Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.


Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

International journal of endocrinology 2(20) 2009

Back to issue

Процессы адаптации тиреоидного статуса крыс разного возраста в условиях хронического дефицита йода в питании

Authors: Кулимбетов М.Т., Рашитов М.М., Саатов Т.С. Институт биохимии АН РУз, г. Ташкент, Узбекистан

Categories: Endocrinology

print version


Summary

Исследование механизмов развития йододефицитных заболеваний, учитывая органоспецифичность метаболизма тиреоидных гормонов, должно дать представление о том, какие сдвиги могут возникать в отдельных звеньях обмена этих гормонов в условиях хронического дефицита йода. Адекватное решение этих вопросов возможно с использованием соответствующих экспериментальных моделей при сочетании подходов in vitro с исследованиями in vivo на организменном уровне.
Создана популяция крыс, содержащихся в течение ряда поколений (F0, F1, F2, F 3) на нашей йододефицитной диете. Эта экспериментальная модель дает возможность более глубокого исследования, направленного на выяснение биохимических и молекулярных механизмов развития заболеваний, вызванных хроническим дефицитом йода в питании, в онтогенезе. Такие исследования предполагают изучение особенностей обмена тиреоидных гормонов в различных органах развивающихся плодов крыс разных поколений йододефицитной популяции, включают характеристику углеводного обмена и активности ферментов, зависимых от тиреоидных гормонов.


Keywords

экспериментальный хронический дефицит йода, йододефицитные заболевания, экспериментальный гипотиреоз, тиреоидный статус.

Введение
Узбекистан является очагом природного дефицита йода (ДЙ), и в настоящее время в республике реализуется ряд программ, направленных на ликвидацию йододефицитных заболеваний [1–3].
Йододефицитные заболевания, к которым, по определению Всемирной организации здраво-охранения, относятся патологические состояния, развивающиеся в популяции вследствие недостаточности йода в питании и устраняющиеся при нормализации его потребления [4], являются серьезной медико-социальной проблемой многих регионов мира, где население не получает необходимого количества этого микроэлемента вследствие его недостатка в почве и воде. Для более глубокого понимания особенностей течения и необходимости эффективных мер профилактики и лечения заболеваний, связанных с дефицитом йода, необходимо проводить фундаментальные исследования в экспериментальных условиях. Такие исследования позволят создать и изучить экспериментальную модель ДЙ на нескольких поколениях животных, тем самым прогнозировать сдвиги в тиреоидном статусе (ТС) на ранних этапах онтогенеза.
Цель исследования
Исследование глубины формирования гипотиреоза (ГТ) крыс, содержащихся в условиях хронического частичного дефицита йода (ДЙ) в течение 3 поколений, отражающегося на функциональном состоянии щитовидной железы (ЩЖ) и гипофиза, на активности тироксинзависимого фермента a-глицерофосфатдегидрогеназы (a-гл) митохондрий (МХ) клеток периферических органов, на содержании гликогена в тканях печени и головного мозга. Изучение изменений в гипофизарно-тиреоидной системе, связанных с возрастными особенностями. Исследование процессов восстановления наблюдаемых сдвигов в ТС при добавлении нормального количества йода в рацион питания сразу после рождения.
Материалы и методы
Исследовали в разные сроки после рождения (30, 60, 90, 180 и 360 дней) ТС крыс третьего поколения (F3), постоянно содержащихся в условиях сниженного на 85–90 % обеспечения йодом; контролем служили крысы, получающие нормальную концентрацию йода в питании. Для содержания крыс были использованы продукты местного происхождения с низким уровнем йода. В виде основного продукта питания использовали комбикорм с добавкой премикса, не содержащего йод (опыт — 4,5 мкг йода в сутки) и премикса, содержащего йод (контроль (К) — 34,5 мкг йода в сутки).
В эксперименте были использованы 120 белых беспородных крыс. У этих групп животных исследовали концентрацию тироксина (Т4) и трийодтиронина (Т3) в периферической крови, определяли вес ЩЖ и гипофиза, изучали активность МХ a-гл печени и головного мозга, определяли концентрацию гликогена в периферических органах и уровень йода, выделяемого с мочой и фекалиями.


