Всероссийский научно-исследовательский институт физиологии, биохимии и питания животных – филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр животноводства – ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста»
Состояние хронического стресса у животных, вызванное различными экзогенными факторами, всегда сопровождается состоянием возбуждения в центральной нервной системе, нейродегенеративной неупорядоченностью функций организма, нарушениями метаболических и физиологических процессов, иммунными отклонениями. Для повышения стрессоустойчивости, продуктивности и неспецифической резистентности животных необходимо поддержание в организме сбалансированности функций нервной, иммунной, эндокринной и антиоксидантной систем. Основные разделы статьи: биохимические индикаторы уровня свободнорадикального окисления; физиолого-биохимические механизмы действия ионов лития; физиологические механизмы действия витамина С, гамма-аминомасляной кислоты и оксиглицина. Проведенный анализ литературных данных и результаты собственных исследований авторов дают основание заключить, что повышение стрессоустойчивости и продуктивности животных может быть достигнуто за счёт снижения уровня свободнорадикального окисления, оптимизации липидно-холестеролового и гормонального статуса при использовании антистрессовых препаратов нового поколения, к которым можно отнести органические соли лития. В отличие от многочисленных синтетических транквилизаторов и седативных веществ, воздействующих на нейрорецепторы, органические соли лития влияют на психическую активность животного, не затрагивая нейрорецепторный аппарат мозга, и включаются в регуляцию нейросинаптической активности за счёт ингибирования ферментов, ответственных за главный метаболический путь деградации гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК-декарбоксилазы и ГАМК-аминотрансферазы). Есть основания считать такой способ повышения стрессоустойчивости не только более эффективным, но и более физиологичным. Ионы лития, поступающие с кормом и водой, способствуют поддержанию нормальной возбудимости ЦНС и тонуса кровеносных сосудов за счёт снижения избыточной концентрации норадреналина в ЦНС и нормализации уровня ионов натрия в нервных и мышечных клетках. Комплексный характер нейролептического действия препаратов лития объясняется существованием нескольких путей воздействия ионов лития на физиологические процессы. При достаточной обеспеченности литием чувствительность мозга к дофамину повышается. Ионы лития оказывают влияние на гомеостаз нейротрансмиттеров, повышают синтез нейротрофических факторов и чувствительность клеток нервной системы к их воздействию. Дальнейшее изучение физиологического действия органических солей лития позволит расширить представления о механизме антистрессового действия препаратов этого типа и наметить реальные пути повышения стрессоустойчивости, продуктивности и неспецифической резистентности животных.
1. Аверин В.С. Влияние стресс-ингибирующих веществ на функциональное состояние эндокринной системы молодняка крупного рогатого скота: автореф. дисc... к.б.н. − Боровск, 1983. − 23 с.
2. Бабенкова И.В., Теселкин Ю.О., Асейчев A.B. Влияние антиоксидантного препарата на основе биофлавоноидов и витамина С на антиоксидантную активность плазмы крови // Вопросы питания. − 1999. − Т. 68. − № 3. − С. 9-11.
3. Базян Ф.С., Григорьян Г.Ф. Молекулярно-химические основы эмоциональных состояний и подкреплений // Успехи физиологических наук. − 2006. − Т. 37. − № 1. − С. 68-83.
4. Галочкин В.А., Галочкина В.П., Максименко С.В. Обмен веществ, неспецифическая резистентность и продуктивность молодняка крупного рогатого скота при скармливании арабиногалактанов // Сельскохозяйственная биология. – 2008. – №4 – С. 79-85.
5. Галочкин В.А., Галочкина В.П., Остренко К.С. Разработка теоретических основ и создание антистрессовых препаратов нового поколения // Сельскохозяйственная биология. – 2009. − № 2. − С. 43-55.
6. Галочкин В.А., Черепанов Г.Г. Неспецифическая резистентность продуктивных животных: трудности идентификации, проблемы, пути решения // Проблемы биологии продуктивных животных. – 2013. – № 1. – С. 5-29.
