Влияние лития оксибутирата на ритмическую организацию суточной динамики содержания катионов Na+, K+, Ca2+ и Li+ в крови, мозге и моче крыс в период летнего солнцестояния

Изучение влияния лития оксибутирата на особенности ритмической организации суточной динамики содержания натрия, калия, кальция и лития в крови, мозге и моче крыс, содержавшихся в условиях естественного режима освещения в период летнего солнцестояния.

Рубрика Медицина
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 01.12.2018
Размер файла 37,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Влияние лития оксибутирата на ритмическую организацию суточной динамики содержания катионов Na+, K+, Ca2+ и Li+ в крови, мозге и моче крыс в период летнего солнцестояния

Замощина Т.А., Шрейм Х.М., Иванова Е.В. Сибирский государственный медицинский университе

Аннотация

С целью изучить влияние лития оксибутирата на суточную динамику содержания Na+, К+, Са2+ и Li+ в моче, крови и мозге крыс в период летнего солнцестояния были выполнены эксперименты на 84 крысах-самцах. Содержание катионов в крови, мозге и моче опытных животных определяли на пламенном фотометре фирмы «Karl Zeiss». Лития оксибутират замедлял перестройку ритмов содержания натрия в крови и мозге, калия в мозге и лития в моче на эндогенный режим. Препарат способствовал накоплению в мозговой ткани натрия и лития при сохранении неизменным содержания кальция и калия, при этом калий перераспределялся в периферические ткани.

Ключевые слова: циркадный ритм, натрий, калий, кальций, литий, кровь, мозг, моча.

Abstract

Aimed at studying the influence of lithium oxybutirate on rhythmic organization of daily dynamics of Na+, K+, Ca2+ and Li+ contents in blood, brain and urine of rats during summer solstice, experiments on 84 male rats were performed. Cations' content in blood, brain and urine of rats was determined on the flaming photometer of “Karl Zeiss” firm. Lithium oxybutirate slowed down rhythmic change of sodium level in blood and brain, potassium level in brain and lithium level in urine to endogenous mode. The drug promoted accumulation of sodium and lithium in brain tissue while preserving level of calcium and potassium unchanged; potassium was redistributed into peripheral tissues.

Key words: circadian rhythm, sodium, potassium, calcium, lithium, blood, brain, urine.

Введение

Катион лития содержится в организме человека в микроколичествах и вмешивается в баланс между другими одновалентными и двухвалентными катионами (Na+, K+, Ca2+, Mg2+) вследствие схожести их физико-химических свойств, ионных радиусов и плотностей зарядов 10, 12, 13, 15, 17. Изменение взаимоотношений между указанными катионами может влиять на течение базальных нервных процессов [15], что, в свою очередь, может иметь отношение к механизму фазовой зависимости нейротропных и ритмомодулирующих эффектов солей лития [4, 6]. Соли лития, как известно, являются средством для лечения маниакально-депрессивного расстройства [16]. Для последнего характерно длительное нарушение эмоционального статуса [9], которое, как полагают, в определенной степени может быть связано с рассогласованием основных суточных гармоник организма (сон - бодрствование, температура тела, уровень кортизола, электролитный обмен) [1]. Соли лития нормализуют как настроение, так и структуру патологически измененных биоритмов, облегчая внешнюю и внутреннюю синхронизацию последних [6, 13]. Полагают, что нормотимические свойства (нормализация настроения) солей лития могут определяться ритмомодулирующими эффектами. Вышеизложенное определило цель настоящего исследования, которая состояла в изучении влияния лития оксибутирата на особенности ритмической организации суточной динамики содержания Na+, K+, Ca2+ и Li+ в крови, мозге и моче крыс.

1. Материал и методы

Три серии экспериментов выполнены в период летнего солнцестояния при естественном освещении на 84 крысах-самцах линии «Вистар» массой 180-250 г. Крыс содержали в группах по 7 особей на стандартном пищевом рационе при свободном доступе к пище и воде. Лития оксибутират или его растворитель (вода для инъекций) вводили в 08.00 под кожу в дозе 10 мг на 1 кг массы тела животного в течение 7 дней. На 7-е сут введения у предварительно адаптированных к индивидуальным обменным клеткам животных собирали пробы мочи каждые 4 ч (начало в 09.00) в течение 1 сут (шесть проб в сутки для каждой крысы) согласно рекомендациям [7]. На следующие сутки животных декапитировали под эфирным наркозом каждые 6 ч по 7 особей из каждой группы (интактные, получавшие растворитель, получавшие лития оксибутират), забирая в эти часы пробы крови и мозга [7].

