Новые вклады
Эстральный цикл грызунов был идентифицирован как важный показатель хорошего самочувствия. Однако бессознательные предубеждения исследователей и неточные интерпретации относительно женского тела мешают научному сообществу. Сама этимология слова «эструс» подразумевает чувство неполноценности и негатива. Еврипид использовал этот термин для описания «безумия» или безумия, Гомер для описания паники, а Платон для описания иррационального влечения. Это исследование подчеркивает, как эти первобытные перспективы влияют на современное научное сообщество и решают эти проблемы с помощью новой мозаичной парадигмы — обновленной комбинации ранее изученных методов, расширенных по охвату для более комплексного подхода.
Изучение и использование этого метода необходимы, во-первых, поскольку не существует стандартизированного и всеобъемлющего метода мониторинга, а практика интерпретации данных может быть неясной. Во-вторых, хотя характеристики эстрального цикла зависят от отдельных изучаемых крыс, они часто универсализируются. В-третьих, хотя гормональные циклы являются рутинными и полезными процессами, они окружены опасной стигмой, исследуемой в разделе «Перевод на людей». Это исследование направлено на решение этих трех проблем тремя способами: (А) путем описания углубленной техники мониторинга эстрального цикла и уточнения того, как результаты могут быть интерпретированы, (В) путем изложения методов, которые поддерживают целостность и индивидуальность каждого цикла, и (В) путем привлечения внимания к заблуждениям, которые увековечивают необоснованную практику.
Это исследование также уникально в своем фокусе на крысах-подростках, период, отмеченный критическими изменениями в развитии, которые проливают свет на различные поведенческие, анатомические и физиологические проявления во взрослом возрасте1. Построение стандартизированной экспериментальной конструкции для мониторинга гормональных циклов в недостаточно изученной популяции при одновременной деконструкции общих предубеждений позволит разработать надежные и достоверные гормональные корреляции 2,3,4 и определить зависящие от состояния нарушения цикла 5,6,7,8,9,10 . В конечном счете, эти новинки служат для расширения диагностических критериев, методов лечения и вмешательств различных проблем здоровья.
Основные определения и виды использования
Эстрозный цикл представляет собой совокупность динамических физиологических процессов, которые происходят в ответ на три колеблющихся женских половых стероидных гормона: эстрадиол, лейтеинизирующий гормон (ЛГ) и прогестерон (рисунок 1А, В). Взаимодействия между эндокринной и центральной нервной системой регулируют цикл, который чаще всего сохраняется в течение 4-5 дней и повторяется с начала полового созревания до репродуктивного старения и / или прекращения. Он делится на отдельные категории в зависимости от уровня гормонов - чаще всего на 4 стадии диэструса (DIE), проэструса (PRO), течки (EST) и метеструса (MET), которые прогрессируют по кругу. Количество делений может варьироваться от 3стадий 11 до 13 стадий12, в зависимости от характера исследования13. Меньшее число делений часто исключает НДПИ как стадию и классифицирует ее как кратковременный переходный период. Большее число обычно включает подразделы, которые позволяют более внимательно изучить такие явления, как развитие опухоли или спонтанная псевдоберемень, физиологическое состояние беременности без эмбриональной имплантации 12,14,15.
В этом исследовании стадии были идентифицированы через компоненты влагалищного канала, названные 3 категоризирующими детерминантами - тип (типы) клеток присутствуют, расположение клеток и количество клеток (рисунок 2A-D). Хотя состояние влагалищной жидкости не контролировалось в этом исследовании, рекомендуется включить ее в качестве четвертого категоризирующего компонента. Дополнительную информацию об исследовании влагалищной жидкости можно найти в списке литературы16. Компоненты категоризации могут быть исследованы путем извлечения клеток с помощью вагинального лаважа, основного метода, рекомендуемого в современном мониторинге эстрального цикла. В то время как углубленные физиологические процессы на каждом этапе выходят за рамки данного исследования, более подробную информацию можно найти в литературе17.
Использование и дальнейшее развитие этого метода мониторинга эстрального цикла коренится в связях между половыми стероидными гормонами и функцией систем организма, таких как сердечно-сосудистая система18, эндокринная система8 и центральная нервная система 19,20,21. В то же время мониторинг эстрального цикла не всегда может быть необходим, когда участвуют самки грызунов 22,23,24,25. Скорее, важно сначала рассмотреть, были ли зарегистрированы половые различия в конкретной области исследования, которые могут быть дополнительно изучены в опубликованных обзорах22,23. Хотя мониторинг эстрального цикла имеет жизненно важное значение в широком спектре исследовательских исследований, его не следует рассматривать как препятствие для включения самок грызунов в эксперименты. Хотя этот метод может показаться сложным и трудоемким, сама процедура может занять менее 15 минут, в зависимости от исследователя, и является экономически эффективной. В целом, включение самок грызунов в научные исследования выгодно для понимания систем организма, различных состояний и патологий, а также общего самочувствия, поскольку эти разработки были в основном основаны на шаблоне мужского тела.
