Influence of acute overheating in rats on water-salt balance = Вплив гострого перегрівання у щурів на водно – сольовий баланс

199 Внесок авторів / authors’ contribution: концептуалізація (Чулак Ю. Л.), методологія (Чулак Л. Д.), формальний аналіз (Чулак Ю. Л., Чулак Л. Д.), формування висновків (Чулак Л. Д.), написання статті (Чулак Ю. Л.). Всі автори прочитали й погодилися з опублікованою версією рукопису. Фінансування /Funding: Це дослідження не отримало зовнішнього фінансування. Заява про доступність даних / Data Availability Statement Вся інформація знаходиться у відкритому доступі. Конфлікт інтересів /Conflicts of Interest. Автори заявляють про відсутність конфлікту інтересів. Використання ШІ /Using artificial intelligence. Автори не використовували ШІ під час написання роботи.. Робота надійшла до редакції 03.10.2025 року Рекомендована до друку на засіданні редакційної колегії після рецензування. УДК 613.31:541.48:669.151.8 DOI http://dx.doi.org/10.5281/zenodo.17314840 О. С. Вітюков, А. І. Гоженко ВПЛИВ ГОСТРОГО ПЕРЕГРІВАННЯ У ЩУРІВ НА ВОДНО – СОЛЬОВИЙ БАЛАНС Міжнародний гуманітарний університет, м. Одеса Authors’ Information Гоженко А. І. – ORCID ID 0000-0001-7413-4173 Summary. Vityukov O. S., Gozhenko A. I. INFLUENCE OF ACUTE OVERHEATING IN RATS ON WATER-SALT BALANCE. - International Humanitarian University, Odessa; email: [email protected]. In an experiment on rats, it was found that being in a thermal chamber at 370С for three hours with free access to drinking water is accompanied by disturbances in water-salt metabolism. Against the background of a decrease in the total water content in animals, it was shown that this occurs due to a decrease in its content in the extracellular sector without significant changes in the organs. At the same time, the concentrations of sodium, osmotically active substances and total protein increased in blood plasma. The concentration of sodium and the sodium-potassium coefficient increased in the cells of the organs. It was concluded that acute hyperthermia causes disturbances in water-salt metabolism, mainly water homeostasis, which are not compensated by free access to drinking water. Key words: hyperthermia, water-salt metabolism, adaptation. Реферат. Вітюков О. С., Гоженко А. І. ВПЛИВ ГОСТРОГО ПЕРЕГРІВАННЯ У ЩУРІВ НА ВОДНО – СОЛЬОВИЙ БАЛАНС. В експерименті на щурах встановлено, що знаходження на протязі трьох годин у термокамері при 370С в умовах вільного доступу до питної води супроводжується порушеннями водно – сольового обміну. На фоні зменшення загального вмісту води у тварин показано, що це відбувається за рахунок зменшення її вмісту у позаклітинному секторі без достовірних змін у органах. Одночасно у плазмі крові зростали концентрації натрію, осмотично активних речовин та загального білку. В клітинах органів збільшилась концентрація натрію та натрій – калієвого коефіцієнту. -------------------------------------------- © Вітюков О. С., Гоженко А. І. 200 Зроблено висновок, що за гострої гіпертермії виникають порушення водно – сольового обміну, переважно водного гомеостазу, які не компенсуються вільним доступом до питної води. Ключові слова: гіпертермія, водно – сольовий обмін, адаптація. Зміни навколишнього середовища суттєво впливають на адаптаційні реакції організму. В останній час спостерігаються зміни клімату, особливо підвищення температури [1, 2]. Такі реакції відбуваються завжди із змінами водно-сольового обміну [3, 4]. Це обумовлено тим, що до важливих механізмів пристосування до гіпертермії є теплове перегрівання, за рахунок якого відбувається виведення тепла, за рахунок тепловипарювання, особливо в умовах коли температура навколишнього середовища наближається до температури тіла. Головним наслідком таких реакцій є втрата води та, як правило, іонів