Автореферат и диссертация по медицине (14.00.16) на тему: Коррекция морфофункциональных изменений щитовидной железы при гипо- и гипертиреозе аконитом байкальским (экспериментальное исследование)
Автореферат диссертации по медицине на тему Коррекция морфофункциональных изменений щитовидной железы при гипо- и гипертиреозе аконитом байкальским (экспериментальное исследование)
На правах рукописи
МАНЮК Елена Степановна
ИЗМЕНЕНИЙ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ ПРИ ГИПО- И ГИПЕРТИРЕОЗЕ АКОНИТОМ БАЙКАЛЬСКИМ (экспериментальное исследование)
14 00 16 - патологическая физиология 03 00 25 - гистология, цитология и клеточная биология
диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук
Работа выполнена в ГОУ ВПО «Иркутский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»
академик РАМН доктор медицинских наук, профессор
доктор медицинских наук, профессор Власов Борис Яковлевич
доктор медицинских наук,
профессор Лебединский Владислав Юрьевич
ГОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию».
Защита состоится ¿0
» 2008 года в_часов на заседа-
нии диссертационного совета Д.001.038.02 при ГУ «Научный центр медицинской экологии Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук» по адресу 664003 г Иркутск, ул Тимирязева, 16
Колесников Сергей Иванович Изатулин Владимир Григорьевич
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУ «Научный центр медицинской экологии Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук»
Автореферат разослан <<^£» 2008 г
Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Одной из актуальных медико-социальных проблем является патология щитовидной железы Это связано с тем, что суммарная частота различных форм этой патологии, даже вне зон зобной эндемии, составляет не менее 20 % от общей заболеваемости В эндемичных по зобу регионах, где проживает примерно тридцать процентов населения России, эта цифра нередко превышает 50 % (Никитина И JI, 2000, Трошина Е А , Абдулхабирова Ф M , 2001, Трошина Е А , Платонова H M , 2006, Горбачева О С , 2008, Cornez José Manuel, Maravall Francisco Javier, Gomes Nuria, 2000, Kuniko Tsuboi, Hannah Matoba, 2000)
В наибольшей степени на частоту тиреоидной патологии влияет потребление йода Болеют, в основном, люди работоспособного возраста - от 20 до 40 лет, преимущественно женщины (соотношение полов 1 10) (Некрасова M Р, Суплотова JI А , Давыдова JI И , 2006, Фархутдинова JI, 2006, Беляков H А , Березовский И В , 2006, Адамова Я Г, Чумаченко А H , 2007, Volumenie J L , Polak M , Guibourdenche J , 2000, Brix Th Heiberg, Kyvik К Ohm, 2000)
Следует отметить, что лечебная тактика заболеваний щитовидной железы за последние 10-15 лет заметно не изменилась, а арсенал эффективных лекарственных средств, предназначенных для лечения и профилактики указанной патологии, явно недостаточен Применяемые препараты зачастую не обладают достаточной клинической эффективностью и при длительном применении дают побочные эффекты В связи с этим, оправдан значительный интерес исследователей к поиску новых средств, способных предупреждать и корригировать дисфункцию щитовидной железы (Вылежаги-на Т А , Кузнецова Т Е , Манеева О А , 1998, Панлов А В , 2006, Сыркин A JI, 2007)
Наиболее интересными в данном отношении представляются препараты растительного происхождения, в настоящее время малоизученные и не используемые для этих целей в современной медицине Между тем, в традиционной медицине древнего и современного Востока для лечения заболеваний щитовидной железы уже более двух тысяч лет применяются различные виды аконитов (Минаева В Г, 1991, Телятьев В В , 1991) В частности, аконит (борец) байкальский ценится в народной медицине Восточной Сибири, Тибета и Китая при лечении эндемического и узлового зоба, аутоиммунного тиреоиди-та, доброкачественных и злокачественных новообразований щитовидной железы (Пушкарский С В , Пашинский В Г, Поветьева Т H и др , 2006)
В Сибири встречается несколько видов борца (около 22) Все виды борца содержат алкалоиды, которые и являются действующими веществами раз iCj.