7. Гоголева И.В. Влияние органических солей лития, магния, селена на элементный гомеостаз головного мозга на фоне экспериментальной хронической окклюзии общих сонных артерий: автореф. дисс...к.мед.н. – Москва, 2009. – 23 с.
8. Гуреева Н.В. Аскорбиновая кислота как стресс-реализующий фактор и биотест в экологических исследованиях // Вестник Тюменского государственного университета. Экология и природопользование. – 2011. – № 12. – С. 56-61.
9. Дэвис М., Остин Дж., Патридж Д. Витамин С. Химия и биохимия. – М.: Мир, 1999. – 176 с.
10. Закусова. В.В. (Ред.). Оксибутират натрия. Нейрофармакологическое и клиническое исследование. – М.: Медицина, 1968. – 134 с.
11. Замощина Т.А., Шрейм Х.М., Иванова Е.В. Влияние лития оксибутирата на ритмическую организацию суточной динамики содержания катионов Na+, K+, Ca+ и Li+ в крови, мозге и моче крыс в период летнего солнцестояния // Бюллетень Сибирского отделения РАМН. – 2005. – Т. 4. – № 4. – С. 35-42.
12. Казимирко В.К., Мальцев В.И., Бутылин В.Ю., Горобец Н.И. Свободнорадикальное окисление и антиоксидантная терапия. – Киев: Морион, 2004. – 160 с.
13. Колесниченко Л.С., Бардымова Т.П., Верлан Н.В., Сергеева Е.С., Сергеева М.П. Глутатионовая антиоксидантная система у больных сахарным диабетом // Сибирский медицинский журнал. – 2009. – № 1. – С. 31-33.
14. Любимов Б.И., Толмачева Н.С., Островская Р.У. и др. Экспериментальное изучение нейротропной активности лития оксибутирата // Фармакология и токсикология. – 1980. – № 43. – С. 395-401.
15. Любимов Б.И. (Ред.). Новые данные по фармакологии и клиническому применению солей лития. − М.: НИИ фармакологии, 1984. − 149 с.
16. Майстров В.И., Галочкина В.П., Шевелев Н.С. Антиоксидантно-антирадикальная и тиол-дисульфидная система племенных бычков под влиянием комплекса биологически активных веществ // Сельскохозяйственная биология. – 2006. – № 2. – С. 64-68.
17. Морозов С.В., Долгих В.Т., Полуэктов В.Л. Активация процессов липопероксидации - патогенетический фактор полиорганной дисфункции при остром панкреатите // Бюллетень Сибирского отделения РАМН. – 2005. – № 4. – С. 30-35.
18. Новиков Н.А., Растопшина Л.В., Жуков В.М. Аскорбиновая кислота и её использование в кормлении яичной птицы // Вестник Алтайского ГАУ. − 2012. – № 12. – С. 83-85.
19. Ослопов В.Н., Ганиева Р.Т., Макарова Т.П. Натрий-литиевый противотранспорт при эссенциальной артериальной гипертензии у детей и подростков // Казанский медицинский журнал. – 2011. – Т. 92. – № 1. – С. 9-12.
20. Остренко К.С., Громова О.А., Торшин И.Ю., Сардарян И.С., Пронин А.В., Стельмащук Е.В., Хаспеков Л.Г. Аскорбат лития улучшает адаптацию к стрессу на моделях in vitro и in vivo // Фармакодинамика и фармакокинетика. – 2016а. – № 3. – С. 13-20.
21. Остренко К.С. Расташанский В.В. Влияние различных доз композиции аскорбата лития, пиродоксина гидрохлорида и тиамина мононитрата на нервно-психическое возбуждение и адаптивную активность у крыс // Наука и мир. –2016. – Т. 29. – №1. – С. 104-105.
22. Остренко К.С. Расташанский В.В. Сардарян И.С. Влияние токсичных доз аскорбата лития при длительном введении на белковый и липидный обмен у крыс линии Вистар // Наука и мир. – 2016б. – Т. 30. – № 2. – С. 115-118.
23. Раевский К.С., Георгиев В.П. Медиаторные аминокислоты. − М.: Медицина, 1986. − 239 с.
