Влияние фотопериода на серотонинергическую систему вилочковой железы и его роль в реализации эффектов экзогенного мелатонина
- Авторы: Лузикова Е.М.1, Сергеева В.Е.1, Московский А.В.1, Сергеев П.В.1, Лукачев И.А.1, Московская О.И.1
-
Учреждения:
- Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова
- Выпуск: Том 103, № 5 (2022)
- Страницы: 788-796
- Тип: Экспериментальная медицина
- Статья получена: 06.10.2021
- Статья одобрена: 01.09.2022
- Статья опубликована: 03.10.2022
- URL: https://kazanmedjournal.ru/kazanmedj/article/view/82705
- DOI: https://doi.org/10.17816/KMJ2022-788
- ID: 82705
Цитировать
Полный текст
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Доступ платный или только для подписчиков
Аннотация
Актуальность. Считалось, что функционирование иммунных органов фотонезависимо, но существует ряд работ, свидетельствующих о влиянии сдвига фотопериода на работу иммунных органов. Мы предположили, что отсутствие фотопериода при постоянном освещении или постоянном затемнении повлияет на серотонинергическую систему вилочковой железы (тимуса), а также на направление и интенсивность воздействия мелатонина.
Цель. Изучение серотонин-содержащих клеток тимуса в условиях экспериментального десинхроноза и роль фотопериода в реализации эффектов экзогенного мелатонина.
Материал и методы исследования. Проведено сравнительное исследование серотонин-содержащих клеток тимуса 8-недельных крыс линии Wistar, которые были разделены на шесть групп: первую и вторую группы содержали в условиях естественного фотопериода, третью и четвёртую — в условиях постоянного затемнения, пятую и шестую группы — в условиях постоянного освещения в течение 4 нед. Мелатонин ad libitum в концентрации 4 мг/л с питьевой водой в течение 4 нед получали животные второй, четвёртой и шестой групп. Для определения уровня серотонина в клетках использовали моноклональные антитела к 5-HT. Выводы о содержании серотонина в клетках делали путём измерения оптической плотности вещества в 100 клетках по каждому животному с помощью программы SigmaScan Pro5. Описательная статистическая обработка произведена с использованием программы Statisticа 17. Полученные данные по каждой группе животных усредняли, вычисляли стандартную ошибку и стандартное отклонение.
Результаты. Искусственное затемнение снижает содержание серотонина в 5-НТ-иммунореактивных клетках коркового вещества в 2,4 раза (p=0,001), а постоянное освещение увеличивает этот показатель в 1,9 раза (p=0,001). При введении мелатонина животным, находившимся в затемнённых условиях в течение 4 нед, оптическая плотность серотонина возрастает в 3,6 раза (p <0,0001). Введение мелатонина животным, находившимся в условиях постоянного освещения, приводит к увеличению оптической плотности серотонина в клетках диффузной эндокринной системы на границе коркового и мозгового вещества долек в 1,5 раза (p=0,002).
Вывод. Клетки диффузной эндокринной системы тимуса чувствительны к изменению фотопериода, а введение мелатонина оказывает разнонаправленное действие на количество и оптическую плотность серотонина в разных световых условиях.
Ключевые слова
Полный текст
Об авторах
Елена Михайловна Лузикова
Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова
Автор, ответственный за переписку.
Email: nema76@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1217-0985
канд. биол. наук, доц., каф. общей и клинической морфологии и судебной медицины
Россия, г. Чебоксары, РоссияВалентина Ефремовна Сергеева
Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова
Email: valentina-sergeeva@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-3471-5226
докт. биол. наук, проф., каф. медицинской биологии с курсом микробиологии и вирусологии
Россия, г. Чебоксары, РоссияАлександр Владимирович Московский
Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова
Email: moskov_av@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3043-9703
докт. мед. наук, проф., каф. ортопедической стоматологии и ортодонтии
Россия, г. Чебоксары, РоссияПавел Владимирович Сергеев
Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова
Email: sem_212@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2016-331X
студент
Россия, г. Чебоксары, РоссияИван Александрович Лукачев
Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова
Email: joke.job@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8625-1318
студент
Россия, г. Чебоксары, РоссияОлеся Игоревна Московская
Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова
Email: moskov_av@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9147-7263
канд. биол. наук, доц., каф. медицинской биологии с курсом микробиологии и вирусологии
Россия, г. Чебоксары, РоссияСписок литературы
- Арушанян Э.Б., Бейер Э.В. Гормон мозговой железы эпифиза мелатонин — универсальный естественный адаптоген. Успехи физиологических наук. 2012;43(3):82–100. EDN: PCPCWD.
