Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Морфофункциональная характеристика щитовидной железы после однократного перорального введения водного раствора оксидов обеднённого урана

ВАК РФ 03.03.04, Клеточная биология, цитология, гистология

Автореферат диссертации по теме "Морфофункциональная характеристика щитовидной железы после однократного перорального введения водного раствора оксидов обеднённого урана"

На правах рукописи

Степанов Денис Сергеевич

МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ ПОСЛЕ ОДНОКРАТНОГО ПЕРОРАЛЬНОГО ВВЕДЕНИЯ ВОДНОГО РАСТВОРА ОКСИДОВ ОБЕДНЁННОГО УРАНА

03.03.04 клеточная биология, цитология, гистология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

1 5 [..¡др Ш

Волгоград 2012

005013850

Работа выполнена на кафедре гистологии ГБОУ ВПО «Воронежская государственная медицинская академия им. H.H. Бурденко» Минздравсоцразвития России

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор Воронцова Зоя Афанасьевна

Официальные оппоненты:

Смирнов Алексей Владимирович, доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой патологической анатомии ГБОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет» Минздравсоцразвития России

Диндяев Сергей Валерьевич, доктор медицинских наук, профессор кафедры гистологии, цитологии, эмбриологии ГБОУ ВПО «Ивановская государственная медицинская академия» Минзравсоцразвития России

Ведущая организация - ГБОУ ВПО «Ярославская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития России

Защита состоится «23» марта 2012 г. в 10 часов на заседании Диссертационного совета Д.208.008.01 при ГБОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет» Минздравсоцразвития России по адресу: 400131, г. Волгоград, пл. Павших Борцов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГБОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет» Минздравсоцразвития России (400131, г. Волгоград, пл. Павших Борцов, 1).

Автореферат разослан «. И _» ср_е!э _2012 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета,

доктор медицинских наук

Григорьева Наталья Владимировна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Проблема изучения воздействия радионуклидов на организм остаётся актуальной до настоящего времени. Особенно остро этот вопрос встал в период операции на территории Балканского полуострова и Персидского залива, когда мирное население и военнослужащие стали предъявлять жалобы на ухудшение самочувствия. В дальнейшем причиной данных жалоб стали считать обеднённый уран, который применяли в различных видах вооружения и танковой брони войск НАТО. Из-за своей дешевизны и тугоплавкости обеднённый уран активно применяют и в мирной промышленности. В окружающую среду уран попадает в виде «урановой пыли», которая представляет смесь оксидов (U02+ U3Og). Аналогичные соединения образуются при попадании металлического урана в почву и его коррозии. С талой водой и дождями он проникает в грунтовые воды и ее потребление создаёт опасность для здоровья человека (Brown M., 2006; Li W.B., 2006; Broder J. M., 2006; Mirjana В., 2008; Fairlie I., 2009; Zhu G., 2009).

Согласно литературным данным эти соединения имеют тропность к печени и почкам (Воронцова З.А., Набродов Г.М., 2009), однако есть информация, что они способны накапливаться и в щитовидной железе (Zhu G., 2009). Исследования потенций организма человека и животных на уровне главных адаптационных систем при воздействии факторов внешней среды является актуальной проблемой, так как здесь заложен ответ о жизнеспособности биообъектов и безопасности их жизнедеятельности. Определённый интерес представляют отдалённые последствия после воздействия обеднённого урана на морфофунк-циональную судьбу щитовидной железы, по литературным данным такие исследования не проводились.

Цель исследования

Оценить морфофункциональное состояние щитовидной железы после однократного перорального введения водного раствора оксидов обеднённого урана в динамике отдалённых сроков наблюдения.

Задачи исследования

1. Проанализировать морфофункциональное состояние паренхимы щитовидной железы после однократного перорального введения водного раствора оксидов обеднённого урана спустя один, три и шесть месяцев по следующим критериям:

- степени йодирования аминокислот коллоида фолликулов,

- высоте Т-тироцитов и диаметру фолликулов,

- светооптической плотности распределения ферментов в Т-тироцитах и перифолликулярной капиллярной сети.

2. Определить степень участия морфологических критериев щитовидной железы в ответной реакции на однократное введение водного раствора оксидов

обеднённого урана и их взаимозависимость в хронодинамике отдалённых сроков наблюдения.

3. Провести морфометрическую оценку состояния соединительнотканной стромы щитовидной железы спустя один, три и шесть месяцев после однократного перорального введения водного раствора оксидов обеднённого урана.

4. Определить диагностическую значимость исследуемых морфологических критериев и степень поражаемости щитовидной железы после однократного перорального введения водного раствора оксидов обедненного урана в хронодинамике эксперимента.

