We studied the morphologic and histochemical organization of neurons of the hypothalamic supraoptic nucleus in rats exposed to different durations of photoperiod and injection of melatonin. Morphometric and histochemical analyses of neurons were performed after staining brain histological sections for RNA. Prolonged illumination leads to more pronounced changes in the parameters of hypothalamic structures at 2 a.m. than at 2 p.m., particularly decreasing the concentration of RNA in the cell nuclei. The use of exogenous melatonin does not normalize the revealed changes in the parameters of the studied structures of the neurons of the supraoptic nucleus of the hypothalamus caused by the prolonged stay of rats under conditions of constant illumination.
Paraventricular nuclei (PVN) of the hypothalamus are the autonomic center forcoordination of functions and consists of a number of neuronal populations - sub-nuclei,which differ in structural and functional features and the nature of nerve connectionswith various parts of the nervous and neuroendocrine systems. When studying stressreactions and actions of the stress-limiting factors, it is important to study subpopulationsof PVN neurons of the hypothalamus, synthesizing stress-releasing hormones, whichinitiate stress reactions of the body. One of the main factors that show a pronouncedeffect in the regulation of ACTH secretion is corticotropin-releasing factor (CRF). TheCRF-immunoreactive tracer was found mainly in the medial small-cell subnucleus of theparaventricular nuclei of the rat hypothalamus. Despite deep and comprehensive studiesof the hypothalamus, until now there are no unifed ideas about its individual reactivityand the degree of involvement of these structures into the stress reaction caused by theprolonged change in the lighting regime.Purpose - to fnd out the effect of different illumination regimes on the morphometriccharacteristics of the medial small-cell subnuclei of the paraventricular nuclei of thehypothalamus of mature and old rats.Material and methods. The experiments were conducted on 72 nonlinear white malerats, divided into 6 series of studies, in each of which the biomaterial sampling wascarried out at 14.00 and 02.00 h using morphometric and statistical research methods.Results. Morphometric assessment of the medial small-cell sub-nuclei of theparaventricular nuclei (msPVN) of the hypothalamus of rats revealed the diurnaldynamics of indices. It has been established that in both old and mature rats, theiraverage volume (p <0.05) signifcantly decreases at 2.00 compared to 14.00 undernormal lighting. The nuclear-cytoplasmatic ratio at 02.00 increases in comparison with14.00 respectively.When the animals were kept under constant illumination, more pronounced changesin the structures under study were established. In particular, the volume of neurons inthe msPVN of the hypothalamus decreases both mature and old rats compared withrats under standard illumination and even more in comparison with rats under lightdeprivation. In accordance with this, the NCR also changes. The average number ofneurons on the standard plane of the histological section also decreases in comparisonwith other illumination regimes. It is also necessary to point out that under conditionsof light stimulation in mature rats in msPVN, the average volume of neurons (p <0.05)noticeably decreases at 02:00 in comparison with 14:00, when the volume of theirnuclei does not change on average during the indicated study periods. This is reflected,respectively, in the NCR change, which increases at 02.00 in comparison with 14.00.As to the old rats, the average neuron volume does not decrease at 2.00 in comparisonwith 14.00 in msPVN neurons at light stimulation, as well as the volume of their neucleichanges, on average, is barely noticeable ,and according to it, NCR at 02.00 remainsstable in comparison with 14.00, and the average quantity of neurocytes in msPVN doesnot change on a standard plane of the histological section during various periods ofthe twenty four hours. At the same time, with various modifcations of the light regime,cytometric parameters of neurons under study in old rats, on average, are signifcantlylower (p <0.001) than those in mature rats.Conclusions. 1. The duration of the photoperiod signifcantly affects the 24 hoursactivity of msPVN in the hypothalamus of mature and old rats. In particular, in bothinvestigated groups of rats, the average volume of neurons (p <0.05) reliably decreasesat 2.00 under normal illumination in comparison with 14.00, and, accordingly, the NCR at 02.00 increases compared to 14.00. All cytometric parameters of their neurons in oldrats are, on average, signifcantly lower (p <0.001) than in mature rats.2. Constant illumination causes more pronounced changes in the morphometricparameters of the msPVN of the hypothalamus than light deprivation. Thus, in maturerats in the msPVN, the average volume of neurons (p <0.05) decreases noticeably at02:00 in comparison with 14:00, which is reflected, respectively, in the change in NCR,which increases at 02:00 compared to 14:00. For old rats, under light stimulation, allthe studied cytometric parameters of their neurons, on average, are signifcantly lower(p <0.001) than those in mature rats.
