Длительное влияние постоянной темноты на содержание ретинола в периферических тканях крыс

Татьяна Николаевна Ильина, Ирина Валерьевна Баишникова, Евгений Александрович Хижкин, Tatyana Ilyina, Irina Baishnikova, Evgeny Khizhkin

Аннотация


Целью работы было изучение влияния длительной постоянной темноты, начиная с внутриутробного периода или с момента рождения, на содержание ретинола (витамин А) в тканях крыс. Самки во время беременности содержались при стандартном освещении (LD) или в постоянной темноте (DD). Самки LD и их потомство сразу после рождения были разделены на две группы, одну из которых оставили в тех же условиях (LD, контроль), а другую перевели в темноту (LD/DD). Самки DD
и их потомство (DD/DD) находились в темноте. Взрослые особи и молодняк были разделены после подсосного периода. Содержание ретинола в тканях (печень, почки, сердце, скелетная мышца) определяли в возрасте 2 недель, 1, 2, 3, 6, 12, 18 и 24 месяцев методом ВЭЖХ. Постоянная темнота оказывала модулирующее влияние на возрастную динамику содержания ретинола в тканях. Уровень витамина был выше по сравнению с контрольными животными в печени 2-недельных крыс LD/DD и в почках 1-месячных крыс обеих опытных групп. В сердце 2-месячных крыс DD/DD содержание ретинола, напротив, было достоверно ниже, чем у контрольных. В печени 12-месячных крыс LD/DD уровень ретинола был выше, чем у контрольных животных. Влияние постоянной темноты на уровень ретинола в тканях зависело от стадии онтогенеза, на которой начиналось экспериментальное воздействие, типа
ткани и возраста животных. Содержание ретинола в тканях крыс, находившихся в постоянной темноте, свидетельствует о метаболических изменениях, которые были более выражены у молодых животных

Ключевые слова


витамин А; постоянная темнота; свет; циркадный ритм; возраст

Полный текст:

PDF (English)

Литература


Aisbett B., Condo D., Zacharewicz E., Lamon S. The Impact of Shiftwork on Skeletal Muscle Health // Nutrients. 2017. V. 9, no. 3. P. 248. doi: 10.3390/nu9030248

Akashi M., Takumi T. The orphan nuclear receptor ROR regulates circadian transcription of the mammalian core-clock Bmal1 // Nat. Struct. & Mol. Biol. 2005. V. 12. P. 441–448. doi: 10.1038/nsmb925

Asher G., Schibler U. Crosstalk between Components of Circadian and Metabolic Cycles in Mammals // Cell Metabolism. 2011. V. 13. P. 125–137. doi: 10.1016/j.cmet.2011.01.006

Ashton A. J., Stoney P. N., McCaffery P. J. Investigating the role of vitamin A in melatonin production in the pineal gland // Proc Nutr Soc. 2015. 74(OCE3) E195. doi: 10.1017/S0029665115002219

Ashton A., Stoney P. N., Ransom J., McCaffery P. Rhythmic Diurnal Synthesis and Signaling of Retinoic Acid in the Rat Pineal Gland and Its Action to Rapidly Downregulate ERK Phosphorylation // Mol. Neurobiol. 2018. V. 55. P. 8219–8235. doi: 10.1007/s12035-018-0964-5

Bazhenova E. Y., Fursenko D. V., Khotskin N. V., Sorokin I. E., Kulikov A. V. Effect of lethal yellow (AY ) mutation and photoperiod alterations on mouse behavior // Vavilov J. Genet. Breed. 2019. V. 23, no. 1. P. 55–61. doi: 10.18699/VJ19.461. (In Russian).

Bishnupuri K. S., Haldar C. Impact of photoperiodic exposures during late gestation and lactation periods on the pineal and reproductive physiology of the Indian palm squirrel, Funambulus pennant // J. Reprod. Fertil. 2000. V. 118. P. 295–301. doi: 10.1530/jrf.0.1180295

Chang S., Yoshihara T., Machida S., Naito H. Circadian rhythm of intracellular protein synthesis signaling in rat cardiac and skeletal muscles // Biochem. Biophys. Rep. 2016. V. 9. P. 153–158. doi: 10.1016/j.bbrep.2016.12.005

Chernysheva, M. P., Romanova, I. V., and Mikhrina, A. L. Effect of retinol on interaction of the protein PERIOD1, oxytocin and GABA at the prenatal period of formation of the circadian clock-mechanism in rats // J. Evol. Biochem. Physiol. 2012. V. 48, no.5. P. 481–486. http://elibrary.r/item.asp?id=17903640. (In Russian).