Научная новизна исследования

Впервые на основе компьютерной гистофотометрии с применением имидж-анализа, было проведено комплексное исследование структурных образований щитовидной железы крыс после однократного перорального введения водного раствора оксидов обедненного урана с отдаленными сроками наблюдения.

Продемонстрирован пролонгированный характер морфоэнзиматических изменений в паренхиме и строме щитовидной железы, констатирующий кумулятивный характер обедненного урана при попадании в организм, индуцирующий его опосредованный эффект в хронодинамике эксперимента.

Впервые с использованием морфологостатистических методов определены степень участия исследуемых критериев щитовидной железы в условиях эксперимента после однократного перорального введения водного раствора оксидов обеднённого урана, их диагностическая значимость и взаимосвязь в хронодинамике наблюдений.

Теоретическая значимость работы заключается в выявлении морфологических закономерностей, вызывающих риск поражения щитовидной железы после однократного введения водного раствора оксидов обедненного урана в отдалённые сроки наблюдения.

Практическая значимость работы заключается в предоставлении информации о кумулятивном характере обедненного урана при попадании его в организм и поражающем эффекте щитовидной железы, которая может быть учтена при разработке системы мероприятий для обеспечения мер безопасности и профилактики, предупреждающих возникновение заболеваний и степени поражаемости.

Результаты полученные в исследовании расширили представления о особенностях структурно-функциональных перестроек, возникших в щитовидной железе в отдалённые периоды наблюдения после однократного перорального введения водного раствора оксидов обеднённого урана. Выявлена чувствительность паренхимы щитовидной железы и компонентов соединительнотканной стромы, характеризующая целостность ответа в модели эксперимента.

Внедрение в практику

Результаты диссертационного исследования внедрены в учебный процесс кафедры гигиены и кафедры мобилизационной подготовки здравоохранения и медицины катастроф ВГМА им. H.H. Бурденко. Выявленные закономерности поражения щитовидной железы с использованием морфоэнзиматических методов внедрены в патологоанатомическое отделение МУЗ «Дорожная клиническая больница на ст. Воронеж - 1 ОАО «РЖД».

Публикации и апробация результатов диссертации

XVII международной конференции и дискуссионном научном клубе «Новые информационные технологии в медицине и экологии» (Украина, июнь 2009г.); V съезде радиобиологического общества Украины (Ужгород, сентябрь 2009г.); Международной научно-практической конференции «Развитие производственной и экологической безопасности в 21 веке. Проблемы и решения» (Санкт-Петербург - Владикавказ, июнь 2009г.); XVIII Международной конференции «Новые информационные технологии в медицине, биологии, фармакологии и экологии» (Украина, июнь 2010г.); XIV Международной конференции «Новые информационные технологии в медицине, биологии, фармакологии и экологии» (Украина, июнь 2011г.); межкафедральной научной конференции кафедр гистологии, нормальной анатомии человека, общей гигиены, патологической физиологии, оперативной хирургии с топографической анатомией Воронежской государственной медицинской академии им. H.H. Бурденко (Воронеж, январь 2012г.).

Результаты исследования отражены в 11 научных публикациях, 4 из которых - в изданиях, рекомендованных ВАК для опубликования материалов диссертаций.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту

1. Морфофункциональное состояние щитовидной железы после однократного перорального введения водного раствора оксидов обедненного урана определяется характером изменений гистоэнзиматических реакций и отдаленностью сроков наблюдения в эксперименте.

2. Морфометрические исследования фолликулов щитовидной железы по их диаметру и высоте фолликулярных клеток, степени йодирования аминокислот коллоида определят ее функциональное состояние и диагностическую значимость во все наблюдаемые сроки в эксперименте.

3. Анализ морфологической перестройки паренхимы и количественная оценка её Соотношений со стромой, а также популяционная характеристика тучных клеток по топографическим и морфофункциональным особенностям подтвердят их приспособительный механизм взаимодействия.

Объем и структура диссертации

Материал диссертации изложен на 127 страницах машинописного текста, и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов ис-

следования, результатов собственных исследований, обсуждения полученных данных, выводов, списка литературных источников и приложения. Иллюстративный материал содержит 15 микрофотографии, 20 таблиц, 20 рисунков. Библиографический указатель содержит 245 источников, в том числе 166 из российской и 79 зарубежной литературы.

Содержание работы

Материалы и методы исследования

В экспериментальном исследовании было использовано 180 половозрелых белых беспородных крыс-самцов с начальным возрастом 4 месяца. Экспериментальным крысам однократно перорально вводили водный раствор оксидов обедненного урана (ОУ) в дозе 0,1 мг на 100 г массы животного. Период наблюдения после введения ОУ составил один, три и шесть месяцев, этим срокам соответствовал возрастной контроль пять, семь и десять месяцев. Таким образом, было сформировано 6 групп (табл.1). Эвтаназия экспериментальных и контрольных крыс осуществлена декапитацией.