стений Так, у борца бородатого найдены алкалоиды делькозин, ликокто-нин, зонгорин и батаконин Препараты этого растения считают перспективными при лечении псориаза и опухолевых болезней Из травы аконита бело-устного получен препарат аллапинин, в составе которого бромистоводород-ная соль алкалоида лаппаконитина Препарат обладает антиаритмической активностью Борец вьющийся проявил в эксперименте антистрессорную, противоопухолевую и немротропную активность Борец Чекановского ценится в народной медицине при лечении острых и хронических воспалительных заболеваний, инфекционных и гнойных болезней, эпилепсии, зубной боли, рака (Пушкарский С В , Пашинский В Г, Поветьева ТН и др , 2006)
В НИИ фармакологии Томского научного центра РАМН совместно с Иркутским институтом химии СО РАМН разработан экспериментальный препарат из аконита байкальского «Баякон», исследованы его свойства и установлены в эксперименте антипролиферативный, противометастатический, стрес-спротективный, гастрозащитный, нейротропный эффекты (Пашинский В Г, Гайдамович Н Н , Поветьева ТН и др, 2006) Эти данные указывают на широкий спектр терапевтической активности препарата «Баякон», который может оказаться эффективным и для коррекции патологических состояний щитовидной железы
Экспериментально обосновать использование аконита байкальского (препарата «Баякон») для коррекции морфофункциональных изменений щитовидной железы при гипо- и гипертиреозе
1. Провести моделирование гипо- и гипертиреоза в эксперименте и выявить закономерности морфофункциональных изменений щитовидной железы
2. Оценить влияние аконита байкальского (препарата «Баякон») на мор-фофункциональные изменения щитовидной железы при гипотиреозе
3. Изучить влияние аконита байкальского (препарата «Баякон») на структуру и функцию железы при гипертиреозе
4. Сопоставить патогенетические механизмы действия аконита байкальского при экспериментальном гипо- и гипертиреозе
Впервые в эксперименте исследовано корригирующее влияние растительного препарата аконита растительного байкальского «Баякон» на структуру и функции щитовидной железы при гипо- и гипертиреозе Установлено, что препарат «Баякон» способен коррегировать дисфункцию щитовидной
железы увеличивать продукцию тиреоидных гормонов при гипотиреозе и уменьшать ее до диапазона нормы при гипертиреозе Доказано, что применение препарата «Баякон» высоко эффективно для коррекции структурных нарушений в щитовидной железе при гипертиреозе, вызванном тиреотомом Показано, что препарат «Баякон» способен влиять на механизмы регуляции функций щитовидной железы, коррегируя активность тучноклеточного и лим-фоидного компонентов органа
Теоретическая и практическая значимость
В проведенном экспериментальном исследовании впервые выявлено, что аконит байкальский (препарат «Баякон») корригирует дисфунцию щитовидной железы, особенно при гипертиреоидном состоянии Показано, что наиболее выраженный эффект коррекции уровня тиреоидных гормонов наблюдается через 8 недель применения этого препарата При гипотиреозе, обусловленном снижением активности тиропероксидазы (вызванном мер-казолилом), корригирующее действие препарата «Баякон» проявляется, преимущественно, в отношении функциональной активности железы, тогда как при гипертиреозе эффективно корригируется и структура, и функция органа Полученные данные могут быть использованы в преподавании курсов гистологии, фармакологии, патофизиологии, патологической анатомии, терапии и эндокринологии
Основные положения, выносимые на защиту
