Автореферат и диссертация по медицине (14.00.53) на тему:Влияние светового режима, мелатонина и эпиталона на биомаркеры старения, возрастную патологию и продолжительность жизни (экспериментальное исследование)

0034Виооо

На правах рукописи

ВИНОГРАДОВА Ирина Анатольевна

ВЛИЯНИЕ СВЕТОВОГО РЕЖИМА, МЕЛАТОНИНА И ЭПИТАЛОНА НА БИОМАРКЕРЫ СТАРЕНИЯ, ВОЗРАСТНУЮ ПАТОЛОГИЮ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ЖИЗНИ (экспериментальное исследование)

14.00.53 - геронтология и гериатрия

Автореферат

на соискание ученой степени доктора медицинских наук

Я О ЯНВ 2009

Санкт-Петербург - 2009

003460856

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Петрозаводский государственный университет»

Научный консультант:

доктор медицинских наук, профессор Анисимов Владимир Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Кветной Игорь Моисеевич

доктор медицинских наук, профессор Петрищев Николай Николаевич

доктор медицинских наук, профессор Александров Валерий Анатольевич

Ведущая организация:

Учреждение «Институт физиологии им. И.П. Павлова» РАН

Защита состоится « »_ 2009 г. в_часов на заседании

диссертационного совета Д 601.001.01 при Санкт-Петербургском Институте биорегуляции и геронтологии СЗО РАМН по адресу: 197110, г. Санкт-Петербург, просп. Динамо, д. 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского Института биорегуляции и геронтологии СЗО РАМН.

Автореферат разослан «_»_2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук, доцент Л.С. Козина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность исследования

Прогресс медицины и ее успешное развитие в экономически развитых странах приводит к постепенному увеличению средней продолжительности жизни и, в силу этого, к прогрессивному старению населения [Анисимов В.Н., 2003; Rajaratnam S.M.W., Arendt J., 2001]. Непрерывное увеличение продолжительности жизни является одной из причин увеличения доли пожилых в общей численности населения [Arking R., 1991]. Это приводит к увеличению общественного и научного интереса к проблемам теоретической и экспериментальной геронтологии [Khavinson V.Kh., 2002]. Основная задача геронтологии и гериатрии - сделать жизнь пожилых людей более здоровой и активной - становиться все более актуальной. Изучение структурно-функциональной организации и механизмов регуляции систем жизнеобеспечения в норме и при развитии процесса старения является одной из проблем фундаментальной геронтологии [Dilman V.M., 1994].

Ряд вопросов о механизмах старения в различных условиях, под действием различных стрессорных факторов можно исследовать, только проводя эксперименты на животных. Лабораторные животные, как модельные системы для изучения старения, возрастной патологии у людей и для разработки подходов к лечению, имеют большое значение [Каркищенко H.H., 2004].

Различные стрессорные воздействия могут привести к увеличению продолжительности жизни или к ее сокращению. Одним из регуляторов физиологических ритмов у человека и животных является смена циркадианного цикла дня и ночи. Установлено, что воздействие света ночью напрямую связано с серьезными проблемами поведения, а также с состоянием здоровья и развитием злокачественных новообразований [Хавинсон В.Х., и др., 2003; Di Lorenzo L. et al., 2003; На М., Park J., 2005; Anisimov V.N., 2006]. Эксперименты на плодовых мушках показали, что воздействие постоянного освещения приводит к уменьшению продолжительности их жизни. У грызунов ночное освещение приводит к нарушению овуляторного цикла и к последующему развитию опухолей в молочной железе, яичниках и матке [Анисимов В.Н., 2003; Prata Lima M.F. et al., 2004; Filipski E. et al., 2005]. Эпидемиологические исследования свидетельствуют о повышенном риске развития рака молочной железы и толстой кишки у работников ночных смен и о сниженном риске у слепых женщин [Rafnsson V. et al., 2001; Pukkala E. et al., 2002; Reynolds P. et al., 2002; Schernhammer E.S. et al., 2003]. В настоящее время воздействию светового загрязнения (включенного освещения ночью) подвергается довольно большое число людей. Вот почему становиться актуальным экспериментальные исследования, выясняющие роль нарушения светового режима в процессе старения и канцерогенеза.

На Северо-Западе России (в условиях Карелии) наблюдается своеобразный фотопериодизм, проявляющийся длинным световым днем в весенне-летний период (с середины мая до середины июля — сезон «белых ночей») и короткой продолжительностью дня в осенне-зимний период (4,5 часов). Модифицирующее действие постоянного освещения на физиологические процессы ор-

ганизма описано многими исследователями [Солонин Ю.Г., 1998; Анисимов В.Н. и др., 2003; Батурин Д.А. и др., 2004; Van der Beek Е.М., 1996; Wehr T.A., 2001; Stevens R.G., 2006]. Однако влияние сезонных колебаний освещенности, как естественного нарушения циркадианного ритма, изучено недостаточно.

Разработка новых геропротекторов, способных задержать старение всего организма или наиболее важных органов и систем, и исследование их влияния на возрастные гормонально-метаболические и иммунологические изменения является одним из актуальных направлений в геронтологических исследованиях. В связи с этим встает вопрос о безопасности длительного применения средств продления жизни, что включает в себя не только непосредственные побочные и токсические эффекты, но и отдаленные последствия, например, развитие новообразований. В ряде работ показано, что геропротекторы обладают антиканцерогенными свойствами, однако при длительном применении некоторых из них наблюдается увеличение частоты развития опухолей [Анисимов В.Н., 2003]. Поэтому актуальным является всестороннее комплексное изучение действия геропротекторов в эксперименте, позволяющее оценить их действие на процессы старения, развитие возрастной патологии и новообразований.

К наиболее перспективным геропротекторам относят препарат мелатонин (MJIT) и пептид эпиталон (ЭПТ), регулирующий функцию эпифиза [Хавинсон В.Х., Морозов В.Г., 2001; Анисимов В.Н., 2003]. Известно, что с возрастом наблюдается снижение уровня индольного гормона эпифиза MJIT в организме [Raitier M.N., 1992; Arendt J., 2005; Anisimov V.N., 2006; Di Bella L., Gvalano L., 2006], что вызывает большой интерес к изучению этого гормона, обладающего разнообразными эффектами. Во многих работах при использовании MJIT отмечено увеличение продолжительности жизни [Pierpaoli W., Regelson W., 1994; Mocchegiani E. et al., 1998], тогда как в других опытах наблюдалось отсутствие увеличения продолжительности жизни и возрастание частоты опухолей [Рома-ненко В.И., 1983]. Применение MJIT угнетает канцерогенез у пинеалэктомиро-ванных крыс или животных, содержащихся в стандартном чередующемся или постоянном режиме освещения [Baturin D.A. et al., 2001]. Представленные данные предполагают возможность использования MJIT в качестве препарата для профилактики развития злокачественных новообразований у людей, подвергающихся световому загрязнению.

Синтетический пептид ЭПТ [Хавинсон В.Х., Анисимов В.Н., 2003], стимулирующий продукцию MJIT, обладает способностью увеличивать среднюю и максимальную продолжительность жизни и замедлять темп старения у плодовых мух. У мышей разных линий ЭПТ оказывает неоднозначное действие [Попович И.Г., 2004]. Действие ЭПТ на крыс в сочетании с различными световыми режимами ранее не изучалось. Исследование геропротекторных свойств MJIT и ЭПТ в различных световых режимах, включая и естественное освещение на Северо-Западе России (Карелия), в сравнительном аспекте является весьма актуальным.

Длительное наблюдение за лабораторными животными позволяет оценить динамику различных маркеров биологического возраста, процесс развития возрастной патологии и опухолей, а также изучить влияние различных свето-

вых режимов и исследуемых препаратов на старение и спонтанный канцерогенез. Биомаркерами возраста и гомеостаза в исследованиях часто служат такие показатели, как масса тела, количество потребляемого корма, поведенческие тесты, физическая работоспособность, репродуктивная функция, уровень сво-боднорадикальных процессов и многие биохимические параметры (уровень гормонов, состояние углеводного и жирового обменов и др.) [Анисимов В.Н., 2003]. В качестве интегрального показателя темпа старения используют динамику выживаемости и смертности животных.

Следует отметить, что исследования с комплексным использованием этих критериев, наряду с известными показателями интенсивности канцерогенеза (частота опухолей, латентный период и др.) при изучении влияния такого стрессирующего фактора как нарушение светового режима, в том числе и сезонного колебания освещенности на Северо-Западе России, и применения геро-протекторов (мелатонина и эпиталона) не проводились.

Цель исследования

Комплексное сравнительное изучение длительного влияния различных световых режимов (стандартный чередующийся режим, постоянное освещение, естественное освещение Северо-Запада России, постоянная темнота) в сочетании с применением геропротекторов (мелатонина и эпиталона) на показатели биологического возраста, развитие возрастной патологии и спонтанный канцерогенез у самцов и самок крыс, а также оценка темпов старения организма и развития ассоциированных с возрастом различных патологических процессов.

Задачи исследования

1. Изучить влияние различных световых режимов (стандартное освещение, постоянное освещение, естественное освещение Северо-Запада России, постоянная темнота) на биомаркеры гомеостаза и старения, развитие возрастной патологии, показатели продолжительности жизни и спонтанный канцерогенез у крыс.

2. Сравнить темпы изменения биомаркеров гомеостаза и старения, показателей продолжительности жизни, развития возрастной патологии у крыс при различных световых режимах.

3. Оценить влияние экзогенного мелатонина на продолжительность жизни, показатели гомеостаза и биологического возраста, а также на развитие спонтанных опухолей у крыс при различных световых режимах.

4. Оценить влияние эпиталона на продолжительность жизни, показатели гомеостаза, биологического возраста и развитие спонтанных опухолей у крыс при различных световых режимах.

5. Провести сравнительный анализ эффективности мелатонина и эпиталона в различных световых режимах и оценить перспективы их дальнейшего изучения в качестве средств профилактики преждевременного старения и предупреждения новообразований у человека в условиях светового загрязнения.

Научная новизна исследования

В диссертационной работе впервые установлено, что в условиях модулированного фотопериодизма (постоянное освещение, естественное освещение Карелии, постоянная темнота) у крыс возникают нарушения функционирования

основных систем организма, сопровождающиеся более ранним развитием возрастной патологии по сравнению с особями, находящимися в стандартном режиме освещения.

Впервые изучено влияние различных световых режимов на показатели гомеостаза и биологического возраста (потребление корма и воды; масса тела; диурез; эстральный цикл; поведенческие реакции; физическая и умственная работоспособность; уровень свободнорадикальных процессов в тканях; биохимические показатели жирового, углеводного и белкового обменов; гормональный статус), развитие спонтанных опухолей и продолжительность жизни у крыс.

Впервые получены экспериментальные данные, свидетельствующие о неблагоприятном действии естественного освещения Карелии («белые ночи» в летний период и удлиненная темновая фаза в осенне-зимний период) на показатели гомеостаза, продолжительность жизни и риск развития спонтанных опухолей.

Впервые изучено влияние экзогенного мелатонина и синтетического пептида эпиталона на биомаркеры старения и гомеостаза, продолжительность жизни и возникновения спонтанных опухолей у крыс, содержащихся в различных световых режимах.

Впервые проведена комплексная оценка эффективности применения мелатонина и эпиталона на показатели старения и гомеостаза, продолжительность жизни и развитие спонтанных опухолей у самцов и самок крыс при различных режимах освещения.

Научно-практическая значимость работы

Метод комплексной оценки влияния различных режимов освещения и применения препаратов (мелатонина и эпиталона) на старение, показатели гомеостаза, развитие возрастной патологии и спонтанного канцерогенеза является достаточно адекватным и оптимальным, что позволяет экстраполировать полученные результаты на человека.

Выявленные закономерности следует учитывать при идентификации факторов риска ускоренного старения, преждевременного развития возрастной патологии, возникновения и развития доброкачественных и злокачественных новообразований, а также для разработки научно-обоснованных мер их профилактики.

Применение мелатонина и эпиталона замедляет возникающее полиорганное снижение функциональных резервов организма, проявляющееся снижением толерантности к стрессорным воздействиям, и снижает риск возникновения спонтанных опухолей, что свидетельствует о глубокой связи механизмов старения и канцерогенеза.

Выявление геропротекторного эффекта и антиканцерогенных свойств мелатонина и эпиталона у животных, содержащихся в условиях нарушенного светового режима, свидетельствует о перспективности дальнейшего изучения этих препаратов в качестве средств профилактики ускоренного (преждевременного) старения и рака в группах повышенного риска (лица, проживающие в северных районах России или работающие при инвертированном освещении).

Положения, выносимые на защиту

1. Содержание самцов и самок крыс в условиях постоянного освещения сопровождается ускоренным старением многих функциональных систем и организма в целом, развитием возрастной патологии и спонтанных опухолей, уменьшает продолжительность жизни.

2. Содержание самцов и самок крыс в условиях световой депривации тормозит возрастные изменения большинства показателей биологического возраста и старения, снижает риск развития опухолей и увеличивает продолжительность жизни.

3. Содержание в условиях естественного освещения Карелии проявляется у самцов и самок крыс неблагоприятным влиянием на биомаркеры старения и гомеостаза, увеличением риска развития опухолей и уменьшением продолжительности жизни.

4. Применение препаратов эпифиза (мелатонина и эпиталона) оказывает защитный эффект, уменьшает неблагоприятное влияние постоянного освещения, улучшает показатели гомеостаза, замедляет процессы старения и увеличивает продолжительность жизни животных.

5. Пептидный препарат эпифиза эпиталон обладает более выраженными геропротекторными и антиканцерогенными свойствами, чем мелатонин, в условиях нарушенного светового режима и является перспективным препаратом для исследования в геронтологии и для практического применения в гериатрии, в частности, для коррекции нарушений гомеостаза, возникающих в условиях нарушенного фотопериодизма.

Публикации

По теме диссертации опубликована 61 работа, включая 22 статьи в журналах, рекомендованных ВАК Минобразования РФ для опубликования результатов диссертационных исследований.

Работа поддержана грантами РФФИ 2004-2006 №04-04-49168-а «Влияние светового режима на показатели биологического возраста, продолжительность жизни, возрастную патологию и их фармакологическая коррекция»; РГНФ 2004-2006 № 04-06-00120а «Белые ночи на Европейском Севере - как фактор, нарушающий функцию репродуктивной системы. Возможности фармакологической коррекции»; РГНФ-Север 2004-2006 №04-06-49602 а/с «Модельное исследование адаптационных возможностей организма при изменении циркади-анных ритмов в течение годового цикла при проживании в северных климато-географических зонах»; РФФИ-Север 2005-2007 №05-04-97525-р_север_а «Экспериментальные основы влияния освещенности на гормональный статус и некоторые биохимические показатели в условиях Карелии»; РФФИ 2007-2009 №07-04-00546 «Влияние возраста на динамику адаптационных изменений активности ферментов к различным световым режимам и их фармакологическая коррекция»; РГНФ-Север 2007-2009 № 07-06-42602а/С «Белые ночи на Русском Севере — как фактор, нарушающий возрастную адаптацию водно-солевого обмена. Возможности фармакологической коррекции».

