Автореферат и диссертация по медицине (14.00.17) на тему:Экспериментальный анализ влияния особенностей питания в раннем постнатальном периоде на метаболические сдвиги и продолжительность жизни

УКРАИНСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГЕРОНТОЛОГИИ МЗ УКРАИНЫ

На правах рукописи УДК 612. 39: 577. 7: 612. 68

ПИСАРЧУК КСЕНИЯ ЛЕОНТЬЕВНА

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ОСОБЕННОСТЕЙ ПИТАНИЯ В РАННЕМ ПОСТНАТАЛЬНОМ ПЕРИОДЕ НА МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ СДВИГИ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ЖИЗНИ

14.00.17 — «Нормальная физиология»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Киев — 19Э1

^ >

Работа выполнена в Украинском НИИ геронтологии МЗ Украины

Научные руководители: доктор медицинских наук, академик АН Украины, профессор Фролькис В. В.

доктор медицинских наук, профессор Григоров Ю. Г.

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук Кульчицкий О. К-

доктор медицинских наук, профессор Шевчук В. Г.

Ведущая организация — Республиканский научно-гигиенический Центр НИИ гигиены питания МЗ Украины

Защита состоится « » Ч > - ^\ 1992 г. в часов

на заседании специализированного совета Д. 001.28.01 при Украинском институте геронтологии МЗ Украины (252114, г. Киев, ул. Вышгород-ская, 67).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Украинского института геронтологии МЗ Украины.

Автореферат разослан « ^ » • - 1992 г..

Ученый секретарь J2ÍW^<

специализированного совета ч—У '"У/й С С'у Р. И. ПОТАПЕНКО

. ; ОБ!ЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

• Актуальность проблемы. ¡Три старении наступают существенные "функциональные и метаболические изменения на разных уровнях жизнедеятельности организма. Одна из основных задач геронтологии состоит как в изучении механизмов этих сдвигов, так и разработке методов возможного влияния на их темц и развитие. Среди множества факторов, оказыватацих-влияние на физиологическое развитие, особую роль отводят питанию.

Рациональное питание занимает одно из ведущих мест в системе профилактических мероприятий, направленных на сохранение здоровья, замедление процессов старения и достижения активного долголетия /Покровский A.A. , 197?; Волгарев ÜE я др. ,1985; Грцгсрон И.Г. к др., 1330/. В связи с этим, в значительной степени возрастает необходимость экспериментального обоснования и совершенствования принципов геродиететики.

Вместе с тем, необходимо учитывать, что процессы старения не формируются в старости, и в настоящее время не вызывает сомнений, что наиболее эффективными являются воздействия, начатые в раннем онтогенезе / Cheney К. £. et al. , 1983; ¡tesoro Е. J., 1984; Yu В. Р. et al. 19Е5/. Это в полной мере относится к питанию. Отмечено, что особенности питания в младенческом возрасте (грудное, искусственное вскармливание и др.) в значительной степени определяют урозень здоровья в последующие периоды онтогенеза / Еэм Е. А. и др. , 19S6; Куйтунен П. , 1988/.

В экспериментальной геронтологии наиболее значимым показателем, привлекающем внимание исследователей, является продолжительность мани. До с их пор самой распространенной моделью, изучающей • влияние пищевых воздействий на продолжительность киани, являлось (салорийно-ограниченное питание с различными его модификациями / Гркгоро» КХ Г. и др., 1990; Никитин В. Е , 1990;С.Мс Cay, 1956; Cheney К. Е. et al, 1983; Göodrick С. L. , 1984; Yu В. Р. et al., 19S5; Ooka H. et al. , 1938/.

Особенности xa питания в раннем лостнатальном периоде и влияниз их на.функционально-биохимические показатели организма в последующи онтогенезе, а такхе на длительность киани изучены недостаточно. Однако, необходимо отметить, что именно характер

питания в ранних возрастных периодах является ьшболее важным для формирования механизмов регуляции обменных процессов в организме. В этой плане известны экспериментальные работы, показавшие влияние различного питания в сосунковом периоде у лабораторных грызунов на развитие массы тела, особенности строения и метаболизма жировой ткани, изменения липидного обмена и гормонального статуса./Parizkova J. et al.*, 1979; Faust I.M. et al., 1980; Hahn P., 1984; Aust L. , 1982; 1986/. Однако, эти исследования были ограничены во времени и проводились на молодых, растущих животных.

Более глубокий анализ этого явления позволяет предположить, что в онтогенезе существует период - ранний постнатальный, в. котором происходит формирование и "отлаживание" основных регуля-торных механизмов, их фиксирование и генетическое закрепление. Внешние и внутренние воздействия могут оказывать влияние на эти процессы, что в свои очередь, мотет отразиться на всем дальнейшем ходе развития организма Примером этому могут служить работы по изучению различных вариантов так называемого импринтин-га, сущность которого заключается в закреплении, генетическом запоминании воздействий, вызванных определенными факторами: гормонами, аминокислотам» и др. /Шаба Г., 1983; Свлгайш Р. И. и др. ,1987; Фролькис ЕЕ, 1969; 1990/.

Бее это позволяет утверждать, что изучение особенностей питания в раннем возрасте и его влияния на метаболизм Б последую*--ш,ем онтогенезе, а таю®, продолжительность жизни является актуальным, как для герориететики, так и геронтологии в целом.

В соответствии с современными представлениями о механизмах старения, есть все основания полагать, что существует тесная взаимосвязь между возрастными изменениями белкового метаболизма и продолжительностью жизни /Коньшев В А., 19S5; Виленчии U.H., 1987; «Сролькис В. R , Иурадян X, К., 1988; ОСролькис В.Е, 1990; Waterlow J. С. et al., 1981; Young У. R. , 1981; Richardson Д., 1983; Golcïspink D. F. et al., 19B6; Albrecht V. et al., 1989/. Более того,1 показано, . что наряду с калорийностьп, пишэвой.бело к в определенных количествах обладает способностью влиять на продолжительность жизни / Медовар В.Я, 1989; Григоров Ю.Г.-'и др., 1990; ХоракоВВ М. и др., 1990; Masofo Е. J., 1904; Va В. Р.