Таблица 1.

Модель эксперимента

сроки взятия количество животных в группах

материала (мес) контрольные экспериментальные

1 10 50

3 10 50

6 10 50

всего 30 150

Итого животных: 1 go

Протокол эксперимента в разделах выбора, содержания и выведения животных из опыта был составлен в соответствии с принципами биоэтики и правилами, лабораторной практики, которые представлены в «Руководстве по содержанию и использованию лабораторных животных» (1996) и приказе МЗ РФ № 267 от 19.06.2003г «Об утверждении правил лабораторной практики», а также с соблюдением правил гуманного обращения с животными (Report of the AVMA Panel on Euthanasia JAVMA, 2001).

Обе доли щитовидных желез были извлечены, из одной доли после замораживания, были изготовлены криостатные срезы для проведения гистохимических реакций на щелочную (ЩФ) и кислую фосфатазы (КФ), с последующим выявлением светооптической плотности их распределения. Они позволили судить об активности процессов двунаправленного транспорта веществ капилляр-фолликул-капилляр и их высвобождения. Щелочная фосфа-

таза выявлена методом одновременного азосочетания по Берстону, кислая -также, но с использованием в качестве субстрата АС-МХ (Берстон М.,1965). Вторая доля была зафиксирована в жидкости Буэна с последующей проводкой и заливкой в парафин. Для обзорных целей, парафиновые срезы ЩЖ были окрашены гематоксилином-эозином. В 100 фолликулах (х400) ЩЖ, от каждого животного, измерены 2 диаметра (максимальный и минимальный) и высота четырёх Т-тироцитов по месту прохождения этих диаметров.

При окраске по A.DesMarais and Q.N. LaHam (Воронцова 3.A., 2004) выявлена степень йодирования аминокислот коллоида фолликулов, и на каждом срезе подсчитаны фолликулы, содержащие йодированные аминокислоты, окрашенные в синий цвет, нейодированые - в жёлтый, а также частично йодированные - в сине-жёлтый цвет. На этих же срезах подсчитаны «опустошённые» фолликулы с бесцветным, вакуолизированным коллоидом, позволяющие косвенно судить о гормоновыведении.

При использовании окраски по I. Van Gieson (1994) пикрофуксином, выявлен коллагеново-волокнистый компонент соединительнотканной стромы щитовидной железы и дана количественная оценка перераспределения его площади по отношению к паренхиме в динамике наблюдаемых сроков эксперимента.

Клеточный компонент соединительной ткани - тучные клетки, выявлены несколькими методами. При окраске основным коричневым по методу Шубича с докраской гематоксилином (Воронцова З.А., 2004) выявлены морфофункшю-нальные типы тучных клеток и определено их общее число. При окраске сафранином выявлены парафолликулярные тучные клетки, прилежащие к Т-тироцитам фолликулов (Хрипков И.С., 2004). Для выявления интерфолликулярных типов использовали метод окраски Унна с докраской ядер альциановым голубым (Хрипков И.С., 2004). Данные методы топографического анализа позволили выявить структурный гомеостаз, определяемый чувствительностью тучных клеток к факторам окружающей среды различной природы.

Статистическая обработка результатов исследования проведена на ПЭВМ Pentium III-500, с помощью пакетов программ Excel 2007, Statiatica 6.0, SPSS for Windows с использованием параметрических критериев.

Описательная статистика включала в себя расчёты математического ожидания, стандартного отклонения, коэффициента эксцесса, асимметрии, минимального и максимального значения рядов выборки. Примененный корреляционный анализ позволил установить насколько ассоциированы наборы исходных данных по величине, а также выявить глубину связей между морфологическими критериям по их показателям и определить целостность ответа щитовидной железы на воздействие. Расчёт коэффициента поражаемости и коэффициента диагностической значимости позволил оценить эффект изменения средних величин показателей, отражающих морфофункциональное состояние

органа в сравнении с показателями биоконтроля и выявить наиболее чувствительные критерии для дальнейших исследований.

Полученные результаты и их обсуждение

При морфологостатистическом исследовании долей щитовидной железы не было обнаружено морфофункциональной ассиметрии. Для щитовидной железы контрольных крыс была характерна выраженная гетероморфность, крупные фолликулы располагались по периферии, средние и мелкие занимали центральное положение. В возрастной динамике эксперимента наблюдалось незначительное уменьшение диаметра и увеличение высоты Т-тироцитов фолликулов. Коллоид содержал преимущественно йодированные аминокислоты. Сосуды микроциркуляторного русла были довольно узкие. Светооптическая плотность щелочной фосфатазы перифолликулярных капилляров распределялась в виде мелких и средней величины гранул, тесно прилежащих друг к другу и чаще всего, занимала до 2\3 поверхности фолликула. Светооптическая плотность кислой фосфатазы Т-тироцитов незначительно снижалась в динамике эксперимента. Тучноклеточная популяция испытывала снижение в возрасной динамике, а также недегранулированные и дегранулированные тучные клетки, вакуо-лизированные - повышались к последнему сроку наблюдения. Соотношение в популяции интер- и парафолликулярных тучных клеток оставалось неизменным, с преобладанием дегранулированных форм. Строма щитовидной железы контрольных животных характеризовалась незначительным представительством соединительнотканного коллагеново-волокнистого компонента на протяжении всего периода наблюдения в эксперименте (табл. 2).

