Concept of hypobiotic states of animals of cold climate
https://doi.org/10.25789/YMJ.2018.62.05
Abstract
Large animals that inhabit in regions with a cold climate tend to flow into hypobiotic states. These states are distinguished by reduced level of metabolism, that along with high thermal insulation of the body allow them to save energy resources and reduce feed intake in winter. In general, the dynamics (from summer to winter) of a number of physiological and biochemical indicators is largely similar to the dynamics of these indicators in hibernators. For the first time, it was found that the fraction 1-10 kD from the brain of a yakut horse, a yakut cow, a northern reindeer, an elk and a brown bear has hypometabolic, hypothermic, cardiotropic and central effects similar to those of similar fractions from the tissues of hibernators. The most promising sources for isolating and studying the structure of peptides responsible for the organization of hypobiotic states are the brain tissues of yakut horse and brown bear.Analyzing the influence low negative temperatures in annual vital function of hibernators and big mammals, authors come to Conclusion that extraordinary stability of animals it is not only developed ability of creating high heat insulation but against that background also of starting peptides regulation, which take part in decreasing of metabolism, and consequently of powers inquiry.
About the Authors
A. K. Akhremenko
Institute of Biological Problems of Cryolithozone
Russian Federation
Russian Federation
Akhremenko Aleksandr Kuzmich - Candidate of Biological Sciences, Senior Researcher
89241753177
Y. A. Akhremenko
Medical Institute, the North-Eastern Federal University named after M.K. Ammosov
Russian Federation
Russian Federation
AKHREMENKO Yana Aleksandrovna - Candidate of Medical Sciences, Docent, Associate Professor of the Department of Histology and Microbiology
Yakutsk
E. V. Pshennikova
Medical Institute, the North- Eastern Federal University named after M.K. Ammosov
Russian Federation
Russian Federation
PSHENNIKOVA Elena Vissarionovna – Candidate of Biological Sciences, Docent, Head of the Department of Histology and Microbiology
Yakutsk
References
1. Абатуров Б.Д. Изменчивость и оптимизация уровня потребления питательных веществ и энергии у растительноядных млекопитающих / Б.Д. Абатуров, М.В. Холодова // Зоол. журн. – 1989. – Т. 68. – С. 111 – 123.
2. Алексеев Н.Д. Адаптация лошадей к температурным факторам среды / Н.Д. Алексеев // Биологические проблемы Севера: материалы V Всесоюзн. симп. – Магадан – Владивосток, 1974. – С. 236 – 240.
3. Аммосов И.А. Хозяйственные и биологические особенности якутского скота в условиях крайнего севера: автореф. дис. канд. биол. … наук / Аммосов И.А. – СПб, Пушкин, 1993. – 17 с.
4. Акклиматизация яка в Якутии / под ред. акад. Д.К. Беляева / Новосибирск: наука, 1980. – 102 с.
5. Ахременко А.К. Эколого-физиологическая характеристика якутского суслика (Citellus undulates jacutensis Brandt, 1843): автореф. дис. … канд. биол. наук / Ахременко А.К. – Свердловск, 1981. – 17с.
6. Ахременко А.К. Белки плазмы крови длиннохвостого суслика и их сезонная изменчивость / А.К. Ахременко // биологические проблемы Севера: Бюллетень НТИ. – Якутск: ЯФ СО АН, 1983. – С. 8 – 10.
7. Ахременко А.К. Природа и роль гипометаболических факторов / А.К. Ахременко, Л.С. Данилова // Наука и образование. – 2002. – №1. – С. 53 – 57.
8. Ахременко А.К. Исследование физиологической активности фракции 1 – 10 кд из мозга бурого медведя (ursus arctos) / А.К. Ахременко, Р.Х. Зиганшин, Ю.М. Кокоз // Вестник бурятской ГСХА им. В.Р. Филиппова. – 2013. – №4. – С. 7 – 12.
9. Баскин Л.М. Северный олень. Экология и поведение / Л.М. Баскин. – М.: Наука, 1970. – 150 с.