а1., 1984; 1985; На1еПап А. М., Мзггу В. ,1986/. Однако, да сих пор нет достаточно научных данных для обоснования величин потребностей в белке на поздних этапах: онтогенеза. Одновременно следует подчеркнуть важность учета возрастных особенностей белкового обмена при его нормировании с возрастом, а также использования новых методических подходов к оценке белкового метаболизма.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы явилось изучение влияния количественных особенностей питания в раннем посгнатальном периоде на формирование и динамику массы тела, содержание жира в оргаииаме, показатели липидного обмена и его регуляцию, белковый метаболизм и активность ферментов" (лмаосо-мальньк лротеиназ в печени) в последующие атапы онтогенеза и продолжительность жизни экспериментальных животных.

В соответствии с поставленной цель» были определены основные задачи исследования:

1. Изучить влияния особенностей питания а раннем постнаталь-ном периоде на:

- динамику массы тела и содержание гмра в организме,

- липиднкй обмен и уровень гормонов (инсулин, Тз , Т4 ) в сыворотке крови,

- фракционную скорость белкового синтеза в тканях (печень, скелетные мышцы),

- активность лизосомальных протеиназ в печени,

- продолжительность жизни животных.

2. Анализ возрастных особенностей избранных показателей.

3. Изучить влияния кратковременных пищевых нагрузок с разным содержанием белка на особенности белкового синтеза в тканях и активность лизосомальных протеиназ в печени в зависимости от возраста"и условий вскармливания животных.

Научная новизна работы'. Впервые изучены длительные последствия (до поздних этапов онтогенеза) различий в раннем постна-4 тальном вскармливании наг динамику массы тела, содержание кира в организме, показатели метаболизма к продолжительность жизни экспериментальных животных. Показано, что в онтогенезе существует период (период молочного вскармливания), когда изменениями в питании мохно повлиять на весь ход индивидуального развития

организма, его метаболизм и продолжительность жизни. В отличие от других исследователей, изучавших влияние различного вскармливания на отдельные показатели и в короткий промежуток времени, в-настоящей работе проведен комплексный анализ метаболических сдвигов, изменений нейро-гуморалькой регуляции, вызванных под воздействием количественных изменений в питании в период раннего онтогенеза на протяжении всего развития организма, от его рождения и до смерти.

Определено, что различия в питании в период молочного вскзркливания экспериментальных животных повлияли на совокупность показателей: массу тела, содержание жира в организме, яи-пидный оОмен и его регуляцию, активность ферментов лизосом печени и, е конечном итоге, на продолжительность жизни.

Анализ возрастных особенностей белкового метаболизма, с кс-яользоааииэм метода длительной константной инфуэии меченой аминокислоты показал, что с возрастом (21-24 месяца) сохраняется высокий уровень фракционной скорости белкового синтеза в тканях, а также активность протеиназ лизосом в печени.

Установлено, что■скитание количества беляа в пизэ приводит к ускорению обновдяемости белка в тканях в результате повышения фракционной скорости тканевого белкового синтеза и увеличения активности протеолигкческих ферментов.

Теоретическая и практическая вкачимость работы.

Показано, что особенности питания в раннем посткатальком периоде оказывают существенное влияние на весь ход индивидуального развития организма- формирование и динамику массы тела, содержание жира в организме, состояние липидного обмена и-его регуляцию, ферментативную активность, а г акта продолжительность гсиэни лабораторных животных. Метаболические сдвиги, вызваянье различиями во вскармливании животных, носят стойкий, длительный характер и сохраняются вплоть,до поздних этапов онтогенеза (Ei-KV месяцев).

- Полученные результаты об особенностях белкового метаболизма (по данный фракционной скорости белкового синтеза, активности 'лиаосомальных протеиназ в печени),• с учетом количества Селка в рационе, различий во вскармливании и возраста животных, показывают, что не повышение, а с и иге ни« белка в шщр активизирует

- Б -

белковый обмен в старости. Устзн9вленние закономерности определяют новые подходы и методы оценки потребностей в белке при старении и пути их использования в рационализации питания.

. Освоенные и использованные в работе методы: ' получение лабораторных животных с разной массой тела, путем использования модели больших и малых гнеад, научение белкового синтеза в тканях с помощью длительной константной инфузии меченой аминокислоты рекомендованы для фиэиолого-биохимических исследований и переданы в научно-исследовательские институты.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. В раннем онтогенезе существует критический период (первые 4 недели жизни), в течение которого изменениями в питании

(вскармливании) мохно повлиять на весь ход индивидуального развития организма, его метаболизм и продолжительность жизни.

2. Количественные различия в питании в раннем постнатадыюм периоде влияют на массу тела крыс, накопление ?шра в организме, показатели липидного обмена и его регуляцию, активность протеи-наа лнзосом печени на протяжении последующей кизни, вплоть до поздних этапов онтогенеза.

3. Различия в раннем постнатальном вскармливании, возрасте зшвотных и содержании белка в рационах приводят к изменению активности ливосомальных протеиназ в печени.

4. Содержание лабораторных животных на низкобелковом рационе (2,5 %) приводило к увеличению фракционной скорости белкового синтеза в тканях (печень, скелетные мышцы), по сравнению со стандартным и'высокобелковым рационами (15 и 60 %).

5. Особенности вскармливания в раннем постнатальном периоде влияют на продолжительность юани экспериментальных ютвотных;

Апробация работы.

Основные результаты диссертации доложены-на конференциях молодых ученых Института геронтологии (1986 -1991 гг); на Всесоюзной конференции "Актуальные вопросы стандартизации лабораторных животных для медико-биологических исследований" (Москва, 1987); на I съезде геронтологов и гериатров УССР (Днепропетровск, 1988); на Y Всесоюзном съезде геронтологов и гериатров (Тбилиси, 1983); на X Конгрессе Европейского общества по парентеральному и энтеральному питанию (Лейпциг, 1988); на XII Наци-

опальном Конгрессе по геронтологии (Берлин, 1989).

Публикация результатов исследований.

По теме диссертации опубликовано 18 работ., из них 4 - 8а рубежом.

Структура и объем диссертации.

