CC BY
30
УДК 616.441:616-001.28/.29
DOI: 10.20310/1810-0198-2017-22-2-253-256
АНАЛИЗ РЕАКЦИИ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ НА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ НИЗКОИНТЕНСИВНОЕ у-ОБЛУЧЕНИЕ
© Ю.Б. Черкасова1*, С.Н. Золотарева2*
1) Тамбовский государственный университет им. Г.Р. Державина 392000, Российская Федерация, г. Тамбов, ул. Интернациональная, 33 E-mail: [email protected] 2) Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н. Бурденко Минздрава России 394036, Российская Федерация, г. Воронеж, ул. Студенческая, 10 E-mail: [email protected]
В современных условиях нарастающего использования атомной энергии подавляющая часть населения на протяжении своей жизни сталкивается с низкоуровневыми воздействиями ионизирующей радиации в медицинском и экологическом аспектах. До настоящего времени, несмотря на многочисленные исследования, остается много вопросов о закономерностях морфофункциональных и цитогенетических изменений органов эндокринной системы в ответ на у-облучение. Работа проведена с целью исследования реакции щитовидной железы в экспериментальной модели отдаленных последствий после экспериментального общего однократного и фракционированного низкоинтенсивного у-облучения лабораторных крыс по динамике морфологических критериев, определяющих модифицирующее действие функционального состояния железы. Количественный и качественный анализ проводили с помощью комплекса гистологических, гистохимических, морфометрических и морфолого-статистических методик. Было установлено модифицирующее действие низкоинтенсивного у-облучения на структурно-функциональное состояние щитовидной железы, где фактор времени, доза, кратность экспозиции оказывали вариантное влияние на направленность биологического ответа тиреоидной паренхимы, включая гиперплазию фолликулярного эпителия с формированием гетерогенных узелковых образований. Проведенное исследование позволило сформулировать закономерности формирования радиоиндуцированных эффектов щитовидной железы в хронодинамике наблюдения. Полученные в эксперименте результаты позволят внести информацию в эмпирическую базу разработок фундаментальных основ биологического действия у -излучения на клеточном, тканевом и органном уровнях.
Ключевые слова: щитовидная железа; низкоинтенсивное у-облучение; однократное и фракционированное у-об-лучение; отдаленные эффекты
Усовершенствование ядерных технологий не исключает риск чрезвычайных ситуаций с радиоактивным загрязнением экосистем [1-3]. Даже низкоинтенсивные воздействия, не вызывая явных повреждений, способны модифицировать клеточные процессы, инициируя длительные нарушения эндокринной регуляции физиологических функций [4-6]. Ввиду высокой радиочувствительности щитовидная железа (ЩЖ) занимает особое место в пострадиационных реакциях, а перестройки тиреоидной паренхимы могут вызвать нарушения в других системах организма [6-7; 8-11]. Несмотря на установленную роль ЩЖ в формировании механизмов адаптации, важно выявить и структурировать отдаленные эффекты облучения во взаимосвязи морфологических, ферментативных и гормональных изменений. С целью смоделировать закономерности отдаленного пострадиационного ответа щитовидной железы на воздействие общего однократного и фракционированного низкоинтенсивного у-облучения была проведена представленная работа.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
В эксперименте на 270 белых лабораторных крысах-самцах спустя 12, 18 и 24 мес. после общего одно-
кратного и фракционированного облучения в поглощенных дозах 5, 10, 25 и 50 мЗв мощностью 50 сГр/ч изучали морфофункциональный статус ЩЖ по его эквивалентным критериям: степени йодирования аминокислот коллоида фолликулов; светооптической плотности распределения ферментов щелочной и кислой фосфатаз (ЩФ и КФ); вариабельности соотношения морфофункциональных типов тучных клеток (ТК) межфолликулярной стромы; территории и морфологической специфике узелкового процесса щитовидной железы. Количественный и качественный анализ проводили с помощью комплекса гистологических, гистохимических, морфометрических и морфологостатистических методик. Содержание, кормление и выведение из эксперимента лабораторных крыс проводилось с соблюдением этических норм, приказа МЗ РФ № 266 от 19 июня 2003 г. и Европейской конвенцией о защите животных, используемых в эксперименте (Директива 86/609 ЕЕС).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Во все пострадиационные сроки реакция гормоно-образования ЩЖ проявлялась усилением йодирования аминокислот коллоида по линейной возрастающей функции в зависимости от дозы у-облучения. Общее
число ТК достоверно снижалось в дозовременном диапазоне независимо от кратности воздействия, на фоне усиления дегрануляции, за исключением фракционированного у-облучения в дозе 25 мЗв спустя 12 мес. после воздействия, когда высвобождение БАВ происходило преимущественно путем лизиса. Снижение светооптической плотности распределения ЩФ и КФ достоверно констатировало нарушение поступления веществ синтеза и гормоновыведения по строго убывающей функции в прямой зависимости от дозы и пострадиационной отдаленности. Установлено, что у-облучение индуцирует гиперплазию фолликулярного эпителия с формированием гетерогенных узелковых образований, предопределяя усиление эффекта с отдаленностью периода наблюдения.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Сопоставляя литературные данные и результаты собственного исследования, можно констатировать, что низкоинтенсивное у-облучение проявляет модифицирующее действие на структурно-функциональное состояние ЩЖ, где фактор времени и дозовая нагрузка оказывают непосредственное влияние на направленность биологического ответа тиреоидной паренхимы, включая гиперплазию фолликулярного эпителия [6; 8; 10-11]. Однако хроническое и острое воздействие имеют разнонаправленный характер формирования тиреоидного статуса: снижение секреторной активности ЩЖ в условиях долгосрочного воздействия у-облучения с деструктивными изменениями в железе и противоположная динамика тиреоидной функции при острой экспозиции с отдаленными реакциями компенсаторного характера [1; 3; 6].
