Экспериментальный анализ влияния особенностей питания в раннем постнатальном периоде на метаболические сдвиги и продолжительность жизни Писарчук, Ксения Леонтьевна

Введение к работе

. ;

'"! : Актуальность проблемы. При старении наступают существенные функциональные и метаболические изменения на разных уровнях жизнедеятельности организма. Одна из основных задач геронтологии состоит как в изучении механизмов этих сдвигов, так и разработке методов возможного влияния на их темц и развитие. Среди множества факторов, оказыватадих-влияние на физиологическое развитие, особую роль отводят питанию.

Рациональное питание занимает одно из ведущих мест в системе профилактических мероприятий, направленных на сохранение здоровья, замедление процессов старения и достижения активного долголетия /Покровский А. Л. , 197?; Вэлгарев М. Е И др. ,1985; Григсрсн ЕХГ. и др., 1330/. В связи с этим, в значительной степени возрастает необходимость экспериментального обоснования и совершенствования принципов геродиететики.

Вместе с тем, необходимо учитывать, что процессы старения не формируются в старости, и в настоящее время не вызывает сомнений, что наиболее эффективными являются воздействия, начатые в раннем онтогенезе / Cheney К. Е. et al. , 1983; Masoro Е. J., 1984; Yu В. P. et al. -, 19E5/. Это в полной мере относится к питанию. Отмечено, что особенности питания в младенческом возрасте (грудное, искусственное вскармливание и др.) в значительной степени определяют урозень здоровья в последующие периоды онтогенеза / Езіол Е. А. и др. , 19S5; Куйтунен П. , 1988/.

В експериментальної! геронтологии наиболее значимым показателем, привлекающим внимание исследователей, является продолжительность кианн. До сих пор самой распространенной моделью, изучающей влияние пищевых воздействий на продолжительность киани, являлось ісалорийно-ограниченное питание с различными его модификациями / Гркгоро» КХ Г. и др., 19S0; Никитин В. Е , 1990;С.Мз Сау, 1956; Cheney К.Е. et al, 1983; Goodrick С. L. , 1984; Yu В. P. et al. , 19ЄБ; Ooka H. et al. , 1938/.

Особенности ке питания в раннем постнатальном периоде и влияние их на. функционально-биохимические показатели организма в последующем онтогенезе, а такхе на длительность киани изучены недостаточно. Однако, необходимо отметить, что именно характер

питания в ранних возрастных периодах является ьаиболее важным для формирования механизмов регуляции обменных процессов в организме. В этой плане известны экспериментальные работы, показавшие влияние различного питания в сосунковом периоде у лабораторных грызунов на развитие массы тела, особенности строения и метаболизма жировой ткани, изменения липидного обмена и гормонального статуса."/Parizkova J. et al.*, 1979; Faust I.W. et al., 1980; Hahn P., 1984; Aust L. , 1982; 1986/. Однако, эти исследования были ограничены во времени и проводились на молодых, растущих животных.

Более глубокий анализ этого явления позволяет предположить, что в онтогенезе существует период - ранний постнатальный, в. котором происходит формирование и "отлаживание" основных регуляторних механизмов, их фиксирование и генетическое закрепление. Внешние и внутренние воздействия могут оказывать влияние на эти процессы, что в свои очередь, модет отразиться на всем дальнейшем ходе развития организма Примером этому могут служить работы по изучению различных вариантов таї? называемого импринтин-га, сущность которого заключается в закреплении, генетическом запоминании воздействий, вызванных определенными факторами: гормонами, аминокислотами и др. /Шаба Г., 1983; Салгании: Р. И. и др. ,1987; Фролькис ЕЕ, 1969; 1990/.

Бее это позволяет утверждать, что изучение особенностей питания в раннем возрасте и егс влияния на метаболизм в последую*-ш,ем онтогенезе, а таю/а продолжительность жизни является актуальным, как для герогиететики, так и геронтологии в целом.

В соответствии с современными представлениями о механизмах старения, есть все основания полагать, что существует тесная взаимосвязь между возрастными изменениями белкового метаболизма и продолжительностью жиэни /Конышев В А-, 1985; Вилекчик II. Ы., 1987; Оролькис В. R , МГРЗДЯН X К. , 1988; Оролькис B.R, 1990; Waterloo J. С. et al., 1981; Young V. R. , 1981; Richardson A., 1983; Goldspink D. F. et al. , 19B6; Albrecht V. et al., 1989/. Более того,¹ показано,_ что наряду с калорийность!), пищевой.бело к в определенных количествах обладает способностью влиять на продолжительность жизни / Медовар В.Я, 1989; Григоров Ю.Г.-'и др., 1990; Хораковв М. и др. , 1990; Masofo Е. J., 19Э4; YuB.P.

et al., 1984; 1985; Holehan A. M., Мэггу B. J. ,1986/. Однако, да сих пор нет достаточно научных данных для обоснования величин потребностей в белке на поздних этапах: онтогенеза. Одновременно следует подчеркнуть важность учета возрастных особенностей белкового обмена при его нормировании с воарастом, а также использования новых методических подходов к оценке белкового метаболизма.

Цель' и задачи исследования. Целью настоящей работы явилось изучение влияния количественных особенностей питания в раннем постнатальном периоде на формирование и динамику массы тела, содержание жира в оргаииаме, показатели липидного обмена и его регуляцию, белковый метаболизм и активность ферментов' (лизосо-мальньк протеинаэ в печени) в последующие зтапы онтогенеза и продолжительность жизни экспериментальных животных.

