CC BY
16BIOLOGICAL SCIENCES
EFFECT OF CHRONIC ALCOHOL INTOXICATION ON SOME HEMATOLOGICAL PARAMETERS AND THE STRUCTURE OF THEIR DAILY DYNAMICS IN FEMALE WISTAR
RATS AT THE AGE OF 1 YEAR
Makartseva L.
Research Scientist Moscow State Region University Laboratory of Experimental Biology, Biotechnology Scientific and Education Center of
Shmigelskiy E. Researcher Moscow State Region University Laboratory of Experimental Biology, Biotechnology Scientific and Education Center of
Gritsyunayte A. Researcher Moscow State Region University Laboratory of Experimental Biology, Biotechnology Scientific and Education Center of
Sakhnova K. Researcher Moscow State Region University Laboratory of Experimental Biology, Biotechnology Scientific and Education Center of
Kucher S.
Research Scientist Moscow State Region University Laboratory of Experimental Biology, Biotechnology Scientific and Education Center of
Kozlova M.
Research Scientist Moscow State Region University Laboratory of Experimental Biology, Biotechnology Scientific and Education Center of
Areshidze D.
Researching Laboratory, Candidate of Sciences in Biology, Moscow State Region University Laboratory of Experimental Biology, Biotechnology Scientific and Education Center of
MRSU in Chernogolovka, Mytishchi, Russia
ВЛИЯНИЕ ХРОНИЧЕСКОЙ АЛКОГОЛЬНОЙ ИНТОКСИКАЦИИ НА НЕКОТОРЫЕ ГЕМАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ И СТРУКТУРУ ИХ СУТОЧНОЙ ДИНАМИКИ У САМОК КРЫС ЛИНИИ ВИСТАР В ВОЗРАСТЕ 1 ГОДА
Макарцева Л.А.
младший научный сотрудник Московский государственный областной университет лаборатория экспериментальной биологии и биотехнологии НОЦМГОУ
Шмигельский Е.А. делопроизводитель Московский государственный областной университет лаборатория экспериментальной биологии и биотехнологии НОЦ МГОУ
Грицюнайте А.А. делопроизводитель Московский государственный областной университет лаборатория экспериментальной биологии и биотехнологии НОЦ МГОУ
Сахнова К.А. делопроизводитель Московский государственный областной университет лаборатория экспериментальной биологии и биотехнологии НОЦ МГОУ
Кучер С.А. младший научный сотрудник Московский государственный областной университет лаборатория экспериментальной биологии и биотехнологии НОЦ МГОУ
Козлова М.А. младший научный сотрудник Московский государственный областной университет лаборатория экспериментальной биологии и биотехнологии НОЦ МГОУ
Арешидзе Д.А.
Заведующий лабораторией, кандидат биологических наук, Московский государственный областной университет лаборатория экспериментальной биологии и биотехнологии НОЦ МГОУ в г. Черноголовка, Мытищи, Российская Федерация
Abstract
The study of the daily dynamics of hematological parameters of rats in normal and chronic alcohol intoxication in the female Wistar rats at the age of 1 year was carried out. It was established that chronic alcohol intoxication causes a number of significant changes in the hematological profile of rats. Chronotoxicity of alcohol in the applied dosage in relation to circadian rhythms of a considerable part of the investigated parameters was revealed.
Аннотация
Проведено исследование суточной динамики гематологических параметров крыс в норме и при хронической алкогольной интоксикации у самок крыс линии Вистар в возрасте 1 года. Установлено, что хроническая алкогольная интоксикация вызывает ряд существенных изменений в гематологическом профиле крыс. Выявлена хронотоксичность алкоголя в примененной дозировке по отношению к циркадианным ритмам значительной части исследованных параметров.
Keywords: circadian rhythms, alcohol, hematology parameters, desynchronosis, light regime.
Ключевые слова: циркадианные ритмы, алкоголь, гематологические параметры десинхроноз, световой режим.
Введение.
Циркадианные ритмы (ЦР) являются для млекопитающих одними из наиболее значимых ритмов, так как ритмичность функционирования играет важнейшую роль в обеспечении нормальной жизнедеятельности.
