ІНСТИТУТ ГЕРОНТОЛОГІЇ АМН УКРАЇНИ

ВАЙСЕРМАН

Олександр Михайлович

УДК 577.95:612.68

Залежність життєздатності та тривалості життя від особливостей раннього
онтогенезу (популяційні і експериментальні дослідження)

14.03.03 — нормальна фізіологія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора медичних наук

Київ – 2004

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті геронтології АМН України.

Науковий консультант: доктор медичних наук, професор,

Войтенко Володимир Платонович,

Інститут геронтології АМН України, завідувач лабораторії математичного
моделювання процесів старіння

Офіційні опоненти: доктор медичних наук, чл.-кор. АПН України

Шевчук Віктор Григорович

Національний медичний університет ім. О.О. Богомольця МОЗ України,
завідувач кафедри нормальної фізіології

доктор медичних наук, чл.-кор. АМН і НАН України

Рєзніков Олександр Григорович

Інститут ендокринології та обміну речовин ім. В.П. Комісаренка АМН
України, завідувач відділу ендокринної репродукції та адаптації

доктор медичних наук

Поляков Олександр Анатолійович

Інститут геронтології АМН України, завідувач лабораторії
професійно-трудової реабілітації

Провідна установа: Інститут фізіології ім. О.О.Богомольця НАН
України

Захист відбудеться 10 червня 2004 р. о “13” годині на засіданні
спеціалізованої вченої ради

Д 26.551.01 Інституту геронтології АМН України за адресою: 04114, Київ,
вул. Вишгородська, 67.

З дисертацією можна ознайомитися у науковій бібліотеці Інституту
геронтології АМН України за адресою: 04114, Київ, вул. Вишгородська, 67.

Автореферат розісланий 6 травня 2004 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради ____________________________ Потапенко Р.І.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Визначення детермінант тривалості життя (ТЖ) є однією
з найбільш важливих задач сучасної геронтології. Останніми роками
продемонстровано, що вікова патологія, процес старіння та ТЖ значною
мірою залежать від особливостей перебігу ранніх етапів розвитку
організму (Резников А.Г. и др., 2000; Aihie Sayer A., Cooper C., 2002;
Doblhammer G., 2002; Gavrilov L.A., Gavrilova N.S., 2003). Особливості
раннього розвитку можуть визначати стан здоров’я дорослих осіб, що в
сучасній літературі має назву «програмування». «Програмуванням»
називають довгострокові (іноді — на все життя) структурні, функціональні
та метаболічні зміни, що індуковані певними впливами у критичні періоди
розвитку (Lucas A., 1991; Waterland R.A., Garza C., 1999). У великій
кількості епідеміологічних досліджень було продемонстровано наявність
асоціацій між чинниками раннього розвитку організму та віковими
захворюваннями, зокрема, захворюваннями серцево-судинної системи,
діабетом та артеріальною гіпертензією (Susser E.B. et al., 1999; Gunnell
D. et al., 1999; Barker D.J.P., 2000; Osmond C. and Barker D.J.P.,
2001). Припускається, що від особливостей раннього розвитку може
залежати й тривалість життя, але дослідження, в яких були одержані
експериментальні підтвердження такої залежності, поодинокі (Sayer A.
Aihie, Cooper C., Barker D.J.P., 1997; Desai M., Hales C.N., 1997).
Більшість доказів того, що існують зв’язки між ранніми та пізніми
етапами онтогенезу, одержані в епідеміологічних дослідженнях. Істотним
недоліком подібних досліджень є неможливість встановлення механізмів,
які визначають ці асоціації. Експериментальні розробки, які присвячені
пошуку цих механізмів, проводилися недостатньо, що й обумовлює
необхідність подальших досліджень у цьому напрямку.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Базовими для
підготовки та подання дисертаційної роботи були такі науково-дослідні
роботи, виконані у межах наукової тематики Інституту геронтології АМН
України:

Математичне і експериментальне моделювання впливу екологічних факторів
на старіння, вікову смертність та тривалість життя і медико-демографічна
оцінка наслідків аварії на ЧАЕС (1992-1995 рр., номер державної
реєстрації UA01002438P). Відповідальний виконавець, участь у проведенні
досліджень, аналіз результатів.

Вплив екологiчних стресiв на розвиток, старiння та тривалiсть життя
Drosophila melanogaster (1996-1998 рр., номер державної реєстрації
0196U001300). Відповідальний виконавець, участь у проведенні досліджень,
аналіз результатів.

Вплив екологiчних чинникiв радiацiйного та хiмiчного походження на
вiковi процеси» (демографiчне та антропологiчне дослiдження) (1996-1998
рр., номер державної реєстрації 0196U001316). Відповідальний
виконавець, участь у проведенні досліджень, аналіз результатів.

Вплив стресів у ранньому онтогенезі на біологічний вік, тривалість життя
та структурно-функціональні характеристики геному Drosophila
melanogaster (1999-2001 рр., номер державної реєстрації 0199U000637).
Відповідальний виконавець, участь у проведенні досліджень, аналіз
результатів.

Вплив сезонних та геліогеофізичних чинників у ранньому онтогенезі на
смертність і тривалість життя мешканців м. Києва (дані за 1900-2000
рр.) (2002-2004 рр., номер державної реєстрації 0102U001418).
Відповідальний виконавець, участь у проведенні досліджень, аналіз
результатів.

Мета і завдання дослідження. Метою дослідження було вивчення впливу умов
раннього розвитку на життєздатність дорослого організму та ТЖ, а також
визначення механізмів, що обумовлюють зв’язок між умовами раннього
розвитку та особливостями процесу старіння і ТЖ.

Для досягнення цієї мети були поставлені наступні завдання:

Дослідити тривалість життя мешканців м. Києва в залежності від місяця їх
народження.

Визначити вплив факторів сезонної природи у ранньому онтогенезі на
структуру вікової смертності.

Дослідити зміни рівня смертності протягом індивідуального річного
циклу.

Визначити вплив факторів, що модифікують темп розвитку Drosophila
melanogaster (щільності популяції личинок, температури) на
життєздатність і ТЖ імаго.

Дослідити реактивні зміни на клітинному і молекулярному рівнях, що
індуковані рентгенівським опроміненням Drosophila melanogaster на стадії
яйця в діапазоні малих доз. З’ясувати, як опромінення на стадії яйця та
личинки в діапазоні малих доз впливає на імагінальну життєздатність,
біологічний вік та ТЖ Drosophila melanogaster.

Визначити особливості прояву гетерозису у реципрокних міжлінійних
гібридів Drosophila melanogaster.

Вивчити взаємозв’язок між індивідуальною ТЖ самок Drosophila
melanogaster і репродуктивною активністю .

Об’єкт дослідження: показники смертності і ТЖ мешканців м. Києва, що
померли в 1990-2000 рр. (популяційні дослідження). Показники
життєздатності лабораторних популяцій Drosophila melanogaster
(експериментальні дослідження) в залежності від впливу факторів довкілля
на ранніх етапах онтогенезу.

Предмет дослідження: механізми, які визначають довгострокові зміни, що
індуковані особливостями раннього онтогенезу.

Методи дослідження: молекулярно-біолологічні, морфологічні, статистичні.
При математичному моделюванні використані модель Гомперця, а також
моделі факторного аналізу і біологічного віку.

Наукова новизна одержаних результатів. Визначено, що смертність та ТЖ
людей значною мірою залежать від факторів сезонної природи, пов’язаних з
місяцем їх народження. Виявлені періодичні зміни життєздатності людей
протягом індивідуального річного циклу. Показано, що відхилення умов
розвитку від екологічного оптимуму (температури, щільності личинкової
популяції тощо) може значною мірою впливати на життєздатність,
смертність та ТЖ імаго Drosophila melanogaster, причому ці зміни можуть
бути як негативними, так і позитивними, в залежності від характеру
відхилень. Виявлено, що застосування геропромотора (нітрату алюмінія) у
малих дозах на стадії розвитку комах може призводити до ефекту
парадоксального стимулювання (гормезису). Продемонстровано, що
рентгенівське опромінення на ранніх етапах онтогенезу може приводити до
збільшення життєздатності та подовження ТЖ комах. Показано, що
опромінення на ранніх стадіях розвитку мух у дозах, які спричиняють
гормезис за ТЖ, призводить до реактивних змін на молекулярному та
ультраструктурному рівнях, які, як і гормезис, можуть бути пов’язані з
індукованою опроміненням довгостроковою активізацією репараційної
системи комах. Виявлені розбіжності у прояві гетерозису між реципрокними
міжлінійними гібридами, які можуть свідчити про залежність цього ефекту
від факторів негенетичної природи. Виявлено, що з тривалістю життя самок
Drosophila melanogaster асоціюється тривалість репродукції, а не її
інтенсивність, що може свідчити про епігенетичну природу взаємозв’язку
між цими показниками.

