Исследование влияния светового режима и мелатонина на интенсивность инволюции тимуса крыс, опосредованную серотонинсодержащими тучными клетками

DOI: 10.47026/2413-4864-2023-2-60-72

УДК: 591.82:577.175.823:591.147.3.017.6-044:535.1
ББК: Е60*669.311*725.382.1:Е60*697.5*66*334.6-634

Лузикова Е.М., Сергеева В.Е., Гималдинова Н.Е.

Исследование влияния светового режима и мелатонина на интенсивность инволюции тимуса крыс, опосредованную серотонинсодержащими тучными клетками

Ключевые слова: мелатонин, фотопериод, тимус, серотонин, тучные клетки, адипоциты

Целью настоящей работы явилось изучение влияния мелатонина на серотонинсодержащие тучные клетки тимуса крыс и их роли в инволюции тимуса в разных световых условиях.

Материалы и методы. Крысы-самцы линии Wistar (n = 60) были разделены на шесть групп: первую и вторую содержали в условиях естественного фотопериода, третью и четвёртую – в условиях постоянного затемнения, пятую и шестую группы – в условиях постоянного освещения в течение 4 недель. Мелатонин получали животные второй, четвёртой и шестой групп в форме препарата «Мелаксен» ad libium в концентрации 4 мг/л с питьевой водой в течение 4 недель. Иммуноцитохимическую реакцию (5-гидрокситриптамин, 5-HT) и люминесцентно-гистохимические методы применялись для избирательного выявления серотонина, катехоламинов и гистамина.

Результаты и обсуждение. Постоянное освещение (24/24) приводит к уменьшению количества тучных клеток в участках атрофии тимуса крыс. Введение мелатонина увеличивает количество тучных клеток независимо от условий освещения. Содержание серотонина в ТК снижается в условиях постоянного затемнения и повышается в условиях постоянного освещения. Мелатонин повышает содержание серотонина в тучных клетках только в условиях постоянного затемнения.

Постоянное затемнение (0/24) приводит к уменьшению количества белых адипоцитов, а постоянное освещение (24/24) приводит к увеличению количества белых адипоцитов в зонах инволюции. Введение мелатонина уменьшает количество белых адипоцитов независимо от условий освещения. Измерение оптической плотности серотонина в белых адипоцитах показало, что постоянное освещение снижает содержание серотонина в исследуемых клетках. Экзогенный мелатонин увеличивает содержание серотонина в адипоцитах при постоянном затемнении и уменьшает его при постоянном освещении.

Нами выявлена прямая сильная корреляционная зависимость между содержанием серотонина в тучных клетках и адипоцитах околотимусной белой жировой ткани (r = 0,82; p < 0,05) в группе контрольных животных, которая усиливается, если испытуемые животные находятся в условиях постоянного освещения (r = 0,99; p < 0,05).

Выводы. Установлено, что уменьшение количества адипоцитов в участках инволюции при затемнении связано со снижением выработки серотонина тучными клетками, а увеличение количества адипоцитов при постоянном освещении – с усилением секреции серотонина тучными клетками.

