Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Морфо-функциональная характеристика щитовидной железы при гипофункции в эксперименте

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Морфо-функциональная характеристика щитовидной железы при гипофункции в эксперименте"

РГ6 од

1 8 ЦЕН т

На правах рукописи

Царева Оксана Альбертовна

МОРФО-ФУ11КЦИОНАЛЫ1АЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ ПРИ ГИПОФУНКЦИИ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ

03.00.04 - Биохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Рязань 2000

Работа выполнена в Рязанском государственном медицинском университете имени академика И.П. Павлова

Научный руководитель - Заслуженный деятель науки РФ,

академик РАН | Е.А. Строев | Научный консультант - доктор медицинских наук,

профессор А.Ф. Астраханцев

Официальные оппоненты - Заслуженный деятель науки РФ,

доктор биологических наук, профессор Н.С.Косицын; доктор медицинских наук, профессор И.И.Дубшшна

Ведущая организация - Московский государственный

медико-стоматологический университет

Защита состоится ^£¿.¿¿¿/¿-1!- 2000 года в часов на заседании Диссертационного Совета Д 084.67.02 при Рязанском государственном медицинском университете имени академика И.П. Павлова (391000, РФ, г. Рязань, ул. Высоковольтная, д.9)

Автореферат разослан " ¿¿Зи^угЛ. 2000 года.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Рязанского государственного медицинского университета имени академика И.П.Павлова (391000, РФ, г. Рязань, ул. Шевченко, д.34)

V - 19-0-2 Ъ-V

Ученый секретарь » ' 1 ^ ) ^

диссертационного совета, '

кандидат биологических наук / ^у! 5 " Е.А. Рязанова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования

В последние десятилетия, в связи с ухудшением экологической ситуации в мире, заметно возросло количество эндокринных заболеваний, в том числе нарушений функции щитовидной железы. В клинической практике все большее внимания уделяется гипотиреозу - синдрому, развитие которого обусловлено гипофункцией щитовидной железы, характеризующейся снижением содержания тиреоидных гормонов в сыворотке крови. Данный синдром может возникать как следствие'аномалий развития щитовидной железы, йоддефицитных заболеваний, тироидитов, тиреоидэктомии, нарушения синтеза тиреоидных гормонов (М.И.Балаболкин, 1998). Несмотря на то, что гипотиреоз является одним из самых распространенных и общепризнанных эндокринных заболеваний, диагностика его остается затруднительной. В связи с этим, одной из актуальных проблем, привлекающих внимание многих исследователей, является изучение морфо-функционального состояния щитовидной железы при гипофункции различной этиологии.

По мнению ряда авторов (J.T.Dunn, 1991) эффективность гормоногенеза в железе определяет весь комплекс процессов синтеза, транспорта и процес-синга гормонального предшественника тиреоглобулина, являющегося главным белковым продуктом, синтезируемым щитовидной железой. Считается, что степень дифференцировки тиреоидного эпителия характеризуется экспрессией тиреоглобулина (G.Damante, R. Di Lauro, 1994, С.М. Gerard et al., 1989). В последние годы, благодаря совершенствованию биохимических и молекулярно - биологических подходов, стало возможным изучение молекулярных механизмов синтеза и секреции йодтиронинов в фолликулярных эн-докриноцитах щитовидной железы и эндокринной регуляции этих процессов. Вместе с тем, изменения гормонального статуса, ультраструктурные особенности строения типичных фолликулярных эндокриноцитов , особенно, вакуолярно - лизосомальной системы при гипофункции остаются малоизученными.

Цель работы

Изучить нарушения гормонального статуса экспериментальных животных и особенности ультраструктурных изменений фолликулярных эвдокри-ноцитов при гипофункции щитовидной железы.

Основные задачи исследования

1. Изучить морфо - функциональные изменения фолликулярных эндокрино-цитов и выделить наиболее информативные морфометрические показатели при экспериментальной гапофункции щитовидной железы, индуцированной путем гипофизэктомии, введения экзогенного Т3, актиномицина Б, циклогексимида, хлорохина, а также при совместном введении препаратов с трийодтиронином.

2. Изучить тиреоидный статус и ультраструктурные изменения типичных фолликулярных эндокриноцитов при гипофункции щитовидной железы в результате гипофизэктомии.

3. Оценить степень влияния экзогенного Т3 на изменения профиля тиреоид-ных гормонов в крови экспериментальных животных й ультраструктурные ш-пофункциональные изменения тироцитов щитовидной железы.

4. Изучить изменения тиреоидного статуса и ультраструктурные особенности организации тироцитов экспериментальных животных при введении ингибиторов белкового синтеза: актиномицина Э и циклогексимида.

5. Изучить особенности структуры и функции щитовидной железы при введении ингибиторов белкового синтеза (актиномицина Б и циклогексимида) в сочетании с экзогенным Т3.

6. Проанализировать изменения тиреоидного статуса экспериментальных животных и вакуолярно - лизосомальной системы тироцитов при гипофункции щитовидной железы, развивающейся при введении хлорохина.

Научная новизна

Изучение ультраструктурных изменений тироцитов под действием гипофизэктомии, введении трийодтиронина, ингибиторов белкового синтеза и

лизосомотропного препарата позволило уточнить механизмы возникновения состояния гипофункции.

Показано, что при гипофункции щитовидной железы наиболее существенные изменения развиваются в лизосомально-вакуолярной системе тироцитов.

Впервые изучены ультраструктурные изменения ядерного аппарата фолликулярных эндокриноцитов при гипофункции индуцированной введением актиномицина Б.

Впервые установлено значение определения энергетической эффективности митохондрий для оценки степени гипофункционального состояния типичных фолликулярных эндокриноцитов щитовидной железы.

Практическая значимость

Полученные данные позволяют уточнить механизмы возникновения ги-пофуикциональных изменений под действием различных препаратов и в результате гипофизэктомии у экспериментальных животных, что способствует дальнейшему развитию фундаментальных и прикладных исследований в области гистофизиологии щитовидной железы.

Результаты исследования могут быть использованы п разработке новых подходов к лечению нарушений тиреоидного статуса в клинике.

Отдельные фрагменты работы внедрены в учебный процесс и используются при чтении лекций и проведении практических занятий со студентами по курсам биохимии, биологии, гистологии, эндокринологии.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы представлены в виде докладов и обсуждения на XVII и XVIII Российской конференции по электронной микроскопии (Черноголовка, 1998, 2000), на юбилейной научной конференции, посвященной 50 летию РязГМУ (Рязань,2 ООО).

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ.

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 127 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав (обзора литературы, описания методов исследования, собственных результатов, обсуждения), выводов, практических рекомендаций и библиографического указателя, включающего 143 наименования, в том числе 76 отечественных и 67 зарубежных, приложения. Диссертация иллюстрирована 17 таблицами, 9 диаграммами и 13 рисунками.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Работа выполнена на 103 половозрелых белых нелинейных крысах-самцах массой 210 - 230 г, содержащихся в стандартных условиях вивария.

Для изучения морфологических особенностей функции щитовидной железы было выбрано пять экспериментальных моделей, различающихся между собой по биохимическим механизмам воспроизведения гипофункцио-налыюго состояния (гипофизэктомия, введение экзогенного Т3, актиномици-на О, циклогексимида и хлорохина).