Временная организация систем организма млекопитающих, является эндогенной и генетически обусловленной, но, тем не менее, она модулируется под действием периодических факторов внешней среды - синхронизаторов, или «времязадателей». Известно, что световой режим - один из самых сильных синхронизаторов суточных биологических ритмов у млекопитающих. Нарушение режима освещения может вызвать состояние десинхроноза, являющегося мощным стрессогенным фактором, который может привести к развитию той или иной патологии, особенно если к ней есть предрасположенность или адаптационные возможности организма ослаблены.
Ритмичность протекания адаптационных процессов имеет также большое практическое значение, открывая путь к прогнозированию динамики состояния организма при остром и хроническом стрессе, вызванном как внутренними, так и внешними причинами. Следующие друг за другом циклы жизненных процессов различаются по своим параметрам - длительности периода, амплитуде, фазе. В тех случаях, когда адаптационный процесс протекает нормально, степень воздействия стрессоров на циркадианные ритмы незначительно. В противном случае ритмические процессы организма утрачивают свою правильность, регулярность, возникает десинхроноз. Как любая болезнь, алкоголизм нарушает синхронность многих нормальных физиологических циклов и их регулирующих механизмов.
В настоящее время в мире воздействию светового загрязнения (иными словами, освещения ночью) подвергается довольно большое количество людей. Такое воздействие может быть связано с профессией, может быть обусловлено привычкой и стилем жизни. Воздействие света в ночное время, стало существенной частью современного образа жизни и сопровождается множеством серьезных расстройств поведения и состояния здоровья, включая сердечно-сосудистые заболевания и рак
[7,10,13]. Согласно гипотезе «циркадианной деструкции», воздействие света в ночные часы нарушает эндогенный циркадианный ритм, подавляет ночную секрецию мелатонина эпифизом, что приводит к снижению его концентрации в крови [16]. Нарушение ЦР при сменной работе ведет к увеличению риска сердечно-сосудистых заболеваний, метаболического синдрома, сахарного диабета II типа [18]. Исследования на животных показали, что замена полной темноты на тусклое освещение ночью, вызывают нарушения метаболизма и ожирение [6,8,17]. Показано, что в динамике развития заболевания общий десинхроноз оказывается одним из первых расстройств [1].
Одним из антропогенных факторов среды, к которому приходится адаптироваться организму, является алкоголь, а точнее - алкогольная интоксикация. Примечательно, что алкоголизация у женщин протекает в более тяжелой форме, чем у мужчин. Это проявляется в том, что алкоголизация развивается более быстрыми темпами; более часто отмечаются эмоциональные расстройства с преобладанием различных форм депрессивных нарушений; алкоголизм вторичен относительно других проблем (под первичными подразумеваются эмоциональные, прежде всего, депрессивные расстройства); систематически усиливается асоциальность, происходит полная деградация личности [2].
Чрезмерное употребление алкоголя оказывает токсическое воздействие на костный мозг, эритроциты (RBC), лейкоциты (WBC) и тромбоциты (PLT), а также приводит к дефициту питательных веществ, необходимых для жизнедеятельности различных клеток крови. В результате происходит угнетение кроветворной системы; образование аномальных предшественников клеток крови, неспособных к созреванию; возникновению дефектных эритроцитов; подавление производства и функционирование лейкоцитов, тромбоцитов и других компонентов свертывания крови. Что в совокупности приводит к возникновению различных патологических состояний [4].
Хронотоксичность и хроноэстезия к алкоголю были описаны еще в работах E.Haus, F. Halberg в 1959 г. Давно показано, например, что употребление алкоголя в утренние и дневные часы ведет к большим когнитивным нарушениям по сравнению
с вечерним приемом. Существуют доказательства о хронотоксичности алкоголя в отношении эндокринных процессов. В частности, будучи введенным в разное время, этанол может выступать как стимулятор (вечерний прием) или как депрессант (утренний прием) выработки кортизола - признанного маркера ЦР у млекопитающих [11].
