснения роли этих ядер и циркадианной организации в регуляции эстрального цикла у млекопитающих требуются дальнейшие исследования.

_ Цикличность функции яичников у млекопитающих _ Признательность Авторы благодарны д-рам Кэтлин Д. Райан и Чарлзу И.МакКормаку за полезные замечания по рукописи главы, а Линде Дж. Суонсон за подготовку ряда рисунков. Мы признательны д-рам Сандре Лиган, Брюсу Голдмену, Ирвингу Цукеру и М. Б. Тер-Хару и их сотрудникам за разрешение воспроизвести их опубликованные материалы и д ру Обри Горбмену за разрешение использовать схему яичника млекопитающих.

Литература 1. Adler N. Т. On the mechanisms of sexual behavior and their evolutionary constraints. In: J. S. Hutchison (ed.), Biological Determinants of Sexual Behavior, New York, Wiley, 1978.

2. Adler N. Т., Davis P. G., Kpmisaruk B. R. Variation in size and sensitivity of a genital sensory field in relation to the estrous cycle in rats. Hormones and Behavior, 9, 334—344 (1977).

3. Alleva I. J., Umberger E. J. Evidence for neural control of the release of pituitary ovulatory hormone in the golden Syrian hamster, Endocrinology, 78, 1125—1129 (1966).

4. Alleva J. J., Waleski M. V., Alleva F.' R., Umberger E. I. Synchronizing effects of photoperiodicity on ovulation in hamsters, Endocrinology, 82, 1227—1235 (1968).

5. Alleva J. J., Waleski M. V., Alleva F. R. A biological clock controlling the estrous cycle of the hamster, Endocrinology, 88, 1368—1379 (1970).

6. Anisko J. J. Communication by chemical signals in canidae. In: R. L. Doty (ed.), Mammalian Olfaction, Reproductive Processes and Behavior, New York, Academic Press, 1976.

7. Arimura A., Schally A. V. Augmentation of pituitary responsiveness to LH-releasing hormone (LH-RH) by estrogen, Proceedings of the Society for Experimental Biology and Medicine, 136, 290—293 (1971).

8. Aschoff J., Hoffmann Ц-, Pohl H., Wever R. Reentrainment of circadian rhythms after phase-shifts of the zeitgeber, Chronobiologica, 2, 23—78 (1975).

9. Asdell S. A. Patterns of Mammalian Reproduction. Ithaca, N. Y.

Cornell University Press, 1964.

10. Barraclough C. A. Sex steroid regulation of reproductive neuroendocrine processes. In: R. O. Greep and E. B. Astwood (eds.), Handbook of Physiology, Section 7, Endocrinology, Vol. 2, Part 1.

Washington D. C, American Physiological Society, 1973.

11. Bartke A., Croft В. Т., Dalterio S. Prolactin restores plasma testosterone levels and stimulates testicular growth in hamsters exposed to short daylength, Endocrinology, 97, 1601—1604 (1975).

12. Beach F. A. Sexual attractivity, proceptivity and receptivity in female mammals, Hormones and Behavior, 7, 105—138 (1976).

13. Berger P. I., Sanders E. H., Gardner P. D., Negus N. C. Phenolic plant compounds functioning as reproductive inhibitors in Microtus montanus, Science, 195, 575—577 (1977).



Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.