По данным о влиянии мелатонина на продолжительность жизни мышей можно видеть, что динамика выживаемости не различалась в обеих группах до возраста 22 месяца, после чего наблюдалось отчетливое уменьшение смертности под влиянием мелатонина. Если к двухлетнему возрасту не осталось в живых ни одной контрольной мыши, то мышей, получавших мелатонин, было 9. Таким образом, кривая выживаемости мышей, получавших мелатонин, была смещена вправо по сравнению с кривой выживаемости контрольных мышей. Средняя продолжительность жизни мышей в обеих группах достоверно не различалась, тогда как максимальная продолжительность жизни под воздействием мелатонина увеличилась почти на 2.5 месяца.

Таким образом, применение мелатонина оказало определенное усиливающее спонтанный канцерогенез действие у самок мышей СВА. Число мышей со злокачественными опухолями в подопытной группе было достоверно (на 20 %) больше, чем в контрольной. Под влиянием мелатонина отмечено появление 4 лейкозов и 5 аденокарцином легких (р<0.01), отсутствовавших в контрольной группе. Показано наличие опухолей матки в подопытной группе мышей. Однако под влиянием мелатонина у мышей реже развивались аденомы легких (в 2.5 раза, р<0.001). Не наблюдалось существенного влияния мелатонина на развитие новообразований какой-либо иной локализации.

В опытах, на самках линии SHR мелатонин вводили также с питьевой водой в ночные часы в двух дозах (2 и 20 мг/л), 5 последовательных дней ежемесячно, начиная с возраста 3-го месяца (Anisimov et al., 2003). Применение мелатонина сопровождалось замедлением возрастного выключения эстральной функции, небольшим снижением веса тела (в малой дозе) и увеличением средней продолжительности жизни последних 10 % мышей. Мелатонин в дозе 2 мг/л существенно тормозил развитие опухолей у мышей этой линии (в 1.9 раза но сравнению с интактным контролем). При этом наиболее выраженный эффект проявился в отношении аденокарцином молочной железы, частота которых снизилась в 4.3 раза.

Таким образом, сведения о влиянии мелатонина на продолжительность жизни и развитие спонтанных опухолей у мышей различных линий довольно противоречивы.

Если не принимать во внимание опыты В. И. Романенко, в которых мелатонин вводили в очень большой дозе, то оказывается, что при введении мышам разных линий и вне зависимости от времени начала применения мелатонин увеличивал среднюю продолжительность жизни в 12 экспериментах из 20 и в 8 не оказал никакого эффекта. При разделении животных по полу оказалось, что мелатонин проявил геропротекторный эффект в 4 из 5 опытов, выполненных на самцах, тогда как у самок лишь в 8 опытах из 15 был получен положительный результат. В 8 из 14 опытов, в которых мелатонин начинали вводить в сравнительно молодом возрасте (до 6 месяцев), результат был позитивным и в 6 - эффект отсутствовал. Следует отметить, что большинство из описанных экспериментов было выполнено на небольшом числе животных, что, безусловно, снижает надежность полученных в таких опытах результатов. Следует отметить, что в 4 сериях опытов, в которых было достаточное количество животных (50 в каждой группе), три дали положительный результат, то есть мелатонин оказал геропротекторный эффект.

3.2 Опыты на крысах.

В опытах на самцах крыс линии CD мелатонин давали с питьевой водой (4 мг/л) без ограничения времени введения в течение 16 месяцев, начиная с 11-13-месячного возраста (Oakin-Bendahan et al., 1995). Дополнительные группы животных получали также с питьевой водой антагонист мелатонина М-(1,4-динитрофенил)-5-метокситриптамин (ML-23) в дозе 0.4 мг/л или их комбинацию в тех же дозах. До конца срока наблюдения, когда крысам было 26-29 месяцев, дожили 7 из 16 (44%) контрольных крыс, 13 из 15 (87 %) крыс, получавших мелатонин, 6 из 10 животных, которым вводили препарат ML-23, и 8 из 10 крыс, которым вводили одновременно мелатонин и его антагонист. У 5 из 7 крыс контрольной группы на вскрытии была выявлена пневмония, тогда как при введении мелатонина явных случаев пневмонии выявлено не было. Средний вес животных в конце эксперимента был одинаков во всех четырех группах. Интересно, что концентрация тестостерона в сыворотке крови крыс, получавших мелатонин, была в 2.8 раза выше, чем в контрольной группе. У крыс, которым вводили один ML-23 или антагонист в комбинации с мелатонином, уровень тестостерона был одинаков, не отличаясь статистически как от контрольного значения, так и от его уровня в группе, получавшей один мелатонин. Связывание 125I-мелатонина в стволе мозга и гипоталамусе крыс под влиянием экзогенного мелатонина существенно увеличивалось, тогда как длительное введение его антагониста также увеличивало этот показатель. Авторы полагают, что парадоксальный результат применения антагониста мелатонина обусловлен тем обстоятельством, что в условиях хронической блокады рецепторов мелатонина его антагонистом ML-23 развивается гиперчувствительность рецепторов. Оценивая в целом результаты этого опыта, следует отметить его два основных недостатка: малое число животных в группах и завершение наблюдения до естественной гибели животных.