Диссертация изложена на 146 страницах машинописи, состоит из введения, обзора литературы, главы объектов и методов исследования, изложения собственных результатов исследований, заключения, выводов и списка использованных источников литературы. Работа содержит 4 рисунка, 13 таблиц. Список литературы включает 287 источников'(70 отечественных и 217 зарубежных).

. Внедрение результатов работы.

. Установленные в работе закономерности учтены при подготовке проекта "Методических рекомендаций по организации питания людей пошлого и старческого возраста" (Москва, МЗ СССР, 1988), составлении научно-популярных изданий: буклета "Советы по рациональному питанию людей старших .возрастов" (Киев, 1988), памяткй "Рациональное питание людей старших возрастов, проживающих в семье" (Киев, 1990), учтены при разработке новых "Норм физиологических потребностей в пищевых ведаствах и энергии для различных групп населения СССР" (Москва, 1991).

Материалы исследований включены в программу обучения на кафедрах геронтологии и гериатрии, гигиены питания Киевского института усовершенствования врачей.

Использованные в работе методы: выращвание животных (грызунов) в больших и малых гнездах (рац. предложение N 9/88, Приказ N 103 от 7. 07.1988 г. Института геронтологии АМН СССР "Способ получения экспериментальных животных с разной массой тела"), а также длительная константная инфугия меченой аминокислоты для изучения параметров белкового метаболизма, рекомендованы для фи-виолого-биохимических исследований в институтах медицинского и биологического профиля и внедрены в лабораториях НИИ геронтодо- -гии.

- 7 -СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследований

Согласно целям и соответственно задачам настоящей работы, исследования выполнены на 430 белых крысах-самцах линии Вистар из.вивария Института геронтологии, выращенных в период молочного кормления (первые' 4 недели лизни) в больших (по 8 - 10 крысят в помете - контрольная группа) и малых (по 2 крысенка в помете -опытная группа) гнездах. После отсаживания крысята содержались в одинаковых, стандартных условиях вивария (по 3 - б особей в клетке, питание ad libitum, пищевой рацион в соответствии с Приказом N 1179 от 10.10.1983 г. "Об утверждении нормативов затрат кормов для лабораторных .тавотных в учреждениях здравоохранения").

О содержании жира в организме экспериментальных животных судили по массе эпидидимального жира, данным прямого химического анализа (Бурштейн А.И., 1963) и тритиевого теста. Определение содержания жира в организме с испольбованием трития заключалось во введении животным внутрибрюшинш 0,5 мл раствора ЗНОН (220 мКи /моль), содержащего 1 мКи на мл физиологического раствора. Исследования проводили натощак; определяли активность трития в пробах крови, взятых из хвостовой вены крыс через 2, 3 и 4 часа после инъекции изотопа;

О состоянии липидного обмена судили по следующим показателям: общий холестерин, альфа-холестерин, апо-В-липопротеиды, тригллцериды в сыворотке крови и тканях (печень, зпидидимальный жир), используя общепринятые методы (Покровский A.A., 1969; Ки-ряков А. и др., 1979; Климов А. Н. и др., 1966). Триглицериды определяли стандартными наборами фирмы "Лахема", ЧССР.

Параллельно в сыворотке крови определяли концентрацию гормонов: инсулин, тироксин, трийодтиронин с помощью стандартных наборов: "рио-ИНС-ПГ-125 'I",, "рио-Т4-ПГ" И "рио-ТЗ-ПГ" (СССР).

Для определения параметров белкового метаболизма изучалась фракционная скорость белкового синтеза в тканях, как быстро, так и медленно обменивающихся (печень, скелетные мышцы), с помощью длительной константной инфузии меченного C14-L-лейцина (Garlick P. J., 1980; Albrecht V. et al. , 1989; Petzke K.J. et al., 1991) и дальнейшим препаративным анализом аминокислот на аминокислотном анализаторе фирмы "Hitachi" (Япония). ,

За неделю до проведения инф/аии, жиютных, методом случайной вьйорки делили на три группы и переводили на экспериментальные, изокалорийные рационы с разным содержанием белка: 2,5; 15 и 60 % казеина к общей сухой массе рациона.

О катаболизме белка судили по активности лизосомальных про-теинав (катепсинов А, В, с и. Д) лиэосом печени, а тагаэ общему 'содержанию белка в этом органе с помошью модифицированного спектрофлюориметрического метода (Васильев' А. В. и др., 1983).

Подобный методический подход позволил исследовать роль питания в раннем возрасте на функционально-биохимические показатели на протяжении Есего периода онтогенеза, продолжительность киани, а также дал возможность на качественно новом уровне подойти к изучении метаболизма белка в возрастном аспекте.

Полученные результаты анализировались с использованием статистических методов. Рассчитывали среднее арифметическое (Ю, среднеквадратическуп ошибку среднего арифметического (ш). Достоверность различий средних определяли по'методу Стьюдента Коэффициент парной корреляции рассчитывали на ЭВМ по программе ЕгарЫсз.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОВСУВДЕШЕ

В экспериментальной геронтологии одним из наиболее актуальных направлений является поиск новых алиментарных средств увеличения. продолжительности жизни. Одним из йироко изученных и многократно воспроизведенных является опыт с калорийно-ограниченным питанием (Никитин ЕЕ, 1990; Мс ьау. 1935; 1956; Мавого Е. .Ь ,1984; Воойпск С. 1-. .1984). Влияние та различного питания В раннем онтогенезе (период молочного кормления) на особенности метаболизма и продолжительность клани изучены недостаточно.

Влияние особенностей питания в раннем постнатальном периоде на массу тела, содержание тара в организме и показатели * липидного обмена. Полученный в результате проведенных исследований материал позволил установить, что выращивание лабораторных животных в больших и малых гнездах и обусловленное этим различное количественное вскармливание в раннем постнатальном периода влияет на формирование и возрастную динамику массы тела, скорость

роста, нагсэпление жира в организме, липидный обмен и его регуляцию на протяжении всёго онтогенеза.