24. Спиричев В.Б. Витамины, витаминоподобные и минеральные вещества. − М.: изд. дом МЦФЭР, 2004. – 240 с.
25. Сытинский И.А. Гамма-аминомасляная кислота − медиатор торможения. − Л.: Наука, 1977, 139 с.
26. Тимирханова Г.А., Абдуллина Г.М., Кулагина И.Г. Витамин С: классические представления и новые факты о механизмах биологического действия // Вятский медицинский вестник. – 2007. – № 4. – С. 158-161.
27. Черникевич И.П. Функциональная значимость сульфгидрильных групп тиаминкиназы головного мозга свиньи // Журнал Гродненского медицинского университета. − 2013. – № 4. – С. 25-28.
28. Ших Е.В. Витамины с антиоксидантными свойствами в профилактике и лечении острых респираторных инфекций у детей // Врач скорой помощи. – 2013. – № 4. – С. 142-147.
29. Эльгайтаров В.А., Ольховская Л.В. Уровень общих сульфгидрильных групп и неспецифическая резистентность коз с различными типами трансферрина в зависимости от сезона года // В сб.: Научные труды СибНИИЖК. – 2005. – № 1. – С. 136-138.
30. Barros M.M., Falcon D.R., de Oliveira Orsi R., Pezzato L.E., Fernandes A.C., Guimaraes I.G., Fernandes A., Padovani C.R., Sartori M.M.P. Non-specific immune parameters and physiological response of Nile tilapia fed β-glucan and vitamin C for different periods and submitted to stress and bacterial challenge // Fish Shellfish Immunol. –2014. – No. 39. – Р. 188-195.
31. Baumgartner A., Pinna G., Hiedra L., Gaio U., Hessenius C., Campos-Barros A., Eravci M., Prengel H., Thoma R., Meinhold H. Effects of lithium and carbamazepine on thyroid hormone metabolism in rat brain // Neuropsychopharmacol. – 1997. – Vol. 16. – No. 1. – Р. 25-41.
32. Bisogni V., Rossitto G., Reghin F., Padrini R., Rossi G.P. Antihypertensive therapy in patients on chronic lithium treatment for bipolar disorders // J. Hypertens. – 2016. – Vol. 34. – No. 1. – P. 20-28.
33. Blalock J.E. The syntax of immune-neuroendocrine communication // Immunol. Today. – 1994. – No. 15. – Р. 504-511.
34. Charmandari E., Tsigos C., Chrousos G. Endocrinology of the stress response // Ann. Rev. Physiol. – 2005. – No. 67. – Р. 259-284.
35. Cossart R., Tyzio R., Dinocourt C.C. Presynaptic kainite receptors that enhance the release of GABA on CA1 hippocampal interneurons // Neuron. – 2001. – Vol. 2. – Р.497-508.
36. Cossart R., Tyzio R., Dinocourt Cryan J.F., Slattery D.A. GABAB receptors and depression. Current status // Adv. Pharmacol. – 2010. – No. 58. – Р. 427-451.
37. Cryan J.F., Slattery D.A. GABAB receptors and depression. Current status // Adv. Pharmacol. – 2010. – Vol. 58. – P. 427-451.
38. Diaz-Sastre C., Perez-Rodriguez M.M., Cebollada A., Ruiz J.S., Baca-Garcia E., de Leon J. Cholesterol and lithium levels were correlated but serum HDL and total cholesterol levels were not associated with current mood state in bipolar patients // J. Clin. Psychiatry. – 2005. – Vol. 66. – No. 3. – Р. 399-400.
39. Eicher S.D., McKee C.A., Carroll J.A., Pajor E.A. Supplemental vitamin C and yeast cell wall β-glucan as growth enhancers in newborn pigs and as immunomodulator after an endotoxin challenge after weaning // J. Anim. Sci. –2006. – Vol. 84. – Р. 2352-2360.
40. El Balkhi S., Megarbane B., Poupon J., Baud F.J., Galliot-Guilley M. Lithium poisoning: is determination of the red blood cell lithium concentration useful // Clin. Toxicol. – 2009. –Vol. 47. – No. 1. – Р. 8-13.