Практичне значення одержаних результатів. Отримані результати мають
значення для з’ясування біологічих механізмів, які визначають
довгострокові наслідки особливостей раннього розвитку. У ході
дослідження розроблено експериментальну модель, яка дозволяє, завдяки
застосуванню “м’яких” стресів у ранньому онтогенезі, подовжувати
тривалість життя Drosophila melanogaster. Ця модель може бути
використана в експериментально-геронтологічних дослідженнях з метою
вивчення механізмів дії відомих геропротекторів, а також для розробки
принципово нових геропротекторних засобів. Результати дослідження можуть
бути використані для обгрунтування доцільності переорієнтації акцентів в
експериментальній геронтології на користь застосування потенційних
засобів геропротекторної корекції на ранніх етапах онтогенезу
експериментальних об’єктів. Розроблено метод визначення біологічного
віку Drosophila melanogaster, який може бути використаний в
експериментальній геронтології для оцінки інтегральної життєздатності
комах при вивченні експериментальних модифікацій темпу старіння.

Особистий внесок здобувача. Дисертант є автором ідей, що покладені в
основу дисертаційної роботи, він самостійно провів аналіз наукової
літератури і патентний пошук, обгрунтував актуальність дослідження, його
ціль та завдання. Ним особисто опрацьовані робочі схеми досліджень,
розроблено метод визначення біологічного віку Drosophila melanogaster.
Експериментальні дослідження змін показників життєздатності,
репродуктивної активності, біологічного віку і тривалості життя
Drosophila melanogaster у залежності від експериментальних модифікацій
розвитку комах. а також демографічні дослідження залежності смертності
та тривалості життя людей від особливостей їх раннього розвитку
проведені безпосередньо за його участю. Дисертант самостійно здійснив
аналіз одержаних даних, їх статистичну обробку, а також підготував усі
публікації за темою досліджень. Окремі експериментальні дослідження
проведені за участю співавторів публікацій, які були виконавцями
спільних тем.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень, що включені до
дисертації, оприлюднено на засіданнях сектору біології старіння
Інституту геронтології АМН України, науковій конференції “Прискорене
старіння: зв’язок з віковою патологією” (Київ, 1992), II Національному
конгресі геронтологів та геріатрів (Київ, 1994), науково-практичній
конференції «Застосування геропротекторів для попередження
прискореного старіння» (Київ, 1996 р.), міжнародних симпозіумах
«Біологічні механізми старіння» (Харків, 1996, 1998, 2000, 2002 рр.),
IV Європейському геронтологічному конгресі (Берлін, 1999 р.), ІІ
Європейському конгресі по біогеронтології (м. Санкт-Петербург, 2000
р.), ІІ Українському з’їзді геронтологів та геріатрів (2000 р.),
міжнародному конгресі “Fetal origins of adult disease” (Мумбай, Індія,
2001 р.), міжнародних семінарах “Космос і біосфера”(Партеніт, Крим,
2001, 2003 рр.), на засіданні Харківського відділення Українського
товариства геронтологів та геріатрів (Харків, 2002 р.), засіданні
Російського геронтологічного товариства (Москва, 2002 р.), Школі з
фундаментальних механізмів старіння (Київ, 2003 р.), науковій
конференції Інституту геронтології АМН України (Київ, 2003 р.).

Публікації. Основні результати дисертаційної роботи висвітлені в одній
одноосібній монографії, 28 статтях (з них 16 — у вітчизняних і 6 – в
іноземних профільних журналах), 6 препринтах та 32 тезах. 7 статей
написані автором самостійно, 21 – в співавторстві.

Структура і об’єм роботи. Дисертацію викладено на 289 сторінках
машинопису, ілюстровано 31 рисунком та 32 таблицями. Робота складається
з вступу, аналітичного огляду літератури, розділу, присвяченого опису
об’єктів і методів досліджень, 7 розділів, в яких викладено результати
власних досліджень, розділу, присвяченого аналізу і узагальненню
результатів дослідження, висновків та списку використаних джерел із 374
найменувань.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

ОБ’ЄКТИ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ

У популяційній частині дослідженні використані архівні записи ЗАГСів м.
Києва. Всі особи, що включені до вибірки, були поділені на групи в
залежності від причин смерті: захворювання органів системи кровообігу,
злоякісні новоутворення, нещасні випадки/самогубства, інфекційні
захворювання, захворювання органів дихання, захворювання органів
травлення, захворювання сечостатевої системи, захворювання нервової
системи, інші причини.

Експериментальна частина досліджень проведена на Drosophila melanogaster
аутбредних лабораторних популяцій ліній Oregon-R і Canton-S. Виживаність
комах на передімагінальних стадіях визначали як частку мух, які пройшли
повний цикл розвитку (від яйця до імаго). Тривалість розвитку мух
визначали як час (у годинах) від відкладання яєць до вильоту 50 % осіб у
кожній з ємностей, де відбувався розвиток комах. Для визначення
імагінальної тривалості життя використовували по 100-200 комах у кожній
з експериментальних груп. Для кожної групи розраховували середню
тривалість життя (СТЖ) і максимальну тривалість життя (МТЖ). З метою
модифікації розвитку комах з подальшим вивченням впливу цих модифікацій
на тривалість життя імаго використовували:

різні комбінації щільності личинкової популяції (< 500 личинок або >
2000 личинок у банці об’ємом 1,0 л) та імагінальної популяції (20 або 40
комах у склянці);

різні температури розвитку: 21, 23, 25, 27 і 29 oС;

нітрат алюмінію (Al(NO3)3*9H2O) у концентрації 1 г на 1 літр корму;

низькочастотні коливання атмосферного тиску (НЧКАТ).

Рентгенівське опромінення здійснювали на стадії яйця (у дозах 0,25,
0,50, 0,75, 1, 2 і 4 Гр) та личинки (у дозах 1,2, 2,1, 4,2, 7,5 та 17,1
Гр). Для оцінки життєздатності мух у кожній з експериментальних груп
визначали:

масу тіла;

інтенсивність метаболізму;

індуковану локомоторну активність (фототаксис і геотаксис);

стійкість до голодування;

стійкість до теплового шоку;

репродуктивну активність самок (фекандильність і фертильність).

Біологічний вік комах визначали за допомогою набору тестів, до складу
якого входили такі характеристики: індукована локомоторна активність,
стійкість до теплового шоку та стійкість до голодування.

Для визначення впливу рентгенівського опромінення на стадії яйця на
структурно-функціональні особливості геному імаго здійснювали
електрофорез обробленої S1-нуклеазою ДНК. Об’єктом аналізу індукованих
опроміненням реактивних ультраструктурних змін були тканини медіальної
частини мозку, що межує з оком (lamina ganglionaris), а також
центральної частини мозку, що входить до складу так званих “грибовидних
тіл”.