Енвотные из опытной группы, выращенные в малых гнездах и переедавшие в период молочного кормления имеют достоверно большую массу тела, по сравнению с возрастным контролем на протяжении всего периода наблюдений (1-32 месяцев). Первые различия в массе тела между крысами опытной и контрольной групп определялись к концу третьей недели шзни крысят, к году увеличивались и до 24 месяцев практически не менялись, в дальнейшем уменьшались, и таким образом, что уж к 34 месяцам исчезали. Анализ кривых динамики массы тела показывает, что несмотря на ее прирост внутри кадцой отдельной группы, темп прироста был одинаковый, независимо от условий вскармливания крысят.

Можно было ожидать, что у животных, выращенных в малых гнездах, увеличение массы тела связано с различиями в пищевом поведении после их отъема, в частности, за счет увеличения потребления корма. Однако, после перевода на обычный рацион (питание ad libitum) крысы потребляли одинаковое количество пищи, что согласуется с данными литературы (Parizkova J. , Petrasek R. , 1979; Aubert R. et al. , 1980; Drort D. ,1986). Более того, существует мнение, что хотя различия в раннем вскармливании и влияют на пищевое поведение, однако характер питания в зрелом возрасте имеет большее значение в развитии ожирения, чем в раннем онтогенезе. То есть, питание в раннем постнатальном периоде в большей степени влияет на регуляцию пищевого поведения, чем на функцию и рост гсировой ткани.

В качестве показателя, отражающего содержание кира в организме, была использована масса эпидидимального лира (Knittle J. L., 1968). Нами определено, что возрастная динамика накопления жира в организме животных подчиняется тем яе закономерностям, что и обшая масса тела. Выявлена прямая, сильная свяаь между этими показателями (г»+0,75 при Р< 0,001), которая сохранялась на протяжении всей жизни гвдвотных, вплоть до поздних этапов онтогенеза (табл. 1). Использованный в наших исследованиях тритиевый метод

, Таблица 1

Масса тела и эпидидимального жира у экспериментальных животных, выращенных в условиях различного постнатального вскармливания

Возраст, : Группы : Кол-во мес. : животных: живот_1_?ных_

Масса тела, .-Масса зпиди-: Масса зпиди-г. : дим. жира, ■ г.: дим. жира/мас-_:_ : са тела х 100

Контроль 18 416,7 + 11,3 6,06 ± 0,69 1,45 + 0,06

Р 24

Р

Опыт

Контроль Опыт

18

24 24

484.1 + 7,5 < 0,01

430.2 + 19,5 612,0 + 15,6

< 0,001

8,99 + 0,84

< 0,05 5,95 + 0,66 10,58 + 1,04 <' 0,001

1,85 + 0,11 <0,01 1,38 + 0,03 1,73 + 0.07 < 0,001

для прижизненного определения содержания жира в теле оказался не корректным, поскольку с увеличением возраста, массы тела росла-его погрешность, что диктует необходимость дополнения его--другими методами, в частности, прямым химическим анализом.

Значительный интерес представляет»выяснение механизмов накопления жира в организме при одинаковом потреблении корма животными из Сольшх и малых гнезд после отъема. Как показали результаты наших исследований, несмотря на то, что крысы являются резистентными к факторам, вызывающим атеросклероз, гипертони-. ческую болезнь, у животных, вскармливавшихся в малых гнездах, определяются значительные сдвиги в липидном обмене в сторону-повы-кения концентрации общего холестерина, триглицеридов, апо-В-ли-попротеидов в сыворотке крови (табл.2). Ванно отметить, что с ■ возрастом эти изменения не только сохранялись, но и усиливались: у 24-месячных крыс, по сравнению с 5-месячными, уровень холестерина повышался в 1,6 раза, триглицеридов - в 3 раза и апо-5-ли-попротеидов - в 1,9 раза. Полученные результаты позволяют предположить, что возрастные изменения, развивающиеся при старении, усугубляют изменения лнпидного обмена, вызванные перекармливанием в раннем онтогенезе.

5

Таблица 2

Показатели липидного обмена у экспериментальных кивотных, выращенных в условиях различного постнатального вскармливания

Возраст : Группы : Кол-во: Общий холестерин : а-холестерин: Триглицериды : апо-Б-

животных: : ¡жив. : сывор.: печ. : зпид.: иг/дл : сывор. : печень: ЛП

: : : МГ/ДЛ : МГ/Г : МГ/Г : : мтль/д: мг/г ; г/л

7 мес. Контроль 10 64,7+ + 0,7 2,3+ + 0,3 3,9+ + 0,5 60, ,2 + 7, 1 0,77+ + 0,05 31,5+ + 7,8 0,19+ + 0,04

Р Опыт 10 71,6+ + 2,5 2,4+ + 0,4 3,5+ + 0,5 57, ,9 + 5, 1 1,03+ + 0,1 ■г 0,05 33,0+ + 0,1 0,32+ + 0,05 < 0,05

24 мес. Контроль 12 90,1 + + 3,6 2,3+ + 0,4 2,5+ + 0,2 77, ,4 + 8, 5 2,52+ + 0,04 26,7+ + 4,0 0,22+ + 0,01

Р Опыт 12 108,2+ +11,7 2,1 + + 0,1 2,1+ + 0,1 61, 7 + 8, 5 3,02+ 32,4+ + 0,35 + 4,8 0,61 + + 0,01' < 0,01

Среди исследованных гормонов, участвующих в липидном обмене, наиболее показательными оказались инсулин и гормоны щитовидной железы - тироксин и трийодтиронин. Концентрация инсулина, как -липогенного гормона, закономерно увеличена у крыс с перекармливанием в раннем постнатальном периоде на протяжении всего онтогенеза и достоверно отличалась от контрольной группы: у 5-месячных крыс - 113,3 + 17,1 и 66,3 + 8,3 Ед (Р< 0,05), у 24-мэсячных крыс соответственно - 56,6+8,6 и 31,4 + 2,9 Ед (Р< 0,05). Показано, что при ожирении в результате переедания, гиперинсулинешя не связана с гиперфагией, то есть крысы, резистентные к окиренш, но потреблявшие большее количество корма, имели нормальный уровень инсулина в сыворотке крови. Следовательно, развитие гипер-инсулинемии имеет иные причины. Возможно! что резистентность к инсулину при повышенной массе тела обусловлена либо гиперплазией, либо гипертрофией адипоцитов, поскольку с увеличением размэ-раклеток снимется количество рецепторов инсулина на их поверхности (Stern J. et al. ,1972; Sjostrom L. ,1972). Другим объяснением гиперинсулинемии у животных из малых гневда кокет • служить понижение периферической утилизации субстратов (Aubort R. et al. ,1980).