Кровь разводили в соотношении 1 : 2 дистиллированной водой, а затем центрифугировали в течение 10 мин при 1,5 тыс. об./мин для отделения сгустка фибрина. У каждой крысы извлекали головной мозг и удаляли продолговатый мозг и мозжечок. Навески мозга животных подвергали влажному озолению в азотной кислоте (6 Н HNO3). Дальнейшее озоление осуществляли путем добавления концентрированной НCl. Содержание катионов в крови, мозге и моче крыс определяли на пламенном фотометре фирмы «Karl Zeiss» (Германия) при давлении воздуха 0,4 атм и давлении ацетилена 30 мм вод. ст. и выражали в миллимолях на литр [11].

Статистическую обработку данных проводили с помощью однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA), метода линейных контрастов Sheffe и косинор-анализа, предназначенного для выявления статистически значимых гармоник в вариационных временных рядах [3]. По данным косинор-анализа определяли основные характеристики ритмов - период, ч; среднесуточный уровень (мезор), ммоль/л, амплитуду и время максимального значения показателя (акрофаза, ч.мин), а также их доверительные интервалы M (m1 m2). В работе обсуждаются только статистически значимые ритмы при р < 0,05. Корреляционные связи оценивали по Спирману [8].

2. Результаты и обсуждение

Летнее солнцестояние характеризуется самой длинной светлой и самой короткой темной фазами суток.

В условиях Западной Сибири продолжительность светлой фазы суток в этот период достигает 18-21 ч (свет/темнота 18/6). В таких условиях суточные (24 ч) ритмы животных, ведущих сумеречный или ночной образ жизни, нередко ускользают из-под контроля внешнего свето-темнового цикла. Они перестраиваются в свободно текущее состояние. Их период определяется эндогенным осциллятором [2, 4] и становится околосуточным (20-23 ч). В проведенных экспериментах у интактных крыс в период летнего солнцестояния суточная динамика содержания Na+ в крови изменялась согласно 14-, 21- и 24-часовым ритмам; K+ - 14-, 20- и 24-часовым; Ca2+ - 14- и 20-часовым; а Li+ - 15-часовым ритмам (табл. 1).

Таблица 1. Ритмическая организация концентрации Na+, K+, Ca2+и Li+ в крови, мозге и моче интактных крыс (n = 28), содержавшихся в условиях естественного режима освещения в период летнего солнцестояния

Катион

Биологическая среда

Параметр ритма

Период, ч

Мезор, ммоль/л

Амплитуда, отн. ед.

Акрофаза, ч.мин

Na+

Кровь

14

67,72 0,68

30,34 (29,12 31,57)

11.44 (11.16 12.14)

21

64,70 0,44

20,04 (16,36 23,72)

8.05 (7.27 8.45)

24

64,70 0,44

4,58 (1,56 7,60)

10.35 (6.58 13.25)

Мозг

14

39,87 2,18

18,98 (15,31 22,66)

11.11 (10.26 12.29)

21

35,60 1,08

12,22 (6,95 17,50)

8.43 (7.02 9.34)

Моча

14

172,06 5,20

97,36 (77,11 117,61)

7.25 (7.14 7.39)

22

179,13 4,63

51,64 (40,94 62,33)

6.14 (4.45 7.23)

24

179,13 4,63

29,83 (21,03 38,63)

3.07 (0.38 5.32)

K+

Кровь

14

19,84 0,64

8,87 (8,15 9,59)

12.13 (10.48 13.42)

20

18,95 0,70

6,15 (3,56 8,73)

14.16 (11.56 17.24)

24

18,06 0,32

2,70 (0,74 4,66)

13.22 (8.39 18.10)

Мозг

14

20,34 2,05

9,35 (5,55 13,15)

11.26 (9.30 0.24)

21

18,78 1,22

8,47 (4,18 12,75)

8.22 (5.53 9.33)

Моча

14

63,14 2,35

18,79 (11,22 26,37)

6.59 (6.13 7.52)

21

62,35 2,09

12,78 (4,73 20,83)

18.10 (15.22 20.10)

Ca2+

Кровь

14

1,52 0,02

0,69 (0,65 0,74)

12.27 (11.23 13.20)

20

1,53 0,02

0,45 (0,27 0,62)

15.25 (13.56 16.49)

Мозг

14

1,24 0,03

0,56 (0,50 0,61)

11.47 (10.08 13.34)

21

1,21 0,02

0,38 (0,25 0,50)

7.49 (7.00 9.56)

Моча

14

2,51 0,74

0,74 (0,56 0,93)

7.35 (7.11 7.58)

22

2,56 0,04

0,51 (0,32 0,70)

7.35 (6.34 9.21)

Li+

Кровь

15

0,09 0,007

0,05 (0,01 0,08)