Гипофизэктомию выполняли стереотаксическим трансурикулярным методом в модификации Чумаченко П. А. (П.А.Чумаченко,1978). Часть животных, начиная с 9 дня от вмешательства получали заместительные инъекции тиреотроиина, который вводили подкожно в разовой дозе 0,5 ЕД/кг (Я-Бе^еМ е( а!., 1971), с интервалом в 12 часов. Остальные крысы вместо ти-реотропина получали инъекции изотонического раствора №С1. Забой всех гипофизэкгомированных животных проводили на 14 день и осуществляли ревизию полости турецкого седла. Признаков не полного удаления гипофиза не обнаружено. Контролем гипофизэктомии служили ложнооперированные крысы. В послеоперационном периоде летальность составила 9,5% (2 случая из 21).

Т3 вводили подкожно в разовой дозе 100 мг/кгхсутки (Е.А.Строев, Е.А.Рязанова, 1992). Контрольные крысы в те же сроки получали инъекции

растворителя (0,025 М ЫаОН). Забой осуществляли через 24 часа от последней инъекции препарата.

Ингибиторы биосинтеза белка - актиномицин Э ( ЛмБ ) и циклогексимид (Цг ) вводили четырехкратно внутрибрюшинно в разовой дозе 0,2 и 1 мг/кг (Е.А.Строев, 1972, А.В.Васильев, 1993,), соответственно, с интервалом в 12 часов. Животных забивали через б часов от последней инъекции препарата. Контролем служили крысы, которым вводили в те же сроки растворитель (5% этанол).

По описанной выше схеме крысам вводили АмЭ и Цг на фоне введения Т3 подкожно в дозе 100 мг/кгхсутки в течение 6-х и 7-х суток от начала введения гормона. Животных забивали через 6 часов от последней инъекции соответственно АмО и Цг. Контролем служили крысы, которые в соответствующие сроки получали инъекции растворителя ( 0,025 М №ОН ) и внутрибрюшинно растворитель ( 5% этанол ).

Хлорохин дифосфат вводили внутрибрюшинно в виде 0,8% раствора в дозе 50 мг/кг массы телахсутки (Т.А.Короленко и соавторы, 1990) с интервалом в 24 часа в течении 7, 14,21 суток. Забой проводили через 1 час от последней инъек-циипрепарата. Контрольным животным вводили растворитель (изотонический раствор ЫаС1) в те же сроки, что и опытным группам.

Содержание Т3> Т4 и ТТГ в сыворотке крови экспериментальных животных измеряли радиоиммунным методом1.

При помощи гистологических, электронно-микроскопических и морфо-метрических методов изучались особенности изменений щитовидной железы в зависимости от механизмов воспроизведения экспериментальной гипофункции.

1 - Выражаем глубокую признательность сотрудникам радиоизотопной лаборатории ЦНИЛ РязГМУ за оказанную помощь в проведении радиоизотопных исследований.

Гистологические препараты изучали под световым микроскопом при увеличении 420 и 945. Подсчитывали долю темных и светлых клеток в структурно-функциональной единице (фолликуле) щитовидной железы.

На гистологических срезах с помощью линейного окуляр-микрометра при увеличении 420 и 945 измеряли высоту фолликулярного эпителия и диаметр фолликула. Вычисляли среднюю площадь фолликула и индекс накопления по формулам (П.А.Чумаченко, Е.С.Панкратова, 1997):

d, х d2 d

S = —-— x 7i; Ин=—; где d-диаметр фолликула, h-высота эпителия

Для электронно - микроскопического исследования небольшие кусочки (1x1 мм) паренхимы щитовидной железы префиксировали в 2,5% растворе глутарового альдегида при 4° С в течение 4 часов. Материал промывали в фосфатном буфере рП 7,4 ( три смены по 30 минут ). Постфиксацию проводили в 1% растворе 0s04, дегидратацию - в возрастающей концентрации этанола и заключали в смесь аралдита и эпона. Полутонкие срезы изготовляли с помощью ультрамикротома УМТП - 4 и окрашивали гематоксилином и эозином. Ультрагонкие срезы изготовляли с помощью ультрамикротома УМТП - 6, контрастировали уранилацетатом и цитратом свинца и исследовали под электронным микроскопом ЭМ - 125К.

Ультраструктурную морфометрию типичных фолликулярных эндокрино-цитов проводили на негативных электронограммах (Э.Г.) при увеличении х 10 ООО. По каждой серии опытов и контролю обрабатывали по 10 Э.Г. Проводили подсчет количества митохондрий и крист в 1 Э.Г. и вычисляли среднее количество крист в одной митохондрии. По методике, предложеной Фроловым В.А. и соавторами (В.С.Пауков, В.А.Фролов, 1982, В.А.Фролов, В.П.Пухлянко, 1989) вычисляли площадь 1 митохондрии в мкм2, и суммарную площадь митохондрий в 1 Э.Г. в мкм2. По формуле расчитывали коэффициент энергетической эффективности митохондрий ( КЭЭМ ):

SKpucT р1 Э.Г (опыт )xSnjiomMifr. в 1 Э.Г (опыт) Бкрист в1 Э.Г (контр) хЭплопд-мит. в 1 Э.Г (контр)

Количественную оценку лизосомального компонента вакуолярной системы проводили на экране электронного микроскопа путем подсчета числа лизосом цитоплазмы тироцитов в 10 случайных полях зрения. При этом учитывали раздельно количество первичных лизосом и вторичных лизосом с гомогенным и гетерогенным содержимым .

Обработку информации для ультраструктурной морфометрии ядерного аппарата тироцитов производили на компьютере типа IBM PC с процессором Texas Instruments DX2-80 с помощью автоматизированной системы для измерения колорометрических, денситометрических и морфометрических параметров медико-биологических объектов (В.Л.Исаков и др., 1989, Ю.А.Магакян, Е.Н.Кораллова, 1989, П.Фрейзер, 1990). По каждой серии опытов обрабатывали по 10 Э.Г. Определяли среднюю площадь ядра, ядрышка, эу- и гетерохроматина в ядре. Вычисляли ядрышко - ядерное соотношение и соотношение площадей эу- и гетерохроматина в ядре.

Результаты исследований обработаны методом вариационной статистики. Достоверность различий оценивалась с использованием t - критерия Стьюдента.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В результате радиоиммунологического исследования сыворотки крови экспериментальных животных установлено, что практически во всех сериях опытов наблюдается в той или иной степени падение концентрации Тз по сравнению с контролем (табл. V. Наиболее существенное снижение значения Тз (в 5,5 раза) происходит у гипофизэктомированных животных и у животных, получавших инъекции циклогексимида (в 2,85 раза). Исключением является модель с 7-дневным введением тирийодтиронина в дозе 100 мг/кг. Концентрация данного гормона в сыворотке крови значительно возрастает в сравнении с контролем. Однако, данный факт, по-видимому, объясняется высокой дозой вводимого препарата и накоплением его в крови

Таблица 1

Изменение тиреоидного статуса крыс при экспериментальной гипофункции

Серия Масса тела,г (М+гп) Масса железы,г (М±ш) Концентрация гормоноБ в сыворотки крови

Тз,школь/л (М±т) Т4,ЛМОЛь/Л (М±т) ТТГ, МЕД/л (М±т)

Ложная операция (п=5) 207,712,68 31 ±0,97 1,766+Д2! 33,16+5,98 0,797+0214

Гэ М) 194+0,94 17,ИО^** 0321+0,185" 9,438+3,86" ■

Гэ+ТТГ 6г5) 201,8+222 22,8+0,86" 243+0,497 39,18318,09 0382Ш37"*

Ко1прот<0,025М N3011) (п=5) 200,6+227 30,6±1,08 1,897+0,047 27,485+133 1,475+0,074

