Автореферат: Влияние светового режима, мелатонина и эпиталона на биомаркеры старения, возрастную патологию и продолжительность жизни

В нашем исследовании моделирование «светового загрязнения» и изучение влияния естественного изменения фотопериода показало, что данные световые режимы неблагоприятно сказываются на функционировании организма, приводя к раннему старению и возникновению возрастной патологии. Применение МЛТ позволило снизить неблагоприятное влияние LL и NL освещения на здоровье крыс, о чем говорит снижение заболеваемости у данных животных и повышение КСГ. Эти данные свидетельствуют, что МЛТ, являясь «посредником» эндогенных биоритмов и их корректором относительно экзогенных ритмов, способствует поддержанию гомеостаза организма. МЛТ действует опосредованно, регулируя уровни других гормонов, поддерживая их в нормальных пределах в ответ на воздействие окружающей среды. Через опиатные рецепторы МЛТ оказывает иммуномодулирующее действие, усиливает иммунный ответ [Комаров Ф.И. и др., 2004], что в наших исследованиях отразилось на снижении заболеваемости и торможении развития опухолей. МЛТ увеличивал продолжительность прогрессивного роста в любом световом режиме, что согласуется с данными литературы о задержке полового развития у неполовозрелых животных, торможении секреции гонадотропных гормонов гипофиза и наступления течки у половозрелых [Анисимов В.Н., 2003]. МЛТ увеличивал длительность стабильного роста только в NL условиях, поскольку период стабильного роста крыс совпал с темным временем года и избыток МЛТ привел к удлинению этого периода развития. В условиях LL освещения МЛТ даже укорачивал эту фазу, а в условиях LD освещения - не влиял. В итоге наступление старческого периода у крыс затягивалось.

В условиях нарушенного фотопериодизма при применении МЛТ происходило удлинение предстарческого периода. Расчет периодов постнатального развития крыс-самцов доказывает геропротекторный эффект МЛТ, который у самок подтверждался более поздним старением репродуктивной системы, поскольку удлинение и возникновение иррегулярных эстральных циклов, а так же появление анэструса приходилось на более поздние возрастные периоды по сравнению с контролем. Геропротекторный эффект МЛТ подтверждает его действие на умственную и физическую работоспособность, когда улучшение когнитивной функции и выносливости наблюдалось только у старых животных и не отмечалось у молодых.

Таблица 5 - Суммарная оценка влияния мелатонина и эпиталона в различных световых режимах на показатели гомеостаза, биомаркеры старения, продолжительность жизни и развитие спонтанных опухолей у крыс в процессе онтогенеза

Примечания. ^ - увеличение эффекта; v - снижение эффекта; = - нет влияния.

Таблица 6 - Влияние мелатонина и эпиталона на частоту развития опухолей и показатели продолжительности жизни у самок крыс, содержавшихся при различных световых режимах

Примечания. CПЖ - средняя продолжительность жизни, МПЖ - максимальная продолжительность жизни. ap<0,05; бp<0,01; вp<0,001 - различие с показателем в группе контроля LD достоверно; д p<0,05 - различие с показателем у крыс при том же световом режиме, но не получавшими препарат, достоверно (критерий Уилкоксона-Манна-Уитни).

Таблица 7 - Влияние мелатонина и эпиталона на частоту развития опухолей и показатели продолжительности жизни у самцов крыс, содержавшихся при различных световых режимах

Примечания. CПЖ - средняя продолжительность жизни, МПЖ - максимальная продолжительность жизни. ap<0,05; бp<0,01; вp<0,001 - различие с показателем в группе контроля LD достоверно; д p<0,05 - различие с показателем у крыс при том же световом режиме, но не получавшими препарат, достоверно (критерий Уилкоксона-Манна-Уитни).

Рис. 6. Влияние светового режима и мелатонина на кривые выживаемости самок (А) и самцов (Б) крыс, содержавшихся в стандартном режиме освещения (LD).

Рис. 7. Влияние светового режима и мелатонина на кривые выживаемости самок (А) и самцов (В) крыс, содержавшихся в естественном режиме освещения Карелии (NL).

МЛТ в наших исследованиях замедлял возрастное снижение работоспособности и нормализовал антиоксидантную защиту в скелетных мышцах, причем снижение активности каталазы коррелировало с изменением статической работоспособности, у зрелых и старых крыс было обнаружено положительное влияние МЛТ - он увеличивал активность каталазы, повышал статическую и динамическую выносливость животных. Исследование нейрофармакологических свойств МЛТ позволило установить, что наиболее выраженным в его действии является успокаивающее влияние на ЦНС [Комаров Ф.И. и др., 2004]. Полученные результаты указывают на уменьшение уровня внутренней тревожности у крыс-самцов, получающих МЛТ, не зависимо от режима освещения.

Рис. 8. Влияние светового режима и мелатонина на кривые выживаемости самок (А) и самцов (Г) крыс, содержавшихся в постоянном режиме освещения (LL).

Таким образом, МЛТ защищает животных от неблагоприятного воздействия хронического стресса, возникающего на фоне нарушения фотопериода. Большинство авторов отмечают, что направленность и эффективность действия МЛТ в значительной степени зависит от времени его применения и исходного состояния организма [Анисимов В.Н., 2003; Комаров Ф.И. и др., 2004; Коркушко О.В.и др., 2006], к этому следует добавить и фоторежим, который как раз и является ведущим в определении времени суток и сезона года. В наших исследованиях МЛТ оказывал более значимое действие на крыс, находящихся в нарушенном световом режиме, чем на особей в условиях стандартного чередования света и темноты. Так, влияние на фазы стабильного и регрессивного роста, потребление корма, снижение повышенного уровня пролактина и С-пептида, нормализация функции щитовидной железы, антиоксидантное действие и геропротекторный эффект проявлялось сильнее на фоне применения МЛТ в условиях нарушенных циркадианных ритмов.

Использование методов иммуногистохимического и радиоавтографического исследований позволило идентифицировать ткани, обладающие высоким сродством к введенному экзогенному МЛТ [Южаков В.В. и др., 1990]. Данные исследования косвенно подтверждают результаты нашей работы, в которой основное влияние применение МЛТ оказывало именно на эти органы. Изменения, происходящие с возрастом при применении МЛТ в печени, почках, скелетных мышцах и сердце можно рассматривать как коррекцию процессов свободнорадикального окисления. Параметры хемилюминесценции свидетельствуют, что интенсивность свободнорадикального окисления, возрастающая по мере старения организма, снижается при введении МЛТ. Низкая интенсивность хемилюминесценции говорит о высокой интенсивности работы АОС. Воздействию МЛТ подвергаются как ферментативное, так и неферментативное звенья систем генерации и тушения активных форм кислорода. Для активности СОД и каталазы характерна общая тенденция возрастания их общей активности под действием МЛТ или тенденция к снижению в сторону нормы при повышенных значениях. Способность МЛТ нормализовать нарушения углеводного и липидного обменов [Rasmussen D.D. et al., 1999] в наших исследованиях выразилась в снижении количества крыс в условиях LL и NL освещений, имеющих метаболический сидром (табл. 2).