Effect of photoperiodic conditions of the North-West Russia and exogenous melatonin on physiological and biochemical parameters in Syrian hamsters (Mesocricetus auratus)

• Main Authors: E. Antonova P., V. Ilyukha A., S. Kalinina N., Е. Антонова П., В. Илюха А., С. Калинина Н.
• Other Authors: Авторы выражают признательность сотрудникам лаборатории экологической физиологии животных Института биологии КарНЦ РАН за помощь в проведении эксперимента. Финансовое обеспечение исследований осуществлялось из средств федерального бюджета на выполнение государственного задания КарНЦ РАН (0218-2019-0073). Эксперименты проведены с соблюдением этических норм работы с животными, установленными Этической комиссией Института биологии КарНЦ РАН.
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: Russian
• Published: Lomonosov Moscow State University, School of Biology 2020
• Subjects: mammals;circannual rhythms;melatonin;light mode;metabolism;serum biochemical parameters;food intake; млекопитающие;цирканнуальные ритмы;мелатонин;световой режим;метаболизм;биохимические показатели сыворотки крови;потребление пи; karelia*; North-West Russia; Republic of Karelia
• Online Access: https://vestnik-bio-msu.elpub.ru/jour/article/view/897

We studied the effect of the photoperiodic conditions of the North-West Russia (Republic of Karelia, Petrozavodsk) and exogenous melatonin on the body weight and the physiological and biochemical parameters of blood serum in males and females of the Syrian hamster (Mesocricetus auratus). The animals were divided into 2 groups: control (LD: 12 hours light/12 hours darkness) and experiment (NL: decrease in the duration of the daylight phase from 19:36/4:24 to 12/12, that is typical for the Republic of Karelia from June, 25 to September, 25). Each group was divided into 2 subgroups: hamsters of the 1st subgroup received drinking water without melatonin (LD, NL), and the 2nd group received melatonin (100 μg/animal) (LD + mel, NL + mel) at night. Males were more sensitive to the change in the photoperiod than females: their keeping in NL led to an increase in feed intake, body weight in the middle of the experiment, and total cholesterol and urea levels by the end of the experiment, while the activity of amylase, lactate dehydrogenase, and aspartate aminotransferase in the blood was lower compared to LD. It was established that the effect of melatonin on the studied parameters depended on the light regime and sex of the animals. Melatonin treatment the NL-females caused the enhancement of the effect of the light regime and the increase in the most of biochemical parameters of blood serum compared to the control, as well as the increase in body weight for the entire study period. The use of melatonin in the standard lighting conditions had a negative effect on the Syrian hamsters, causing intensification of metabolic processes and, as a result, a significant decrease in body weight in both males and females. In our opinion, the revealed differences between the experimental groups are primarily associated with a change in the synthesis of melatonin by the pineal gland in various light conditions. Проведено исследование специфического влияния фотопериодических условий СевероЗападного ФО России (Республика Карелия, г. Петрозаводск) и экзогенного мелатонина на массу тела и физиолого-биохимические показатели крови самцов и самок сирийского хомяка (Mesocricetus auratus). Животные были разделены на 2 группы: контроль (LD: 12 ч свет/12 ч темнота) и опыт (NL: снижение продолжительности световой фазы дня от 19:36/4:24 до 12/12, характерное для Республики Карелия в период с 25.06.18 до 25.09.18). Каждая группа была поделена на 2 подгруппы: хомяки 1-й подгруппы получали питьевую воду без мелатонина (LD, NL), 2-й – на ночь мелатонин (100 мкг/животное) (LD+mel, NL+mel). Наиболее чувствительны к изменению фотопериода оказались самцы, содержание их в NL приводило к увеличению потребления корма, массы тела в середине эксперимента и уровней общего холестерина и мочевины к концу опыта, при этом активности амилазы, лактатдегидрогеназы и аспартатаминотрансферазы в крови были ниже по сравнению с LD. Воздействие мелатонина на исследуемые параметры зависело от светового режима и пола животных. Введение гормона самкам в NL способствовало усилению влияния светового режима и росту значений ряда биохимических показателей сыворотки крови относительно контрольных, а также увеличению массы тела на протяжении всего исследования. Применение мелатонина в LD оказало негативное влияние на сирийских хомяков, вызывая интенсификацию обменных процессов и, как следствие, значительное снижение массы тела как у самцов, так и у самок. По нашему мнению, выявленные различия между экспериментальными группами связаны, прежде всего, с изменением синтеза мелатонина пинеальной железой при смене световых условий.