Апробация диссертации

Основные результаты работы были представлены на отечественных и международных форумах: III, V Всероссийских конференциях с международным участием «Механизмы функционирования висцеральных систем» (Санкт-Петербург, 2003; 2007); III Международной научной конференции "Состояние биосферы и здоровье людей" (Пенза, 2003); II Международном симпозиуме "Проблемы ритмов в естествознании" (Москва, 2004); 11-15 Российских национальных конгрессах "Человек и лекарство" (Москва, 2004; 2005; 2006, 2007, 2008); VI международном симпозиуме «Биологические механизмы старения» (Харьков, 2004); V международной конференции «Клинические исследования лекарственных средств» (Москва, 2005) XIII международном совещании и VI школе по эволюционной физиологии (Санкт-Петербург, 2006); Международный симпозиум «Жизнь и работа на Севере» (Костомукша, 2003); 10 симпозиум «Витамины и адаптация» (Йена, Германия, 2005); 4 Интернациональное совещание «Психоэмоциональные, поведенческие и когнитивные расстройства у пожилых - ABCDE» (Болонья, Италия, 2006); 14 Европейский биогеронтологи-ческий конгресс (Москва, 2006); Международной конференции «Погода и биосистемы» (СПб, 2006); Международной научной конференции «Свободные радикалы, антиоксиданты и старение» (Астрахань, 2006); Конференции «Перспективы фундаментальной геронтологии» (Санкт-Петербург, 2006); Всероссийской научной конференции «Перспективные направления использования лабораторных приматов в медико-биологических исследованиях» (Сочи, 2006); V и VI Европейском конгрессе по старению (Австрия, 2006; Санкт-Петербург, 2007); XII Международном симпозиуме «Эколого-физиологические проблемы адаптации» (Москва, 2007); Международном конгрессе «Социальная адаптация, поддержка и здоровье пожилых людей в современном обществе» (Санкт-Петербург, 2007); Всероссийской научно-практической конференции «50 лет мелатонину: итоги и перспективы исследований» (Санкт-Петербург, 2008), Российских конференциях по фундаментальной онкологии «Петровские чтения» (Санкт-Петербург, 2007,2008).

Связь с планом НИР

Диссертационная работа является темой, выполняемой по основному плану НИР Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Петрозаводский государственный университет».

Структура и объем диссертационной работы

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, собственных результатов, обсуждения, заключения и выводов. Объем работы составляет 373 страницы. Список литературы содержит 401 источник, в том числе 155 отечественных и 246 зарубежных. Диссертация иллюстрирована 70 таблицами и 79 рисунками.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материалы и методы исследования

Эксперименты были проведены на 1001 крысе, собственной разводки, первоначально полученных из НИИ онкологии им. Н. Н. Петрова. Животных содержали в стандартных помещениях вивария площадью 25 м2 в клетках размером 44x25x62 см по 10 животных при температуре 22±2°С. Все животные получали стандартный готовый лабораторный корм и воду без ограничений. Работа выполнена с соблюдением международных принципов Хельсинской декларации о гуманном отношении к животным.

В работе были использованы мелатонин (N-acetyl-5-methoxy-tryptamine) (Sigma; США); эпиталон (Ala-GIu-Asp-Gly), синтезированный в Санкт-Петербургском институте биорегуляции и геронтологии СЗО РАМН; физиологический раствор (Polfa; Польша).

На крысах изучали влияние различных световых режимов в сочетании с применением мелатонина и эпиталона на показатели биологического возраста, продолжительность жизни и частоту спонтанных опухолей. Исследование проводили до естественной гибели животных. Для измерения освещенности помещений использовали люксметр "Ф-107" (Россия).

В 25-дневном возрасте всех крыс рандомизировано разделили на 4 группы. Первая группа крыс (159 самцов и 144 самки), находилась в условиях стандартного фиксированного режима освещения (12 часов свет 750 лк: 12 часов темнота; LD). Вторая группа животных (148 самцов и 144 самки) находилась в условиях естественного освещения (NL), в данном случае учитывались особенности годовой фотопериодичности Северо-Запада России. Многократные измерения освещенности производились в различное время суток в течение годового цикла. При данном режиме освещенность помещений определялась сезоном года: зимой минимальная продолжительность дня составляла 4,5 часа, а летом продолжительность светового дня достигала 24 часов («белые ночи»). Освещенность в помещении изменялась в течение суток и составляла на уровне клеток в утренние часы - 50-200 лк на 1 м2 площади, днем - до 1000 лк в ясный день и 500 лк в пасмурный день, к вечеру - от 150 до 500 лк на 1 м2 площади. Третья группа крыс (145 самцов и 149 самок) содержалась при круглосуточном постоянном освещении (750 лк; LL). Животные четвертой группы (51 самец и 61 самка) находились в условиях световой депривации (DD), при этом освещенность в помещении составляла 0-0,5 лк на 1 м2 площади.

В возрасте 4 месяцев крыс первых 3 групп разделили на 3 подгруппы. Крысы первой подгруппы получали 5 дней в неделю с питьевой водой в ночное время MJIT (10 мг/л). Крысам второй подгруппы ежемесячно 5 дней в неделю подкожно в утренние часы вводили ЭПТ по 0,1 мкг на крысу в 0,1 мл физиологического раствора. Крысы третьей подгруппы являлись контрольными.

В работе исследовали различные показатели гомеостаза и старения (масса тела, поглощение корма и воды, диурез, эстральный цикл, поведенческие реак-

ции, физическая работоспособность, процессы обучения и памяти). Проводили измерение уровня свободнорадикальных процессов, оценивали биохимические показатели жирового, углеводного, белкового и электролитного обменов, гормональный статус. Исследовали динамику гибели животных, продолжительность жизни и различные параметры канцерогенеза.

У крыс ежемесячно одновременно с взвешиванием производили определение количества потребляемого корма; проводили визуальный и пальпатор-ный осмотр на наличие опухолей и других заболеваний. У самцов регистрировали количество выпитой воды, диурез и содержание в моче глюкозы и кетонов (тест-полоски для анализа мочи «МиШэйх 10 Бв»; «Байер», США), а также поведенческие, психоэмоциональные и когнитивные процессы. Для расчета функциональных периодов развития крыс-самцов были использованы методы, предложенные И.И. Шмальгаузеном (1935) и Б. Вгос1у (1945) [Махинько В.И., Никитин В.Н., 1977]. Поведенческие реакции изучали в тесте «открытое поле» [Буреш Я. и др., 1991]. Психоэмоциональные проявления оценивали по трехбалльной системе [Родина В. И. и др., 1993]. Тест «челночный лабиринт» использовали для оценки когнитивных процессов [Навакатикян М.А., Платонова Л.Л., 1988]. Для оценки статической работоспособности использовали тест «горизонтальный экран-сетка» [Анисимов В.Н. и др., 2001]. Для оценки динамической работоспособности использовали тест «принудительного плавания» [Бобков Ю.Г. и др., 1984]. У самцов и самок фиксировали время полового созревания (опущения яичек в мошонку и время открытия влагалища). Раз в три месяца у самок, начиная с 3-месячного возраста, брали влагалищные мазки для изучения эстральной функции. Пять особей из каждой исследуемой группы в возрасте 6, 12, 18 и 24 месяцев исследовали рентгенографически для определения возрастных изменений скелета.

В возрасте 3, 6, 12, 18 и 24 месяца у 10 крыс из каждой подгруппы собирали кровь, животных вскрывали и отбирали образцы тканей для последующего биохимического и морфологического исследования. Стандартными биохимическими методами определяли уровень глюкозы, общего белка, холестерина, Р-липопротеидов, мочевины, креатинина, ионов натрия и калия в крови [Комаров Ф.И. и др., 1976]. Содержание трийодтиронина, тироксина, тиреотропного гормона (ТТГ) в сыворотке крови определяли в автоматическом анализаторе 1ММШЛТЕ (США) с помощью твердофазных, хемилюминесцентных ферментных иммунных наборов 1ММ1ЛЛТЕ; при помощи иммуноферментного метода (наборы фирмы «Биохиммак», США) - содержание пролактина и С-пептида. Оценивали суммарную динамику изучаемых параметров по коэффициенту стабильности гомеостаза (КСГ), который представлял собой отношение общего числа биохимических и эндокринологических показателей, соответствующих значениям у зрелых крыс в возрасте 3 мес., к общему числу изучаемых показателей [Хавинсон В.Х., Морозов В.Г., 1991].

Оценивали параметры, характеризующие уровень образования свободных радикалов и системы антиоксидантной защиты в печени, почках, сердце, скелетной мышце: уровень хемилюминесценции, активность супероксиддисмута-зы (СОД) и каталазы. Состояние антиоксидантной системы (АОС) определяли

хемилюминесцентным методом с использованием двух люминофоров: люми-нола и люцегинина и двух активаторов свечения: соли железа двухвалентного и перекиси водорода. Активность СОД исследовали модифицированным адрено-хромным методом Fridovich, активность каталазы по количеству разложенной перекиси водорода - спектрофотометрическим методом по Beers, Sizes; содержание белка определяли методом Lowry.

Убитых или павших по ходу опыта животных вскрывали. На аутопсии осматривали все внутренние органы. Новообразования классифицировали согласно рекомендациям МАИР как «фатальные» или как «случайные» [Gart J.J. et al., 1986]. Все опухоли и основные внутренние органы, подозрительные на наличие опухолевого роста, после обычной гистологической обработки изучали микроскопически. Использовали гистологическую классификацию опухолей, предложенную МАИР [Turusov V.S., Mohr U., 1990].

Рассчитывали среднюю продолжительность жизни (СПЖ) всех и последних 10% максимально проживших крыс, максимальную продолжительность жизни (МПЖ). При анализе скорости старения параметры модели Гомперца определяли по реальным данным, используя метод максимального правдоподобия в приложении для Гауссовских статистических систем [Gauss System and Graphic Manual, 1994]. При расчете кинетических параметров популяционного старения использовали модель Гомперца для функции выживания:

где параметры аир связаны с популяционной скоростью старения и начальной силой смертности, соответственно.

Параметр а часто характеризуется также величиной времени удвоения силы смертности (MRDT), рассчитанный как 1п(2)/а. Для анализа выживания использовали метод Кокса. Доверительные интервалы для показателей скорости старения рассчитывали, используя log-noдобные функции [Сох D.R., Oakes

Анализ данных проводился в среде интегрированных пакетов статистических программ STATGRAPH, STADIA, EXCEL общепринятыми методами вариационной статистики. Достоверность результатов оценивали по t-критерию Стьюдента, непараметрическому U-критерию Уилксона-Манна-Уитни, точным методом Фишера и методом х2, а также P-value, рекомендованного МАИР. Для оценки влияния различных факторов (режим освещенности, препарат, пол животных) на изучаемые показатели использовали многофакторный дисперсионный анализ и рассчитывали уравнение регрессии [Ивантер Э.В., Коросов A.B.,

D., 1996].

2003].

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБСУЖДЕНИЕ

Влияние светового режима на показатели биологического возраста, продолжительность жизни и возрастную патологию

Одной из задач исследования явилось изучение влияния различных режимов освещения на показатели биологического возраста, продолжительность жизни и спонтанный канцерогенез. Последовательный анализ изучаемых параметров показал, что скорость старения крыс в различных режимах неодинакова (табл. 1). Изменение большинства показателей указывает на неблагоприятное влияние LL и NL режима. Данные таблицы 1 являются суммарным результатом эффекта нарушения фотопериодизма, когда возраст подопытных животных равнялся 24 месяцам. За животными наблюдали до времени гибели последней крысы.

Таким образом, у крыс, находящихся в условиях LL, отмечалось снижение прироста массы тела, повышение потребления корма, увеличение времени полового созревания; чаще встречались такие заболевания, как пневмония, кератит, конъюнктивит, катаракта, инфекции ЖЕСТ и мочевыделительной системы, ринит, отит и миокардит; наблюдалось повышение уровня пролактина, тироксина, С-пептида, глюкозы, холестерина, бета-липопротеидов, мочевины и креатинина с одновременным снижением уровня ТТГ, общего белка и калия в крови; снижение КСГ. В печени этих животных наблюдалось снижение содержания каталазы, СОД, белка; в почках - снижение содержания каталазы, СОД, общей активности АОС; в сердце - снижение содержания белка; в скелетной мышце - снижение общей АОС, каталазы, СОД и белка; увеличение спонтанного канцерогенеза.

Для самок крыс, находящихся в режиме LL, было характерно снижение массы тела, более быстрое старение астральной функции, снижение СПЖ и МПЖ. У самцов наблюдались уменьшение фазы прогрессивного и стабильного роста; увеличение продолжительности предстарческого периода; более ранее наступление старческого периода, более ранее появление глюкозы, кетонов в моче; выраженная глюкозурия; снижение диуреза; повышение двигательной активности и психоэмоциональных проявлений; снижение когнитивных функций и физической работоспособности. Самцы и самки уже в возрасте 3 месяцев весили больше, чем крысы в LD режиме. Относительное количество особей, имеющих абдоминальное ожирение, было больше в этой группе по сравнению с другими (табл. 2).

Имеются данные о положительной корреляции между повышенной массой тела и развитием новообразований [Weindruch R., Walford R., 1988; Dilman V.M., 1994], наши результаты находятся в определенном соответствии с этими наблюдениями. Расчет силы влияния возраста животных, различных режимов освещения, сезона года на массу тела крыс методом многофакторного дисперсионного анализа выявил зависимость динамики массы тела самцов от возраста (48,17%; F=62,88; р<0,05) и сезона года (9,68%; F=16,9; р<0,05).

Суммарная оценка влияния различных световых режимов на показатели гомеостаза, биомаркеры старения, продолжительность жизни и развитие спонтанных опухолей у самцов и самок крыс в процессе онтогенеза

Таблица 1

Показатель

Пол

Световой режим

Естественное освещение (МЬ)

Постоянное освещение (IX)

Световая депривация

(РР)

Масса тела

1

Прирост массы тела

оба пола

Прогрессивный рост

самцы

Стабильный рост

Предстарческий период

самцы

Наступление старческого периода

самцы

Потребление корма

оба пола

Потребление воды

самцы

Время полового созревания

оба пола

Старение эстральной функции

Диурез

самцы

Заболеваемость

оба пола

А.

Биохимические показатели мочи

Глюкоза (время появления)

I (раньше) | (раньше) | (позже)

Кетоны (время появления)

| (раньше)

I (раньше)

| (раньше)

Поведенческие, психоэмоциональные и когнитивные функции, работоспособность

Двигательная активность

Психоэмоциональные проявления

Когнитивная функция

Динамическая выносливость

самцы

Статическая выносливость

Биохимические показатели крови

Глюкоза

оба пола

Холестерин

оба пола

Бета-липопротеиды

оба пола

Общий белок

оба пола

Мочевина

оба пола

Креатинин

оба пола

Натрий

оба пола

Калий

оба пола

Уровень гормонов в крови

Пролакгин

оба пола

С-пептид

оба пола

Тиреотропный гормон

оба пола

Тироксин

оба пола

Трийодтиронин

оба пола

Коэффициент стабильности гомеостаза

оба пола

Антиоксидантная система

Печень

оба пола

Почки

оба пола

Сердце

оба пола

Скелетная мышца

оба пола

Продолжительность жизни

самцы

самки

Спонтанный канцерогепез

оба пола

Примечания. ] - увеличение эффекта; | - снижение эффекта = - нет влияния.