1. При экспериментальном гипотиреозе использование препарата «Баякон» эффективно корригирует функциональную активность щитовидной железы, увеличивая содержание тиреоидных гормонов, но не обеспечивает полного восстановления ее структур
2. Применение препарата «Баякон» при экспериментальном гипертиреозе полностью восстанавливает морфофункциональное состояние структур органа и нормализует уровень тиреоидных гормонов
Апробация материалов диссертации
Основные положения диссертации опубликованы в 15 работах, 4 из них в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ, и доложены на Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и студентов по медицине (г Тула, 2002), Международной научной конференции «Медико-биологические и экологические проблемы здоровья человека на Севере» (г Сургут, 2002), 4-м Сибирском физиологическом съезде с международным участием (г Новосибирск, 2002), Международной научно-практической конференции «Здоровье в XXI веке - 2002 г » (г Москва-Тула 2002), Межрегиональной конференции молодых исследователей «Аспирантские чтения - 2002 г» (г Самара, 2002), Международной научной-практической
конференции «Здоровье семьи - XXI век» (Израиль, 2008), на межкафедральном совещании кафедры патофизиологии, гистологии, нормальной физиологии и анатомии человека ИГМУ (2008)
Структура и объем работы
Диссертация изложена по традиционному плану на 155 страницах, включает введение, обзор литературы, описание материалов и методов исследования, описание собственных результатов и их обсуждение, заключение, выводы и список литературы из 334 источников (261 на русском языке, 63 иностранных) Полученные данные представлены в 4 таблицах и иллюстрированы 50 рисунками в виде графиков, диаграмм, микрофотографий
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Эксперимент проведен на 232 беспородных белых крысах-самцах массой 160-180 г Животные были разделены на 5 групп Первую группу составили 40 интактных крыс (контроль) Второй и третьей группам животных (по 48 крыс в каждой группе) моделировали гипертиреоз После стабилизации гипертиреоидного состояния (через 8 недель от начала эксперимента) третьей группе (48 крыс) проводили фитотерапию препаратом «Баякон» Четвертой и пятой группам животных (по 48 крыс в каждой группе) моделировали гипотиреоз После получения устойчивого гипотиреоидного состояния (через 8 недель от начала эксперимента) пятой группе проводили фитотерапию препаратом «Баякон»
1. Экспериментальная модель гипо- и гипертиреоза
и сроки наблюдения
Гипертиреоз моделировали 96 животным по методике (Доломатов С И , Гоженко А И , Ларина ИМ и др , 2005, Хмельницкий О К , 2006, Запоро-жан В Н, Доломатов С И , 2007, Запорожан В Н , Доломатов С И , 2007, Би-туева Э Б , Жамсаранова С Д , Антипова Л В , 2007, Korpachov V V , Lytvinenko О О , Paster I Р, 1995), путем введения препарата тиреотом («Бер-лин-Хеми», Германия) в дозе 40 мкг лиотиронина и 160 мкг левотироксина на кг массы животного Препарат вводили в течение 8 недель ежедневно, пе-рорально, в составе пищи
Гипотиреоз моделировали 96 крысам путем введения мерказолила (Орлов С Б , Титова М А , Мухина И А , 2002, Козлов В Н , 2006, Serrano-Lozano А , Monteil М , Morell М , 1993, Korpachov V V, Lytvinenko О О , Paster I Р, 1995, Kuhkov А , Torresani J , Jeannmgros R, 1997, Chehade J, Kun J, Mooradian D , 1999) Животные получали препарат мерказолил в течение 8-
ми недель в виде порошка ежедневно, перорально, в составе пищи, в дозе 10 мг/кг массы тела