Тз 7 дней (т=5) 192,4+1,189*" 20,6Ш,81*" 6,71+033** 0,76+0,05*" 0,07+0,02*"

Контроль (п=Ю) 207,5+3,15 30,5+1,1 1,964+0,05 2837311,52 1,522+0,09

АмБ ОР5) 191,8+2,44" 28±123 1,0910,07*" 17,66+2,05" 0,1410,03"*

АмЛ+Тз (4=4) 181,5+5,07" 25,8+1,65 0^йИЗ,09*"* ¡4,68+1,09" 0,0910,01™

Цг (п-5) 191+2,48' 24+1,16* 0,69+0,15"* 11,06+231** 026+0,02"

Цг+Тз (п-4) 183+1,71* 21,511,19* 4,651031"* 0,11+0,03***

Контроль2 (п=10) 2081321 30+1,15 1,78+0,15 27,048+1,33 1,4710,07

Хлорохин 7дней (п=5) 186+3.02" 24,8+0,86" 0,83+0,04*** 193410,41*" 1,5+0,05

Хлорохин 14 дней (п=5) 178+2,56'" 21,6+0,74** 0,63+0,08*** 1926+0,84*" 13310,08

| Хлорохин | 21 день(п=5) 18Ш2Г 22,4+0,6** 0,55+0,08*" 23,9811,11 1,75+0,05

Примечание: достоверность различий по отношению к контролю: р<0,05; "р<0,01; *"р<0,001, здесь и в других таблицах и в рисунках. Контрольные животные для экспериментальных серий АмО, Цг, АмО+Т3, Цг+Тз, получавшие инъекции 5% этанола, составляют группу "контроль'. Контрольные животные для экспериментальных серий введения хлорохина в разные сроки, получавшие инъекции

изотонического раствора, представлены группой контроль .

экспериментальных животных. Кроме того, обращает на себя внимание резкое уменьшение концентрации Т3 на фоне несущественного изменения значения Т4 и практически неизменной концентрации ТГГ по сравнению с контролем при курсовом введении хлорохина. Избирательное снижение концентрации только Тз, по - видимому, можно объяснить тем фактом, что синтез данного гормона возможен только с участием лизосомально - вакуоляр-ной системы. Т4 может вырабатываться и при внеклеточном протеолизе (К.Впх е1 а1., 1996). Кроме того ряд авторов отмечают нарушение процессов ре-циклизации незрелых молекул тиреоглобулина при введении хлорохина и, как следствие, нарушение синтеза Т3 (С.А^шеге1а1,1986, 7,. Коз(шсЬ е1 а!., 1990).

При изучении концентрации Т4 в сыворотке крови отмечается общая тенденция в сторону ее понижения практически при всех условиях эксперимента (табл.1,). Особенно сильно (в 38 раз по сравнению с контролем) снижается концентрация Т4 при введении экзогенного Т3 и в 6 раз - при введении циклогексимида на фоне инъекций Т3. При введении хлорохина в разные сроки на фоне значительного снижения сывороточного уровня Т3 изменения концентрации Т4 менее значительны. Таким образом, можно предположить, что хлорохин избирательно влияет только на продукцию трийодтиронина и не затрагивает механизмы синтеза тироксина.

Наиболее существенное понижение уровня ТТГ (табл.1) отмечается при введении экспериментальным животным экзогенного Т3 (в 21 раз по сравнению с контролем), при совместном введения актиномицина О с Т3 (в 17 раз) и циклогексимида с Т3 (в 14 раз). По всей вероятности, данный факт является следствием особенности влияния экзогенного Т3 на синтез ТТГ (М.Уатас1а ег а1., 1992, Р-Уотеэсо <Л а1„ 1998).

Установлено, что во всех сериях экспериментов происходит достоверное снижение массы тела и массы щитовидной железы крыс в сравнении с контролем (табл. 1^. При этом максимальное снижение массы тела обнаружено при введении хлорохина в течение 14 дней в суммарной дозе 700 мг/кг веса, макси-

мальное снижение массы щитовидной железы - при пшофизэктомии. Уменьшение массы щитовидной железы является проявлением гипофункции. Снижение массы тела экспериментальных животных может свидетельствовать о проявлении токсического эффекта вводимых препаратов.

Результаты проведенных исследований показывают, что гипофункцио-налыюе состояние щитовидной железы характеризуется на светооптическом уровне комплексом стереотипных морфологических и морфометрических изменений. Тиреоидный эпителий приобретает уплощенную форму, ядра преимущественно овальные и ориентируются вдоль базальной мембраны, отсутствуют признаки активной резорбции коллоида.

Морфометрические исследования щитовидной железы на светооптическом уровне позволили выявить уменьшение высоты тироцитов для всех экспериментальных серий (табл.2). Наиболее выражено уменьшается данный показатель при гипофизэктомии и при введении актиномицина И на фоне инъекций Тз. Достаточно информативным в плане характеристики степени гипо-функционального состояния является индекс накопления. Данный интегральный морфометрический показатель функционального состояния фолликулов щитовидной железы, демонстрирует свои наиболее высокие значения при значительном понижении концентрации ТТГ, вне зависимости от воздействующего фактора. Проведенные корреляционый анализ выявляет сильную отрицательную связь (г| = - 0,71) между концентрацией ТТГ и индексом накопления (табл.3). При введения актиномицина Б на фоне инъекций экзогенного Т3 повышение индекса накопления достигает максимального значения. На наш взгляд, это является проявлением синергизма влияния актиномицина О и экзогенного Т3 на функциональную активность фолликулярного эпителия щитовидной железы.

На ультраструктурном уровне исследования обнаруживается, что типичное строение фолликулярных эндокриноцитов претерпевает существенные изменения, в зависимости от условий эксперимента и патогенетического

Таблица 2

Морфометрическая характеристика функциональной активности фолликула

при различных состояниях гипофункции щитовидной железы

Серия Высота эпителия фолликула, мкм (М±т) Средняя площадь одного фолликула, мкм2 (М±т) Индекс накопления (М+т)

Контроль (п=18) 12,21±0,3 1699,9±191,1 1,88±0,11

Гэ (п=5) 4,18+0,05*" 914,9+122,2" 4,16+0,31"

Гэ+ТТГ (п=5) 11,97+0,15 2477,7+144,9" 2,27+0,09' |

Тз (п=5) 5,01+0,08*" 1595,38+89,9 4,63+0,26*"

АмО (п=5) 9,08+0,19* 1558, б±180,5 2,41±0,54"

АмО+Тз (п=4) 3,65+0,24*'" 2284,6±35,7* 7,56+0,58*"

Цг (п=5) 7,54+0,24*" 1516,4±25,2 2,97±0,08"

Цг+Тз (п=4) 4,67+0,18*" 1438,9+0,15 4,51+0,15*"

Хлорохин 7 дней (п=5) 9,58+0,24" 1333,2+105,7 2,18+0,11

Хлорохип 14 дней (п=5) 4,7б±0,13*" 295,9+11,57" 2,04+0,05

Хлорохин 21 день(п=5) 7,0910,11*" 811,3±81,7* 2,26±0,10

Примечание: животные, служившие кмпролем экспериментальных серий, объединены в одну контрольную группу в данной таблице и в таблицах 3 и 5.

