CC BY
72
© Коллектив авторов, 2010 УДК 616.441 - 008.64 - 085 - 091/092
МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ ПРИ НАЗНАЧЕНИИ СИМВАСТАТИНА НА ФОНЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ГИПОТИРЕОЗА
Н.М. Попова, Е.Н. Якушева, А.В. Щулькин, П.А. Чумаченко
Рязанский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова
В статье приводятся результаты исследования, посвященного изучению влияния сим-вастатина на морфофункциональное состояние щитовидной железы при экспериментальном гипотиреозе. Показано, что экспериментальный гипотиреоз сопровождается снижением уровня Т4, повышением уровня ТТГ и компенсаторно-приспособительными изменениями в морфологической структуре щитовидной железы. Симвастатин на фоне экспериментального гипотиреоза кратковременно снижает, а затем повышает функциональную активность щитовидной железы, что приводит к ускорению восстановления функции органа.
Ключевые слова: щитовидная железа, гипотиреоз, симвастатин, экспериментальное изучение.
Под гипотиреозом понимают клинический синдром, обусловленный стойким снижением уровня тиреоидных гормонов в крови и уменьшением их влияния на органы-мишени. Распространенность манифестного первичного гипотиреоза в популяции составляет 0,2-2,0%, субклини-ческого - около 10% [6]. Гипотиреоз, как правило, сопровождается нарушениями липидного обмена, которые включают повышение уровня общего холестерина (ОХС), липопротеинов очень низкой плотности (ЛПОНП), липопротеинов низкой плотности (ЛПНП), и триглицеридов (ТГ), что создает предпосылки к развитию и прогрессированию атеросклероза, несмотря на повышение уровня липопротеинов высокой плотности (ЛПВП)[3, 8]. Нарушения липидного обмена при гипотиреозе обусловлены увеличением размера частиц ЛПНП, уменьшением содержания рецепторов ЛПНП в печени, снижением активности холестерин-эфирного транспортного белка и печеночной липазы. [9,10,11,12,14]. Рядом авторов была доказана корреляция между уровнем тиреоидных гормонов и повышением общего холестерина в сыворотке крови [8,13].
Оптимальными гиполипидемическими препаратами в плане клинической эффективности и относительно низкой токсичности являются статины [1]. Механизм действия статинов связан с ингибированием ферментативного синтеза эндогенного холестерина, уменьшением продукции ЛПНП в печени и специфической активации печеночных рецепторов, ответственных за их элиминацию. Статины также умеренно повышают концентрацию ЛПВП и снижают уровень ТГ. Дополнительная эффективность статинов обусловлена наличием множества плейотропных эффектов (антитромботический, нейропротективный, антиоксидантный, антиаритмический, антипролифера-тивный и др.), которые широко исследуются в настоящее время [2,4]. Однако влияние статинов на морфофункциональное состояние щитовидной железы остается мало изученным.
Материалы и методы
Эксперимент выполнен на 30 половозрелых нелинейных белых крысах-самцах массой 225300 г, которые составили 5 серий опытов. 1 серия - интактные крысы (контроль); 2,3 серии - животные с экспериментальным гипотиреозом, который моделировали введением мерказолила в крахмальной слизи через зонд в желудок в дозе 5 мг/кг массы курсом 21 день [5]. 4, 5 серию составили животные, которым на фоне гипотиреоза вводили симвастатин внутрижелудочно в дозе 24 мг/кг массы курсом 7 и 14 дней. Забой крыс проводили под эфирным наркозом на 7 и 14 дни отмены мерказолила и на 7 и 14 дни введения симвастатина. Забирали щитовидную железу для морфометрического исследования и кровь из бифуркации аорты для определения уровня тирео-тропного гормона (ТТГ) и Т4 радиоиммунным методом. Щитовидную железу фиксировали в 10% нейтральном формалине с последующей обработкой и заливкой в парафин, срезы толщиной 7 мкм окрашивали гематоксилином-эозином. Микропрепарат фотографировали с помощью цифровой камеры Canon Power Shot G5 при увеличении в 400 раз. Ввод и анализ изображения осуществляли с использованием компьютера Pentium IV и программы Photoshop CS2.
Состояние щитовидной железы оценивали по следующим показателям: средняя площадь одного фолликула в тысячах мкм2 (Пф); высота эпителия фолликулов в мкм (Вэ); индекс накопле-
ния (ИН - отношение диаметра фолликула к удвоенной высоте эпителия фолликулов); процент доли эпителия (%Э); процент доли коллоида (%К); относительная масса щитовидной железы (Мщ); относительная масса эпителия (Мэ); относительная масса коллоида (Мк); отношение доли эпителия к доле коллоида (э/к); площадь контакта эпителия и коллоида (Пкк) в тыс. см2 [7].