натрію і калію [5, 6]. Безумовно, що стратегія адаптації до перегрівання напевно обов’язково повинна включати компенсацію втрат води і іонів. Основою такої компенсації є питні режими з урахуванням як втрат води так і іонів. Важливо, що часто при перегріванні людини та тварини мають доступ до питної води, а тому виникають питання щодо структури порушень водно-сольового обміну, що необхідно для обґрунтування адекватних питних режимів. Вищенаведене обумовило проведення визначення характеру порушень водносольового обміну, які виникають в умовах гострого перегрівання при вільному доступі до питної води. Матеріали та методи. Досліди проводили на 20 щурах, які на протязі 3-х годин знаходились у термокамері при 37ºС та відносній вологості 45-50%, що мали вільний доступ до питної водогінної води. Визначали зміни вмісту загальної води по показникам маси тіла, а також її вміст в тканинах печінки, серця, слизової оболонки шлунку та тонкого кишківника, селезінки та нирок шляхом висушування з одночасними вимірами концентрації натрію та калію в цих тканинах. В плазмі крові визначали осмоляльність кріоскопічним методом та концентрацію натрію і калію фонометричним методом. Отримані результати та їх обговорення. Показано, що після гострого перегрівання не дивлячись на вільний доступ до питної води загальний вміст води в організмі дещо зменшувався, судячи по вазі тіла у середньому на 5,1 ± 0,6 % (Р < 0,05). В той же час розподіл води у вивчених органах хоча і мав тенденцію, але достовірно не змінювався (табл. 1). Таблиця 1 - Вміст загальної води в тканинах щурів при гострому перегріванні (M ± m) Досліджувані органи Контрольна група n = 16 Гостре перегрівання n = 14 Печінка 73,6 ± 1,15 72,4 ± 1,75 Серце 78,3 ± 0,03 75,9 ± 1,5 p < 0,1 М’яз 77,1 ± 0.6 77,1 ± 0,6 Шлунок 79,1 ± 0,2 77,3 ± 1,2 Кишківник 78,3 ± 3,3 77,2 ± 1,8 Кора нирок 76,1 ± 1,5 74,6 ± 2,3 Селезінка 77,7 ± 0,7 77,7 ± 0,5 Примітка: p – достовірність відмінностей значень порівняно з показниками контрольної групи. Але одночасно встановлено, що у щурів зменшувався обсяг позаклітинної рідини від 17,9 ± 0,38 % до 14,1 ± 0,36 % відносно маси тіла (Р < 0,01). Тобто втрата води відбувалась за рахунок зменшення позаклітинної рідини, що підтверджено даними про збільшення в плазмі крові осмотично активних речовин, натрію та білку (табл. 2). 201 Таблиця 2 - Концентрація натрію, калію, осмотично активних речовин та білку в плазмі крові у щурів при гострому перегріванні (M ± m) Вивчені показники Контрольна група n = 16 Гостре перегрівання n = 14 Концентрація ОАР, мосм/л 291,00 ± 1,07 301,48 ± 2,89 p < 0,02 Концентрація натрію, ммоль/л 142,81 ± 1,16 152,04 ± 2,84 p < 0,01 Концентрація калію, ммоль/л 5,82 ± 0,31 5,66 ± 0,31 Концентрація білку, г/л 74,6 ± 2,54 78,5 ± 1,57 p < 0,1 Примітка: p – достовірність відмінностей значень порівняно з контрольною групою Разом з тим, встановлено, що у всіх досліджуємих тканинах зростала достеменно концентрація натрію при постійному вмісту калію (табл. 3). Таблиця 3 - Вміст натрію і калію в тканинах щурів контрольної групи та групи, яка підверглась перегріванню (M ± m) Досліджувані органи Концентрація натрію, ммоль/л Концентрація калію, ммоль/л Контрольна група n = 16 Гостре перегрівання n = 14 Контрольна група n = 16 Гостре перегрівання n = 14 Печінка 33,11 ± 1,93 40,991 ± 5,88 p < 0,1 90,64 ± 2,62 87,11 ± 3,31 Серце 44,34 ± 2,10 50,89 ± 1,65 p < 0,05 79,83 ± 2,31 75,11 ± 1,62 Шлунок 50,88 ± 3,06 54,71 ± 2,67 73,43 ± 3,27 84,511 ± 5,92 Кишківник 46,21 ± 1,43 55,91 ± 3,10 p < 0,02 99,71 ± 5,47 88,90 ± 4,12 Кора нирок 62,20 ± 3,67 71,17 ± 1,71 p < 0,05 75,21 ± 2,42 72,13 ± 1,22 Селезінка 34,21 ± 1,61 43,51 ± 1,80 p < 0,001 115,17 ± 4,41 112,62 ± 2,9 Примітка: p – достовірність відмінностей значень порівняно з показниками контрольної