The Features of Summary Phonomic Electric Activity of Hypothalamus of Rums Under Conditions of Chronic Caffeine Alimentation
| dc.contributor.author | Turitskaya, Tatyana G. | en |
| dc.contributor.author | Lukashev, S. N. | en |
| dc.contributor.author | Lyashenko, Valentina P. | en |
| dc.contributor.author | Sidorenko, Hanna G. | en |
| dc.date.accessioned | 2019-02-26T12:58:36Z | |
| dc.date.available | 2019-02-26T12:58:36Z | |
| dc.date.issued | 2018 | |
| dc.description | G. Sidorenko: ORCID0000-0003-1690-324Х | en |
| dc.description.abstract | EN: One of the factors of the environment, which essentially shifts homeostasis, can include food with the composition of caffeine. The aim of the study was to find out the basic characteristics of background electrical activity of trophotrophic and ergotrophic zones of the hypothalamus in conditions of chronic caffeine alimentation. Experiments were carried out on non-linear white male rats. The first group consisted of control animals (n = 22). The second group (n = 24) was represented by the animals that were given a pure caffeine in an amount of 150 mg/kg/day with their meal. The registration of electrogipotalamogram was carried out in conditions of acute experiment, every 2 weeks for 12 weeks. The spectral (mkV2) and the normalized power (%) of electrogipotalamogram waves were analyzed within the common frequency band. The analysis of the results allowed to establish a certain specificity of the reaction of the neuronal system of the trophotrophic and ergotrophic zones of the rat hypothalamus to the effect of chronic caffeine alimentation. The main difference in the reactive state of electrophysiological indices in the trophotrophic zone of rats is the lack of a typical desynchronization from the 4th to the 8th week of the study and the hypersynchronization after 12 weeks of the experiment. The most probable mechanism that explains the results obtained is the ultra-powerful GABA-ergic modulation of this zone, the main energy-accumulating center. Perhaps, this powerful inhibitory resource in this cerebral locus is the main stress-limiting factor that makes this zone of the central nervous system of rats less sensitive to caffeine exposure. Instead, under the influence of chronic caffeine load in the ergotrophic zone of the hypothalamus, after 6 weeks of study dominated by desynchronous high-frequency rhythms. During the rest time of the study, we observed a decrease in both low-frequency and high-frequency components of the electrogipotalamogram of this zone. This forms an opinion, that the key component of the neurophysiological response of the posterior rat hypothalamus to the caffeine ration is the powerful glutamatergic effects on the pre-synaptic and post-synaptic neurons under conditions of reactive exhaustion of local neurosynthetic. Caffeine depletion of the hypothalamic neurotransmission at the end of the experiment is replaced by an effective adaptive and adaptive ergotrophic restoration of neurosynthetic activity in this locus of the central nervous system of rats. Thus, caffeine has a powerful activating effect on the ergotrophic function of the posterior rat hypothalamus. Such a difference in the chronic effect of caffeine on the trophotrophic and ergotrophic zone of the rat hypothalamus is primarily due to the different mediator support of these zones underlying their physiological purpose. GABA is the main mediator of the trophotrophic zone and the main neurotransmitter of its synchronous activity. At the same time, neurotransmitter support of the ergotrophic zone is represented by glutamate, which, along with other agents, implements its desynchronous activity. Since caffeine stimulates excitation, activating the pathways traditionally associated with motivational and motor reactions in the brain, it can be assumed that this explains the fact of a more powerful influence of caffeine precisely on the ergotrophic zone of the hypothalamus. | en |