РЕЗЮМЕ. Рухова активність є важливою властивістю тварин і людини, це одна з умов їх нормального існування та розвитку, яка залежить від рівня освітленості. Обмеження рухової активності (гіпокінезія, або іммобілізація) – потужний стресорний фактор, який викликає різноманітні патологічні процеси. Гіпоталамус, як вищий підкірковий центр автономної (вегетативної) нервової системи, має потужний регулювальний вплив на всі життєво важливі функції організму, у тому числі й на підтримання гомеостатичної рівноваги живої системи, яка порушується в результаті діяльності стресорів, зокрема іммобілізації. У зв’язку з важливою роллю великоклітинних надзорових ядер гіпоталамуса в реалізації адаптаційних можливостей організму актуальним є вивчення характеру їх реагування при впливі на організм експериментальних тварин іммобілізаційного стресу. Мета – вивчення впливу іммобілізаційного стресу на морфофункціональний стан надзорових ядер гіпоталамуса щурів. Матеріал і методи. Експерименти проведені на нелінійних самцях білих щурів масою 200–220 г. Тривалий іммобілізаційний стрес моделювали шляхом утримання щурів у спеціальних пластикових клітках-пеналах впродовж 6 год щоденно 7 діб поспіль. Тварин було поділено на 2 серії досліджень, у кожній з яких забір біоматеріалу здійснювали о 14.00 і о 02.00 год із застосуванням морфофункціональних та статистичних методів дослідження. Результати. Вивчення морфометричних характеристик нейронів надзорових ядер гіпоталамуса виявило добову динаміку показників. За стандартного світлового режиму у щурів реєстрували добовий ритм морфофункціональної активності нейронів надзорових ядер гіпоталамуса з максимумом активності в нічний час (02.00 год). При утримуванні тварин в умовах іммобілізаційного стресу о 14.00 год площа нейрона надзорових ядер гіпоталамуса сягала (305,67±7,939) мкм2 і була вірогідно більшою (на 9,97 %) від аналогічної величини в контрольній групі щурів. Водночас, виявлено зростання площі його цитоплазми на 17,0 %. Іммобілізаційний стрес призвів о 14.00 год до вірогідного зменшення концентрації РНК в ядрі на 33,1 %, в ядерці та цитоплазмі нейронів надзорових ядер гіпоталамуса щодо величин контрольної групи тварин. Утримування тварин в умовах іммобілізаційного стресу викликало більш виражені зміни морфофункціонального стану нейронів надзорових ядер гіпоталамуса о 02.00 год, ніж о 14.00 год. Так, площа ядра нейрона становила (261,94±6,240) мкм2 і була вірогідно меншою (на 14,3 %) за аналогічну в контрольній групі тварин. Вказані зміни супроводжувалися зменшенням площі ядерця та цитоплазми нейрона, яка становила (165,33±4,642) мкм2 і була вірогідно меншою (на 24,2 %) від такої в тварин, яких утримували за стандартного режиму освітлення. Перебування тварин за умов іммобілізаційного стресу порушувало добовий ритм морфофункціональної активності нейронів надзорових ядер гіпоталамуса. Більшу їх активність, на відміну від щурів, які перебували за звичайного освітлення, реєстрували у денний період спостереження. Висновки. 1. За стандартного світлового режиму у щурів реєструється добовий ритм морфофункціональної активності нейронів надзорових ядер гіпоталамуса з максимумом активності в нічний час. 2. Іммобілізаційний стрес спричиняє порушення ритму морфофункціональної активності досліджуваних нейронів. 3. Утримування тварин в умовах іммобілізаційного стресу викликало більш виражені зміни морфофункціонального стану нейронів надзорових ядер гіпоталамуса о 02.00 год, ніж о 14.00 год, що супроводжувалося вірогідним зменшенням площ ядра, ядерця та цитоплазми нейрона щодо аналогічних величин у контрольній групі тварин.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.