Половые особенности циркадной ритмики некоторых биохимических показателей у крыс линии вистар при постоянном освещении и хронической алкогольной интоксикации
- Авторы: Арешидзе Д.А.1, Козлова М.А.1, Макарцева Л.А.1, Кириллов Ю.А.1
-
Учреждения:
- Научно-исследовательский институт морфологии человека имени академика А.П. Авцына ФГБНУ «Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского»
- Выпуск: Том 22, № 3 (2022)
- Страницы: 49-60
- Раздел: Оригинальные исследования
- Статья опубликована: 12.12.2022
- URL: https://journals.eco-vector.com/MAJ/article/view/108606
- DOI: https://doi.org/10.17816/MAJ108606
- ID: 108606
Цитировать
Полный текст
![Открытый доступ](https://journals.eco-vector.com/lib/pkp/templates/images/icons/text_open.png)
![Доступ закрыт](https://journals.eco-vector.com/lib/pkp/templates/images/icons/text_unlock.png)
![Доступ закрыт](https://journals.eco-vector.com/lib/pkp/templates/images/icons/text_lock.png)
Аннотация
Обоснование. Для биологических систем всех уровней организации характерна ритмичность процессов функционирования, это одно из фундаментальных свойств живой материи. Комплекс циркадных ритмов млекопитающих, будучи генетически обусловленным, достаточно пластично модулируется действием периодических факторов внешней и внутренней среды. К значимым факторам дезорганизации биоритмов в современном мире относят нарушение режима света/темноты, так называемое световое загрязнение. Злоупотребление алкоголем остается одной из наиболее важных медицинских и социальных проблем современного общества. Один из важных эффектов алкоголя — его деструктивное влияние на циркадные ритмы многих физиологических процессов.
Цель исследования — изучение влияния постоянного освещения, хронической алкогольной интоксикации и их комплексного воздействия на суточную динамику некоторых биохимических параметров у крыс Вистар обоего пола.
Материалы и методы. Работа выполнена на 200 самцах и 160 самках крыс аутбредного стока Вистар в возрасте 6 мес., с массой тела 350 ± 15 г. Крысы были разделены на 8 групп по условиям содержания: 1-я группа (контроль, самцы, n = 50) — фиксированный световой режим (свет 10 ч / темнота 14 ч с включением света в 8:00 и выключением в 18:00); 2-я (самцы, n = 50) — те же условия, что и контроль, но в качестве питья им предоставляли 15 % водный раствор этанола ad libitum вместо воды, то есть хроническая алкогольная интоксикация; 3-я (самцы, n = 50) — постоянное освещение; 4-я (самцы, n = 50) — постоянное освещение и 15 % водный раствор этанола ad libitum; 5-я (контроль, самки, n = 40) — фиксированный световой режим (свет 10 ч / темнота 14 ч с включением света в 8:00 и выключением в 18:00); 6-я (самки, n = 40) — те же условия, что и контроль, но в качестве питья им предоставляли 15 % водный раствор этанола ad libitum вместо воды, то есть хроническая алкогольная интоксикация; 7-я (самки, n = 40) — постоянное освещение; 8-я (самки, n = 40) — постоянное освещение и 15 % водный раствор этанола ad libitum. В образцах крови, собранных в 9:00, 15:00, 21:00 и 3:00 ч, определяли содержание аспартатаминотрансферазы, аланинаминотрансферазы, глюкозы, общего белка, альбумина, прямого и общего билирубина. Достоверность циркадной ритмичности исследуемых параметров определяли посредством косинор-анализа.
Результаты. Установлено, что хроническая алкогольная интоксикация, постоянное освещение и совместное действие этих факторов вызывают сходные изменения биохимических показателей у крыс обоих полов, однако у самок уровень аспартатаминотрансферазы, общего и прямого билирубина изменяется в результате трехнедельной интоксикации, чего не наблюдается у самцов. В свою очередь, как отдельное, так и совместное действие хронической алкогольной интоксикации и темновой депривации приводит к существенным изменениям ритмостаза у крыс, однако циркадные ритмы общего белка, а также обоих видов билирубина оказываются более устойчивыми к темновой депривации у самок, нежели у самцов.
Заключение. Проведенное исследование свидетельствует, что трехнедельная хроническая алкогольная интоксикация вызывает более существенные изменения биохимического профиля у самок крыс по сравнению самцами. В то же время исследованные циркадные ритмы биохимических показателей организмов самок оказываются более устойчивыми к темновой депривации, чем организмов самцов, и разрушаются только при совместном действии алкогольной интоксикации и постоянного освещения.