Установлено, что более 50% больных с алкогольной зависимостью отмечаются крайне низкие показатели секреции ночного мелатонина - менее 30 пг/мл [14], при этом отмечена. Другими исследованиями продемонстрировано, что у этих больных существует очевидная инверсия фазы выработки мелатонина как в период алкоголизации, так и при абстинентном синдром, [12], в том числе и осложненным алкогольным делирием. Даже однократный прием алкоголя может вызывать существенные хронобиологические сдвиги: десинхроноз, амплитудно-фазовые нарушения ритмов [3]. Признаки десинхроноза сохраняются после полной элиминации алкоголя в течении нескольких суток [9]. У части пациентов с алкогольной зависимостью даже при длительном воздержании так и не происходит нормализации суточных биоритмов; в связи с этим была высказана другая гипотеза - о первичности уже самого десинхроноза в патогенезе развития алкоголизма [5].
Исходя из вышеизложенного, представлялось актуальным исследования влияния хронической алкогольной интоксикации у самок крыс линии Ви-стар на некоторые биохимические и гематологические параметры организма и структуру их суточной динамики.
Материалы и методы.
Исследование проведено на 64 самках крыс линии Вистар в возрасте 1 год, средней массой 300 г. Животные были получены из питомника ФГБУН НЦБМТ ФМБА России «Столбовая». Содержались животные в стандартных лабораторных условиях в пластиковых клетках при свободном доступе к воде и питью в условиях фиксированного светового режима свет: темнота 14:10 часов в течение 3 недель.
Крысы были разделены на 2 равные группы. Животные первой группы служили контролем. Крысы второй группы (экспериментальная группа) получали ежедневно в качестве питься 15%-й раствор этанола.
Критерием отбора крыс в экспериментальную группу, наряду с отсутствием видимых отклонений
в состоянии и поведении, являлось исходное предпочтение 15% раствора этилового спирта перед водопроводной водой. Для выявления этого предпочтения в течение 3 дней проводился предварительный эксперимент в индивидуальных клетках со свободным доступом к обеим жидкостям.
Через три недели была проведена эвтаназия животных в углеродной камере в 9.00, 15.00, 21.00 и 3.00 часа, образцы крови были собраны для гематологических исследований.
Все эксперименты на животных проводились в соответствии с требованиями директивы ЕС 86/609/ EEC и Российского законодательства, регулирующего эксперименты на животных.
Исследования проводили с использованием гематологического анализатора Abacus Junoir Vet (Diatron, Австрия).
Полученные данные, проанализированы с использованием Graph Pad Prism6.0, были выражены как Среднее±SD. Статистическая разница определяется с помощью t-критерия Стьюдента. Значение р <0,05 считалось статистически значимыми.
Для анализа характеристик циркадного ритма исследуемых веществ был использован косинор-анализ, проведенный с помощью программы Cosinor Ellipse 2006-1.1 (Россия). Определялось наличие достоверного циркадного ритма, а также его акрофазы и амплитуды. Акрофаза - это мера пикового времени общей ритмической изменчивости за 24-часовой период. Амплитуда соответствует половине общей ритмической изменчивости в цикле. Акрофазу выражают в часах; значения амплитуды выражаются в тех же единицах, что и исследуемые переменные.
Результаты.
Влияние хронической алкогольной интоксикации на некоторые гематологические параметры самок крыс.
В результате проведенных исследований было обнаружено, что хроническая алкогольная интоксикация самок крыс в возрасте 1 года вызывает существенные изменения некоторых гематологических показателей крыс.
В частности, у животных у крыс экспериментальной группы отмечается повышение гемато-крита (HCT), рост содержания гранулоцитов (GRA) при неизменном количестве клеток белой крови (WBC) (Табл. 1).