Затем, в течение последующих 8-ми недель, 48 животным с гипертире-озом и 48 животным с гипотиреозом проводили коррекцию дисфункции щитовидной железы растительным препаратом «Баякон» Препарат вводили ин-трагастрально, ежедневно, 1 раз в сутки, из расчета 0,5 мл/кг массы животного в виде 20% раствора этилового спирта экстракта аконита байкальского, стандартизированного по содержанию алкалоидов - 0,06 %, предварительно доведя дозу препарата физиологическим раствором до 0,5 мл на каждое животное Остальным животным с гипер- и гипотиреозом аналогично вводили 20% этиловый спирт, предварительно разведя его физиологическим раствором
Материал для исследования (кровь и щитовидную железу) брали в процессе моделирования гипо- и гипертиреоза через 2, 4 и 8 недель от начала эксперимента, затем, после получения устойчивого экспериментального гипо- и гипертиреоза, через 10, 12 и 14 недель эксперимента (по 8 крыс на каждый срок наблюдения) Животных выводили из эксперимента декапитацией
2. Определение концентрации гормонов в плазме крови
В плазме крови лабораторных животных исследовали гормоны трийод-тиронин (ТЗ) и тироксин (Т4) Определение гормонов проводили иммунофлю-оресцентным методом (Инструкция по применению набора реактивов 1987) Концентрацию гормонов выражали в нмоль/л Исследование проводилось в Иркутском диагностическом центре
3. Методы морфометрического исследования
Для патоморфологического анализа щитовидной железы нами были использованы алгоритмы гистологического описания, разработанные О К Хмельницким (1997) для унифицированного патогистологическош исследования и объективизации оценки отмеченных изменений
После извлечения щитовидной железы определяли ее массу в мг Для светооптического исследования использовали обе доли щитовидной железы После фиксации в 10% растворе нейтрального формалина кусочки заливали в парафин, изготавливали серийные срезы толщиной 7 мкм, окрашивали гематоксилин-эозином и пикрофуксином по Ван-Гизону Морфометрическая оценка структур железы проведена с использованием шкалы окуляр-микрометра, объект-микрометра, квадратно-сетчатой окулярной вставки с 289 точками и окулярной вставки, ограничивающей поле зрения
Наблюдение проводили в 10-15 полях зрения Объемные доли исследуемых тканевых компонентов выражали в % (Автандилов ГГ, 1984, 1990, Воробьев С JI, Зайцева И В , Матвеева 3 С , 2007) Определяли относительный
объем фолликулярного эпителия и интерфолликулярного эпителия (Арабад-жян К П , Силаварян Н С , Гевондян Т А , 1989, Хмельницкий О К , Третьякова М С , 1998, КриштопВ В , 2007), коллоида (Климов О Г, 2002, Мусина Н Ю , Мусин И А , 2002), стромы, лимфоцитарной инфильтрации (Кириллов Ю Б , Чумаченко А П , Аристархов В Г, Потапов А А , Пантелеев И В , 1994, Бронштейн М Э , 1999, Воробьев С JI, Зайцева И В , Матвеева 3 С , 2007, Горбачева О С , 2008), десквамацию эпителия, объем полнокровных сосудов
С помощью окуляр-микрометра измеряли в мкм внутренний и внешний диаметр фолликулов (не менее 100 фолликулов), высоту клеток фолликулярного эпителия, размеры тучных клеток На основании полученных данных высчитывали среднюю площадь тироцитов (исходя из формы трапеции) по формуле (Дмитриева Н И , 1990, Дубынин В А , Лебедева В М , 1996) по формуле
где Sk - площадь клетки, h - высота клетки, ni и п2 - большее и меньшее основание клетки (трапеции)
Оценка функциональной активности железы проводилась с помощью вычисления функциональных индексов
• фолликулярно-коллоидный индекс - соотношение относительных объемов фолликулярного эпителия и коллоида,
