Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Влияние годового цикла фотопериодизма на физиологические возрастные параметры и продолжительность жизни лабораторных крыс в зависимости от сезона рождения Матвеева Юлия Павловна

Влияние годового цикла фотопериодизма на физиологические возрастные параметры и продолжительность жизни  лабораторных крыс  в зависимости от сезона рождения
<
Влияние годового цикла фотопериодизма на физиологические возрастные параметры и продолжительность жизни  лабораторных крыс  в зависимости от сезона рождения Влияние годового цикла фотопериодизма на физиологические возрастные параметры и продолжительность жизни  лабораторных крыс  в зависимости от сезона рождения Влияние годового цикла фотопериодизма на физиологические возрастные параметры и продолжительность жизни  лабораторных крыс  в зависимости от сезона рождения Влияние годового цикла фотопериодизма на физиологические возрастные параметры и продолжительность жизни  лабораторных крыс  в зависимости от сезона рождения Влияние годового цикла фотопериодизма на физиологические возрастные параметры и продолжительность жизни  лабораторных крыс  в зависимости от сезона рождения Влияние годового цикла фотопериодизма на физиологические возрастные параметры и продолжительность жизни  лабораторных крыс  в зависимости от сезона рождения Влияние годового цикла фотопериодизма на физиологические возрастные параметры и продолжительность жизни  лабораторных крыс  в зависимости от сезона рождения Влияние годового цикла фотопериодизма на физиологические возрастные параметры и продолжительность жизни  лабораторных крыс  в зависимости от сезона рождения Влияние годового цикла фотопериодизма на физиологические возрастные параметры и продолжительность жизни  лабораторных крыс  в зависимости от сезона рождения Влияние годового цикла фотопериодизма на физиологические возрастные параметры и продолжительность жизни  лабораторных крыс  в зависимости от сезона рождения Влияние годового цикла фотопериодизма на физиологические возрастные параметры и продолжительность жизни  лабораторных крыс  в зависимости от сезона рождения Влияние годового цикла фотопериодизма на физиологические возрастные параметры и продолжительность жизни  лабораторных крыс  в зависимости от сезона рождения Влияние годового цикла фотопериодизма на физиологические возрастные параметры и продолжительность жизни  лабораторных крыс  в зависимости от сезона рождения Влияние годового цикла фотопериодизма на физиологические возрастные параметры и продолжительность жизни  лабораторных крыс  в зависимости от сезона рождения Влияние годового цикла фотопериодизма на физиологические возрастные параметры и продолжительность жизни  лабораторных крыс  в зависимости от сезона рождения
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Матвеева Юлия Павловна. Влияние годового цикла фотопериодизма на физиологические возрастные параметры и продолжительность жизни лабораторных крыс в зависимости от сезона рождения: диссертация ... кандидата биологических наук: 03.02.08 / Матвеева Юлия Павловна;[Место защиты: Петрозаводский государственный университет].- Петрозаводск, 2015.- 144 с.

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1 Обзор литературы

1.1. Факторы, влияющие на состояние здоровья и заболеваемость человека на Севере 13

1.2. Роль эпифиза в регуляции суточных и сезонных биоритмов 26

1.3. Параметры выбора биологических возрастных маркеров старения 37

Глава 2 Материалы и методы исследования

2.1. Животные 48

2.2. Схема эксперимента 49

2.3. Методы изучения параметров гомеостаза 52

2.3.1. Физиологические (неинвазивные) методы исследования

2.3.1.1. Методика определения скорости полового созревания 52

2.3.1.2. Методика определения массы тела 52

2.3.1.3. Методика определения потребления корма 53

2.3.1.4. Методика определения эстральной функции 53

2.3.1.5. Методика определения ректальной температуры тела 55

2.3.1.6. Методика определения диуреза и потребления воды 55

2.3.1.7. Методика определения анализа мочи 56

2.3.2. Биохимические методы исследования крови

2.3.2.1. Методика определения уровня глюкозы в крови 57

2.3.3 Патоморфологические методы исследования 57

2.3.4. Методика оценки продолжительности жизни 58

2.4. Статистическая обработка результатов исследования 58

Глава 3. Результаты собственных исследований и их обсуждение

3.1. Влияние годового цикла фотопериодизма на физиологические возрастные параметры в зависимости от сезона рождения крыс

3.2. Влияние годового цикла фотопериодизма на возрастную патологию в зависимости от сезона рождения крыс 94

3.3. Влияние годового цикла фотопериодизма на продолжительность жизни крыс в зависимости от сезона рождения 109

Заключение 114

Выводы 116

Список сокращений и условных обозначений 119

Список литературы

Роль эпифиза в регуляции суточных и сезонных биоритмов

С медико-социальной точки зрения, одним из основных климатических факторов северных территорий является холод. Под термином «холод» понимается совокупность метеорологических условий, если их воздействие на организм человека сопряжено с риском возникновения различных нарушений теплового состояния или развития Холодовых травм [Гудков А.Б., Попова О.Н., Лукманова Н.Б., 2012]. Европейский Север характеризуется резкими колебаниями температуры зимой, которые могут достигать 15-20С в сутки. Длительное воздействие холода прямо или косвенно влияет практически на все процессы жизнедеятельности организма и вызывает развитие холод-ассоциированных симптомов [Герасимова ЛИ., 2008]. В организме человека в условиях холодного климата происходит формирование синдромов, связанных с хроническим функциональным перенапряжением. В частности, наблюдается повышение артериального давления, усиление тонического напряжения периферических сосудов, повышение гемо-концентрации, склонность к развитию артериального тромбоза и увеличению риска гемо динамических нарушений [Потапов А. И., Устюшин Б.В., Ястребов Г.Г., 1996; Бойко Е.Р., Башканов А.С., Потолицына Н.Н., 2001; Hassi J., Raatikka V.P., Huurre M., 2003]. Развивается комплекс морфологических и функциональных изменений органов дыхания направленных на снижение гипоксемии [Бойко Е.Р., 2012; Dudarev А.А., Talykova L.V., Odland J.O., 2013]. Со стороны эндокрин-но-метаболического гомеостаза происходит снижение физиологических функций организма [Бойко Е.Р., Ткачев А.В., 1995], и в связи с этим сокращение границ между патологией и физиологией. Перенапряжение эндокринной регуляции и метаболических процессов обуславливает высокую заболеваемость, своеобразие клиники, тенденцию к хронизации ряда патологических процессов и как итог -сокращение продолжительности жизни [Бичкаева Ф.А., 2008].

Важная регуляторная роль в адаптации к низким температурам окружающей среды на Севере отводится активации липидного обмена (фосфолипиды, жирные кислоты и холестерин) путем изменения вязкости мембран клеток [Севостьянова Е.В., 2013]. В ряде работ изучаются сезонные особенности в содержании липидов в крови у жителей Севера. В исследованиях показано преимущественное повышение уровня общего холестерина в крови в зимнее время и его связь со снижением температуры окружающего воздуха [Бойко Е.Р., 2005; Севостьянова Е.В., 2013; Gordon D. et al., 1986].

Другим фактором природной среды, в такой же мере характерным для высоких широт, как и холод, является низкое абсолютное содержание водяных паров в атмосфере. На Севере относительная влажность вследствие низких температур во все времена года высока - 65-95%. Но абсолютное содержание влаги в воздухе при низких отрицательных температурах в соответствии с законами физики ничтожно мало, так как низкие температуры обусловливают малое содержа-ние влаги в атмосфере - в среднем 1-3 г/м [Гудков А.Б., Попова О.Н, Лукманова Н.Б., 2012]. Повышенная влажность при низкой температуре воздуха способствует переохлаждению организма [Логинова Т.П., 2006].

Ветровой режим, усугубляет действие низких температур, усиливает теплоотдачу и способствует охлаждению тела, вплоть до отморожения открытых участков, сильный ветер способствует истощению нервной системы, затруднению дыхания [ЛогиноваТ.П., 2006]. Так же на территории Севера европейской части России наблюдаются колебания среднемесячного барометрического давления. Наибольшие показатели от 17 мечаются в зимние и весенние месяцы, наименьшие - в летние и осенние [Логинова Т.П., 2006]. Эти явления приводят к ухудшению здоровья у больных с сердечно-сосудистой патологией, наблюдается увеличение артериального давления и удельного периферического сопротивления сосудов [Логинова Т.П., 2006; Бич-каеваФ.А.,2008].

Иономагнитные возмущения и магнитные бури оказывают существенное влияние на ряд жизнеобеспечивающих систем организма человека. Вне зависимости от сезона года магнитные бури совпадают с повышенным уровнем частоты случаев приступов стенокардии, тахиаритмии, инсультов, скоропостижных смертей от острой коронарной недостаточности [Бичкаева Ф.А., 2008]. Выявлено, что в период магнитных бурь возникают явления десинхроноза сердечно-сосудистой системы, одним из первых признаков которого являются изменения амплитуды и периода биологических ритмов сократительной силы сердца. Имеет место феномен угасания амплитуды ритма при воздействии информационного стресс фактора, каким и является сверхнизкое частотное магнитное излучение [Чибисов СМ. и др., 2006]. В магнитновозмущенные дни увеличивается содержание в крови сома-тотропина, адренокортикотропного, тиреотропного гормонов, тестостерона и снижается концентрация тироксина, прогестерона, альдостерона и кортизола. Повышенное содержание центральных гормонов свидетельствует о реакции со стороны гипоталамо-гипофизарной системы на изменение магнитного поля, а, следовательно, о развитии последующего за ним процесса изменения синтеза и экскреции периферических гормонов [Бичкаева Ф.А., 2008].

Северные регионы характеризуются не только высокими перепадами температуры и влажности, но и контрастной динамикой продолжительности светово 18 го дня [Гудков А.Б., Попова О.Н., Лукманова Н.Б., 2012]. Чередование дня и ночи - наиболее важный регулятор физиологических ритмов у всех живых организмов [Anisimov V.N., 2006; Vinogradova LA. et al., 2009]. Свет играет роль внешнего сигнала, синхронизирующего «биологические часы» организма, поэтому значительные сезонные колебания интенсивности и фазы суточного ритма естественного освещения приводят к тому, что циркадианная система организма северян находится в состоянии постоянного напряжения [БорисенковМ.Ф., 2007].

Особенность фотопериодичности заключается в том, что в течение длительного времени солнце либо постоянно находиться над горизонтом (максимальный световой день), либо скрыто за ним (минимальный световой день). Биологическая тьма ярко выражена в декабре и январе, ноябрь и февраль относится к биологическим сумеркам, избыток видимого света наблюдается в июне и июле. Север отличается резким ритмом смены дня и ночи, ритмом сезонных колебаний освещенности. При этом происходят изменения ритма физиологических функций, связанных с режимом смены дня и ночи [Бичкаева Ф.А., 2008].

Свет обладает стимулирующим влиянием на обмен веществ, активность терморегуляции, дыхание, кровообращение, высшую нервную деятельность. Сумеречное освещение в большей степени, чем темнота, резко тормозит двигательную активность, уровень газообмена [Бичкаева Ф.А., 2008]. В осенне-зимний период население подвержено избыточному искусственному освещению в ночное время [Борисенков М.Ф., Анисимов В.Н., 2011].

Физиологические (неинвазивные) методы исследования

Главным биологическим звеном в системе эксперимента являются лабораторные животные. Вид избрания для проведения научного эксперимента лабораторных животных, их анатомо-физиологические особенности, здоровье, генетическая однородность, отсутствие скрытых заболеваний, а так же условия ухода, содержание и кормление во многом предопределяют фактические результаты [Макаров В.Г., Макарова М.Н., 2013]. Работа была проведена на 261 аутбредной крысе обоего пола собственной разводки, первоначально полученных из НИИ онкологии им. Н.Н. Петрова. Использование белых крыс связано с тем, что они наиболее удобны для проведения эксперимента ввиду их анатомо-физиологических особенностей [Анисимов В.Н., Забежинский М.А., Попович И.Г., 2009]. У крыс достаточная продолжительность жизни, они более устойчивы к инфекциям, чем мыши [Каркищенко Н.Н., 2010].

Крыс содержали в виварии Петрозаводского государственного университета в контролируемых условиях окружающей среды (температура 22±2 С; относительная влажность 30-70%; кратность воздухообмена 10/час); в пластмассовых клетках с верхней крышкой из нержавеющей стали, с подстилкой обеспыленной из деревянной стружки, по 10 крыс в каждой клетке; при свободном доступе к гранулированному корму (ГОСТ Р 50258-92 «Комбикорма полнорационные для лабораторных животных. Технические условия»: содержание протеина более 25%, жиров 6-12%, кальция и фосфора 1-1,4%, лизина и метионина 0,7-1,5%, микроэлементов и витаминов 3-4%) и питьевой воде. Содержание животных соответствовало правилам лабораторной практики и Приказу Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации от 23 августа 2010 г. № 708н «Об утверждении Правил лабораторной практики». При проведении экспе 49 риментов были приняты меры, позволяющие избежать излишних физических страданий или повреждений животных.

Работа была выполнена с соблюдением международных принципов Хельсинской декларации Всемирной Медицинской Ассоциации о гуманном отношении к животным [Хельсинкская Декларация Всемирной Медицинской Ассоциации, 2000], принципов гуманности, изложенных в директиве Европейского Сообщества (№ 86/609 ЕС), «Биоэтических правилах проведения исследований на человеке и животных» [Белоусов Ю.Б., 2005] и «Руководстве по лабораторным животным и альтернативным моделям в биомедицинских технологиях» [Каркищенко Н.Н., 2010].

В опытах на крысах было изучено влияние годового цикла фотопериодизма на физиологические возрастные параметры и продолжительность жизни лабораторных крыс в зависимости от сезона рождения. За животными наблюдали до естественной гибели особей.

Первая (дата рождения: конец апреля - начало мая; NL-Spring; 46 самцов и 40 самок) и вторая группы животных (дата рождения: конец октября - начало ноября; NL-Autumn; 48 самцов и 52 самки) находились в условиях естественного освещения северо-запада России (рис. 2.1).

В данном режиме освещенность определялась сезоном года (табл. 2.1): зимой минимальная продолжительность дня составляла 5,14 ч., а летом продолжительность светового дня достигала 21ч. («белые ночи»).

У животных группы NL-Autumn с осенней датой рождения эмбриональное развитие происходило в условиях уменьшения продолжительности светового дня, фаза прогрессивного роста совпала с темным временем года (минимальной продолжительностью светового дня), а фаза стабильного роста - со светлым временем (максимальной продолжительностью светового дня).

У крыс, группы NL-Spring, наоборот, вынашивание плода и рост полученного потомства совпали с увеличением продолжительности светового дня и в дальнейшем с периодом «белых ночей», а фаза стабильного роста - с темным временем года (минимальной продолжительностью светового дня) (рис. 2.2).

Один раз в месяц, одновременно со взвешиванием животных, производили определение суточного количества потребляемого корма. Крысу помещали на сутки в индивидуальную метаболическую клетку, которая была снабжена индивидуальной кормушкой и поилкой. Процесс измерения потребления корма проводился в ручную, при взвешивании определяли разницу между количеством оставшегося корма и начальным количеством, предварительно измеренным и помещенным в контейнер [Анисимов В.Н., Забежинский М.А., Попович И.Г., 2009].

У самок, начиная с 3-месячного возраста, ежедневно в течение 2-х недель один раз в три месяца брали влагалищные мазки для изучения эстральной функции самок. Известно, что в различные фазы овуляторного цикла у грызунов влагалищное содержимое имеет неодинаковый состав, легко определяемый при микроскопии. Весь овуляторный цикл крысы условно делился на следующие стадии: 1) диэструс или стадия покоя; 2) проэструс или стадия подготовки к течке; 3) эст-рус или стадия течки; 4) метаэструс или стадия после течки. Соответственно этим фазам изменялся состав влагалищного содержимого. Мазки готовили по общепринятой методике [Кабак Я.М., 1968] из влагалищного содержимого, полученного утром в одно и то же время посредством введения во влагалище крыс ватного тампона (табл. 2.2).

Свежеприготовленные мазки без фиксации и окраски сразу же микроскопи-ровали при увеличении в 70 раз (об. 10, ок. 7), с опущенным конденсором микроскопа. Определение фазы овуляторного цикла производили в соответствии с общепринятыми критериями (рис. 2.3).

Патоморфологические методы исследования

Многочисленные исследования показали, что нарушения циркадианной системы являются факторами риска не только для возникновения рака, но также для прогрессии опухолевого роста [Duffy J.F., Wright К.Р., 2005; Kantermann Th., Roenneberg Т., 2006; Bella G., Gualano L., Mascia F., 2013]. Описаны различные нарушения в этой системе в самой опухолевой ткани, у лабораторных животных с опухолями, а также у онкологических больных [Анисимов В.Н. и др., 2014; Sephon S., Spiegel D., 2003].

В ряде экспериментальных исследований установлено, что постоянное освещение оказывает стимулирующее воздействие на развитие и рост перевиваемых, индуцированных канцерогенами и спонтанных новообразований, в том числе и молочной железы [Анисимов В.Н., Виноградова И.А., 2008; Anisimov V.N. et al. 2004; Cos S. et al., 2006]. У животных, подвергшихся постоянному освещению или световому загрязнению, был более высокий темп роста новообразований, по сравнению с особями, находившимися в стандартом режиме освещения [Виноградова И.А., Анисимов В.Н., 2012; Лотош Т.А., 2012; Cos S., 2006]. В зависимости от характера освещения и времени воздействия света, происходит более высокий или низкий темп формирования опухолей. Так в исследовании Т.А. Лотош с соав. (2012) показано влияние постоянного освещения на крыс с одномесячного и с 14-месячного возраста. Круглосуточное освещение с одномесячного возраста приводило к более раннему появлению спонтанных опухолей, как злокачественных, так доброкачественных, по сравнению с аналогичным параметром в условиях стандартного освещения. В опытах на самках крыс было обнаружено, что постоянное и естественное освещение в условиях северо-запада России ускоряет старение и способствует развитию опухолей у самок крыс, в то время как применение мелатонина оказывает нормализующее действие [Виноградова И.А. и др., 2008]. Показано, что световая депривация способствует существенному снижению частоты развития новообразований по сравнению с крысами, содержавшимися в условиях стандартного освещения. У самцов и самок крыс в условиях световой депривации первая опухоль была зафиксирована на 659 и 551 сутки, соответственно, в то время как в условиях стандартного чередующегося освещения новообразования были обнаружены на 379 день у самцов и на 207 день у самок [Vinogradova LA. et al., 2010; Виноградова И.А., Анисимов В.Н., 2012].

Другие исследования показали зависимость возникновения рака молочной железы от сезонных колебаний освещенности [Mclntyre Н., Blue J., Harman J., 2002]. Ряд исследователей полагают, что нарушение циркадных, циркануальных ритмов или воздействие света в ночное время, приводят к уменьшению выработки мелатонина, являющегося основным биологическим блокатором развития раковых заболеваний [Анисимов В.Н., 2008; Виноградова И.А., Анисимов В.Н., 2012; FuL., Lee С.С, 2003; Schemhammer E.S. et al., 2003]. На основании ограниченных доказательств канцерогенности для человека сменной работы, включающей ночную работу, и достаточных доказательств канцерогенности света в течение ночного периода суток (биологической ночи) у экспериментальных животных, рабочая группа Международного агентства по изучению рака (МАИР) в 2007 г. пришла к заключению, что сменная работа, приводящая к нарушению циркадианных ритмов, возможно канцерогенна для человека. В последнее время появились новые данные, полученные в экспериментах на животных и в эпидемиологических наблюдениях, представивших дополнительные доказательства канцерогенной опасности светового десинхроноза [Анисимов В.Н. и др., 2013; Анисимов В.Н и др., 2014; Painting, Firefighting and Shiftwork, 2010].

В наших исследованиях влияние естественного изменения фотопериода в течение годового цикла на самок и самцов крыс с различными датами рождения (весна и осень), приводило к стимуляции спонтанного онкогенеза, увеличению количества злокачественных новообразований по сравнению с особями в условиях фиксированного стандартного светового режима. У самцов и самок крыс с весенней датой рождения количество диагностированных доброкачественных новообразований так же было больше, чем у животных в контрольной группе, кроме этого данные опухоли (как злокачественные, так и доброкачественные) были обнаружены значительно раньше. У самок группы NL-Autumn количество доброкачественных новообразований не превышало контрольных значений, хотя опухоли были диагностированы раньше, а у самцов этой группы время появления первой опухоли соответствовало времени появления в стандартных условиях освещения, но количество опухолей было большим.

Таким образом, можно предположить, что сезонные колебания естественного освещения Карелии («белые ночи» в летний период и удлиненная темновая фаза в осенне-зимний период) увеличивают риск развития возрастной патологии у самцов и самок крыс (включая новообразования). Развитие возрастной патологии у крыс, рожденных в разные сезоны года, зависит от фотопериодических условий раннего и позднего онтогенеза: менее благоприятным для жизнедеятельности является эндогенный годовой цикл с изменением фотопериода в сторону сокращения темновой фазы и увеличения светлого периода, чем противоположные изменения - увеличение темновой фазы и сокращение светлого периода суток.

Влияние годового цикла фотопериодизма на продолжительность жизни крыс в зависимости от сезона рождения

Данные, полученные в нашем эксперименте, согласуются с результатами исследований многих авторов о влиянии циркадианных и циркануальных ритмов [Froy О., 2011], а так же месяца или сезона рождения на продолжительность жизни [Назарова Г.Г., 2011; Doblhammer G., Vaupel J.W., 2001; Gavrilov L.A, Gavrilova N.S., 2011; Ueda P. et al., 2013]. В работе, проведенной Г.Г. Назаровой (2011), было показано, что самцы водяной полевки, рожденные в марте, имели меньшую продолжительность жизни по сравнению с особями с более поздними календарными сроками рождения. Так, среди самцов с осенней датой рождения (сентябрь-октябрь) доля животных, доживших до второго года жизни, была в Ill раза выше, чем среди рожденных в апреле-мае. Известно, что животные весенних когорт в дикой природе характеризуются короткой предрепродуктивной, продолжительной репродуктивной фазой и относительно небольшой продолжительностью жизни, а особи осенних когорт, наоборот, - относительно продолжительной предрепродуктивной, короткой репродуктивной фазой и продолжительностью жизни в 2 раза выше, чем грызуны, родившиеся весной [Шварц С.С. и др., 1964].

Таким образом, особи, как самцы, так и самки крыс, родившиеся в сезон «белых ночей» (группа NL-Spring) имели более короткую среднюю и максимальную продолжительность жизни, а так же СПЖ последних 10% крыс по сравнению с животными группы контроля. Самки, у которых фаза роста совпала с периодом биологической темноты (группа NL-Autumn), так же имели более короткую среднюю, максимальную продолжительность жизни и СПЖ последних 10% крыс, в то же время самцы этой группы не отличались по показателям СПЖ и МПЖ от аналогичных параметров в группе LD, хотя СПЖ последних 10% крыс была меньше.

Различия между экспериментальными группами наблюдались по показателю СПЖ последних 10% крыс: как самки, так и самцы в группе NL-Autumn имели достоверно больший данный параметр, чем особи группы NL-Spring (табл. 3.16 и табл. 3.17), что объясняется, по всей видимости, тем, что в период позднего онтогенеза (фаза регрессивного роста) у этих групп животных соотношение фотопериода было диаметрально противоположным - в группе NL-Autumn происходило увеличение темновой фазы в зимний период, а в группе NL-Spring увеличения светлого периода в летнее время.

Как видно на рисунке 3.15 кривая выживаемости самцов группы NL-Spring с 18 месяцев существенно смещена влево по отношению к кривой выживаемости крыс-самцов группы LD. Кривая выживаемости самцов крыс, рожденных в осенний период, смещается влево только с 35-месячного возраста.

Кривые выживаемости у самок группы NL-Spring и NL-Autumn смещены влево по отношению к кривой выживаемости для крыс группы LD на протяжении всего эксперимента. Динамика выживаемости в двух режимах достоверно не различалась до 19-месячного возраста, после чего наблюдалось резкое увеличение

Примечание. Красная линия - стандартное освещение (LD), черная линия - естественное освещение с весеннего сезона (NL-Spring), синяя линия - естественное освещение с осеннего сезона (NL-Autumn)

Результаты других работ показывают, что у крыс, находившихся в режиме постоянного освещения с одномесячного возраста, зарегистрировано уменьшение средней продолжительности жизни, в том числе СПЖ крыс со злокачественными опухолями, и максимальной продолжительности жизни по сравнению с особями контрольной группы [Лотош Т.А., 2012, 2013], в другом исследовании световая депривация увеличивала продолжительность жизни, снижала темпы старения организма и риск развития опухолей [Виноградова И.А., Анисимов В.Н., 2012].

