Влияние гипопинеализма на биоритмы показателей липидного спектра крови у кроликов

УДК 612.826.33:577.31:612.123

И.А.Кузьминова, Л.А.Бондаренко

ВЛИЯНИЕ ГИПОПИНЕАЛИЗМА НА БИОРИТМЫ ПОКАЗАТЕЛЕЙ  ЛИПИДНОГО СПЕКТРА КРОВИ У  КРОЛИКОВ

Лаборатория хроноэндокринологии 

(зав.лабораторией, докт.биол.наук Л.А.Бондаренко)

Институт  проблем эндокринной патологии им.В.Я.Данилевского

 АМН  Украины, г.Харьков 

      На  молодых половозрелых кроликах-самцах породы «шиншилла» изучена фазовая координация суточных  и месячных биоритмов показателей липидного спектра крови (общий холестерин, ЛПВП, ЛПНП, триглицериды) в норме и на фоне гипопинеализма, который моделировали путем длительного (5 месяцев) содержания животных в условиях круглосуточного освещения. Установлено, что размах колебаний амплитуды ритма изучаемых показателей зависит от уровня мелатониновой насыщенности организма, зависящей от режима освещения. Во все сроки исследований отмечено отклонение изучаемых показателей от нормы, а именно, смещение фаз как с опережением, так и с запаздыванием ритма. Полученные данные свидетельствуют о том, что изменение светового режима вызывает перестройку хроноалгоритма спектра липидов и липопротеинов крови.

      Ключевые  слова: гипопинеализм, биоритмы, липидный спектр крови.

ВВЕДЕНИЕ

     Известно, что существование циркадных  ритмов функционирования отдельных  органов и систем, а также целых организмов является необходимым условием их физиологического развития. Нейроэндокринной структурой мозга, которая способна не только принимать сигналы внешней среды, но и приводить уровень регуляции в соответствие с изменением светового режима, является пинеальная железа, которая благодаря гормону мелатонину осуществляет циркадный контроль. Круглосуточное освещение приводит к нивелированию формирования ночного пика мелатонина в пинеальной железе и развитию нейроэндокринного заболевания, известного под названием гипопинеализм [6].

     В наших предыдущих исследованиях  было показано, что у молодых половозрелых кроликов, помещенных в условия круглосуточного освещения на длительный срок, в пинеальной железе развиваются морфофункциональные изменения, свидетельствующие не только о резком уменьшении биосинтеза мелатонина, но и о глубоких деструктивных изменениях паренхимы органа [1, 3]. Одновременно у подопытных животных развиваются значительные нарушения показателей липидного спектра крови. Эти изменения характеризуются постепенным, прогрессивно нарастающим во времени  повышением концентрации в крови общего холестерина и атерогенных фракций липопротеинов на фоне параллельного уменьшения антиатерогенных фракций, что указывает на важную роль пинеальной железы и ее гормона мелатонина в регуляции метаболизма липидов, а также подтверждает положение о значении гипопинеализма в патогенезе атеросклероза. Дальнейшее изучение суточных ритмов показателей липидного спектра крови показало, что описанные выше нарушения проявляются независимо от времени суток, однако ночью они проявляются в более ранние сроки, чем днем, и ярче выражены.

           Целью настоящего исследования явилось изучение влияния гипопинеализма на фазовую координацию показателей липидного спектра крови у кроликов, содержащихся в условиях длительного круглосуточного освещения.

     МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

     Работа  выполнена на 20 молодых половозрелых кроликах-самцах, которых разделили  на 2 группы: контрольные содержались  в условиях естественной смены дня  и ночи, а подопытные – в условиях круглосуточного освещения (днем – естественный солнечный свет, ночью – электрический). Уровень освещенности в клетках составлял 30 - 40 люкс. Продолжительность эксперимента – 5 месяцев (с февраля по июль). В исходном состоянии, а затем ежемесячно в полдень и в полночь в ходе проведения эксперимента из краевой вены уха собирали кровь для определения показателей липидного спектра крови. Содержание общего холестерина (ОХ) в крови определяли при помощи наборов фирмы «Simko Ltd» (Украина), триглицеридов (ТГ) при помощи наборов фирмы «Биотест» (Чехия), холестерина в составе фракций липопротеинов высокой и низкой плотности (ЛПВП и ЛПНП) общепринятыми методами [5]. Определение концентрации этих показателей производили на фотоэлектроколориметре  ФЭК-56 М. Выведение животных из эксперимента проводили в соответствии с „Общими этическими принципами проведения экспериментов на животных” [4]. Цифровой материал обрабатывали методами вариационной статистики, математический анализ данных проводили с помощью компьютерной программы «Statistica 5,0 for Windows» с использованием пакета прикладных программ фирмы Microsoft “EXCEL-5,0” [2].

      РЕЗУЛЬТАТЫ  И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

     Параметры ритмов показателей липидного спектра для контрольных и подопытных животных представлены в таблице. 

Таблица - Параметры ритма показателей липидного спектра крови у молодых половозрелых кроликов при длительном круглосуточном освещении 

       Анализ значений амплитуды ритма  указывает на то, что размах колебаний всех исследуемых показателей значительно изменяется в ходе проведения эксперимента. Так, для общего холестерина характерно увеличение амплитуды ритма по отношению к контролю, причем, в большей степени днем (в 9,6 раза), чем ночью (в  5,9 раза). Для атерогенной фракции (ЛПНП) амплитуда увеличивалась в 14 раз днем и в 8 раз ночью. Что касается антиатерогенной фракции липопротеинов (ЛПВП), то ее амплитуда в дневное время не изменялась, а в ночное  увеличивалась в 3,6 раза, что следует рассматривать как инверсию амплитуды ритма. Для триглицеридов, в отличие от контроля, где дневная и ночная амплитуды ритма практически совпадали, после 5-месячного круглосуточного освещения отмечалось снижение дневной амплитуды в 4,6 раза, а ночью, наоборот, увеличение в 3,5 раза.