Для статистичної обробки одержаних результатів використовували
варіаційний, кореляційний і дисперсійний методи статистичного аналізу. З
метою моделювання демографічних тенденцій D. melanogaster використано
факторний аналіз, а також модель Гомперця. Визначення інтегральної
життєздатності мух здійснювали за допомогою моделі біологічного віку, що
була розроблена на основі методу множинної лінійної регресії.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

Вплив чинників раннього онтогенезу на структуру

смертності і тривалість життя мешканців м. Києва

Залежність тривалості життя людей від місяця їх народження. У ряді
досліджень, які були здійснені за останні роки, показано, що схильність
до вікових захворювань та тривалість життя людей можуть залежати від
умов раннього розвитку, зокрема, кліматичних факторів, що пов’язані із
щорічними змінами сезонів. Для визначення впливу кліматичних факторів у
ранньому онтогенезі на перебіг старіння та тривалість життя людей було
здійснене вивчення залежності віку смерті мешканців м. Києва, які
померли у період 1990-2000 років, від місяця їхнього народження.
Досліджувана вибірка включала 101 634 особу (51 503 чоловіка і 50 131
жінку). За допомогою однофакторного дисперсійного аналізу (незалежна
змінна – місяць народження), виявлено, що вік смерті значною мірою
залежить від кліматичних факторів (чоловіки: F = 8,975, жінки: F =
9,662, p < 0,0001 в обох випадках ). Вік смерті у осіб, що народилися в середині року (квітень - липень) був значно меншим (табл. 1), ніж у народжених на початку і наприкінці року (жовтень - березень). Відмінності між мінімальними і максимальними значеннями середньомісячного віку смерті складали 2,6 роки для чоловіків і 2,3 роки для жінок. Таблиця 1 Середній вік смерті (СВС) жителів Києва, які народилися у різні місяці року Місяць Чоловіки Жінки народження n СВС, років n СВС, років Січень 5308 61,13(0,22 4628 72,40(0,22* Лютий 4390 62,14(0,25* 3991 72,62(0,23* Березень 4517 61,68(0,25 4573 73,26(0,21** Квітень 3975 61,18(0,26 3727 71,61(0,25 Травень 4384 61,74(0,25 4280 71,57(0,23 Червень 4091 61,22(0,26 3655 71,80(0,25 Липень 4123 61,00(0,26 3828 71,71(0,25 Серпень 4509 61,76(0,24 4446 72,17*0,22 Вересень 4216 62,40(0,25** 4198 72,16(0,23 Жовтень 4195 62,73(0,25** 4226 72,44(0,22* Листопад 3948 62,60(0,26** 3889 72,44(0,22* Грудень 3847 63,58(0,27** 4690 73,88(0,19** Примітка. * - p < 0,02, ** - p < 0,001 у порівнянні з мінімальним рівнем (липень - для чоловіків і травень - для жінок). Вплив факторів сезонної природи у ранньому онтогенезі на структуру вікової смертності. З-поміж усіх причин смерті, значимі розходження серед осіб, які народжені у різні місяці року, виявлені тільки щодо смертності від нещасних випадків і суїциду (табл. 2). Серед чоловіків, які народилися в другому кварталі року, частка осіб, що померли від цієї причини, становила 13,88 %, а в четвертому – 12,49 % від загальної кількості померлих ((2 = 10,24, p < 0,001); аналогічні показники в жінок складали 4,87 % серед народжених у другому кварталі і 3,81 % - у четвертому ((2 = 16,33, p < 0,001). Таким чином, особи, які народилися в четвертому кварталі, рідше гинули від нещасних випадків чи кінчали життя самогубством, ніж народжені в другому кварталі. Таблиця 2 Частка померлих від окремих причин (%) від загальної кількості осіб, народжених у різні місяці року Місяць року ІЗ ЗН ЗОТ ЗОД ЗОК ЗСС ЗНС НВ/С ІП Ч о л о в і к и Січень 3,70 16,81 3,50 4,22 51,39 0,83 0,52 12,94 6,09 Лютий 3,52 16,84 3,74 3,92 51,40 0,49 0,58 12,94 6,57 Березень 3,38 15,99 3,12 4,26 52,07 0,93 0,56 13,30 6,35 Квітень 3,75 15,57 4,04 3,75 50,91 0,78 0,54 14,47 6,20 Травень 4,06 15,89 3,02 3,75 51,94 0,82 0,77 13,51 6,23 Червень 3,34 16,80 3,48 3,48 51,12 1,02 0,66 13,82 6,29 Липень 3,65 16,12 2,92 3,32 51,86 0,90 0,94 13,53 6,74 Серпень 3,64 16,91 3,16 3,81 51,84 0,76 0,67 12,56 6,65 Вересень 3,47 18,11 3,14 3,79 50,85 0,99 0,69 13,05 5,89 Жовтень 3,96 16,72 3,24 4,02 51,72 0,72 0,49 12,40 6,73 Листопад 3,64 16,58 3,08 4,06 51,09 0,88 0,93 12,84 6,90 Грудень 3,70 15,73 3,14 3,62 53,74 0,79 0,68 12,69 5,90 Ж і н к и Січень 2,41 15,87 2,33 2,22 64,77 0,93 0,55 4,02 6,88 Лютий 2,31 16,19 2,31 2,12 64,23 1,14 0,46 4,50 6,67 Березень 2,42 15,47 2,37 2,37 65,91 0,75 0,43 4,04 6,18 Квітень 2,36 16,76 2,91 2,07 62,65 0,79 0,45 5,19 6,73 Травень 2,25 16,28 2,85 2,82 63,43 1,07 0,27 4,85 6,06 Червень 2,93 15,42 2,67 1,73 64,03 0,80 0,32 5,39 6,54 Липень 2,52 16,03 2,59 2,41 64,18 0,86 0,41 4,50 6,33 Серпень 2,33 15,60 2,05 2,38 64,98 0,59 0,31 4,93 6,67 Вересень 2,98 16,75 2,42 2,17 63,29 0,77 0,35 4,33 6,73 Жовтень 2,66 15,58 2,26 2,33 65,43 0,81 0,42 3,91 6,38 Листопад 2,65 15,35 2,65 2,18 65,45 0,65 0,35 4,28 6,16 Грудень 2,52 16,04 2,17 2,06 65,92 0,75 0,38 3,85 6,06 Примітки: ІЗ - інфекційні захворювання, ЗН - злоякісні новоутворення, ЗОТ - захворювання органів травлення, ЗОД - захворювання органів дихання, ЗОК - захворювання органів кровообігу, ЗСС - захворювання сечостатевої системи, ЗНС - захворювання нервової системи, НВ/С - нещасні випадки/самогубства, ІП - інші причини. Практично у всіх випадках (для всіх причин смерті), як у чоловіків, так і у жінок у дослідженій вибірці найбільшим виявився середній вік смерті людей, які народилися в IV кварталі року. Результати дослідження свідчать про те, що чинники кліматичної природи у ранньому онтогенезі “програмують” не схильність до певних вікових захворювань, а загальний рівень життєздатності і потенціал довгожительства як такий. Зміни рівня смертності протягом індивідуального річного циклу. У дослідженій виборці виявлено так званий “ефект дня народження” - перевищення кількості померлих у день народження і у прилеглі до нього дні у порівнянні з середнім рівнем смертності у інші дні індивідуального річного циклу. Динаміка змін кількості померлих у різні місяці індивідуального річного циклу мала, як у чоловіків, так і у жінок, подібний “синусоїдальний” характер із приблизно піврічним періодом (рис. 1): піки смертності в чоловіків і жінок приходилися на кінець і початок індивідуального річного циклу (1-й і 12-й місяці), а також на середину індивідуального річного циклу (6-й місяць у чоловіків і 8-й – у жінок). Рівень смертності значною мірою залежав від місяця індивідуального річного циклу (чоловіки: F = 2,08, p < 0,05; жінки: F = 1,85, p < 0,05). Особливо вираженим було збільшення смертності в місяці перед і після дня народження. “Ефект дня народження” був відсутній у осіб, які вмерли до 60-літнього віку (чоловіки: F = 0,87, p > 0,05; жінки: F = 0,57, p > 0,05), але є
чітко виражений у людей, які прожили більш 60-ти років (чоловіки: F =
