ВЛИЯНИЕ СВЕТОТЕМНОВЫХ РЕЖИМОВ НА АДАПТАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ: ФИЗИОЛОГО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ С ОЦЕНКОЙ УРОВНЯ СВОБОДНО ЦИРКУЛИРУЮЩЕЙ ДНК В СЛЮНЕ
DOI:
https://doi.org/10.5281/zenodo.22786186Ключевые слова:
урбанизированная среда, светотемновой режим, физиологическая адаптация, студенты, свободно циркулирующая ДНК, стрессЛицензия
Аннотация
В эпоху глобализации и усиления международной академической мобильности массовая миграция студентов превращается в устойчивый социальный феномен. Перемещение в иную страну связано с необходимостью адаптироваться к новым социокультурным и экологическим условиям, что представляет собой многоаспектную проблему, воздействующую на физиологические, психологические и социальные сферы жизнедеятельности индивида.
Особенно затруднительной адаптация становится в урбанизированной среде, где естественные циклы освещённости нарушены из-за постоянной активности мегаполиса и широкого использования искусственного света. Свет выступает главным синхронизатором циркадных ритмов, регулятором выработки мелатонина и фактором, влияющим на функционирование вегетативной нервной системы. Изменения режимов свет—темнота способны нарушить гомеостаз и снизить адаптационные резервы организма.
В рамках данного исследования проведён сравнительный анализ вариаций уровня свободно циркулирующей ДНК (сцДНК) в слюне у молодых людей – студентов, переехавших в Воронеж из Индии (группа «Индийцы») и жителей Центрального Черноземья (группа «Русские»), в условиях перехода от света к темноте.
В ходе исследования было установлено статистически значимое увеличение уровня сцДНК в слюне после воздействия темнового режима по сравнению со световым в обоих этнических группах: с 16,76±1,78 нг/мл на свету до 50,17±8,81 нг/мл в темноте у индийцев и с 17,02±2,10 нг/мл на свету до 53,20±7,87 нг/мл у русских. Полученные данные свидетельствуют о модулирующем влиянии смены освещенности на адаптационные процессы, что согласуется с представлениями о роли циркадианных ритмов в регуляции метаболической активности клеток слизистой оболочки ротовой полости и слюнных желез.
Скачивания
Библиографические ссылки
1. Czeisler C.A., Gooley J.J. Sleep and circadian rhythms in humans // Cold Spring Harb Symp Quant Biol. — 2007. — Vol. 72. — P. 579–597. — DOI: 10.1101/sqb.2007.72.064. — PMID: 18419318.
2. Pisetsky D.S. Pathogenesis of autoimmune disease // Nat Rev Nephrol. — 2023. — Vol. 19, Iss. 8. — P. 509–524. — DOI: 10.1038/s41581-023-00720-1. — PMID: 37165096. — PMCID: PMC10171171.
3. Zhang G., Lübke L., Chen F., et al. Neuron-Radial Glial Cell Communication via BMP/Id1 Signaling Is Key to Long-Term Maintenance of the Regenerative Capacity of the Adult Zebrafish Telencephalon // Cells. — 2021. — Vol. 10, Iss. 10. — DOI: doi: 10.3390/cells10102794. — PMID: 34685774. — PMCID: PMC8534405.
4. Becker L., Kaltenegger H.C., Nowak D., Weigl M., Rohleder N. Physiological stress in response to multitasking and work interruptions: Study protocol // PLoS ONE. — 2022. — Vol. 17, Iss. 2. — Article e0263785. — DOI: 10.1371/journal.pone.0263785.
5. Ahmad S.B., Ali A., Bilal M., Rashid S.M., Wani A.B., Bhat R.R., Rehman M.U. Melatonin and Health: Insights of Melatonin Action, Biological Functions, and Associated Disorders // Cell Mol Neurobiol. — 2023. — Vol. 43, Iss. 6. — P. 2437–2458. — DOI: 10.1007/s10571-023-01324-w. — PMID: 36752886. — PMCID: PMC9907215.
6. Müller J., Hartwig C., Sonntag M., et al. A novel approach for in vivo DNA footprinting using short double-stranded cell-free DNA from plasma // Genome Res. — 2024. — Vol. 34, Iss. 8. — P. 1185–1195. — DOI: 10.1101/gr.279326.124. — PMID: 39271293. — PMCID: PMC11444180.