Литература

Влияние фотопериода и экзогенного мелатонина на пролиферацию и апоптоз лимфоцитов селезенки / Е.М. Лузикова, Л.В. Оганесян, О.А. Ефремова и др. // Медицинский вестник Северного Кавказа. 2022. Т. 17, № 1. С. 64–67.
Влияние фотопериода на серотонинергическую систему вилочковой железы и его роль в реализации эффектов экзогенного мелатонина / Е.М. Лузикова, В.Е. Сергеева, А.В. Московский и др. // Казанский медицинский журнал. 2022. Т. 103, № 5. С. 788–796.
Гордова В.С., Сергеева В.Е., Сапожников С.П. Морфологическая адаптация внутренних органов к поступлению в организм водорастворимого соединения кремния. Чебоксары: Изд-вл Чуваш. ун-та, 2021. 208 с.
Григорьев И.П., Коржевский Д.Э. Современные технологии визуализации тучных клеток для биологии и медицины (обзор) // Современные технологии в медицине. 2021. №4. С. 93–109.
Ровда Ю.И., Ведерникова А.В., Силантьева И.В., Миняйлова Н.Н. Аспекты вилочковой железы (тимуса) детского возраста (Часть I) // Мать и дитя в Кузбассе. 2020. № 4(83). С. 59–69. DOI: 10.24411/2686-7338-2020-10050.
Коржевский Д.Э., Драй Р.В., Костюкевич С.В. Иммуноцитохимический метод выявления EC- (энтерохромаффинных) клеток эпителия слизистой оболочки кишки крысы // Морфология. 2008. Т.133, № 1. С. 78–81.
Agbaria S., Haim A., Fares F., Zubidat A.E. Epigenetic modification in 4T1 mouse breast cancer model by artificial light at night and melatonin – the role of DNA-methyltransferase. Chronobiol Int., 2019, vol. 36(5), pp. 629–643. DOI: 10.1080/07420528.2019.1574265.
Abecia J.A., Garrido C., Gave M. et al. Exogenous melatonin and male foetuses improve the quality of sheep colostrum. J Anim Physiol Anim Nutr (Berl), 2020, vol. 104(5), pp. 1305–1309. DOI: 10.1111/jpn.13362.
Barul C., Richard H., Parent M.E. Night-Shift Work and Risk of Prostate Cancer: Results From a Canadian Case-Control Study, the Prostate Cancer and Environment Study. American journal of epidemiology, vol. 188 (10). рр. 1801–1811. DOI: 10.1093/aje/kwz167.
Choi W.G., Choi W., Oh T.J. et al. Inhibiting serotonin signaling through HTR2B in visceral adipose tissue improves obesity-related insulin resistance. J Clin Invest., 2021, vol. 131(23), e145331. DOI: 10.1172/JCI145331.
Finlin B.S., Confides A.L., Zhu B. et al. Adipose Tissue Mast Cells Promote Human Adipose Beiging in Response to Cold. Sci Rep., 2019, vol. 9(1), p. 8658. DOI: 10.1038/s41598-019-45136-9.
Francelin C., Veneziani L.P., Farias A.D.S. et al. Neurotransmitters Modulate Intrathymic T-cell Development. Front Cell Dev Biol., 2021, vol. 9, 668067. DOI: 10.3389/fcell.2021.668067.
Goncharova N., Chigarova O., Oganyan T. Age-related and individual features of the HPA axis stress responsiveness under constant light in nonhuman primates. Front Endocrinol (Lausanne), 2023, vol. 13, 1051882. DOI: 10.3389/fendo.2022.1051882.
Laukova M., Vargovic P., Vlcek M. et al. Catecholamine production is differently regulated in splenic T- and B-cells following stress exposure. Immunobiology, 2013, vol. 218(5), pp. 780–789. DOI: 10.1016/j.imbio.2012.08.279.
Lifantseva N.V., Koneeva T.O., Voronezhskaya E.E., Melnikova V.I. Expression of components of the serotonergic system in the developing rat thymus. Dokl Biochem Biophys., 2017, 477(1), pp. 401–404. DOI: 10.1134/S160767291700151.
Mancio J., Leal C., Ferreira M. et al. Does the association of prostate cancer with night-shift work differ according to rotating vs. fixed schedule? A systematic review and meta-analysis. Prostate Cancer Prostatic Dis., 2018, no. 3б, рр. 337–344. DOI: 10.1038/s41391-018-0040-2.
Mizutani H., Tamagawa-Mineoka R., Yasuike R. et al. Effects of constant light exposure on allergic and irritant contact dermatitis in mice reared under constant light conditions. Exp Dermatol., 2021, vol. 30(5), рр. 739–744. DOI: 10.1111/exd.14308.
Odinokov D., Hamblin M.R. Aging of lymphoid organs: Can photobiomodulation reverse age-associated thymic involution via stimulation of extrapineal melatonin synthesis and bone marrow stem cells? J Biophotonics, 2018, 11(8), e201700282. DOI: 10.1002/jbio.201700282.
Quaglino D., Capri M., Zecca L. et al. The effect on rat thymocytes of the simultaneous in vivo exposure to 50-Hz electric and magnetic field and to continuous light. Scientific World Journal, 2004, vol. 4(2), pp. 91–99. DOI: 10.1100/tsw.2004.183.
Ribatti D., Crivellato E. The role of mast cell in tissue morphogenesis. Thymus, duodenum, and mammary gland as examples. Exp Cell Res., 2016, vol. 341(1), pp. 105–109. DOI: 10.1016/j.yexcr.2015.11.022.
Ribatti D. Hans Selye and his studies on the role of mast cells in calciphylaxis and calcergy. Inflamm Res., 2019, 68(2), pp. 177–180. DOI: 10.1007/s00011-018-1199-7.
Semenenko S.B., Karatieieva S.Y., Bakun O.V. et al. Peculiairities of the functioning circadian organization the ion-regulating function of kidney under the condition of pineal gland hyperfunction of the influence nitrogen monoxide synthesis blockade. Wiad Lek.., 2019, vol. 72(2), pp. 234–238.
Suzuki K., Kitami A., Okada M. et al. Evaluation of age-related thymic changes using computed tomography images: A retrospective observational study. Medicine (Baltimore), 2022, vol. 101(32), e29950. DOI: 10.1097/MD.0000000000029950.
Tarocco А., Caroccia N., Morciano G. et al. Melatonin as a master regulator of cell death and inflammation: molecular mechanisms and clinical implications for newborn care. Cell Death Dis., 2019, vol. 10(4), p. 317. DOI: 10.1038/s41419-019-1556-7.
Zhang X., Wang X., Yin H. et al. Functional Inactivation of Mast Cells Enhances Subcutaneous Adipose Tissue Browning in Mice. Cell Rep., 2019, vol. 28(3), pp. 792–803.e4. DOI: 10.1016/j.celrep.2019.06.044.

Сведения об авторах

Лузикова Елена Михайловна: кандидат биологических наук, доцент кафедры общей и клинической морфологии и судебной медицины, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (nema76@mail.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1217-0985)

Сергеева Валентина Ефремовна: доктор биологических наук, профессор кафедры медицинской биологии с курсом микробиологии и вирусологии, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (kaf-biology@yandex.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3471-5226)

Гималдинова Наталья Евгеньевна: кандидат медицинских наук, доцент кафедры общей и клинической морфологии и судебной медицины, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (ngimaldinova@yandex.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2475-3392)

Ссылка на статью

Лузикова Е.М., Сергеева В.Е., Гималдинова Н.Е. Исследование влияния светового режима и мелатонина на интенсивность инволюции тимуса крыс, опосредованную серотонинсодержащими тучными клетками [Электронный ресурс] // Acta medica Eurasica. – 2023. – №2. – С. 60-72. – URL: https://acta-medica-eurasica.ru/single/2023/2/7/. DOI: 10.47026/2413-4864-2023-2-60-72.

Статья журнала

Лузикова Е.М., Сергеева В.Е., Гималдинова Н.Е.