Полученные данные об изменениях функции щитовидной кэлезы у животных с перееданием в раннем постнатальном периоде подтверждают это предположение. У крыс из опытной группы, по сравнению с контрольной, достоверно повышено, содержание тирозина в сыворотке крови: у 5-месячных - 151,1 + 11,3 и 94,8 + 20,8.иколь/л (Р< 0,05), у 24-месячных соответственно - 69,7 + 7,6 и 44,6 + + 6,5 нмоль/л (Р< 0,05).

Анализ возрастных особенностей содержания изученных горшаов показал, что с возрастом концентрация инсулина л тироксина снижается как в контрольной, так и опытной группах, что колет быть объяснено возрэстзависимым пониманием нейро-зндокрюшой функцли (Quigley К. et al. ,1990).- Содержание трийодтиронина с возрастом практически не менялось.

Подобная динамика гормонов щитовидной иэлезы у животных из малых гнезд свидетельствует о нарушении превращения тироксина в трийодтиронин в периферических тканях, что мокет быть выэванно

понижением концентрации тиреоидных гормонов в органах-мишенях, глг было отмечено в экспериментах с ожиревшими крысами, получавшими вьюокожировой рацион (НаНтапп К. а1.,1985). Учитывая данные о функциональной роли тиреоидных гормонов в метаболизме, сниже-' нии превращения трийодтиронина в тироксин в периферических тканях, могло,предполагать уменьшение окисления лирных кислот в тканях и усиление лппогенеза, что и, отмечено нами.у животных в опытной группе.

Возрастные особенности белкового метаболизма у животных, выращенных в условиях различного вскармливания.в раннем постпа-тальном периоде. Одной из задач нкгопг тесаедозаний являлось изучение возможного влияния особенностей питания в раннем постна-твльном периоде, а также кратковременных нагрузочных рэционов с разнил содержанием бежа на белковый метаболизм. Представляет интерес то, что условия выращивания кивогннх в больших и нагих гнездах и связанное с этим различное вскармливание в раннем гюот-натальном периоде нэ повлияло на фракционную скорость гинтеза белка в тканях (печень, скелетные мьшцы). ■

Изучение влияния алиментарных функциональных нагрузок с разным количеством бела выявило четкую тенденцию «.активизации белкового синтеза в тканях при снижении уровня белка в рзционе: в печени у 5-месячных крыс - на 4 и 19 % в контрольной к опитяоП .группах, у 21-кгсячных, соответственна ка 21 « 15 "; в ске-глтич;!. -кыгцах это определялось иваь у 21-м?еячных крыс - ка С5 и 63 ?, » . контрольной и опытной группах (табл. 3). Объяснением тому мо-?йт служить своего рода компенсаторный южанкам - рзуталтаадшд аминогателот для сохранения их фонда при пониженном содэргтопч бэаса в пище, а так» для устранения появления сийочтш бгяксп и повторно» ксшиьвоваавя в:«шокисвот в дальнейшем скчге«'». Пг?-№ того, ннзкобелковыэ рационы, в больней части, оодерат пгги-"<>ниое количество углеводов, что ведет к увеличению глн^'-лп-р-чп-н инсулина в крови, который в свою очередь, симулирует бп.гтл'/Л синтез и тормозит распад (*ЭДег1о«г ^С, еЪ я1. ■, 1980; Ш°гзэу П. еЬ а1. , 1932). - ■

Анализ всарастннх особенностей белкового синтеза поп-^ал, что в данных условиях эксперимента у 21-24 месячных иг'-тс. по сравнению с Б-месячными, не отмечено снижения •

Таблица 3

Фракционная скорость белкового синтеза в тканях крыс, выращенных в больших и малых гнездах, получавших экспериментальные рационы (Кэ, X в сутки)

Боораст, Иес. Группы : Кол-во жив. . Содержание белка в рационе, %

2.5 15 60

5 Контроль Опыт Ю 00 68,9 £ 2,9 70,0 £ 10,9 Печень 66,4 £ 6,7 59,0 £ 5,7 59,7 £ 9,8 67,7 £ 10,0

•21 Контроль Опыт 24 24 115,8 £ 21,4* 112,7 £ 30,5 95,7 £,23,3 98,4 £ 13,4* 101,5 £ 17,1» 88,4 £ 13,0

Б- Контроль Опыт 18 18 Скелетные мышцы 4,1 £ 0,8 4,1 £ 0,6 3,7 £ 0,8 4,4 £0,5. 3,5 £ 0,7 3,5 £ 0,8

21 Контроль Опыт • 24 24 7.6 £ 2,5 7.7 £ 1,6* 3,9 £ 0,5 4,7 £ 0,8 ■ 5,9 £ 1,4 6,3 £ 1,0*

Примечание. * - вограстные различия.в пределах одной группы и

рациона

•ги белкового синтеза,. как в печени, так и скелетных мышцах. Достоверное повышение скорости синтеза белка выявлено в печени у йивотных из контрольной группы на низко- и высокобелковом рационах, в опытной - на стандартном - 15 X белковом рационе; в ске-лзтиьн ышцах - У крьо из опытной группы на низко- и высокобелковом рационах (Р< 0,05). Эти результаты в полной мере согласуются с данными, полученными при введении смеси аминокислот: 14 С-лейцина, ^-тирозина и -^С-лизина. И в данном случае фракционная скорость белкового синтеза была выше у животных старшей возрастной группы. Статистически достоверно это определялось в печени для лейцина и лиэина, в скелетных мышцах - для лейцина и гироаша (табл. 4).