групи Ці дані підтверджуються зростанням натрій/калієвого коефіцієнту у тих же тканинах (табл. 4). Таблиця 4 - Величина натрій/калієвого коефіцієнту в тканинах при гострому перегріванні (M ± m) Досліджувані органи Контрольна група n = 16 Гостре перегрівання n = 14 Печінка 0,371 ± 0,025 0,491 ± 0,097 Серце 0,577 ± 0,033 0,673 ± 0,021 p < 0,05 М’яз 0,302 ± 0,039 0,411 ± 0,04 < 0,1 Шлунок 0,667 ± 0,030 0,670 ± 0,067 Кишківник 0,489 ± 0,029 0,640 ± 0,043 p < 0,01 Кора нирок 0,81 ± 0,056 0,098 ± 0,021 p < 0,01 Селезінка 0,389 ± 0,021 0,411 ± 0,013 p < 0,05 Примітка: p – достовірність відмінностей значень порівняно з показниками контрольної групи 202 Таким чином, отримані дані свідчать, що при гострому перегріванні у щурів відбуваються зміни водно-сольового обміну, які не компенсуються вільним доступом до пиття. Однак втрати води відбуваються за рахунок зменшення позаклітинної води, тоді як вміст води в тканинах за цей період гіпертермії не відбувається. Разом з тим, при такій позаклітинній дегідратації відбуваються зміни іонного складу не тільки у позаклітинній воді, але й у клітинах. Причому зростає натрій при досить стабільній концентрації калію. Вищенаведене вказує на те, що калій, який є головним клітинним іоном, свідчить про те, що при гострому перегріванні не змінюється, що свідчить про те, що клітинний гомеостаз більш стабільний. Можна припустити, що в більшій мірі можуть спостерігатись зміни функції нирок, які забезпечують стабільність водно-сольового обміну [7, 8, 9]. Разом з тим результати дослідження свідчать про те, що вживання питної води не повністю компенсує ці зміни водного обміну, які виникають при адаптації до гострого перегрівання внаслідок втрати води. Тому необхідні подальші дослідження як про механізми адаптації до гіпертермії, так і оптимальні режими компенсації. Література/References: 1. Vyshnevskyi V.I. Climate Change in Ukraine and its Consequence. – Journal of Landscape Ecology, (2025), Vol. 18/ No 4. DOI: 10.2478/jlecol-2025-0032. – P. 150 - 174. 2. Melnyk S., Vasiutynska K., Korduba I., Trach Y., Trach R., Butenko D., Chylinski F., Wrzesinski G, Modeling and forecasting of the local climate of Odesa using CNN-LSTM and the statistical analysis of time series. – MDPI, 2025. – Sustainability. Vol 17. Issue 18. 10.3390/su17188424. 3. Watanabe H., Kadokura Y., Sugi T., Saito K. Influence of sustained mild dehydration on thermoregulatory and function during prolonged moderate exercise. European Journal of Applied Physiology. – 2024. – Vol. 124. – pp. 3457-3470. 4. Roca J., Sanroma-Ortiz M., Cemeli T., Tort-Nasarre G., Santamaria A.L., Espart A., Cantos-Puig C., Campoy C. Health Intervention for the Prevention of Dehydration in Agricultural Workers Exposed to Heat Stress: A Systematic Reviev. Healthcare, 2025. 13(11):1132. doi.org/10.3390/healthcare13111232. 5. Luangwilai T., Robson M.R., Siriwong W. Effect of heat exposure on dehydration and kidney function among sea salt workers in Thailand. Rocz Panstw Zakl Hig . – 2021. – 72(4). – pp. 435-442. doi: 10.32394/rpzh.2021.0186. 6. Smallcombe J.W., Topham T,.H., Brown H.A., Tiong M., Clark B., Broderick C., Chalmers S., Orchard J., Mavros Y., Périard J.D., Jay O. Thermoregulation and dehydration in children and youth exercising in extreme heat compared with adults. – Br J Sports Med. – 2025. – Jul 31. – 59(16). – pp. 1151-1159. 7. Гоженко А.І. Нирки і гомеостаз. Актуальні проблеми медицини транспорту. – 2023. – № 1-2 (71-72). – С. 13-29 [Gozhenko A.I. Kidneys and homeostasis. Current problems of transport medicine. – 2023. – No. 1-2 (71-72). – P. 13-29]. 