Chitimus D. M., Popescu M. R., Voiculescu S. E., Panaitescu A. M., Pavel B., Zagrean L., Zagrean A-M. Melatonin’s Impact on Antioxidative and Anti-Inflammatory Reprogramming in Homeostasis and Disease // Biomolecules. 2020. V. 10, no. 9. P. 1211. doi: 10.3390/biom10091211

Dyar K. A., Ciciliot S., Tagliazucchi G. M., Pallafacchina G., Tothova J., Argentini C., Agatea L., Abraham R., Ahdesmäki M., Forcato M., Bicciato S., Schiaffino S., Blaauw B. The calcineurin-NFAT pathway controls activity-dependent circadian gene expression in slow skeletal muscle // Mol. Metab. 2015. V. 4. P. 823–833. doi: 10.1016/j.molmet.2015.09.004

Estornell E., Tormo J. R., Maŕin P., Renau-Piqueras J., Timoneda J., Barber T. Effects of vitamin A deficiency on mitochondrial function in rat liver and heart // Brit. J. Nutr. 2000. V. 84. P. 927–934. doi: 10.1017/S0007114500002567

Firsov D., Bonny O. Circadian rhythms and the kidney // Nat. Rev. Nephrol. 2018. V. 10. P. 626–635. doi: 10.1038/s41581-018-0048-9

Gatica L. V., Oliveros L. B., Pérez Díaz M. F., Domínguez N. S., Fornes M. W., Gimenez M. S. Implication of vitamin A deficiency on vascular injury related to inflammation and oxidative stress. Effects on the ultrastructure of rat aorta // Europ. J. Nutr. 2012. V. 51, no. 1. P. 97–106. doi: 10.1007/s00394-011-0198-z

Gnocchi D., Pedrelli M., Hurt-Camejo E., Parini P. Lipids around the Clock: Focus on Circadian Rhythms and Lipid Metabolism // Biology. 2015. V. 4, no. 1. P. 104¬–132. doi: 10.3390/biology4010104

Grimaldi B., Sassone-Corsi P. Circadian rhythms: Metabolic clockwork // Nature. 2007. V. 447. P. 386–387. doi: 10.1038/447385a

Hanai M., Esashi T. The Interactive Effect of Dietary Fat-Soluble Vitamin Levels on the Depression of Gonadal Development in Growing Male Rats Kept Under Disturbed Daily Rhythm -Investigations Based on the L 16(2 15) Type Orthogonal Array- // J. Nutr. Sci. Vitaminol. 2011. V. 57, no. 5. P. 333–339. doi: 10.3177/jnsv.57.333

Hara M., Minami Y., Ohashi M., Tsuchiya Y., Kusaba T., Tamagaki K., Koike N., Umemura Y., Inokawa H., Yagita K. Robust circadian clock oscillation and osmotic rhythms in inner medulla reflecting cortico-medullary osmotic gradient rhythm in rodent kidney // Sci. Rep. 2017. V.7, no. 1. P. 7306. doi: 10.1038/s41598-017-07767-8

Herbert D. C., Reiter R. J. Changes in pineal indoleamine metabolism in vitamin A deficient rats // Life Sci. 1985. V. 37, no. 26. P. 2515–2522. doi: 10.1016/0024-3205(85)90609-5

Hirao J., Arakawa S., Watanabe K., Ito K., Furukawa T. Effects of Restricted Feeding on Daily Fluctuations of Hepatic Functions Including P450 Monooxygenase Activities in Rats // J. Biol. Chem. 2006. V. 281, no 6. P. 3165–3171. doi: 10.1074/jbc.M511194200

Hollander D., Dadufalza V. Influence of aging on vitamin A transport into the lymphatic circulation // Exp. Gerontol. 1990. V. 25. P. 61-65. doi: 10.1016/0531-5565(90)90010-Y

Kelu J. J., Pipalia T. G., Hughes S. M. Circadian regulation of muscle growth independent of locomotor activity // bioRxiv. preprint. 2019. doi: 10.1101/778787

Khizhkin E. A., Yunash V. D., Ilyukha V. A., Vinogradova I. A., Morozov A. V., Timeyko N. G. Reproduction and puberty in rats exposed to constant darkness // Proceedings of the Karelian Research Centre RAS. 2014. V. 5. P. 200–206. (In Russian).

