On the search of the factors responsible for the seasonality of inflammation in the chicken model avian species (Gallus gallus domesticus L.)

Szyszynka ptaków, wraz z siatkówką i jądrami nadskrzyżowaniowymi podwzgórza, tworzy system zegara biologicznego, generujący rytmy wielu procesów fizjologicznych i synchronizujący je z zewnętrznymi warunkami oświetlenia. Sygnał wyjściowy z zegara szyszynkowego stanowi rytmiczna (z nocnym szczytem) synteza melatoniny (MEL), która m.in. moduluje rozwój i aktywnośd układu odpornościowego. Aby wyjaśnid rolę MEL w uprzednio opisanej sezonowości rozwoju zapalenia otrzewnej u kury domowej, wprowadzono nowy protokół eksperymentalny, w którym pisklęta hodowane były od dnia wylęgu w warunkach naturalnego fotoperiodu (LD 16: 8 w lecie i 8:16 w zimie) lub w ciągłym oświetleniu (LL), wywołującym funkcjonalną pinealektomię. Dodatkowo, połowa zwierząt z grupy LL otrzymywała egzogenną MEL w wodzie pitnej (LL MEL) przez okres subiektywnej nocy, co miało naśladowad jej naturalną dostępnośd w odpowiednich warunkach LD w celu sprawdzenia, czy będzie odwracad efekty działania LL. W doświadczeniach wstępnych wykazano, że rytm dobowy transkrypcji wybranych genów zegara szyszynkowego (Cry1, Bmal1, Per3 i E4bp4) w obu sezonach utrzymywał się w warunkach LD, ale nie w LL. Efekt ten przypuszczalnie nie był związany z dostępnością MEL, gdyż jej suplementacja w grupie LL przywróciła rytmiczną transkrypcję jedynie genu Per3. MEL syntetyzowana w szyszynce wydaje się wpływad na zegar biologiczny funkcjonujący w tym narządzie przez mechanizm autokrynny, między innymi poprzez receptory Mel1c *Rozdział 3.1].

Avian pineal gland, together with retina and suprachiasmatic nuclei, composes the biological clock system generating the diurnal rhythms of many physiological processes and synchronizing them with the external lighting conditions. Besides that, pineal gland rhythmically (with a nocturnal peak) synthesizes melatonin (MEL) - a hormone which, among others, modulates the development and activity of the immune system. To clarify the role of MEL in the previously shown seasonality of the peritonitis development in chicken, a new experimental protocol was introduced, in which the chickens were reared from the day of hatch under the natural photoperiod-like lighting conditions (LD 16:8 in summer and 8:16 in winter) or in continuous illumination (LL) considered as a functional pinealectomy. Additionally, half of animals from LL group were supplemented with exogenous MEL in drinking water (LL MEL) during subjective night, mimicking its natural availability in the respective LD conditions to check whether it will antagonize the effects of LL. In the preliminary part of the study it was shown that the diurnal rhythm of selected clock gene transcription in the pineal gland (Cry1, Bmal1, Per3 and E4bp4) was in both seasons maintained under LD but not in LL conditions. Most probably this effect was not dependent on MEL availability because its supplementation restored rhythmic transcription of Per3 gene only. MEL synthesized in the pineal gland, however, seemed to influence biological clock functioning in this organ by the autocrine mechanism involving, among others, Mel1c receptors [Chapter 3.1].