Таблица 4

{ракционная скорость белкового синтеза у 5- и 24-месячных крыс, получавших стандартный рацион вивария (Кэ, % в сутки)

Ткань : Метка :_Возраст животных_

: : 5 мес. (п-б) : 24 мес. (п»б)

Печень 14С-лейцин 89,1'4 5,60 112,2 + 4,80*

14С-тирозин ' 72,5 + 1|80 70,2 4 0,70

14С-лизин 48,7 + 2,00 63,3 4 1,00*

Скелетные

мьпщы 14С-лейцин '6,8 + 1,13 7,9 + 0,30*

14С-тирозин . 4, 4 + 0,10 6,9 4 0,10*

14С-лизин 4,0 + 0,06 3,8 4 0,10

Примечание: * - возрастные различия для каэдой аминокислоты

(Р< 0,05)

В целом, можно заключить, что проведенное изучение фракционной скорости белкового синтеза в тканях, как с высоким, так и низким'его уровнем свидетельствует о том, что с возрастом сохраняются значительные адаптационные возможности в регуляции биосинтетических процессов.

Особенности активности лизосомальных протеиназ в печени у тавотных с разным питанием в раннем онтогенезе. В раскрытии механизмов возрастных особенностей белкового метаболизма существенную роль может сыграть изучение активности лизосомальных про■ протеиназ, поскольку они являются одной из структур клетки, наиболее чувствительной к воздействию алиментарных факторов (алимеп Тарный дисбаланс, белковая недостаточнось, избыточное потреблешг бэлка, жира) и обеспечивающей внутриклеточный обмен на стадии катаболизма практически всех биополимеров (Покровский A.A., Тутег.ь-ян. В. А. ,1976; Покровский А. А. ,1977; Тутельян В. А., Васильев A.B.. 1987). Изучение активности лизосомальных кятепсияов (А, В, С и Л1 определило их чувствительность как к условиям раннего псстнэтз'ль -ного вскармливания животных, -так и к кратковременным гаишишч {опциональным нагрузкам с различным-еодерганием белка. У?*? л i'cr^rn

¿Щ ■

¡'■аанего онтогенеза, повышенное вскармливание приводило к снижению активности большинства протеиназ лизосом печени: обнаружено достоверное снижение активности катепсина А и тенденция к снижению активности катепсинов В и Д. С возрастом эти различия сохранялись и Еыракались еще в большей степени: активность катепсина А снижалась на 18 %, катепсина В - на 33 %, катепсина Д - на 26 % (табл. Б). Та же направленность в изменении активности катепсиноЕ наблюдалась у 21-ыесячных крис, получавших в течении недели нагрузочные, экспериментальные рационы: снижение у крыс из опытной группы, по сравнению с контрольной активности всех изученных катепсинов на низвобежовом рационе, и активности катепсинов В и Д на стандартном и высокобелковом'рационах (Р< 0,05).

Потребление экспериментальных рационов с разным содержанием белка неоднозначно повлияло на активность лизосомальных ^юрмен- ' тов (табл. 6). При снижении белка в рационе (2,5 X): у животных из контрольной группы активность катепсинов С и Д достоверно повышалась, с тенденцией к повышению катепсина А; в опытной группе, при тех же условиях, наблюдалось снижение активности катепсинов А и С, и повышение активности катепсина Д. Увеличение белка в рационе (60 Z) приводило к снижению активности катепсинов: в в контрольной группе - В и С, в опытной - Д.

. Изменения активности катепсинов согласуются с величиной содержания белка в печени. У животных как -из контрольной, так и опытной групп, получавших низкобелковый рацион, его содержание достоверно ниже, чем при стандартном 16 % белковом рацине (Р<0,05). Увеличение количества белка в рационе приводило к повышению уровня белка в печени (Р< 0,05).

Представляет интерес сравнительный анализ изменений активности лизосомальных протеиназ в.процессе старения. Из приведенных результатов отчетливо видно, что как у животных из контрольной, так и опытной групп, выявленные онтогенетические изменения носят, в основном, однонаправленный характер. Это выражается в повышении к 21 месяцу жизни крыс катепсинов А,. В и С в контрольной группе соответственно на 27, 109 и 48 % и в опытной - на 128, 56 и 60 Z (табл. 5). Более высокая активность катепсинов у 21-ыееячных крыс, по сравнению с Б-месячными, согласовалась с более нивким содержанием белка в печени.

Таблица 5

Активность дизосомальных катепсинов и содертание белка в печени у 5-и 21-1,!£сячиг1Х крыс, выращенных в условиях различного вскармливания в раннем постнатальном периоде

Показатели

5-месячные

Контроль

Опыт

21-месячные

Р : Контроль

Опыт

Катепсины лизосом печени (мкыодь/мин «>а г ткани) Каяепсин А Хатепсин К Катепсин С Катепспн Д Белок печени (мг/г ткани

124,3+17,0

9,4+ 0,6 51,9+ 4.7 10,7+ 1.7

194,6+9,3

56,7+3,5 <0,001

8,6+0,3 >0,06

51,7+5,5 >0,05

8,6+0,8 >0,05

157,8+14,1 129,4+2.1* >0,05

19,7+ 1,4« 13,2+0.4* <0,001

79,8+8,4* 82,7+7,6* >0,05

12,8+ 1,2 8,4+0,6 <0,05

269,2+4,2 <0,1X31 178,3+ 2,3 181,3+2,1* >0,05

Примечание: * - достоверные возрастные различия в пределах одной группы (Р< 0,05)

Таблица б

Активность лизосомальных катепсинов и содержание Седка в печени у 21-месячных крыс, содержащихся на экспериментальных рационах

Показатели : Группы : Содержание белка в раиионах, %

: ЖИВОТНЫХ : 2,5 15 : 60

Катепсин А Контроль 30,60 + 3,810 24,40 + 2,250 21,80 + 2,050

Катепсин В . (п - 24) 0,49 + 0,015 0,54 + 0,042 0/43 + 0,023*

Катепсин С 8,85 + 0,177* 6,29 + 0,724 . 4,64 + 0.053*

Катепсин Д ' 22,64 + 0,800* 12,79 + 1,210 9,66 + 0,950

Белок 143,80+4,000* 178,30+2.300 19а,30 + 1,500*

Катепсин А Опыт' - 14,80 + 2,020* ** 20,12 + 1,200 19,82 + 1,810

.Катепсин В (П = 24) 0,37 + 0,005** '0,36 + 0,014** 0,31 + 0,014**

Катепсин С 4,30 + 0,305* ** 6,57 + 0,603 4,89 + 0,730

Катепсин Д 12,91 + 0,850* ** 9,44 + 0,630** 6,66 + 0,950* **

Белок 166,30 + 3/700* **181,30 + 2,100 201,00+2,700***

Примечание: * - достоверные различия между рационами (2,5 и 60 % по отношению к 15 %) (Р< 0,05);