• индекс склерозирования - соотношение относительных объемов паренхимы и стромы,
• индекс дегрануляции тучных клеток — по отношению количества дег-ранулированных клеток к их общему числу
Кроме того, подсчитывали количество фолликулов с вакуолями резорбции коллоида на стандартной площади 1 мм2 (коэффициент резорбции коллоида), индекс дегрануляции тучных клеток - по отношению количества дегра-нулированных клеток к их общему числу, количество С-клеток в % (Быков В Л , 1979, Автандилов ГГ, 1990, ХодасевичЛС, 1997, Хмельницкий О К , Третьякова М С , 1998, Бронштейн М Э , 1999, Воробьев С Л , Зайцева И В , Матвеева 3 С , 2007)
Плотность коллоида в фолликулах щитовидной железы (в логарифмах поглощения при увеличении х 21) определяли фотометрически в монохроматическом свете на зондовом цитоспектрофотометре ЛЮМАМ Фотометрию производили при длине волны 533 нм Длину волны устанавливали по спектру максимального поглощения На каждый срок производили 50 замеров
Гистохимическое определение связанного йода Концентрацию йода в интрафолликулярном коллоиде определяли по методу, разработанному Л А Ивановой, М К Васильцовым, А М Василь-цовым, С П Федосеевой (авторское свидетельство № 1435993 от 1988 г) Метод основан на стехиометрическом замещении йода сульфгидрильны-ми группами с последующим выявлением сульфгидрильных групп высокоспецифичным стандартным гистохимическим методом Барнетта и Зе-лигмана Для этих целей был использован раствор гидросульфида натрия в нуклеофильном растворителе - диметилсульфоксиде, резко ускоряющем реакцию
4. Статистические методы
Полученные цифровые данные имели нормальное распределение и обработаны статистически стандартными параметрическими методами с использованием парного и группового критерия Стьюдента (Ллойд Э , Ледер-ман У, 1989, Куланчев А П , 1996) Данные считались статистически значимыми при р < 0,05 Результаты исследования представлены в виде графиков, диаграмм и таблиц
СОБСТВЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В представленном исследовании оценка корригирующего действия растительного средства «Баякон» на структуру и функции щитовидной железы проведена в условиях моделирования гипер- и гипотиреоидного состояния путем ежедневного введения в организм тиреотома и мерказолила соответственно В связи с этим, при анализе полученных результатов учитывались конкретные патофизиологические механизмы влияния тиреотома и мерказолила на структуру и функцию щитовидной железы
Гипертиреоидное состояние, вызванное тиреотомом развивалось через 10 дней (избыточная подвижность крыс, выпадение шерсти, потеря массы тела, повышенный уровень тиреоидных гормонов), прогрессивно нарастало в течение 8 недель и затем стабилизировалось Из данных, представленных в таблице 1, видно, чго через 8 недель ежедневного введения тиреотома крысы потеряли 18 % массы тела (р < 0,05), а масса щитовидных желез увеличилась в 1,6 раза (р < 0,05) Концентрация в плазме крови тироксина (Т4) увеличилась в 3,6 раза, трийодтиронина (ТЗ) - в 3,7 раза (р < 0,05) В структуре железы в течение 8 недель постепенно нарастили изменения, характеризующие увеличение гормонпродуцирующей функции тироцитов, I иперплазию тиреоидной ткани и деструктивные процессы в ней, а также заинтересованность ауторегуляторных механизмов
В частности, в 1,5 раза возрастала объемная доля фолликулярного эпителия и высота фолликулярных тироцитов (р < 0,05), в 1,4 раза повышалась