41. Elias E., Wallenius V., Herlitz H., Bergstrom G.M., Olson F.J., Behre C.J. Erythrocyte sodium-lithium countertransport activity is inversely correlated to adiponectin, retinol binding protein 4 and body height // Scand. J. Clin. Lab. Invest. – 2010. – Vol. 70. – No. 7. – Р. 487-491
42. Flemenbaum A., Weddige R., Miller J.Jr. Lithium erythrocyte/plasma ratio as a predictor of response // Am. J. Psychiatry. – 1978. – Vol. 135. – No. 3. – Р. 336-338.
43. Focosi D., Azzara A., Kast R.E., Carulli G., Petrini M. Lithium and hematology: established and proposed uses // J. Leukoc. Biol. – 2009. – Vol. 85. – No. 1. – Р. 20-28
44. Giambelluca M.S., Bertheau-Mailhot G., Laflamme C., Rollet-Labelle E., Servant M.J., Pouliot M. TNF-alpha expression in neutrophils and its regulation by glycogen synthase kinase-3: a potentiating role for lithium // FASEB J. – 2014. – Vol. 28. – No. 8. – Р. 3679-3690.
45. Hillert M.H., Imran I., Zimmermann M., Lau H., Weinfurter S., Klein J. Dynamics of hippocampal acetylcholine release during lithium-pilocarpine-induced status epilepticus in rats // J. Neurochem. – 2014. – Vol. 131. – No. 1. – Р. 42-52.
46. Kandil E., Dackiw A.P., Alabbas H., Abdullah O., Tufaro A.P., Tufano R.P. A profile of patients with hyperparathyroidism undergoing lithium therapy for affective psychiatric disorders // Head Neck. – 2011. – Vol. 33. – No. 7. – Р. 925-927.
47. Likidlilid A., Patchanans N., Poldee S., Peerapatdit T. Glutathione and glutathione peroxidase in type 1 diabetic patients // J. Med. Assoc. Thai. – 2007. – Vol. 90. – No. 9. – P.1759-1767.
48. Mann L., Heldman E., Bersudsky Y., Vatner S.F., Ishikawa Y., Almog O., Belmaker R.H., Agam G. Inhibition of specific adenylyl cyclase isoforms by lithium and carbamazepine, but not valproate, may be related to their antidepressant effect // Bipolar. Disord. – 2009. – Vol. 11. – No. 8. – Р. 885-896.
49. Marti J.L., Yang C.S., Carling T., Roman S.A., Sosa J.A., Donovan P., Guoth M.S., Heller K.S, Udelsman R. Surgical approach and outcomes in patients with lithium-associated hyperparathyroidism // Ann. Surg. Oncol. – 2012. – Vol. 19. – No. 11. – Р. 3465-3474.
50. Meehan A.D., Humble M.B., Yazarloo P., Jarhult J., Wallin G. The prevalence of lithium-associated hyperparathyroidism in a large Swedish population attending psychiatric outpatient units // J. Clin. Psychopharmacol. – 2015. – Vol. 35. – No. 3. – Р. 279-285.
51. Nordenberg J., Kaplansky M., Beery E., Klein S., Beitner R. Effects of lithium on the activities of phosphofructokinase and phosphoglucomutase and on glucose-1,6-diphosphate levels in rat muscles, brain and liver // Biochem. Pharmacol. – 1982. – Vol. 31. – No. 6. – Р. 1025-1031.
52. Salvagno G.L., Lippi G., Montagnana M., Brocco G., Guidi G.C. Non-homogeneous separation of triglycerides, gamma-glutamyltransferase, C-reactive protein and lactate dehydrogenase after centrifugation of lithium-heparin tubes // Clin. Chem. Lab. Med. – 2008. – Vol. 46. – No. 8. – Р. 1180-1182.
53. Sauer S.W., Okun J.G., Schwab M.A. еt аl. Bioenergetics in glutaryl-coenzyme A dehydrogenase deficiency: a role for glutaryl-coenzyme A // J. Biol. Chem. – 2005. – Vol. 280. – No. 23. – Р. 21830-21836.