Ключевые слова
Полный текст
![Доступ закрыт](https://journals.eco-vector.com/lib/pkp/templates/images/icons/text_lock.png)
Об авторах
Давид Александрович Арешидзе
Научно-исследовательский институт морфологии человека имени академика А.П. Авцына ФГБНУ «Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского»
Автор, ответственный за переписку.
Email: labcelpat@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3006-6281
SPIN-код: 4348-6781
Scopus Author ID: 55929152900
ResearcherId: G-8387-2014
канд. биол. наук, ведущий научный сотрудник, заведующий лабораторией патологии клетки
Россия, МоскваМария Александровна Козлова
Email: ma.kozlova2021@outlook.com
ORCID iD: 0000-0001-6251-2560
SPIN-код: 5647-1372
Scopus Author ID: 55976515700
ResearcherId: AAE-5096-2021
научный сотрудник лаборатории патологии клетки
РоссияЛюдмила Андреевна Макарцева
Научно-исследовательский институт морфологии человека имени академика А.П. Авцына ФГБНУ «Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского»
Email: la.makartseva@outlook.com
ORCID iD: 0000-0002-1882-8848
SPIN-код: 4254-1571
Scopus Author ID: 57201418859
ResearcherId: AAE-5136-2021
младший научный сотрудник лаборатории патологии клетки
Россия, МоскваЮрий Александрович Кириллов
Научно-исследовательский институт морфологии человека имени академика А.П. Авцына ФГБНУ «Российский научный центр хирургии имени академика Б.В. Петровского»
Email: nihilist78@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3555-0902
SPIN-код: 6514-5577
Scopus Author ID: 56531783200
ResearcherId: AAE-7630-2021
д-р мед. наук, ведущий научный сотрудник лаборатории клинической морфологии
Россия, МоскваСписок литературы
- McKenna H., van der Horst G.T.J., Reiss I., Martin D. Clinical chronobiology: a timely consideration in critical care medicine // Crit. Care. 2018. Vol. 22, No. 1. P. 124. doi: 10.1186/s13054-018-2041-x
- Michel S., Meijer J.H. From clock to functional pacemaker // Eur. J. Neurosci. 2020. Vol. 51, No. 1. Р. 482–493. doi: 10.1111/ejn.14388
- Panda S. Circadian physiology of metabolism // Science. 2016. Vol. 354, No. 6315. P. 1008–1015. doi: 10.1126/science.aah4967
- Zimmet P., Alberti K.G.M.M., Stern N. et al. The circadian syndrome: is the metabolic syndrome and much more! // J. Intern. Med. 2019. Vol. 286, No. 2. P. 181–191. doi: 10.1111/joim.12924
- Verlande A., Masri S. Circadian clocks and cancer: Timekeeping governs cellular metabolism // Trends Endocrinol. Metab. 2019. Vol. 30, No. 7. P. 445–458. doi: 10.1016/j.tem.2019.05.001
- Алякринский Б.С. Биологические ритмы и организация жизни человека в космосе. T. 46. Серия «Проблемы космической биологии». Москва: Наука, 1983. 248 c.
- Zucker I., Beery A.K. Males still dominate animal studies // Nature. 2010. Vol. 465, No. 7299. P. 690. doi: 10.1038/465690a
- Kuljis D.A., Loh D.H., Truong D. et al. Gonadal- and sex-chromosome-dependent sex differences in the circadian system // Endocrinology. 2013. Vol. 154, No. 4. P. 1501–1512. doi: 10.1210/en.2012-1921
- Estevez M.E., Fogerson P.M., Ilardi M.C. et al. Form and function of the M4 cell, an intrinsically photosensitive retinal ganglion cell type contributing to geniculocortical vision // J. Neurosci. 2012. Vol. 32, No. 39. P. 13608–13620. doi: 10.1523/JNEUROSCI.1422-12.2012
- Bailey M., Silver R. Sex differences in circadian timing systems: implications for disease // Front. Neuroendocrinol. 2014. Vol. 35, No. 1. P. 111–139. doi: 10.1016/j.yfrne.2013.11.003
- Zhang Y.K., Yeager R.L., Klaassen C.D. Circadian expression profiles of drug-processing genes and transcription factors in mouse liver // Drug Metab. Dispos. 2009. Vol. 37, No. 1. P. 106–115. doi: 10.1124/dmd.108.024174