| dc.description.abstract | UK: До одного з факторів зовнішнього середовища, які суттєво зрушують гомеостаз, можна віднести продукти харчування, до складу яких входить кофеїн. Метою дослідження було з’ясування основних характеристик фонової електричної активності трофо- та ерготрофної зон гіпоталамусу за умов хронічної кофеїнової аліментації. Експерименти проводились на нелінійних білих щурах-самцях. Перша група тварин слугувала контролем (n = 22). Друга група (n = 24) була представлена тваринами, які вживали з їжею чистий кофеїн у дозі 150 мг/кг/добу. Реєстрацію електрогіпоталамограми проводили в умовах гострого експерименту кожні 2 тижні протягом 12 тижнів. Спектральна (мкВ2) та нормована потужність (%) хвиль електрогіпоталамограми були проаналізовані в межах загального частотного діапазону. Аналіз отриманих результатів дозволив встановити певну специфічність реакції нейрональної системи трофо- та ерготрофної зон гіпоталамусу щурів на вплив хронічної кофеїнової аліментації. Головною відмінністю реактивного стану електрофізіологічних показників у трофотрофній зоні щурів є відсутність типової десинхронізації з 4-го по 8-ий тиждень дослідження та гіперсинхронізації через 12 тижнів експерименту. Найбільш імовірним механізмом, який пояснює отримані результати, є надпотужна ГАМК-ергічна модуляція цієї зони – головного енергоакумулюючого центру. Можливо такий потужний гальмівний ресурс в цьому мозковому локусі і є головним стрес-лімітуючим фактором, який робить вказану зону центральної нервової системи щурів менш чутливою до кофеїнового впливу. Натомість, під впливом хронічного кофеїнового навантаження в ерготропфній зоні гіпоталамусу через 6 тижнів дослідження переважали десинхронні високочастотні ритми. Під час решти часу дослідження ми спостерігали зниження як низько-, так і високочастотних складових електрогіпоталамограми цієї зони. Це формує думку, що ключовим компонентом нейрофізіологічної реакції заднього гіпоталамуса щурів на кофеїновий раціон є потужні глутаматергічні впливи на пре- та постсинаптичні нейрони в умовах реактивного виснаження місцевої нейросинтетики. Кофеїнове виснаження задньогіпоталамічної нейротрансмісії в кінці експерименту змінюється ефективним адаптаційно-пристосувальним ерготрофним відновленням нейросинтетичної активності в цьому локусі центральної нервової системи щурів. Таким чином, кофеїн чинить потужний активуючий вплив на ерготрофну функцію заднього гіпоталамуса щурів. Така різниця хронічного впливу кофеїну на трофо- та ерготрофну зони гіпоталамусу щурів пов’язана, перш за все, з різним медіаторним забезпеченням цих зон, що лежить в основі їх фізіологічного призначення. ГАМК є основним медіатором трофотрофної зони та основним нейротрансмітером її синхронної активності. В той же час, нейротрансмітерне забезпечення ерготрофної зони представлено глутаматом, який, поряд з іншими агентами реалізує її десинхронну активність. Так як кофеїн стимулює збудження, активуючи шляхи, що традиційно асоціюються з мотиваційними та руховими реакціями в головному мозку, можна припустити, що саме цим пояснюється факт більш потужного впливу кофеїну саме на ерготрофну зону гіпоталамусу. | uk_UA |
| dc.description.abstract | RU: К одному из факторов внешней среды, которые существенно сдвигают гомеостаз, можно отнести продукты питания, в состав которых входит кофеин. Целью исследования было выяснение основных характеристик фоновой электрической активности трофо- и ерготрофнои зон гипоталамуса в условиях хронической кофеиновой алиментации. Эксперименты проводились на нелинейных белых крысах-самцах. Первая группа животных служила контролем (n = 22). Вторая группа (n = 24) была представлена животными, которые употребляли с пищей чистый кофеин в дозе 150 мг / кг / сут. Регистрацию електрогипоталамограмы проводили в условиях острого эксперимента каждые 2 недели в течение 12 недель. Спектральная (мкВ2) и нормированная мощность (%) волн електрогипоталамограмы были проанализированы в рамках общего частотного диапазона. Анализ полученных результатов позволил установить определенную специфичность реакции нейрональной системы трофо- и ерготрофнои зон гипоталамуса крыс на воздействие хронической кофеиновой алиментации. Главным отличием реактивного состояния электрофизиологических показателей в трофотрофний зоне