механизма воспроизведения гипофункции щитовидной железы.

При электронно - микроскопическом исследовании ультраструктурные проявления гипофункции обнаруживаются как в ядре, так и в цитоплазме ти-роцитов. При этом наблюдаются изменения расположения и формы ядра, рельефа кариолеммы, соотношения эу- и гетерохроматина, распределения его по площади ядра, локализации и ультраструктуры ядрышек.

Изменения формы ядра отмечаются во всех сериях эксперимента. Ядра

Таблица 3

Корелляциоииая связь между индексом накопления и уровнем содержания в

крови ТТГ при состоянии гипофункции

Серии Индекс накопления Концентрация ТТГ в сыворотке крови МЕД/л

Контроль (п=18) 1,8810,11 1,3610,56

Гэ (п=5) 4,16±0,31"

Гэ+ТГГ (п=5) 2,2710,09* 0,5810,37*"

Т3 (п=5) 4,6310,26'" 0,0710,02*"

АмБ (п=5) 2,4110,54" 0,6410,03*'*

АмБ+Тз (п=4) 7,5610,58"' 0,09Ю,01*"

|Цг (п=5) 2,9710,08" 0,2610,02**'

Цг+Тз (п=4) 4,5110,15"* 0,11±0,03*"

Хлорохин 7 дней (п=5) 2,1810,11 1,510,05

[Хлорохин ' 14 дней (п=5) 2,0410,05 1,5310,08

| Хлорохин | 21 день (п=5) 2,2610,01 1,7510,05

тироцитов приобретают овальную форму с неровным контуром кариолеммы.

Перинуклеарное пространство нередко расширено. В кариоплазме преобладает гетерохроматин, компактизирующийся в виде глыбок неправильной формы и нередко локализующийся вдоль внутренней мембраны кариолеммы. Количество рибосом на наружной мембране кариолеммы варьирует в зависимости от условий эксперимента. Существенно изменяется характер расположения и ультраструктура ядрышек. При этом, для различных экспериментальных серий изменения в ядерном компартменте имеют свои особенности. Наиболее

существенное усложнение рельефа ядра отмечается в тироцитах животных при введении экзогенного Т3 и циклогексимида.

Четко выраженное расширение перинуклеарного пространства регистрируется в ядрах тироцитов при экспериментальной гипофункции посредством введения Т3 и 14-дневного введения хлорохина. Количество рибосом на наружной мембране кариолеммы значительно уменьшено в случае введения Т3. Напротив, при 7- и 21-дневном введении хлорохина на наружной мембране кариолеммы отмечаются множественные рибосомы. Наиболее выраженные явления компак-тизации хроматина обнаруживаются при введении актиномицина О, о чем ссвидетельсствуют данные компьютерной обработки электроннограмм.

Как следует из полученных данных, актиномицин Б столь сильно влияет на структуру хроматина в ядрах тироцитов, что соотношение активного в функциональном отношении эу - хроматина и инертного гетерохроматина резко меняется в сторону преобладания последнего.

Особый интерес представляют изменения ультраструктуры ядрышек в ядрах тироцитов экспериментальных животных при введении актиномицина Б. По данным компьютерной морфометрии (табл.4) отмечается уменьшение ядрышко - ядерного соотношения (на 45%) и признаки деструктивных изменений ядрышек в виде нарушения ячеистой структуры и исчезновения пери-хроматиновых гранул со светлыми ободками. Полученные результаты указывают на то, что точкой приложения токсического эффекта актиномицина Б является ядерный аппарат фолликулярных эндокриноцитов. Сходные ультраструктурные изменения обнаружены при изучении ультраструктуры гепа-тоцитов крыс и клеток гиппокампа при введении данного препарата (А.Г.Агладзе, П.В.Челидзе, 1984, И.Б.Бухвалов и др., 1981, С.П.Семенов, 1988).

По - видимому, причиной прекращения синтеза РНК, а в следствие этого и биосинтеза белка в клетке, с одной стороны, может служить отделение хроматина, содержащего ДНК, от ядрышка. С другой - способность актиномицина О образовывать комплексы с гуанин содержащими участками спи-

Таблица 4

Ультраструктурная морфометрия ядерного аппарата тироцитов при введении актиномицина Б и актиномицина О на фоне курсового введения трийодти-ронина

Серия Ядрышко - ядерное соотношение (М±ш) -——---1 Соотношение площадей эу- и гетеро-хроматина (М±ш)

Контроль (п=5) 0,048+0,05 1,697±0,155

АктиномнцинВ (п=5) 0,033±0,004* 0,88+0,05"'

Актиномицин О +Т3 (п=4) 0,027+0,002" 0,806±0,062" |

ральной ДНК клеток, что подавляет матричную активность последней. Подавляющее действие на РНК обусловлено ингибированием РНК - полимера-зы посредством связывания поверхностей матрицы (И.Г.Михайлов и др., 1980). !

При ультраструктурном исследовании практически при всех условиях моделирования гипофункции щитовидной железы обнаруживается в той или иной степени выраженная редукция грануллярной эндоплазматической сети с уменьшением числа и плотности распределения рибосом на ее мембранах. Однако, наиболее выраженные изменения эндоплазматической сети обнаруживаются при введении актиномицина Б и цшслогексимида.

При введении актиномицина О и циклогексимида наблюдается вакуолизация цистерн эндоплазматической сети, что свидетельствует о более выраженных, по сравнению с остальными экспериментальными моделями, нарушениях процессов синтеза и транспорта веществ в клетке. Причем, совместное введение актиномицина Б и трийодтиронина усиливает эффект этих изменений. В тироцитах отмечается практически полное отсутствие гранулярной эндоплазматической сети. При этом, уменьшение объема эндоплазматической сети с понижением плотности расположения рибосом на ее

мембранах и деформация цистерн коррелируют со значительным (в 10 раз) увеличением в цитоплазме фолликулярного эпителия количества вторичных лизосом с гетерогенным содержимым. Этот факт, по-видимому указывает на прогрессивную редукцию эндоплазматической сети, связанную с активацией процессов аутофагии в цитоплазме тироцитов. Полученные результаты указывают на наличие синергизма в действии актиномицина И и трийодтирони-на, что весьма вероятно, если принимать во внимание способность трийод-тиронина ингибировать синтез.'ТТГ на уровне транскрипции. При совместном введении циклогексимида и трийодтиронина подобный эффект не наблюдается, что позволяет предположить наличие различных механизмов влияния данных препаратов на синтетическую активность тироцитов.

Практически для всех экспериментальных моделей существенные изменения отмечаются в энергетическом компартменте тироцитов (табл. 5). Обнаружено, что наиболее значительные нарушения в митохондриях фолликулярного эпителия наблюдаются у экспериментальных животных, которым вводили циклогексимид, как раздельно, так и на фоне инъекций экзогенного Т3. КЭЭМ, рассчитанный на основании данных морфометрии имеет самое низкое значение для двух данных экспериментальных групп (соответственно 15,78% и 19,82%). Подобный эффект, очевидно, объясним нарушением механизмом энергетического сопряжения и снижением содержания АТФ в митохондриях при введении циклогексимида (М.Н.Веселкина и др., 1990). Известно блокирующее влияние данного препарата на снижение резистентности митохондрий, что является следствием ингибирующего действия антибиотика на активность фосфолипазы митохондрий (А.И.Марзоев и др., 1985). Именно этим обстоятельством, по-видимому, можно объяснить деструктивные изменения в этих органеллах, обнаруженные при электронно-микроскопическом исследовании.

