Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Роль вегетативной нервной системы в регуляции тироидной системы при умеренномй йоддефиците у детей, проживающих в условиях Низкогорья и Высокогорья

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидат биологических наук, Филипченко, Анна Игоревна, Бишкек



62 11/77

КЫРГЫЗСЬСАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ

На правах рукописи

У"

, Р УДК 612.89+612.17+551.432+(575.2)

I/

ФИЛИПЧЕНКО АННА ИГОРЕВНА

РОЛЬ ВЕГЕТАТИВНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ В РЕГУЛЯЦИИ ТИРОИДНОЙ СИСТЕМЫ ПРИ УМЕРЕННОМ ЙОДДЕФИЦИТЕ У ДЕТЕЙ, ПРОЖИВАЮЩИХ В УСЛОВИЯХ НИЗКОГОРЬЯ И ВЫСОКОГОРЬЯ

03.00.13 - физиология

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

—

^ Чч

а. ± й

а, «

Ь.

2 >< ё

1 1

яг г

Й 3

а. с, 1

а

я ж

<

1

3

* X

о: р

га

С.

©

5 ЙЙ

Ж <,0

X

гг.

Научный руководитель:

Научный консультант:

доктор медицинских наук, профессор Б.К.Тыналиева

кандидат биологических наук А.А.Бонецкий

Бишкек - 2005

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ..............................................................................5

ВВЕДЕНИЕ....................................................................................................................................6

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ...................................................................................8

Актуальность темы диссертации.............................................................................................8

Цель и задачи исследования.....................................................................................................9

Научная новизна......................................................................................................................Ю

Практическая значимость полученных результатов...........................................................10

Экономическая значимость полученных результатов........................................................11

Основные положения, выносимые на защиту......................................................................11

Внедрение результатов исследования...................................................................................12

Личный вклад соискателя.......................................................................................................12

Апробация результатов диссертации....................................................................................12

Опубликованность результатов.............................................................................................13

Глава 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ...............................................................................................14

1.1. Иннервация щитовидной железы...................................................................................14

1.2. Влияние симпатического отдела ВНС на щитовидную железу..................................15

1.2.1. Влияние симпатического отдела ВНС на функциональную активность щитовидной железы............................................................................................................15

1.2.2. Влияние симпатического отдела ВНС на рост и пролиферацию щитовидной железы..................................................................................................................................

1.3. Влияние парасимпатического отдела ВНС на щитовидную железу.........................18

1.3.1. Влияние парасимпатического отдела ВНС на рост и пролиферацию щитовидной железы............................................................................................................18

1.3.2. Влияние парасимпатического отдела ВНС на рост и пролиферацию щитовидной железы............................................................................................................19

1.4. Механизмы, опосредующие передачу сигналов в тироцитах.....................................20

1.4.1. р-адренорецепторы...................................................................................................20

1.4.2. а-адренорецепторы...................................................................................................21

1.4.3. М-холинорецепторы.................................................................................................22

1.4.4. в-белки.......................................................................................................................22

1.4.5. Циклический АМФ...................................................................................................23

1.4.6. Инозитолфосфаты, диацилглицерол, кальций.......................................................23

1.5. Механизмы адаптации организма к йоддефициту........................................................24

1.5.1. Периферическая дейодинация тироксина..............................................................26

1.6. Влияние факторов высокогорья на щитовидную железу.............................................27

ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.................................................29

2.1. Обследуемые....................................................................................................................29

2.2. Проведенные обследования............................................................................................29

2.2.1. Регистрация анкетных данных обследуемых по следующим показателям:.......30

2.2.2. Сбор мочи для определения йода............................................................................30

2.2.3. Ультразвуковая волюмометрия щитовидной железы...........................................30

2.2.4. Ритмографическое исследование............................................................................31

2.2.4.1. Процедура ритмографического исследования................................................32

2.2.5. Забор крови для определения содержания гормонов............................................33

2.3. Определение гормонов....................................................................................................33

2.3.1. Принцип метода иммуноферментного анализа.....................................................33

2.3.2. Методика определения Т3, Т4, ТТГ.........................................................................35