7. Pijpe J., Kalk W.W., Bootsma H., Spijkervet F.K., Kallenberg C.G., Vissink A. Progression of salivary gland dysfunction in patients with Sjogren's syndrome // Ann Rheum Dis. — 2007. — Vol. 66, Iss. 1. — P. 107–112. — DOI: 10.1136/ard.2006.052647. — PMID: 16728458. — PMCID: PMC1798390.
8. Netea M.G., Domínguez-Andrés J., Barreiro L.B., et al. Defining trained immunity and its role in health and disease // Nat Rev Immunol. — 2020. — Vol. 20, Iss. 6. — P. 375–388. — DOI: 10.1038/s41577-020-0285-6. — PMID: 32132681. — PMCID: PMC7186935.
9. Aps J.K.M., Martens L.C. Review: The Physiology of Saliva and Transfer of Drugs into Saliva // Forensic Science International. — 2005. — Vol. 150. — P. 119–131. — DOI: 10.1016/j.forsciint.2004.10.026.
10. Wang Q., Sun X., Liu C., Wang C., Zhao W., Zhu Z., Ma S., Zhang S. Current development of stretchable self-powered technology based on nanomaterials toward wearable biosensors in biomedical applications // Front Bioeng Biotechnol. — 2023. — Vol. 11. — Article 1164805. — DOI: 10.3389/fbioe.2023.1164805. — PMID: 37113667. — PMCID: PMC10126507.
11. Ramírez-Valle F., Maranville J.C., Roy S., Plenge R.M. Sequential immunotherapy: towards cures for autoimmunity // Nat Rev Drug Discov. — 2024. — Vol. 23, Iss. 7. — P. 501–524. — DOI: 10.1038/s41573-024-00959-8. — PMID: 38839912.
12. Турлак И.В. Слюна — основные направления исследования её свойств / И.В. Турлак // Современные проблемы науки и образования. — 2020. — № 4. — Режим доступа: https://science-education.ru/ru/article/view?id=29934.
13. Zimmermann H. Nucleotide signaling in nervous system development // Pflugers Arch. — 2006. — Vol. 452, Iss. 5. — P. 573–588. — DOI: 10.1007/s00424-006-0067-4. — PMID: 16639549.
14. Fribourgh J.L., Srivastava A., Sandate C.R., Michael A.K., Hsu P.L., Rakers C., Nguyen L.T., Torgrimson M.R., Parico G.C.G., Tripathi S., Zheng N., Lander G.C., Hirota T., Tama F., Partch C.L. Dynamics at the serine loop underlie differential affinity of cryptochromes for CLOCK:BMAL1 to control circadian timing // eLife. — 2020. — Vol. 9. — Article e55275. — DOI: 10.7554/eLife.55275. — PMID: 32101164. — PMCID: PMC7064333.
15. Boswell-Casteel R.C., Hays F.A. Equilibrative Nucleoside Transporters — a Review / R.C. Boswell-Casteel, F.A. Hays // Nucleosides Nucleotides & Nucleic Acids. — 2017. — Vol. 36, Iss. 1. — P. 7–30. — DOI: 10.1080/15257770.2016.1210805.
16. Tutanov O., Tamkovich S. The Influence of Proteins on Fate and Biological Role of Circulating DNA // Int J Mol Sci. — 2022. — Vol. 23, Iss. 13. — Article 7224. — DOI: 10.3390/ijms23137224. — PMID: 35806228. — PMCID: PMC9266439.
17. Tsuda T., Takefuji M., Wettschureck N., et al. Corticotropin releasing hormone receptor 2 exacerbates chronic cardiac dysfunction // J Exp Med. — 2017. — Vol. 214, Iss. 7. — P. 1877–1888. — DOI: 10.1084/jem.20161924. — PMID: 28550160. — PMCID: PMC5502432.
18. Hancock A.M., Witonsky D.B., Gordon A.S., Eshel G., Pritchard J.K., Coop G., Di Rienzo A. Adaptations to climate in candidate genes for common metabolic disorders // PLoS Genet. — 2008. — Vol. 4, Iss. 2. — Article e32. — DOI: 10.1371/journal.pgen.0040032. — PMID: 18282109. — PMCID: PMC2242814.