2,31, p < 0,01; жінки: F = 2,40, p < 0,01). Аналіз одержаних даних дозволяє припустити, що ймовірною причиною “ефекту дня народження” можуть бути періодичні зміни рівня здоров'я і стрес-реактивності у людей протягом індивідуального річного циклу, що пов’язані з імпринтуванням “стресу народження” у структурі біологічних ритмів організму. Рис. 1. Частка осіб, які померли у різні місяці індивідуального річного циклу (ІРЦ) (темні кружки – чоловіки, світлі - жінки). Вплив експериментальних модифікацій розвитку на біологічний вік та тривалість життя імаго Drosophila melanogaster Залежність тривалості розвитку та тривалості життя комах від температури розвитку. Відомо, що тривалість розвитку мух значною мірою залежить від температури. У нашому дослідженні збільшення температури у діапазоні від 21 до 29 oС призвело до зменшення тривалості розвитку і скорочення імагінальної тривалості життя самок ліній Oregon-R (OR) і Canton-S (CS) (рис. 2). Факторний аналіз показника lx (кількості осіб, що доживали до віку х) при різній температурі розвитку показав, що виживаність на ранніх і проміжних етапах життя Рис. 2. Криві виживаності самок ліній OR і CS, що вирощені при різній температурі ( –(– 21 оС, –(– 23 оС, –(– 25 оС, –(– 27 оС, –(– 29 оС). імаго сягала максимальних значень, якщо розвиток комах здійснювали в діапазоні температур 23-27 oС; найменш сприятливою для виживаності на ранніх і проміжних етапах життя імаго була температура 29 oС, а найбільш сприятливою для пізньої виживаності – 21 oС. З тривалістю розвитку корелював на рівні статистичної значимості тільки фактор пізньої виживаності (для лінії OR r = 0,58, для лінії CS r = 0,59, в обох випадках p < 0,01). Вплив щільності популяції на личинковій і імагінальній стадіях онтогенезу на тривалість життя мух. Неодноразово продемонстровано, що тривалість життя D. melanogaster значною мірою залежить від щільності популяції (ЩП) на личинковій і імагінальній стадіях. У нашому дослідженні тривалість розвитку мух, що розвивалися в умовах перенаселення, була на 20-25 годин (тобто, на 8-10 %) більшою, ніж в умовах розвитку при нормальній ЩП. Збільшення ЩП на стадії імаго призводило до статистично достовірного зниження тривалості життя у комах, розвиток яких проходив в умовах низької ЩП на личинковій стадії. Збільшення ЩП на личинковій стадії призвело до збільшення тривалості життя мух, особливо вираженого у тому разі, коли комахи жили в умовах високої ЩП на імагінальній стадії. Такий результат може пояснюватися тим, що "стрес перенаселення" на личинковій стадії збільшує резистентність мух до наступного стресу аналогічної природи на стадії імаго. Результати дослідження свідчать про те, що індуковане "стресом перенаселення" на личинковій стадії збільшення резистентності до наступних стресів (і такого "неспецифічного стрес-синдрому", як старіння) є більш вираженим в умовах, що відрізняються від екологічного оптимуму (у даній ситуації - при підвищеній ЩП у імаго). Вплив нітрату алюмінію на біологічний вік та тривалість життя імаго Drosophila melanogaster. Відомо, що використання чинників, які пошкоджують організм, у малих дозах може призводити до ефекту парадоксального стимулювання (гормезису). У нашому дослідженні горметичний ефект було виявлено при додаванні в корм комахам на передімагінальних стадіях нітрату алюмінію (за даними деяких досліджень, геропромотору) у дозі 1 грам на літр корму. Додавання у корм нітрату алюмінію призвело до збільшення середньої тривалості життя та максимальної тривалості життя комах. Виживання збільшувалося у самок насамперед на середніх (приблизно з 30 до 50 доби), а у самців на пізніх (після 50 доби) стадіях життя імаго. У комах обох статей виявлено суттєве збільшення максимальної тривалості життя у порівнянні з контролем. Як за окремими показниками життєздатності (до складу яких входили індукована локомоторна активність, стійкість до голодування та теплового шоку), так і за розрахованим на їх основі інтегральним показником біологічного віку, покращення показників після додавання у корм нітрату алюмінію спостерігалося у порівнянні з контролем перш за все на пізніх етапах життя комах. Отже, у комах, яким у корм на передімагінальних стадіях онтогенезу додавали нітрат алюмінію, відбувалися довгострокові адаптаційні зміни, які призводили до того, що вони не тільки жили довше, а й довше зберігали високу життєздатність, ніж інтактні мухи, причому у найбільшій мірі ефект парадоксальної стимуляції був виражений на пізніх етапах онтогенезу. Вплив низькочастотних коливань атмосферного тиску на тривалість життя імаго Drosophila melanogaster у нормі та після теплового шоку. Застосування теплового шоку (60, 90 та 120 хв при 40 °С) на стадії яйця або практично не впливало на імагінальну тривалість життя, або дещо знижувало середню тривалість життя мух у порівнянні з контролем. При застосуванні після теплового шоку низькочастотних коливань атмосферного тиску у самців, навпаки, виявлено достовірне збільшення середньої тривалості життя у порівнянні з контролем. Це може свідчити про те, що ці коливання відіграють нормалізуючу роль у дезадаптованому організмі. Вплив рентгенівського опромінення на стадії личинки на тривалість життя імаго Drosophila melanogaster. Рентгенівське опромінення на стадії личинки у дозах 1,2, 2,1, 4,2, 7,5 та 17,1 Гр призвело до зменшення середньої тривалості життя (СТЖ) комах, причому СТЖ зменшувалася у тим більшій мірі, чим більшою була доза опромінення (табл. 3). Достовірні відмінності від контролю (неопромінених комах) виявлені у самців починаючи з дози 7,5 Гр, а у самок - з дози 1,2 Гр. Максимальна тривалість життя (МТЖ) зменшувалася тільки у самців, які були опромінені в дозі 17,1 Гр, а при опроміненні самців у дозах 1,2, 2,1 та 4,2 Гр та самок у дозах 1,2 та 17,1 Гр виявлено статистично достовірне збільшення МТЖ у порівнянні з контролем. У опромінених комах, незалежно від дози опромінення, виявлено збільшення інтенсивності вікової смертності на ранніх стадіях онтогенезу імаго та зменшення - на пізніх у порівнянні з інтактними (неопроміненими) контрольними мухами. Таблиця 3 Тривалість життя самок та самців Drosophila melanogaster після рентгенівського опромінення у різних дозах на стадії личинки, діб Доза, Гр Самки Самці СТЖ МТЖ СТЖ МТЖ 0 53,2(1,2 73,8(0,6 39,0(1,4 67,3(1,2 1,2 47,4(1,4* 79,0(1,0** 42,0(1,5 75,8(1,1** 2,1 44,7(1,5** 72,8(0,9 37,7(1,5 74,3(1,6** 4,2 46,0(1,4** 76,0(1,0 38,5(1,4 72,8(1,2** 7,5 44,0(1,6** 75,0(0,9 27,1(1,4** 67,5(1,2 17,1 37,2(1,7** 78,8(0,9** 23,2(0,9** 47,8(1,3** Примітка: * - p < 0,01; ** - p < 0,001. Можна припустити, що рентгенівське опромінення на стадії личинки призводило до протилежних ефектів у субпопуляціях комах з різним адаптаційним рівнем. З одного боку, для мух, що належали до “слабкої” субпопуляції, опромінення могло бути “дистресом”, внаслідок якого їх життєздатність зменшувалася і вони, хоча й проходили повний цикл розвитку, вимирали у більш ранні строки, ніж контрольні комахи. З іншого боку, для мух, які належали до “сильної” субпопуляції, опромінення у застосованих дозах могло бути “еустресом”, що призводило до довгострокових позитивних наслідків на імагінальній стадії. Вплив рентгенівського опромінення на стадії яйця на життєздатність та тривалість життя імаго Drosophila melanogaster та їх нащадків. Рентгенівське опромінення в дозах 0,25 - 0,75 Гр призвело до зменшення маси тіла і підвищення індукованої локомоторної активності імаго. При опроміненні в дозі 0,5 Гр у самців виявлене збільшення стійкості до голодування і теплового шоку. Опромінення в дозах 0,25, 0,5 і 1 Гр призвело до збільшення середньої тривалості життя самців і в дозі 0,25 Гр – максимальної тривалості життя самок. Подібні тенденції виявлені й у поколінні F1: нащадки опромінених на стадії яйця батьків мали меншу масу тіла і більшу локомоторну активність, ніж нащадки неопромінених батьків. У ряді випадків у нащадків опромінених батьків у поколінні F1 виявлений гормезис за стрес-резистентністю і тривалістю життя. Біологічний вік у самців при опроміненні у дозах 0,25 та 0,50 Гр покращувався (зменшувався), а у самок при опроміненні у дозах 0,25, 0,75 та 1,00 Гр погіршувався (збільшувався). У поколінні F1 біологічний вік у самців і самок, опромінених у дозах 0,25 та 1,00 Гр покращувався у порівнянні з контролем. Одержані дані дозволяють припустити, що існує ймовірність довгострокового збереження індукованих стресом у ранньому онтогенезі змін спектра адаптивних реакцій. Структурно-функціональні зміни ДНК імаго Drosophila melanogaster після рентгенівського опромінення на стадії яйця Z \ ? ¶ 1/4 I R T V ~ „ ? Oe TH j ? T V I TH j ? & & & iUi2§kdU `abada?a?adeWNEE9 ???????????????