2.3.2.1. Протокол постановки ИФА на Тз, Т4...............................................................35

2.3.2.2. Протокол постановки ИФА на ТТГ..................................................................37

2.4. Определение содержания йода в моче...........................................................................38

2.4.1. Принцип метода........................................................................................................38

2.4.2. Методика определения йода в моче........................................................................40

2.4.2.1. Приготовление растворов..................................................................................40

2.4.2.2. Протокол проведения анализа..........................................................................41

2.5. Статистическая обработка результатов.........................................................................42

ГЛАВА 3 СОСТОЯНИЕ ТИРОИДНОЙ СИСТЕМЫ И ВЕГЕТАТИВНЫЙ БАЛАНС У ДЕТЕЙ, ПРОЖИВАЮЩИХ В НИЗКОГОРЬЕ В УСЛОВИЯХ УМЕРЕННОГО ЙОДДЕФИЦИТА........................................................................................................................43

3.1. Вегетативный баланс у детей с нормальной и увеличенной щитовидной железой в условиях йодной недостаточности в г. Бишкек...................................................................43

3.2. Скорость роста щитовидной железы и показатели вегетативного баланса у детей в условиях йоддефицита (г. Бишкек).......................................................................................50

ГЛАВА 4 СОСТОЯНИЕ ТИРОИДНОЙ СИСТЕМЫ И ВЕГЕТАТИВНЫЙ БАЛАНС У ДЕТЕЙ, ПРОЖИВАЮЩИХ В ВЫСОКОГОРЬЕ В УСЛОВИЯХ УМЕРЕННОГО

ЙОДДЕФИЦИТА........................................................................................................................57

4.1. Вегетативный баланс и состояние щитовидной железы в условиях йоддефицита у детей - постоянных жителей высокогорья...........................................................................57

4.2. Сравнение особенностей вегетативного баланса и тироидного статуса у детей,

проживающих в условиях йоддефицита в низкогорье и высокогорье..............................64

ГЛАВА 5 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ВЛИЯНИЯ ВЕГЕТАТИВНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ НА МОРФО-ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ЩИТОВИДНОЙ ПРИ РАЗЛИЧНОМ УРОВНЕ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ ЙОДОМ.......................................................68

5.1. Общая дейодиназная активность и вегетативный баланс у детей, проживающих в условиях умеренного йодного дефицита........................................................................-.....68

5.2. Инволюция эндемического зоба и вегетативный баланс у детей, проживающих в условиях умеренного йоддефицита при назначении препаратов калия йодида...............71

ГЛАВА 6 ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ.............................................76

ВЫВОДЫ.....................................................................................................................................88

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ..................................................................89

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

dX вариационный размах кардиоинтервалов

М среднее

ш стандартная ошибка среднего

п число наблюдений

р достигнутый уровень значимости при проверке статистических гипотез

г коэффициент корреляции

АД артериальное давление

АМо амплитуда моды кардиоинтервалов

ВНС вегетативная нервная система

Д1, ДП, ДШ дейодиназа I, II, III типа

ИВР индекс вегетативного равновесия

ИФР 1 инсулиноподобный фактор роста 1

т3 трийодтиронин

Т4 тироксин

ТРГ тиротропин релизинг гормон

ТТГ тиреотропный гормон

цАМФ циклический аденозинмонофосфат

стВЧ, аСЧ, стНЧ дисперсия (мощность) высокочастотной, среднечастотной и низкочастотной составляющей спектра сердечного ритма

