БИОХИМИЯ, 2014, том 79, вып. 10, с. 1367 - 1373
УДК 577.24
МИТОХОНДРИАЛЬНО-ОРИЕНТИРОВАННЫЙ АНТИОКСИДАНТ SKQ1 УСКОРЯЕТ НАСТУПЛЕНИЕ ПОЛОВОЙ ЗРЕЛОСТИ У ХОМЯЧКОВ КЭМПБЕЛЛА (Phodopus campbelli)
© 2014 К.А. Роговин12*, А.М. Хрущева1, О.Н. Шекарова1, М.В. Ушакова1, В.Н. Манских3, Н.Ю. Васильева1
1 Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН, 119071 Москва, Ленинский просп., 33; электронная почта: krogovin@yandex.ru
2 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова,
биологический факультет, 119991 Москва
3 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова,
НИИ физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского, 119991 Москва
Поступила в редакцию 09.04.14
Мы проверяли две гипотезы: 1) SkQ1 положительно влияет на развитие хомячков в выводках при ежедневном, длительном скармливании препарата родителям; 2) SkQ1 ускоряет наступление половой зрелости у самок хомячков при скармливании им препарата с десятидневного возраста (начало перехода детенышей на питание твердым кормом). Пары родителей содержали на улице в условиях, приближенных к природным. Молодые самцы в возрасте 25 дней в выводках от родителей, ежедневно получавших SkQ1 в дозировке 50 нмоль/кгper os, имели большую массу придатков семенников. На массу придатков влияли размер выводка и SkQ1. Оба эти фактора влияли и на массу матки у молодых, двадцатипятидневных самок из тех же выводков. Скармливание SkQ1 самкам с десятидневного возраста вело к раннему открыванию у них влагалища по сравнению с контролем. Этот результат подтвержден повторным экспериментом. В возрасте 2,5 мес. самки, получавшие препарат с десятидневного возраста, имели большую массу яичников.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: SkQ1, антиоксиданты, митохондрии, созревание, продолжительность жизни, хомячок Кэмпбелла.
Многогранные, все более тщательные исследования биологической активности митохонд-риально-ориентированных антиоксидантов группы так или иначе вращаются вокруг интригующего вопроса — могут ли 8кр служить геро-протекторами, т.е. оказывают ли 8кр положительное влияние на продолжительность активного периода жизни особи и ее жизни в целом [1-5].
В ходе этих исследований было отмечено, что 8кр1 как наиболее эффективный вариант соединений этой группы [6, 7] обладает способностью влиять на репродуктивные качества получавших его животных. В опытах с плодовой мушкой БгозорНИа melanogaster 8кр1 увеличивал продолжительность жизни девственных самок и самцов, причем максимальный эффект он ока-
Принятые сокращения: SkQ1 — 10-(6'-пластохино-нил)децилтрифенилфосфоний.
* Адресат для корреспонденции.
зывал на выживание самок в раннем возрасте [2]. Однако в случае предоставления самцам и самкам возможности размножаться раствор SkQ1 в той же концентрации не увеличивал продолжительность жизни тех и других, воздействие на выживание самок в раннем возрасте отсутствовало, но плодовитость в раннем возрасте и суммарное число потомков у обработанных мух возрастали [8]. На мышах аутбредной линии SHR в виварии с низким уровнем патогенов (LP conditions) было показано, что SkQ1 не только тормозит возрастное прекращение эстральных циклов, но и обусловливает раннее наступление регулярных циклов [2—4]. Аналогичное исследование, проведенное нами на хомячках Кэмп-белла, однако не подтвердило полученный на мышах результат. Мы скармливали SkQ1 в дозировке 50 нмоль/кг в день самкам с 10-дневного возраста, а начиная с тридцати до сорокапятидневного возраста у них ежедневно исследовали мазки вагинальных выделений. Обычно в воз-
расте 30 дней самка уже способна размножаться. Большинство самок как в опыте, так и в контроле, демонстрировали диэструс, либо нерегулярную смену стадий цикла. Отсутствие эффекта в данном случае может быть связано с репродуктивной спецификой вида. У молодых самок хомячка Кэмпбелла существенную роль в становлении циклов имеет контакт с самцом.
Однако влияние 8кр1 на скорость полового созревания у хомячков может быть прослежено по морфологическим признакам, свидетельствующим о темпе постнатального развития, индикаторам половой зрелости. Результаты такого анализа приведены в предлагаемой вниманию читателей статье. Мы проверяли две рабочих гипотезы: 1) 8кр1 положительно влияет на развитие хомячков в выводках при ежедневном, длительном скармливании препарата родителям; 2) 8кр1 ускоряет наступление половой зрелости у самок хомячков при скармливании им препарата с десятидневного возраста.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Хомячок Кэмпбелла — мелкий грызун весом до 50 г (в среднем 30—40 г). В природе зверьки активны в течение круглого года. При низких температурах могут впадать в кратковременные состояния оцепенения (торпор). Обитатели сухих степей и полупустынь Центральной Азии. Суточная активность полифазная, но в природе в теплое время года активны в ранние утренние часы, после захода солнца и ночью. Питание — семена, корма животного происхождения, а в теплое время года и зеленые части растений [9, 10]. В холодное время года питаются почти исключительно семенным кормом, вне периода размножения могут продолжительное время довольствоваться метаболической водой. Снижение потери воды достигается очень высокой концентрирующей способностью почек [11]. Поли-эстральный вид. Беременность длится 18—20 дней. Живет поодиночке и парами в простых, неглубоких норах. Предельная продолжительность жизни в неволе — до 3 лет, в природе — 1—1,5 года) [10]. В отличие от близкого сибирского хомячка (Ркойорыя зыщогыз) не белеет на зиму. Хомячок Кэмпбелла — частый обитатель бесснежных полупустынь [12]. В сравнении с сибирским хомячком менее агрессивен, быстро привыкает к рукам. Это значительно облегчает работу с животными. Тем не менее, содержание взрослых самцов группой невозможно.