- Justo R., Boada J., Frontera M. et al. Gender dimorphism in rat liver mitochondrial oxidative metabolism and biogenesis // Am. J. Physiol. Cell Physiol. 2005. Vol. 289, No. 2. P. C372–378. doi: 10.1152/ajpcell.00035.2005
- Zheng D., Wang X., Antonson P. et al. Genomics of sex hormone receptor signaling in hepatic sexual dimorphism // Mol. Cell. Endocrinol. 2018. Vol. 471. P. 33–41. doi: 10.1016/j.mce.2017.05.025
- Hirao J., Nishimura M., Arakawa S. et al. Sex and circadian modulatory effects on rat liver as assessed by transcriptome analyses // J. Toxicol. Sci. 2011. Vol. 36, No. 1. P. 9–22. doi: 10.2131/jts.36
- Xu Y.Q., Zhang D., Jin T. et al. Diurnal variation of hepatic antioxidant gene expression in mice // PLoS One. 2012. Vol. 7, No. 8. P. e44237. doi: 10.1371/journal.pone.0044237
- Fárková E., Schneider J., Šmotek M. et al. Weight loss in conservative treatment of obesity in women is associated with physical activity and circadian phenotype: a longitudinal observational study // Biopsychosoc Med. 2019. Vol. 13. P. 24. doi: 10.1186/s13030-019-0163-2
- Poggiogalle E., Jamshed H., Peterson C.M. Circadian regulation of glucose, lipid, and energy metabolism in humans // Metabolism. 2018. Vol. 84. P. 11–27. doi: 10.1016/j.metabol.2017.11.017
- Yalçin M., El-Athman R., Ouk K. et al. Analysis of the circadian regulation of cancer hallmarks by a cross-platform study of colorectal cancer time-series data reveals an association with genes involved in Huntington’s disease // Cancers (Basel). 2020. Vol. 12, No. 4. P. 963. doi: 10.3390/cancers12040963
- Bailey S.M. Emerging role of circadian clock disruption in alcohol-induced liver disease // Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 2018. Vol. 315, No. 3. P. G364–G373. doi: 10.1152/ajpgi.00010.2018
- Kozlova M.A., Kirillov Y.A., Makartseva L.A. et al. Morphofunctional state and circadian rhythms of the liver under the influence of chronic alcohol intoxication and constant lighting // Int. J. Mol. Sci. 2021. Vol. 22, No. 23. P. 13007. doi: 10.3390/ijms222313007
- Cornelissen G. Cosinor-based rhythmometry // Theor. Biol. Med. Model. 2014. Vol. 11. P. 1–24. doi: 10.1186/1742-4682-11-16
- Idrovo J.P., Shults J.A., Curtis B.J. et al. Alcohol intoxication and the postburn gastrointestinal hormonal response // J. Burn Care Res. 2019. Vol. 40, No. 6. P. 785–791. doi: 10.1093/jbcr/irz083
- Lin Y., Ying Y.Y., Li S.X. et al. Association between alcohol consumption and metabolic syndrome among Chinese adults // Public Health Nutr. 2021. Vol. 24, No. 14. P. 4582–4590. doi: 10.1017/S1368980020004449
- Абдуллаев С.М., Мухин Н.А. Справочник по гепатологии. Москва: Литтерра, 2009.
- Рослый И.М., Водолажская М.Г. Правила чтения биохимического анализа: Руководство для врача. 3-е изд., испр. и доп. Москва, 2020.
- Oishi K., Amagai N., Shirai H. et al. Genome-wide expression analysis reveals 100 adrenal gland-dependent circadian genes in the mouse liver // DNA Res. 2005. Vol. 12, No. 3. P. 191–202. doi: 10.1093/dnares/dsi003
- Chrousos G.P., Kino T. Intracellular glucocorticoid signaling: a formerly simple system turns stochastic // Sci. STKE. 2005. Vol. 2005, No. 304. P. pe48. doi: 10.1126/stke.3042005pe48
- Kloehn I., Pillai S.B., Officer L. et al. Sexual differentiation of circadian clock function in the adrenal gland // Endocrinology. 2016. Vol. 157, No. 5. P. 1895–1904. doi: 10.1210/en.2015-1968
- Cain S.W., Dennison C.F., Zeitzer J.M. et al. Sex differences in phase angle of entrainment and melatonin amplitude in humans // J. Biol. Rhythms. 2010. Vol. 25, No. 4. P. 288–296. doi: 10.1177/0748730410374943
- Dallmann R., Touma C., Palme R. et al. Impaired daily glucocorticoid rhythm in Per1 (Brd) mice // J. Comp. Physiol. A Neuroethol. Sens. Neural. Behav. Physiol. 2006. Vol. 192, No. 7. P. 769–775. doi: 10.1007/s00359-006-0114-9
Дополнительные файлы
![](/img/style/loading.gif)