В опытах S. Meredith и соавт. (1998) кормящим потомство крысам линии Holtzman давали с питьевой водой мелатонин (10 мл/г) либо в ночные часы, либо постоянно, начиная с 1 дня после родов. Контрольным животным давали просто воду. На 21-й день потомство отсаживали и продолжали давать ему мелатонин постоянно или только в ночное время в течение всей жизни. Вес тела крыс, получавших мелатонин круглосуточно, в возрасте 24 и 28 месяцев был меньшим, чем в двух других группах. При циклическом назначении мелатонина число крыс в возрасте от 180 до 380 дней, имевших эстральные циклы ненормальной длительности, было достоверно меньшим, чем в группах, получавших воду или мелатонин круглосуточно. Применение мелатонина не влияло на число примордиальных фолликулов в яичниках крыс. Авторы делают вывод о том, что введение мелатонина в ночное время замедляет старение репродуктивной системы крыс. К сожалению, данных о влиянии мелатонина на другие параметры репродуктивной функции в работе не приводится.

3.3 Опыты на Drosophila melanogaster.

Также было изучено влияние мелатонина на продолжительность жизни плодовых мушек (Anisimov et al., 1997). В работе использована линия ВЭС Drosophila melanogaster, селектированная на высокий уровень эмбриональной смертности из природной популяции Лерик и прошедшая около 300 поколений строгого инбридинга. Линию ВЭС также характеризует уникальная динамика эмбриональной смертности, заключающаяся в возрастании частоты ранних эмбриональных леталей от 65 % в 1-е сутки яйцекладки до 95 % на 4-е сутки. Одной из возможных причин такой динамики может быть быстрое старение самок, связь которого с процессами перекисного окисления липидов широко обсуждается в литературе. Мелатонин разводили в 0.01%-ном этаноле и добавляли в среду в концентрации 100 мкг/мл, воздействуя на личинок 2-3 возраста, что, по мнению Л. К. Обуховой и соавт. (Obukhova et al., 1979), наиболее эффективно сказывается на продолжительности жизни взрослых особей. Продукты перекисного окисления липидов определяли у мух в возрасте 11 сут. Как можно судить по данным, представленным в табл. 57, у контрольных мух средняя продолжительность жизни самцов была на 14.6 % меньше, чем у самок (р<0.05), тогда как медиана и скорость старения, рассчитанная как параметр а в уравнении Гомпертца, между полами достоверно не различались. В группе мух, которым вводили мелатонин, ни один из указанных параметров не отличался от контроля и не различался по полу. Однако показатели максимальной продолжительности жизни мух обоего пола под влиянием мелатонина несколько уменьшились но сравнению с контролем.

Изучение параметров перекисного окисления липидов у мух различных групп показало, что у контрольных особей имеет место существенный половой диморфизм, а именно у самцов содержание конъюгированных гидроперекисей и кетодиенов в тканях было существенно меньшим, чем у самок (на 40 и 49 % соответственно), что обратно коррелирует с большей продолжительностью жизни самцов. Применение мелатонина привело к достоверному уменьшению содержания продуктов перекисного окисления липидов у самок но сравнению с контролем и нивелировало половые различия в группе.

В опытах Д. М. Измайлова и Л. К. Обуховой (Izmaylov, Obukhova, 1999) исследовалось влияние мелатонина на продолжительность жизни плодовых мушек дикой линии Canton-S. Мелатонин давали только на стадии развития мушек в концентрации 0.08 % от массы питательной среды. Было проведено 5 серий опытов, в которых изменения средней продолжительности жизни самцов дрозофил варьировали от -10.0 до+18.5%, а у самок - от+2.3 до+12.1%.