8. Convit L., Orellana L., Périard J.D., Carr A.J., Warmington S., Beaugeois M., Abraham A., Rhiannon M J Snipe R.M.J. Sodium hyperhydration improves performance with no change in thermal and cardiovascular strain in female cyclists exercising in the heat across the menstrual cycle. Int J Sport Nutr Exerc Metab. – 2025. – Jan 23. –35(2). – pp. 99-111. doi: 10.1123/ijsnem.2024-0125. Print 2025 Mar 1. 9. Gozhenko Anatoliy, Zukov Walery, Gozhenko Olena and Saensus Mykhailo. Pathophysiological mechanisms integrated regulation of water-sodium homeostasis: from cellular dysfunction of Na-K-ATPase to dysregulation of systematic volume control: a systematic review. Journal of Education, Heath and Sport. – 2025. – 84:64716. eISSN 2391-8306. – doi.org/10.12775/JEHS.2025.84.64716. Внесок авторів / authors’ contribution: концептуалізація (Гоженко А.І.), методологія (Гоженко А.І.), формальний аналіз (Гоженко А.І., Вітюков О.С.), формування висновків (Гоженко А.І..), написання статті (Вітюков О.С.). Автори прочитали й погодилися з опублікованою версією рукопису. 203 Фінансування /Funding: Це дослідження не отримало зовнішнього фінансування. Заява про доступність даних / Data Availability Statement Вся інформація знаходиться у відкритому доступі. Конфлікт інтересів /Conflicts of Interest. Автори заявляють про відсутність конфлікту інтересів. Використання ШІ /Using artificial intelligence. Автори не використовували ШІ під час написання роботи.. Робота надійшла до редакції 07.09.2025 року Рекомендована до друку на засіданні редакційної колегії після рецензування. УДК 614.876:616-055.6:577.122:616-092.4 DOI http://dx.doi.org/10.5281/zenodo.17315934 А. О. Дімов ТРАНСГЕНЕРАЦІЙНІ ЗАКОНОМІРНОСТІ ПРОВІДНИХ ЛАНОК АЗОТИСТОГО МЕТАБОЛІЗМУ У ЩУРІВ Одеський національний медичний університет Authors information Дімов А.О. https://orcid.org/0009-0009-0953-9073 Summary. Dimov A. O. TRANSGENERATIONAL PATTERNS OF KEY PATHWAYS IN NITROGEN METABOLISM IN RATS. Odesa National Medical University, e-mail: [email protected]. The purpose of the work is to identify the transgenerational patterns of nitrogen metabolism in adult intact rats and their offspring through an integrated assessment of organand tissue-specific markers. Offspring of intact rats exhibited moderate activation of transaminase metabolism in the liver and heart, reflecting increased energy and plastic demands during postnatal development. In skeletal muscle, the most pronounced change was a 42% increase in mitochondrial ALT activity, indicating enhanced involvement of the alanine pathway. Tissue levels of alanine and aspartate tended to decrease, while their concentrations in blood significantly increased, suggesting activation of the glucose–alanine cycle and the malate– aspartate shuttle. In offspring, daily urine output, nitrogen excretion, and protein breakdown were reduced 2–3-fold compared to adult animals, whereas serum protein levels were decreased by 25%. The offspring of intact rats develop a specific nitrogen metabolism profile characterized by activation of transamination processes, greater utilization of alanine and aspartate in energy pathways, and reduced protein catabolism. The author concludes that these changes reflect the predominance of anabolic processes and adaptive mechanisms that ensure growth and differentiation during early ontogenesis. Key words: nitrogen metabolism, protein catabolism, rat model, muscle tissue, liver, blood, urine, total urinary nitrogen, alanine aminotransferase, aspartate aminotransferase Реферат. Дімов А. О. ТРАНСГЕНЕРАЦІЙНІ ЗАКОНОМІРНОСТІ ПРОВІДНИХ ЛАНОК АЗОТИСТОГО МЕТАБОЛІЗМУ У ЩУРІВ. Метою роботи було виялення трансгенераційних закономірностей азотистого метаболізму у статевозрілих інтактних щурів та їхніх нащадків шляхом комплексної оцінки органота тканинно-специфічних маркерів. За результатами досліджень у нащадків інтактних тварин відзначено помірну -------------------------------------------- © Дімов А. О.