10. Вайн-Риб М.А. Аппаратура для длительной регистрации динамики потребления кислорода в эколого-физиологическом эксперименте / М.А. Вайн-Риб // биологические проблемы Севера. – Магадан, 1983. - Ч.2. – С. 378 – 379.
11. Влияние фракции (1 – 10 кд) из мозга бурого медведя на температуру тела и метаболизм белых мышей / А.К. Ахременко, А.И. Ануфриев, В.Е.Сафронова [и др.] // Доклады ран. 1994. – Т.336, №6. – С. 388 – 389.
12. Гипометаболическое действие фракции 1 – 10 кд из тканей головного мозга якутской лошади / А.К. Ахременко, В.Е. Сафронова, Р.Н. Николаева, А.И. Ануфриев // Журн. эвол. биохим. и физиол. – 1989. – Т. XXV. – №6. – С. 786 – 787.
13. Давыдов А.В. Гомойотермные организмы бореальной зоны / А.В. Давыдов // Экологическая физиология животных. л.: наука, 1983. – Ч.3. – С. 110 – 129.
14. Журавлев А.И. Биоантиокислители в живом организме / А.И. Журавлев // Биоантиокислители. – М., 1975. – С. 25 – 29.
15. Игнатьев Д.А. Влияние фракции 1 – 10 кД из мозга бурого медведя Ursus arctos на белых мышей / Д.А. Игнатьев, В.В. Воробьев, А.К. Ахременко // Журн. эвол. биохим. и физиол. – 2004. – Т.40. – №4. – С. 344 – 348.
16. Кардиотропная, гипометаболическая и гипотермическая активность пептидных фракций из тканей зимоспящих и холодоадаптированных животных / Г.С. Сухова, Д.А. Игнатьев, А.К. Ахременко [и др.] // Журн. эвол. биохим. и физиол. – 1990. – Т.26. – №5. – С. 623 – 629.
17. Квиткин Ю.П. Материалы по изучению сезонных и годового энергетического обмена у северных оленей: автореф. дис. … канд. с/х наук. -М., 1950. – 23 с.
18. Кнорре Е.П. Экология лося / Е.П. Кнорре // Тр. Печеро-Илычского гос. заповедника. Ч.2. – Сыктывкар, 1959. – С. 5 -122.
19. Колаева С.Г. Сезонные ритмы функций эндокринной системы / С.Г. Колаева // Экологическая физиология животных. Ч.1. – л., 1979. – С. 1076 – 1082.
20. Коротов Г.П. Якутский скот. Крупный рогатый скот Якутской АССР и методы его улучшения (продуктивность и биологические особенности скота в условиях Крайнего Севера / Г.П.Коротов . – Якутск, 1983. – 152 с.
21. Некипелов Н.В. наблюдения над спячкой некоторых млекопитающих / Н.В. Некипелов, Б.И. Пешков // Изв. Иркутского н. – и. противочумн. ин-та Сибири и дальнего Востока, Т.19. – 1958. – С. 38 – 39.
22. Рапота В.В. Адаптивное поведение овцебыка – обитателя высоких широт / В.В. Рапота // Адаптация организма к природным условиям. – Сыктывкар, 1982. – Т.3. – С. 45.
23. Редокс система глутатиона у сельскохозяйственных животных Якутии / И.С. Васильев, А.К. Ахременко, Р.Н. Николаева, Р.Т. Слепцова. – Новосибирск: наука, 1976. – С.97–104.
24. Резистентность эритроцитов незимоспящих и зимоспящих в условиях холода / Р.Н. Николаева, А.К. Ахременко. А.И. Ануфриев. Р.Т. Слепцова // Материалы Всесоюзн. конф. по теорет. и практ. криобиологии и криомедицине. – харьков, 1983. – С. 168.
25. Результаты тестирования пептидной фракции из мозга северного оленя / А.К. Ахременко, А.И. Ануфриев, Р.Н. Николаева [и др.] // Экология и физиология северного оленя. – Владивосток, 1993. – С. 93 – 97.