Ko C. H., Takahashi J. S. Molecular components of the mammalian circadian clock. // Hum. Mol. Genet. 2006. V.15, no 2. P. 271–277. doi: 10.1093/hmg/ddl207

Lamia К. A., Storch K.-F., Weitz C. J. Physiological significance of a peripheral tissue circadian clock. // PNAS. 2008. V. 105, no 39. P. 15172–15177. doi: 10.1073/pnas.0806717105

Lee C. C. Constant darkness is a mammalian biological signal. // Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology. 2007. V. 72. P. 287–291. doi: 10.1101/sqb.2007.72.051

Panda S. Circadian physiology of metabolism // Science. 2016. V. 354, no 6315. P. 1008-1015. doi: 10.1126/science.aah4967

Nakamura T. J., Nakamura W., Tokuda I. T., Ishikawa T., Kudo T., Colwell C. S., Gene D. Block age-related changes in the circadian system unmasked by constant conditions // eNeuro. 2015. V. 2, no 4. doi: 10.1523/ENEURO.0064-15.2015

Phillips T. S., Tsin A. T. C., Reiter R. J., Malsbury D. W. Retinoids in the bovine pineal gland // Brain Research Bull. 1989. V. 22. P. 259-261. doi: 10.1016/0361-9230(89)90051-8

Ransom J., Morgan P. J., McCaffery P. J., Stoney P. N. The rhythm of retinoids in the brain // J. Neurochem. 2014. V. 129. P. 366–376. doi: 10.1111/jnc.12620

Reiter R. J. Melatonin: lowering the high price of free radicals // News Physiol. Sci. 2000. V.15, no 5. P. 246–250. doi: 10.1152/physiologyonline.2000.15.5.246

Ruby N. F., Joshi N., Heller H. G. Constant darkness restores entrainment to phase-delayed Siberian hamsters // Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2002. V. 283. P. 1314–1320. doi: 10.1152/ajpregu.00362.2002

Ruiz A., Bachmann C., Franchini M., Benucci S., Zorzato F., Treves S. 2021 A low vitamin A diet decreases skeletal muscle performance // J Musculoskelet Disord Treat. 2021. 7:096. doi.:10.23937/2572-3243.1510096

Senoo H., Mezaki Y., Fujiwara M. The stellate cell system (vitamin A-storing cell system) // Anat. Sci. Int. 2017. V. 92. P. 387–455. doi: 10.1007/s12565-017-0395-9

Skurihin V.N., Dvinskaya L.M. Determination of α-tocopherol and retinol in the blood plasma of farm animals by micro-column high-performance liquid chromatography // Agricultural biol. 1989. N 4. P. 127–129. (In Russian).

Sosniyenko S., Parkanová D., Illnerová H., Sládek M., Sumová A. Different mechanisms of adjustment to a change of the photoperiod in the suprachiasmatic and liver circadian clocks // Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2010. V. 298. P. 959–971. doi: 10.1152/ajpregu.00561.2009.

Tan L., Wray A. E., Green M. H., Ross A. C. Retinol kinetics in unsupplemented and vitamin A-retinoic acid supplemented neonatal rats: a preliminary model // J. Lipid Res. 2014. V. 55. P. 1077–1086. doi: 10.1194/jlr.M045229

Tan L., Green M. H., Ross A. C. Vitamin A Kinetics in Neonatal Rats vs. Adult Rats: Comparisons from Model-Based Compartmental Analysis // J. Nutr. 2017. V. 145. P. 403–410. doi: 10.3945/jn.114.204065

Turek F. W., Joshu C., Kohsaka A., Lin E., Ivanova G., McDearmon E., Laposky A., Losee-Olson S., Easton A., Jensen D. R., Eckel R. H., Takahashi J. S., Bass J. Obesity and metabolic syndrome in circadian Clock mutant mice // Science. 2005. V. 308. P. 1043–1045. doi: 10.1126/SCIENCE.1108750

Vinogradova I. A., Ilyukha V. A., Fedorova A. S., Khizhkin E. A., Unzhakov A. R., Yunash V. D. Age-related changes in physical performance and some biochemical parameters of rat muscles under the influence of light modes and epiphysis preparations // Advances in gerontol. 2007. No. 20. P. 66–73. (In Russian).

Yuksel S. Altered adrenomedullin levels of the rats exposed to constant darkness and light stress // J. Photochem. Photobiol. B: Biology. 2008. V. 91. P. 20–23. doi: 10.1016/j.jphotobiol.2008.01.007




DOI: http://dx.doi.org/10.17076/eb1808

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


© Труды КарНЦ РАН, 2014-2019