Таблица 2

Количественные показатели морфометрических исследований щитовидной железы возрастного контроля, М±ш

Критерии Возраст

5 мес 7 мес 10 мес

Ь 12,05+3,6 13,65+3,6 13,38+5,04

й 42,21+13,34 34,58+10,32 28,59+7,64

D 54,26±18,24 48,23+14,64 47,65+20,88

ЩФ 0,21+0,03 0,14+0,05 0,05±0,02 *

КФ 0,42±0,04 0,5+0,06 0,02+0,01 *

Йодированные 4,3+2,13 4,8±0,87 5,1±2,6

Нейодированные 2,8+0,98 2,3+0,5 2,08±0,95

ЧШодированные 1,5*0,07 1,8+0,09 2,3±0,75

«Опустошенные» 1,6±0,45 1,0±0,03 1,0+0,08

НДГТК 11,76+0,66 11,2+0,55 * 9,48±0,46 *

ДГТК 23,4+0,72 15,8±0,73 * 9,06±0,46 *

ВКТК 17,76+0,72 16,78+0,77 * 19,98+0,76 *

очтк 61,43±2,76 ь45,98±1,53 * 47,6±1,75

Парафолликулярные НДГ ТК 66,34±5,8 57,66±4,2 62,01±5,5

Парафолликулярные ДГ ТК 101,06±7,2 69,44±6,0 * 62,62±7,01

Интерфолликулярные НДГ ТК 66,74±6,72 56,09±5,7 39,05±5,4 *

Интерфолликулярные ДГ ТК 88,75±6,3 75,26±5,5 * 78,81±5,8

8 сосудов 210,7±36,8 210,34±45,1 179,5±43,7

8 стромы 1683,9±82,27 2132,3±33,89 2145,5±45,45

8 фолликулов 3737,76±62,96 3669,9±49,82 3 567,2±21,48

Примечание: * - р<0,05 по отношению к пятимесячному возрасту.

В эксперименте, светооптическая плотность фосфатаз показала достоверное повышение распределения щелочной фосфатазы во все наблюдаемые сроки с максимальными значениями, превышающими контрольные на 30% спустя шесть месяцев после воздействия. Светооптическая плотность кислой фосфатазы достоверно снижалась спустя один и три месяца и достоверно возрастала на 35% по отношению к контролю через шесть месяцев (рис.1).

—Щф — КФ

Рис. 1. Хронодинамика светооптической плотности фосфатазных ферментов.

Условные обозначения:* - р<0,05 по отношению к контролю.

Таким образом, ферментативная активность щелочной и кислой фосфатаз имела разнонаправленный характер спустя один и три месяца, что свидетельствовало о дисгармонии в системе транспорта веществ и высвобождении гормонов. Однако через шесть месяцев можно говорить о синхронном повышении светооптической плотности фосфатаз (р<0,05) (рис.1).

Незначительное уменьшение диаметра фолликулов щитовидной железы возрастного контроля было аналогичным в эксперименте, но с большей выраженностью спустя один и три месяца с достоверными показателями. Через шесть месяцев диаметр фолликулов достоверно увеличивался, а высота ти-роцитов была ниже контрольных значений (рис.2).

5 мес(контроль)

■ D «I

Рис.2. Высота эпителия и диаметр фолликулов щитовидной железы в хро-нодинамике эксперимента.

Качественный и количественный анализ паренхимы щитовидной железы при окраске по A.DesMarais and Q.N. LaHam показал перераспределение фолликулов по степени йодирования аминокислот коллоида, что эквивалентно гормонообразованию. Спустя месяц было обнаружено резкое и достоверное угнетение йодирования, о чём свидетельствовало снижение процентного содержания фолликулов с синим, йодированным коллоидом и увеличение с жёлтым - нейодированным. Снижено число опустошённых фолликулов и частично йодированных (рис.3). Через три месяца наблюдения динамика йодирования соответствовала первому месяцу, но с меньшим эффектом. Спустя шесть месяцев можно было наблюдать достоверное повышение числа фолликулов, содержащих частично йодированные аминокислоты, за счёт снижения фолликулов, содержащих йодированный и нейодированый коллоид и «опустошённых» (рис.3).

Таким образом, в динамике наблюдаемых сроков после однократного введения водного раствора оксидов обеднённого урана было снижено йодирование аминокислот коллоида.