7.18 (5.34 8.38)

Мозг

14

0,15 0,03

0,07 (0,04 0,11)

11.00 (9.18 1.14)

Моча

14

0,23 0,02

0,10 (0,06 0,15)

6.37 (5.04 7.51)

В мозге суточная динамика концентрации Na+, K+ и Ca2+ соответствовала 14- и 21-часовым, а Li+ - 14-часовым периодичностям. В моче суточная динамика содержания Na+ описывалась 14-, 22- и 24-часовой, K+ - 14- и 21-часовой, Ca2+ - 14- и 22-часовой, а Li+ - 14-часовой составляющими. Таким образом, в летний сезон года ритмическая организация суточной динамики содержания Na+, K+ и Ca2+ в мозге интактных крыс перестраивалась на режим эндогенного осциллятора, а Li+ - запаздывала [2]. В крови эта перестройка была завершена для ритма Ca2+ и только начиналась для ритмов Na+, K+ и Li+, поскольку в соответствующих спектрах ритмов имелись как суточные, так и околосуточные или только ультрадианные гармоники [2]. В моче переход на режим эндогенного осциллятора продемонстрировали K+- и Ca2+-ритмы, но для Na+- и Li+-ритмов этот процесс еще не закончился. Корреляционный анализ установил выраженную положительную связь между ритмами содержания Na+ в мозге и крови животных (r = 0,69; p < 0,001), что может свидетельствовать о синхронизации натриевых ритмов в этих двух тканях. Однако корреляционных связей между динамиками содержания катионов K+, Ca2+ и Li+ в крови, мозге, моче не обнаружено, что может свидетельствовать о формировании в этих условиях десинхроноза между указанными ритмами.

Таким образом, в период летнего солнцестояния у интактной группы животных ритмическая организация суточной динамики содержания Ca2+ в крови; Na+, K+ и Ca2+ в мозге и K+ и Ca2+ в моче полностью перестраивалась на режим эндогенного осциллятора, в то время как этот процесс был еще не завершен для ритма суточной динамики содержания Na+, K+ и Li+ в крови, Li+ в мозге, Li+ и Na+ в моче. Следовательно, наиболее чувствительными к долготе дня ритмами были кальциевые, которые во всех тканях и средах приобретали в период летнего солнцестояния свободно текущий характер. Однако межсистемная синхронизация одноименных ритмов была выражена слабо и отмечалась только для натриевых ритмов в мозге и крови. Внутрисистемная синхронизация разноименных ритмов выявлена во всех средах, причем ведущим ритмом в мозге был, очевидно, калиевый, а в моче - литиевый, поскольку с ними выявлено наибольшее количество корреляций. Так, в крови животных коррелировали ритмы концентрации Na+ и K+ (r = 0,78; p < 0,001), в мозге - Li+ и K+ (r = 0,74; p < 0,001), K+ и Ca2+ (r = 0,58; p < 0,001), а также Li+ и Ca2+ (r = 0,47; p < 0,001), а в моче - Li+ и K+ (r = 0,84; p = 0,003), Li+ и Ca2+ (r = 0,69; p < 0,001), K+ и Ca2+ (r = 0,59; p < 0,001), Na+ и Ca2+ (r = 0,56; p < 0,001), а также Li+ и Na+ (r = 0,37; p < 0,05).

В этот период года при введении растворителя в утренние часы (стресс-контроль) [5] суточная динамика концентрации Na+ в крови изменялась согласно 14- и 21-часовому, в мозге - 15- и 21-часовому, а в моче 14-, 22- и 24-часовому ритмам. Таким образом, в летний сезон года при введении растворителя в утренние часы ритмическая организация суточной динамики содержания Na+ в крови и мозге быстрее, чем в моче, перестраивалась на режим эндогенного осциллятора. Следовательно, утренние инъекции растворителя по сравнению с интактными животными ускоряли переход ритма концентрации натрия в крови на режим эндогенного осциллятора. Согласно корреляционному анализу, между исследованными ритмами не обнаружено корреляционных связей, что указывает на углубление десинхроноза между ними, поскольку в интактной группе была выявлена корреляция между ритмами содержания Na+ в крови и мозге. Среднесуточная концентрация Na+ под влиянием инъекций растворителя понижалась в мозге и моче (р < 0,05), а в крови приближалась к значениям интактной группы, т.е. не изменялась (табл. 2).

Таблица 2 Влияние утреннего введения растворителя (стресс-контроль) на ритмическую организацию концентрации Na+, K+, Ca2+ и Li+ в крови, мозге и моче крыс (n = 28), содержавшихся в условиях естественного режима освещения в период летнего солнцестояния

Катион

Биологическая среда

Параметр ритма

Период, ч

Мезор, ммоль/л

Амплитуда, отн. ед.

