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介绍
压力是对外部刺激做出反应的生物条件。尽管这种情况很重要,可以更好地应对压力情况,但它涉及一些行为和生理改变1。此外,当应激刺激持续存在时,会观察到对组织的破坏性影响,并观察到一系列形态改变1–3。
与应激条件相关的一种众所周知的生理反应是下丘脑-垂体-肾上腺轴的过度激活,导致糖皮质激素的分泌增加。此外,下丘脑-垂体-性腺轴也会受到影响,慢性压力情况下性激素分泌会减少4。
多项研究表明,泌尿生殖系统器官的形态因糖皮质激素水平增加和慢性应激而严重改变1,5–9。然而,很少有研究探讨压力对前列腺的影响。其中,一些重要的实验结果指出压力刺激与前列腺癌之间的关系,即癌症相关基因表达增加10,并加速前列腺癌的发展11,12。
对应激大鼠的前列腺形态进行了表面研究,在腹叶中观察到明显的上皮增殖13。但尚未对前列腺基质进行研究,也未使用形态测量方法客观评估应激啮齿动物的上皮。此外,众所周知,如果在青春期前或成年期间诱发慢性压力,会促进泌尿生殖器官的不同改变5,6,但这尚未在前列腺中进行研究。
因此,本研究的目的是评估遭受慢性应激的青春期前和成年 Wistar 大鼠的前列腺变化。
方法
动物
实验中使用了 32 只雄性 Wistar 大鼠。将大鼠饲养在温度受控的房间(22±1°C)中,并进行人工暗光循环(早上 7 点至晚上 7 点开灯),并随意喂食标准大鼠饲料和水。里约热内卢大学动物护理和使用委员会批准了动物的处理和研究设计(方案编号 CEUA/004/2015),并根据国家和国际法规使用。作者遵守了 ARRIVE 指南。
实验设计
根据年龄和治疗将动物分为四组。SP(n=7)为4周龄青春期前大鼠组,SA(n=9)为10周龄成年大鼠组;两者都屈服于压力刺激。我们将这些组中的每一个与年龄匹配的对照组进行了比较。CP(n = 8)是青春期前大鼠的对照组,CA(n = 8)是成年大鼠的对照组。
SP组和SA组采用固定法进行慢性应激9。每只动物每天早上(上午 9 点至 11 点)都被关在坚硬的不透明塑料管中 2 小时,以在六周期间限制其活动。根据大鼠体型每周调整不同直径和长度的塑料束缚管。观察并记录应激期期间和应激期后动物的行为。同时,对照组(CP和CA)保持在正常条件下,不承受任何压力,但在同一时间段(早上2小时)去除食物和水。所有动物在施加应激刺激的最后一天后24小时处死,当时大鼠为10周(SP和CP)和16周(SA和CA)。安乐死是通过在诱导室中吸入异氟烷(Isoflorano,BioChimico,Itatiiaa,RJ,巴西)来进行的。
数据采集
在死亡前测量体重,并通过心脏穿刺收集血液,使用市售的酶联免疫吸附测定 (ELISA) 试剂盒(货号 ADI-900-065,Enzo,New York,United)测定睾酮水平。美国,灵敏度为 5.67 pg/mL)14。
解剖前列腺腹叶,并通过浸入 3.7% 甲醛中至少 48 小时来固定。此外,对样品进行石蜡包埋处理以获得非连续的5μm厚的组织切片。通过与数码相机(DP70,奥林巴斯)联用的显微镜??(BX51,奥林巴斯,东京,日本)对苏木精和伊红(H&E)染色切片进行形态测定分析。所有图像均以标记图像文件格式 (.tiff) 保存,分辨率为 2,040 × 1,536 像素15。
使用 ImageJ 软件(美国国立卫生研究院,贝塞斯达,马里兰州,美国)的“直线”工具在 200 倍放大倍数的显微照片中测量腺泡上皮的高度(以微米为单位)。为此,对每只大鼠进行 125 次上皮测量(最常见的是,每个组织学区域进行 5 次测量,至少来自 25 个组织学区域)16,17 号。
使用 ImageJ 软件的“多边形选择”工具在 400 倍放大倍数的显微照片中测量腺泡面积,以平方微米为单位。对于此分析,测量了在组织学领域中完全观察到的所有腺泡18。每只动物至少研究了 25 个组织学区域。
通过点截距法评估管腔、上皮和基质的表面密度(Sv)19,20。简而言之,使用 ImageJ 软件,将 100 点网格叠加在 400 倍放大倍率下的图像上。对一个点接触的每个结构进行计数,并将其密度确定为分析区域的百分比。对于每只大鼠,评估 25 个视野。
统计分析
使用学生 t 检验将承受压力刺激的各组的平均值与其相应的年龄匹配对照组进行比较。所有分析均使用 GraphPad Prism 5.0 软件(GraphPad Software,圣地亚哥,加利福尼亚州,美国)进行。当p < 0.05时,平均差异被认为是显着的。所有结果均以平均值±标准差表示。
结果
所有受到应激刺激的动物在应激过程中和应激后立即表现出行为改变。这些行为包括在进入管子之前试图逃跑、在管子内呼吸急促和腹泻,以及从管子移出盒子后奔跑。
应激刺激对青春期前大鼠的影响