В йодированны« □ Частично йодированные □Нейодированные □"Опустошённые41

Рис.3. Распределение фолликулов щитовидной железы по степени йодирования аминокислот коллоида в хронодинамике эксперимента.

Условные обозначения;* -р<0,05 по отношению к контролю.

Анализируя состояние межфолликулярной коллагеново-волокнистой стро-мы можно отметить увеличение её площади спустя один и три месяца, а через шесть месяцев преобладание паренхимы с достоверными значениями, на фоне активизации кровенаполнения во все наблюдаемые сроки (рис.4).

И Фолликулы □ Сосуды □ Строма

Рис.4. Соотношение паренхимы, сосудистого и коллагеново-волокнистого компонентов стромы щитовидной железы в хронодинамике эксперимента. Условные обозначения:* -р<0,05 по отношению к контролю.

Тучные клетки в эксперименте изменяли количественную динамику с возрастом, уменьшая популяцию. Общее число тучных клеток возрастало по отношению к соответствующему возрастному контролю с достоверными показателями (рис.5). Морфофункциональные типы тучных клеток перераспределялись следующим образом: в контроле у семимесячных крыс увеличивалось число вакуолизированных тучных клеток за счёт снижения недегранулирован-ных, а в десятимесячном возрасте, за счёт снижения дегранулированных. Экспериментальные исследования показали, что через месяц после воздействия, возрастало число неактивных тучных клеток - недегранулированных. Спустя три и шесть месяцев, возрастало число активных тучных клеток, однако спустя три месяца преобладали дегранулированые, а спустя шесть - вакуолизированые тучные клетки (рис.5).

сзндгтк спдгтк сэвктк —-очтк

Рис.5. Соотношение морфофункциональных типов тучных клеток в хроно-динамике эксперимента.

Условные обозначения: # - р<0,05 по отношению к пятимесячному возрасту; * - р<0,05 по отношению к контролю.

Таким образом, необходимо отметить участие тучных клеток в модификации биоэффектов обеднённого урана, как изменением общего числа, так и характером высвобождаемых биологически активных веществ.

Учитывая неоднородность распределения тучных клеток в строме, был проведён статистический анализ их соотношения по топографическому признаку: парафолликулярные тучные клетки прилежали к эпителию фолликулов, обеспечивая их гомеостаз. Интерфолликулярные тучные клетки, располагались вокруг капилляров между фолликулами и, видимо, являлись звеном общего ответа. Спустя месяц, соотношение тучных клеток изменялось за счёт достоверного возрастания интерфолликулярных, а через три месяца - парафолликуляр-

ных. Шесть месяцев спустя, не обнаружено достоверных изменений в популяции тучных клеток по топографическому признаку. Необходимо отметить, что во все сроки эксперимента преобладали активные тучные клетки (рис. 6;7).

3 Ннтерфоллнкулярные ТК

□ Парафоллик>лярные ТК

Рис.6. Соотношение интер и парафолликулярных тучных клеток в хроно-динамике эксперимента.

Условные обозначения:* - р<0,05 по отношению к контролю.

100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%

§

О

о

Интерфолликулярные ТК Парафоллик> лярные ТК

□ НДГТК ОДГТК

Рис.7. Соотношение интер и парафолликулярных тучных клеток в хро-нодинамике эксперимента.

Условные обозначения:* - р<0,05 по отношению к контролю.

' " Контроль 5мее ■ ■ — Опыт I мес

- Контроль 7им —— ОпьггЗмее

- • Контроль 10 иес - - Опыт 6 мес

Рис. 9. Корреляционная адаптометрия паренхимы и стромы в хронодинами-ке эксперимента.

Таким образом, модель корреляционной адаптометрии позволила установить, что предпосылки к адаптивному состоянию возникли лишь по показателям скореллированности у диаметра фолликулов и высоты Т-тироцитов. В результате, с отдаленностью сроков наблюдения не обнаружено признаков реабилита-

Данные корреляционного анализа исследуемых критериев щитовидной железы, отражающих ее морфофункциональное состояние показали, что по сравнению с контролем отмечалось усиление существующих связей и формирование множества новых, подтверждающих возникновение нарушений гомео-статического равновесия в целом и может косвенно свидетельствовать о предпосылках к развитию приспособительных реакций, изменением в ответ на воздействие обедненного урана (рис.8).

Рис. 8. Скоррелированность морфологических критериев щитовидной железы.

Адаптометрический анализ по скореллированности критериев отразил динамику адаптивного напряжения на фоне перестройки за счет приспособительных механизмов саморегуляции с формированием нового состояния и позволил оценить отклонения показателей от нормы (рис.9).

Контроль 10 мес

ции биоэффектов однократного воздействия водного раствора оксидов обеднённого урана на уровне организма (рис.9).