интенсивность резорбции коллоида и уменьшались размеры фолликулов (р < 0,05), в 2 раза снижалась объемная доля коллоида (р < 0,05), в 1,7 раза -его плотность (р < 0,05), в 2,3 раза - содержание связанного йода (р < 0,05) Коллоид приобретал «жидкое» состояние, что расценивается как косвенный признак повышенного выведения гормонов (Гербильский JIВ , Коломеец Э В , Литвин В С , 1984, Глумова В А , Черных Г В , Петров Н М , 1985, Walsh J Р, Bremner А Р, Bulsara М К etc , 2005) Следует отметить ярко выраженный полиморфизм фолликулов
Морфапетрическиехарактеристики щитовидной железы и содержание гормонов в плазме крови в процессе моделирования _экспериментального гипертиреоза_
Показатель Интактные Сроки наблюдения при моделировании гипертиреоза
2 недели 4 недели 8 недель
Масса тела (г) 184,5 ±2,1 190,5 ± 1,2* 198,2 ±2,6* 206,4 ±4,8*
ТЗ (нмопь/п) 2,5 ± 0,24 7,9 ± 0,24* 8,9 ±0,21* 9,2 ±0,18*
Т4 (нмоль/л) 87,4+1,9 252,1 ± 3,3* 296,1 ±4,1* 317,5 ±2,9*
Масса железы (г) 16,1 ±0,2 17,8 ±0,45* 25,2 ±0,71* 25,7 ± 0,64*
Высота фолликулярных тироцитов(мкм) 10,07 ±0,47 10,63 ±0,12 14,3 ±0,15* 15,2 ± 0,11*
Площадь тироцитов (мкм'1) 37,13 ±0,77 38,5 ± 0,22 46,8 ± 0,29* 52,3 ±0,41*
Фолликулярный эпителий (%У) 41,4± 1,3 43,0 ±0,7 50,7 ± 0,6* 60,6 ± 0,4*
Содержание связанного йода (Уе) 0,35 ±0,01 0,5 ±0,04* 0,74 ± 0,02* 0,81 ± 0,08*
Коэффициент резорбции (у е ) 0,64 ± 0,03 0,71 ± 0,05* 0,85 ±0,06* 0,92 ± 0,05
Плотность коллоида (у е ) 34,6 ± 0,2 28,3 ± 0,19* 37,5 ±0,21* 19,8 ±0,17*
Коллоид (%\/) 46,2 ± 0,8 45,2 ± 0,5 35,2 ± 0,4* 22,4 ± 0,3*
Фолликулярно- коллоидный индекс (у е) 0,77 ± 0,01 0,95 ± 0,24 1,18 ± 0,12* 2,34 ±0,19*
Фолликулы с десквамацией клеток (%) 0,7 ±0,1 17,8 ± 1,2* 26,5 ± 0,7* 64,3 ± 0,8*
Диаметр фолликулов (мкм) 57,1 ± 0,42 56,6 ± 0,54 43,9 ±0,6* 39,8 + 0,56*
Новообразазованные фолликулы (кол-во на 1 мм2) 4,4 ± 0,2 7,8 ± 0,3* 1,4 ±0,2* 19,8 ± 0,3*
С-клетки (%) 0,9 ± 0,2 0,84 ± 0,17 0,68 ±0,2 0,56 ±0,13*
Интерфолликулярный эпителий (%\/) 8,23 ± 0,31 8,46 ± 0,3 11,04 ±0,29* 12,45 ±0,28*
Лимфоцитарная инфильтрация (%У) 0,31 ± 0,04 0,69 ±0,19* 1,75 ±0,14* 2,19 ±0,13*
Количество тучных клеток (на 1 мм2) 21,42 ±0,71 33,24 ± 0,17* 49,3 ± 0,34* 83,76 ±0,15*
% дегранулирующих тучных клеток 70,43 ±0,13 72,17 ± 0,22* 74,02 ±0,13* 79,12 ±0,33*
Размеры тучных клеток (мкм*) 137,2 ±0,24 125,4 ± 0,3* 108,1 ± 0,22* 89,6 ±0,17*
Индекс склерозирования(у е) 7,54 ±0,12 7,54 ± 0,32 5,84 ±0,11* 5,45 ±0,1*
Строма (%У) 11,7 ±0,5 11,7 ± 1,0 14,6 ± 0,6* 15,5 ±0,4*
Примечание * - уровень значимости по сравнению с интактными животными (р < 0,05)
Параллельно с активацией тироцитов в паренхиме железы начинали развиваться деструктивные процессы, увеличивалась до 64 % (р < 0,05) объемная доля фолликулов с сильно выраженной десквамацией тироцитов В 13 % случаев преобладали фолликулы, лишенные коллоида, с полостями, заполненными десквамированным эпителием Это может быть связано с активацией процессов катаболизма под действием избытка тирео-идных гормонов На фоне нарастания деструктивных процессов в паренхиме железы увеличивалось в 4,5 раза количество новообразованных мелких фолликулов (р < 0,05), что может быть связано с отменой контактного торможения пролиферации тироцитов в результате усиленной деск-вамации эпителия Кроме того, наблюдалась и сосочковая пролиферация тиреоидного эпителия При этом увеличилась в 1,5 раза объемная доля интерфолликулярного эпителия (р < 0,05), тогда как концентрация С-кле-ток в нем проявляла тенденцию к уменьшению Следует отметить и усиление кровоснабжения паренхимы, в которой доля сосудов увеличилась в 1,4 раза