Акрофаза, ч.мин

Na+

Кровь

14

68,04 1,25

30,46 (28,33 32,60)

12.15 (11.10 13.16)

21

70,33 0,57

19,20 (12,21 26,18)

7.06 (6.14 7.45)

Мозг

15

27,92 0,31

13,09 (10,82 15,37)

7.30 (7.15 7.44)

21

27,99 0,23*

8,40 (6,68 10,12)

7.13 (6.43 7.40)

Моча

14

149,29 4,64

52,78 (31,97 73,58)

8.00 (7.06 8.46)

22

157,60 4,67

37,27 (24,10 50,45)

6.09 (4.09 7.06)

24

157,60 4,67*

19,62 (10,59 28,65)

1.50 (22.22 4.50)

K+

Кровь

15

12,12 0,37

5,79 (4,28 7,29)

7.35 (6.44 8.04)

21

12,15 0,25*

3,88 (3,15 4,62)

7.21 (5.49 8.07)

Мозг

15

20,03 0,15

9,15 (7,44 10,86)

7.31 (7.41 7.49)

21

19,96 0,20

5,77 (4,44 7,10)

7.21 (6.40 7.53)

Моча

14

61,33 2,05

17,50 (10,26 24,74)

7.52 (6.42 8.30)

22

65,38 1,60

15,01 (9,78 20,43)

6.27 (4.52 7.48)

24

65,38 1,60

7,40 (1,74 13,07)

2.04 (22.58 6.27)

Ca2+

Кровь

15

1,76 0,06

0,77 (0,43 1,10)

7.19 (6.39 7.49)

21

1,75 0,04

0,42 (0,14 0,71)

7.07 (5.27 9.24)

Мозг

14

2,05 0,03

0,92 (0,86 0,98)

11.42 (10.11 13.25)

21

1,96 0,03*

0,54 (0,37 0,71)

7.58 (6.28 10.08)

Моча

13

2,00 0,05

0,55 (0,22 0,88)

12.58 (12.21 0.27)

22

2,02 0,04*

0,46 (0,32 0,60)

8.05 (6.52 9.26)

Li+

Кровь

15

0,12 0,01

0,06 (0,05 0,06)

7.40 (4.57 8.24)

21

0,12 0,01

0,04 (0,03 0,05)

7.41 (2.32 8.36)

Мозг

14

0,28 0,06*

0,14 (0,10 0,18)

13.04 (8.35 0.44)

Моча

14

0,22 0,01

0,09 (0,03 0,14)

7.45 (5.42 9.26)

22

0,25 0,01

0,09 (0,07 0,11)

5.04 (2.02 6.47)

24

0,25 0,01

0,07 (0,05 0,10)

1.48 (22.55 4.58)

* p < 0,05 по отношению к интактной группе (ср. с табл. 1).

Инъекции растворителя в утренние часы вызвали появление в спектре ритмов суточной динамики содержания K+ в крови и мозге 15- и 21-часового, а в моче - 14-, 22- и 24-часового ритмов. Следовательно, перестройка на режим эндогенного осциллятора ритмической организации суточной динамики содержания K+ в крови и мозге проходила быстрее, чем в моче.

Таким образом, утренние введения растворителя в сравнении с интактными животными ускоряли переход на эндогенный режим суточной динамики содержания K+ в крови и замедляли этот процесс в моче. Отсутствие корреляционных взаимоотношений между ритмами концентрации K+ в различных средах крыс указывает на отсутствие синхронизации между ними так же, как и в интактной группе. Среднесуточная концентрация K+ в крови понижалась (р < 0,05), но не изменялась в мозге и моче (табл. 2).

При утреннем введении растворителя суточная динамика содержания Ca2+ в крови изменялась согласно 15- и 21-часовому, в мозге - 14- и 21-часовому, а в моче - 13- и 22-часовому ритмам. Таким образом, ритмическая организация суточной динамики содержания Ca2+ в крови, мозге и моче при введении растворителя в утренние часы, так же как и в интактной группе, полностью перестраивалась на режим эндогенного осциллятора. Не обнаружено корреляционных связей между исследованными ритмами, что указывает на сохранение выявленного в группе интактных животных состояния десинхроноза между ними. Среднесуточное содержание Ca2+ в мозге повышалось, а в моче понижалось (р < 0,05), но не претерпевало существенных изменений в крови (табл. 2).