У самцов в IX режиме сокращались прогрессивный и стабильный рост и предстарческий период наступал раньше (рис. 1). Эти данные согласуются с коэффициентом стабильности гомеостаза, рассчитанным для этой группы крыс (рис. 2), а также с количеством потребления воды крысами самцами и суммарным временем удержания на горизонтальном экране-сетке. Снижение потребления воды крысами и суммарного времени удержания начиналось с возраста 12 месяцев, что соответствует окончанию фазы стабильного роста. Повышенная тревожность крыс в этом режиме также рассматривалась как проявление старения [Маркова Е.В. и др., 2005]. Гормональный дефицит МЛТ, провоцируемый IX освещением, способствовал развитию такой распространенной формы возрастной патологии, как нарушение когнитивной деятельности мозга. Снижение физической работоспособности наступало гораздо раньше, чем у крыс в режиме Ы): с 12 месяца - снижение суммарного времени удержания, с 16 месяца - латентного времени удержания и с 18 месяца - продолжительности плавания. Параллельно в скелетных мышцах наблюдалось угнетение АОС, снижение содержания белка, что и обуславливало снижение физической работоспособности.

Таблица 2

Распределение самцов крыс по массе тела в исследуемых группах

Группа Количество крыс (%) в группах, разделенных по массе тела

Менее 380 г От 381 до 440 г Более 441г

Стандартное освещение (1ЛЭ)

Контроль 50 30 20

Мелатонин 20* 50* 30*

Эпиталон 301 451 25'

Постоянное освещение (IX)

Контроль 30* 30* 40*

Мелатонин 40 30 30

Эпиталон 15а 55а 30а

Естественное освещение (ЫЬ)

Контроль 0* 50* 50*

Мелатонин 40а 30а 30а

Эпиталон 30а 50а 20а

Световая депривация (ОЭ)

Контроль 42 30 28

Примечания. * р<0,01; 1 р<0,05 - различия с показателем контрольной группы в 1ЛЭ режиме достоверны; а р<0,01 - различия с показателем контрольной группы в данном световом режиме достоверны (метод %)

Рис. 1. Продолжительность периодов постнатальной жизни самцов крыс в различных режимах освещения.

Примечания. Стандартное освещение - LD; постоянное освещение - LL; естественное освещение - NL; световая депривация - DD.

Ускорение возрастного изменения эстральной функции под влиянием LL выражалось в увеличении средней продолжительности овариального цикла, нарушением соотношения регулярных и иррегулярных эстральных циклов, увеличением частоты длинных эстральных циклов. У крыс этой группы наблюдался персистирующий эструс, псевдобеременность и анэструс. Повышение уровня пролактина в сыворотке крови у крыс в условиях LL подтверждается данными о связи гиперпролактинемии, нарушении репродуктивной функции и развитии климактерических дисфункций [Пивоварова C.B. и др., 2001; Романцова Т.Н. и др., 2001]. О нарушении функции щитовидной железы в условиях LL можно судить по изменению уровня тироксина и ТТГ в крови.

А Б

Рис. 2. Динамика коэффициента стабильности гомеостаза у самок (А) и самцов (Б) крыс в различных режимах освещения.

Примечания. Стандартное освещение - 1ЛЭ; постоянное освещение - ЬЬ; естественное освещение - N1,; световая депривация - БО. л р<0,05 - различие с показателем в группе ЬБ в соответствующем месяце достоверны; * р<0,05 - различие с показателем в трехмесячном возрасте достоверны (критерий Уилкоксона-Манна-Уитни).

Известно, что циркадианный ритм мочеобразования проявляется в том, что диурез и экскреция ряда ионов выше днем, чем ночью. При этом показано значение эпифиза в организации ритма данной физиологической функции организма [Гуткина О.Г., Наточин Ю.В., 2005]. Снижение диуреза у самцов с 15-месячного возраста, появление инфекций мочевыделительной системы и патологических сдвигов в биохимическом анализе крови указывало на более раннее возникновение нарушений водно-солевого обмена и функции почек по сравнению с режимом Ц). В самих почках отмечено снижение активности АОС, что указывает на более яркое развитие процессов старения в органе. Почки являются наиболее чувствительным к действию серотонина органом, предполагая, что в условиях IX наблюдается повышенное выделение серотонина и сниженное -МЛТ, можно объяснить подобные изменения в мочевыделительной системе [ Анисимов В.Н., 2003].

Анализ полученных данных указывает на неблагоприятное влияние IX освещения на показатели липидного и углеводного обменов, что согласуется с результатами ряда исследований о связи эпифиза с эндокринной регуляцией обменных процессов [Комаров Ф.И. и др., 2004; Тигек Б.XV. Й а1., 2005]. Абдоминальное ожирение, гиперхолестеринемия, гипергликемия, гипербеталипо-протеинемия, гиперинсулинемия и глюкозурия, обнаруживаемые у крыс, позволяют сделать вывод о наличии синдрома инсулинорезистентности (метаболического синдрома) у этих животных.

Рис. 3. Влияние светового режима на кривые выживаемости у самок (А) и самцов (Б) крыс.

Примечания. Стандартное освещение - И); постоянное освещение - IX; естественное освещение световая депривация - ЭВ.

В IX режиме происходило снижение иммунной защиты организма, подтверждаемое подверженностью крыс инфекционным заболеваниям. СПЖ и МПЖ были меньше у самок этой группы, а частота развития спонтанных новообразований повышена у крыс обоего пола (рис. 3, 4, 5; табл. 3, 4).

200 400 600 800 1000 1200 Возраст, сут.

600 8 Возраст, сут.

1200

А

Б

Наши наблюдения совпадают с многочисленными экспериментальными исследованиям, изучающими воздействие света ночью на спонтанный канцерогенез [Лазарев Н.И. и др., 1976; БеегЬе^ Б. е1 а1., 1997; ВаШпп Б.А. & а1., 2001; Ап-¡зшюу У.Ы. е1 а1., 2004]. Данные литературы свидетельствуют о важной роли эпифиза в развитии рака МЖ - эпифизэктомия или содержание при IX освещении стимулирует развитие рака МЖ [Анисимов В.Н. и др., 2003]. Имеются работы, отмечающие роль повышенного содержания пролактина в патологии МЖ и яичка (лейдигомы) [Коркушко О.В. и др., 2006; Щепотин И.Б. и др., 2007] или отмечающие роль эндогенного серотонина, уровень которого возможно повышен в условиях IX освещения, в развитии онкопатологии [Анисимов В.Н. и др., 2003].

А Б

Рис. 4. Влияние светового режима на динамику возникновения опухолей у самок (А) и самцов (Б) крыс.

Примечания. Стандартное освещение - 1ЛЭ; постоянное освещение - Щ естественное освещение - ИЬ; световая депривация - ОБ.

У крыс (табл. 1), находящихся в условиях Ж, наблюдались снижение прироста массы тела, увеличение количества потребляемого корма и времени полового созревания, повышенная заболеваемость пневмонией, конъюнктивитами, кератитами, ринитами, отитами катарактой, инфекциями мочевыделительной системы и ЖКТ; повышен спонтанный канцерогенез; в крови был повышен уровень пролактина, С-пептида, тироксина, глюкозы, холестерина, бета-липопротеидов, мочевины и креатинина с одновременным снижением содержания общего белка, ТТГ, трийодтиронина и КСГ; в печени снижена активность каталазы и АОС в целом. В почках снижено содержание СОД, повышено содержание каталазы. В сердце снижена активность АОС, содержание белка. В скелетной мышце снижена активность АОС, каталазы, СОД, белка. У самок наблюдалось снижение веса, ускоренное старение эстральной функции, снижение продолжительности жизни. У самцов имело место повышение массы тела, удлинение фазы прогрессивного роста и предстарческого периода, укорочение фазы стабильного роста и более раннее

наступление старческого периода; снижение диуреза, укорочение времени появления и увеличение количества глюкозы и кетонов в моче; повышение двигательной активности и психоэмоционального поведения, снижение умственной и физической работоспособности.

Самцы в режиме 1\Х весили достоверно больше в возрасте 3 месяцев по сравнению с особями в условиях IX), их вес соответствовал весу самцов в режиме IX. Возраста 3 месяцев крысы достигали в июле, то есть период полового созревания приходился на период «белых ночей», когда продолжительность светового дня практически совпадала с IX режимом. Поэтому время полового созревания сокращалось и соответствовало времени полового созревания животных в режиме IX. Вес у самцов в этом световом режиме был наибольшим, также как количество особей имеющих абдоминальное ожирение (табл. 2), что соответствовало параметрам, полученным в режиме IX. Удлинение фазы прогрессивного роста связано с тем, что по мере взросления крыс уменьшалась продолжительность светового дня (с 24 часов в июне до 4,5 часов в декабре) и окончание этого периода пришлось на январь.

Таким образом, продолжительность фотопериода приближалась к условиям ОБ, поэтому длительность фазы прогрессивного роста в 1ЧЬ и ОБ режимах совпадает. Фаза стабильного роста была укорочена, так как в данном случае она пришлась на весну и продолжительность фотопериода приближалась к условиям IX, что в результате привело более раннему наступлению старческого периода (рис. 1).

А Б

Рис. 5. Влияние светового режима на динамику возникновения злокачественных опухолей у самок (А) и самцов (Б) крыс.

Примечания. Стандартное освещение - IX; постоянное освещение — IX; естественное освещение - ЫЬ; световая депривация - БП.

Регрессионный анализ показал достоверность влияния продолжительности светового дня в IX режиме на потребление корма самками и самцами крыс

(в остальных световых режимах зависимость не обнаружена). Физиологические показатели (возрастное снижение диуреза, потребления воды, суммарного времени удержания) совпадали с окончание фазы стабильного роста у крыс-самцов. Таким образом, повышенная освещенность в первые месяцы жизни животных в условиях КЪ Карелии ускоряла рост организма, а снижение освещенности в осенне-зимний период способствовало замедлению роста. Волнообразный характер изменений двигательной активности, психоэмоциональных проявлений и поведения самцов отражал изменение продолжительности светового дня в течение годового цикла. Особенно чувствительной к изменениям освещенности оказалась реакция груминга - наблюдалась криволинейная регрессия между количеством умывающихся крыс, числом актов груминга и продолжительностью дня. Кроме этого, была найдена зависимость уровня пролактина от продолжительности светового дня. Для самцов было характерно развитие метаболического синдрома, на что указывают изменения жироуглеводного обмена и обнаружение абдоминального ожирения у крыс (табл. 2).

Таблица 3

Влияние различных режимов освещения на частоту развития опухолей и продолжительность жизни самок крыс

Показатель Световой режим

Стандартное освещение (1ЛЗ) Естественное освещение (№) Постоянное освещение (IX) Световая депривация (ОО)

Количество крыс 40 48 54 61

СПЖ, сут. 706±46,2 611±29,5 526±30,4° 639±30Д

МПЖ, сут. 1167 897 956 1266

СПЖ последних 10% крыс, сут. 1119±16,7 830±18,9 909±19,1в 1023±56,0

ах 103, сут."1 5,00 (4,73; 5,30)# 10,5 (10,3; 11,2)" 5,21 (5,13; 5,35) 4,88 (4,86; 4,97)

М1ШТ, сут. 138,6 (130,8; 146.6) 65,8 (61,7; 67,0)" 133,1 (129,6; 135,1) 142,0 (139,4;142,5)

Число крыс с опухолями, % 21 (52,5%) 34 (70,8%)а 24 (44,4%) 15 (24,6%)в

Множественность опухолей 1,38 1,41 1,63 1,07

Число крыс со злокачественными опухолями, % 5 (12,5%) 7 (14,6%) 7 (13,0%) 3 (4,9%)

Общее число опухолей 29 48 39 16

Время обнаружения 1-й опухоли, сут. 207 365 186 551

СПЖ крыс с опухолями, сут. 769±63,0 683±22,9° 665±40,3 720±64,3

СПЖ крыс со злокачественными опухолями, сут. 1098±21,8 688±56,8" 647±79,8" 809±130,5а

Примечания. СПЖ - средняя продолжительность жизни; МПЖ - максимальная продолжительность жизни. а р<0,05; 6 р<0,01; в р<0,001 - различие с показателем в группе Ц) достоверно (критерий Уилкоксона-Манна-Уитни); " - в скобках даны 95% доверительные интервалы.

Повышение уровня свободного тироксина с одновременным снижением содержания 111 и трийодтиронина указывают на возрастное нарушение функции щитовидной железы. Найдена зависимость концентрации свободного тироксина и трийодтиронина от продолжительности светового дня в течение годового цикла. Снижение КСГ указывает на нарушение гомеостаза у крыс в ЫЬ режиме, что приводило в итоге к снижению продолжительности жизни и повышению спонтанного канцерогенеза (рис. 3, 4, 5; табл. 3, 4). Диагностированная гиперпролактинемия оказывала определенное влияние на развитие новообразований. Многочисленные наблюдения показывают, что экспериментально вызванное увеличение уровня пролактина в организме ускоряет возникновение карцином, пролактин выступает в качестве промотора, стимулирующего возникновение опухолей МЖ [Ельцина Н.В., 1976].

Таблица 4

Влияние различных режимов освещения на частоту развития опухолей и продолжительность жизни самцов крыс

•Показатель Световой режим

Стандартное Естественное Постоянное СветОвая

освещение (LD) освещение №) освещение (IX) депривация (DD)

Количество крыс 57 50 50 51

СПЖ, сут. 644±34,0 613±32,9 580±35,5 652±32,5

МПЖ, сут. 1045 1046 1005 1017

СПЖ последних 10% крыс, 999±11,5 972±22,7 987±13,0 987±13,0

сут.

ах 103, сут."1 6,17 (5,87; 6,47) 6,70а (6,50; 6,97) 5,19а (4,89; 5,57) 8,31 (8,54; 8,10)

ММ)Т, сут. 112,4 103,4 133,6а 83,43

(107,1; 118,1) (102,7;111,6) (124,4;141,7) (81,19:85,54)'

Число крыс с опухолями, % 17(29,8%) 11 (22%) 13 (26%) 11(21,5%)

Число крыс со злокачест- 7 (12,3%) 6 (12%) 10(20%) 5 (9,8%)

венными опухолями, %

Общее число опухолей 23 13 14 15

Множественность опухолей 1,35 1,18 1,08 1,36

Время обнаружения 1-й 379 367 223 659

опухоли, сут.

СПЖ крыс с опухолями, 824±49,0 782±57,6 688±73,1 805±32,3

сут.

СПЖ крыс со злокачествен- 793±72,3 738±95,2 700±76,0 766±49,4

ными опухолями, сут.

Примечания. СПЖ - средняя продолжительность жизни; МПЖ — максимальная продолжительность жизни. а р<0,05; 6 р<0,01; " р<0,001 - различие с показателем в группе 1ЛЭ достоверно (критерий Уилкоксона-Манна-Уитни); * - в скобках даны 95% доверительные интервалы.

Итак, №. режим способствовал более раннему созреванию организма, сокращению стабильного периода жизни, нарушению гомеостаза, увеличению темпов старения, сокращению продолжительности жизни и повышал риск раз-

вития спонтанных новообразований. Ряд показателей подвергался сезонным колебаниям освещенности в зависимости от продолжительности светового дня, на что указывают проведенные регрессионный и дисперсионный анализы. Возможно, в условиях NL нарушались периодические процессы, которые направлены на приспособление организма к циклическим изменениям окружающей среды, что и приводило к более быстрому старению. Угнетение функции эпифиза во время «белых ночей» вело к нарушению функционирования «биологических часов» организма, основной функцией которых является «подстройка» биологических ритмов функционирования организма к циклу «свет-темнота» [Комаров Ф.И. и др., 2004].