     Сравнивая значения суточных акрофаз, следует отметить, что разность фаз в группе животных, содержавшихся в условиях круглосуточного освещения, по отношению к контролю свидетельствует об их смещении как с опережением, так и с запаздыванием ритма.

     Проведение  анализа периодограмм для общего холестерина показало, что у интактных  животных суточные ритмы совпадают по фазе  на протяжении всего эксперимента, а в условиях 5-месячного круглосуточного освещения изменяется вид кривой фазового отклика со смещением акрофазы в сторону запаздывания ритма (рис.1а).

     Периодограмма для липопротеинов высокой плотности показала, что у интактных животных на протяжении эксперимента разность суточных фаз составляла 1 мес, следовательно, акрофаза дневного ритма проявляется на      1 мес раньше, чем ночного (рис.1b). Круглосуточное освещение на протяжении 5 месяцев вызывает незначительное опережение ритма         (+0,3) мес в дневное время и запаздывание ритма (-0,7) мес ночью.

       Фазовая координация суточных  и месячных биоритмов липопротеинов  низкой плотности в значительной  мере напоминает кривую фазового  отклика для общего холестерина, что полностью согласуется с их принадлежностью к атерогенным липидам (рис.1с). У интактных животных суточные ритмы липопротеинов низкой плотности совпадают по фазе на протяжении эксперимента. Длительное круглосуточное освещение вызывает смещение как дневной, так и ночной акрофазы с запаздыванием ритма, разность по фазе составляет (-3,3) мес. 

     Большой интерес вызывает анализ периодограммы  триглицеридов (рис.1d). Как следует из результатов проведенного исследования, уровень триглицеридов, как и ЛПВП, у интактных животных достигает максимальных значений ночью и акрофаза ночного ритма приходится на     4,3 мес. Дневная акрофаза в условиях нашего эксперимента не выявляется. У кроликов с гипопинелизмом отмечается опережение дневного ритма и в        3 мес становися возможным зарегистрировать дневную акрофазу. Вместе с тем, кривая ночного ритма практически не отличается от соответствующей в контрольной группе. Отмечается лишь незначительное опережение ритма (+0,1) мес.

       Таким образом, полученные в ходе работы данные позволяют сделать вывод, о том, что на фоне гипопинеализма, индуцированного извращением естественного светового режима, возникает перестройка хроноалгоритма основных составляющих липидного спектра крови, на фоне которого развивается целый комплекс биохимических и морфологических изменений.

                                        a                                                                                                                                b                          
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                          c                                                                                                                             d                           

Рис.1  Влияние  длительного круглосуточного освещения на фазовую координацию показателей липидного спектра крови у молодых половозрелых кроликов-самцов

ЛИТЕРАТУРА

1. Бондаренко Л.А., Губина-Вакулик Г.И., Сотник Н.Н. и др. Влияние постоянного освещения на суточный ритм мелатонина и структуру пинеальной железы у кроликов // Проблемы эндокринной патологии. – 2005. - № 4. – С. 38-45.
2. Гельман В.Я. Медицинская информатика. – СПб.: Питер, 2002. -  462 с.   
3. Губина-Вакулик Г.И., Бондаренко Л.А., Сотник Н.Н. Длительное круглосуточное освещение как фактор ускоренного старения пинеальной железы // Успехи геронтологии. - 2006. – В.20.- С.48-59.
4. Загальні етичні принципи експериментів на тваринах / Під ред.                             А. Г. Резнікова // Ендокринологія. - 2003. - Т. 8, № 1. - С. 142 - 145.
5. Лабораторные  методы  исследования в клинике / Под ред. проф.                           В. В. Меньшикова . -  М.: Медицина, 1987. - 325 c.
6. Rea M.S., Bullough I.D., Figueiro M.Y. Phototransduction for human melatonin suppression // J. Of Pineal Res. – 2002. – Vol. 32.- № 4. – P.209-213.

INFLUENCE OF HYPOPINEALISM ON PARAMETERS BIORHYTHMS OF THE LIPIDS SPECTRUM OF BLOOD AT THE RABBITS

I.A.Kuzminova, L.A.Bondarenko 

     On sexually matured male rabbits of breed Shinhilla, containing in conditions of round-the-clock illumination within 5 months, phase coordination of daily and monthly biorhythms of parameters lipids spectrum of blood (cholesterol, HDL, LDL, triglyceride) was investigated. It was found   that scope of fluctuations of amplitude of a rhythm of investigated parameters depends on a level melatonin saturation of an organism dependent on a mode of illumination. In all terms of researches the rejection of investigated parameters from norm, namely, displacement of phases both with an advancing, and with delay of a rhythm was marked. The received results testify that change of a light mode causes reorganization chronoalgorithm a lipids and lipoproteins spectrum blood.

       Keywords: hypopinealism, biorhythms, lipids spectrum of blood.

V. Danilevsky Institute of Endocrine Pathology Problems at AМS of Ukraine, Kharkov