Таким образом, в проведенном исследовании сформулированы закономерности формирования радиоинду-цированных эффектов ЩЖ, что позволяет составить прогностическую карту отдаленных последствий.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Замулаева И.А., Лозебной Н.И., Орлова Н.В., Смирнова С.Г. Проспективное исследование онкологической заболеваемости ликви-
даторов аварии на ЧАЭС с разной частотой TCR-мутантных клеток // 7 Съезд по радиационным исследованиям (радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность): тезисы докладов. М.: РУДН, 2014. С. 73.
2. Кириллова Е.Н., Захарова М.Л., Лукьянова Т.В. Молекулярные аспекты длительного действия профессионального облучения в малых дозах // 7 Съезд по радиационным исследованиям (радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность): тезисы докладов. М.: РУДН, 2014. С. 37.
3. Сафонова В.Ю. Влияние экологических факторов среды на показатели функциональной активности щитовидной железы у животных // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2016. № 2 (58). С. 180-182.
4. Воронцова З.А., Черкасова Ю.Б., Золотарева С.Н. Морфолого-статистическая характеристика взаимодействия периферических эндокринных желез в экспериментальной модели отдаленных последствий у-облучения // Вестник новых медицинских технологий. Электронное издание. 2014. № 1. С. 36.
5. Ермакова О.В. Сравнительный морфологический анализ периферических эндокринных желез мелких млекопитающих из районов с повышенным уровнем радиоактивного загрязнения и подвергнутых хроническому облучению в лабораторных экспериментах // Радиационная биология. Радиоэкология. 2010. Т. 50. № 4. С. 391397.
6. Черкасова Ю.Б. Модельное представление морфофункционально-го состояния системы периферических эндокринных желез в условиях отдаленности последствий у-облучения: дис. ... канд. мед. наук. Тула: ТулГу, 2009.
7. Балева Л.С., Данилычева Л.И., Карахан Н.М. Оценка динамики состояния щитовидной железы у детей, подвергшихся действию радионуклидов в результате аварии на ЧАЭС // 7 Съезд по радиационным исследованиям (радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность): тезисы докладов. М.: РУДН, 2014. С. 19.
8. Васильев Р.О., Трошин Е.И. Структурные и функциональные изменения в щитовидной железе крыс, подвергнутых общему гамма-облучению на фоне препаратов йода // Ветеринарный врач. 2015. № 1. С. 37-43.
9. Кроненберг Г.М., Мелмед Шломо, Полонски К.С., Лансен П.Р. Заболевания щитовидной железы / пер. с англ. под ред. И.И. Дедова, Г.А. Мельниченко. М.: ООО «Рид Элсивер», 2010. 392 с.
10. Павлов А.В., Ермакова О.В., Кораблева Т.В., Раскоша О.В. Мор-фометрический анализ фолликулярной структуры щитовидной железы при хроническом облучении в малых дозах // Морфология. 2013. Т. 147. № 2. С. 043-046.
11. Раскоша О.В., Ермакова О.В. Оценка состояния фолликулярного эпителия щитовидной железы мелких млекопитающих при хроническом облучении в малых дозах // 7 Съезд по радиационным исследованиям (радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность): тезисы докладов. М.: РУДН, 2014. С. 51.
Поступила в редакцию 20 марта 2017 г.