В условиях DD (табл. 1) у крыс наблюдались повышенный прирост массы тела; сниженное количество потребляемого корма; запаздывание полового созревания; пониженная заболеваемость пневмониями, кератитами и конъюнктивитами; в крови - повышенное содержание общего белка, калия и трийодтиро-нина; пониженное содержание пролактина; повышение КСГ; в почках - снижение активности каталазы и содержания белка; в сердце - содержание каталазы и СОД; увеличение продолжительности жизни и снижение риска развития спонтанных опухолей. У самцов отмечалось увеличение фазы прогрессивного роста и продолжительности предстарческого периода; более позднее наступление старческого периода; возрастное снижение диуреза, более позднее появление глюкозурии, в то время как кетоны появлялись несколько раньше, чем в режиме LD. Двигательная активность, статическая выносливость и психоэмоциональное поведение были снижены, а динамическая выносливость повышена. У самок наблюдалось снижение массы тела и замедление старения эстральной функции. Наименьшее количество изменений в сравнении с режимом LD отмечалось в режиме DD, хотя изменения изучаемых показателей далеко не однозначны. Крысы имели наименьший вес в возрасте 3 месяцев, что согласуется с данными о том, что низкий вес в молодом возрасте и значительный уровень возрастного нарастания веса могут являться признаками увеличения продолжительности жизни [Miller R.A. et al., 2002].

Параллельно у животных отмечалось снижение потребления корма. Снижение веса при уменьшении потребления пищи способствует замедлению скорости старения [Walford R.L, 1974; Weindruch R., Walford R.L., 1988]. Известно, что содержание животных в темноте, повышающее выработку MJIT, оказывает антигонадотропное действие [Arendt J., 2005]. Мы наблюдали задержку полового созревания у крыс и замедление старения репродуктивной системы у самок. Удлинение прогрессивного роста у самцов подтверждалось задержкой полового созревания (рис. 1). Замедление старения репродуктивной системы соответствовало сниженному уровню пролактина в крови и более низкой частоте развития спонтанных опухолей репродуктивной системы [Анисимов В.Н. и др., 2003]. Низкая заболеваемость косвенно указывала на стабильное состояние иммунной системы крыс. Не отмечалось развитие катаракт у животных, что объясняется зависимостью развития этого заболевания от интенсивности освещения [Логвинов C.B. и др., 2003]. У крыс не наблюдалось возрастного снижения общего белка, калия и трийодтиронина, что приводило к повышению КСГ (рис.

2). Более высокие значения этого коэффициента указывают на более молодой биологический возраст особей, находящихся в ББ режиме.

Увеличение продолжительности предстарческого периода и более позднее наступление старческого согласовывалось с более высокими значениями КСГ. АОС почек и сердца оказалась более чувствительна к отсутствию световой фазы. Снижение активности каталазы и содержания белка в почках, возрастное снижение диуреза, более ранее появление кетонов в моче указывают на то, что происходит старение почечной ткани. В сердце снижалась активность АОФ, что указывает на более быстрое старение этой ткани в условиях ОБ. У самцов наблюдалось повышение динамической выносливости в тесте принудительного плавания, что совпадает с результатами других исследований по влиянию постоянной темноты на динамику принудительного плавания у крыс [Ованесов К.Б., 1989]. Увеличение продолжительности жизни крыс в условиях БО (рис. 3), снижение риска развития спонтанных опухолей (рис. 4, 5;табл. 3, 4), уменьшение их количества, множественности и метастазирования согласуется с другими работами, в которых световая депривация увеличивает продолжительность жизни и тормозит канцерогенез у лабораторных животных [Ани-симов В.Н. и др., 2003; Батурин Д.А., 2004].

Таким образом, ББ режим в наших исследованиях способствовал задержке полового созревания, увеличению продолжительности жизни, снижению темпов старения организма и риска развития опухолей.

Влияние мелатонина и эпиталона на показатели биологического возраста, продолжительность жизни и возрастную патологию у крыс в различных световых режимах

Другой задачей исследования явилось изучение влияния МЛТ и ЭПТ на показатели биологического возраста и гомеостаза, продолжительность жизни и возрастную патологию в различных световых режимах. Сходство биологических эффектов МЛТ, эпиталамина и ЭПТ дают основание предполагать, что они оказывают влияние на пинеальную секрецию МЛТ [Кузник Б.И. и др., 1998; Апштоу У.Ы. et а!., 1994]. ЭПТ представляет собой препарат весьма перспективный для восстановления снижающегося с возрастом уровня МЛТ и соответственно для профилактики и лечения возрастных заболеваний, в этиопато-генезе которых важная роль отводится МЛТ. Обобщенные результаты влияния МЛТ и ЭПТ в различных режимах освещения на биомаркеры старения, показатели гомеостаза, продолжительность жизни и развитие спонтанных новообразований представлены на таблице 5.

В ЬБ режиме у 24-месячных крыс, получающих МЛТ (табл. 5), по сравнению с контролем наблюдались снижение заболеваемости пневмониями, кератитами, конъюнктивитами, ринитами и отитами; в крови снижалось содержание глюкозы, холестерина, бета-липопротеидов, мочевины, креатинина, натрия, в печени - содержание общего белка, в почках - содержание СОД. Одновременно наблюдалось повышение КСГ, в крови - уровня общего белка, калия и тироксина; в печени - содержания СОД; в почках - содержания каталазы, белка; в сердце - содержания каталазы, СОД, белка; в скелетной мышце - содержания

каталазы, СОД. У самцов наблюдалось увеличение веса, более значительный прирост массы тела, увеличение фазы прогрессивного роста и удлинение наступления старческого периода; увеличение времени появления и уменьшение количества глюкозы и кетонов в моче; уменьшение двигательной активности, психоэмоциональных проявлений, повышение когнитивной функции, динамической и статической выносливости, увеличение продолжительности жизни, угнетение спонтанного канцерогенеза (рис. 6; табл. 7). У самок отмечалось снижение веса, менее значительный прирост массы тела, замедление старения репродуктивной системы и возникновения спонтанного онкогенеза (табл. 6).

В ИЬ режиме применение МЛТ приводило к снижению уровня глюкозы, холестерина, бета-липопротеидов, мочевины, креатинина и натрия в крови; уровня белка в почках и сердце (рис. 7; табл. 5). Реже диагностировались воспалительные заболевания глаз, катаракта, инфекции ЖКТ и мочевыводящих путей, риниты и отиты. Применение МЛТ приводило к повышению содержания общего белка, калия, трийодтиронина, С-пептида, ТТГ в крови; КСГ; содержания СОД в печени; каталазы и общей активности АОС в почках; общей активности АОС в сердце; каталазы - в скелетной мышце. У самцов назначение МЛТ вело к снижению веса, потребления корма, двигательной активности и психоэмоциональных проявлений, уменьшению прироста массы тела; увеличению умственной и физической работоспособности, удлинению фазы прогрессивного и стабильного роста, предстарческого периода и наступления старческого периода, увеличению времени появления и уменьшение количества глюкозы и кетонов в моче. У самок отмечалось увеличение прироста массы тела, продолжительности жизни, уровня пролактина в крови, снижалась частота возникновения опухолей (табл. 6), замедлялось старение астральной функции.

В IX режиме у крыс, получающих МЛТ, повышались содержание общего белка, калия, тироксина, трийодтиронина в крови; КСГ; активность АОС, каталазы и белка в печени и почках; активность АОС в сердце; содержание каталазы и белка в скелетной мышце. У этих особей понижалась заболеваемость пневмониями, кератитами, конъюнктивитами, катарактами, ринитами, отитами, инфекциями ЖКТ и мочевыделительной системы, в крови снижалось содержание бета-липопротеидов, глюкозы, холестерина, мочевины, креатинина, натрия, С-пептида; в сердце - содержание каталазы; в скелетной мышце - содержание СОД. У самцов увеличивались вес, прирост массы тела, прогрессивный рост, предстарческий период, наступление старческого периода, умственная и физическая работоспособность и продолжительность жизни (рис. 8; табл. 7). Понижались такие показатели, как стабильный рост, глюкозурия, кетонурия, двигательная активность, психоэмоциональные проявления и спонтанный онкогенез. В моче позже, чем в группе контроля, появлялись глюкоза и кетоны. У самок увеличивались прирост массы тела и продолжительность жизни; понижались масса тела и содержание пролактина в крови, замедлялось старение астральной функции и спонтанный онкогенез (табл. 6).

Результаты работы согласуются с исследованиями, в которых эффекты удаления эпифиза связывали с его модифицирующим влиянием на функциональное состояние организма и с секрецией МЛТ [Коркушко О.В.и др., 2006;

Р1еграоН W., И^еЬоп W., 1994]. В исследованиях Р1еграоН и соавт. (1994) введение МЛТ предупреждало возрастное снижение массы тела и сохраняло уровень физической активности. В наших исследованиях эффекты МЛТ были различны в зависимости от того, в каком световом режиме находились животные (табл. 2). Предупреждение возрастного снижения веса наблюдалось у самцов в режимах IX) и IX, в режиме ЫЬ данного эффекта не отмечалось, так же не наблюдалось этого эффекта МЛТ у самок. У самок многочисленные опухоли приводили к искажению результатов, так как в этом случае истинная масса тела изменялась за счет имеющейся онкопатологии. МЛТ в не зависимости от режима освещения повышал физическую работоспособность, что согласуется с работами АйГ. Р1еграоИ (1994). Поскольку МЛТ регулирует сезонную и циркад-ную периодичности, он используется в качестве хронобиологического средства.

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 IX и М, 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 ЫЪ условиях, поскольку период стабильного роста крыс совпал с темным временем года и избыток МЛТ привел к удлинению этого периода развития. В условиях IX освещения МЛТ даже укорачивал эту фазу, а в условиях IX 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_

Световой режим

Стандартное Естественное Постоянное

Показатель Пол освещение (ЬШ освещение (ГШ освещение (ЪЬ)

Мела- Эпита- Мела- Эпига- Мела- Эпита-

тонин лон топин лон тонин лон

Масса тела самцы т т 4 4 т т

самки 1 Т 4 4

Прирост массы самцы т т 4 Т т 4

тела самки 4 4 Т 4 т 4

Прогрессивный рост самцы т Т = т

Стабильный рост самцы = т т 1 4 =

Предстарческий период самцы т т 1 Т Т

Старческий период самцы т т т Т т \

Потребление корма самцы = 4 = = =

самки = = = = = =

Потребление воды самцы = = = = = =

Старение эстрапьной самки 4 4 4 4 4 4

функции

Диурез самцы = т = Т = Т

Заболеваемость оба пола 1 4 4 4 4 4

Биохимические показатели мочи

Глюкоза и кетоны самцы 1 1 4 4 4 4

(время появления) (позже) (позже) (позже) (позже) (позже) (позже)

Поведенческие, психоэмоциональные и когнитивные функции, работоспособность

Двигательная активность самцы 1 4 4 4 4 4

Психоэмоциональные самцы 1 4 4 4 4 4

проявления

Когнитивная функция самцы Г Т Г Т Т Г

Выносливость самцы г . ?.. . т т т т

Биохимические показатели кропи

Глюкоза и холестерин оба пола 1 4 4 4 4 4

Бета-липопротеиды оба пола 4 4 4 " 4 4 4

Общий белок и калий оба пола Т Т Т Т Г Т

Мочевина и креатинин оба пола 1 4 4 4 4 4

Натрий оба пола 1 4 4 4 4 4

Уровень гормонов в крови

Пролактин оба пола = = 4 4 Г 4 4

С-пептид оба пола = Т 4 1 4 4

Тиреотропный гормон оба пола = 4 Т = =

Тироксин оба пола т Г = = Т \

Трийодтиронин оба пола = 1 т \

Коэффициент стабиль- оба пола т т Г Т г 1

ности гомеостаза

Антиоксидантная система

Печень и почки оба пола г. г т - г Т

Сердце оба пола т т т т т т

Скелетная мышца оба пола = = = = =

Продолжительность самцы г т = т т т

жизни самки = т г т т

Спонтанный самцы 1 4 = 4 4 4

онкогене] самки 4 4 4 4 4 4

Примечания. | ~~ увеличение эффекта; | - 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____

Показатель Световой режим

Стандартное освещение (1.0) Естественное освещение (N1.) | Постоянное освещение (IX)

Контроль Мелатонин Эпиталон Контроль Мелатонин Эпиталон Контроль Мелатонин Эпиталон

Число крыс 40 49 55 48 46 50 54 50 45

СПЖ, сут. 706±46,2 630±40,4 644±29,1 611±29,5 576±37,0 619±34,3 526*30,4° 562±30,0 580±34,6

МПЖ, сут. 1167 1151 1095 897 940 992 956 968 980

СПЖ по- 1119±16,7 1036±37,7Д 973±33,4 830±18,9" 930±3,7Л 967±13,5° 909±19,1" 903±17,3 952±7,1

следних 10%

крыс, сут.

а х 10л, сут."' 5,0 6,82д 6,30° 10,5а 4,62д 6,73° 5,21 6,69д 5,00

МБЮТ, сут. 138,6 101,7Д 110,0" 65,8а 150,0 д 103,1° 133,1 103,6Д 138,7

Число крыс 21 (52,5%) 21 (42,9%) 23 (41,8%) 34 (70,8%)" 21 (45,7%)д 22 (44,0%)° 24 (44,4%) 16 (32%) 17 (37,8%)

с опухолями

Число крыс 5 (12,5%) 4 (8,2%) 3 (5,9%) 7(14,6%) 10 (21,7%) 2 (4%) 7 (13,0%) 6(12,0%) 3 (6,7%)

со злока-

честв. опу-

холями

Число опу- 29 31 33 48 33 28 39 20 19

холей

Число опухо- 1,38 1,48 1,43 1,41 1,57 1,27 1,63 1,25 1,12

лей на 1 опу-

холеносителя

СПЖопухо- 769±63,0 822±34,3 725±41,8 683±22,9° 660±48,5 726±36,7 665±40,3 642±46,0 578±54,6

леносителей,

сут.

Примечания. СПЖ - средняя продолжительность жизни, МПЖ - максимальная продолжительность жизни. ар<0,05; ср<0,01; Вр<0,001 - различие с показателем в группе контроля ЬО достоверно; л р<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 -__

Показатель Световой режим

Стандартное освещение (1Л)) Естественное освещение (N1,) | Постоянное освещение (IX)

Контроль Мелатонин Эпиталон. Контроль Мелатонин Эпиталон Контроль Мелатонин Эпиталон

Число крыс 57 51 51 50 48 50 50 46 49

СПЖ, сут. 644±34,0 591±32,4 650±41,4 613±32,9 574±35,9 644±37,9 580±35,5 643±35,8 631±35,7

МПЖ, суг. 1045 1188 1185 1046 956 956 1005 1010 1020

СПЖ последних 10% крыс, сут. 999±11,5 1025±44,4 1065±34,7 972±22,7 944±5,4 1021±15,5 987±13,0 998±3,6 989±10,6

ах 10 ,сут."' 6,17 4,94° 6,05 6,70а 5,54° 6,37 5,19а 6,86° 6,49

ММ)Т, сут. 112,4 140,3° 114,6 103,4 125,1° 108,8 133,6а 101,4" 106,3

Число крыс с опухолями 17 (29,8%) 5 (9,8%)а- 5 (9,8%)6 И (22%) 14 (29,2%) • 4 (8%)а 13 (26%) 8 (17,4%) 6 • (12,2%)а

Число крыс со зло-качеств. опухолями 7 (12,3%) 0 1 (2%)6 6 (12%) 6 (12,5%) 0 10 (20%) 3 (6,5%)6 2 (4,1%)"

Число опухолей 23 5 6 13 20 4 14 14 7

Число опухолей на 1 опухоленосителя 1,35 1,0 1,20 1,18 1,43 1,0 1,08 1,75 1,17

СПЖ опухоленоси-телей, сут. 824±49,0 942±73,6 1008±48,4 782±57,6 797±42,3 899±52,4 688±73,1 823±66,5 782±36,4

Время обнаружения 1-й опухоли, сут. 379 782 834 367 365 795 223 550 739

Примечания. СПЖ - средняя продолжительность жизни, МПЖ - максимальная продолжительность жизни. °р<0,05; р<0,01; "р<0,001 - различие с показателем в группе контроля IX) достоверно; д р<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 (1ЛЭ).