Полученные данные обрабатывали статистически при помощи программы «Биостат» с использованием формата - медиана (верхний квартиль; нижний квартиль) и множественного критерия Ньюмена-Кейлса.
Результаты и их обсуждение
Морфологическая картина щитовидной железы при гипотиреозе и введении симвастатина представлены на рисунках 1-4.
Рис. 1. Морфологическая картина щито- Рис. 2. Морфологическая картина щитовидной железы при гипотиреозе на 7 видной железы при гипотиреозе на 14
день; окраска гематоксилином-эозином, день; окраска гематоксилином-эозином, Х 120 Х120
Рис. 3. Морфологическая картина щитовидной железы при гипотиреозе и введении симвастатина на 7 день; окраска гематоксилином-эозином, Х 12Q
Рис. 4. Морфологическая картина щитовидной железы при гипотиреозе и введении симвастатина на 14 день; окраска гематоксилином-эозином, Х 12Q
Абсолютные значения показателей, полученные в ходе исследования представлены в таблицах 1 и
2.
Таблица 1
_______Морфометрия щитовидной железы при гипотиреозе и введении симвастатина
Пф Вэ ИН %Э %К
Интактные крысы 3744,37 6,97 4,95 45,17 46,57
(3418,18; (6,76; (4,67; (42,65; (43,68;
3888,91) 7,3) 5,29) 46,19) 48,8Q)
7 день гипотиреоза 299Q,8 (2537,62; 3325,QQ)* 7,61 (7,7; 8,Q3)* 4,1Q (3,54; 4,29)* 52,11 (5Q,89; 56,58)* 39,14* (33,15; 42,18)
14 день гипотиреоза 287Q,5 (2536,43; 29Q7)* 7,51 (7,22; 7,91)* 4,Q3 (3,86; 4,17) 51,54 (48,97; 54,43)* 37,98 * (37,Q1; 39,Q7)
Симвастатин при гипотиреозе (курс 7 дней) 3195,Q4 (2726,Q8; 3543,58) 9,Q1 (9,Q1; 9,27)** 3,53 (3,45; 3,67) 58,71 (57,Q2; 6Q,19) 34,2Q (33,67; 35,67)**
Симвастатин при гипотиреозе (курс 14 дней) 3Q75,67 (2863,81; 3185,Q6) 9,Q9 (8,8; 9,37) 3,43 (3,36; 3,47) 59,82 (59,Q9; 6Q,91) 33,16 (32,17; 34,Q3)
Мщ Мэ Мк э/к Пкк
Интактные крысы Q,24 (Q,21; Q,27) Q,ll (Q,Q9; Q,l3) Q,ll (Q,1Q; Q,l2) Q,97 (Q,87; l,Q5) 29,84 (25,38;35 ,Q5)
7 день гипотиреоза Q,35 (Q,29; Q,45)* Q,18 (Q,15; Q,27)* Q, 13 (Q,11; Q,l6) 1,36 (1,21; 1,7Q)* 41,55 * (36,18; 52,51)
14 день гипотиреоза Q,58 (Q,38; Q,58) * Q,3Q (Q,2Q; Q,66)* Q,21 (Q,14; Q,22)* 1,37 (1,27; 1,45)* 65,18 * (45,98; 69,81)
Симвастатин при гипотирозе (курс 7 дней) Q,85 (Q,67; 1,1Q) Q,5Q ** (Q,39; Q,7Q) Q,29 (Q,23; Q,33)** 1,72 (1,59; 1,78)** 73,8Q (57,QQ; 93,67)**
Симвастатин при гипотиреозе (курс 14 дней) Q,6Q (Q,44; Q,78) Q,36 (Q,26; Q,55)*** Q,2Q (Q,15: Q,25) 1,8Q (1,76; 1,87)*** 7Q,23 (65,73;8Q ,18)
Таблица 2
Уровень гормонов Т ТГ и Т4 при гипотиреозе и введении симвастатина
Уровень Т4 (нмоль/л) Уровень ТТГ (МЕ/л)
Интактные крысы 122,8 (83,95; 161,34) Q,ll (Q,Q8; Q, 13)
7 день гипотиреоза 66,56 (45,72; 1Q6,Q5)* Q,15 (Q,12; Q,19)*
14 день гипотиреоза 62,19 (54,41; 73,41)* Q,21 (Q,15; Q,28)*
Симвастатин при гипотирозе (курс 7 дней) 38,Q7 (33,Q1; 48,43)** Q,33 (Q,27; Q,45)**
Симвастатин при гипотиреозе (курс 14 дней) 92,94 (68.9; 1Q9,9)*** Q,17 (Q,16; Q,21)***
* - отмечена статистически значимая разница (р<0,05) по сравнению с контролем; **- по сравнению с 7 днем гипотиреоза; ***- по сравнению с 14 днем гипотиреоза.