54. Shan T., Zhou C., Yang R., Yan F., Zhang P., Fu Y., Jiang H. Lithium chloride promotes the odontoblast differentiation of hair follicle neural crest cells by activating Wnt/beta-catenin signaling // Cell. Biol. Int. – 2015. – Vol. 39. – No. 1. – Р. 35-43.
55. Shao L., Young L.T., Wang J.F. Chronic treatment with mood stabilizers lithium and valproate prevents excitotoxicity by inhibiting oxidative stress in rat cerebral cortical cells // Biol. Psychiatry. – 2005. – Vol. 58. – No. 11. – Р. 879-884.
56. Schou M. Lithium studies. Distribution between serum and tissies // Acta Pharmacol. Toxicol. – 1998. – Vol. 45. – No. 2. – P. 115-124.
57. Shields C.R., Tran M.N., Wong R.O. et al. Distinct ionotropic GABA receptors mediate presynaptic and postsynaptic inhibition in retinal bipolar cells // J. Neurosci. – 2000. – Vol. 20. – No. 7. – Р. 2673-2682.
58. Squassina A., Costa M., Congiu D., Manchia M., Angius A., Deiana V., Ardau R., Chillotti C., Severino G., Calza S., Del Zompo M. Insulin-like growth factor 1 (IGF-1) expression is up-regulated in lymphoblastoid cell lines of lithium responsive bipolar disorder patients // Pharmacol. Res. – 2013. – Vol. 73. – Р. 1-7.
59. Timmer R.T., Sands J.M. Lithium intoxication // J. Am. Soc. Nephrol. – 1999. – Vol. 10. – No. 3. – Р. 666-674.
60. Tsai L.K., Wang Z., Munasinghe J., Leng Y., Leeds P., Chuang D.M. Mesenchymal stem cells primed with valproate and lithium robustly migrate to infarcted regions and facilitate recovery in a stroke model // Stroke. – 2011. – Vol. 42. – No. 10. – Р. 2932-2939.
61. Tsuji S., Morinobu S., Tanaka K., Kawano K., Yamawaki S. Lithium, but not valproate, induces the serine/threonine phosphatase activity of protein phosphatase 2A in the rat brain, without affecting its expression // J. Neural. Transm. – 2003. – Vol. 110. – No. 4. – Р. 413-425.
62. van Enkhuizen J., Milienne-Petiot M., Geyer M.A., Young J.W. Modeling bipolar disorder in mice by increasing acetylcholine or dopamine: chronic lithium treats most, but not all features // Psychopharmacology (Berl.). – 2015. – Vol. 232. – No. 18. – Р. 3455-3467.
63. Yary T., Lehto S.M., Tolmunen T., Tuomainen T.P., Kauhanen J., Voutilainen S., Ruusunen A. Dietary magnesium intake and the incidence of depression: A 20-year follow-up study // J. Affect. Disord. – 2016. – Vol. 193. – Р.94-98.
64. Verkerk G.A., Macmillan K.L. Adrenocortical responses to an adrenocorticotropic hormone in bulls and steers // J. Anim. Sci. – 1997. – Vol. 75. – No. 9. – Р. 2520-2525.
65. Vetvicka V., Vetvickova J. Anti-stress action of an orally-given combination of resveratrol, β-glucan, and vitamin C // Molecules. – 2014. – Vol. 19. – Р. 13724-13734.
66. Wilot L.C., Bernardi A., Frozza R.L., Marques A.L., Cimarosti H., Salbego C., Rocha E., Battastini A.M. Lithium and valproate protect hippocampal slices against ATP-induced cell death // Neurochem. Res. – 2007. – Vol. 32. – No. 9. – Р. 1539-1546.
67. Zelko I.N. Mariani T.J., Folz R.J. Superoxide dismutase multigene family: a comparison of the Cu, Zn-SOD (SOD1), Mn-SOD (SOD2), and EC-SOD (SOD3) gene structures, evolution, and expression // Free Radic. Biol. Med. – 2002. – Vol. 33. – No. 3. – P. 337-349.