Abstract
The light of the visible spectrum (with wavelengths of 380-780 nm) is one of the fundamental abiotic factors to which organisms have been adapting since the start of biological evolution on the Earth. Numerous literature sources establish a connection between the duration of exposure to daylight, carcinogenesis and longevity, convincingly showing a significant reduction in the incidence of cancer in blind people, as well as in animal models. On the other hand, the stimulating nature of the effect of continuous illumination on reproductive function was noted, in particular, the effects of increasing the fecundity of females of various species are known. Increase in motor activity and, as a result, in metabolic rate and thermogenesis during permanent exposure to light also reduces the body's energy reserves and lifespan. In principle, in the context of aging, not only the exposure time, but also the age at the onset of exposure to constant illumination matter, the reverse effects are valid for the maintenance of experimental animals in the constant darkness. Over the long period of the evolution of light signal transduction systems, many mechanisms have emerged that allow to form an adequate response of the organism to illumination, modulating the highly conservative signaling cascades, including those associated with aging and lifespan (FOXO, SIRT1, NF-kB, mTOR/S6k, PPARa, etc). In this review, we consider the relationship between lifespan, photoregimens, and also the expression of the genes encoding the phototransduction cascade and the circadian oscillator elements of animal cells. In the present paper, basic transducers of light and other signals, such as the family of TRP receptors, G proteins, phospholipase C, and others, are considered in the context of aging and longevity. A relationship between the mechanisms of thermoreception, the temperature synchronization of the circadian oscillator and the life span is established in the review. Analysis of experimental data obtained from the Drosophila melano-gaster model allowed us to formulate the hypothesis of age-dependent photoresistance - a gradual decrease in the expression of genes associated with phototransduction and circadian oscillators, leading to deterioration in the ability to adapt to the photoregimen and to the increase in the rate of aging.
Highlights
Генетика животныхКак следствие, скорости метаболизма и термогенеза при перманентном освещении также сокращает энергетические резервы организма и продолжительность жизни
Как цитировать эту статью: Соловьёв И.А., Шапошников М.В., Москалев А.А
Тесная связь элементов центрального осциллятора клетки и фотолиаз, фотореактивационные свойства некоторых криптохромов, а также способность элементов осциллятора участвовать в контроле клеточного цикла (Feillet et al, 2015) и репарации ДНК (Bee et al, 2015; Papp et al, 2015) служат подтверждениями нашего предположения о сопряженности механизмов фототрансдукции и контроля продолжительности жизни (Patel et al, 2016)
Summary
Как следствие, скорости метаболизма и термогенеза при перманентном освещении также сокращает энергетические резервы организма и продолжительность жизни. Критичны для стареющего организма не только время экспозиции, но также и возраст начала воздействия постоянным освещением, обратные эффекты обнаруживаются при содержании подопыт ных животных в темноте. Как следствие, скорости метаболизма и термогенеза плодовой мухи при постоянном освещении сокращает энергетические резер вы организма и ПЖ (Москалев, Малышева, 2010). Что эффекты отсутствия освещения или способности к рецепции световых сигналов противоположны воздействию света, например, слепота продлевает жизнь самцов крыс (Lehrer, 1981), постоянное содержание в темноте грызунов снижает риск развития злокачественных опухолей (Анисимов, 2008; Anisimov et al, 2012; Виноградова, Анисимов, 2012). В настоящее время неизвестно, меняется ли продолжительность жизни и/или скорость старения у двойных мутантов norpA и rdgA. У человека осцилляторами периферических тканей управляет супрахиазматическое ядро посредством гормона мелатонина, в то время как плодовая муха рецептирует свет всеми клет ками, и синхронизация происходит экстраокулярно (Fogle et al, 2015)
Published Version (Free)
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have