- National Toxicology Program. NTP Cancer Hazard Assessment Report on Night Shift Work and Light at Night. Research Triangle Park (NC): National Toxicology Program; 2021. doi: 10.22427/NTP-CHR-NSWLAN.
- Lai KY, Sarkar C, Ni MY, Cheung LWT, Gallacher J, Webster C. Exposure to light at night (LAN) and risk of breast cancer: A systematic review and meta-analysis Affiliations expand. Sci Total Environ. 2021;762:143159. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.143159.
- Depner CM, Rice JD, Tussey EJ, Eckel RH, Bergman BC, Higgins JA, Melanson EL, Kohrt WM, Wright JrKP, Swanson CM. Randomized controlled trial. Bone. 2021;152:116096. doi: 10.1016/j.bone.2021.116096.
- Aasar HЕ, Rashed L, Sadik AE, Amer R, Emam H. The role of the adipose tissue-derived mesenchymal stem cells enriched with melatonin on pancreatic cellular regeneration. Folia Morphol (Warsz). 2021 Sep 21. Epub ahead of print. doi: 10.5603/FM.a2021.0093.
- Uthaiwat P, Priprem A, Chio-Srichan S, Settasatian C, Lee Y, Mahakunakorn P, Boonsiri P, Leelayuwat C, Tippayawat P, Puthongking P, Daduang J. Oral administration of melatonin or succinyl melatonin niosome gel benefits 5-FU-induced small intestinal mucositis treatment in mice. AAPS PharmSciTech. 2021;22(5):200. doi: 10.1208/s12249-021-01941-y.
- Mańka S, Majewska E. Immunoregulatory action of melatonin. The mechanism of action and the effect on inflammatory cells. Postepy Hig Med Dosw (Online). 2016;70:1059–1067. doi: 10.5604/17322693.1221001.
- Louis F, Sowa Y, Kitano S, Matsusaki M. High-throughput drug screening models of mature adipose tissues which replicate the physiology of patients' Body Mass Index (BMI). Bioact Mater. 2021;7:227–241. doi: 10.1016/j.bioactmat.2021.05.020.
- Guo Q, Wang Z, Dong Y, Cao J, Chen Y. Pharmacological advantages of melatonin in immunosenescence by improving activity of T lymphocytes. J Biomed Res. 2016;30(4):314–321. doi: 10.7555/JBR.30.2016K0010.
- Paltsev MA, Polyakova VO, Kvetnoy IM, Anderson G, Kvetnaia TV, Linkova NS, Paltseva EM, Rubino R, De Cosmo S, De Cata A, Mazzoccoli G. Morphofunctional and signaling molecules overlap of the pineal gland and thymus: role and significance in aging. Oncotarget. 2016;7(11):11972–11983. doi: 10.18632/oncotarget.7863.
- Green NH, Jackson CR, Iwamoto H, Tackenberg MC, McMahon DG. Photoperiod programs dorsal raphe serotonergic neurons and affective behaviors. Curr Biol. 2015;25(10):1389–1394. doi: 10.1016/j.cub.2015.03.050.
- Aguglia A, Borsotti A, Cuniberti F, Serafini G, Amore M, Maina G. The influence of sunlight exposure on hospitalization in emergency psychiatry. Chronobiol Int. 2017;34(10):1413–1422. doi: 10.1080/07420528.2017.1374286.
- Domínguez-López S, Mahar I, Bambico FR, Labonté B, Ochoa-Sánchez R, Leyton M, Gobbi G. Short-term effects of melatonin and pinealectomy on serotonergic neuronal activity across the light-dark cycle. J Psychopharmacol. 2012;26(6):830–844. doi: 10.1177/0269881111408460.
- Mishra UK. Cytochemical identification of endocrine thymus of chicken in relation to aging. Vet Res Forum. 2013;4(3):137–143. PMID: 25653787.