аВЧ%, стСЧ%, относительный вклад высокочастотной, среднечастотной и низкочастот-

аНЧ% ной составляющей в общую дисперсию сердечного ритма

ВВЕДЕНИЕ

Проблема вегетативной регуляция функциональной активности щитовидной железы имеет вековую историю. Наличие в железе обильной иннервации, выраженная реакция интраорганных нервных элементов железы при ее патологии и других заболеваниях давали исследователям основания полагать, что функция щитовидной железы должна зависеть от прямых нервно-регуляторных воздействий. Несколько поколений ученых предпринимали неоднократные попытки установить отношение прямых нервных влияний к гормо-нопоэзу и секреции гормонов щитовидной железы, однако противоречивость получаемых результатов оставляло этот вопрос открытым до 70-х годов прошлого века. Отсутствие выраженного нервного контроля функции щитовидной железы в свое время привлекалось в качестве одного из важных аргументов в пользу точки зрения о независимости функционирования органов внутренней секреции от нервной системы [181, 195]. Главным посылом данной концепции являлись факты, свидетельствующие о том, что лишенная прямых нервных влияний щитовидная железа не теряет способности синтезировать гормоны и адекватно реагировать на тиреотропный гормон (ТТГ). Этими же идеями питалась концепция, получившая распространение в 30-х годах прошлого века, согласно которой основным механизмом осуществления нервного контроля специфической функции щитовидной железы является изменение тонуса сосудов в органе и скорости кровотока [309, 51].

Невозможность получения убедительных фактов прямых влияний собственных нервов щитовидной железы на ее функциональную активность ориентировала ученых на поиск не обязательно прямого, а опосредованного или вспомогательного по отношению к более мощному стимулу влияния нервов на секрецию гормонов. Такая более гибкая постановка вопроса оказалась более плодотворной, и период огульного отрицания роли нервно-проводниковых влияний на гормонопоэз сменился периодом широкого поиска подобных влияний. Результатом этих поисков, причем не только при исследовании щитовидной железы, но и других эндокринных органов, явилась теория адаптационно-трофического влияния эфферентных нервов на железы внутренней секреции [1, 2, 11]. В основе этой теории лежало представление о том, что эфферентные нервы обладают способностью подготавливать эндокринную ткань к реализации ею действия специфических гуморальных раздражителей (тройных гормонов гипофиза). В настоящее время благодаря достижениям молекулярной биологии представления об абстрактном «трофическом» действии вегетативной нервной системы (ВНС) на клетки эндокринных желез, рассматривае-

мых этой теорией как «черный ящик», сменилось представлениями о внутриклеточных сигнальных каскадах и связанных с ними исполнительных механизмах клетки.

С появлением селективных агонистов и антагонистов а- и р-адренорецепторов, хо-линорецепторов, развитием теории об их типах и подтипах сформировалось представление об адренорецепторном и холинорецепторном аппарате тироцитов [242, 239, 197, 233, 225, 224, 342]. В последние два десятилетия основным объектом для исследования механизмов регуляции пролиферации и гормонопоэза стали изолированные препараты и клеточная культура щитовидной железы. При этом в работах акцент делается на исследование молекулярных механизмов регуляции гормонопоэза, роста и пролиферации. Наиболее важным, на наш взгляд, достижением последних лет в этой области стала расшифровка механизмов взаимодействия между различными регуляторами тироцитов посредством О-белков и развитие представлений о внутриклеточных сигнальных каскадах как о единой сложной сети, состоящей из взаимодействующих звеньев [27, 163, 256, 104, 291].

Несмотря на значительные достижения в расшифровке механизмов влияния ВНС на тироидную систему, в данной проблеме остается много неизученного. В частности, это вопросы, касающиеся перестройки функционирования тироидной системы при адаптации организма к определенным природно-климатическим факторам (йоддефицит, высокогорье и др.) и роли ВНС в осуществлении такой перестройки. Важно отметить, что эти вопросы имеют большое прикладное значение, как для профилактики, так и для лечения различных расстройств щитовидной железы (эндемический зоб, гипотиреоз) и связанных с этим нарушений (отставание физического и умственного развития у детей, нарушение репродуктивных функций у взрослых и др.) [19, 24, 148].