Таблица 5

Количественная характеристика ультраструктурных изменений митохондри-

ального аппарата тироцитов при различных состояниях гипофункции

| Сри Капраь Гэ (п=5) Тз ("=5) АмП (п=5) АмО+Тз <п=4) Цг (п=5) Цг+Тз (п=4)

| Кол миг. 1 эг. 6,1+035 5,1+0,4* 5,ЙД26* 63-0,41 5,4±0,161 4,1±0,18*** 5,1+0,28*

I Кол-во крнст в 1мит. 8ДЩ9 8,841,2 6,4+0,6 5,7+037 63±0,003 7,4+0,9 53Д2'

1 Кон» кцсг1ЭГ. 48ДВ36 433+53 32+331* 34,4±1,8" 30,8+2,1" зо+зз" 263:13'"

| Ошп- ЩП'1шГ. ФВДМ оркнщ (рз+адм' 0ДВДЙ1 0р3йюр01* 0Д*Щ»Г* одашдаГ

0>ъмр- киило ЩдЛ.ЭГ. ООЙЗЛР05 щшал ОрбЩб (рада 0Р4ШДВ' Ф16ШДВ**' С№М£РБ"*

КЭЭМ (%) 100% 71,5% 70,52% 56,58% 41,58% 15,78% 19,82%

КЭЭМ при введении актиномицина Б также существенно снижен (56,58 %), что, по-видимому, является следствием внутриядерных изменений и/или прямого токсического влияния на эти органеллы цитоплазмы. Сочетанное введения актиномицина О с Т3 дает более выраженный эффект: КЭЭМ понижается до 41,58%.Гипофизэктомия и введение экзогенного трийодтирони-на также снижают энергетическую эффективность митохондрий, однако это понижение достигает лишь 1/3 по сравнению с контролем.

Во всех сериях эксперимента отмечаются частичные редуктивные изменения со стороны комплекса Гольджи. При экспериментальной гипофункции щитовидной железы в результате введения актиномицина Б и актиномицина Б совместно с Т3, он представлен лишь небольшим скоплением диктиосом и микропузырьков.

Динамика изменений лизосомалыюго компонента вакуолярной системы наиболее ярко свидетельствует о функциональном состоянии фолликулярных эндокриноцитов. Проведенная сравнительная количественная оценка

Рис.1. Динамика изменений Ш1ста первичных лизосом при шпофушадии

Рис.2. Динамика изменешш числа вторичных лизосом с гомогенным содержимым при пшофункщш

Рис.3. Динамика изменении чиста вторичных лизосом с гетерогенным содержимым при гипофункции

вакуолярно - лизосомалыюй системы позволяет обнаружить, что наиболее характерными изменениями практически при всех экспериментальных воздействиях являются уменьшение количества первичных лизосом и увеличение числа вторичных лизосом в цитоплазме тироцитов (рис. 1,2,3). Уменьшение количества первичных лизосом может быть связано с нарушением процесса образования лизосом (лизосомогенез) поскольку при всех изученных условиях эксперимента отмечались редуктивные изменения со стороны эн~ доплазматической сети и комплекса Гольджи. Необходимо учитывать также и то, что уменьшение числа первичных лизосом может явиться следствием ускорения процессов их трансформации во вторичные лизосомы. Увеличение числа вторичных лизосом с гомогенным содержимым, обнаруженное практически во всех экспериментальных сериях (рис.2) имеет особое значение, поскольку обнаруживаются на фоне дисбаланса тиреоидных гормонов

(гинофункциональные изменения) и, по-видимому, указывают на торможе-

*

t

нис протеолиза тиреоглобулина - факт обнаруженный при сходной экспериментальной ситуации и другими исследователями (P. Neve, 1989). Исключением из данного ряда является модель курсового введения хлорохина. Количество первичных лизосом остается в приделах нормы при 7 и 14-дневном введении (рис.1), число вторичных лизосом с гомогенным содержимым изменяется в зависимости от сроков введения данного препарата. При 7 и 14-дневном введении - уменьшается, а при 21-дневном введении - востанавли-вается до приделов нормы (рис.2). Данные изменения возможно связаны с особенностями механизма влияния хлорохина на вакуолярно-лизосомальную систему тироцита (Т.А.Короленко, 1983, S.C. Cchou et al.,1984).

Увеличение количества вторичных лизосом с гетерогенным содержимым в цитоплазме тироцитов экспериментальных животных, с одной стороны, возможно саидетельствует о нарушениях процесса трансцеллюлярного транспорта и выведения гормонов, с другой - указывает на усиление процессов аутофагоцитоза (Н.Н.Маянская, 1982). Интересным представляется факт из-

менения не только численности, но и локализации лизосом в цитоплазме ти-роцитов. В нормально функционирующем тиреоидном эпителии лизосомы скапливаются в апикальном отделе клеток. У гипофизэктомированпых животных лизосомы локализуются преимущественно в базальном отделе цитоплазмы тироцитов. Подобный факт отмечен также в исследованиях других авторов (Н.КипЬага е1 а1., 1988).

Практически во всех экспериментальных сериях количество интрацеллю-лярных капель коллоида и число микроворсинок на апикальной поверхности фолликулярного эпителия уменьшается, что с одной стороны, указывает на нарушение процессов продукции и йодирования тиронинов, с другой свидетельствует о нарушении реабсорбции коллоида и процессов протеолиза йодтиронинов. Во всех сериях эксперимента отмечается снижение активности трансцеллюлярного обмена между фолликулами и кровеносными капиллярами микроциркулляторного русла.

ВЫВОДЫ

1. Моделирование гипофункции щитовидной железы путем гипофизэк-томии, введения экзогенного Тз, актиномицина Б, циклогексимида, хлоро-хина, а также при совместном введении препаратов с трийодтиронином вызывает в фолликулярных эндокриноцитах ряд характерных морфологических изменений, которые стереотипны на светооптическом уровне.

2. Интегральный морфометрический показатель функциональной активности щитовидной железы "индекс накопления" может на светооптическом уровне служить объективным количественным критерием, указывающим на дефицит ТТГ в организме экспериментальных животных.

3. При гипофизэктомии на фоне полного прекращения секреции ТТГ, происходит резкое снижение биосинтеза и секреции йодтиронинов и развиваются редуктивные изменения, затрагивающие в равной степени все ультраструктурные компоненты типичных фолликулярных эндокриноцитов.

4. Продолжительное введение экзогенного Тз тормозит секрецию ТТГ что, в конечном итоге, вызывает структурные изменения цитоплазматиче-ских органелл тиродитов в виде выраженной редукции вакуолярно-лизосо-мапьной системы с одновременным увеличением числа вторичных лизосом.

5. Ингибирование биосинтеза белка на уровне транскрипции актиноми-цином О ведет к понижению уровня ТТГ, нарушает биосинтез йодтиронинов и вызывает ультраструктурные изменения тироцитов, заключающиеся в увеличении доли инертного гетерохроматина, сегрегации ядрышек в ядре, редукции гранулярной эндоопазматической сети с увеличением количества вторичных лизосом с гомогенным содержимым.