(рис. 3), в дозах 0,25 і 0,5 Гр – максимальної тривалості життя, у самок опромінення у дозах 0,25, 0,75 і 2 Гр збільшило максимальну тривалість життя. Аліквоти ДНК, що ізольовані з 5-6-добових імаго, обробляли S1-нуклеазою. Денситометричний аналіз електрофореграм ДНК продемонстрував, що в контролі дія S1-нуклеази призвела до зниження частки високомолекулярної ДНК на 39,2 %. ДНК опромінених мух виявилася значно більш стійка до дії ферменту, що, як і гормезис за тривалістю життя, могло бути наслідком активізації репараційної системи або зниження транскрипційної активності в клітинах опромінених комах. Рис. 3. Вплив рентгенівського опромінення в різних дозах на стадії яйця на частку розщепленої S1-нуклеазою ДНК і середню тривалість життя (СТЖ) самців D. melanogaster. Дози опромінення, що призвели до статистично значущих змін частки розщепленої S1-нуклеазою ДНК, позначені зірочками. Ультраструктурні модифікації клітин нервової системи імаго D. melanogaster після рентгенівського опромінення на стадії яйця Про наявність змін у транскрипційній активності можуть свідчити зміни на клітинному (ультраструктурному) рівні. З метою аналізу таких змін було проведене електронно-мікроскопічне дослідження клітин мозку інтактних та опромінених на стадії яйця у дозі 0,75 Гр (де було виявлено найбільш виразний гормезисний ефект) комах. Зміни, що індуковані рентгенівським опроміненням у цій дозі у нейронах комах, свідчать про функціональне напруження клітин. Це виражається, насамперед, у гіперплазії основних елементів білоксинтезуючої системи клітин – канальців гранулярного ендоплазматичного ретикулуму та рибосом. У ряді клітин ступінь гіперплазії рибосом виявилась особливо значною, що створює враження переповнення цитоплазми цими органелами, внаслідок чого клітина здається електроннотемною. Таким чином, аналіз змін на молекулярному та ультраструктурному рівнях дозволяє висловити припущення, що рентгенівське опромінення у ранньому онтогенезі у діапазоні малих доз призводило до активізації біосинтетичної активності у клітинах імаго, отже, найбільш вірогідною причиною виявленого горметичного ефекту може бути пролонгована активізація репараційної системи. Розбіжності у прояві гетерозису між реципрокними міжлінійними гібридами Drosophila melanogaster При реципрокних схрещуваннях Drosophila melanogaster трьох інбредних ліній: Oregon-R (OR), Canton-S (CS) і Умань (Ум), які відрізняються за тривалістю життя, виявлені розбіжності у прояві гетерозису між міжлінійними гібридами (табл. 4). Чіткий гетерозисний ефект як за середньою тривалістю життя (СТЖ), так і за максимальною тривалістю життя (МТЖ) був виявлений у більшості одержаних гібридів. Або в обох гібридів (при прямому і реципрокному схрещуванні інбредних ліній OR і CS, а також CS і Ум), або в одного з них (при схрещуванні ліній OR і Ум) виживаність була вищою, ніж в обох інбредних предків (в усіх варіантах схрещування першими позначені самки). У гібридів, одержаних при прямому і реципрокному схрещуваннях ліній Canton-S і Умань, а також Oregon-R і Умань, виявлено виражений материнський ефект відносно середньої тривалості життя: більш довгоживучими були ті гібридні комбінації, в яких більш довгоживучими були матері. Наявність подібних розбіжностей між реципрокними гібридами може свідчити про залежність гетерозисного ефекту від факторів нехромосомної природи. Таблиця 4 Тривалість життя самців і самок інбредних ліній і гібридів Drosophila melanogaster, діб № Лінія, Самці Самки гібрид СТЖ МТЖ СТЖ МТЖ 1 OR 82,90(2,01 93,30(0,83 76,66(1,80 92,60(1,22 2 CS 67,60(1,55 78,80(0,52( 67,66(1,64 81,30(0,80 3 Ум 57,64(1,77 75,20(0,27 64,30(1,24 74,50(0,27 4 CSxOR 88,78(1,94 107,60(1.01 89,44(2.05 107,80(0.99 5 ORxCS 84,34(1,79 99,10(0.88 92,68(1.90 110,20(1.27 6 УмxOR 68,68(1,58 84,60(1,06 69,52(1,41 91,10(1,28 7 ORxУм 88,06(1,75 105,30(0,68 94,00(1,49 111,30(0,87 8 УмxCS 79,60(1,05 101,40(1,11 73,18(1,34 91,50(2,17 9 CSxУм 83,86(2,25 99,30(1,75 87,16(1,05 99,20(1,24 p1,4 <0,001 <0,001 <0,001 p1,5 <0,001 <0,001 <0,001 p1,6 <0,001 <0,001 <0,01 p1,7 <0,001 <0,001 <0,001 p2,8 <0,001 <0,001 <0,05 <0,001 p2,9 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 p4,5 <0,001 p6,7 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 p8,9 <0,001 <0,01 Взаємозв'язок між репродуктивною активністю і тривалістю життя самок Drosophila melanogaster Результати дослідження взаємозв’язків між показниками, які характеризують репродуктивну активність самок Drosophila melanogaster на різних етапах життя та їх тривалістю життя свідчать про відсутність очікуваних у відповідності до гіпотез усуваної соми та антагоністичної плейотропії негативних кореляцій між показниками, які характеризують ранню репродуктивну активність мух, та строками їх імагінального життя. Виявлено, що, якщо у загальній виборці комах збільшення репродуктивої активності самок асоціюється зі збільшенням індивідуальної тривалості життя (ІТЖ), то у комах, ІТЖ яких перевищує 80 діб - зі зменшенням ІТЖ. Така різка зміна тенденцій у довгоживучих комах у порівнянні з загальною виборкою може свідчити про те, що вони належать до специфічної субпопуляції мух. До віку 30 Рис. 4. Величина показника СДФ у комах з різною індивідуальною тривалістю життя. діб середня добова фертильність (СДФ) у комах з різними значеннями ІТЖ практично не відрізнялася (рис. 4), але потім зниження СДФ відбувалося набагато швидшими темпами у мух з меншими значеннями показника ІТЖ. Таким чином, аналіз показників, які характеризують репродуктивний потенціал комах, дозволяє припустити, що мухи з великими значеннями показника ІТЖ ("довгожителі") відрізняються від мух з малими значеннями показника ІТЖ ("короткожителів") не меншою (або більшою) репродуктивною активністю у певні періоди життя, а різною динамікою її вікових змін. ВИСНОВКИ У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення проблеми залежності життєздатності та тривалості життя від чинників раннього розвитку, здійснене вивчення молекулярних та клітинних механізмів, які зумовлюють асоціацію між ранніми та пізніми етапами онтогенезу організму. Вік смерті в осіб, що народилися на початку і наприкінці року (жовтень - березень) значно перевищує відповідні показники у людей, що народилися в середині року (квітень - липень). Відмінності між мінімальними і максимальними середньомісячними значеннями віку смерті складають 2,6 роки для чоловіків і 2,3 роки для жінок. Суттєвих відмінностей у структурі смертності серед людей, що народилися у різні місяці року, не виявлено; практично у всіх випадках (для всіх причин смерті), як у чоловіків, так і у жінок найбільшим виявився середній вік смерті людей, що народилися у IV кварталі року. Рівень смертності характеризується періодичними змінами протягом індивідуального річного циклу; найвищим є рівень смертності у період, що межує з днем народження людей. Розвиток Drosophila melanogaster в умовах підвищеної щільності личинкової популяції приводить до подовження тривалості життя імаго, особливо вираженого у тому разі, якщо комахи живуть в умовах високої щільності популяції на імагінальній стадії. Підвищення температури розвитку Drosophila melanogaster у діапазоні 21-29 оС призводить до скорочення тривалості розвитку комах, а також імагінальної тривалості життя. Найбільшою мірою від тривалості розвитку комах залежить їх виживаність на пізніх етапах імагінального життя. Виживаність на ранніх і проміжних етапах життя імаго сягала максимальних значень, якщо розвиток комах здійснювали у діапазоні температур 23-27 