Результаты и их обсуждение
Исследования были проведены на крысах популяции с ДЙ поколения F3 в разные сроки постнатального онтогенеза (30, 90, 180 и 360 дней). Предполагалось, что изменения, произошедшие в ТС у крыс второй популяции с ДЙ, должны усугубиться у животных третьей популяции с ДЙ. Были исследованы показатели ТС, уровни тиреоидных гормонов (ТГ) в циркулирующей крови в том числе.
Из полученных данных (табл. 1) видно, что у крыс всех возрастных групп  популяции с ДЙ имеет место достоверное снижение в общей циркуляции крови концентраций Т4 при сохранении в пределах контроля уровня Т3, что обусловило увеличение отношения Т3 к Т4 у опытных животных. Анализ полученных результатов показывает, что у крыс опытной серии содержание в крови Т4 было сниженным по сравнению с таковым у крыс в контроле в среднем на 41 %, увеличение концентрации Т3 было различным у молодых и взрослых крыс, но не превышало 9 %. У крыс опытной серии месячного возраста соотношение Т3 и Т4 оставалось на уровне контроля, в то время как этот показатель в других возрастных группах опытной серии меняется в пользу Т3. Это свидетельствует о различиях в регуляции тиреоидного гомеостаза в условиях хронического дефицита йода (ХДЙ) у крыс разного возраста и служит отправной точкой для дальнейших исследований по выяснению возрастных особенностей механизмов компенсации ТС.
Исследование массы ЩЖ крыс поколения F3 (табл. 2) показало, что ХДЙ в рационе питания крыс обусловил достоверное увеличение веса ЩЖ за счет образования мелкофолликулярных тиреоидных аденом у всех возрастных групп экспериментальных животных в среднем на 100 %.
Наряду с исследованиями уровней ТГ в крови и массой ЩЖ крыс поколения F3 в условиях ХДЙ в питании был также изучен вес гипофиза животных с целью определения глубины ГТ (табл. 3).
Из результатов исследований видно, что ДЙ в питании крыс обусловил достоверное увеличение массы гипофиза у крыс всех возрастных групп опытной серии в среднем на 60 %, что гистологически подтверждается наличием обширных полей тиреотропоцитов в аденогипофизе.


Как известно, ТГ обладают широким спектром действия и изменение их уровней в организме серьезным образом сказывается на многих биохимических процессах. Снижение концентрации ТГ в циркуляции влечет за собой изменение активности ряда тироксинзависимых ферментов. Изучение этих ферментов поможет объяснить некоторые биохимические процессы, происходящие в организме в условиях ХДЙ. Одним из таких ферментов является a-глицерофосфатдегидрогеназа. a-гл наряду с другими ферментами имеет большое значение в организме, участвуя в различных метаболических процессах [5].
Нами установлено (табл. 4), что активность a-гл у животных с ДЙ поколения F3 была снижена в печени на 31 % и в мозге на 51 %.
Как известно, ТГ регулируют процессы углеводного, белкового, жирового и водно-солевого обмена. Процессы, лежащие в основе ряда специ­фических для нервной ткани явлений, таких как проведение нервных импульсов, хранение и переработка поступающей информации и т.д., протекают со значительными энергетическими затратами. А основным источником энергии мозга млекопитающих является глюкоза [6].
В связи с этим изучение влияний гормонов ЩЖ в условиях ДЙ на метаболизм углеводов развивающегося организма представляется интересной проблемой.
Исследование процессов углеводного обмена выявило увеличение концентрации гликогена в печени (210–290 %) и в мозге (110–180 %) у крыс с ДЙ всех возрастных групп. Эти данные свидетельствуют о развитии ГТ у крыс из популяции с ДЙ, отражающемся на состоянии углеводного обмена.
Считается, что более 90 % поступившего в организм йода выводится с мочой. Йодурия является прямым количественным индикатором обеспеченности организма йодом [7].
Исследование выделения йода с мочой и фекалиями (табл. 5) показало, что контрольные животные выделяют в среднем около 30 %, а с ДЙ — 20 % йода от общего потребления. Это может говорить о некотором усилении утилизации йода в условиях его дефицита.