Анализ коэффициента поражаемое™ показал, что наиболее существенное его повышение было отмечено спустя один месяц после воздействия для фолликулов с йодированным и частично йодированным коллоидом, свидетельствующих о нарушении гормонообразования в щитовидной железе (рис. 10 А). Спустя три и шесть месяцев, высокий показатель коэффициента поражаемости был характерен для опустошённых фолликулов, а для площади капиллярной сети - спустя шесть месяцев (рис. 10 Б, В).

Рис. 10. Показатели коэффициента поражаемости морфологических критериев щитовидной железы в хронодинамике эксперимента (А - спустя 1 мес, Б -спустя 3 мес, В - спустя 6 мес).

Коэффициент диагностической значимости морфологических критериев констатировал, что наиболее чувствительными из них были: высота Т-тироцитов; фолликулы, содержащие частично йодированный и нейодированый коллоид; вакуолизированые тучные клетки, а также интер - и парафолликуляр-ные дегранулированные тучные клетки, значения которых были приближены к нулю (табл. 3).

Таблица 3

Диагностическая значимость морфологических критериев

Критерий К] Критерий Ко

ЙА 22,81 Б 1,67

ЧЙА 0,5 а 1,15

НЙА 0,38 ь 0,98

О 1,77 П-НДГТК 1,64

ЩФ 19,95 п-дгтк 037

КФ 20,42 И-НДГТК 2,72

НДГТК 6,8 И-ДГТК 0,15

ДГТК 8 вп 713,56

вктк 0,95 Бс 39,57

очтк 2,47 вст 2525,63

На основе множественного регрессионного анализа было установлено, что состояние паренхимы, стромы и фосфатазных ферментов щитовидной железы находилось во взаимозависимости. При этом, практически все морфологические показатели за исключением высоты Т-тироцитов, частичнойодированных и «опустошенных» фолликулов находились в выраженной зависимости от сроков наблюдения, что еще раз подтвердило данные корреляционного анализа. Наиболее существенное значение в изменении состояния паренхимы имело представительство дегранулированных и недегранулированных тучных клеток стромы, подтверждающих их участие в регуляции тканевого гомеостаза на местном уровне. Коэффициент детерминации показал высокую степень участия тучных клеток и подтвердил диагностическую значимость их чувствительности.

Проведенная оценка морфофункционального состояния щитовидной железы после однократного перорального введения водного раствора оксидов обеднённого урана в различные по отдаленности сроки, отразила не только биоэффекты паренхимы, но и стромального компонента, которые при комплексном исследовании реализовали ответную реакцию на уровне взаимодействия, проявлением динамических изменений.

Применяемые маркерные методы окраски как эквиваленты функциональности исследуемых морфологических критериев, а также морфометрические и морфологостатистические, с дополнительными математическими методами определили комплексный подход в работе. Данные корреляционного анализа выявили глубину связей между морфологическими критериями, а также определили целостность ответа щитовидной железы на воздействие. Множественный

регрессионный анализ определил степень участия каждого из морфологических критериев в реализации приспособительных механизмов. Коэффициент диагностической значимости и поражаемости подтвердили, что показатели высоты Т-тироцитов или фолликулярных клеток эпителия фолликулов в сочетании со степенью йодирования аминокислот коллоида и динамичностью перераспределения тучных клеток были основными и необходимыми для полноценной характеристики морфофункционального состояния щитовидной железы в условиях эксперимента (ОегЫЬку Ь.У., 1993; Воронцова З.А., 2004; Логачёва В.В., 2007; Черкасова Ю.Б., 2009).

Было установлено, что у контрольных животных в хронодинамике наблюдения происходили незначительные, а порой достоверные изменения количественной оценки морфологических критериев, определяющих снижение функции щитовидной железы.

Спустя один и три месяца после однократного пероралыюго введения обеднённого урана происходило выраженное угнетение йодирования (р<0,05), об этом свидетельствовало достоверное увеличение числа фолликулов, коллоид которых содержал нейодированные аминокислоты, на фоне уменьшения всех остальных фолликулов. Т-тироциты принимали уплощённую форму, а диаметр фолликулов становился меньше по отношению к контролю, при единичных признаках фолликулообразования в виде пролиферативных сосочков и Сандер-соновских подушек. Такая реакция согласуется с данными ряда авторов, при исследовании воздействия соединений природного урана (Маленченко А.Ф., 1974; Зидрашко Т.М., 1965). Изменялось состояние кровенаполненности капиллярной синусоидной сети и сопровождаемого их стромального компонента. Светооптическая плотность распределения щелочной фосфатазы в сосудистой стенке отражала динамичность проницаемости, определяющей двунаправленный транспорт веществ, для выполнения основной функции щитовидной железы - гормообразования, гормоновысвобождения и их выведения, определяя статус организма в целом. Необходимо отметить, что среди тучных клеток преобладали активные - дегранулированые формы, эффект которых был усилен возрастанием их общего числа в постурановой хронодннамике эксперимента. Можно говорить о запуске компенсаторно-приспособительных реакций в ответ на утраченную площадь паренхимы и снижение степени йодирования аминокислот коллоида фолликулов щитовидной железы.