На 7 день гипотиреоза наблюдалось увеличение уровня ТТГ на 40,9%*, Мщ на 45,9%*, Мэ на 63,6%*, Вэ на 9,1%*, %Э на 15,3%*, э/к на 40,1%*, ПКк на 39,2%* и уменьшение уровня Т4 на 45,8%*, Пф на 20,1%*, %К на 15,9%*, ИН на 17,1%*. На 14 день патологии уровень ТТГ на
90,9%*, Мщ на 95,8%*, Мэ на 172%*, Мк на 90,9 %*, Вэ на 7,8%*, %Э на 14.1%*, э/к на 40,8%*, ПКк на 118,4%* превышали показатели интактных животных, а уровень Т4, Пф, %К, ИН уменьшились соответственно на 49,3%*, 23,3%*, 18,4%* и 18,5%*. На 7 день введения симвастатина на фоне гипотиреоза уровень ТТГ увеличился на 113,54%**, Мщ на 142%**, Вэ на 18,3%**, Мэ на 177%**, Мк на 123%**, %Э на 12.6%**, э/к на 26,4%**, ПКк на 77,6%**, а уровень Т4 уменьшился на 42,8%**, ИН на 13,9%**, %К на 12,6%** по сравнению с соответствующим днем патологии. При введении симвастатина курсом 14 дней животным с
логии. При введении симвастатина курсом 14 дней животным с экспериментальной патологией уровень Т4 увеличился на 29,36%***, Вэ на 21%***, Мэ на 20%***, %Э на 13.8%***, э/к на 31.3%***, ПКк на 7%***, а уровень ТТГ, %К и ИНК уменьшились на 19,04%***; 12,6%*** и 14,8 %*** соответственно по сравнению с показателями в серии контроля гипотиреоза.
Синтез тиреоидных гормонов - сложный и многоступенчатый процесс, ключевым звеном которого является фермент пероксидаза. Пероксидаза отвечает за активацию молекулы йода, переводя его в свободно радикальную форму, необходимую для иодирования тироглобулина. Мер-казолил - антитиреоидный препарат, механизм действия которого заключается в блокировании фермента пероксидазы, в результате чего происходит уменьшение образования радикального йода, иодирования тироглобулина, и как следствие уменьшение концентрации тиреоидных гормонов в крови. Низкий уровень Т3 и Т4 активирует выработку гипоталамусом тиреолиберина, который в свою очередь стимулирует выработку ТТГ. ТТГ усиливает пролиферацию и функционирование тиреоцитов, что подтверждает увеличение Мщ, Мэ и Мк. Результатом пролиферации является образование новых фолликулов с высоким эпителием и низким содержанием коллоида, что проявляется уменьшением Пф, %К, ИН и повышением %Э, э/к и Пкк. Данные изменения в морфологической структуре щитовидной железы являются компенсаторно-приспособительным механизмом, направленным на повышение скорости секреции гормонов в кровь, а не на накопление их в коллоиде. На 7 день введения симвастатина на фоне гипотиреоза, по сравнению с соответствующим днем патологии, повысилась пролиферативная (увеличение Вэ, Мщ, Мэ, Мк) активность тиреоцитов. Однако при этом произошло резкое уменьшение уровня Т4 в плазме крови, несмотря на снижение %К, ИН и повышение %Э, э/к и Пкк. Данные изменения, видимо, связаны с непосредственным угнетением синтеза гормонов щитовидной железой при введении симвастатина коротким курсом, что приводит к активации гипоталамуса и гипофиза и увеличению уровня ТТГ. На 14 сутки введения симвастатина происходило усиление функционирования щитовидной железы по сравнению с 14 днем гипотиреоза, о чем свидетельствует повышение Вэ, Мэ, ИН, %Э, %К, э/к , уровня Т4, а также снижение концентрации ТТГ. Вероятно, данные компенсаторно -приспособительные изменения по принципу отрицательной обратной связи связаны с предшествующим увеличением концентрации ТТГ.
Выводы
1. Экспериментальный гипотиреоз, моделируемый введением мерказолила курсом 21 день в дозе 5 мг/кг массы, сопровождается снижением уровня Т4, повышением уровня ТТГ и компенсаторноприспособительными изменениями в морфологической структуре щитовидной железы в течение 14 суток после отмены препарата.