Дальнейшей целью наших исследований было изучение процессов восстановления обнаруженных сдвигов при добавлении нормальных количеств йода в рацион питания сразу после рождения.
Из представленных данных (табл. 6) видно, что добавление в рацион питания нормальных доз йодида приводит к нормализации концентрации в крови как Т3, так и Т4, что подтверждается литературными данными [8].
Из табл. 7 видно, что добавление в пищевой рацион крысят F3 популяции с ДЙ нормальных концентраций йодида сразу же после рождения приводит к постепенной нормализации веса ЩЖ у животных к полугодовалому возрасту, однако разница в весе гипофиза все еще сохраняется. Вероятно, шести месяцев недостаточно для полного восстановления гипофиза.
Выводы
1. В условиях лабораторного эксперимента мы впервые установили, что при хроническом дефиците йода  в питании (на 85–90 %) эндемические проявления гипотиреоза у крыс в поколении F3 приобретают характерные черты патологического процесса, не компенсируемого сдвигами пропорций тиреоидных гормонов в сторону наиболее активного Т3.
2. При условиях хронического дефицита йода вес щитовидной железы и гипофиза увеличивается более чем в два раза. Несмотря на более полное использование йода в условиях дефицита, его затраты на нужды гормонообразования составляют менее 40 % от контроля, увеличение массы щитовидной железы и гипофиза не приводит к компенсации развивающегося гипотиреоза.
3. Снижение активности a-глицерофосфатде­гидрогеназы способствует накоплению гликогена в тканях печени и мозга.
4. Нарушения, отмеченные в гипофизарно-тиреоидной системе, усугубляются с возрастом, но не являются необратимыми, и нормализация йодного обеспечения является достаточной мерой для предотвращения выявленных нарушений.


Bibliography

1. Исмаилов С.И., Нугманова Л.Б., Рашитов М.М. О ликвидации йоддефицитных заболеваний в Узбекистане // Проблемы биологии и медицины. — 2007. — № 4. — C. 3-7.
2. Исмаилов С.И., Нугманова Л.Б., Рашитов М.М., Кулимбетов М.Т., Алимджанов Н.А., Бабаханов Б.Х. Динамика йододефицитных состояний в Узбекистане // Международный эндокринологический журнал. — 2008. — № 4(16). — C. 36-39.
3. Исмаилов С.И., Кулимбетов М.Т., Рашитов М.М., Исламов Р.И. Биологический мониторинг с целью оценки йоддефицитного состояния в Узбекистане // Мат-лы научно-практической конф. с международным участием «Фундаментальная и клиническая эндокринология: проблемы, достижения, перспективы». — Харьков, 2008. — C. 62-63.
4. Delange F. The disorders induced by iodine deficiency // Thyroid. — 1994. — Vol. 4(1). — P. 107-128.
5. Болдырев А.А. Введение в биохимию мембран. — М.: Высшая школа, 1986. — С. 112.
6. Garriga J., Sust M., Cusso R. Regional distribution of glycogen glucose and phosphorylated sugare in rat brain after intoxicating doses of Ethanol // Neurochem. Int. — 1994. — Vol. 25, № 2. — P. 175-181.
7. Дедов И.И., Арбузова М.И., Ильин А.В.
Йодная лаборатория. Принципы организации работы: Пособие для врачей-лаборантов. — Москва,
2005.
8. Богуславская М.И., Елпатова В.А., Балицкая В.Ф., Садовников В.И. К вопросу о состоянии щитовидной железы в районе зобной эндемии // Тезисы докладов III Всероссийского съезда эндокринологов «Актуальные проблемы эндокринологии». — Москва, 1996. — С. 124-125 


Back to issue