Через шесть месяцев, происходило частичное восстановление йодирования за счет увеличения фолликулов, коллоид которых содержал частичнойоди-рованные аминокислоты на фоне снижения числа остальных фолликулов. Фолликулы имели большой диаметр и кубический эпителий. Сосуды оставались расширенными и кровенаполненными, обнаруживались единичные про-лиферативные сосочки в стенке фолликулов, расположенных преимущественно по периферии органа. Достоверно увеличивалось общее число тучных клеток,

среди которых преобладали активные формы. Данные показатели совпали с результатами исследований в ответ на введение урановых соединений (Zidrashko Т.М., 1963; Zhu G., 2009), однако в них было отмечено, что процесс восстановления функций наступал уже через месяц, после последнего введения урановых соединений. Вероятнее всего, это объяснялось тем, что в эксперименте были использованы хорошо растворимые соединения нитрита урана, довольно быстро отфильтровывающиеся почками (World Health Organization. - Geneva, 200; Briner W.E., 2006; Broder J. M., 2006), в то время как оксиды урана при взаимодействии с желудочным и кишечным соком, а также при попадании в плазму крови образуют комплексные соединения, способные долгое время циркулировать или депонироваться в некоторых органах (La Touche Y.D.,1987; Legge« R.W., 2003; Miller A.C., 2007; Zhu G„ 2009).

ВЫВОДЫ

1. Динамика светооптической плотности фосфатазных ферментов свидетельствовала о достоверной разнонаправленности эффектов на однократное воздействие водного раствора оксидов обедненного урана спустя один, три месяца и характеризовалась повышением щелочной и снижением кислой фосфа-таз, а спустя шесть - их синхронным повышением, обеспечивающим двунаправленное перемещение веществ капилляр-фолликул-капилляр.

2. Выявленная диагностическая значимость исследуемых морфологических критериев щитовидной железы констатировала пролонгированную чувствительность в хронодинамике эксперимента, изменением ее морфофункцио-нального состояния в ответ на однократное пероральное введение водного раствора оксидов обедненного урана, видимо, на фоне кумулятивного эффекта, опосредованно индуцирующего процессы нарушения.

3. Исследование тучно клеточной популяции по топографическому признаку показало ее перераспределение, в том числе по морфофункциональным типам спустя месяц с достоверным преобладанием дегранулированных тучных клеток, контактирующих с Т-тироцитами фолликулов, а спустя три месяца -преобладанием межфолликулярных дегрануллированных тучных клеток, прилежащих к капиллярам; к последнему сроку отмечена стабилизация их соотношений на фоне повышенной дегрануляции, свидетельствующих о взаимодействии процессов регуляции гомеостаза в ответ на однократное воздействие обедненного урана.

4. Анализ динамики соотношения паренхиматозного и стромального компонентов щитовидной железы показал расширение площади стромы в хронодинамике эксперимента, но паренхима реализовала ее утрату фолликулооб-разованием, констатируя приспособительный характер.

5. Скореллированность морфологических критериев и коэффициент поражаемое™ подтвердили нарушение процессов йодирования аминокислот

коллоида фолликулов в хронодинамике эксперимента, констатируя снижение функции щитовидной железы.

Практические рекомендации

1. Полученные данные характеризующие поражающий эффект в постурановый отдаленный период при морфологическом исследовании щитовидной железы определяет необходимость разработки системы мероприятий обеспечения безопасности жизнедеятельности при ликвидации последствий уранового загрязнения и разработке комплексных мероприятий по профилактике пора-жаемости.

2. Представленные подходы в изучении биоэффектов обедненного урана следует учитывать при проведении морфологических, цитологических, гистохимических исследований с позиций диагностической значимости.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Степанов Д.С. Гистохимические исследования эффектов обеднённого урана на некоторые органы крыс в аспекте причинных поведенческих взаимодействий / З.А. Воронцова, Р.В. Афанасьев, Д.Ю. Бугримов, Е.Е.Проскурякова, А.Н. Мальцев, Г.М. Набродов, Д.В. Герасимов // Вестник новых медицинских технологий. - 2009. - Т. 16, №1. - С. 244-245.

2. Степанов Д.С. Воздействие обеднённого урана на активность фосфатаз критических органов в эксперименте / З.А. Воронцова, Р.В. Афанасьев, Д.С. Степанов, Е.Е.Проскурякова // Материалы 5 съезда радиобиологического общества Украины. - Ужгород, 2009. - С. 38-39.