После утренних инъекций растворителя суточная динамика содержания Li+ в крови изменялась согласно 15- и 21-часовому, в мозге - 14-часовому, а в моче - 14-, 22- и 24-часовому ритмам. Таким образом, под влиянием утренних инъекций растворителя ритмическая организация суточной динамики концентрации Li+ в крови быстрее, чем в мозге и моче, перестраивалась на режим эндогенного осциллятора. Следовательно, утренние инъекции растворителя по сравнению с интактными животными ускоряли переход ритмической организации суточной динамики содержания Li+ в крови на режим эндогенного осциллятора. Между исследованными ритмами не обнаружено корреляционных связей, так же как и в интактной группе, что указывает на сохранение десинхроноза между ними. Среднесуточная концентрация Li+ в мозге повышалась (р < 0,05), но не изменялась в крови и моче (см. табл. 2).

Следовательно, в период летнего солнцестояния утренние инъекции растворителя существенно не влияли на скорость перестройки ритмов всех трех катионов в мозге и Na+, Ca2+ и Li+ - в моче на эндогенный режим. Однако в таких условиях ускорялся процесс перестройки суточного ритма содержания Na+, K+ и Li+ в крови в свободно текущее состояние и замедлялся этот процесс для суточного ритма содержания K+ в моче. Следует подчеркнуть, что в указанных условиях полностью утрачивались характер и степень межсистемной синхронизации одноименных ритмов (утрачивались все корреляции). Кроме того, весьма заметно изменился характер внутрисистемной синхронизации разноименных ритмов в крови, а в мозге и моче усиливалась степень синхронизации между ними, поскольку корреляции были выявлены между ритмами всех катионов. Так, в крови коррелировали ритмы концентрации Li+ и K+ (r = 0,53; p = 0,002), Li+ и Ca2+ (r = 0,43; p = 0,01), т.е. ведущим ритмом в крови становился литиевый. В мозге оказались взаимосвязанными Na+ и K+ (r = 0,65; p < 0,001), Li+ и Na+ (r = 0,58; p < 0,001), Li+ и K+ (r = 0,58; p < 0,001), Li+ и Ca2+ (r = 0,51; p = 0,002), K+ и Ca2+ (r = 0,40; p = 0,02) и Na+ и Ca2+ (r = 0,33; p = 0,05), а в моче - Na+ и Li+ (r = 0,76; p < 0,001), K+ и Li+ (r = 0,71; p < 0,001), Li+ и Ca2+ (r = 0,43; p = 0,002), Na+ и Ca2+ (r = 0,42; p = 0,003), K+ и Ca2+ (r = 0,42; p = 0,003) и Na+ и K+ (r = 0,40; p = 0,005), т.е. ведущих гармоник в этих средах не выявлялось.

Следует подчеркнуть, что в мозге среднесуточное содержание Na+ понижалось, Ca2+ и Li+ - повышалось, а K+ - не изменялось; в крови концентрация K+ понижалась, но Na+, Ca2+ и Li+ - приближалась к значениям интактной группы; в моче содержание Na+ и Ca2+ понижалось, но K+и Li+ - не изменялось. Таким образом, умеренные стресс-воздействия в виде инъекций растворителя вымывали натрий из мозга, но способствовали накоплению в этом органе кальция и лития, при этом в крови понижалась концентрация только калия, а в моче - натрия и кальция. То есть под влиянием утренних инъекций растворителя Li+ и Ca2+ накапливались в мозге, а Na+ и K+ перераспределялись в периферические ткани.

В период летнего солнцестояния при утреннем введении лития оксибутирата суточная динамика содержания Na+ в крови (F = 2,72; p = 0,04), мозге (F = 7,43; p < 0,001) и моче (F = 30,68; p < 0,001) крыс имела неравномерный характер, так же как и в интактной группе. Суточная динамика содержания Na+ в крови изменялась согласно 14-, 21- и 24-часовому; в мозге -15-, 21- и 24-часовому; а в моче - 14-, 22- и 24-часовому ритмам. Таким образом, в летний сезон года при введении лития оксибутирата в утренние часы, переход ритмической организации суточной динамики содержания Na+ в крови, мозге и моче крыс на режим эндогенного осциллятора не завершен. Следовательно, утренние введения лития оксибутирата в сравнении с интактными животными замедляли перестройку на режим эндогенного осциллятора ритмической организации суточной динамики концентрации Na+ в мозге крыс, а по сравнению с контрольными задерживали указанный процесс не только в мозге, но и крови.