Таблица 1
Влияние хронической алкогольной интоксикации на некоторые гематологические
Показатель
WBC, клеток/мкл LYM, клеток/мкл MID, клеток/мкл GRA, клеток/мкл RBC, клеток/мкл
Контроль, (п=32) 9,39±4,14 6,21±3,28 1,12±0,41 9,01±1,74 9,01±1,74
Эксперимент, (п=32) 11,44±4,70 5,70±2,57 1,63±1,12 9,84±0,42 ** 10,70±4,97
Показатель
HGB, ммоль/л HCT, % MCV, фмл MCH, пг MCHC, ммоль/л
Контроль, (п=32) 147,7±21,51 46,74±9,01 51,96±1,63 15,66±1,28 319,3±21,42
Эксперимент, (п=32) 162,6±23,57 * 55,27±2,02 ** 53,21±1,86 * 16,54±0,64 *** 318,3±6,29
Показатель
RDWc, % PLT, клеток/мкл PCT,% MPV, фмл PDWc, %
Контроль, (п=32) 13,27±0,56 687,6±178,0 0,44±0,11 5,54±0,40 33,33±4,95
Эксперимент, (п=32) 14,41±0,55 *** 643,0±266,2 0,42±0,17 6,60±0,46 *** 3,75±4,10
В то же время нами отмечены значительные изменения в системе красной крови. В частности, нами было отмечено увеличение содержания гемоглобина (HGB), среднего объема эритроцита (MCV), среднего содержания гемоглобина в эритроците (МСН), и ширины распределения эритроцитов (MCHC). В то же время при неизменном тром-бокрите происходит рост тромбоцитарного индекса (МРУ).
Влияние хронической алкогольной интоксикации суточные ритмы некоторых гематологических параметры самок крыс.
При проведении косинор-анализа суточной динамики исследованных гематологических параметров позволил установить наличие достоверных циркадианных ритмов для 5 показателей (Табл. 2). Хроническая алкогольная интоксикация приводит к разрушению трех из них - ритма количества эритроцитов в крови, ритма среднего содержания и средней концентрации гемоглобина в крови. Амплитудно-фазовым перестройкам подвергаются ритмы концентрации гемоглобина в крови и гема-токрита.
Таблица 2
Влияние хронической алкогольной интоксикации на ЦР некоторые гематологические
RBC, клеток/мкл HGB, ммоль/л нет, %
Амплитуда Акрофаза Амплитуда Акрофаза Амплитуда Акрофаза
Контроль, (п=32) 1.89 2005 23,75 2256 6,79 220
Эксперимент, (п=32) - - 32,55 1019 9,18 814
MCH, пг MCHC, ммоль/л
Амплитуда Акрофаза Амплитуда Акрофаза
Контроль, (п=32) 1,39 609 21,08 727
Эксперимент, (п=32) - - - -
Заключение
В результате проведенного исследование установлено, что хроническая алкогольная интоксикация вызывает ряд существенных изменений в гематологическом профиле исследованных животных. Сдвиги гематологических показателей свидетельствуют о напряжении системном нарушении гомео-стаза животных.
Исследования влияния хронической алкогольной интоксикации на суточную динамику анализируемых показателей позволило установить, что это воздействие вызывает или разрушение существовавших циркадианных ритмов гематологических показателей, или их изменение как по фазе, так и по амплитуде с развитием десинхроноза.
Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что хроническое употребление алкоголя помимо ранее изученных негативных последствий для организма, вызывает стойкие изменения структуры биоритмов гематологических параметров и может служить причиной десинхроноза.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Кудрин Р. А., Лифанова Е. В., Плотникова А. В. Вегетативный статус лиц с различным хроно-типом //Приоритетные задачи и стратегии развития медицины и фармакологии. - 2016. - С. 24-26.
2. Немцов А. В. Алкоголизм в России: история вопроса, современные тенденции // Журнал неврологии и психиатрии. 2007.- Вып. -1. -С. 3-7.
3. Рапопорт С. И. Хрономедицина, цирка-дианные ритмы. Кому это нужно? //Клиническая медицина. - 2012. - V. 90. - №. 8.
4. Ballard H. S. The hematological complications of alcoholism //Alcohol health and research world. - 1997. - V. 21. - P. 42-52.
5. Danel T., Touitou Y. Chronobiology of alcohol: from chronokinetics to alcohol-related alterations of the circadian system //Chronobiology International.
- 2009. - V. 21. - №. 6. - P. 923-935.
6. Fonken L. K. et al. Light at night increases body mass by shifting the time of food intake //Proceedings of the National Academy of Sciences. - 2010. - V. 107. - №. 43. - P. 18664-18669.