3.4 Опыты на червях.

В. В. Бакаев и соавт. (Bakaev et al., 1997) исследовали воздействие мелатонина в разных дозах на продолжительность жизни нематод Caenorhahditis elegans. Трех 3-5-дневных взрослых нематод С. elegans (Bristol, N2) содержали в течение 4 часов в питательной среде, содержавшей Е. coli без добавления мелатонина, а затем новорожденные личинки пересаживали в лунки, содержавшие мелатонин в разных разведениях. Животных пересаживали ежедневно в свежий раствор и содержали по одному в лунке. Все исследование проводили при постоянной температуре +21 °С и в условиях темноты.

Как можно судить по данным, ни в одном из использованных разведений мелатонин не увеличивал продолжительность жизни нематод. Более того, в концентрациях от 1:106 до 1:1010 мелатонин достоверно уменьшал продолжительность жизни животных.

Другие результаты получены в опытах на плоских червях Раramecium tetraurelia (Thomas, Smith-Sonneborn, 1997). В этих опытах мелатонин добавляли в питательную среду в дозе 10 мг/л, инкубировали 23 часа в полной темноте и оценивали показатели продолжительности жизни планарий. Средняя продолжительность жизни 64 клеточных линий составила в контроле 45.6±1.22 дней, тогда как при добавлении мелатонина она увеличилась на 22.8 % и составила 56.0 ±1.63 дней (р<0.01). Максимальная продолжительность жизни отдельных планарий достигала 67 дней в контроле и 81 дня (+20.9 %) при введении мелатонина. Следует отметить, что при увеличении дозы мелатонина в питательней среде продолжительность жизни планарий уменьшалась пропорционально дозе мелатонина. Кроме того, продолжительность жизни колоний делящихся планарий под влиянием мелатонина увеличивалась всего на 6 % по сравнению с контролем (р>0.05). Авторы полагают, что увеличение продолжительности жизни аэробных одноклеточных планарий под влиянием мелатонина обусловлено его способностью связывать свободные радикалы в клетках.

3.5 Влияние мелатонина на развитие новообразований.

Известно, что мелатонин обладает антиканцерогенными и противоопухолевыми свойствами. Поэтому снижение его уровня в организме увеличивает риск возникновения рака (Bartsch et al., 2001). Применение мелатонина оказывает угнетающее влияние на развитие опухолей у животных высокораковых линий, или развитие которых вызвано введением онкогена или канцерогенных веществ.

Можно видеть, что мелатонин тормозит развитие не только новообразований молочной железы, вызываемых как вирусом рака молочной железы или онкогенами у трансгенных животных, но и индуцируемых ДМГ карцином толстой кишки (Anismov et al., 1997а; Anisimov, 2001b) или плоскоклеточных раков шейки матки и влагалища, индуцируемых ДМБА у мышей (Anisimov et al., 2000a). Было показано, что применение мелатонина тормозит также развитие спонтанных аденокарцином эндометрия у крыс линии BDII/Han (Deerberg et al, 1997).

3.6 Механизмы геропротекторного действия мелатонина.

Были просуммированы основные данные о физиологических свойствах мелатонина, которые могут быть вовлечены в реализацию его геропротекторного эффекта и способности предупреждать развитие некоторых типов опухолей.

Есть основания полагать, что основную роль в геропротекторном действии мелатонина играют его свойства антиоксиданта, влияние на апоптоз и пролиферативную активность тканей, а также иммуномодулирующий эффект. Подробно этот вопрос рассмотрен в ряде недавних работ (Reiter et al., 1999, 2002; Anisimov, 2001b).

Глава 4. Пептидные регуляторы функции эпифиза.

4.1 Геропротекторный эффект пептидных биорегуляторов.

В серии исследований было установлено, что длительное введение пептидного препарата эпифиза эпиталамина увеличивает продолжительность жизни самок крыс {Dilman et al., 1979), двух линий мышей - СЗН/Sn и SHR (Anisimov et al., 1982, 1989), а также плодовых мух D. melanogaster (Anisimov et al., 1997). Крысам и мышам эпиталамин в дозе 0.5 мг вводили подкожно начиная с 3.5-месячного возраста, курсами по 5 раз в неделю до естественной смерти. Контрольные животные получали по такой же схеме физраствор. Дрозофил обрабатывали эпиталамином на стадии личинок, добавляя его в питательную среду в концентрации 0.01 %. Исследовали взрослых мушек, содержавшихся уже без эпиталамина.

