Анализ ритмической организации функционального состояния печени интактных крыс с помощью различных модификаций программы «косинор-анализ» | Вестник Томского государственного университета. Биология. 2015. № 3 (31) .

Анализ ритмической организации функционального состояния печени интактных крыс с помощью различных модификаций программы «косинор-анализ»

Проведен сравнительный анализ результатов обработки первичных хронограмм некоторых показателей функционального состояния печени крыс с помощью трех модификаций «косинор-анализа». Исследования проведены в течение трех последовательных лет на половозрелых 288 крысах-самцах линии Вистар массой 250-350 г. Функциональное состояние печени крыс оценивали на второй неделе каждого месяца у 8 животных с 9 до 10 ч утра. В сыворотке крови определяли: активность аланин- и аспартатаминотрансфераз, уровень общих липидов и тимоловую пробу. Установлено, что не все программные продукты в одинаковой мере способны выявлять общие закономерности ритмической организации физиологических процессов в печени у интактных животных, проявляющиеся как доминирующими двенадцатимесячными гармониками, так и субдоминантными ритмами в годовой динамике изучаемых показателей. Вне зависимости от выбора программы значения уровня, амплитуд и акрофаз годовых или окологодовых ритмов практически совпадали. Максимумы активности ферментов приходились на зимние месяцы, а максимумы содержания липидов и тимоловой пробы - на весенние. Проведенный анализ позволил заключить, что для биологических исследований, подобных нашим, наиболее оптимальными вариантами «косинор-анализа» являются программные продукты С.В. Нопина и соавт. и В.М. Ерошенко и соавт.

Analysis of rhythmic organization of the liver functional state in intact rats using various modifications of the progra.pdf Введение Биологические ритмы характерны для многих внутриклеточных процессов и физиологических функций. Для адаптации гомеостаза организма к окружающей среде требуется не однократная, а непрерывная перестройка интенсивности биосинтетических процессов. Постоянная сезонная изменчивость погодно-климатических условий приводит к сезонным адаптивным изменениям физиологических функций и предъявляет большие требования к системам поддержания гомеостаза [1-5]. При изучении ритмической организации физиологических процессов исследователь сталкивается с проблемой выбора инструментальных методов оценки временных рядов [6, 7]. Часто используемая для этих целей программа «косинор-анализ», впервые предложенная известным биоритмологом Ф. Халбергом [1, 8] и зарекомендовавшая себя как наиболее универсальная для биологических исследований [6], претерпела множество модификаций для облегчения работы с ней. Цель исследования состояла в проведении сравнительного анализа результатов обработки первичных хронограмм некоторых показателей функционального состояния печени интактных животных с помощью трех доступных нам программных продуктов модифицированного «косинор-ана-лиза» Ф. Халберга. Материалы и методики исследования Исследования проведены в течение трех последовательных лет на 288 интактных половозрелых крысах-самцах линии Вистар массой 250-350 г (к концу сезона единичные животные достигали массы 400 г), причем на каждый сезон каждого года использовалась отдельная популяция животных из питомника «Рассвет» (г. Томск). Экспериментальные животные находились в условиях вивария на стандартном рационе и режиме кормления; их содержание осуществлялось согласно соответствующим регламентам [9]. Исследования проводили в одно время суток (с 9 до 10 часов) после предварительной двухнедельной адаптации к условиям местного вивария [1011]. Эксперименты не проводили в дни с резкими погодными колебаниями. Функциональное состояние печени крыс оценивали на второй неделе каждого месяца у 8 животных. В сыворотке крови определяли: активность ала-нин- (АлАТ) и аспартатаминотрансфераз (АсАТ), уровень общих липидов (ОЛ) и тимоловую пробу (ТП) общепринятыми методами с использованием стандартных наборов Biotest «Lachema» (Чехия) [12]. Измерения производили на фотометре КФК 3 УХЛ 4.2 (Россия). Забор крови осуществляли путем декапитации животных под слабым эфирным наркозом (приказ Министерства здравоохранения № 755, приложение № 4 от 12.08.1977 г.) согласно рекомендациям [9]. Анализировалась свежая сыворотка крови (в день ее получения). Экспериментальные исследования прошли предварительную этическую экспертизу в Сибирском государственном медицинском университете (протокол № 2, октябрь 2005 г.). Статистическую обработку первичных хронограмм исследованных показателей осуществляли с помощью трех модификаций программы «ко-синор-анализ»: в модификации В.М. Ерошенко и А.А. Сорокина [13], в модификации И.А. Ходашинского и В.Б. Хона [14] и Cosinor-Analisis 2.4 for Excel 2000/XP с пакетом Cosinor Ellipse 2006 в модификации С.В. Нопина и Ю.В. Корягиной [15]. Результаты исследования и обсуждение Использование генетического алгоритма модифицированного «косинор-анализа» И.А. Ходашинского и В.Б. Хона [14] позволяет быстро рассчитать статистически значимый период, исходя из которого определяются точечные акрофазы и амплитуды. С помощью этой программы нами установлено, что годовая динамика всех исследованных показателей функционального состояния печени интактных крыс изменялась ритмически (табл. 1). Определены двенадцати-, тринадцати- и шестнадцатимесячные периоды колебаний ТП, содержания в крови ОЛ и активности АсАТ, АлАТ соответственно. Следует подчеркнуть, что четкий двенадцатимесячный ритм выявлен только для годовой динамики ТП (см. табл. 1). Точечные акрофазы ритмов активности трансаминаз приходились на зимние месяцы, а содержания в крови общих липидов и тимоловой пробы - на конец весны - начало лета. Очевидным недостатком этой программы является отсутствие доверительных интервалов акрофаз и амплитуд, что значительно затрудняет в дальнейшем сравнительный анализ этих показателей в условиях воздействия на организм каких-либо экстремальных факторов или патогенных воздействий, которые неизменно ведут к нарушению амплитудно-фазовых взаимоотношений между ритмами [1]. Т а б л и ц а 1 [Table 1] Ритмическая организация биохимических параметров сыворотки крови крыс, рассчитанная с помощью программы «Модифицированный «косинор-анализ» И.А. Ходашинского и В.Б. Хона» [Rhythmic organization of biochemical parameters of liver function in rats, calculated using the "Modified cosinor-analysis of IA Khodashinskiy and VB Khon"] Показатели [Parameters] Период (в месяцах) (р< 0,05) [Period (in months) (P