26. Сегаль А.Н. Пастбищный режим и периодика физиологических функций северного оленя / А.Н.Сегаль // Северный олень в Карельской АССР. – М. – Л: Наука, 1962. – С.130–150.
27. Соколов В.Я. Биоэнергетика северного оленя / В.Я. Соколов, В.А. Кушнир // Новосибирск: наука, 1986. – 96 с.
28. Тебеневочные пастбищные растения Северо-Востока Якутии / В.Н. Андреев, Н.В. Беляева, Т.М. Галактионова [и др.]. – Якутск: ЯФ СО АН, 1974. – 246 с.
29. Тимофеев Н.Н. Искусственный гипобиоз. – М.: Медицина. 1983. – 192 с.
30. Тихонов В.Г. Эколого – этологические особенности якутской лошади: автореф. дис. канд. биол. … наук / В.Г. Тихонов – М., 1989. – 25 с.
31. Филюшина Е.Е. Сезонные особенности ультраструктурной организации печени гибернантов и активных зимой животных / Е.Е. Филюшина, Л.И. Адодина // Механизмы природных гипометаболических состояний. – Пущино, 1991. – Ч.1. – С. 58 – 66.
32. Шугалей В.С. Молекулярные основы устойчивости зимнспящих к неблагоприятным условиям среды / В.С. Шугалей // Эколого-физиологические характеристики природных гипобиотических состояний. – Пущино, 1992. – С. 70 – 73.
33. Эффект выраженного снижения метаболизма у теплокровных животных веществами из тканей зимоспящего в состоянии спячки / Г.Р. Иваницкий, С.Г. Колаева, Ю.Ф. Пастухов [и др.] // ДАН СССР. – 1982. – Т.267. – №4. – С.978 – 980.
34. Blix A.S. Arctic resignation: winter dormancy without hypothermia / A.S.Blix // Living in the cold. 2. INSERM. Conguilhem. 1989. – P.117–119.
35. Biologically active peptides isolated from brains of hibernating ground squirrel and cold adapted yakutian horse / R. Ziganshin, I. Mikhaleva, V. Ivanov [et al] (A. Akhremenko) // Peptides: chemistry structure and biology. 1996. – N. – Y. – P.254–255.
36. Mayer W.V. The protective value of the barrow Arctic squirrel Spermophilus undulates / W.V.Mayer // Anat. Record. – 1956. – V.122. – P.437–438.
37. Moen A.N. Energy metabolism of deer in relation to environment variables / A.N.Moen, Lynn Rogers // Bull. Roy. Soc. N. – Z. – 1985. – V.99. – P. 439 – 445.
38. Opioids and hibernation. I. Effects of naloxone on dietary HITs depression of guinea pig ileum on tractivity and induction of summerhidernation in ground squirrel / D.S. Bruce, G.W. Flammet [et el.] // Life Sci. – 1987. – V. 41. – P. 2007-2013.
39. Pehowich D.J. Seasonal changes in mitochondrial cuccinate dehydrogenase activity in a hibernator, Spermophilus richardsony / D.J. Pehowich, L.C.H. Wang // J. Comp. Physiol. – 1984. – V.154B. – P. 495– 501.
40. Swan H. Neuroendocrine aspects of hibernation / H. Swan // Survival in the cold. Amsterdam. Elsevia. 1981. – P. 121 – 138.
41. Wang L.C.H. Torpor in mammals and birds / L.C.H. Wang, J. Fine // Can. J. Zool. 1988. – V.66. – 133 – 137.
42. Wendt C.F. Uber wirkungen lines extrakters aus dem brounen Fettgewebe winterschlafendwen Jgels / C.F. Wendt // Z. Physiol, Chem. 1937. – № 4. – S. 249.
Review
For citations:
Akhremenko A.K., Akhremenko Y.A., Pshennikova E.V. Concept of hypobiotic states of animals of cold climate. Yakut Medical Journal. 2018;(2):17-20. https://doi.org/10.25789/YMJ.2018.62.05
Views:
9
Email this article 