3. Степанов Д.С. Состояние системы «капилляр-тироцит» спустя 1 месяц после однократного перорального поступления обедненного урана с водой / З.А. Воронцова, Р.В. Афанасьев, Д.С. Степанов // Однораловские морфологические чтения: сб. науч. тр. Вып. 8. - Воронеж: ВГУ, 2009. -С. 213-214.

4. Степанов Д.С. Оценка однократного воздействия обедненного урана на морфофункциональное состояние органов периферической эндокринной системы / Д.С. Степанов, Д.Ю. Бугримов // Развитие производственной и экологической безопасности в 21 веке. Проблемы и решения: материалы междунар. науч.-пр. конф. Белые ночи. - 2009.- Т. 14, № 5. - С. 273-274.

5. Степанов Д.С. Морфофункциональное состояние периферических эндокринных желез спустя 1 месяц после перорального применения обедненного урана / Д.С. Степанов, Д.Ю. Бугримов // Актуальные вопросы теоретической, экспериментальной и клинической морфологии: сб. науч. тр. посвященных 65-летию ивановской школы лимфологов. - Иваново, 2009. - С. 106-108.

6. Степанов Д.С. Морфофункцинальное состояние щитовидной железы после однократного пероральоного введения смешанного оксида обеднённого урана в эксперименте / З.А. Воронцова, Д.С. Степанов // Вестник новых медицинских технологий - Тула, 2010. - Т. 17, №2. - С. 52-53.

7. Степанов Д.С. Адаптивные возможности периферических эндокринных желёз в условиях воздействия обеднённого урана / З.А. Воронцова, Р.В. Афанасьев, Д.С. Степанов II Новые медицинские технологии в медицине, биологии, фармакологии и экологии: труды международной конференции IT+M Ее' 2010 Украина, Крым. - Ялта-Гурзуф, 2010. - Т 2. - С. 87 - 88.

8. Степанов Д.С. Биологическое влияние обедненного урана на систему периферических эндокринных желез / Д.С. Степанов, Д.Ю. Бугримов II Морфология. - Том 137, №4., 2010 С. 180-181.

9. Степанов Д.С. Реализация эффектов обедненного урана в оценке мор-фофункционального состояния периферических эндокринных желез / З.А. Воронцова, Д.С.Степанов, Д.Ю.Бугримов // Монография «Экологические проблемы XXI века» - Польша, Варшава, 2010. - С. 272 - 277.

10. Степанов Д.С. Экспериментальная оценка отдаленных пострадиационных эффектов на гормонообразованне щитовидной железы / Ю.Б. Черкасова, Д.С. Степанов, З.А. Воронцова // Новые медицинские технологии в медицине, биологии, фармакологии и экологии :труды международной конференции 1Т+М Ее' 2011, Украина, Крым. - Ялта-Гурзуф, 2011. - С. 202 -204.

11. Степанов Д.С. Морфофункцнональная характеристика щитовидной железы после инкорпорации обедненного урана / З.А. Воронцова, Д.С. Степанов // Вестник новых медицинских технологий - Тула, 2012. - Том XVIII, №2. - С. 101 - 102.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

D -диаметр фолликулов (большой);

d -диаметр фолликулов (малый);

h - высота тироцитов;

Sn - площадь паренхимы;

Se - площадь сосудов;

Sct-площадь стромы;

ВКТК - вакуолизированные тучные клетки;

ДГТК- дегранулированные тучные клетки;

И-ДГТК - интерфолликулярные дегранулированные тучные клетки;

И-НДГТК- интерфолликулярные недегранулированные тучные;

ЙА - йодированные аминокислоты;

КФ- кислая фосфатаза;

НДГТК - недегранулированные тучные клетки;

НЙА - нейодированные аминокислоты;

О - «Опустошённые» фолликулы;

ОУ - обедненный уран;

ОЧТК - общее число тучных клеток;

П-ДГТК - парафолликулярные дегранулированные тучные клетки; П-НДГТК - парафолликулярные недегранулированные тучные клетки; ЧЙА - частично йодированные аминокислоты; ЩЖ - щитовидная железа; ЩФ - щелочная фосфатаза;

Степанов Денис Сергеевич МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ ПОСЛЕ ОДНОКРАТНОГО ПЕРОРАЛЬНОГО ВВЕДЕНИЯ ВОДНОГО РАСТВОРА ОКСИДОВ ОБЕДНЁННОГО УРАНА 03.03.04 клеточная биология, цитология, гистология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Подписано в печать 15.02.2012. Формат 60x84 V,6. Усл. печ. л. 1 Тираж 100 экз. Заказ 46.

Отпечатано с готового оригинал-макета в издательстве «ВГМА им. H.H. Бурденко» 394036 г. Воронеж, ул. Студенческая, 10