oС; найменш сприятливою для виживаності на ранніх і проміжних етапах життя імаго була температура 29 oС, а найбільш сприятливою для пізньої виживаності - 21 oС. Додавання у корм нітрату алюмінію у концентрації 1 г на літр корму на стадії розвитку привело до гормезису у імаго, який виявлявся у підвищенні життєздатності і подовженні тривалості життя імаго. Як за окремими показниками життєздатності (індукована локомоторна активність, стійкість до голодування та теплового шоку), так і за розрахованим на їх основі інтегральним показником біологічного віку, покращення показників після додавання у корм нітрату алюмінію спостерігалося у порівнянні з контролем перш за все на пізніх етапах життя комах. Застосування під час розвитку мух низькочастотних коливань атмосферного тиску призвело до збільшення імагінальної виживаності у комах, що підлягали дії теплового шоку на стадії яйця. Рентгенівське опромінення Drosophila melanogaster на стадії личинки у діапазоні 1,2 – 17,1 Гр приводить до підвищення інтенсивності смертності на ранніх стадіях імагінального життя і зниження – на пізніх. Опромінення Drosophila melanogaster на стадії яйця у діапазоні 0,25-0,75 Гр приводить до гормезису (подовження тривалості життя, поліпшення життєздатності і зменшення біологічного віку). Подовження тривалості життя мух, індуковане опроміненням на стадії яйця у дозі, яка приводить до найбільш вираженого гормезисного ефекту (0,75 Гр), супроводжувалося тривалими змінами на рівні структурно-функціональної організації ДНК (збільшенням стійкості до S1-нуклеази), що може свідчити про активізацію внаслідок опромінення репараційної системи, а також ультраструктурними змінами нейронів головного мозку, які свідчать про підвищення транскрипційної активності. При реципрокних схрещуваннях Drosophila melanogaster трьох інбредних ліній: Oregon-R, Canton-S і Умань, які відрізняються за тривалістю життя, виявлені розбіжності у прояві гетерозису між міжлінійними гібридами. У гібридів, одержаних при прямому і реципрокному схрещуваннях ліній Canton-S і Умань, а також Oregon-R і Умань, виявлено виражений материнський ефект відносно середньої тривалості життя: більш довгоживучими були ті гібридні комбінації, у яких більш довгоживучими були матері. Результати дослідження взаємозв’язків між показниками, які характеризують репродуктивну активність самок Drosophila melanogaster на різних етапах життя та їх тривалістю життя свідчать про відсутність очікуваних у відповідності до гіпотез усуваної соми та антагоністичної плейотропії негативних кореляцій між показниками, які характеризують ранню репродуктивну активність мух, та строками їх імагінального життя. З тривалістю життя асоціюється перш за все тривалість репродукції, а не її інтенсивність, тобто, довгоживучі мухи відрізняються від короткоживучих не меншою (або більшою) репродуктивною активністю у певні періоди життя, а різною динамікою зміни цих показників. Список основних праць, опублікованих за темою дисертації Вайсерман О.М. Вплив умов раннього розвитку на життєздатність і тривалість життя (популяційні та експериментальні дослідження).- Київ: Фітосоціоцентр, 2003.- 116 с. (Дисертанту належить участь у плануванні і проведенні експериментів, демографічні дані щодо смертності населення м. Києва, дані щодо динаміки смертності D. melanogaster, аналіз і узагальнення результатів досліджень, написання тексту книги). Ахаладзе Н.Г., Вайсерман А.М. Определение биологического возраста как проблема геронтологии // Пробл. старения и долголетия.- 1992.- 2, № 3.- 323-329 (Дисертанту належить розробка концепції роботи, а також участь в опрацюванні літератури та в написанні статті). Вайсерман А.М. Определение биологического возраста Drosophila melanogaster // Пробл. старения и долголетия.- 1993.- 3, № 1.- 9-13. Коваль О.А., Кошель Н.М., Вайсерман А.М., Войтенко В.П. Радиационное старение Drosophila melanogaster // Пробл. старения и долголетия.- 1994.- 4, №2.- 193-202 (Дисертанту належить розробка робочої схеми експерименту, дані щодо динаміки смертності комах, аналіз і узагальнення результатів досліджень, написання тексту статті). Вайсерман А.М. Влияние плотности популяции на личиночной и имагинальной стадиях онтогенеза на жизнеспособность и продолжительность жизни Drosophila melanogaster // Пробл. старения и долголетия.- 1996.- 6, № 1- 2.- 3-10. Вайсерман А.М. Влияние температуры на длительность развития и продолжительность жизни Drosophila melanogaster // Пробл. старения и долголетия.- 1998.- 7, № 1.- 8-15. Вайсерман А.М. Длительность жизни инбредных линий и межлинейных гибридов D. melanogaster // Пробл. старения и долголетия.- 1998.- 7, № 4.- 315-321. Вайсерман О.М., Кошель Н.М., Войтенко В.П. Тривалість життя Drosophila melanogaster після рентгенівського опромінення на стадії личинки // Биологический Вестник Харьковского ун-та.- 1998.- 2, № 1.- 34-37 (Дисертанту належить розробка робочої схеми експерименту, дані щодо динаміки смертності та фекандильності комах, аналіз і узагальнення результатів досліджень, їм написано текст статті). Кошель Н.М., Вайсерман А.М., Войтенко В.П. Влияние облучения на стадии яйца на жизнеспособность и продолжительность жизни имаго Drosophila melanogaster и их потомков // Пробл. старения и долголетия.- 1999.- 8, № 1.- 16-21 (Дисертанту належить розробка робочої схеми експерименту, дані щодо показників життєздатності та виживаності комах, аналіз і узагальнення результатів досліджень, їм написано текст статті). Вайсерман А.М. Гормезис у Drosophila melanogaster при добавлении в пищевую среду нитрата алюминия на стадии развития // Пробл. старения и долголетия.- 1999.- 8, № 2.- 149-154. Вайсерман А.М., Кошель Н.М., Войтенко В.П. Влияние рентгеновского облучения в раннем онтогенезе на жизнеспособность и продолжительность жизни Drosophila melanogaster // Пробл. старения и долголетия.- 2000.- 9, № 1.- 33-41 (Дисертанту належить розробка робочої схеми експерименту, дані щодо показників життєздатності та виживаності комах після опромінення у малих дозах, аналіз і узагальнення результатів досліджень, їм написано текст статті). Войтенко В.П., Вайсерман А.М., Кошель Н.М., Мозжухина Т.Г., Литошенко А.Я. Влияние рентгеновсого облучения враннем онтогенезе на структурно-функциональную организацию ДНК и продолжительность жизни Drosophila melanogaster // Пробл. старения и долголетия.- 2000.- 9, № 4.- 323-330 (Дисертанту належить участь у плануванні і проведенні експерименту, дані щодо життєздатності та тривалості життя комах, аналіз і узагальнення результатів досліджень, написання тексту статті). Вайсерман А.М., Кошель Н.М., Войтенко В.П. Гормезис та його можлива роль при експериментальному вивченні геропротекторів // Биологический Вестник Харьковского ун-та.- 2000.- 4, № 1-2.- 37-41 (Дисертанту належить розробка робочої схеми експерименту, дані щодо біологічного віку та тривалості життя комах, аналіз і узагальнення результатів досліджень, написано текст статті). Вайсерман А.М., Кошель Н.М., Войтенко В.П. Взаимосвязь репродуктивной активности и продолжительности жизни Drosophila melanogaster // Пробл. старения и долголетия.- 2001.- 10, № 1.- 11-21 (Дисертанту належить розробка робочої схеми експерименту, дані щодо репродуктивної активності та тривалості життя самок Drosophila melanogaster, аналіз і узагальнення результатів досліджень, написано текст статті). Вайсерман А.М., Кошель Н.М., Белая И.И., Войтенко В.П. Продолжительность жизни людей зависит от месяца их рождения // Пробл. старения и долголетия.- 2001.- 10, № 4.- 360-367 (Дисертанту належить розробка робочої схеми дослідження, демографічні дані щодо смертності людей, аналіз і узагальнення результатів досліджень, написано текст статті). Кошель Н.