- Сергеева В.Е., Гордова В.С., Павлова О.В., Смородченко А.Т. Вклад научной школы профессора Дины Семёновны Гордон в изучении морфологии и функций тимуса. Acta medica Eurasica. 2019;(2):52–63. EDN: DYBHVH.
- Сергеева В.Е., Гордон Д.С. Люминесцентно-гистохимическая характеристика ранней реакции моноаминсодержащих структур тимуса на антигенные воздействия. Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та; 1992. 352 с.
- Гордон Д.С., Сергеева В.Е., Зеленова И.Г. Нейромедиаторы лимфоидных органов. Л.: Наука; 1982. 128 с.
- Гордон Д.С., Сергеева В.Е., Смородченко А.Т., Кириллов Н.А., Петрова Т.Л., Олангин О.И., Спирин И.В. Идентификация люминесцирующих гранулярных клеток тимуса с дендритными макрофагами. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2001;132(7):118–120. EDN: VMDPPS.
- Сергеева В.Е., Смородченко А.Т., Спирин И.В. Нейромедиаторное биоаминное обеспечение структур тимуса и лимфатических узлов при воздействии соматотропным гормоном. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2000;129(5):591–593.
- Сергеева В.Е., Гунин А.Г., Гордон Д.С. Сочетание свойств макрофагов и клеток APUD-серии в моноамин-содержащих премедуллярных клетках тимусной дольки Морфология. 1994;(1–3):159–162. EDN: SXNRQH.
- D'Ascola A, Bruschetta G, Zangh� G, Campo S, Medica P, Campana S, Ferlazzo G, Gibbs BF, Ferlazzo AM. Changes in plasma 5-HT levels and equine leukocyte SERT expression in response to treadmill exercise. Res Vet Sci. 2018;118:184–190. doi: 10.1016/j.rvsc.2018.02.012.
- Ferjan I, Lipnik-Štangelj M. Chronic pain treatment: the influence of tricyclic antidepressants on serotonin release and uptake in mast cells. Mediators Inflamm. 2013;2013:340473. doi: 10.1155/2013/340473.
- Francelin C, Veneziani LP, Farias ADS, Mendes-da-Cruz DA, Savino W. Neurotransmitters modulate intrathymic T-cell development. Front Cell DevBiol. 2021;9:668067.doi: 10.3389/fcell.2021.668067.
- Lifantseva NV, Koneeva TO, Voronezhskaya EE, Melnikova VI. Expression of components of the serotonergic system in the developing rat thymus. Dokl Biochem Biophys. 2017;477(1):401–404. doi: 10.1134/S1607672917060151.
- Литвиненко Г.И., Шурлыгина А.В., Грицык О.Б., Мельникова Е.В., Тендитник М.В., Авроров П.А., Труфакин В.А. Влияние мелатонина на морфофункциональные показатели эпифиза и органов иммунной системы у крыс при естественном световом режиме и круглосуточном освещении. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2015;159(6):704–707. doi: 10.1007/s10517-015-3061-z.
- Gupta S, Haldar C. Photoperiodic modulation of local melatonin synthesis and its role in regulation of thymic homeostasis in Funambulus pennant. Gen Comp Endcrinol. 2016;239:40–49. doi: 10.1016/j.ygcen.2015.12.009.
- Tarocco А, Caroccia N, Morciano G, Wieckowski MR, Ancora G, Garani G, Pinton Р. Melatonin as a master regulator of cell death and inflammation: molecular mechanisms and clinical implications for newborn care. Cell Death Dis. 2019;10(4):317. doi: 10.1038/s41419-019-1556-7.
- Коржевский Д.Э., Драй Р.В., Костюкевич С.В. Иммуноцитохимический метод выявления EC- (энтерохромаффинных) клеток эпителия слизистой оболочки кишки крысы. Морфология. 2008;133(1):78–81. EDN: JSGPKB.
- Liu J, Clough SJ, Hutchinson AJ, Adamah-Biassi EB, Popovska-Gorevski M, Dubocovich ML. MT1 and MT2 melatonin receptors: A therapeutic perspective. Annu Rev Pharmacol Toxicol. 2016;56:361–383. doi: 10.1146/annurev-pharmtox-010814-124742.
Дополнительные файлы