Черкасова Юлия Баходуровна, Тамбовский государственный университет им. Г.Р. Державина, г. Тамбов, Российская Федерация, кандидат медицинских наук, доцент кафедры патологии, e-mail: [email protected]
Золотарева Светлана Николаевна, Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н. Бурденко, г. Воронеж, Российская Федерация, кандидат биологических наук, доцент кафедры гистологии, e-mail: zol2009sn@yandex. ru
UDC 616.441:616-001.28/.29
DOI: 10.20310/1810-0198-2017-22-2-253-256
ANALYSIS OF THE THYROID GLAND REACTION AT THE LOW-INTENSITY EXPERIMENTAL y-IRRADIATION
© U.B. Cherkasova1), S.N. Zolotareva2)
1)1 Tambov State University named after G.R. Derzhavin 33 Internatsionalnaya St., Tambov, Russian Federation, 392000 E-mail:[email protected] 2) Voronezh State Medical University named after N.N. Burdenko of Ministry of Health of Russia 10 Studencheskaya St., Voronezh, Russian Federation, 394036 E-mail: [email protected]
In modern conditions the increasing use of nuclear energy, the majority of the population throughout their life faces with low level effects of ionizing radiation in medical and environmental aspects. Till now, despite numerous studies, many questions about the patterns of morphofunctional and cytogenetic changes of the endocrine system in response to y-irradiation still remain. The research is carried out to study the reaction of the thyroid gland in an experimental model of long-term effects after experimental total single and fractionated low-intensity exposure of laboratory rats in the dynamics of morphological criteria for modifying action of the functional state of the gland. Quantitative and qualitative analysis is carried out using a complex of histo-logical, histochemical, morphometric and morphostatistic techniques. It is established that modifying action of low-intensity y-irradiation on structural and functional state of the thyroid gland is present. The factor of time, dose, frequency of exposure provides various impact on direction of the biological response of thyroid parenchyma, including hyperplasia of the follicular epithelium with generation of heterogeneous nodular formations. This research has allowed to formulate the patterns of formation radioinducing effects of thyroid gland in chronodynamic observation. The experimental results help to insert the information into the empirical base of fundamentals of the y-radiation biological action at the cellular, tissue and organ levels. Key words: thyroid gland; low-intensity y-irradiation; single and fractioned y-radiations; long-term effects
REFERENCES
1. Zamulaeva I.A., Lozebnoy N.I., Orlova N.V., Smirnova S.G. Prospektivnoe issledovanie onkologicheskoy zabolevaemosti likvidatorov avarii na ChAES s raznoy chastotoy TCR-mutantnykh kletok [Prospective research of oncology disease of liquidators of emergency at Chernobyl Nuclear Power Plant with different frequency TCR-mutant cells]. Tezisy dokladov «7S"ezdpo radiatsionnym issledovaniyam (radiobiologiya, radioekologiya, radiatsionnaya bezopasnost')» [Theses of Reports of "7th Conference on Radiation Researches (Radio-biology, Radioecology, Radiation Security)"]. Moscow, The Peoples' Friendship University of Russia Publ., 2014, p. 73. (In Russian).
2. Kirillova E.N., Zakharova M.L., Lukyanova T.V. Molekulyarnye aspekty dlitel'nogo deystviya professional'nogo oblucheniya v malykh dozakh [Molecular Aspects of Long-Lasting Effect of Professional Radiation in Small Doses]. Tezisy dokladov «7 S"ezd po radiatsionnym issledovaniyam (radiobiologiya, radioekologiya, radiatsionnaya bezopasnost')» [Theses of Reports of "7th Conference on Radiation Researches (Radiobiology, Radioecology, Radiation Security)"]. Moscow, The Peoples' Friendship University of Russia Publ., 2014, p. 37. (In Russian).
3. Safonova V.Yu. Vliyanie ekologicheskikh faktorov sredy na pokazateli funktsional'noy aktivnosti shchitovidnoy zhelezy u zhivotnykh [Impact of environmental ecological factors on the indices of functional activity of thyroid gland in animals]. Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta — The Orenburg State Agrarian University, 2016, no. 2 (58), pp. 180-182. (In Russian).
4. Vorontsova Z.A., Cherkasova Yu.B., Zolotareva S.N. Morfologo-statisticheskaya kharakteristika vzaimodeystviya perifericheskikh endokrinnykh zhelez v eksperimental'noy modeli otdalennykh posledstviy y-oblucheniya [Morfological and statistical characteristics of interaction of peripheral endocrine glands in experimental model of remote consequences y-irradiation]. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. Elektronnoe izdanie — Journal of New Medical Technologies, 2014, no. 1, p. 36. (In Russian).
5. Ermakova O.V. Sravnitel'nyy morfologicheskiy analiz perifericheskikh endokrinnykh zhelez melkikh mlekopitayushchikh iz rayonov s povyshennym urovnem radioaktivnogo zagryazneniya i podvergnutykh khronicheskomu oblucheniyu v laboratornykh eksperimentakh [Comparative Morphological Analysis of Periphery Endocrine Glands of Small Mammals from the Regions with the High Level of Radioactive Pollution and Subject to Chronic Radiation in Laboratory Experiments]. Radiatsionnaya biologiya. Radioekologiya - Radiation Biology. Radioecology, 2010, vol. 50, no. 4, pp. 391-397. (In Russian).