Ключевые слова

годовые ритмы, аланин- и аспартатаминотрансферазы, тимоловая проба, общие липиды крови, «косинор-анализ», annual rhythms, alanine and aspartate aminotransferase, thymol, total lipids blood, cosinor-analisis

Авторы

ФИООрганизацияДополнительноE-mail
Шилкина Елена СергеевнаТомский государственный университетканд. биол. наук, докторант кафедры физиологии человека и животныхglualena@yandex.ru
Замощина Татьяна АлексеевнаТомский государственный университет; Сибирский государственный медицинский университет (Томск)д-р биол. наук, профессор кафедры физиологии человека и животных; профессор кафедры фармацевтической технологии и биотехнологииbeladona2015@yandex.ru
Всего: 2

Ссылки

Хронобиология и хрономедицина / под ред. Ф.И. Комарова, С.И. Рапопорта. М. : Триада-Х, 2000. 460 с.
Левицкий Е.Ф., Шилкина Е.С., Мустафина Л.Р. Изменения структурного состояния печени с моделью ссМ-гепатита в разные фазы окологодового цикла // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2010. Т. 149, № 5. С. 581-583.
Глушакова Е.С., Ходашинский И.А., Хон В.Б. Модифицированный косинор-анализ для исследования динамики биохимических показателей сыворотки крови интактных животных // Биомедицинские технологии в радиоэлектронике. 2004. № 5-6. С. 62-64.
Левицкий Е.Ф., Глушакова Е.С. Влияние геомагнитной обстановки на функциональное состояние печени в разные фазы окологодового цикла // Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2005. № 4. С. 10-13.
Левицкий Е.Ф., Глушакова Е.С. Влияние переходных сезонов года на эффективность физиотерапевтической коррекции функционального состояния печени при токсическом гепатите в эксперименте // Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2005. № 2. С. 17-19.
Refinetti R., Cornellissen G., Halberg F. Procedures for numerical analysis of circadian rhythms // Biol. Rhythm Res. 2007. № 38(4). P. 275-325.
Leise T.L. Wavelet analysis of circadian and ultradian behavioral rhythms // Journal of Circadian Rhythms. 2013. 11(5). doi: http://dx.doi.org/10.1186/1740-3391-11-5.
Хронобиология и хрономедицина: Руководство / под ред. Ф. И. Комарова. М. : Медицина, 1989. 400 с.
РФ ГОСТ Р-53434-2009 Принципы надлежащей лабораторной практики. М. : Стандартинформ, 2010. 16 с.
Романов Ю.А., Маргина В.В. О взаимосвязи пространственных и временных изменений метаболических процессов печени // Хронобиология и хрономедицина: тез. докл. 4-го симпоз. СССР и ГДР. Астрахань, 1988. С. 14.
Замощина Т.А., Мелешко М.В., Логвинов С.В., Новицкая Л.Н., Матвеенко А.В. Деструкция супрахиазматических ядер переднего гипоталамуса и циркадные ритмы локомоторной активности, температуры тела и почечной экскреции натрия, калия, кальция и лития у крыс в период летнего солнцестояния // Бюллетень Сибирской медицины. 2011. № 5. С. 50-56.
Камышников В.С. Клинико-биохимическая лабораторная диагностика: справочник : в 2 т. М. : Интерпрессервис, 2003. 463 с.
Ерошенко В.М., Сорокин А.А. Пакет прикладных программ косинор-анализ и методические указания по его использованию // Алгоритмы и программы. Информатизационный бюллетень ГФАП СССР. 1980. № 70. 38 с.
Ходашинский И.А., Хон В.Б. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки «Модифицированный косинор-анализ» № 3748 от 26.08.2004.
Нопин С.В., Корягина Ю.В. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ «Cosinor Ellipse 2006» № 2006611345 от 20.04.2006.
Саратиков А.С., Скакун Н.П. Желчеобразование и желчегонные средства. Томск : Изд-во ТГУ, 1991. 260 с.
Поддубная О.А., Левицкий Е.Ф., Замощина Т.А. Хронобиологические особенности функционирования гепатобилиарной системы при хроническом холецистите с дисфункцией желчного пузыря // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2014. Т. 108, № 8. С. 71-77.
Asher G., Reinke H., Altmeyer M., Gutierrez-Arcelus M., Hottiger M., Schibler U. Poly(ADP-Ribose)рolymerase1 participates in the phase entrainment of circadian clocks to feeding // Cell. 2010. Vol. 142. September 17. P. 943-953.
 Анализ ритмической организации функционального состояния печени интактных крыс с помощью различных модификаций программы «косинор-анализ» | Вестник Томского государственного университета. Биология. 2015. № 3 (31) .

Анализ ритмической организации функционального состояния печени интактных крыс с помощью различных модификаций программы «косинор-анализ» | Вестник Томского государственного университета. Биология. 2015. № 3 (31) .