Корреляционный анализ показывал наличие не положительной, как у интактных животных, а отрицательной корреляционной связи между ритмами концентрации Na+ в моче и мозге (r = -0,36; p = 0,03) и крови и мозге (r = -0,50; p = 0,002). Очевидно, что под влиянием утренних инъекций лития оксибутирата усиливалась выявленная в интактной группе и отсутствовавшая в контроле синхронизация между указанными ритмами. Среднесуточная концентрация Na+ под влиянием лития оксибутирата повышалась в мозге (р < 0,05), но не изменялась в крови и моче в сравнении с контрольной группой (табл. 3), т.е. лития оксибутират предупреждал вымывание натрия из мозга под влиянием стресс-воздействий.

В этот период года при введении лития оксибутирата в утренние часы суточная динамика содержания K+ в крови и в мозге животных имела равномерный характер, так же как и в контроле. Однако косинор-анализ выявил в крови 14- и 21-часовой, а в мозге - 14-, 20- и 24-часовой ритм. Суточная динамика концентрации K+ в моче изменялась согласно 13-, 22- и 24-часовому ритмам. Таким образом, при введении лития оксибутирата в утренние часы суточная динамика концентрации K+ в крови быстрее, чем в мозге и моче, перестраивалась на режим эндогенного осциллятора.

Следовательно, утреннее введение лития оксибутирата в сравнении с интактными животными замедляло перестройку ритмической организации суточной динамики концентрации K+ в мозге и моче в свободно текущее состояние, но ускоряло этот процесс в крови. По сравнению с контрольной группой лития оксибутират замедлял перестройку указанного процесса только в мозге. Бдагодаря корреляционному анализу обнаружены отрицательная корреляционная связь между ритмами концентрации K+ в моче и мозге (r = -0,39; p = 0,02), в крови и мозге (r = -0,38; p = 0,02) и положительная связь между ритмами содержания катиона в моче и крови (r = 2,79; p = 0,009). Это указывает на появление отсутствовавшей в интактной и контрольной группах синхронизации между калиевыми ритмами в указанных тканях и средах. Среднесуточная концентрация K+ в моче понижалась (р < 0,05), но не изменялась в мозге и крови в сравнении с контрольной группой (табл. 3).

Таблица 3 Влияние утреннего введения лития оксибутирата на ритмическую организацию концентрации Na+, K+, Ca2+ и Li+ в крови, мозге и моче крыс (n = 28), содержавшихся в условиях естественного режима освещения в период летнего солнцестояния

Катион

Биологическая среда

Параметр ритма

Период, ч

Мезор, ммоль/л

Амплитуда, отн. ед.

Акрофаза, ч.мин

Na+

Кровь

14

69,07 1,57

31,62 (30,16 33,08)

12.32 (11.40 13.22)

21

71,57 1,15

16,88 (14,24 19,52)

7.01 (6.00 7.32)

24

71,57 1,15

4,59 (0,80 8,39)

21.22 (20.24 6.45)

Мозг

15

41,30 0,86

19,15 (15,97 22,34)

7.41 (7.07 8.05)

21

39,35 0,96

10,24 (3,15 17,33)

8.10 (7.06 9.39)

24

39,35 0,96*

3,58 (0,02 7,15)

12.53 (6.57 18.29)

Моча

14

133,56 3,68

51,97 (35,62 68,33)

7.46 (7.16 8.26)

22

155,10 2,69

55,85 (45,91 65,78)

5.07 (4.14 5.53)

24

155,10 2,69

44,90 (33,13 56,67)

1.51 (0.37 3.02)

K+

Кровь

14

10,82 0,16

4,86 (4,60 5,12)

12.18 (10.57 13.32)

21

11,22 0,20

3,09 (0,92 5,27)

7.05 (6.14 8.02)

Мозг

14

18,27 0,70

8,20 (7,03 9,38)

12.18 (11.49 12.48)

20

18,64 0,46

5,02 (4,07 5,96)

15.40 (14.04 17.29)

24

18,28 0,24

1,15 (0,11 2,18)

18.02 (12.58 23.49)

Моча

13

50,16 2,28

13,62 (7,77 19,47)

0.16 (12.23 0.36)

22

56,85 1,57

15,38 (10,89 19,88)

5.46 (4.44 7.28)

24

56,85 1,57*

10,50 (2,53 18,46)

1.42 (0.13 2.45)

Ca2+

Кровь

14

1,69 0,03

0,78 (0,72 0,84)

12.34 (11.15 13.39)

20

1,71 0,04

0,52 (0,34 0,69)

15.38 (13.46 16.46)

Мозг

14

2,10 0,04

0,94 (0,91 0,98)

12.20 (10.49 13.30)

20

2,06 0,03

0,62 (0,35 0,89)

14.52 (13.10 15.38)

Моча

14

2,02 0,06

0,59 (0,36 0,82)

8.04 (7.29 9.02)

22

2,06 0,04

0,40 (0,34 0,47)

7.13 (5.59 8.50)