Настоящее исследование выполнено в рамках программы долговременного эксперимента по изучению геропротекторных свойств митохонд-
риально-ориентированного антиоксиданта SkQ1 на свободно размножающихся парах хомячков Кэмпбелла (при содержании их в уличном виварии в условиях, приближенных к природным). При планировании эксперимента были учтены условия жизни зверьков в природе. Пары (самка + + самец) содержали в пластиковых садках 70 х х 40 х 40 см с заменяемой подстилкой (сухие опилки, гнездовой материал из технической ваты). Освещение — естественный световой день. Температура, влажность — уличные условия в течение круглого года. Вода, корм (комбикорм для крыс и мышей, овес с добавкой семян подсолнечника, овощи, сухой черный хлеб, белковые добавки в виде творога пониженной жирности) ad libitum. Зимой воду животные получали из овощей (свекла, капуста). Животные свободно размножались. Выводок оставался с родителями до достижения детенышами двадцатипятидневного возраста. Затем выводок изымали. В случае естественной гибели одного из пары взрослых хомячков к оставшемуся в живых зверьку подсаживали партнера из состава резервных животных. В случае гибели обоих основателей (самца и самки) садок изымали. В эксперимент первоначально были включены 37 пар животных в возрасте 10—13 недель, получавших ежедневно водный раствор препарата SkQ1 в дозировке 50 нмоль/кг живого веса (опыт) и 37 пар животных, получавших воду (контроль). Животные получали препарат per os путем раскапывания пипеткой. Скармливание препарата было начато с 15 октября 2010 г.
У самцов и самок в репродуктивных парах ежедневно исследовали состояние наружных половых органов, отмечали факты беременности самок (поздняя стадия), рождения выводка, гибели животных (позднее проводили патолого-анатомическое исследование погибших взрослых хомячков), оценивали размер выводка, вес детенышей при рождении. На 25-й день после рождения подсчитывали число выживших детенышей, самцов и самок, их вес, число молодых самок с открытым влагалищем; у молодых самцов в выводках оценивали состояние внешних половых органов. Затем выводок изымали из родительского садка. Ежемесячно определяли вес у взрослых животных. Взрослых самок также взвешивали после рождения выводка. В мае—июне 2011 г. четыре выборки двадцатипятидневных детенышей были забиты и вскрыты (25 выводков из опытной серии и 22 выводка из контрольной серии эксперимента), всего 79 самцов и 44 самки опытной серии и 67 самцов и 35 самок — контрольной.
Помимо этого в апреле 2011 г. 23 молодым самкам в опыте и 21 самке в контроле из выводков одного времени рождения (± 2 дня) скармлива-
ли препарат в той же дозировке (50 нмоль/кг) с десятидневного возраста и регистрировали у них возраст открывания влагалища путем ежедневных обследований, начиная с возраста в 15 дней. Молодые самки оставались в группах с родителями 25 дней. Затем зверьков рассаживали индивидуально. В возрасте 2,5 мес. самки были забиты и у них определены вес тела, матки, яичников, а также подсчитано число зрелых фолликулов. Эксперимент со скармливанием SkQ1 юным самкам был повторен по той же схеме в апреле 2012 г. (31 молодая самка в опыте и 22 молодых самки в контроле).
Для статистических оценок использован пакет статистических программ Statistica 6. Stat Soft Inc. Соответствие распределений условию нормальности проверяли с помощью теста Шапиро—Уилка (Shapiro-Wilk W test). Для парных сравнений независимых выборок использовали í-тест Стьюдента для нормально распределенных признаков. Различие пропорций оценивали по критерию различия долей. Для оценки влияния SkQ1 и других вероятных факторов на репродуктивные характеристики двадцатипятидневных молодых самцов и самок хомячков использовали общую линейную модель (General Lineal Model, GLM) — обобщенный вариант множественного линейного регрессионного анализа, позволяющий исследовать одновременно эффекты категориальных и континуальных переменных. В качестве зависимых переменных в разных вариантах модели использовали массу тела, семенника (среднее по двум семенникам), эпидидимиса (среднее по двум) у двадцатипятидневных самцов, а у двадцатипятидневных самок — массу тела, матки, яичника (среднее по двум). В качестве независимых переменных (факторов) были рассмотрены: серия эксперимента (категориальная переменная — SkQ1 либо контроль), и континуальны
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.