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

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 нейрофармакологиче-ских 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 (IX).

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; Коркуш-ко 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 геро-протекторный 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 свободнора-дикального 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

MJIT подвергаются как ферментативное, так и неферментативное звенья систем генерации и тушения активных форм кислорода. Для активности СОД и катала-зы 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).

Геропротекторный эффект МЛТ тесно связан как со снижением возрастной патологии, так и с антиканцерогенными и противоопухолевыми свойствами препарата. В нашей работе у крыс, получающих МЛТ, наблюдалось снижение повышенного уровня пролактина в крови. Имеется ряд работ, указывающих на связь повышенного уровня пролактина с риском возникновения опухолей МЖ и частотой развития лейдигом [Пивоварова C.B. и др., 2001; Щепотин И.Б. и др., 2007]. В этом случае становится понятно, что снижение МЛТ повышенного содержания пролактина у крыс в условиях NL и LL освещений оказывает профилактирующее действие на частоту развития этих опухолей. В эксперименте установлено, что МЛТ тормозит развитие новообразований МЖ, карцином толстой кишки, плоскоклеточного рака шейки матки и влагалища, адено-карцином эндометрия [Anisimov V.N. et al., 1997; Deerberg F. et al., 1997; Anisi-mov V.N., 2001]. В наших исследованиях применение МЛТ оказывало угнетающее действие на спонтанный канцерогенез у крыс в условиях LD и LL режимах, а так же у самок в условиях NL Карелии (табл. 6, 7).

Есть основания предполагать, что основную роль в геропротекторном действии МЛТ играют его свойства антиоксиданта, влияние на механизмы ней-роэндокринной регуляции, апоптоз и пролиферативную активность тканей, а также иммуномодулирующий эффект [Reiter R.J., 2004]. Геропротекторный эффект МЛТ в наших исследованиях особенно четко проявлялся в условиях LL, что говорит о функциональном дефиците этого гормона при LL освещении. В NL условиях МЛТ оказывал влияние на продолжительность жизни самок, увеличивая различные интегральные показатели старения, а в LD условиях - на продолжительность жизни самцов (рис. 6-8; табл. 6, 7).

Влияние ЭПТ в различных световых режимах на показатели гомеостаза, биомаркеры старения, продолжительность жизни и развитие спонтанных опухолей у крыс в процессе онтогенеза нельзя назвать однозначными (табл. 5). Изменение большинства показателей под влиянием ЭПТ указывает на его благоприятное действие на показатели гомеостаза, биомаркеры старения, продолжительность жизни и спонтанный канцерогенез, особенно в условиях нарушенного фотопериодизма, когда создается функциональный дефицит эндогенного МЛТ. У крыс, получающих ЭПТ, в LD режиме по сравнению с контролем наблюдались снижение в крови повышенного уровня глюкозы, холестерина, бета-липопротеидов, мочевины, креатинина, натрия, ТТГ; в печени отмечалось снижение содержания белка; в почках - СОД; в скелетной мышце - СОД и белка. Кроме этого крысы реже болели такими заболеваниями, как пневмонии, кератиты, конъюнктивиты, риниты и отиты. Параллельно отмечалось повышение в

крови общего белка, калия, С-пептида, тироксина; в печени - катапазы; в сердце - СОД и белка. КСГ так же был выше, чем у контрольных крыс. У самцов, получающих ЭПТ в ЬБ режиме, наблюдалось повышение когнитивной функции, динамической и статической выносливости, массы тела, прироста массы тела, диуреза, удлинялась фаза стабильного рост и предстарческий период, наступление старческого периода затягивалось, увеличивались различные параметры продолжительности жизни (рис. 9; табл. 7). Под действием ЭПТ происходило снижение двигательной активности, психоэмоциональных проявлений, развития спонтанного онкогенеза. В моче снижалось повышенное содержание глюкозы и кетонов. Эти изменения выявлялись в более позднем возрасте по сравнению с контролем. У самок, получающих ЭПТ в ЬЭ режиме, наблюдалось снижение абсолютных значений массы и прироста массы тела, спонтанного онкогенеза (табл. 6), замедлялось старение эстралыюй функции.

Рис. 9. Влияние светового режима и эпиталона на кривые выживаемости самок (А) и самцов (Б) крыс, содержавшихся в стандартном режиме освещения (Ш).

В ЫЬ режиме по сравнению с группой контроля применение ЭПТ приводило к снижению уровня глюкозы, холестерина, бета-липопротеидов, мочевины, креатинина, натрия, пролактина, С-пептида в крови. Эти крысы реже заболевали пневмониями, ринитами, отитами, кератитами, конъюнктивитами, инфекциями ЖКТ и мочевыводящих путей. Не было зафиксировано ни одного случая возникновения катаракты у этих особей. В почках наблюдалось снижение уровня каталазы, СОД, белка; в сердце - содержание каталазы. Применение ЭПТ приводило у крыс к повышению КСГ за счет повышения в крови общего белка, калия, ТТГ, трийодтиронина; в печени повышалось содержание СОД; в сердце - СОД; в скелетной мышце - содержание каталазы. В N1, освещении у самцов назначение ЭПТ приводило к снижению массы тела, локомоторной активности, психоэмоциональных проявлений и спонтанного онкогенеза; к увеличению прироста массы тела, активности АОС в сердце; диуреза, когнитивных

функций, динамической и статической выносливости, продолжительности жизни, удлинению фазы стабильного роста, предстарческого периода, к замедлению наступления старческого периода (рис. 10). В моче крыс-самцов, получающих ЭГ1Т, глюкоза и кетоны обнаруживались в меньших количествах и у меньшего количества крыс, чем у контрольной группы, кроме этого превышение в моче допустимых значений глюкозы и кетонов наблюдались в более старшей возрастной группе. У самок в режиме N1,, получающих ЭПТ, наблюдалось увеличение массы тела и продолжительности жизни; снижение прироста массы тела, спонтанного онкогенеза, замедлялось старение эстральной функ-

Рис. 10. Влияние светового режима и эпиталона на кривые выживаемости самок (А) и самцов (В) крыс, содержавшихся в естественном режиме освещения Карелии (N1,).

В условиях IX у крыс под действием ЭПТ происходило увеличение КСГ и продолжительности жизни (рис. 11), в крови - содержания общего белка, калия, тироксина, трийодтиронина; в печени - общей активности АОС, содержания каталазы; в почках - общей активности антиоксидантной АОС, каталазы, СОД; в скелетной мышце - содержание каталазы. Наблюдалось снижение спонтанного онкогенеза, заболеваемости пневмониями, кератитами, ринитами, отитами, конъюнктивитами, катарактами, инфекциями ЖКТ и мочевыдели-тельной системы, в крови снижался уровень глюкозы, холестерина, бета-липопротеидов, мочевины, креатинина, натрия, пролактина, С-пептида, в сердце - уровень каталазы, в сердечной мышце - уровень СОД и белка. У самцов, получающих ЭПТ, в режиме IX увеличивались масса тела, продолжительность предстарческого периода, наступление старческого периода, диурез, когнитивная функция, динамическая и статическая выносливость; уменьшались прирост массы тела, двигательная активность, психоэмоциональные проявления. В моче снижалось патологически повышенное содержание глюкозы и кетонов. Эти изменения выявлялись в более позднем возрасте по сравнению с контролем. У самок, получающих ЭПТ, в режиме IX уменьшались масса тела и прирост массы тела; замедлялось старение эстральной функции.

Рис. 11. Влияние светового режима и эпиталона на кривые выживаемости самок (А) и самцов (Г) крыс, содержавшихся в постоянном режиме освещения (IX). .

Наши наблюдения свидетельствуют о высокой биологической активности эпиталона, применение которого позволило сохранить основные физиологические функции и приводило к замедлению процесса старения. В наших и в других исследованиях [Попович И.Г., 2004] многие эффекты ЭПТ и МЛТ у мышей и крыс совпадали по направленности: снижались двигательная активность, длительность эстральных циклов, свободнорадикальные процессы, замедлись возрастные нарушения эстральной функции, не менялось поглощение корма, увеличивалась интегральная оценка эффективности антиоксидантной защиты у мышей, мух и крыс [Коркушко О.В. и др., 2006].

В нашей работе изменения АОС под влиянием ЭПТ зависели от светового режима, возраста животных и от органа, в котором АОС определялась. Так в печени ЭПТ усиливал работу АОС у старых крыс, но в разных режимах оказывал различное действие на АОФ или на результаты ХМЛ, в почках ЭПТ был наиболее активен в условиях IX, в сердце - в условиях ЫЭ, а в скелетных мышцах - в условиях Ж,.

У старых самцов отмечалось положительное влияние на статическую и динамическую выносливость: увеличивалось время заплыва и подвешивания на сетке, то время как у молодых крыс такого влияния препарата не отмечалось. Действие ЭПТ на массу тела лабораторных животных неоднозначно, у мышей одних линий ЭПТ увеличивал массу тела, у других - не оказывал какого-либо значимого влияния [Попович И.Г., 2004]. В наших исследованиях действие на вес самцов и самок было разнонаправленным, если у самцов в режимах IX и IX ЭПТ повышал массу тела, то у самок - понижал, и наоборот. Более объективным является показатель прироста массы тела, поскольку между этим показателем и продолжительностью жизни некоторые авторы устанавливают функциональную связь [Фролькис В.В., Мурадян Х.К., 1988]. Разнонаправленное изменение веса тела с возрастом можно объяснить большим числом доброкачественных опухолей МЖ, которые наблюдались у самок. Поскольку ЭПТ сни-

жал число опухолей, то естественно средний вес крыс-самок так же уменьшался. Изменение функциональных периодов развития в сторону замедления наступления старческого периода за счет удлинения фазы стабильного роста и предстарческого периода характерно для крыс в любом световом режиме, что указывает на геропротекторный эффект препарата.

У ЭПТ проявлялось небольшое диуретическое действие у старых крыс, у которых был снижены нормальные цифры диуреза в двухлетнем возрасте. Изменения биохимического состава мочи и крови указывают на благоприятное действие ЭПТ на различные функциональные системы организма. О чем свидетельствует повышение КСГ во всех световых режимах у крыс, получающих ЭПТ. Улучшение умственной и физической деятельности у старых крыс, получающих ЭПТ, в любом световом режиме сопровождалось снижением локомоторной активности, агрессивности и тревожности, что в свою очередь способствовало улучшению когнитивных функций и выносливости. В наших исследованиях влияние ЭПТ на иммунную систему можно расценивать как иммуномо-дулирующее, учитывая влияние на динамику заболеваний воспалительного и инфекционного характера. Снижение количества крыс с диагностированной катарактой, говорит о профилактическом действии ЭПТ на появление этого заболевания.

ЭПТ уменьшал развитие спонтанных новообразований, их множественность во всех исследуемых световых режимах, что согласуется с данными литературы о антиканцерогенном действии ЭПТ [Коркушко О.В. и др., 2006]. Установлено точное специфическое влияние ЭПТ на экспрессию генов [Анисимов C.B. и др., 2003]. В результате у крыс увеличивалась СПЖ и МПЖ, продолжительность жизни последних 10% крыс, причем данный эффект был наиболее значимым в условиях нарушенного фотопериодизма (табл. 6, 7). Таким образом, в условиях нарушенного фотопериодизма, когда возникает функциональная блокада выработки MJIT, ЭПТ наиболее эффективен, так как в результате стимуляции секреции МЛТ восстанавливаются нарушенные функции организма. Геропротекторный эффект ЭПТ не ограничивается только стимулирующим воздействием на пинеальную железу. Установлено, что ЭПТ индуцирует тело-меразную активность и элонгацию теломер в соматических клетках человека, усиливает эндокринную функцию тимуса и влияет на возрастные изменения цирканнуальных ритмов функционального состояния тимуса, иммунной системы и коры надпочечников у мышей, приближая их таковым у взрослых животных [Лабунец И.Ф. и др., 2003].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Представленные в нашей работе данные свидетельствуют о выраженных различиях в функции пинеальной железы при старении в разных световых режимах. При старении, как и при угнетении функции эпифиза постоянным освещением, продукция МЛТ снижается. Развивающийся при этом дефицит МЛТ играет важную роль в развитии процессов старения, возрастной патологии и новообразований. Нормализация уровня МЛТ и циркадианного ритма его сек-

реции у стареющих организмов представляет собой один из важнейших подходов в лечении и профилактике возрастных заболеваний и рака, а так же геро-протекции. Заместительная терапия МЛТ требует дальнейшего уточнения схем и доз применения в зависимости от причины, вызвавшей недостаток этого гормона, как, например, в случае преждевременного старения у лиц, проживающих в северных районах России или работающих при инвертированном освещении. Пинеальный синтетический пептид ЭПТ представляет собой перспективное средство для стимуляции эндогенной секреции МЛТ при старении у человека. Комплексная оценка длительного применения МЛТ и ЭПТ, с целью профилактики возрастной патологии, уменьшения процессов старения и развития новообразований возможна при применении адекватной экспериментальной модели. Такой моделью могут являться крысы, поскольку у этих животных секреция МЛТ имеет такой же циркадианный ритм, как и у человека, и претерпевает такое же выраженное снижение в процессе старения. Продольный метод исследования, который был применен нами, является наиболее адекватным, поскольку подразумевает наблюдение за одними и теми же животными в течение длительного периода от юности до старости и смерти. Такой подход позволяет корректно сравнивать скорость старения в разных экспериментальных группах. Постоянное введение МЛТ и ЭПТ в нашем исследовании позволило оценить безопасность их применения. Существенным модифицирующим фактором старения и канцерогенеза является нарушение нормального чередования света и темноты, приводящее к десинхронизации циркадианных ритмов организма. Воздействие света в ночное время можно рассматривать как один из экологических факторов, приводящих к нарушению гомеостаза и ускоренному развитию ряда ассоциированных с возрастом заболеваний. Результаты наших исследований позволяют обосновать принципиально важное положение о том, что десин-хроноз эпифиза, обусловленный световым загрязнением, проявляется признаками ускоренного старения и увеличением частоты возникновения ассоциированных с возрастом заболеваний, включая новообразования. Эффективными средствами замедления старения, особенно преждевременного, и связанных с ним возрастных болезней могут быть МЛТ и ЭПТ, способные угнетать свободно радикальные процессы и компенсировать или стимулировать выработку гормонов эпифиза.

ВЫВОДЫ

1. В процессе старения у крыс обоего пола, длительно находящихся в условиях постоянного или естественного режимов освещения Карелии, по сравнению с животными, содержащимися в условиях стандартного светового режима, наблюдались более раннее половое созревание и выключение репродуктивной функции, развивались более ранние и выраженные гормонально-метаболические нарушения в виде абдоминального ожирения, гипербеталипопротеинемии, гиперинсулинемии, гиперхолестеринемии, гипергликемии и глюкозурии, сходные с метаболическим синдромом или

синдром инсулинорезистентности человека, тогда как в условиях световой депривации отмечалось замедление указанных процессов.