2. Симвастатин, назначаемый в дозе 24 мг/кг массы, курсом 14 дней на фоне экспериментального гипотиреоза кратковременно снижает, а затем повышает функциональную активность щитовидной железы, что приводит к ускорению восстановления функции органа.
ЛИТЕРАТУРА
1. Аронов Д.М. Лечение и профилактика атеросклероза / Д.М. Аронов.- М: “Триада-Х”, 2000.
- 411 с.
2. Аронов Д.М. Плеотропные эффекты статинов / Д.М. Аронов // Рус. мед. журн. - 2001. -№13-14. - С. 578-582.
3. Будневский А.В. Гипотиреоз и сердечно-сосудистая патология / А.В. Будневский, В.Т. Бурлачук, Т.И. Грекова // Медицинский научный и учебно - методический журнал. - 2007.
- №38.- С. 80-85.
4. Васюк Ю.А. Плейотропные эффекты статинов - данные фундаментальных исследований / Ю.А. Васюк, Е.С. Атрощенко, Е.Н. Ющук // Сердце. - 2006. - №5. - С. 228-237.
5. Пат. 2165648 РФ, МПК7 О 09 В 23/28, А 61 К 31/4164. Способ моделирования гипотиреоза / Л.Г. Чугунова, А.Н. Рябков, К.В. Савилов; Рязанский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова. - 97120428/14; заявл. 26.11.1997; опубл. 20.04.2001, Бюл.
11.
6. Петунина Н.А. Субклинический гипотиреоз: подходы к диагностике и лечению / Н.А. Пе-тунина // Трудный пациент. - 2006. - №2. - С. 1-7.
7. Чумаченко П.А. О морфометрии щитовидной железы / П.А. Чумаченко, Е.С. Панкратова // Рос. медико-биол. вестн. им. акад. И.П. Павлова. - 2000. №1-2. - С. 187-191
8. Association between thyroid dysfunction and total cholesterol level in an older biracial population: the health, aging and body composition study / A.M. Kanaya [et al.] // Arch Intern Med. -2002. - Vol. 162. - P. 773 - 779.
9. Decreased activity of lecithin: acyltransferase and hepatic lipase in chronic hypothyroid rats: implications for reverse cholesterol transport / M. Franco [et al.] // Mol Cell Biochem. - 2003. -Vol. 246. - P. 51-56.
10. Duntas L.H. Thyroid disease and lipids / L.H. Duntas // Thyroid. - 2002. - Vol. 12. - P. 287-293.
11. Nikolaeva A.V. Lipid metabolism and functional status of the kidney in hypothyroid patients depending on the phase of disease / A.V. Nikolaeva, L.T. Pimenov // Ter Arkh. - 2002. - Vol. 74. -P. 20 - 23.
12. Tan K.C. Plasma cholesteryl ester transfer protein activity in hyper- and hypothyroidism / K.C. Tan, S.W. Shiu, A.W. Kung // J Clin Endocrinol Metab. - 1998. - Vol. 83. - P. 140 - 143.
13. The prevalence of subclinical hypothyroidism at different total plasma cholesterol levels in middle aged men and women: a need for case finding / A.J. Bindels [et al.] // Clin Endocrinol. -1999. - Vol. 50. - P. 217-220.
14. The significance of alterations in serum lipids in thyroid dysfunction. II. Alterations of the metabolism and turnover of 131I-low-density lipoproteins in hypothyroidism and thyrotoxicosis / K.W. Walton [et al.]. // Clin Sci. - 1965. - Vol. 29. - P. 217 - 224.
MORPHOFUNCTIONAL STATUS OF THYROID GLAND OF SIMVASTATIN AT EKSPERIMENTAL HYPO-
THYREOSIS
N. M. Popova, E.N. Yakusheva, A.V. Shulkin, P.A. Chumachenko
In article data of the research devoted to studying of action of simvastatin on morphofunctional status of thyroid gland at experimental hypothyreosis are resulted. It is shown that experimental hypothyreosis is accompanied by lowering of level Т4, rise of level CTH and kompensatorno-adaptive changes in morphological structure of a thyroid gland. Simvastatin at experimental hypothyreosis at first reduces, and then increases functional activity of thyroid gland that leads to an expedition of restoring of function of organ.
Key words: thyroid, hypothyroidism, simvastatin, an experimental study
Попова Наталья Михайловна - ассистент кафедры фармакологии с курсом фармакотерапии ФПЛО, 390020, г. Рязань, ул. Хиринская, д.39. тел. 8-4912 -93-04-66