19. Ristić L., Rančić M., Radović M., Krtinić D., Pavlović M., Ilić B., Milojković M., Živković N., Turković K., Sokolović D. Melatonin inhibits apoptosis and oxidative tissue damage in cisplatin-induced pulmonary toxicity in rats // Arch Med Sci. — 2020. — Vol. 20, Iss. 3. — P. 977–983. — DOI: 10.5114/aoms.2020.95952. — PMID: 39050161. — PMCID: PMC11264154.
20. Yama K., Morishima S., Tsutsumi K., et al. Oral Microbiota Development in the First 60 Months: A Longitudinal Study // J Dent Res. — 2024. — Vol. 103, Iss. 12. — P. 1249–1257. — DOI: 10.1177/00220345241272011. — PMID: 39394772. — PMCID: PMC11562288.
21. Hoermann R., Midgley J.E., Larisch R., Dietrich J.W. Homeostatic Control of the Thyroid-Pituitary Axis: Perspectives for Diagnosis and Treatment // Front Endocrinol (Lausanne). — 2015. — Vol. 6. — Article 177. — DOI: 10.3389/fendo.2015.00177. — PMID: 26635726. — PMCID: PMC4653296..
REFERENCES
1. Czeisler, C.A. and Gooley, J.J. (2007) Sleep and Circadian Rhythms in Humans. Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology, 72, 579-597. doi: 10.1101/sqb.2007.72.064.
2. Pisetsky, D.S. (2023) Pathogenesis of Autoimmune Disease. Nature Reviews Nephrology, 19(8), 509-524. doi: 10.1038/s41581-023-00720-1.
3. Zhang, G., Lübke, L., Chen, F., Beil, T., Takamiya, M., Diotel, N., Strähle, U. and Rastegar, S. (2021) Neuron-Radial Glial Cell Communication via BMP/Id1 Signaling Is Key to Long-Term Maintenance of the Regenerative Capacity of the Adult Zebrafish Telencephalon. Cells, 10(10). Article 2614.
4. Becker, L., Kaltenegger, H.C., Nowak, D., Weigl, M. and Rohleder, N. (2022) Physiological Stress in Response to Multitasking and Work Interruptions: Study Protocol. PLoS ONE, 17(2), e0263785. doi: 10.1371/journal.pone.0263785.
5. Ahmad, S.B., Ali, A., Bilal, M., Rashid, S.M., Wani, A.B., Bhat, R.R. and Rehman, M.U. (2023) Melatonin and Health: Insights of Melatonin Action, Biological Functions, and Associated Disorders. Cellular and Molecular Neurobiology, 43(6), 2437-2458. doi: 10.1007/s10571-023-01324-w.
6. Müller, J., Hartwig, C., Sonntag, M., Bitzer, L., Adelmann, C., Vainshtein, Y., Glanz, K., Decker, S.O., Brenner, T., Weber, G.F., von Haeseler, A. and Sohn, K. (2024) A Novel Approach for in vivo DNA Footprinting Using Short Double-Stranded Cell-Free DNA from Plasma. Genome Research, 34(8), 1185-1195. doi: 10.1101/gr.279326.124.
7. Pijpe, J., Kalk, W.W., Bootsma, H., Spijkervet, F.K., Kallenberg, C.G. and Vissink, A. (2007) Progression of Salivary Gland Dysfunction in Patients with Sjogren's Syndrome. Annals of the Rheumatic Diseases, 66(1), 107-112. doi: 10.1136/ard.2006.052647.
8. Netea, M.G., Domínguez-Andrés, J., Barreiro, L.B., Chavakis, T., Divangahi, M., Fuchs, E., Joosten, L.A.B., van der Meer, J.W.M., Mhlanga, M.M., Mulder, W.J.M., Riksen, N.P., Schlitzer, A., Schultze, J.L., Stabell Benn, C., Sun, J.C., Xavier, R.J. and Latz, E. (2020) Defining Trained Immunity and Its Role in Health and Disease. Nature Reviews Immunology, 20(6), 375-388. doi: 10.1038/s41577-020-0285-6.
9. Aps, J.K.M. and Martens, L.C. (2005) Review: The Physiology of Saliva and Transfer of Drugs into Saliva. Forensic Science International, 150, 119-131. doi: 10.1016/j.forsciint.2004.10.026.
10. Wang, Q., Sun, X., Liu, C., Wang, C., Zhao, W., Zhu, Z., Ma, S. and Zhang, S. (2023) Current Development of Stretchable Self-Powered Technology Based on Nanomaterials toward Wearable Biosensors in Biomedical Applications. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 11, 1164805. doi: 10.3389/fbioe.2023.1164805.