Попыткой исследовать роль ВНС в регуляции щитовидной железы при умеренном йоддефиците у детей, проживающих в условиях низкогорья и высокогорья, явилась данная работа. При умеренном йоддефиците соотношение детей с нормальной и увеличенной щитовидной железой примерно равно 1:1, что удобно для изучения механизмов адаптации щитовидной железы к недостатку йода. Наличие в популяции лиц с различным соотношением активности симпатического и парасимпатического отделов ВНС обеспечило нас естественной моделью, характеризующейся смещением вегетативного тонуса в сторону симпатикотонии или парасимпатикотонии. Использование дополнительного фактора -высокогорья позволило оценить влияние ВНС на тироидную систему в условиях ограничения функциональных возможностей щитовидной железы и выявить участие периферического отдела тироидной системы - дейодинации тироксина (Т4) при адаптации к йоддефициту.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы диссертации

Четверть населения земного шара проживает в регионах, не достаточно обеспеченных йодом. В их число входит и население Кыргызской Республики, территория которой включает районы с дефицитом йода от легкой до тяжелой степени [60, 62, 61, 33, 35, 34, 73, 32, 12, 13, 15, 42]. Об актуальности исследования проблемы йоддефицита в нашей стране свидетельствует принятие Правительством Кыргызской Республики Постановления № 726 от 23.09.94 «О ликвидации йоддефицитных расстройств среди населения Кыргызской Республики», а также «Национальной программы профилактики нарушений, связанных с йодной недостаточностью».

Наше внимание привлек тот факт, что в условиях умеренного йоддефицита эндемическое увеличение щитовидной железы встречается не более чем у половины населения, при этом, как правило, у тех и у других сохраняется эутироидный статус. Из этого следует, что тироидная система у жителей регионов с умеренным йоддефицитом так или иначе приспособлена к низкому потреблению йода. Мы выдвинули гипотезу, что в основе этой приспособительной реакции лежат два вида процессов: с одной стороны, сдвиги, направленные на усиление активности захвата и эффективного использования йода - функциональные адаптивные механизмы, не сопровождающиеся увеличением щитовидной железы; с другой стороны, процессы, связанные со структурными изменениями щитовидной железы за счет гипертрофии и гиперплазии тироидной ткани, первично также являющиеся адаптивными и направленные на увеличение экстракции йода из крови. Резервы функциональных адаптивных механизмов довольно высоки (при болезни Грейвса продукция тироидных гормонов увеличивается в 2-5 раз даже в йоддефицитных регионах!). Однако у разных людей, проживающих в условиях умеренного йоддефицита, степень включения функциональных адаптивных механизмов и соотношение функциональных и структурных сдвигов весьма индивидуальны, что связано, по-видимому, с особенностями регуляции щитовидной железы. Мы предположили, что в качестве одного из факторов, определяющих характер реагирования тироидной системы на умеренный дефицит йода, может выступать ВНС. Несмотря на то, что в последние годы сделан значительный шаг в исследовании регуляции щитовидной железы, особенно на клеточном и молекулярном уровнях [162, 163], многие практические аспекты данной проблемы остаются неизученными. В ли-

тературе нам не встретились работы, в которых бы исследовалась роль ВНС в регуляции тироидной системы у человека в условиях йоддефицита.

В Кыргызстане довольно большая часть населения проживает в горных условиях, оказывающих многогранное воздействие на организм, в том числе, на ВНС и на щитовидную железу [23, 28, 29, 30, 31, 33, 34, 35, 46, 46, 48, 66, 67, 69]. Вопрос о влиянии ВНС на щитовидную железу в условиях одновременного действия йоддефицита и высокогорья также не исследован.

Диссертационная работа была выполнена в ЦНИЛ КГМА в рамках научных тем, финансируемых ГКНТ: «Обеспеченность организма йодом и тиреоидный статус у детей как фактор умственного и физического развития. Роль гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы в развитии йодзависимых гипотиреоидных состояний» и «Кли-нико-функциональная характеристика, прогнозирование и профилактика йоддефицитных расстройств у школьников Кыргызстана. Роль ВНС в развитии йоддефицитных расстройств. Влияние йоддефицита на формирование интеллектуального и психического статуса».

Цель и задачи исследования

Целью работы было исследование роли ВНС в регуляции тироидной системы при умеренном йоддефиците у детей, проживающих в условиях низкогорья и высокогорья. В связи с поставленной целью мы выдвинули следующие задачи:

1. Исследовать вегет