Li+

Кровь

14

0,20 0,01

0,09 (0,07 0,11)

12.15 (9.40 0.13)

21

0,17 0,01*

0,05 (0,01 0,10)

9.43 (5.34 12.54)

Мозг

14

0,35 0,01

0,15 (0,14 0,17)

11.49 (10.50 12.45)

20

0,35 0,01*

0,08 (0,04 0,12)

14.57 (13.29 17.23)

Моча

13

0,71 0,06

0,34 (0,14 0,53)

1.10 (0.04 3.14)

24

0,69 0,05*

0,12 (0,03 0,21)

18.36 (15.47 0.19)

^ p < 0,05 по отношению к контрольной группе (ср. с табл. 2).

Как показал дисперсионный анализ, в период летнего солнцестояния при утреннем введении лития оксибутирата суточная динамика концентрации Ca2+ в мозге, крови и моче крыс была равномерной (p > 0,05).

Однако в крови и мозге животных выявлены одинаково хорошо выраженные 14- и 20-часовой, а в моче - 14- и 22-часовой ритмы. Таким образом, в летний период года при введении лития оксибутирата в утренние часы ритмическая организация суточной динамики содержания Ca2+ в крови, мозге и моче животных перестраивалась на режим эндогенного осциллятора, так же как в интактной и контрольной группах. Выявлена отрицательная корреляционная связь между ритмами содержания Ca2+ в моче и мозге (r = - 0,39; p = 0,02), свидетельствующая о появлении отсутствовавшей у интактных и контрольных животных синхронизации между ними. Среднесуточная концентрация Ca2+ во всех средах не изменялась в сравнении с контрольной группой (табл. 3).

После утренних инъекций лития оксибутирата суточная динамика концентрации Li+ в крови (F = 5,52; p = 0,001), мозге (F = 6,28; p < 0,001) и моче (F = 15,58; p < 0,001) крыс носила неравномерный характер.

В спектре ритмической организации содержания Li+ во всех изученных биологических средах выявлены ультрадианный и циркадианный компоненты: в крови 14- и 21-часовой, в мозге - 14- и 20-часовой, а в моче - 13- и 24-часовой ритмы. Таким образом, при введении лития оксибутирата в утреннее время ритмическая организация суточной динамики концентрации Li+ в крови и мозге животных одинаково быстро перестраивалась на режим эндогенного осциллятора. То есть в сравнении с интактными животными утренние инъекции лития оксибутирата ускоряли перестройку ритмической организации суточной динамики концентрации Li+ во всех указанных биологических средах на режим эндогенного осциллятора, но по сравнению с контрольной группой перестройка была ускорена только в мозге. Не обнаружено корреляционных связей между ритмами содержания Li+ во всех биологических средах животных, что свидетельствует о сохранении выявленного в интактной и контрольной группах состояния десинхроноза между этими ритмами. Среднесуточная концентрация Li+ в крови, мозге и моче повышалась как в сравнении с контрольной, так и с интактной группами крыс (р < 0,05) (табл. 3).

Согласно корреляционному анализу, в крови животных была отмечена положительная связь между ритмами концентрации Na+ и Ca2+ (r = 0,69; p < 0,001) и Na+ и K+ (r = 0,62; p < 0,001), в мозге - Li+ и Na+ (r = 0,66; p < 0,001), Li+ и K+ (r = 0,53; p < 0,001), Na+ и K+ (r = 0,51; p = 0,002), а в моче - Na+ и K+ (r = 0,65; p < 0,001), K+ и Ca2+ (r = 0,54; p = 0,002), Na+ и Ca2+ (r = 0,42; p = 0,003) и Li+ и K+ (r = 0,29; p < 0,05).

Следовательно, в период летнего солнцестояния под влиянием утренних инъекций лития оксибутирата в сравнении с контролем происходило замедление перестройки ритмов содержания натрия в крови и мозге, калия в мозге и лития - в моче на эндогенный режим. Указанные ритмы становились захваченными 24-часовыми циклами внешней среды (свето-темновым или 24-часовым циклом введения лития оксибутирата). Ранее аналогичные результаты были продемонстрированы для ритмов поведенческой активности и температуры тела, что указывает на универсальность захватывающих свойств соли лития [6]. Эти свойства связывают со способностью лития повышать чувствительность осцилляторов к 24-часовым циклам окружающей среды, особенно свето-темновому [6]. Следует подчеркнуть, что в указанных условиях только ритм содержания лития в мозге ускорял свой переход в свободно текущее состояние, а кальциевые ритмы в изученных тканях и средах оказались самыми нечувствительными к захватывающему действию инъекций препарата.