Применение эпиталамина увеличивало среднюю продолжительность жизни всех исследованных животных. Время достижения 90%-ной смертности и максимальная продолжительность жизни возрастали у дрозофил, крыс и мышей СЗН/Sn, но не SHR. Скорость старения, рассчитываемая как параметр а уравнения Гомпертца, снижалась на 52% у дрозофил и крыс и на 27 % у мышей СЗН/Sn и не менялась у мышей SHR. Соответственно увеличивалось или не менялось время удвоения интенсивности смертности.

У мышей СЗН/Sn и SHR эпиталамин достоверно снижал частоту развития опухолей. Еще более выраженным было снижение общего числа опухолей и соответственно среднего числа в расчете на животное. Важно отметить, что продолжительность жизни животных без опухолей возрастала на 41 % у мышей СЗН/Sn и на 26 % у мышей SHR, что свидетельствует о непосредственно геропротекторном действии эпиталамина.

При введении эпиталамина с 15-месячного возраста, когда обычно начинаются возрастные нарушения репродуктивной функции, наблюдалось снижение частоты развития новообразований (с 43 до 28 %) и некоторое увеличение (на II %) средней продолжительности жизни. Максимальная продолжительность жизни животных увеличилась почти на 3 месяца. Заслуживает внимания тот факт, что 23 % крыс, которым вводили эпиталамин, жили дольше, чем прожившая максимальный срок крыса из контрольной группы (Анисимов, Хавинсон, 1991),

Влияние сконсгруированного на основании анализа аминокислотного анализа эпиталамина пептида эпиталона (Ala-Glu-Asp-Gly) на скорость старения и продолжительность жизни плодовых мушек D. melanogaster исследовалось на дикой линии Canton S и инбредной линии ВЭС, селектированной на высокий уровень эмбриональной смертности, а также на серии высокоинбредных линий, селектируемых на низкую половую активность самцов. Тетрапептид добавляли в питательную среду для личинок в концентрации 0.00001 %. Эта доза в 1000 раз меньше по сравнению с использованной дозой эпиталамина. Даже в такой концентрации эпиталон увеличивал среднюю продолжительность жизни на 25-40 % в зависимости от линии и пола. Сравнение этих данных с результатами, полученными при использовании эпиталамина, позволяет предполагать, что эпиталон является более эффективным геропротектором. Так, увеличение СПЖ у самок линии ВЭС составляет соответственно 26 % для тетрапептида и 17 % для эпиталамина, а изменение времени удвоения смертности 70 и 32 % соответственно. При этом следует учитывать, что использованная доза тетрапептида была в 1000 раз меньше дозы эпиталамина (Khavinson, 2002).

Дрозофилам линии Canton эпиталон добавляли в среду развития личинок в различных концентрациях. Определялась продолжительность жизни взрослых дрозофил, содержавшихся без эпиталона. Установлено, что диапазон концентраций пептида, при которых наблюдается увеличение продолжительности жизни самцов, беспрецедентно широк - от 0.001x10-6 до 5.0x10-6 % (различие в 5000 раз). При этом наименьшая концентрация столь же эффективна, сколь и наибольшая (увеличение СПЖ в среднем на 13%). В опытах на самках пептид проявил достоверную геропротекторную активность в концентрациях от 0.01x10-6 до 0.1x10-6 6%, увеличивая СПЖ на 13.4 и 11.8 % соответственно. Следует отметить, что эпиталон добавлялся только на личиночной стадии, а продолжительность жизни увеличивалась у взрослых дрозофил. Между этими стадиями у дрозофил происходит полный метаморфоз, сопровождающийся лизисом тканей личинок и куколок и построением взрослого организма из немногочисленных клеток имагинальных дисков. Влияние, оказанное на личинок, может быть передано на взрослый организм только через генетический аппарат этих клеток. Следовательно, эпиталон воздействует на генетический аппарат личинок таким образом, что это увеличивает продолжительность жизни взрослых насекомых (Khavinson, 2002).

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32