** - достоверные различия между группами в пределах одного

радиола (Р< О, ОБ)

Таким образом, анализ полученных результатов позволяет заключить, "что избыточное кормление экспериментальных животных р раннем постнатальном периоде вызывает снижение активности боль шинстаа исследованных лизосомалъных протеиназ. При этом, выявленные изменения в активности этих ферментов сохраняются вплоть до поздних этапов онтогенеза. Вероятно, более низкая активность протеолитической системы лиаосом отражает менее интенсивный обмен белка в печени крыс, выросших в малых гнездах, по сравнению с животными из больших гнезд. Анализ возрастных изменений активности лизосомальных ферментов показал, что с возрастом наблюдается активация катепсинов в печени и параллельное снижение содержания белка в этом органе.

Влияние особенностей вскармливания животных в раннем постна; тальном периоде на продолжительность жизни. В качестве величин, характеризующих данный показатель, определяли среднюю продолжительность лизни при 50 и 100 Я смертности, максимальную продолжительность жизни (по последним 10 Т. особям), выживаемость к смертность животных, выращенных в больших и малых гнездах.

Анализ показателей выживаемости и смертности животных выявил различия между группами. У ""Ротных иэ контрольной группы, По сравнению с опытной, определялась более высокая смертность в раннем периоде (второй месяц жизни), соответственно 18,9 и 3,7 %. Затем она снижалась и до 23 месяцев колебалась в пределах от О до 9,7 %, в дальнейшем росла, достигая максимума -100 % К 40 месяцам (1212 дней).

У крыс из опытной группы, выращенных в малых гнездах, на протяжении первых 10 месяцев смертность была на.низком уровне (О - 2 %). После года наблюдался постепенный ее рост. Максимум? показатель смертности достигал раньше, чем в контрольной группа к'36 месяцам (1107 дней).

Подобную динамику смертности и выживаемости лабораторных животных правомочно усматривать в том, что недостаточное питание в 'раннем постнатальном периоде приводит к увеличению смерт ности и резкому падению выживаемости животных из контрольной группы в раннем период«. Это отразилось на показателя? средней продолжительности жизни: при 50 % смертности - 319,Г! >_ "<3,! р контрольной группе, по сравнению с 517,3 + 32,9 jpwft г '»пщ'^-л

(Р-' 0,05), а так*4 при 100 X смертности, соответственно - 608,8 + I ЬО.6 и 7111,Б + 30.9 дней (Р< 0,05). Оставшиеся животные ив шжтрольней группы окаэалирь более жизнеспособными, по сравнению с крысами из опытной группы, что привело к увеличению у них [йкеиыадыюИ продолжительности жизни: 1116,3 + 30,3 по сравнению с опытной - 1043,0 + 20,4 дней (Р< 0,1).

Таким обрааом, несмотря на большую массу тела на протяжении всей кизни, животные, при условии повышенного вскармливания в раннем постнатальном периоде V имели более высокую среднюю, но более низкую максимальную продолжительность жизни, по сравнению с животными ив контрольной группы.

Анализ полученных результатов позволяет заключить, что питание- в раннем постнатальном периоде является одним из факторов, способных оказывать значительное влияние на весь ход индивидуального развития организма, характер и интенсивность метаболизма . и его регуляцию, а такие на продолжительность жизни. По-видимому, ранний постнатальнай период является одним из критических, когда еще не полностью сформированы и не закреплены нейро-регуляторные иоханивмы реализации генетической информации развертывания онтогенетической программы. Различные, как внешние (в частности, изменения в питании), так и внутренние вмешательства в этот период способны в значительной степени повлиять на этот процесс, что а данной случае чрезвычайно важно как для экспериментальной науки, так и практической медицины в целом.

ВЫВОДЫ

1. Различия в питании в раннем постнатальном периоде, моделируемые выращиванием лабораторных зшвотных (крыс) в больших и ызльщ гневдах (контроль, опыт), приводят к неодинаковому росту, форкярованию массы тела, отложемт жира в организме, изменения

- матаболивма в последующие периоды онтогенеза.

2. Животные из опытной группы имеют достоверно большую, массу. ■ тола, по сравнению с животными из контрольной группы, что носит

устойчивый характер и сохраняется до поздних этапов онтогенеза. При этом, МЕ.сса тела у них положительно коррелирует с показателем содержи ин жира б организме - массой эпидидимального жира.

/

3. Переедание в раннем постнатальном периоде сопровождается изменениями показателей.липидного обмена: у молодых животных из эпытной группы, по сравнению с контрольной, отмечается повыпгешп :одерггглия триглицэридов с тенденцией к увеличения холестерина

я опо-В-липопротеидов; у старых крыс происходит рост епо-В-липо-яротеидов с тенденцией.к увеличения содержания общего холестерина в сыворотке крови.

4. С более высокими показателям:! липидного обмена у лпзотньк ;1з опытной группы, по сравнению с контрольной, согласуются изменения концентрации липогропных гормонов в сыворотке крсвъ отмечается закономерное повышение инсулина и тироксина, что сохранялся на поздних этапах онтогенеза.

5. Различи:! в питании в раине;,; псстпатальном период? «о п".ч-зали влияния на фракционную скорость белкового синтеза з тканях [печень, скелетные мышцы), в избранных условиях эксперименте».

6. Потребление рационов с повышенным содержанием белка в течение одной недели Не .оказывает выра-апиого влияния на фракцчон-нуп скорость белкового синтеза в тканях при четко выраженной тенденции к ее поЕьшению нй низкобелковсм рационе.

7. Возрастные особенности белкового синтеза характеризуется тенденцией к повышению фракционной' скорости белкового синтеза з гкапях у кивотных старшей Еозрасткой группы (21-к:гсячшос), по гряшэнгао с молодыми-(5-мэсячными)', что наиболее отчетливо Про Я вилось при их содержании на зкеперинэнгзлъных рационах с родич содержанием белка.