2. С возрастом у крыс наблюдалось постепенное уменьшение уровня генерации активных форм кислорода с параллельным, но асинхронным снижением антиоксидантной активности тканей. Постоянное и естественное освещение Карелии ускоряли эти возрастные изменения, тогда как постоянная темнота практически не оказывала влияния на антиоксидантную систему крыс.

3. Содержание самцов и самок крыс в условиях постоянного или естественного освещения Карелии сопровождалось более ранним развитием доброкачественных и злокачественных новообразований, прежде всего в органах репродуктивной системы, а также различных воспалительных и иных патологических процессов, по сравнению с контрольными особями, содержащимися в условиях стандартного светового режима, тогда как световая депривация препятствовала их развитию.

4. У самцов в условиях постоянного или естественного освещения Карелии наблюдалось повышение двигательной активности и психоэмоциональных проявлений; снижение когнитивных функций и физической работоспособности, по сравнению с животными, находившимися в условиях стандартного освещения, в то время как в условиях световой депривации отмечалось повышение динамической выносливости.

5. С возрастом, как у самцов, так и у самок крыс в условиях постоянного и естественного освещения Карелии наблюдалось более значимое снижение коэффициента стабильности гомеостаза по сравнению с особями, находившимися в условиях стандартного освещения и, следовательно, более быстрое старение.

6. У самок крыс в условиях постоянного и естественного освещения Карелии отмечалось снижение средней и максимальной продолжительности жизни, уменьшение средней продолжительности жизни последних 10% крыс. В условиях естественного освещения Карелии популяционная скорость старения у самок также увеличивалась в 2,1 раза по сравнению с контрольными особями, и уменьшалось время удвоения силы смертности. У самцов в условиях постоянного и естественного освещения Карелии укорачивались фазы прогрессивного и стабильного роста, и отмечалось раннее наступление старческого периода. Световая депривация, напротив, способствовала замедлению возрастного снижения коэффициента стабильности гомеостаза, увеличивала фазу стабильного роста и продолжительность жизни.

7. Введение крысам в ночные часы гормона эпифиза мелатонина или в дневное время пептидного препарата эпиталона оказывало нормализующее влияние на большинство показателей у животных, содержавшихся в условиях

постоянного или естественного режимов освещения, и приводило к замедлению процессов старения, торможению развития у них возрастной патологии, включая новообразования, и увеличению продолжительности жизни. Применение эпиталона было более эффективным, чем применение мелатонина, что проявлялось более выраженным нормализующим влиянием на гормонально-метаболические процессы, коэффициент стабильности гомеостаза, продолжительность постнатальных периодов жизни, сопровождалось более значимым влиянием на популяционную скорость старения и время удвоения силы смертности и существенно тормозило развитие спонтанных новообразований.

8. Методика комплексной оценки влияния световых режимов и исследуемых препаратов на продолжительность жизни и спонтанный канцерогенез у крыс с.регистрацией в течение жизни промежуточных показателей гомеостаза и биомаркеров старения (потребление корма и воды; масса тела; диурез; астральный цикл; поведенческие реакции; физическая и умственная работоспособность; уровень свободнорадикальных процессов в тканях; показатели жирового, углеводного, белкового и электролитного обменов; гормональный статус) позволила с большой степенью надежности изучить эффекты различных режимов освещения, мелатонина и эпиталона.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Применение в геронтологии и гериатрии разработанной методики комплексной оценки влияния различных режимов освещения и применения препаратов на старение, показатели гомеостаза и развитие спонтанного канцерогенеза с использованием методов многофакторного дисперсионного и регрессионного анализа целесообразно в других исследованиях для выявления факторов риска возникновения возрастной патологии и новообразований.

2. Предложенный метод комплексной оценки является адекватным и оптимальным, что позволяет экстраполировать полученные результаты на человека, а выявленные закономерности следует учитывать при идентификации факторов риска ускоренного старения.

3. Разработка научно-обоснованных мер профилактики ускоренного старения человека в группах повышенного риска (лица, проживающие в северных районах России или работающие при инвертированном освещении) с использованием препаратов эпифиза позволит улучшить отдаленный прогноз и качество жизни пожилых, а также будет способствовать замедлению возрастных изменений органов и систем.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в журналах, включенных в Перечень ВАК Минобрнауки РФ

1. Виноградова И.А. Влияние различных световых режимов на показатели биологического возраста и развитие возрастной патологии у крыс // Мед. академ. журнал. - 2005. -Т. 5, №2. - Прилож. 6. - С. 16-18.

2. Влияние световых режимов на показатели биологического возраста и возрастную патологию / И.А. Виноградова, А.И. Шевченко // Мед. академ. журнал. - 2005. - Т. 5, №3. - Прилож. 7. - С. 18-20.

3. Влияние световых режимов, гормонов эпифиза и возраста на анти-оксидантную систему крыс/В.А. Илюха, И.А. Виноградова, A.C. Федорова, А.Н. Вельб //Мед. академ. журнал. - 2005. - Т. 5, №3. - Прилож. 7. - С. 29-31.

4. Влияние световых режимов и гормонов эпифиза на изоферментные спектры лактатдегидрогеназы гомогенатов органов 18-месячных крыс / А.Р. Унжаков, В.А. Илюха, Е.А. Хижкин, И.А. Виноградова //Мед. академ. журнал. - 2005. - Т. 5, №3. - Прилож. 7. - С. 38-40.

5. Возрастные особенности лейкоцитарной формулы и морфометриче-ских параметров лимфоцитов крови крыс при различных режимах освещения / Л.Б. Узенбаева, И.А. Виноградова, В.А. Илюха, А.Г. Голубева, С.А. Коросов, A.B. Чуров // Мед. академ. журнал. - 2005. - Т. 5, №3. - Прилож. 7. - С. 36-38.

6. Виноградова И.А. Сравнительное изучение влияния мелатонина и эпиталона на долговременную память у крыс при старении в условиях челночного лабиринта // Эксперим. и клиническая фармакология. - 2006. - Т. 69, №6. -С. 13-16.

7. Виноградова И.А. Сравнительное изучение влияния различных световых режимов на психоэмоциональные проявления и двигательную активность у крыс // Вест. Новосибирского государственного университета. Серия: Биология, клиническая медицина. - 2006. - Т. 4, Вып. 2. - С. 69-77.

8. Рендаков Н.Л. Влияние возраста, различных режимов освещения, мелатонина и эпиталопа на активность лизосомальных протеиназ в печени и почках крыс /Н.Л. Рендаков, H.H. Тютюнник, И.А. Виноградова // Успехи геронтологии. - 2006. - Вып. 19. - С. 72-78.

9. Влияние мелатонина и эпиталона на антиоксидантную систему крыс зависит от светового режима / И.А. Виноградова, В.А. Илюха, Т.Н. Ильина, Л.Б. Узенбаева, A.C. Федорова//Патол. физиол. и эксперим. терапия. - 2006. -№3. - С. 22-26.

10. Виноградова И.А. Влияние светового режима на возрастную динамику эстральной функции и уровня пролактина в сыворотке крови у крыс / И.А. Виноградова, И.В. Чернова //Успехи геронтологии. - 2006. -Вып. 19. -С. 60-65.

11. Свечкина Е.Б. Влияние световых режимов, мелатонина и эпиталона на активность панкреатической и кишечной амилаз у крыс разного возраста /

11. Свечкина Е.Б. Влияние световых режимов, мелатонина и эпиталона на активность панкреатической и кишечной амилаз у крыс разного возраста / Е.Б. Свечкина, H.H. Тютюнник, И.А. Виноградова//Успехи геронтологии. -2006.-Вып. 19.-С. 66-71.

12. Возрастные изменения лейкоцитарной формулы и морфометриче-ских параметров больших гранулярных лимфоцитов крови крыс при различных режимах освещения / Л.Б. Узенбаева, И.А. Виноградова, А.Г. Голубева, A.B. Чуров, В.А. Илюха//Успехи геронтологии. - 2006. - Вып. 19. - С. 79-84.

13. Анисимов В.Н. Световой режим, мелатонин и риск рака / В.Н. Ани-симов, И.А. Виноградова // Вопросы онкологии. - 2006. - Т. 52, №5. - С. 491498.

14. Виноградова И.А. Влияние светового режима на развитие метаболического синдрома у крыс в процессе старения /И.А. Виноградова/ Успехи геронтологии. - 2007. - Т. 20, №2. - С. 70-75.

15. Виноградова И.А. Сравнительное изучение влияния светового режима, мелатонина и эпиталона на двигательную активность и психоэмоциональные проявления у крыс / И.А. Виноградова//Вест. Росс, университета дружбы народов. Серия Медицина. - 2007. - №1. - С. 17-27.

16. Виноградова И.А. Световые режимы и овуляторная функция у крыс в онтогенезе / И.А. Виноградова, И.В. Чернова//Росс. физиол. журнал им. И. М. Сеченова. - 2007. - Т. 93, №1. - С. 1382-1390.

17. Влияние светового режима и мелатонина на гомеостаз, продолжительность жизни и развитие спонтанных опухолей у самок крыс / И.А. Виноградова, A.B. Букалев, М.А. Забежинский, A.B. Семенченко, В.Н. Анисимов // Успехи геронтологии. - 2007. - Т. 20, №4. - С. 40-47.

18. Влияние светового режима на развитие спонтанных опухолей у самок крыс / И.А. Виноградова, A.B. Букалев, М.А. Забежинский, A.B. Семенченко, В.Н. Анисимов//Вопросы онкологии. - 2007. - Т.53, №5. - С. 554-561.

19. Возрастные изменения физической работоспособности и некоторых биохимических показателей мышц крыс под влиянием световых режимов и препаратов эпифиза / И.А. Виноградова, В.А. Илюха, A.C. Федорова, Е.А. Хижкин, А.Р. Унжаков, В.Д. Юнаш//Успехи геронтологии. - 2007. - Т. 20, №1. - С. 66-73.

20. Влияние пептида Ala-Glu-Asp-Gly на продолжительность жизни и развитие спонтанных опухолей у самок крыс при различных световых режимах / И.А. Виноградова, A.B. Букалев, М.А. Забежинский, A.B. Семенченко, В.Х. Хавинс'он, В.Н. Анисимов // Бюл. эксперим. биол. и мед. - 2007. - Т. 144, №12. -С. 676-681.

21. Влияние светового режима и мелатонина на гомеостаз, продолжительность жизни и развитие спонтанных опухолей у самцов крыс / И.А. Виноградова, A.B. Букалев, М.А. Забежинский, A.B. Семенченко, В.Н. Анисимов // Вопросы онкологии. - 2008. - Т.54, №1. - С. 70-77.

22. Геропротекторный эффект пептида Ala-Glu-Asp-Gly у самцов крыс, содержавшихся при разных режимах освещения / И.А. Виноградова, A.B. Букалев, М.А. Забежинский, A.B. Семенченко, В.Х. Хавинсон, В.Н. Анисимов //

Бюл. экспериментальной биологии и медицины. - 2008. - Т. 145, №4. - С. 455460.

Монографии

23. Анисимов В.Н. Старение женской репродуктивной системы и мелатонин / В.Н. Анисимов, И.А. Виноградова. - СПб: Изд-во «Система», 2008.-44 с.

Статьи

24. Двигательная активность, психоэмоциональные проявления и исследовательское поведение у крыс при нарушениях циркадианного ритма / И.А. Виноградова, А.И. Горанский, А.И. Шевченко, И.В. Чернова, В.Д. Юнаш // Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции. - Пятигорск, 2004. - Вып. 59. - С. 258-260.

25. Виноградова И.А. Влияние препаратов эпифиза на возрастные особенности статической и динамической работоспособности у крыс при нарушении фотопериодизма / И.А. Виноградова, В.Д. Юнаш // Вестник Воронежского государственного университета. - 2006. - №1. - С. 191-196.

26. Melatonin as antioxidant, geroprotector and anticarcinogen / V.N. An-isimov, I.G. Popovich, M.A. Zabezhinski, S.V. Anisimov, G.M. Vesnushkin, I.A. Vi-nogradova // Biochimica and Biophysica Acta. - 2006. - Vol. 1757. - P. 573-589.

Тезисы

27. Горанский А.И. Влияние освещенности Европейского Севера на водно-солевой обмен и функцию почек / А.И. Горанский, И.А. Виноградова, Е.Ю. Барсукова // Росс. Физиол. журнал им. И. М. Сеченова. - 2004. - Т. 87, №8.-С. 98.

28. Возрастные особенности липидного и углеводного обменов в условиях избыточного по времени освещения / И.А. Виноградова, В.И. Кустова, М.Н. Левченко, И.В. Чернова // III Международная конф. "Механизмы функционирования висцеральных систем": Тез. докл. - СПб, 2003. - С. 54-55.

29. Экологические особенности биохимических параметров при сезонной адаптации к удлиненному световому дню / И.А. Виноградова, В.И. Кустова, И.В. Чернова, И.А. Брайнина, А.И. Шевченко // III Международная научная конференция "Состояние биосферы и здоровье людей": Тез. докл. - Пенза,

2003.-С. 23-25.

30. Влияние препаратов эпифиза на физическую работоспособность и выносливость крыс в эксперименте / И.А. Виноградова, А.И. Горанский, В.Д. Юнаш, А.И. Шевченко, И.В. Чернова, И.А. Брайнина, Е.Ю. Барсукова// 11-й Российский национальный конгресс "Человек и лекарство": Тез. докл. - М.,

2004.-С. 772-773.

31. Влияние световых режимов на показатели эстральной функции / И.А. Виноградова, А.И. Горанский, Е.Ю. Барсукова, А.И. Шевченко, И.В. Чернова, И.А. Брайнина // Матер, второго международного симпозиума "Проблемы ритмов в естествознании". - М., 2004. - С. 489-491.

32. Возрастная динамика эстральной функции у крыс при различных световых режимах / И.А. Виноградова, И.В. Чернова, А.И. Горанский, И.Ф.

Шипилова // Матер. VI международного симпозиума «Биологические механизмы старения». - Харьков, 2004. - С. 38-39.

33. Горанский А.И. Влияние освещенности на возрастные особенности функций почек у крыс / А.И. Горанский, И.А. Виноградова, Е.Ю. Барсукова // Бюл. Сибирской медицины. -2005. - Т. 4, прилож. 1. - С. 54.

34. Влияние эпиталона и мелатонина на тиреотропную активность гипофиза и функцию щитовидной железы / И.А. Виноградова, А.И. Шевченко, А.И. Горанский, И.В. Чернова, JLA. Петлицкая, В.В. Ромашина // 12-й Российский национальный конгресс "Человек и лекарство": Тез. докл. — М., 2005. - С. 742-743.

35. Чернова И.В. Возрастная динамика зстрального цикла у крыс в условиях Северо-Запада России / И.В. Чернова, И.А. Виноградова, JI.A. Петлицкая // Успехи современного естествознания. - 2005. - №8. - С. 32-33.

36. Виноградова И.А. Перспективы внедрения эпиталона с целью профилактики возрастной патологии / И.А. Виноградова, И.В. Чернова // Пятая международная конференция «Клинические исследования лекарственных средств»: Тезисы докладов. - М., 2005. - С. 40-41.

37. Виноградова И.А. Влияние мелатонина и эпиталона на долговременную память у крыс при старении // Конференция «Перспективы фундаментальной геронтологии». - СПб, 2006. - С. 26-28.

