Половые особенности циркадной ритмики некоторых биохимических показателей у крыс линии вистар при постоянном освещении и хронической алкогольной интоксикации

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

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.

Полный текст

Доступ закрыт

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, Москва

Мария 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

Россия

Людмила 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, Москва

Юрий 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, Москва

Список литературы

  1. 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
  2. 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
  3. Panda S. Circadian physiology of metabolism // Science. 2016. Vol. 354, No. 6315. P. 1008–1015. doi: 10.1126/science.aah4967
  4. 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
  5. 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
  6. Алякринский Б.С. Биологические ритмы и организация жизни человека в космосе. T. 46. Серия «Проблемы космической биологии». Москва: Наука, 1983. 248 c.
  7. Zucker I., Beery A.K. Males still dominate animal studies // Nature. 2010. Vol. 465, No. 7299. P. 690. doi: 10.1038/465690a
  8. 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
  9. 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
  10. 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
  11. 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
  12. 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
  13. 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
  14. 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
  15. 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
  16. 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
  17. 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
  18. 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
  19. 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
  20. 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
  21. Cornelissen G. Cosinor-based rhythmometry // Theor. Biol. Med. Model. 2014. Vol. 11. P. 1–24. doi: 10.1186/1742-4682-11-16
  22. 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
  23. 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
  24. Абдуллаев С.М., Мухин Н.А. Справочник по гепатологии. Москва: Литтерра, 2009.
  25. Рослый И.М., Водолажская М.Г. Правила чтения биохимического анализа: Руководство для врача. 3-е изд., испр. и доп. Москва, 2020.
  26. 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
  27. 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
  28. 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
  29. 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
  30. 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

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Содержание глюкозы и активность аланинаминотрансферазы (АЛТ) и аспартатаминотрансферазы (АСТ) в крови самцов (a) и самок (b) крыс. Здесь и далее: * p ≤ 0,05; ** p ≤ 0,005; *** p ≤ 0,0005 в сравнении с показателями животных контрольной группы соответствующего пола

Скачать (142KB)
3. Рис. 2. Содержание общего белка и альбумина в крови самцов (a) и самок (b) крыс

Скачать (131KB)
4. Рис. 3. Содержание общего и прямого билирубина в крови самцов (a) и самок (b) крыс

Скачать (146KB)

© Эко-Вектор, 2022



СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 74760 от 29.12.2018 г.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах