Аннотация
Проведено исследование влияния световой депривации на возрастные изменения массы тела, кормо- и водопотребления, а также активности пищеварительных ферментов в тканях поджелудочной железы у самцов крыс. Животные были разделены на три группы: первая находилась в стандартном регулярно чередующемся освещении (12 ч свет/12 ч темнота, контроль, LD), вторая содержалась в условиях длительной световой депривации с момента рождения (LD/DD), а третья – с периода эмбрионального развития (DD/DD). Длительное пребывание крыс в условиях световой депривации приводило к нарушению возрастной динамики изученных показателей, при этом обнаруженные изменения в ответ на специфический световой режим различались в зависимости от того, на каком этапе онтогенеза начиналось его воздействие. Так, масса тела (возраст 3 и 18 месяцев) и потребление корма и воды (12 месяцев), активности амилазы и липазы (18 месяцев) были ниже, а активности протеаз после окончания стадии стабильного роста (12, 18 и 24 месяца) были выше у крыс в LD/DD режиме, чем у LD. Значительные изменения изученных показателей наблюдались в условиях DD/DD в возрасте 12-ти и 18-ти месяцев – масса тела была максимальна, а потребление корма и воды минимальны по сравнению с LD и LD/DD. В дополнение у крыс в DD /DD отмечены максимальная активность амилазы (1 и 6 месяцев) и более высокие значения общей протеолитической активности в период стабильного роста (6 и 12 месяцев) по сравнению с контролем. Таким образом, в результате настоящего исследования показано, что световая депривация нарушает онтогенетическую программу развития пищеварительной системы млекопитающих.
Литература
González MMC (2018) Dim Light at Night and Constant Darkness: Two Frequently Used Lighting Conditions That Jeopardize the Health and Well-being of Laboratory Rodents. Front Neurol 9: 609. https://doi: 10.3389/fneur.2018.00609
Sergina S, Ilyukha V, Uzenbaeva L, Khizhkin E, Antonova E (2016) Morphologic changes in the pineal gland of rats exposed to continuous darkness. Biol Rhythm Res 47(5): 691-701. https://doi: 10.1080/09291016.2016.1183842
Tapia-Osorio A, Salgado-Delgado R, Angeles-Castellanos M, Escobar C (2013) Disruption of circadian rhythms due to chronic constant light leads to depressive and anxiety-like behaviors in the rat. Behav Brain Res 252: 1–9. https://doi: 10.1016/j.bbr.2013.05.028
Reiter RJ, Tan DX, Korkmaz A, Rosales-Corral SA (2014) Melatonin and stable circadian rhythms optimize maternal, placental and fetal physiology. Hum Reprod Update 20: 293–307. https://doi: 10.1093/humupd/dmt054
Borjigin J, Zhang LS, Calinescu AA (2012) Circadian regulation of pineal gland rhythmicity. Mol Cell Endocrinol 349(1): 13–19. https://doi: 10.1016/j.mce.2011.07.009
Wurtman RJ, Axelrod J, Fischer JE (1964) Melatonin Synthesis in the Pineal Gland: Effect of Light Mediated by the Sympathetic Nervous System. Science 143(3612): 1328–1329. https://doi: 10.1126/science.143.3612.1328
Анисимов ВН, Виноградова ИА, Букалев АВ, Попович ИГ, Забежинский МА, Панченко АВ, Тындык МЛ, Юрова МН (2014) Световой десинхроноз и риск злокачественных новообразований у лабораторных животных: состояние проблем. Вопр онкол 60(2): 15–27. [Anisimov VN, Vinogradova IA, Bukalev AV, Popovich IG, Zabezhinskiĭ MA, Panchenko AV, Tyndyk ML, Iurova MN (2014) Light-induced disruption of the circadian clock and risk of malignant tumors in laboratory animals: state of the problem. Vopr Onkol 60(2): 15–27. (In Russ)].
Astiz M, Oster H (2021) Feto-Maternal Crosstalk in the Development of the Circadian Clock System. Front Neurosci 14: 631687. https://doi: 10.3389/fnins.2020.631687
Mendez N, Halabi D, Salazar-Petres ER, Vergara K, Corvalan F, Richter HG, Bastidas C, Bascur P, Ehrenfeld P, Seron-Ferre M, Torres-Farfan C (2022) Maternal melatonin treatment rescues endocrine, inflammatory, and transcriptional deregulation in the adult rat female offspring from gestational chronodisruption. Front Neurosci 16: 1039977. https://doi: 10.3389/fnins.2022.1039977
Torres-Farfan C, Mendez N, Ehrenfeld P, Seron-Ferre M (2020) In utero circadian changes; facing light pollution. Curr Opin Physiol 13: 128–134. https://doi: 10.1016/j.cophys.2019.11.005
Tan DX, Xu B, Zhou X, Reiter RJ (2018) Pineal Calcification, Melatonin Production, Aging, Associated Health Consequences and Rejuvenation of the Pineal Gland. Molecules 23(2): 301. https://doi: 10.3390/molecules23020301
Cipolla-Neto J, Amaral FG, Afeche SC, Tan DX, Reiter RJ (2014) Melatonin, energy metabolism, and obesity: a review. J Pineal Res 56(4): 371–381. https://doi: 10.1111/jpi.12137
Antonova EP, Belkin VV, IlyukhaVA, Khizhkin EA, Kalinina SN (2022) Seasonal Changes in Body Mass and Activity of Digestive Enzymes in Eptesicus nilssonii (Mammalia: Chiroptera: Vespertilionidae) during hibernation. J Evol Biochem Phys 58: 1055–1064. https://doi.org/10.1134/S002209302204010X
Никитина АА, Филаретова ЛП, Егорова ВВ, Тимофеева НМ (1994) Активность пищеварительных ферментов в пищеварительных и непищеварительных органах при стрессорных воздействиях. Физиол журнал им ИМ Сеченова 5: 67-74. [Nikitina AA, Filaretova LP, Egorova VV, Timofeeva NM (1994) Activity of digestive enzymes in the digestive and non-digestive organs under stress effects. Russ J Physiol 5: 67–74. (In Russ)].
Toyoda A, Iio W, Matsukawa N, Tsukahara T (2015) Influence of Chronic Social Defeat Stress on Digestive System Functioning in Rats. J Nutr Sci Vitaminol (Tokyo) 61(3): 280–284. https://doi: 10.3177/jnsv.61.280
Громова ЛВ, Савочкина ЕВ, Алексеева АС, Дмитриева ЮВ, Груздков АА (2020) Мембранный гидролиз углеводов и всасывания глюкозы в тонкой кишке крыс при хроническом иммобилизационном стрессе. Рос физиол журн им ИМ Сеченова 106(11): 1421-1435. [Gromova LV, Savochkina EV, Aleksseva AS, Dmitrieva YV, Gruzdkov AA (2020) Membrane hydrolysis of carbohydrates and glucose absorption in the rat small intestine under chronic immobilization stress. Russ J Physiol 106(11): 1421–1435. (In Russ)]. https://doi: 10.31857/S0869813920100040
Kang, XZ; Jia LN; Zhang X, Li YM, Chen Y, Shen XY, Wu YC (2016) Long-Term Continuous Light Exposure Affects Body Weight and Blood Glucose Associated with Inflammation in Female Rats. J Biosci Med 4: 11–24. http:// doi: 10.4236/jbm.2016.49002
Morris CJ, Yang JN, Garcia JI, Myers S, Bozzi I, Wang W, Buxton OM, Shea SA, Scheer FA (2015) Endogenous circadian system and circadian misalignment impact glucose tolerance via separate mechanisms in humans. Proc Natl Acad Sci U S A 112(17): E2225-2234. https://doi: 10.1073/pnas.1418955112
Hussain MM, Pan X (2015) Circadian regulators of intestinal lipid absorption. J Lipid Res 56(4): 761–770. https://doi: 10.1194/jlr.R051573
Li H, Zhang S, Zhang W, Chen S, Rabearivony A, Shi Y, Liu J, Corton CJ, Liu C (2020) Endogenous circadian time genes expressions in the liver of mice under constant darkness. BMC Genomics 21(1): 224. https://doi: 10.1186/s12864-020-6639-4
Jameie SB, Mousavi M, Farhadi M, Mehraein F, Ababzadeh Soleimani M, Kerdari M, Jalilpouraghdam M (2016) Effects of total light deprivation on hippocampal neurogenesis and memory of adult rats: a sexual dimorphic study. Thrita 5: e36420. https://doi: 10.5812/thrita.36420
Cambras T, Lopez L, Arias JL, Diez-Noguera A (2005) Quantitative changes in neuronal and glial cells in the suprachiasmatic nucleus as a function of the lighting conditions during weaning. Brain Res Dev Brain Res 157: 27–33. https://doi: 10.1016/j.devbrainres.2005.02.014
Bedont JL, Blackshaw S (2015) Constructing the suprachiasmatic nucleus: a watchmaker's perspective on the central clockworks. Front Syst Neurosci 9: 74. https://doi: 10.3389/fnsys.2015.00074
Coleman G, Gigg J, Canal MM (2016) Postnatal light alters hypothalamic-pituitary-adrenal axis function and induces a depressive-like phenotype in adult mice. Eur J Neurosci 44(10): 2807–2817. https://doi: 10.1111/ejn.13388
Хижкин ЕА, Гулявина АВ, Илюха ВА, Виноградова ИА, Морозов АВ, Брулер ЕС (2018) Возрастные изменения поведения и тревожно-фобических реакций крыс при воздействии световой депривации и лузиндола. Труды Карельск научн центра РАН. 12: 110-124. [Hizhkin EA, Gulyavina AV, Ilyukha VA, Vinogradova IA, Morozov AV, Bruler ES (2018) Аge-related changes in the behavior and phobic anxiety reactions in rats under exposure to light deprivation and luzindole. Transactions of KarRC of RAS. 12: 110–124. (In Russ)]. https://doi: 10.17076/eb932
Coleman G, Canal MM (2017) Postnatal light effects on pup stress axis development are independent of maternal behavior. Front Neurosci 11: 46. https://doi: 10.3389/fnins.2017.00046
Patterson ZR, Abizaid A (2013) Stress induced obesity: lessons from rodent models of stress. Front Neurosci 7: 130. https://doi: 10.3389/fnins.2013.00130
Black PH (2006) The inflammatory consequences of psychologic stress: relationship to insulin resistance, obesity, atherosclerosis and diabetes mellitus, type II. Med Hypotheses 67: 879–891. https://doi:10.1016/j.mehy.2006.04.008
Depke M, Fusch G, Domanska G, Geffers R, Volker U, Schuett C, Kiank C (2008) Hypermetabolic syndrome as a consequence of repeated psychological stress in mice. Endocrinology 149: 2714–2723. https://doi:10.1210/en.2008-0038