11. Ramírez-Valle, F., Maranville, J.C., Roy, S. and Plenge, R.M. (2024) Sequential Immunotherapy: Towards Cures for Autoimmunity. Nature Reviews Drug Discovery, 23(7), 501-524. doi: 10.1038/s41573-024-00959-8.
12. Turlak, I.V. (2020) [Saliva — main directions of research into its properties]. Sovremenny`e problemy` nauki i obrazovaniya=Modern Problems of Science and Education, (4). Retrieved from: https://science-education.ru/ru/article/view?id=29934 (In Russian).
13. Zimmermann, H. (2006) Nucleotide Signaling in Nervous System Development. Pflügers Archiv – European Journal of Physiology, 452(5), 573-588. doi: 10.1007/s00424-006-0067-4.
14. Fribourgh, J.L., Srivastava, A., Sandate, C.R., Michael, A.K., Hsu, P.L., Rakers, C., Nguyen, L.T., Torgrimson, M.R., Parico, G.C.G., Tripathi, S., Zheng, N., Lander, G.C., Hirota, T., Tama, F. and Partch, C.L. (2020) Dynamics at the Serine Loop Underlie Differential Affinity of Cryptochromes for CLOCK:BMAL1 to Control Circadian Timing. eLife, 9, e55275. doi: 10.7554/eLife.55275.
15. Boswell-Casteel, R.C. and Hays, F.A. (2017) Equilibrative Nucleoside Transporters — a Review. Nucleosides, Nucleotides & Nucleic Acids, 36(1), 7-30. doi: 10.1080/15257770.2016.1210805.
16. Tutanov, O. and Tamkovich, S. (2022) The Influence of Proteins on Fate and Biological Role of Circulating DNA. International Journal of Molecular Sciences, 23(13), 7224. doi: 10.3390/ijms23137224.
17. Tsuda, T., Takefuji, M., Wettschureck, N., Kotani, K., Morimoto, R., Okumura, T., Kaur, H., Eguchi, S., Sakaguchi, T., Ishihama, S., Kikuchi, R., Unno, K., Matsushita, K., Ishikawa, S., Offermanns, S. and Murohara, T. (2017) Corticotropin Releasing Hormone Receptor 2 Exacerbates Chronic Cardiac Dysfunction. Journal of Experimental Medicine, 214(7), 1877-1888. doi: 10.1084/jem.20161924.
18. Hancock, A.M., Witonsky, D.B., Gordon, A.S., Eshel, G., Pritchard, J.K., Coop, G. and Di Rienzo, A. (2008) Adaptations to Climate in Candidate Genes for Common Metabolic Disorders. PLoS Genetics, 4(2), e32. doi: 10.1371/journal.pgen.0040032.
19. Ristić, L., Rančić, M., Radović, M., Krtinić, D., Pavlović, M., Ilić, B., Milojković, M., Živković, N., Turković, K. and Sokolović, D. (2020) Melatonin Inhibits Apoptosis and Oxidative Tissue Damage in Cisplatin-Induced Pulmonary Toxicity in Rats. Archives of Medical Science, 20, 977-983. doi: 10.5114/aoms.2020.95952
20. Yama, K., Morishima, S., Tsutsumi, K., Jo, R., Aita, Y., Inokuchi, T., Okuda, T., Watai, D., Ohara, K., Maruyama, M., Chikazawa, T., Iwamoto, T., Kakizawa, Y. and Oniki, T. (2024) Oral Microbiota Development in the First 60 Months: A Longitudinal Study. Journal of Dental Research, 103(12), 1249-1257. doi: 10.1177/00220345241272011..
21. Hoermann, R., Midgley, J.E., Larisch, R. and Dietrich, J.W. (2015) Homeostatic Control of the Thyroid-Pituitary Axis: Perspectives for Diagnosis and Treatment. Frontiers in Endocrinology, 6, 177. doi: 10.3389/fendo.2015.00177.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
Статьи журнала «Вестник Донецкого университета. Серия 01. Естественные науки» находятся в открытом доступе и распространяются в соответствии с условиями Лицензионного Договора с Донецким Государственным университетом, который бесплатно предоставляет авторам неограниченное распространение и самостоятельное архивирование.