7. Ha M., Park J. Shiftwork and metabolic risk factors of cardiovascular disease //Journal of occupational health. - 2005. - V. 47. - №. 2. - P. 89-95.
8. Hasler B. P. et al. Circadian rhythms, sleep, and substance abuse //Sleep medicine reviews. - 2012.
- V. 16. - №. 1. - P. 67-81.
9. Jagota A., Reddy M. Y. The effect of curcu-min on ethanol induced changes in suprachiasmatic nucleus (SCN) and pineal //Cellular and molecular neurobiology. - 2007. - V. 27. - №. 8. - P. 997-1006.
10. Jasser S. A., Blask D. E., Brainard G. C. Light during darkness and cancer: relationships in circadian photoreception and tumor biology //Cancer Causes & Control. - 2006. - V. 17. - №. 4. - P. 515-523
11. Jones B. M. Circadian variation in the effects of alcohol on cognitive performance //Quarterly journal of studies on alcohol. - 1974.
12. Rosenwasser A. M., Fecteau M. E., Logan R. W. Effects of ethanol intake and ethanol withdrawal on free-running circadian activity rhythms in rats //Physi-ology & Behavior. - 2005. - V. 84. - №. 4. - P. 537542.
13. Knutsson, A. (2003). Health disorders of shift workers. Occupational medicine, 53(2), 103-108. Sha-nafelt T. D. et al. 79 Shiftwork and Health //Cambridge Handbook of Psychology, Health and Medicine. -2019. - V. 11. - P. 357.
14. Schmitz J. M. et al. Treatment of cocaine-alcohol dependence with naltrexone and relapse prevention therapy //American Journal on Addictions. - 2004. - V. 13. - №. 4. - P. 333-341.
15. Spanagel R. Alcoholism: a systems approach from molecular physiology to addictive behavior //Physiological reviews. - 2009. - V. 89. - №. 2. - P. 649-705.
16. Stevens R. G. Artificial lighting in the industrialized world: circadian disruption and breast cancer //Cancer Causes & Control. - 2006. - V. 17. - №. 4. -P. 501-507.
17. Vinogradova I., Anisimov V. Melatonin prevents the development of the metabolic syndrome in male rats exposed to different light/dark regimens //Bi-ogerontology. - 2013. - V. 14. - №. 4. - P. 401-409.
18. Wang F. et al. Meta-analysis on night shift work and risk of metabolic syndrome //Obesity reviews. - 2014. - V. 15. - №. 9. - P. 709-720.
REGULATIONS OF FISHING REDFISH ON THE FLEMISH CAP
Pochtar M.
Specialist, lab. North Atlantic FGBNU "VNIRO' (Polar branch 'PINRO')
Korzhev V. Chief Specialist, lab. MOOSG FGBNU "VNIRO' (Polar branch 'PINRO')
РЕГУЛИРОВАНИЕ ПРОМЫСЛА МОРСКИХ ОКУНЕЙ БАНКИ ФЛЕМИШ-КАП
Почтарь М.
Специалист, лаб. Северной Атлантики ФГБНУ «ВНИРО» (Полярный филиал «ПИНРО»)
Коржев В. Гл. специалист, лаб. МООЗГ ФГБНУ «ВНИРО» (Полярный филиал «ПИНРО»)
Abstract
The key strategy of the management of sea bass fishing is to preserve the spawning stock at the level of 3040 thousand tons. The exploitation regime (fish mortality rate) must be set within the range Fmsy-Fmax (0.080.21) subject to the average number of recruits over the past 6 years. At such exploitation, the long-term mean catch may amount to 10-16 thousand tons and the sea bass stock will be within biologically safe limits.
Аннотация
Основной стратегией управления промыслом морских окуней является сохранение нерестового запаса на уровне 30-40 тыс. т. Режим эксплуатации должен быть установлен в диапазоне Fmsy-Fmax (0,08-0,21) в зависимости от средней численности пополнения за последние 6 лет. При такой эксплуатации долгосрочный оптимальный среднегодовой улов может составить 10-16 тыс. т, а запас морских окуней будет находиться в биологически безопасных границах.