В соответствии с поставленной целью были определены основные задачи исследования:

1. Изучить влияния особенностей питания а раннем постнаталь
ном периоде на:

динамику массы тела и содержание лира в организме,

липиднкй обмен и уровень гормонов (инсулин, Тз , Т4 ) в сыворотке крови,

фракционную скорость белкового синтеза в тканях (печень, скелетные мышцы),

активность лизосомальных протеинаэ в печени,

продолжительность жизни животных.

1. Анализ возрастных особенностей избранных показателей.

2. Изучить влияния кратковременных пищевых нагрузок с разным содержанием белка на особенности белкового синтеза в тканях и активность лизосомальных протеинаэ в печени в зависимости от возраста'и условий вскармливания животных.

Научная новизна работы'. Впервые изучены длительные последствия (до поздних этапов онтогенеза) различий в раннем постна-⁴ тальном вскармливании на- динамику массы тела, содержание жира в организме, показатели метаболизма к продолжительность жизни экспериментальных животных. Показано, что в онтогенезе существует период (период молочного вскармливания), когда изменениями в питании можно повлиять на весь ход индивидуального развития

.-4-

организма, его метаболизм и продолжительность жизни. В отличие от других исследователей, изучавших влияние различного вскармливания на отдельные показатели и в короткий промежуток времени, в-настоящей работе прозеден комплексный анализ метаболических сдвигов, изменений нейро-гуморалькой регуляции, вызванных под воздействием количественных изменений в питании е период раннего онтогенеза на протяжении всего развития организма, от его рождения и до смерти.

Определено, что различия в питании в период молочного вскармливания экспериментальных животных повлияли на совокупность показателей: массу тела, содержание хира в организме, ли-пидный обмен и его регуляцию, активность ферментов лиаосом печени и, е конечном итоге, на продолжительность жизни.

Анализ возрастных особенностей белкового метаболизма, с кс-лользозаниэм метода длительной константной инфуэии меченой аминокислоты показал, что с возрастом (21-24 месяца) сохраняется высокий уровень фракционной скорости белкового синтеза в тканях, а также активность протеиназ лизосом в печени.

Установлено, что скитание количества белка в шкцэ приводит к ускорению обновдяемости бєліса в тканях в результате повышения фракционной скорости тканевого белкового синтеза и увеличения активности прогеолитических ферментов.

Теоретическая и практическая значимость работы.

Показано, что особенности питания в рачнеы постнатальком периоде оказывают существенное влияние на весь ход индивидуального развития организма: формирование и динамику массы тела, содержание жира в организме, состояние липидного обмена и-его регуляцию, ферментативную активность, а гакке продоляительноегь гсиэни лабораторных животных. Метаболические сдвиги, вызванкыэ различиями во вскармливании животных, носят стойкий, длительный характер и сохраняются вплоть,до поздних этапов онтогевева (24-К7 месяцев).

- Полученные результаты об особенностях белкового метаболизма (по данных фракционной скорости белкового синтеза, активности 'лиаосомальных протеиназ в печени), с учетом количества белка в рационе, различий во вскармливании и возраста животных, показывают, ччо не повышение, а снижение белі» в пише активизирует

- Б -

белковый обмен в старости. Установленные закономерности определяют новые подходы и методы оценки потребностей в белке при старении и пути их использования в рационализации питания.

. Освоенные и использованные в работе методы:' получение лабораторных животных с разной массой тела, путем использования модели больших и малых гнезд, научение белкового синтеза в тканях с помощью длительной константной инфузии меченой аминокислоты рекомендованы для фиэиолого-биохимических исследований и переданы в научно-исследовательские институты.

Основные положения, выносимые на зашиту:

1. В раннем онтогенезе существует критический период (первые 4 недели жизни), в течение которого изменениями в питании (вскармливании) мокно повлиять на весь ход индивидуального развития организма, его метаболизм и продолжительность жизни.

2. Количественные различия в питании в раннем постнатальном периоде влияют на массу тела крыс, накопление жира в организме, показатели липидного обмена и его регуляцию, активность протеи-каа лизосом печени на протяжении последующей киани, вплоть до поздних этапов онтогенеза.

3. Различия в раннем постнатальном вскармливании, возрасте зшвотных и содержании белка в рационах приводят к изменению активности ливосомальных протеинаа в печени.

4. Содержание лабораторных животных на низкобелковом рационе (2,5 %) приводило к увеличению фракционной скорости белкового синтеза в тканях (печень, скелетные мышцы), по сравнению со стандартным и'высокобелковым рационами (15 и 60 Ж).

5. Особенности вскармливания в раннем постнатальном периоде влияют на продолжительность юани экспериментальных животных;

Апробация работы.

Основные результаты диссертации доложены-на конференциях молодых ученых Института геронтологии (1986 -1991 гг); на Всесоюзной конференции "Актуальные вопросы стандартизации лабораторных животных для медика-биологических исследований" (Москва, 1987); на I съезде геронтологов и гериатров УССР (Днепропетровск, 1988); на Y Всесоюзном съезде геронтологов и гериатров (Тбилиси, 1983); на X Конгрессе Европейского общества по парентеральному и энтеральному питанию (Лейпциг, 1988); на XII ІІаци-

^6-

опальном Конгрессе по геронтологии (Берлин, 1989).

Публикация результатов исследований.

По теме диссертации опубликовано 18 работ,' из них 4 - єа рубежом.

Структура и объем диссертации.