Изменение продолжительности светового дня в течение эндогенного года, сопровождающееся колебаниями физиологических функций, явилось для самцов и самок крыс, родившихся в октябре, более благоприятным, возможно потому, что фаза их прогрессивного и регрессивного роста совпала с темным временем года (осень, зима), а фаза стабильного роста - со светлым временем (весна, лето). У самцов и самок, родившихся в апреле, фаза прогрессивного и регрессивного роста совпала с увеличенной световой фазой (весна, лето), что оказало значимое влияние на состояние функциональных систем организма и процессы жизнедеятельности в целом. Не вызывает сомнения тот факт, что сезонная асимметрия фотопериодизма в условиях Карелии, особенно сильно проявляющаяся в летние и зимние месяцы способствовала десинхронизации биологических ритмов, что в конечном итоге и приводило к преждевременной смерти животных.

В обычных условиях множество различных факторов может влиять на показатели биологического возраста человека, при этом достаточно трудно вычленить из этого комплекса роль светового режима. В результате возникла необходимость экспериментальных исследований на лабораторных тест-системах, чтобы в модельных условиях определить важность и значимость различных изменений фо-топрериода для функционирования организма в целом. Таким образом, в ходе эксперимента можно нивелировать действие дополнительных факторов, создать для подопытных животных одинаковые условия, и оставить только одно модулирующее воздействие, в данном случае - эффект определенного светового режима Еще одно преимущество экспериментального исследования - возможность изучения механизмов действия различных световых режимов с помощью комплекса биологических возрастных маркеров.

При нарушении фотопериода ритмичность мелатонинобразующей функции эпифиза изменяется, что проводит, прежде всего, к нарушению ритма секреции мелатонина. Мелатонин участвует в регуляции циркадианных и циркануальных ритмов, иммунной и эндокринной систем, репродуктивной функции, антиокси-дантной и противоопухолевой защите организма. Вмешательства в нормальный циркадный световой режим и обусловленные этим нарушения естественных ритмов мелатонина вызывают развитие возрастной патологии и, в конечном счете, могут сказываться на продолжительности жизни. Проживание в условиях контрастной смены продолжительности светового дня («белые ночи» летом, «полярная ночь» зимой) приводит к нарушению синтеза гормона эпифиза мелатонина, что неблагоприятно сказывается на состоянии функциональных систем, физиологических ритмах, на состоянии здоровья в целом.

На сегодняшние день в мировой литературе нет убедительных данных о влиянии годового цикла фотопфиодизма естественного освещения Северо-запада России в зависимости от сезона рождения на физиологические возрастные параметры, продолжительность жизни и развитие возрастной патологии. В проведенном нами сравнительном комплексном исследовании влияния колебаний естественной сезонной освещенности экспериментальной моделью являлись крысы, поскольку у этих животных секреция мелатонина имеет такой же циркадианныи и циркануальный ритм, как и у человека, и претерпевает такое же выраженное снижение в процессе жизни. Продольный метод исследования, который был применен в нашей работе, является наиболее приемлемым, поскольку подразумевает наблюдение за одними и теми же животными в течение длительного периода времени. Результаты наших исследований показывают, что сезонные колебания освещенности в течение годового цикла вне зависимости от сезона рождения крыс приводят к ускоренному старению организма, сокращению продолжительности жизни и увеличению частоты возникновения возрастной патологии, включая новообразования. Сезонная асимметрия фотопериодизма на широте г. Петрозаводска (61817 северной широты), особенно сильно проявляющаяся в летние и зимние месяцы, способствует десинхронизации биологических ритмов, что в конечном итоге приводит к преждевременной смерти животных.

Похожие диссертации на Влияние годового цикла фотопериодизма на физиологические возрастные параметры и продолжительность жизни лабораторных крыс в зависимости от сезона рождения