CIRCADIAN RHYTHM OF HISTOCHEMICAL, AUTORADIOGRAPHIC AND CYTOMETRIC INDICES IN MICE HEPATOCYTES AT THE VARIOUS STAGES OF ONTOGENESIS

Abstract

Objective - to study the diurnal organization of the most important parameters of liver cell structure and metabolism in mice during postnatal ontogenesis. Materials and methods. Diurnal changes in the metabolic indices of the liver of mice were studied using cytochemistry and image cytometry. RNA and glycogen were demonstrated by cytochemical methods. The image cytometry was applied for assessing the area of section occupied by liver cells, the volume of the nuclei and nucleoli, nuclear-cytoplasmic ratio, the incorporation of 3H-uridine in hepatocytes, and glycogen content in the liver of mature, presenile and senile mice. Results. Diurnal organization of the liver metabolic parameters was strongly pronounced in mature (adult) age. During this period, the largest amplitudes of the daily dynamics - deviations from the average daily levels - were detected. Mice at the later ontogeny stages (presenile and senile age), compared to adult mice, showed changes in mesor (average daily level), acrophases shifts and reduced amplitudes of measured parameters. Conclusions. The reduction in amplitudes of hepatocyte metabolic parameters indicates the attenuation of the liver functional capacities in the old age and demonstrates age-dependent desynchronosis at the cellular level.

Keywords

liver / hepatocytes / image cytometry / ontogeny / circadian rhythms

References

[1] Арешидзе Д. А. Морфологические и гистохимические показатели адаптации обменных процессов в гепатоцитах крыс с экспериментальным гипер-и гипопаратиреозом при инверсии светового режима: Автореф. дис. … канд. биол. наук. Ставрополь, 2002. 177 с. [ Areshidze D. A. Morphological and histochemical indicators of adaptation of metabolic processes in hepatocytes of rats with experimental hyper- and hypoparathyroidism due to inversion of the light regime: Avtoref. diss. biol. sciences. Stavropol, 2002. 177 р. In Russ.].

[2] Губин Д. Г., Вайнерт Д. Динамика временной организации в процессе старения. 1. Центральные и периферические механизмы // Успехи геронтологии. 2015. Т. 28, № 2. С. 257-268.

[3] Губин Д. Г., Вайнерт Д. Динамика временной организации в процессе старения. 2. Системные механизмы и способы коррекции возрастного десинхроноза // Успехи геронтологии. 2015. Т. 28, № 3. С. 423-434.

[4] Губин Г. Д., Губин Д. Г. Филогенез и онтогенез как процессы динамики степени неравновесности открытой системы (в свете синергической парадигмы) // Электронный научно-образовательный вестник «Здоровье и образование ХХI века». 2006. Т. 8, № 5. С. 210-211.

[5] Губин Г. Д., Губин Д. Г., Менделян Ш. Закономерности живого как итог цикличности планета Земля в Солнечной системе мира // Успехи современного естествознания. 2008. № 10. С.46-47.

[6] Дуров А. М., Губин Д. Г., Денежкина В. Л., Назаренко М. А. Сравнительный анализ циркадианных ритмов показателей кардиореспираторной системы и биологического возраста у лиц, проживающих на юге и севере Тюменской области // Фундаментальные исследования. 2015. № 1-4. С. 730-734.

[7] Подколюжный Н. А., Твердохлеб Н. Н., Подколодная О. А. Анализ циркадианного ритма биологических процессов в печени и почках мыши // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2017. Т. 21, вып. 8. С. 903-910.

[8] Шилкина Е. С. Циркадные, годовые ритмы функциональных показателей печени в условиях токсичной нагрузки у крыс // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2016. № 7 (131). С. 56-61.

[9] Шмерлинг М. Д., Белкин В. Ш., Филюшина Е. Е. и др. Морфометрическая характеристика гепатоцитов при адаптации к экстремальным факторам Антарктиды // Морфология. 2008. Т. 134, вып. 6. С. 46-50.

[10] Froy O., Chapnik N., Miskin R. Relationship between calorie restriction and the biological clock: Lessons from long-lived transgenic mice // Rejuvenation Res. 2008. Vol. 11. P. 467-471.

[11] Gubin D. G., Cornelissen G., Weinert D., Vetoshkin A. S., Gapon L. I., Shurkevich N.P, Poshinov F.A, Belozerova N. V., Danilova L. A. Circadian disruption and vascular variability disorders (VVD): Mechanisms linking aging, disease state and Arctic shift-work: Applications for Chronotherapy // World Heart J. 2013. Vol. 5, № 4. P. 285-306.

[12] Gubin D., Weinert D., Bolotnova T. V. Age-dependent changes of the Temporal Order - Causes and Treatment // Current Aging Sci. 2016. Vol. 9, №1. P. 14-25.

[13] Gubin D. G., Weinert D., Rybina S. V., Danilova L. A., Solo vieva S. V., Durov A. M., Prokopiev N. Y., Ushakov P.A. Activity, sleep and ambient light have a different impact on circadian blood pressure, heart rate and body temperature rhythms // J. Chronobiol. Int. 2017. Vol. 34, № 5. P. 632-649.

[14] Stokkan K. A., Yamazaki S., Tei H., Sakaki Y., Menaker M. Entra inment of the circadian clock in the liver by feeding // Science. 2001. Vol. 291. P. 490-493.

[15] Weinert D. Ontogenetic development of the mammalian circadian system // Chronobiol. Int. 2005. Vol. 22, № 2. P. 179-205.

RIGHTS & PERMISSIONS

Eco-Vector