38. Влияние мелатонина и эпиталона на возрастные изменения антиок-сидантной системы печени крыс при различных световых режимах / Т.Н. Ильина, И.А. Виноградова, В.А. Илюха, A.C. Федорова, В.Н. Анисимов // Матер, международной научной конференции «Свободные радикалы, антиоксиданты и старение», - Астрахань, 2006. - С. 123-127.

39. Чернова И.В. Влияние мелатонина на эстральный цикл крыс в условиях Европейского Севера / И.В. Чернова, И.А. Виноградова // Научный вестник Ханты-Мансийского государственного медицинского института. - 2006. -№1.- С. 133-134.

40. Чернова И.В. Десинхроноз и эстральный цикл у крыс / И.В. Чернова, И.А. Виноградова // XIII международное совещание и VI школа по эволюционной физиологии: Тез. докладов. - СПб, 2006. - С. 233-234.

41. Зависимость уровня пролактина от сезонных колебаний освещенности / И.А. Виноградова, И.В. Чернова, А.И. Шевченко, И.А. Брайнена // 13-й Российский национальный конгресс "Человек и лекарство": Тезисы докладов. -М„ 2006. - С. 456.

42. Световой режим, мелатонин и развитие новообразований / В.Н. Анисимов, Д.А. Батурин, И.Н. Алимова, М.А. Забежинский, И.Г. Попович, И.А. Виноградова, Д.Г. Бениасщвили, М. Провинчиали, К. Франчески // Матер, всероссийской научн. конф. «Перспективные направления использования лабораторных приматов в медико-биологических исследованиях». - Сочи, 2006. - С. 301-303.

43. Анисимов В.Н. Световые режимы, мелатонин и риск рака / В.Н. Анисимов, И.А. Виноградова // Матер. Международной конф. «Погода и биосистемы». - СПб, 2006. - С. 56-57.

44. Виноградова И.А. Влияние светового режима и препаратов эпифиза на развитие спонтанных опухолей у крыс / И.А. Виноградова, A.B. Букалев // Вопросы онкологии. - СПб, 2007. - Т. 53, №1. - С. 9.

45. Виноградова И.А. Влияние эпиталона на продолжительность жизни (экспериментальное исследование) / И.А. Виноградова, A.B. Букалев, В.Д. Юнаш // Матер, международного конгресса «Социальная адаптация, поддержка и здоровье пожилых людей в современном обществе». - СПб, 2007. - С. 56-57.

46. Виноградова И.А. Мелатонин в профилактике возрастной патологии, связанной с нарушением светового режима (экспериментальные исследо-вания)/И.А. Виноградова, А.И. Горанский // 14-й Российский национальный конгресс "Человек и лекарство": Тез. докл. - М., 2007. - С. 808-809.

47. Виноградова И.А. Мелатонин замедляет развитие метаболического синдрома у крыс в условиях нарушенного циркадианного ритма / И.А. Виноградова, А.И. Горанский//Сибирский консилиум: медико-фармацевтический журнал. -№ 7, 2007. - С. 97.

48. Виноградова И.А. Нарушение функциональных периодов развития под влиянием постоянного освещения/И.А. Виноградова, В.Д. Юнаш// V Всероссийская конф. с международным участием, посвященная 100-летию со дня рождения академика В.Н. Черниговского «Механизмы функционирования висцеральных систем»: Тез. докл. - СПб, 2007. - С.68-69.

49. Букалев A.B. Онкопротекторные свойства мелатонина в условиях светового режима Северо-Запада России / A.B. Букалев, И.А. Виноградова // Сибирский консилиум: медико-фармацевтический журнал. — № 7, 2007. -С. 167-168.

50. Перспективы применения мелатонина для профилактики преждевременного старения и канцерогенеза / В.Н. Анисимов, М.А. Забежинский, И.Г. Попович, И.А. Виноградова, Г.М. Веснушкин // 14-й Российский национальный конгресс "Человек и лекарство": Тез. докл. - М., 2007. - С. 604.

51. Анисимов В.Н. Световой режим и риск рака: механизмы и пути профилактики / В.Н. Анисимов, И.А. Виноградова // XII-й Международный симпозиум «Эколого-физиологические проблемы адаптации»: Тез. докл. - М., 2007.-С. 36-38.

52. Виноградова И.А. Световой режим, мелатонин и старение / И.А. Виноградова// Всероссийская научно-практическая конф. «50 лет мелатонину: итоги и перспективы исследований»: Тез. докладов. - СПб, 2008. - С. 9-10.

53. Влияние мелатонина на показатели гомеостаза, развитие спонтанных опухолей и продолжительность жизни у крыс при нарушении фотопериодической системы головного мозга / И.А. Виноградова, A.B. Букалев, В.Н. Анисимов, М.А. Забежинский, A.B. Семенченко // Вопросы онкологии. - 2008. -Т. 54,№2.-С. 8.

54. Барсукова Е.Ю. Возрастные особенности функций почек у зрелых и старых крыс / Е.Ю. Барсукова, А.И. Горанский, И.А. Виноградова // Фундаментальные исследования. - 2008. - №1. - С. 99.

55. Мелатонин: перспективы применения для профилактики преждевременного старения и развития новообразований / В.Н. Анисимов, М.А. Забе-

жинский, И.Г. Попович, И.А. Виноградова, A.B. Букалев, Г.М. Веснушкин, H.A. Плотникова// 15-й Российский национальный конгресс "Человек и лекарство": Тез. докл. - М„ 2008. - С. 579-580.

56. Age Differences of Water-Salt Metabolism in the Conditions of the European North / I.A. Vinogradova, E.Y. Barsukova, A.I. Goranski, I.V. Chernova, A.I. Shevchenko // International Symposium «Living and working in the North»: Abstr. -Kostomus, 2003.-C. 141-142.

57. Vitamins А, В and antioxidants enzymes in rat liver and heart under different light and geroprotectors influence / T. Ilyina, V. Ilyukha, T. Ruokolaynen, I. Vinogradova // 10 Symposium «Vitamins and Additives»: Abstr. - Jena, Germany,

2005. - P. 58.

58. Effect of melatonin on life span and carcinogenes / V.N. Anisimov, I.G. Popovich, M.A. Zabezhinski, I.N. Alimova, D.A. Baturin, S.A. Musatov, S.V. Rosenfeld, N.A. Plotnikova, G.M. Vesnushkin, I.A. Vinogradova // 4th Bologna International Meeting. «Affective, Behavior and Cognitive Disorders in the Elderly - AB-CDE»: Abstr. - Bologna, 2006. - P. 46.

59. Melatonin as antioxidant, geroprotector and anticarcinogen: limitation and perspectives of clinical applicability / V.N. Anisimov, I.G. Popovich, M.A. Zabezhinski, S.V. Anisimov, A.V. Arutjunyan, S.V. Mylnikov, G.M. Vesnushkin, I.A. Vinogradova // 14-th European Bioenergetics Conference: Abstr. - Moscow, 2006. -C. 107-108.

60. The role of pineal hormone melatonin in aging and cancer/ V.N. Anisimov, I.G. Popovich, M.A. Zabezhinski, S.V. Anisimov, G.M. Vesnushkin, I.A. Vinogradova // European Conference of Aging: Abstr. - Innsbruck, Tyrol, Austria. -

2006. - P. 70.

61. The role of melatonin in aging and cancer / I.G. Popovich, M.A. Zabezhinski, I.A. Alimova, D.A. Baturin, N.Yu. Zavarzina, S.V. Anisimov, N.A. Plotnikova, G.M. Vesnushkin, I.A. Vinogradova, V.N. Anisimov // Успехи геронтологии. - 2007. - Т. 20. №3,-С. 64.

ВИНОГРАДОВА Ирина Анатольевна ВЛИЯНИЕ СВЕТОВОГО РЕЖИМА, МЕЛАТО-НИНА И ЭПИТАЛОНА НА БИОМАРКЕРЫ СТАРЕНИЯ, ВОЗРАСТНУЮ ПАТОЛОГИЮ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ЖИЗНИ / Автореф. дис. ... докт. мед. наук: 14.00.53,-СПб., 2009. 45 с.

Подписано в печать «15» января 2009. Формат 60*84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ. л. 2,0 Тираж 150 экз. Заказ ~iO . Отпечатано с готового оригинал-макета ЗАО « Принт-Экспресс» 197376, С.-Петербург, ул. Большая Монетная, 5 лит. А

Актуальность проблемы

Прогресс медицины и ее успешное развитие в экономически развитых странах приводит к постепенному увеличению средней продолжительности жизни и, в силу этого, к прогрессивному старению населения [Анисимов В.Н., 2003; Rajaratnam S.M.W., Arendt J., 2001]. Непрерывное увеличение продолжительности жизни является одной из причин увеличения доли пожилых в общей численности населения [Arking R., 1991]. Это приводит к увеличению общественного и научного интереса к проблемам теоретической и экспериментальной геронтологии [Kliavinson V.Kh., 2002]. Основная задача геронтологии и гериатрии - сделать жизнь пожилых людей более здоровой и активной - становиться все более актуальной. Изучение структурно-функциональной организации и механизмов регуляции систем жизнеобеспечения в норме и при развитии процесса старения является одной из проблем фундаментальной геронтологии Pilman V.M., 1994].

Ряд вопросов о механизмах старения в различных условиях, под действием различных стрессорных факторов можно исследовать, только проводя эксперименты на животных. Лабораторные животные, как модельные системы для изучения старения, возрастной патологии у людей и для разработки подходов к лечению, имеют большое значение [Каркищенко H.H., 2004].

Различные стрессорные воздействия могут привести к увеличению продолжительности жизни или к ее сокращению. Одним из регуляторов физиологических ритмов у человека и животных является смена циркадианного цикла дня и ночи. Установлено, что воздействие света ночью напрямую связано с серьезными проблемами поведения, а также с состоянием здоровья и развитием злокачественных новообразований [Хавинсон В.Х., и др., 2003; Di Lorenzo L. et al., 2003; На М., Park J., 2005; Anisimov V.N., 2006]. Эксперименты на плодовых мушках показали, что воздействие постоянного освещения приводит к уменьшению продолжительности их жизни. У грызунов ночное освещение приводит к нарушению овуляторного цикла и к последующему развитию опухолей в молочной железе, яичниках и матке [Анисимов В.Н., 2003; Prata Lima M.F. et al., 2004; Filipski E. et al., 2005]. Эпидемиологические исследования свидетельствуют о повышенном риске развития рака молочной железы и толстой кишки у работников ночных смен и о сниженном риске у слепых женщин [Rafhsson V. et al., 2001; Pukkala E. et al., 2002; Reynolds P. et al., 2002; Schernhammer E.S. et al., 2003]. В настоящее время воздействию светового загрязнения (включенного освещения ночью) подвергается довольно большое число людей. Вот почему становиться актуальным экспериментальные исследования, выясняющие роль нарушения светового режима в процессе старения и канцерогенеза.

На Северо-Западе России (в условиях Карелии) наблюдается своеобразный фотопериодизм, проявляющийся длинным световым днем в весенне-летний период (с середины мая до середины июля - сезон «белых ночей») и короткой продолжительностью дня в осенне-зимний период (4,5 часов). Модифицирующее действие постоянного освещения на физиологические процессы организма описано многими исследователями [Солонин Ю.Г., 1998; Анисимов В.Н. и др., 2003; Батурин Д.А. и др., 2004; Van der Beek Е.М., 1996; Wehr T.A., 2001; Stevens R.G., 2006]. Однако влияние сезонных колебаний освещенности, как естественного нарушения циркадианного ритма, изучено недостаточно.

Разработка новых геропротекторов, способных задержать старение всего организма или наиболее важных органов и систем, и исследование их влияния на возрастные гормонально-метаболические и иммунологические изменения является одним из актуальных направлений в геронтологических исследованиях. В связи с этим встает вопрос о безопасности длительного применения средств продления жизни, что включает в себя не только непосредственные побочные и токсические эффекты, но и отдаленные последствия, например, развитие новообразований. В ряде работ показано, что геропротекторы обладают антиканцерогенными свойствами, однако при длительном применении некоторых из них наблюдается увеличение частоты развития опухолей [Анисимов

В.Н., 2003]. Поэтому актуальным является всестороннее комплексное изучение действия геропротекторов в эксперименте, позволяющее оценить их действие на процессы старения, развитие возрастной патологии и новообразований.

К наиболее перспективным геропротекторам относят препарат мелатонин (МЛТ) и пептид эпиталон (ЭПТ), регулирующий функцию эпифиза [Хавинсон В.Х., Морозов В.Г., 2001; Анисимов В.Н., 2003]. Известно, что с возрастом наблюдается снижение уровня индольного гормона эпифиза МЛТ в организме [Raitier M.N., 1992; Arendt J., 2005; Anisimov V.N., 2006; Di Bella L., Gvalano L., 2006], что вызывает большой интерес к изучению этого гормона, обладающего разнообразными эффектами. Во многих работах при использовании МЛТ отмечено увеличение продолжительности жизни [Pierpaoli W., Regelson W., 1994; Mocchegiani E. et al., 1998], тогда как в других опытах наблюдалось отсутствие увеличения продолжительности жизни и возрастание частоты опухолей [Рома-ненко В.И., 1983]. Применение МЛТ угнетает канцерогенез у пинеалэктомиро-ванных крыс или животных, содержащихся в стандартном чередующемся или постоянном режиме освещения [Baturin D.A. et al., 2001]. Представленные данные предполагают возможность использования МЛТ в качестве препарата для профилактики развития злокачественных новообразований у людей, подвергающихся световому загрязнению.

Синтетический пептид ЭПТ [Хавинсон В.Х., Анисимов В.Н., 2003], стимулирующий продукцию МЛТ, обладает способностью увеличивать среднюю и максимальную продолжительность жизни и замедлять темп старения у плодовых мух. У мышей разных линий ЭПТ оказывает неоднозначное действие [Попович И.Г., 2004]. Действие ЭПТ на крыс в сочетании с различными световыми режимами ранее не изучалось. Исследование геропротекторных свойств МЛТ и ЭПТ в различных световых режимах, включая и естественное освещение на Северо-Западе России (Карелия), в сравнительном аспекте является весьма актуальным.

Длительное наблюдение за лабораторными животными позволяет оценить динамику различных маркеров биологического возраста, процесс развития возрастной патологии и опухолей, а также изучить влияние различных световых режимов и исследуемых препаратов на старение и спонтанный канцерогенез. Биомаркерами возраста и гомеостаза в исследованиях часто служат такие показатели, как масса тела, количество потребляемого корма, поведенческие тесты, физическая работоспособность, репродуктивная функция, уровень сво-боднорадикальных процессов и многие биохимические параметры (уровень гормонов, состояние углеводного и жирового обменов и др.) [Анисимов В.Н., 2003]. В качестве интегрального показателя темпа старения используют динамику выживаемости и смертности животных.

Следует отметить, что исследования с комплексным использованием этих критериев, наряду с известными показателями интенсивности канцерогенеза (частота опухолей, латентный период и др.) при изучении влияния такого стрессирующего фактора как нарушение светового режима, в том числе и сезонного колебания освещенности на Северо-Западе России, и применения геро-протекторов (мелатонина и эпиталона) не проводились.

Цель исследования

Целью диссертационного исследования явилось комплексное сравнительное изучение длительного влияния различных световых режимов (стандартный чередующийся режим, постоянное освещение, естественное освещение Северо-запада России, постоянная темнота) в сочетании с применением ге-ропротекторов (мелатонина и эпиталона) на показатели биологического возраста, развитие возрастной патологии и спонтанный канцерогенез у самцов и самок крыс, а также оценка темпов старения организма и развития ассоциированных с возрастом различных патологических процессов.