6. Введение циклогексимида - ингибитора белкового синтеза на уровне трансляции вызывает существенное уменьшение концентрации Тз, Т4, ТГГ, индуцирует в цитоплазме тироцитов снижение энергетической эффективности митохондрий, ведет к редукции вакуолярно-лизосомальной системы.

7. Сочетанное введение ингибиторов белкового синтеза (актиномицина Б и циклогексимида) с Т3 приводит к резко выраженному понижению концентрации ТТГ и Т4 и более значительным структурным гипофункциональным изменениям органелл цитоплазме фолликулярных эндокриноцитов.

8. Гипофункция щитовидной железы, вызванная введением хлорохина, характеризуется выраженным понижением уровня Тз, Т4 и преимущественными изменениями со стороны вакуолярно - лизосомального аппарата тироцитов, заключающихся в значительном уменьшении количества вторичных лизосом с гомогенным содержимым и увеличении вторичных лизосом с гетерогенным содержимым.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 1. Качественное и количественное ультраструктурное исследование фолликулярных эндокриноцитов, наряду с определением концентрации тиреоид-ных гормонов в сыворотке крови, позволяет проводить объективную оценку морфофункционального состояния щитовидной железы при воспроизведе-

нии гипофункции в эксперименте и может быть использовано в клинической практике при диагностике гипотироза различной этиологии. 2. При экспериментальном моделировании различных гипофункционалышх состояний щитовидной железы, а также при диагностике гипофунхции в практике патоморфологических исследований определение интегрального морфометрического показателя "индекс накопления" может служить критерием объективной оценки понижения функциональной активности, непосредственно связанной с снижением концентрации уровня ТТГ. СЛИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Астраханцев А.Ф., Кочуков М.Ю., Царева O.A. Биохимические и ультрас-трукгурные изменения в тироците крыс с экспериментальной гипофункцией щитовидной железы //Вопросы диагностики и коррекции физического состояния организма: Сб. науч. тр. РязГМУ. - Рязань, 1996. - С.3-6.

2. Ультра-структурные изменения в митохондриях тироцита крыс при угнетении гормоногенеза 1 Е.А.Строев, А. Ф. Астраханцев, М.Ю.Кочуков, О.А.Царева // Актуальные вопросы здравоохранения населения на рубеже XXI века: Сб. науч. тр. РязГМУ. - Рязань, 1996. - С. 164-167.

3. Состояние щитовидной железы крыс при длительном введении хлорохнна: к вопросу о функциональных эквивалентах / М.Ю.Кочуков, В.В.Николаев, О-М.Рывкин, О.А.Царева И Вопросы клиники, диагностики и коррекции физического состояния организма: Сб. науч. тр. РязГМУ. - Рязань, 1996. -С.57-60.

4. Гормональная функция щитовидной железы при длительном введении хлорохина / М.Ю.Кочуков, О.А.Царева, А.Ф.Астраханцев, В.В.Николаев // Диагностика и реабилитация физического состояния человека: Сб. науч. тр. РязГМУ. - Рязань, 1997. - Т.1. - С. 65-68.

5. Ультраструктурные изменения щитовидной железы под действием ингибиторов белкового синтеза / О.А.Царева, М.Ю.Кочуков, А.Ф.Астраханцев, В.В.Николаев // Диагностика и реабилитация физического состояния человека: Сб. науч. тр. РязГМУ. - Рязань, 1997. - Т.1. - С. 138-141.

6. Кочуков М.Ю., Николаев В.В., Царева O.A. К вопросу о гипофункции щитовидной железы И Актуальные проблемы внутренней медицины и стоматологии: Тез.докл. науч. конф. молодых ученых и специалистов. - Санкт-Петербург, 1997. - С. 71.

7. Астраханцев А.Ф., Царева O.A., Кочуков М.Ю. Ультраструктурные изменения щитовидной железы при гипофизэктомии // Диагностика и реабилитация физического состояния человека: Сб. науч. тр. РязГМУ. - Рязань, 1998. -Т.5. - С.98-100.

8. Царева O.A., Астраханцев А.Ф. Влияние актиномицина D на ультраструктуру клеток щитовидной железы в эксперименте // XVII Российская конференция по электронной микроскопии: Тез.докл. - П.Черноголовка, 1998. - С.305.

9. Царева O.A., Астраханцев А.Ф. Ультраструктурные изменения тиреоидно-го фолликулярного эпителия, индуцированные введением циклогексимида П XVIII Российская конференция по электронной микроскопии: Тез.докл. -П.Черноголовка, 2000. - С.324.

10. Астраханцев А.Ф., Царева O.A., Жабко В.П. Морфо-функциональные изменения фолликулярных эндокриноцитов щитовидной железы при гипофункции, индуцированной введением актиномицина D // Актуальные вопросы клинической морфологии. - Рязань, 2000. - С.53-58.

11. Астраханцев А.Ф., Царева O.A. Изменения в энергетическом компарт-менте фолликулярных эндокриноцитов при экспериментальной гипофункции щитовидной железы // 50 лет университета: научные итоги и перспективы: Тез. докл. юбил. науч. конф. Часть I.- Рязань, 2000. - С.37-38.

12. Астраханцев А.Ф., Царева O.A. Вакуолярно - лизосомальная система ти-роцитов при экспериментальной гипофункции щитовидной железы // Российский медико-биологический вестник имени И.П.Павлова. - 2000. - N 1-2. -С.41-46.

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Царева, Оксана Альбертовна, Рязань

ммнис1жг1Л'1ш здгАмОтагАикимм я>ф

1скии гос

:рситет имени

шый медицинский

i.o li.±±.o

ВА

На правах рушшшжсш

т железы при гипофуыю в эксперименте

f О Ч^ ЧУо Ч.

Научный кфисультаито доюшр мед» штук, префесотр A„#<j

ШЛЕЫИЕ

.lEfooooo о

OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOQOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO

Глаш 1

OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOODOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO

организации щштгоишщном

0 0 00 00 000 00 000 00 00000 00000 00 0 00 00 00 000 00000 00000 00 000 00 009 00 000 00 00000 0000000000 00000 00

ООООООООООООООООООООООООО

Ло Экшершмешталшшы© модели и

ООООООеООООООООООООООООООООООООООООООООООООООеООООООООООООООООООООООООООООООООООООООо

'ВАНИИ...О...... 27

21

Роооооооооооооооооо

и

OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOeOOOOOOOOCOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOD

Ло Стштшстичкшкм обработка нолученных дашы1.о.О0»о»м.„„о 31

2л т

ооооооооооооооооооооооооооо

ооооооооооооооооооооооооооооооооо

ЗХ Структура фолликулярных эвдокршнощшто® щитшвдной

шри нормальном уровне тмре©идмых гормонов,

оооооооооо

щшпгдавдшгои железы

и тин

статус шри курсовом введении трши Зо4о Механизмы влмшшшш ингибитора. Ашгшномшщиыа В на структуру и фушвдшш®

ООООООООООООООООООООООООО ООООО 0000000000000000900000 ооооо ооооо ооооооооооооооооо оооооооооо

эшштелиш шри влиянии щиюмгешшмвда*

>ооооооооооооооооооооооо00ооооооо

глава 4o обсуждение результатов исследования,™ 78

ОООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООСООООООООООООО

евдации для внедрения 1

аку ООО ООО

ооооооооооооооооо

лит

ПРЩЩ2

LiOOO ООOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOGOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO

.1Й1 IE о о о о о о о о о

ОООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООООО

ш

4

Сшшсж сб>щэйщетшй

AmD - актиномицин D

Гэ - гипофизэктомия

ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота

Ин -индекс накопления

КЭЭМ - коэффициент энергетической эффективности митохонд|

РНК - рибонуклеиновая кислота

Тз-трийодтиронин

Т4 - тетрайодтиронин

ТТГ - тиреотропный гормон

Хл - хлорохин

Цг - циклогексимид

Э.Г. - электроннограмма

В последние десятилетия, в связи с ухудшением экологической ситуации в мире, заметно возросло количество эндокринных заболеваний, в том числе нарушений функции щитовидной железы. В клинической практике все большее внимании уделяется гипотиреозу - синдрому, развитие которого обусловлено гипофункцией щитовидной железы характеризующейся сжижением содержания тиреоидных гормонов в сыворотке крови. Данный синдром может возникать как следствие аномалий развития щитовидной железы, йоддифицитных заболеваний, тироидитов, тиреоидэюгомии, нарушения синтеза тиреоидных гормонов [57]. Несмотря на то, что шпотериоз является одним из самых распространенных и общепризнанных эндокринных заболеваний, диагностика его остается затруднительной. Прежде всего это обусловлено медленным развитием заболевания, начальные проявления которого достаточно полиморфны и не специфичны [28]. В связи с этим, одной из актуальных проблем, привлекающих внимание многих исследователей, является изучение морфо-функционального состояния щитовидной железы при нарушениях гормоногенеза.

По мнению ряда авторов [94] эффективность гормоногенеза в железе определяет весь комплекс процессов синтеза, транспорта и процессинга гормонального предшественника тиреоглобулина, являющегося главным белковым продуктом, синтезируемым щитовидной железой. Считается, что степень дифферешдировки тиреоидного эпителия характеризуется экспрессией тиреоглобулина [85,99]. В последние годы, благодаря совершенствованию биохимических и молекулярно - биологических подходов, стало возможным изучение молекулярных механизмов синтеза и секреции йод-тиронинов ( Тз и Т4 ) в фолликулярных эндокриноцитах щитовидной желе-

зы и эндокринной регуляции этих процессов. Установлено, что все этапы внутритиреоидного обмена контролируются плазменным содержанием ти-реотропнош гормона, который по механизму обратной связи регулируется на уровне гипофиза [5]. Изменение уровня ТТГ сопровождается нарушениями в вакуолярно - лизосомальной системе фолликулярных эндокрино-цитов [93]. Исютезчительно важное значение данной системы тироцитов в секреторной деятельности щитовидной железы у животных различных классов и человека отмечается в работах целого ряда авторов [30, 97, 98, 121]. Под действием лизосомаяьных шдролаз в фолликулярных эндокри-ноцитах щитовидной железы происходит образование тироксина - гормона, обладающего в целостном организме широким спектром регулирующего воздействия на разнообразные клетки, ткани и органы. Вместе е тем, особенности изменений гормонального статуса и вакуолярно - лизосомальной системы тироцитов щитовидной железы при гипофункции остаются малоизученными. Поэтому, наряду с гистологическими исследованиями существенно возрастает значение электронно-микроскопических изучений фолликулярных эндокриноцитов с целью выявления физиологической сущности различных процессов и перестроек внутриклеточных стружтур. Несмотря на обширный экспериментальный материал по ультраструктурной организации тироцитов, возникают немалые трудности в объективной оценке перестроек клеточных органелл, как следствие однотипного характера изменений на различные внешние воздействия.

Существенный вклад в изучение ультраструктуры фолликулярных эндокриноцитов при гипофункциональном состоянии щитовидной железы может внести количественная информация. О возрастании значимости применения количественных методов в биологии и медицине свидетельствуют работы в области морфометрического подхода в изучении органов и тканей [1, 8, 36, 40, 44, 47, 71, 73]. Интересным представляется выяснение особенности изменений органелл в зависимости от дозировки и про-

ниманию сущности

различных агентов. Очевидно, жональнош состояния

тирощитов, участвующих в секреторной деятельности, в сравнении с со=

и

Изменения, возникающие при длительном введении гормональных пре= иаратов, ингибиторов биосинтеза белка, лизосомотропных препаратов, га-

намику структурно-фунщионадьных перестроек клеточных органелл при

До настоящего времени не достаточно изученным остается вопрос о

ТИрОЦЙТОВ При ГШ10'

этой связи, на наш

взгляд, наиболее информативным является морфометрический анализ ком= илекеа цитоплазматических струюур тироцитов в сравнении с уровнем ти-

исследования внесут вклад в разработку прогноза того или ино= го клеточного процесса, в объективизацию постановки диагноза.

Изучить нарушения гормонального статуса экспериментальных живот-

ноцитов и выделить наиболее информативные морфометрические показатели при экспериментальной гипофункции щитовидной железы, индуцировавнной

Тз,

2. Изучить тиреоидный статус и ультраетруюурные изменения типичных фолликулярных эндокриноцитов при гипофункции щитовидной железы в результате гипофизэктомии.

3. Оценить степень влияния экзогенного Тз на изменения профиля тиреоидных гормонов в крови экспериментальных животных и ультраструктурные гипофункциональные изменения тароцитов щжовидной железы.

4. Изучить изменения тиреоидного статгуса и ультраструктурные особенности организации тароцитов экспериментальных животных при введении ингибиторов белкового синтеза: актиномицина D и циклогексимида.

5. Изучить особенности етфукгуры и функции щитовидной железы при введении ингибиторов белкового синтеза (актиномицина D и циклогексимида) в сочетании с экзогенным Тз.

6. Проанализировать изменения тиреоидного статуса экспериментальных животных и вакуолярно - лизосомальной системы тароцитов при гипофункции щитовидной железы, развивающейся при введении хлорохина.

Шшучмш тмшзпа:

Изучение улыраструктурных изменений тароцитов под действием гипофизэктомии, введении трийодтиронина, ингибиторов белкового синтеза и лизосомотропнош препарата позволило уточнить механизмы возникновения состояния гипофункции.

Впервые изучены ультраструктурные изменения ядерного аппарата фолликулярных эндокриноцитов при гипофункции индуцированной введением актиномицина D.

9

Впервые установлено значение определения энергетической эффективности митохондрий дня оценки степени гипофунщионального состояния типичных фолликулярных эндокриноцитов щитовидной железы.

Пракмшческш тшчшмжшт:

Полученные данные позволяют уточнить механизмы возникновения ги= нефункциональных изменений под действием различных препаратов и в результате гипофизэктомии у экспериментальных животных, что способ» ствует дальнейшему развитию фундаментальных и прикладных исследований в области гистофизиолоши щитовидной железы.

Результаты исследования могут быть использованы в разработке новых подходов к лечению нарушений тиреоидного статуса в клинике.

Отдельные фрагменты работы могут быть внедрены в учебный процесс и использоваться при чтении лекций и проведении практических занятий по курсам биохимии (раздел "Биохимия органов и тканей"), биологии (раздел "Биология клетки"), гистологии (раздел "Строение щитовидной железы"), эндокринология (раздел "Патология щитовидной железы").

Глава L Обзор литературы

LI Ульжршсжрушжурмш арргшншзщшм щшжтмдтй железы Несмотря на значительное количество исследований в области изучения регуляции процессов жизнедеятельности организма со стороны эндокринной системы, вопрос о структурно - функциональном состоянии щитовид= ной железы по - прежнему представляет собой одну из мало разработанных проблем биологии и медицины.