крыс является отсутствие типичной десинхронизации с 4 по восьмой неделю исследования и гиперсинхронизации через 12 недель эксперимента. Наиболее вероятным механизмом, который объясняет полученные результаты, есть сверхмощная ГАМК-эргическую модуляция этой зоны - главного энергоаккумулирующих центра. Возможно такой мощный тормозной ресурс в этом мозговом локусе и является главным стресс-лимитирующим фактором, который делает указанную зону центральной нервной системы крыс менее чувствительной к кофеинового воздействия. Зато, под влиянием хронического кофеинового нагрузки в ерготропфний зоне гипоталамуса через 6 недель исследования преобладали десинхронного высокочастотные ритмы. Во время остального времени исследования мы наблюдали снижение как низко-, так и высокочастотных составляющих електрогипоталамограмы этой зоны. Это формирует мнение, что ключевым компонентом нейрофизиологической реакции заднего гипоталамуса крыс на кофеиновый рацион есть мощные глутаматергической влияния на пре- и постсинаптические нейроны в условиях реактивного истощения местной нейросинтетикы. Кофеиновое истощения задньогипоталамичнои нейротрансмиссии в конце эксперимента изменяется эффективным адаптационно-приспособительным ерготрофним восстановлением нейросинтетичнои активности в этом локусе центральной нервной системы крыс. Таким образом, кофеин оказывает мощное активирующее влияние на ерготрофну функцию заднего гипоталамуса крыс. Такая разница хронического воздействия кофеина на трофо- и ерготрофну зоны гипоталамуса крыс связана, прежде всего, с разным медиаторными обеспечением этих зон, лежит в основе их физиологического назначения. ГАМК является основным медиатором трофотрофнои зоны и основным нейротрансмиттером ее синхронной активности. В то же время, нейротрансмиттерный обеспечения ерготрофнои зоны представлены глутаматом, который, наряду с другими агентами реализует ее десинхронного активность. Так как кофеин стимулирует возбуждение, активируя пути, традиционно ассоциируются с мотивационными и двигательными реакциями в головном мозге, можно предположить, что именно этим объясняется факт более мощного воздействия кофеина именно на ерготрофну зону гипоталамуса. | ru_RU |
| dc.description.sponsorship | Oles Honchar Dnipro National University, Dnipro; Regional Clinical Hospital n.a. Mechnikov, Dnipro, Ukraine | en |
| dc.identifier | doi: 10.15421/021862 | |
| dc.identifier.citation | The Features of Summary Background Electric Activity of the Hypothalamus of Rats under Conditions of Chronic Caffeine Alimentation / T. G. Turitskaya, S. N. Lukashev, V. P. Lyashenko, G. G. Sidorenko // Regulatory Mechanisms in Biosystems. – 2018. – Vol. 9, iss. 3. – P. 417–425. – doi: 10.15421/021862. | en |
| dc.identifier.uri | http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/11108 | |
| dc.language.iso | en | |
| dc.publisher | Oles Honchar Dnipro National University, Ukraine | en |
| dc.subject | brain activity | en |
| dc.subject | trophotrophic and ergotrophic zone of the hypothalamus | en |
| dc.subject | sodium caffeine benzoate | en |
| dc.subject | rat | en |
| dc.subject | chronic caffeine alimentation | en |
| dc.subject | мозкова активність | uk_UA |
| dc.subject | трофо- та ерготрофна зони гіпоталамусу | uk_UA |
| dc.subject | кофеїн-бензоат натрію | uk_UA |
| dc.subject | щурі | uk_UA |
| dc.subject | хронічна кофеїнова аліментація | uk_UA |
| dc.subject | мозговая активность | ru_RU |
| dc.subject | трофо- и ерготрофные зоны гипоталамуса | ru_RU |
| dc.subject | кофеин-бензоат натрия | ru_RU |
| dc.subject | крысы | ru_RU |
| dc.subject | хроническая кофеиновая алиментация | ru_RU |
| dc.subject | КБЖД | uk_UA |
| dc.title | The Features of Summary Phonomic Electric Activity of Hypothalamus of Rums Under Conditions of Chronic Caffeine Alimentation | en |
| dc.title.alternative | Особливості сумарної фонової електричної активності гіпоталамусу щурів за умов хронічної кофеїнової аліментації | uk_UA |
| dc.title.alternative | Особенности суммарной фоновой электрической активности гипоталамуса крыс в условиях хронической кофеиновой алиментации | ru_RU |
| dc.type | Article | en |