6. Cherkasova Yu.B. Model'noe predstavlenie morfofunktsional'nogo sostoyaniya sistemy perifericheskikh endokrinnykh zhelez v usloviyakh otdalennostiposledstviy y-oblucheniya. Diss. ... kand. med nauk [Model Representation of Morpho-functional State of System of Periphery Endocrine Glands in the Conditions of Remoteness of Consequences of y-Irradiation. Cand. med. sci. diss.]. Tula, Tula State University, 2009. (In Russian).
7. Baleva L.S., Danilycheva L.I., Karakhan N.M. Otsenka dinamiki sostoyaniya shchitovidnoy zhelezy u detey, podvergshikhsya deystviyu radionuklidov v rezul'tate avarii na ChAES [Estimation of Dynamics of Thyroid Glands at Children, Suffering from Radionuclide Ac-
tions at the Results of Emergency at Chernobyl Nuclear Power Plant]. Tezisy dokladov «7 S"ezdpo radiatsionnym issledovaniyam (radiobiologiya, radioekologiya, radiatsionnaya bezopasnost')» [Theses of Reports of "7th Conference on Radiation Researches (Radio-biology, Radioecology, Radiation Security)"]. Moscow, The Peoples' Friendship University of Russia Publ., 2014, p. 19. (In Russian).
8. Vasil'ev R.O., Troshin E.I. Strukturnye i funktsional'nye izmeneniya v shchitovidnoy zheleze krys, podvergnutykh obshchemu gamma-oblucheniyu na fone preparatov yoda [Structural and functional changes in rat thyroid exposed to both common gamma radiation and iodine]. Veterinarnyy vrach -Veterinarian, 2015, no. 1, pp. 37-43. (In Russian).
9. Kronenberg G.M., Melmed Shlomo, Polonski K.S., Lansen P.R. Zabolevaniya shchitovidnoy zhelezy [Thyroid Gland Diseases]. Moscow, LLC "Rid Elsiver", 2010, 392 p. (In Russian).
10. Pavlov A.V., Ermakova O.V., Korableva T.V., Raskosha O.V. Morfometricheskiy analiz follikulyarnoy struktury shchitovidnoy zhelezy pri khronicheskom obluchenii v malykh dozakh [Morphometric analysis of folli cular structure of the thyroid gland after chronic low-dose y-irradiation]. Morfologiya - Morphology, 2013, vol. 147, no. 2, pp. 043-046. (In Russian).
11. Raskosha O.V., Ermakova O.V. Otsenka sostoyaniya follikulyarnogo epiteliya shchitovidnoy zhelezy melkikh mlekopitayushchikh pri khronicheskom obluchenii v malykh dozakh [Estimation of State of Follicular Epithelium of Thyroid Glands of Mammals at Chronic Radiation in Small Doses]. Tezisy dokladov «7S"ezdpo radiatsionnym issledovaniyam (radiobiologiya, radioekologiya, radiatsionnaya bezopasnost')» [Theses of Reports of "7th Conference on Radiation Researches (Radiobiology, Radioecology, Radiation Security)"]. Moscow, The Peoples' Friendship University of Russia Publ., 2014, p. 51. (In Russian).
Received 20 March 2017
Cherkasova Yuliya Bahodurovna, Tambov State University named after G.R. Derzhavin, Tambov, Russian Federation, Candidate of Medicine, Associate Professor of Pathology Department, e-mail: [email protected]
Zolotareva Svetlana Nikolaevna, Voronezh State Medical University named after N.N. Burdenko, Voronezh, Russian Federation, Candidate of Biology, Associate Professor of Histology Department, e-mail: [email protected]
Информация для цитирования:
Черкасова Ю.Б., Золотарева С.Н. Анализ реакции щитовидной железы на экспериментальное низкоинтенсивное у-облучение // Вестник Тамбовского университета. Серия Естественные и технические науки. Тамбов, 2017. Т. 22. Вып. 2. С. 253-256. DOI: 10.20310/1810-0198-2017-22-2-253-256
Cherkasova U.B., Zolotareva S.N. Analiz reaktsii shchitovidnoy zhelezy na eksperimental'noe nizkointensivnoe y-obluchenie [Analysis of the thyroid gland reaction at the low-intensity experimental у-irradiation]. Vestnik Tambovskogo universiteta. Seriya Estestvennye i tekhnicheskie nauki — Tambov University Reports. Series: Natural and Technical Sciences, 2017, vol. 22, no. 2, pp. 253-256. DOI: 10.20310/1810-0198-2017-22-2-253-256 (In Russian).