Кроме того, лития оксибутират способствовал выявлению полностью утраченной в контроле межсистемной синхронизации одноименных ритмов, которая при этом становилась значительно усиленной. Обращает на себя внимание тот факт, что лития оксибутират в период летнего солнцестояния видоизменял характер внутренней синхронизации разноименных ритмов содержания катионов в крови, резко ослаблял степень синхронизации изученных ритмов в моче, но не изменял ни того, ни другого в мозге. Среднесуточная концентрация катионов в средах под влиянием лития оксибутирата также претерпевала существенные изменения. Содержание лития в крови, мозге и моче и натрия в мозге повышалось, но понижался уровень калия в моче. Следовательно, под воздействием препарата происходило насыщение мозговой ткани натрием и литием при сохранении неизменным содержания кальция и калия. При этом калий, так же как и в контроле, перераспределялся в периферические ткани, а распределение кальция по органам и средам не изменялось.

литий оксибутират кровь освещение

Заключение

Таким образом, в период летнего солнцестояния введение лития оксибутирата в утренние часы ослабляет внешний десинхроноз (рассогласование по фазе ритмов содержания катионов в биологических средах с циклом свет - темнота), но усиливает внутренний десинхроноз (рассогласование между собой ритмов содержания катионов в средах). Аналогичные эффекты были обнаружены ранее для ритмов двигательной активности и температуры тела [6]. Возможно, улучшение захватывания ритмов внешним циклом свет-темнота в определенной мере связано со способностью препарата повышать концентрацию катиона лития в тканях организма и, прежде всего, в мозге. Во всяком случае, показано, что литий, ослабляя активность центральной серотонинергической системы, повышает чувствительность циркадианной системы грызунов к внешнему свето-темновому циклу [6].

Литература

1. Арушанян Э.Б. Водитель циркадианного ритма - супрахиазматические ядра гипоталамуса как возможная мишень для действия психотропных средств // Эксперим. и клинич. фармакология. 1998. № 3. С. 67-73.

2. Ашофф Ю. Свободно текущие и светозахваченные ритмы // Биологические ритмы. М.: Мир, 1984. С. 54-59.

3. Ерошенко В.М., Сорокин А.А. Пакет прикладных программ Косинор-анализа и методические указания по его использованию. Алгоритмы и программы // Информ. бюл. ГФАП СССР. 1980. № 70. С. 38.

4. Замощина Т.А., Матвеенко А.В., Саратиков А.С. Влияние оксибутирата лития на циркадный ритм покой - активность и структуру сна в эксперименте // Бюл. эксперим. биол. и мед. 1992. № 2. С. 152-154.

5. Замощина Т.А., Гребенникова Е.В. О стандартизации физиологического эксперимента // Нейрогуморальные механизмы регуляции органов пищеварительной системы: Сб. тр. междунар. конф. Томск: СГМУ, 1997. С. 191-193.

6. Замощина Т.А. Хронобиологические основы нейротропных эффектов солей лития: Дис. … д-ра биол. наук. Томск, 1997. 286 с.

7. Комаров Ф.И. Хронобиология и хрономедицина. М.: Медицина, 1989. 399 с.

8. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высш. шк. 1990. 352 с.

9. Нуллер Ю.Л., Михайленко И.Н. Аффективные психозы. Л.: Медицина, 1988. 264 с.

10. Самойлов Н.Н. Материалы к токсикологии и фармакологии солей лития: Дис. ... д-ра мед. наук. Винница, 1974. 375 с.

11. Тарасевич Н.И., Семененко К.А., Хлыстова А.Д. Методы спектрального и химико-спектрального анализа. М.: Изд-во Мос. ун-та, 1973. 275 с.

12. Терехина А.И., Каверина Л.П., Грицина Г.И., Рудзит Э.А. Влияние карбоната лития на почечную экскрецию Na+ и K+ у интактных и адреналэктомированных крыс // Фармакология и токсикология. 1979. № 1. С. 23-26.

13. Ehrlich B.E., Diamond J.M. Lithium-induced changes in sodium-lithium countertransport // Biochem. Phermac. 1981. V. 30. № 30. P. 2539-2543.

14. Engelman W. A slowing down of circadian rhythms by lithium ions // Z. Naturforsch. 1973. V. 28. P. 733-736.

15. Mork A. Lithium // Neuropharm. 1990. № 1. P. 131-147.

16. Schou M. Lithium treatment // Brit. J. Psychiatry. 1986. V. 149. P. 541-547.

17. Shirley D.G., Singer D.R., Sagnella G.A. Effects of a single test dose of lithium carbonate on sodium and potassium excretion in man // Clinical Science. 1991. V. 81. № 1. P. 59-63.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.