与对照组相比,SP 动物的体重减少了 29 克(14.1%;p < 0.05)。SP 组和 CP 组之间的血清睾酮水平没有显着差异 ( p = 0.23)。此外,这些组之间在上皮高度 ( p = 0.55)、腺泡面积 ( p = 0.27)、管腔 Sv ( p = 0.89)、上皮 Sv ( p = 0.61) 和基质 Sv ( p = 0.49 ) 方面没有观察到形态差异。 )。
应激刺激对成年大鼠的影响
将 CA 与 SA 进行比较时,未观察到体重差异 ( p = 0.86)。应激动物的睾酮血清水平降低了 2.42 ng/mL,相当于该激素水平的 21.5% ( p = 0.04)。
CA 组和 SA 组之间的上皮高度 ( p = 0.58)、腺泡面积 ( p = 0.10) 和基质 Sv ( p = 0.61) 没有观察到统计学差异。与此同时,与年龄匹配的对照组相比,应激动物的流明 Sv 增加了 12.0% ( p = 0.02)。此外,与 CA 组相比,SA 组的前列腺上皮 Sv 减少了 12.6%(p = 0.04)(图。1)。
讨论
本研究表明,承受慢性应激的成年大鼠表现出前列腺和激素的改变,睾酮减少,前列腺腺泡面积和管腔表面密度增加,前列腺上皮减少。同时,在遭受慢性应激的青春期前大鼠中没有观察到统计学差异(睾酮水平和前列腺形态)。
众所周知,慢性压力会激活下丘脑-垂体-肾上腺轴,从而对下丘脑-垂体-性腺轴产生影响。这种内分泌紊乱的一个主要结果是压力个体性激素产生/分泌的减少21。我们的研究小组已经证明,这种慢性应激模型可以降低慢性应激大鼠的睾酮血清水平5,6,9,与当前实验中观察到的情况类似。这与Selye在研究压力机制时提出的观点是一致的。在有压力的情况下,整个有机体准备应对压力源,并且立即不需要的生理机制受到抑制22。生殖系统是生理系统的一个例子,理论上在压力情况下应该受到抑制23。糖皮质激素还可以直接干扰睾酮水平,并且已知下丘脑-垂体-肾上腺和下丘脑-垂体-性腺轴相互作用21。
睾酮减少导致阴茎和睾丸形态改变5,6,9,但尚未研究前列腺。作为雄激素依赖性器官,前列腺很容易受到性激素的影响,并且预计前列腺会因慢性压力而发生很大的改变。令人惊讶的是,在我们的应激动物的前列腺中仅观察到离散的形态变化。更长时间的压力将很有趣,以验证是否可以在成年动物和(特别是)青春期前的动物中观察到更明显的变化。这项研究使用了之前使用的相同方案(每天 2 小时,持续六周),在其他泌尿生殖器官中得到了有趣的结果1,5–7,9。因此,可以相信前列腺可能是一个受压力影响较小的器官。
在承受慢性应激的成年大鼠中,观察到前列腺上皮表面密度减少。这可能是压力对上皮细胞的直接影响,也可能是间接影响,即睾酮水平降低的结果。矛盾的是,应激大鼠的上皮高度没有改变。这可以通过应激动物中上皮折叠数量减少来解释,导致上皮占据的表面减少,而上皮高度没有改变。应激动物的另一个发现是管腔表面密度升高,这可能是上皮 Sv 减少的结果。
Mukerjee 和 Rajan 的研究24显示出与本研究的结果非常相似的结果。在他们的研究中,与对照组动物相比,青春期前的大鼠因母体剥夺或足部电击而应激,其上皮体积减少。在 Morone Pinto 等人的研究中。25,慢性压力(药理学引起的)也会对前列腺上皮产生负面影响,降低其高度。尽管这些作者没有测量上皮细胞的 Sv,但这些发现证实了慢性压力对前列腺上皮细胞产生负面影响的结果。
当前研究的一个有趣结果是,与青春期前的大鼠相比,成年动物的前列腺表现出更显着的形态变化。事实上,与对照组相比,青春期前应激大鼠的前列腺没有观察到统计学上的显着差异。一个可能的原因是青春期前的个体比成年人更能适应不同的情况。青春期主要是重要变化和适应的阶段。此外,青春期前的动物可能不会遭受下丘脑-垂体-性腺轴的改变,因为睾丸尚未完全发育。这可以解释 SP 组睾酮水平非统计性降低的原因。这些发现与我们之前的研究相似,该研究比较了青春期前和成年大鼠的压力5,6。在研究睾丸和阴茎时,我们观察到,在成年期诱发压力刺激时,慢性压力造成的损害比青春期前更为严重。在遭受慢性应激的青春期前动物中观察到的唯一变化是体重减轻。这可以用压力引起的能量消耗加剧来解释,尽管未来的研究应该更好地阐明这一发现。
在本研究中,使用大鼠来评估慢性压力对前列腺的影响。这项研究的局限性在于所使用的动物模型,因为结果可能无法反映对男性的实际影响。即使考虑到大鼠的前列腺腹叶是形态学研究的良好模型,但在人类和大鼠的前列腺之间仍观察到一些差异。
有必要进一步研究慢性压力的影响。在就压力对前列腺的影响做出明确决定之前,有必要研究压力源刺激的不同类型、强度和时间以及动物的年龄。尽管本研究中没有进行皮质酮分析(这可能被认为是该研究的局限性),但压力诱导方法是一个完善的方案。我们的研究结果表明,成年期施加的慢性压力会导致前列腺形态改变。然而,尚不清楚这些改变是否可以在应激源刺激撤除后逆转或通过某些治疗来预防。所有压力模型的一种可能的限制是对压力刺激的适应。由于所有处于应激状态的动物都会出现行为改变,
结论
根据本研究获得的结果,可以认为应激刺激会促进成年大鼠前列腺的荷尔蒙失衡和形态改变。同时,在青春期前阶段受到应激的动物并未出现前列腺形态的改变或睾酮分泌的改变。