Задачи исследования

В соответствии с указанной целью были сформулированы и последовательно решены следующие задачи:

1. Изучить влияние различных световых режимов (стандартный освещение, постоянное освещение, естественное освещение Северо-Запада России, постоянная темнота) на биомаркеры гомеостаза и старения, развитие возрастной патологии, показатели продолжительности жизни и спонтанный канцерогенез у крыс.

2. Сравнить темпы изменения биомаркеров гомеостаза и старения, показателей продолжительности жизни, развития возрастной патологии у крыс при различных световых режимах.

3. Оценить влияние экзогенного мелатонина на продолжительность жизни, показатели гомеостаза и биологического возраста, а также на развитие спонтанных опухолей у крыс при различных световых режимах.

4. Оценить влияние эпиталона на продолжительность жизни, показатели гомеостаза, биологического возраста и развитие спонтанных опухолей у крыс при различных световых режимах.

5. Провести сравнительный анализ эффективности мелатонина и эпиталона в различных световых режимах и оценить перспективы их дальнейшего изучения в качестве средств профилактики преждевременного старения и предупреждения новообразований у человека в условиях светового загрязнения.

Научная новизна исследования

Соответственно поставленным задачам в диссертационной работе впервые установлено, что в условиях модулированного фотопериодизма (постоянное освещение, естественное освещение Карелии, постоянная темнота) у крыс возникают нарушения функционирования основных систем организма, сопровождающиеся более ранним развитием возрастной патологии по сравнению с особями, находящимися в стандартном чередующемся режиме освещения.

Впервые изучено влияние различных световых режимов на показатели гомеостаза и биологического возраста (потребление корма и воды; масса тела; диурез; астральный цикл; поведенческие реакции; физическая и умственная работоспособности; уровень свободнорадикальных процессов в тканях; биохимические показатели жирового, углеводного и белкового обменов; гормональный статус), развитие спонтанных опухолей и продолжительность жизни у крыс.

В работе впервые получены экспериментальные данные, свидетельствующие о неблагоприятном действии естественного освещения Карелии («белые ночи» в летний период и удлиненная темновая фаза в осенне-зимний период) на показатели гомеостаза, продолжительность жизни и риск развития спонтанных опухолей.

Впервые изучено влияние экзогенного мелатонина и синтетического пептида эпиталона на биомаркеры старения и гомеостаза, продолжительность жизни и возникновение спонтанных опухолей у крыс, содержащихся в различных световых режимах.

Впервые проведена комплексная оценка эффективности применения мелатонина и эпиталона на показатели старения и гомеостаза, продолжительность жизни и развитие спонтанных опухолей у самцов и самок крыс при различных режимах освещения.

Научно-практическая значимость работы

Метод комплексной оценки влияния различных режимов освещения и применения препаратов (мелатонина и эпиталона) на старение, показатели гомеостаза, развитие возрастной патологии и спонтанного канцерогенеза является достаточно адекватным и оптимальным, что позволяет экстраполировать полученные результаты на человека.

Выявленные закономерности следует учитывать при идентификации факторов риска ускоренного старения, преждевременного развития возрастной патологии, возникновения и развития доброкачественных и злокачественных новообразований, а также для разработки научно-обоснованных мер их профилактики.

Применение мелатонина и эпиталона замедляет возникающее полиорганное снижение функциональных резервов организма, проявляющееся снижением толерантности к стрессорным воздействиям, и снижает риск возникновения спонтанных опухолей, что свидетельствует о глубокой связи механизмов старения и канцерогенеза.

Выявление геропротекторного эффекта и антиканцерогенных свойств ме-латонина и эпиталона у животных, содержащихся в условиях нарушенного светового режима, свидетельствует о перспективности дальнейшего изучения этих препаратов в качестве средств профилактики ускоренного (преждевременного) старения и рака в группах повышенного риска (лица, проживающие в северных районах России или работающие при инвертированном освещении).

Положения, выносимые на защиту

1. Содержание самцов и самок крыс в условиях постоянного освещения сопровождается ускоренным старением многих функциональных систем и организма в целом, развитием возрастной патологии и спонтанных опухолей, уменьшает продолжительность жизни.

2. Содержание самцов и самок крыс в условиях световой депривации тормозит возрастные изменения большинства показателей биологического возраста и старения, снижает риск развития опухолей и увеличивает продолжительность жизни.

3. Содержание в условиях естественного режима освещения Карелии проявляется у самцов и самок крыс неблагоприятным влиянием на биомаркеры старения и гомеостаза, увеличением риска развития опухолей и уменьшением продолжительности жизни.

4. Применение препаратов эпифиза (мелатонина и эпиталона) оказывает защитный эффект, уменьшает неблагоприятное влияние постоянного освещения, улучшает показатели гомеостаза, замедляет процессы старения и увеличивает продолжительность жизни.

5. Пептидный препарат эпифиза эпиталон обладает более выраженными геропротекторными и антиканцерогенными свойствами, чем мелатонин, в условиях нарушенного светового режима, и является перспективным препаратом для исследования в геронтологии и для практического применения в гериатрии, в частности, для коррекции нарушений гомеостаза, возникающих в условиях нарушенного фотопериодизма.

Публикации

Основные научные результаты диссертационной работы опубликованы в печатных работах (61 работа). Из них в периодических изданиях, выпускаемых в РФ, рекомендованных ВАК Минобразования России для публикации результатов по диссертациям на соискание ученой степени доктора наук, опубликовано 27 работ. Все результаты и положения диссертационного исследования полностью отражены в публикациях.

Работа поддержана грантами РФФИ 2004-2006 № 04-04-49168-а «Влияние светового режима на показатели биологического возраста, продолжительность жизни, возрастную патологию и их фармакологическая коррекция»; РГНФ 2004-2006 № 04-06-00120а «Белые ночи на Европейском Севере — как фактор, нарушающий функцию репродуктивной системы. Возможности фармакологической коррекции»; РГНФ-Север 2004-2006 №04-06-49602 а/с «Модельное исследование адаптационных возможностей организма при изменении цир-кадианных ритмов в течение годового цикла при проживании в северных кли-матогеографических зонах»; РФФИ-Север 2005-2007 №05-04-97525-рсевера «Экспериментальные основы влияния освещенности на гормональный статус и некоторые биохимические показатели в условиях Карелии»; РФФИ 2007-2009 №07-04-00546 «Влияние возраста на динамику адаптационных изменений активности ферментов к различным световым режимам и их фармакологическая коррекция»; РГНФ-Север 2007-2009 № 07-06-42602а/С «Белые ночи на Русском Севере - как фактор, нарушающий возрастную адаптацию водно-солевого обмена. Возможности фармакологической коррекции».

Апробация диссертации

Основные результаты работы были представлены на отечественных и международных форумах: Ш, У Всероссийских конференциях с международным участием «Механизмы функционирования висцеральных систем» (Санкт-Петербург, 2003; 2007); Ш Международной научной конференции "Состояние биосферы и здоровье людей" (Пенза, 2003); П Международном симпозиуме "Проблемы ритмов в естествознании" (Москва, 2004); 11-15 Российских национальных конгрессах "Человек и лекарство" (Москва, 2004; 2005; 2006, 2007, 2008); VI международном симпозиуме «Биологические механизмы старения» (Харьков, 2004); V международной конференции «Клинические исследования лекарственных средств» (Москва, 2005) ХШ международном совещании и VI школе по эволюционной физиологии (Санкт-Петербург, 2006); Международный симпозиум «Жизнь и работа на Севере» (Костомукша, 2003); 10 симпозиум «Витамины и адаптация» (Йена, Германия, 2005); 4 Интернациональное совещание «Психоэмоциональные, поведенческие и когнитивные расстройства у пожилых - АВСБЕ» (Болонья, Италия, 2006); 14 Европейский биогеронтологи-ческий конгресс (Москва, 2006); Международной конференции «Погода и биосистемы» (СПб, 2006); Международной научной конференции «Свободные радикалы, антиоксиданты и старение» (Астрахань, 2006); Конференции «Перспективы фундаментальной геронтологии» (Санкт-Петербург, 2006); Всероссийской научной конференции «Перспективные направления использования лабораторных приматов в медико-биологических исследованиях» (Сочи, 2006); V и VI Европейском конгрессе по старению (Австрия, 2006; Санкт-Петербург, 2007); ХП Международном симпозиуме «Эколого-физиологические проблемы адаптации» (Москва, 2007); Международном конгрессе «Социальная адаптация, поддержка и здоровье пожилых людей в современном обществе» (Санкт-Петербург, 2007); Всероссийской научно-практической конференции «50 лет мелатонину: итоги и перспективы исследований» (Санкт-Петербург, 2008), Российских конференциях по фундаментальной онкологии «Петровские чтения» (Санкт-Петербург, 2007, 2008).

Структура и объем диссертационной работы

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, собственных результатов, обсуждения, заключения и выводов. Объем работы составляет 373 страницы. Список литературы содержит 401 источник, в том числе 155 отечественных и 246 зарубежных. Диссертация иллюстрирована 70 таблицами и 79 рисунками.

ВЫВОДЫ

1. В процессе старения у крыс обоего пола, длительно находящихся в условиях постоянного или естественного режимов освещения Карелии, по сравнению с животными, содержащимися в условиях стандартного светового режима, наблюдались более раннее половое созревание и выключение репродуктивной функции, развивались более ранние и выраженные гормонально-метаболические нарушения в виде абдоминального ожирения, гипербеталипопротеинемии, гиперинсулинемии, гиперхолестеринемии, гипергликемии и глюкозурии, сходные с метаболическим синдромом или синдром инсулинорезистентности человека, тогда как в условиях световой депривации отмечалось замедление указанных процессов.

2. С возрастом у крыс наблюдалось постепенное уменьшение уровня генерации активных форм кислорода с параллельным, но асинхронным снижением антиоксидантной активности тканей. Постоянное и естественное освещение Карелии ускоряли эти возрастные изменения, тогда как постоянная темнота практически не оказывала влияния на антиоксидантную систему крыс.

3. Содержание самцов и самок крыс в условиях постоянного или естественного освещения Карелии сопровождалось более ранним развитием доброкачественных и злокачественных новообразований, прежде всего в органах репродуктивной системы, а также различных воспалительных и иных патологических процессов, по сравнению с контрольными особями, содержащимися в условиях стандартного светового режима, тогда как световая депривация препятствовала их развитию.

4. У самцов в условиях постоянного или естественного освещения Карелии наблюдалось повышение двигательной активности и психоэмоциональных проявлений; снижение когнитивных функций и физической работоспособности, по сравнению с животными, находившимися в условиях стандартного освещения, в то время как в условиях световой депривации отмечалось повышение динамической выносливости.

5. С возрастом, как у самцов, так и у самок крыс в условиях постоянного и естественного освещения Карелии наблюдалось более значимое снижение коэффициента стабильности гомеостаза по сравнению с особями, находившимися в условиях стандартного освещения и, следовательно, более быстрое старение.

6. У самок крыс в условиях постоянного и естественного освещения Карелии отмечалось снижение средней и максимальной продолжительности жизни, уменьшение средней продолжительности жизни последних 10% крыс. В условиях естественного освещения Карелии популяционная скорость старения у самок также увеличивалась в 2,1 раза по сравнению с контрольными особями, и уменьшалось время удвоения силы смертности. У самцов в условиях постоянного и естественного освещения Карелии укорачивались фазы прогрессивного и стабильного роста, и отмечалось раннее наступление старческого периода. Световая депривация, напротив, способствовала замедлению возрастного снижения коэффициента стабильности гомеостаза, увеличивала фазу стабильного роста и продолжительность жизни.

7. Введение крысам в ночные часы гормона эпифиза мелатонина или в дневное время пептидного препарата эпиталона оказывало нормализующее влияние на большинство показателей у животных, содержавшихся в условиях постоянного или естественного режимов освещения, и приводило к замедлению процессов старения, торможению развития у них возрастной патологии, включая новообразования, и увеличению продолжительности жизни. Применение эпиталона было более эффективным, чем применение мелатонина, что проявлялось более выраженным нормализующим влиянием на гормонально-метаболические процессы, коэффициент стабильности гомеостаза, продолжительность постнатальных периодов жизни, сопровождалось более значимым влиянием на популяционную скорость старения и время удвоения силы смертности и существенно тормозило развитие спонтанных новообразований.

8. Методика комплексной оценки влияния световых режимов и исследуемых препаратов на продолжительность жизни и спонтанный канцерогенез у крыс с регистрацией в течение жизни промежуточных показателей гомеостаза и биомаркеров старения (потребление корма и воды; масса тела; диурез; эстраль-ный цикл; поведенческие реакции; физическая и умственная работоспособность; уровень свободнорадикальных процессов в тканях; показатели жирового, углеводного, белкового и электролитного обменов; гормональный статус) позволила с большой степенью надежности изучить эффекты различных режимов освещения, мелатонина и эпиталона.

334

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Представленные в нашей работе данные свидетельствуют о выраженных различиях в функции пинеальной железы при старении в разных световых режимах. При старении, как и при угнетении функции эпифиза постоянным освещением, продукция мелатонина снижается. Развивающийся при этом дефицит мелатонина играет важную роль в развитии процессов старения, возрастной патологии и новообразований. Нормализация уровня мелатонина и циркадианного ритма его секреции у стареющих организмов представляет собой один из важнейших подходов в лечении и профилактике возрастных заболеваний и рака, а так же геропротекции. Заместительная терапия мелатонином требует дальнейшего уточнения схем и доз применения в зависимости от причины, вызвавшей недостаток этого гормона, как, например, в случае преждевременного старения у лиц, проживающих в северных районах России или работающих при инвертированном освещении. Пинеальный синтетический пептид эпиталон представляет собой перспективное средство для стимуляции эндогенной секреции мелатонина при старении у человека. Комплексная оценка длительного применения мелатонина. и эпиталона, с целью профилактики возрастной патологии, уменьшения процессов старения и развития новообразований возможна при применении адекватной экспериментальной модели. Такой моделью могут являться крысы, поскольку у этих животных секреция мелатонина имеет такой же циркадианный ритм, как и у человека, и претерпевает такое же выраженное снижение в процессе старения. Продольный метод исследования, который был применен нами, является наиболее адекватным, поскольку подразумевает наблюдение за одними и теми же животными в течение длительного периода от юности до старости и смерти. Такой подход позволяет корректно сравнивать скорость старения в разных экспериментальных группах. Постоянное введение мелатонина и эпиталона в нашем исследовании позволило оценить безопасность их применения. Существенным модифицирующим фактором старения и канцерогенеза является нарушение нормального чередования света и темноты, приводящее к десинхронизации циркадианных ритмов организма. Воздействие света в ночное время можно рассматривать как один из экологических факторов, приводящих к нарушению гомеостаза и ускоренному развитию ряда ассоциированных с возрастом заболеваний. Результаты наших исследований позволяют обосновать принципиально важное положение о том, что десинхроноз эпифиза, обусловленный световым загрязнением, проявляется признаками ускоренного старения и увеличением частоты возникновения ассоциированных с возрастом заболеваний, включая новообразования. Эффективными средствами замедления старения, особенно преждевременного, и связанных с ним возрастных болезней могут быть мелатонин и эпиталон, способные угнетать свободно радикальные процессы и компенсировать или стимулировать выработку гормонов эпифиза.