Универсальные параметры и естественные изменчивости у грызунов
Установление диапазонов для аспектов, рассматриваемых как «типичные», необходимо для определения стандартных моделей циклов, задания параметров для сравнительных и аналитических целей и выявления аномалий и выбросов. В то же время важно также признать, что цикл каждой крысы уникален, и ожидаются отклонения, основанные на штамме животных, физиологических процессах и условиях окружающей среды. На самом деле, одним из самых «нормальных» аспектов эстрального цикла является изменчивость. Это видно по общей продолжительности цикла, с диапазоном 3-38 дней26,27; возраст полового созревания, который может варьироваться от 32-34 дней до нескольких недель 28,29,30; то, что считается ациклическим11, и категоризация детерминантных паттернов11,13. В целом, не существует универсального шаблона для эстрального цикла, и перевод его как для научного сообщества, так и для широкой общественности является важной частью экспериментального процесса.
Экспериментальные временные точки и возраст развития
Признание этого принципа изменчивости помогает в построении надежного и обоснованного экспериментального проекта. Например, начало мониторинга эструсного цикла зависит от анатомического и физиологического развития крыс, которое варьируется в зависимости от экологических и физиологических факторов. Мониторинг не может начаться до развития влагалищного отверстия (VO), которое представляет собой наружное влагалищное отверстие, окруженное вульвой, которая ведет во внутреннюю часть вагинального канала (рисунок 3A-D). В то время как VO часто полностью развивается в возрасте от 32 до 34 дней, он остается индивидуализированным для каждого субъекта, и многое в этом процессе остается неизвестным. Это отверстие было использовано для выявления начала полового созревания, которое было связано с увеличением эстрадиола31, созреванием гипоталамо-гипофизарно-яичниковой оси32 и первой овуляцией у крыс 17,33,34,35. Тем не менее, недавние публикации показали, что он является лишь косвенным маркером репродуктивного развития, поскольку он может стать несвязанным с гормональными явлениями и явлениями развития в неблагоприятных условиях31 и может представлять изменения в уровнях эстрадиола, а не половое созревание33. Поэтому рекомендуется не полагаться исключительно на VO для определения возраста развития и в качестве квалификатора для мониторинга эстрального цикла36, но также использовать появление первой стадии EST и ороговение эпителиальных клеток30, чтобы отметить начало полового созревания.
Масса тела заметно коррелирует с возрастом развития в подростковом периоде у грызунов30,37 и поэтому также может помочь в определении возраста развития в этот период. Предложенные механизмы, связанные с этим явлением, включают стимуляцию гормонов, необходимых для репродуктивного развития, таких как гормон роста, и ингибирование гипоталамо-гипофизарной надпочечниковой оси (HPA) регулятором аппетита, лептином30. Тем не менее, не рекомендуется использовать этот показатель в качестве единственного показателя возраста развития из-за большой разницы, наблюдаемой между крысами между видами и поставщикамипоставщиков 38. Изменчивость, наблюдаемая в развитии VO и массы тела, иллюстрирует важность концепции в общем экспериментальном процессе.
Перевод на человека: культурный и научный контекст
Трансляционная связь репродуктивных исследований животных и человека является двунаправленной. Результаты исследований на животных влияют на то, как оцениваются, подходят и анализируются человеческие процессы39. Восприятие репродуктивной системы человека и связанных с ней процессов влияет на то, как изучаются животные. На самом деле, одним из самых громких указаний для дальнейших исследований в этой области являются предвзятые социокультурные убеждения, связанные с гормональными циклами, которые влияют на научный процесс. Многие из этих условностей проистекают из общего культурного отвращения к обсуждению менструации, что привело к пробелу в данных в хорошо обоснованных знаниях40,41. Это имеет спектр последствий, которые варьируются от незначительных до смертельных — от высоты стеллажей и размера смартфона до полицейской установки бронежилетов и пропущенных диагнозов рака42.
Описание менструации как антисанитарной, разрушительной и токсичной, которую можно увидеть в почитаемых текстах, средствах массовой информации, словарях и медицинских учениях, сохраняется научными публикациями. Это происходит из-за неточных и предвзятых описаний гормональных циклов, изоляции репродуктивной системы от ее нейроэндокринных аналогов и влияний окружающей среды, а также редукционистской перспективы завершения цикла как «неспособности забеременеть»43,44. Это приводит к созданию необоснованных экспериментальных практик, таких как отсутствие внешних переменных, которые влияют на гормональные циклы, определение начальных и конечных точек, основанных исключительно на анатомических разработках, и измерение продвижения цикла линейным, а не круговым образом. Несмотря на прямую корреляцию между социокультурными факторами и биологическими последствиями, она не часто рассматривается в научной литературе. Изучая более целостные публикации 43,44,45, исследователи могут деконструировать эти стигмы и создавать более надежные и валидные экспериментальные проекты.