8. Избыточное кормление в раннем постнатальном периоде при■ родит к снижению активности большинства дизосомальннх "дгепсинсг п печени, сохраняющемуся до поздних этапов онтогенеза.

9. Возрастите особенности катаболизма белка характэргаутчеч исгивацйбй лпзосомальньгх протёиназ з печени с пёраллзльнкд снйгзнием содэргания белка в зтем органе, что согласуется с уг^-лкченнэ.м фракционной' скорости белкового синтеза при старении.

10. У агаотных,. выращенных в условиях переедания в рз'/нем постнатальном периоде, отмечается увеличение средней продолщ-телыюсти лизин и сокращение максимальной, по сраячет-я с ннми из контрольной группы.

- 22 -

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ.

1. Вяияыш рациона, о&эгащэнного глицином, на белковый мета-и массу тела животные. различно!о Еозраста //Дислиюпроте-

идзьши при е.теросклэрозе у пожилых и старых людей. Киев, 1985. -с. 81-6Б. (ь соавт. с Б. Я. Медоваром, К.Ю.Пецке, В. Альбрехтом, ti Г. Григоровым). 1

2. Влияниечособенностей раннего постнатального питания на шссу^ела и продолжительность жизни крыс // Актуальные вопросы стандартизации лабораторных .юшотных для медико-биологических ис следований.- Материалы Всесоюзной конференции, Ыосква, 1-2 октября 1387 г. - Ii. , 1986. - С. 85-88.(1; соавт. с Б. Я. Медоваром,

A. JL КоЕтуноы).

3. Биосинтез бежа у .вдотиых в зависимости от возраста, диеты и массы тела // Ыедицииские' и социальные проблемы старения. Киав, 1987.- 0. .75-80. (в соаьт. с К1 Г. Григоровым, В. Альбрехтом,

B. А. Тутельянои, К Ю. Пзцкэ■ А. В. Васильевым).

4. Особенности постнатального питания и масса тела экспериментальных животных /7 Рациональное питшие. Киев, "Здоровье", 1988.- Вып.23. - С.. 22-24.

5. Питание в домах-интернатах для престарелых в УССР и пути его рационалиееции // Бопр. питания.- 1988,- N3.- С. 22-25.

( в соавт. с Е Г. Григоровьш, Г. И. Бондаревым, JL JI Синеок, 0. Г. Козловской, Т. М. Сешсько, Б. Я. Медоваром).

6. Методические рекомендации по организации питания людей по много и старческого возраста. Ш СССР.- 1988.- 26 с. (в соавт. Kl Г. Григоровым, Р. И. Бондаревым, С. Г. Козловской, У. М. Семесько,

B. Я. Ыздоваром, О. Я Вас идеи,).

7. Шстнатальное питание и интенсивность белкового, синтеза i эксперименте //1 Республиканский съезд геронтологов и гериатро! Днепропетровск, 4-6 октября 1988. - Киев. - С 205.

8. Влияние особенностей раннего постнатального питания на Йоркирование массы тела и некоторые показатели липидного обмена експериментальных киеотньк У/ Y Всесоюзный съезд геронтологов и гериатров. - Тбилиси, 22-25 ноября, 1983.- Киев, 1988,- С. 507.

9. Советы по рациональному питанию людей старших возрастов. Буклет. Реслубл. дом сан. • просвещения. Киев, 1988. (в соавт.

C. Г. Кээдовской, Т. Ы. Семесько.).

10. Особенности питания и биосинтез белка у животных разного юзраста // Вопр. питания. - 19р.9. - N б.- С. <',2-47.(в лзавт. с

i. Альбрехтом, К. Ю. Пецке).

11. Апробация тритиевого теста для определения содержания гн а в организме крыс // Фиэиол. журнал.- 1990. - Т. 36, 2.-

!. 99-102.

12. Рациональное питание людей стар-лих возрастов, npowiDasraiy I семье. Памятка. Республ. дом сан. просвещения. Киев,~ 1990.

13. Питание в раннем постнатадьнои периоде и продолжитель -юсть жизни в эксперименте // Продолят ельность жизни, »/эхандомн, фогнозы, пути увеличения. Тез. докл. Всесоюзной конф. - 15-17 октября, 1991 г., Киев.- С. 107.

14. Особенности раннего постнатального питания и состоять шпидного обмена у лабораторных животных // Рационально-? питание, (пев, "Здоровье", 1991,- Вып. 26. - С.- 50-53.

15. Utilization of /L-14C/carbon of glycin diet fed young and >ld rats // Z. Aiternsforsch. - 1937,- Vol.42, M 6.- 323-,'Petzke K.J., t.fedovar B. J. , Grigorov Ya. G., Albrecht V.)

16. Einflub von oral applizierten glycin auf den stoffYecM" 1 >/ Die Nahrung. - 1987.- Vol.31, N 3. - S. 207-215. (Petzke K. J.', 3rig-orov Yu.G., Albrecht V.).

17. Protein metabolism in young adult arid old ra!,s in depot; ience on dietary protein content // Proc. X-th Congr. Eur. Society of Parenteral and Enteral Nutrition. Leipzig, Aus». 24 1988. // Clin. Nutr. - 1988.- Vol, 7 (Special Supplement). - P. 63 [K. J. Petzte, В. J.ifedovar, V. A. Tuteljen, P. Junghans, V. Л1 bracht) i

IS. Zum proteinurcsatz lui höheren lebensalter // XII Kcr^r«'"-ier* Gesellschaft fur Gerontologie der DDR.- Nov;, 1989. - P. 52. [V. Albrecht,'К. J. Petzke, Yu. Я. Grigorov, A. Tutel Jan).

19. Effect of,early postnatal nutrition on animal

U European Congress of Gerontology. - Nfcdrid, 11-14 Sept. .1^' Abstracts Book. - Madrid, 1991.- P. 179.

20. Nutrition and Protein Turnover in Rats of Varying U The 4-th Asia/Oceania Regional Congress of Geren*-cmrtry. Dct. 31- Nov. 3, 1991.- Yokohara, Japan: Abstracts.-

1991. - Abs-5. - P. 379.

/

6/

i^-y