Известно, что нарушение механизмов гормональной регуляции в тиро-ците приводит к серьезным метаболическим изменениям в организме, следствием которых являются тяжелые эндокринные заболевания. В связи с этим, данная проблема находится в центре внимания ученых уже многие годы. Однако, морфометрические ультраструктурные исследования щитовидной железы [3, 27, 30] малочисленны.

Щитовидная железа представляет собой сложную гетерогенную тканевую систему. С позиций гистогенеза в ней можно выделить три тесно взаимосвязанных, но, тем не мение обладающих известной автономией системы [9, 21]:

1.) собственно тиреоидную паренхиму;

2.) ультимобранхиальные фолликулы;

3.) С - клетки.

и

и типичные тироциты. Отмечено, что часть клеточных элементов ультимо бронхиального происхождения дифференцируется в типичные тироциты [9]. Однако, до сих пор остается не выясненной функция ультимо бронхиальных фолликулов. Нет единого взгляда на гистогенез элементов паренхимы щитовидной железы.

По различию ультраструктурной организации цитоплазматических компонентов в щитовидной желез выделяют три разновидности клеток:

1.) А - клетки;

2.) В = клетки;

3.) С - клетки.

А - клетки - фолликулярные эндокриноциты или тироциты - железистые клетки, составляют большую часть стенки фолликулов и экстра фолликулярного эпителия. В фолликулах тироциты располагаются в один слой на базалыгой мембране, ограничивающей фолликул снаружи.

Так называемые, клетки Ашкинази, или В - клетки, обнаруживаются в щитовидной железе при аденоме и раковых опухолях. В цитоплазме этих клеток отмечается большое количество митохондрий [46, 52]. Данная уль-траструюурная особенность согласуется с их высокой метаболической активностью. В - клетки способны накапливать биогенный моноамин - серо-тонин.

До настоящего времени гистогенез В - клеток остается окончательно не выясненным. Большинство авторов указывают на то, что В - клетки, скорее всего, из общего с фолликулярными клетками (А - клетками ) источника. В - клетки не возникают непосредственно из А - и С - клеток, не являются их видоизменениями. Относительно одинаковые размеры ядрышек в тиро-цитах и онкоцитах свидетельствуют не о процессах отмирания клеток. А об обычных нарушениях происходящих в клетках при патологических изменениях щитовидной железы.

12

Парафолликулярные клетки - кальцшоциты или С - клетки не контактируют с коллоидом, залегая между основаниями соседних тироцитов и базальной мембраной фолликула. Парафолликулярные клетки располага-готся так же в межфолликулярных прослойках соединительной ткани. В ряде работ [17, 49, 52] приводятся многочисленные данные, указывающие на ультимо бронхиальное происхождение С - клеток. По размерам Пара-фолликулярные клетки крупнее тироцитов, имеют округлую, иногда угловатую форму. Они характеризуются наличием большого количества гранул, расположенных в светлой цитоплазме. Эндопшазматическая сеть в кальдитоцитах развита слабо, Комплекс Гольджи имеет не полярное расположение. Основная функция С - клеток заключается в биосинтезе олиго-пептидных гормонов - кальцитонина ж соматостатина. С - клетки участвуют в синтезе, накоплении и декарбокеилировании различных биогенных аминов и предшествующих им соединений, которые способны к местной регуляции кальцитонина.

L2„ Бштшмшческшш жтекж секрешаиршог® трщессш <в мшрщште

^креция клеток эндокринных желез обеспечивает ряд жизненных

и представляет собой сложный

Принято выделять следующие этапы секреторного цикла:

3) сегрегация секрета в гранулярной эндоплазматической сети;

зона, апикальная часть);

Для фолликулярных клеток щитовидной железы, перечисленные этапы

фаза выведения, которая происходит так же в несколько этапов:

протеолго тиреоглобулина при участии лизоеомально-вакуолярной

3) образование тироксина ( Т4 ) и трийодтиронина ( Тз

крови или лимфы.

степень дифференцировки тиреоидного эпителия характеризуется экспрессией тиреоглобулина [85,99].

Основные представления о распределении йода в организме, обмене в щитовидной железе и действии тироксина, сложившиеся к 30 - м годам, полученные классическими методами, значительно расширились и углубились благодаря применению, начиная с 40 - х годов, для исследовательских и лечебных целей радиоактивного изотопа 131L а так же антитериоидных сульфамидных препаратов. В эти годы был открыт гормон щитовидной железы трийодтиронин, изучены состав, строение и все этапы синтеза тиреоглобулина. Было установлено, что несмотря на небольшие отличия в структуре тироксин и трийодтиронин значительно различаются по физиологическому действию. Тироксин медленнее, чем трийодтиронин проникает в клетку, обладает более длительным латентным периодом и более продолжительным действием [93].

Йод избирательно концентрируется в щитовидной железе, вступая в тесную связь с тиреошобулином. По данным ряда авторов [67, 102, 122] содержание йода в щитовидной железе составляет около 1/3 его общего количества в организме. Большая часть этого элемента связана с белковой молекулой и только 2 - 5 % представлены в виде неорганического йода и свободных йодных аминокислот.

В щитовидной железе йод концентрируется как в коллоиде фолликулов, так и в эпителиальных клетках, однако, преимущественно ( 83 - 95 % ) йода концентрируется в коллоиде [67].

Хотя перенос йода в щитовидной железе, синтез специфического белка тиреоглобулина и образование в его недрах тиреоидных гормонов ( тироксина и трийодтиронина ) всесторонне изучены, механизмы активного транспорта йода и синтез йодтиронинов до конца не выяснены. Но известно,

что все этапы внутритиреоиднош обмена контролируются плазменным содержанием тиреотропнош гормона, который по механизму обратной связи регулируется на уровне гипофиза.

нуго мембрану из кровяного русла.

Созревание тиреошобулина начинается в просвете эндоплазматическо» го ретикулума и происходит в несколько этапов до завершения третичной и четвертичной структуры. Затем осуществляется переход в аппарат Гольджи и транспорт во внеклеточное пространство [66,113]. У апикального полюса тироцита происходит реакция йодирования прошрмона при участии мем-бранносвязанной тиреоидной пероксидазы. Тиреошобулин и тиреоидная пероксидаза заключаются в эндоцитозные везикулы диаметром 150 нм. В момент их формирования начинается йодирование прошрмона с участием тирозиниодиназы [89, 107,110]. Экзоцитозные везикулы транспортируются к апикальной поверхности тироцита и к моменту выхода в просвет фолликула содержание йода в тиреоглобулине достигает « 0,2 %.

Необходимый для реакции йод ( I") поглощается тироцитами из крови и транспортируется к апикальному полюсу тироцита трансцеллюлярно [102, 122]. Йодирование тиреошобулина представляет собой длительный многоэтапный процесс о чем, в частности, свидетельствует постепенное возрастание концентрации ( I " ) от 0,2 до1,2 % [94, 137]. Происходит окислительная конденсация монойодтирозинов и дийодтирозинов в тет-райодтирозин ( Т4 ) и трийодтирозин ( Т3) в молекуле тиреошобулина.

В работах последних лет обсуждается возможность дейодирования тироксина в трийодтиронин в щитовидной железе. Наряду с данными о том, что основным источником трийодтиронина является периферическое монойодирование тироксина, в последние годы появились работы, свидетельствующие о наличие тиреоидного механизма дейодирования тиро