М., Вайсерман О.М., Савінова В.А., Войтенко В.П. Температурні модифікації радіаційного ефекту у Drosophila melanogaster // Вісник Черкаського ун-ту. Біол. науки.- 2002.- вип. 32.- С. 92-97 (Дисертанту належить участь у плануванні і проведенні експерименту, аналіз і узагальнення результатів досліджень, написання тексту статті). Вайсерман А.М. Влияние месяца рождения на структуру смертности жителей Киева (1990–2000 гг.) // Пробл. старения и долголетия.- 2002.- 11.- С. 199-205. Вайсерман А.М. Влияние сезона рождения на структуру смертности и продолжительность жизни жителей Киева // Успехи геронтологии.- 2002.- 10.- С. 29-34. Горго Ю.П., Вайсерман О.М., Мірошник Т.Г., Делюков А.О., Кошель Н.М. Вплив низькочастотних коливань атмосферного тиску на тривалість життя імаго Drosophila melanogaster у нормі та після теплового шоку // Вісник КНУ, Біологія.- 2002.- вип 38.- С. 46-48 (Дисертанту належить участь у розробці робочої схеми і проведенні експерименту, дані щодо тривалості життя комах, аналіз і узагальнення результатів досліджень, написання тексту статті). Кошель Н.М., Вайсерман О.М., Савінова В.А., Войтенко В.П. Модифікація радіаційно-індукованого старіння Drosophila melanogaster за допомогою інгібітору апоптозу ауринтрикарбонової кислоти // Вісник Черкаського ун-ту. Біол. науки.- 2002.- вип. 39.- С. 84-87 (Дисертанту належить розробка робочої схеми експерименту, аналіз і узагальнення результатів досліджень, написання тексту статті). Любарский А.В., Григорьев П.Е. Вайсерман А.М. Отдельные аспекты оценки обращаемости в клинику репродуктивного здоровья // Таврический журнал психиатрии.- 2002.- Т.6, №3.- С. 69-71 (Дисертанту належать дані щодо смертності жителів м. Києва, участь у розробці робочої схеми дослідження, аналізі і узагальненні результатів дослідження, написанні тексту статті). Рушкевич Ю.Е., Вайсерман А.М., Кошель Н.М., Дубилей Т.А., Войтенко В.П. Влияние агониста опиоидных рецепторов на жизнеспособность и продолжительность жизни Drosophila melanogaster. // Пробл. старения и долголетия.- 2003.- 12, № 1.- С. 11-18 (Дисертанту належить розробка робочої схеми експерименту, дані щодо тривалості життя комах, аналіз і узагальнення результатів досліджень, написання тексту статті). Вайсерман А.М., Григорьев П.Е., Белая И.И., Войтенко В.П. Cвязь между датами рождения и смерти в популяции г. Киева // Пробл. старения и долголетия.- 2003.- 12, № 1.- С. 79-87 (Дисертанту належить розробка робочої схеми дослідження, дані щодо смертності жителів м. Києва, аналіз і узагальнення результатів досліджень, написано текст статті). Вайсерман А.М., Литошенко А.Я., Квитницкая-Рыжова Т.Ю., Кошель Н.М., Мозжухина Т.Г., Михальский С.А., Войтенко В.П. Молекулярные и клеточные аспекты радиационного гормезиса у Drosophila melanogaster // Цитология и генетика.- 2003.- 37, № 3.- С. 41-48 (Дисертант приймав участь у розробці робочої схеми експерименту, йому належать дані щодо тривалості життя комах, аналіз і узагальнення результатів досліджень, написано текст статті). Vaiserman A.M., Collinson A.C., Koshel N.M., Belaya I.I., Voitenko V.P. Seasonal programming of adult longevity in Ukraine // Int J Biometeorology.- 2002.- 47, 1.- P. 49-52 (Дисертанту належить розробка робочої схеми дослідження, дані щодо тривалості життя мешканців м. Києва, аналіз і узагальнення результатів досліджень, написання тексту статті). Vaiserman A.M., Koshel N.M., Litoshenko A.Y., Mozzhukhina T.G., Voitenko V.P. Effects of X-irradiation in early ontogenesis on the longevity and amount of the S1 nuclease-sensitive DNA sites in adult Drosophila melanogaster // Biogerontology.- 2003.- 4.- P. 9-14 (Дисертанту належить розробка робочої схеми експерименту, дані щодо тривалості життя комах, аналіз і узагальнення результатів досліджень, написання тексту статті). Vaiserman A.M., Voitenko V.P. Early Programming of Adult Longevity: Demographic and Experimental Studies // J Anti-Aging Med.- 2003.- 6.- P. 11-20 (Дисертанту належить планування експерименту, аналіз і узагальнення результатів досліджень, написання тексту статті). Vaiserman A.M., Grigoryev P.E., Belaya I.I., Voitenko V.P. Variations of mortality rate during the individual annual cycle // Biogerontology.- 2003.- 4.- P. 221-225 (Дисертанту належить розробка робочої схеми дослідження, дані щодо смертності людей, аналіз і узагальнення результатів досліджень, написання тексту статті). Vaiserman A.M., Koshel N.M., Voitenko V.P. Effect of X-irradiation at larval stage on adult life span in Drosophila melanogaster // Biogerontology.- 2004.- 5.- 49-54 (Дисертанту належить розробка робочої схеми експерименту, дані щодо тривалості життя комах, аналіз і узагальнення результатів досліджень, написання тексту статті). Коваль О.А., Вайсерман А.М., Кошель Н.М. Войтенко В.П. Радиационный гормезис у Drosophila melanogaster: Препр. / Товариство мед.-біол. досліджень “Гіппократ”.- К.:, 1996.-10 c. Коваль О.О., Вайсерман О.М., Кошель Н.М. Тривалість життя та фекандильність Drosophila melanogaster після рентгенівського опромінення на стадії личинки: Препр. / Товариство мед.-біол. досліджень “Гіппократ”.- К.:, 1997.- 12 c. Вайсерман О.М., Кошель Н.М., Коваль О.О., Войтенко В.П.Вплив іонізуючого випромінювання на біологічний вік та тривалість життя Drosophila melanogaster: Препр. / Товариство мед.-біол. досліджень “Гіппократ”.- К.:, 1997.- 12 c. Кошель Н.М. Вайсерман О.М., Войтенко В.П. Вплив нітрату алюмінію на біологічний вік та тривалість життя Drosophila melanogaster: Препр. / Товариство мед.-біол. досліджень “Гіппократ”.- К.:, 1998.- 8 c. Вайсерман О.М., Кошель Н.М., Савінова В.А., Войтенко В.П. Вплив рентгенівського випромінювання у ранньому онтогенезі на життєздатність і тривалість життя імаго Drosophila melanogaster: Препр. / Товариство мед.-біол. досліджень “Гіппократ”.- К.:, 2000.- 11 c. Кошель Н.М., Вайсерман О.М., Савінова В.А., Войтенко В.П. Температурні модифікації радіаційного ефекту у Drosophila melanogaster: Препр. / Товариство мед.-біол. досліджень “Гіппократ”.- К.:, 2000.- 7 c. Voitenko V., Kolodchenko V., Vaiserman A. Belaja I. Influence of seasonal factors in early ontogenesis in anthropometric indexes of children at 7-9 years of age // Proc. of the Fetal Origins of Adult Disease.- 1st World Congress, Mumbai.- 2001.- P. 49. Vaiserman A., Koshel N., Voitenko V. Programming of human longevity by seasonal factors in early ontogenesis. Proc. of the Fetal Origins of Adult Disease // 1st World Congress.-Mumbai.- 2001.- P. 141. Koshel N., Vaiserman A., Voitenko V. Effect of X-ray irradiation in early development on viability and life span in Drosophila melanogaster // Proc. of the Fetal Origins of Adult Disease.- 1st World Congress.- Mumbai.- 2001.- P. 99. Vaiserman AM, Udaltsova N, Koshel NM, Belaja II, Voitenko VP, Ertel S, Cornelissen G, Halberg F. Human longevity: related to date of birth? Abstract 9, 2nd International Symposium: Workshop on Chronoastrobiology and Chronotherapy, Tokyo Kasei University, Tokyo, Japan, November 17, 2001, unpaginated (1 p). Otsuka K, Cornelissen G, Maggioni C, Ertel S, Udaltsova N, Vaiserman AM, Halberg F. Does geomagnetic activity influence human longevity? A chrono-meta-analysis. Abstract 8, 2nd International Symposium: Workshop on Chronoastrobiology and Chronotherapy, Tokyo Kasei University, Tokyo, Japan, November 17, 2001, unpaginated (2 pp.). АНОТАЦІЯ Вайсерман О.М. Залежність життєздатності та тривалості життя від особливостей раннього онтогенезу (популяційні і експериментальні дослідження).- Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора медичних наук за спеціальністю 14.03.03 - нормальна фізіологія.- Інститут геронтології АМН України, Київ, 2004. Дисертація присвячена визначенню залежності життєздатності та тривалості життя від особливостей раннього розвитку. Встановлено, що вік смерті людей, які народилися на початку і наприкінці року, значно перевищує відповідні показники людей, що народилися в середині року. Визначено, що рівень смертності характеризується періодичними змінами протягом індивідуального річного циклу; найвищим є рівень смертності у період, що межує з днем народження людей. Продемонстровано, що модифікація розвитку Drosophila melanogaster внаслідок підвищення щільності личинкової популяції, додавання у корм малих доз нітрату алюмінію або зниження температури призводить до подовження тривалості життя імаго. Рентгенівське опромінення на стадії личинки в діапазоні 1,2 – 17,1 Гр призводить до підвищення інтенсивності смертності на ранніх стадіях імагінального життя і зниження – на пізніх. Опромінення на стадії яйця в діапазоні 0,25-0,75 Гр призводить до подовження тривалості життя і зменшення біологічного віку комах. Зміни життєздатності, що індуковані опроміненням на стадії яйця, супроводжуються довгостроковими змінами структурно-функціональної організації ДНК, а також ультраструктурними змінами нейронів головного мозку. Ключові слова: Drosophila melanogaster, онтогенез, адаптація, життєздатність, біологічний вік, вікові захворювання, смертність, тривалість життя. АННОТАЦИЯ Вайсерман А.М. Зависимость жизнеспособности и продолжительности жизни от особенностей раннего онтогенеза (популяционные и экспериментальные исследования).- Рукопись. Диссертация на получение научной степени доктора медицинских наук по специальности 14.03.03 - нормальная физиология.- Институт геронтологии АМН Украины, Киев, 2004. Диссертация посвящена определению зависимости жизнеспособности и продолжительности жизни от особенностей раннего онтогенеза. В популяционных исследованиях, осуществленных на выборке людей, которые умерли в г. Киеве в 1990-2000 гг., установлено, что возраст смерти лиц, которые родились в начале и конце года (октябрь - март) значительно превышает соответствующие показатели людей, которые родились в середине года (апрель - июль). Отличия между минимальными и максимальными среднемесячными значениями возраста смерти составили 2,6 года для мужчин и 2,3 года для женщин. Показано, что лица, которые родились в четвертом квартале, реже гибнут от несчастных случаев и заканчивают жизнь самоубийством, чем родившиеся во втором квартале. Выявлено, что уровень смертности характеризуется периодическими изменениями на протяжении индивидуального годового цикла; наивысшим является уровень смертности в период, который граничит с днем рождения людей. Показано, что развитие Drosophila melanogaster в условиях повышенной плотности личиночной популяции приводит к увеличению продолжительности жизни имаго; этот эффект выражен в большей степени, если мухи и на имагинальной стадии содержатся в условиях повышенной плотности популяции. Повышение температуры развития в диапазоне 21-29 оС приводит к сокращению продолжительности развития насекомых, а также имагинальной продолжительности жизни; в наибольшей степени от длительности развития зависит выживаемость на поздних этапах имагинальной жизни. Выявлено, что добавление в корм нитрата алюминия в концентрации 1 г/л а стадии развития приводит к гормезису у имаго. Применение во время развития мух низкочастотных колебаний атмосферного давления привело к увеличению имагинальной выживаемости насекомых после действия теплового шока на стадии яйца. Обнаружено, что рентгеновское облучение на стадии личинки в диапазоне 1,2-17,1 Гр увеличивает интенсивность смертности на ранних стадиях имагинальной жизни и снижает – на поздних; облучение на стадии яйца в диапазоне 0,25-0,75 Гр приводит к увеличению продолжительности жизни, улучшению жизнеспособности и снижению биологического возраста насекомых. Выявлено, что увеличение продолжительности жизни мух, индуцированное облучением на стадии яйца в дозе 0,75 Гр, сопровождается долгосрочными изменениями структурно-функциональной организации ДНК (увеличением стойкости к действию S1-нуклеазы), а также ультраструктурными изменениями нейронов головного мозга. Показано, что применение во время развития мух низкочастотных колебаний атмосферного давления приводит к увеличению имагинальной выживаемости мух, подвергшихся действию теплового шока на стадии яйца. Выявлены расхождения в проявлении гетерозиса между межлинейными гибридами D. melanogaster. У гибридов, полученных при прямом и реципрокном скрещиваниях различных линий, выявлен выраженный материнский эффект относительно средней продолжительности жизни: более долгоживущими были те гибридные комбинации, в которых более долгоживущими были матери. Результаты исследования взаимосвязей между показателями, которые характеризуют репродуктивную активность самок D. melanogaster на разных этапах жизни, и их продолжительностью жизни свидетельствуют об отсутствии ожидаемых в соответствии с гипотезами устраняемой сомы и антагонистической плейотропии отрицательных корреляций между показателями, которые характеризуют раннюю репродуктивную активность мух, и сроками их имагинальной жизни. Анализ полученных результатов позволяетает высказать предположение, что с продолжительностью жизни ассоциируется прежде всего продолжительность репродукции, а не ее интенсивность. Анализ результатов исследования дает возможность предположить, что причиной долговременных изменений жизнеспособности и продолжительности жизни являются индуцированные воздействиями в раннем онтогенезе устойчивые эпигенетические изменения, которые имеют адаптивный характер. Ключевые слова: Drosophila melanogaster, онтогенез, адаптация, жизнеспособность, биологический возраст, возрастные заболевания, смертность, продолжительность жизни. SUMMARY Vaiserman A.M. Dependence of viability and life span on the early ontogenesis circumstances (population and experimental studies).- Manuscript. Thesis for Doctor of Medical Science degree on speciality 14.03.03.- Normal physiology.- Institute of gerontology, Kyiv, 2004. The aim of the dissertation is study of the dependence of viability and life span on the early ontogenesis circumstances. It has been established that age at death of the people born in the beginning and end of year considerably exceeds the appropriate parameters of the people born in the middle of year. Significant variations in the mortality rate by month of the individual annual cycle were obtained. The excess of mortality has been associated with the first and the last months of the individual annual cycle. It has been shown that developmental modifications (increase of the larval population density, addition of the small dozes of aluminium nitrate in a medium and decrease of temperature) result in increase of imaginal life span in Drosophila melanogaster. The x-ray irradiation of the flies at a larval stage in a range of 1,2-17,1 Gy results in increase of mortality rate at early stages of imaginal life and decrease - at late stages. The irradiation at a stage of an egg in a range of 0,25-0,75 Gy results in increase of life span and decrease of biological age. Longevity hormesis was associated with irradiation-induced long-term structural and/or functional DNA modifications as well as ultrastructural changes of the brain cells. Key words: Drosophila melanogaster, ontogenesis, adaptation, viability, biological age, age-related diseases, mortality, life span. PAGE 25

Похожие записи