CC BY
67
нова. - 2013. - Т. 99, №4. - С. 417-432. [Zakharov Yu. M., Makarova E.B. Regulation of osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells of bone marrow. Rossiyskiy fiziologicheskiy zhurnal im. I.M. Sechenova. 2013; 99 (4): 417-432. (In Russ.)]
3. Камилов Ф.Х., Ганеев Т.И., Фаршатова Е.Р. и др. Ремоделирование костной ткани при действии хлорированных низкомолекулярных алифатических углеводородов // Мед. вестн. Башкортостана. — 2011. — Т. 6, №2. — С. 305-309. [Kamilov F.Kh., Ganeyev T.I., Farshatova Ye.R. et al. Remodelling of bone tissues by the action of chlorinated aliphatic hydrocarbons. Meditsinskiy vestnik Bashkortostana. 2011; 6 (2): 305-309. (In Russ.)]
4. Карпищенко А.И., Глушков С.И., Смирнов В.В. Глутатион-зависимая антиоксидантная система в некоторых тканях крыс в условиях острого отравления дихлорэтаном // Токсикол. вестн. — 1997. — №3. — С. 17-23. [Karpishchenko A.I., Glushkov S.I., Smirnov V.V. Glutathione-dependent antioxidant system in some tissues in rats at acute dichloroethane poisoning. Toksikologicheskiy vestnik. 1997; 3: 17-23. (In Russ.)]
5. Кушлинский Н.Е., Тимофеев Ю.А., Герштейн Е.С. Система RANK/RANKL/OPG при метастазах и первичных новообразованиях костей // Молекулярн. мед. — 2013. — №6. — С. 3-10. [Kushlinskii N.E., Timofeev Yu.A., Gershtein E.S. RANK/RANKL/OPG system in bone
УДК 57.087.1: 612.087: 612.432: 612.441: 612.084: 616.441-008.64
metastases and primary bone tumors. Molekulyarnaya meditsina. 2013; 6: 3-10. (In Russ.)]
6. Омельяненко Н.П., Слуцкий Л.И. Соединительная ткань (патогистология и биохимия). В 2 т. / Под ред. С.П. Миронова. — М.: Известия, 2010. — T. 2. — 600 с. [Omel'yanenko N.P., Slutskiy L.I. at al. Soedinitel'naya tkan (patogistologiya i biokhimiya). (Connective tissue — pathohistology and biochemistry.) Ed. by S.P. Mironov. Moscow: Izvestiya. 2010; 2: 600 p.]
7. Chen G, Deng С, Li Y.P. FGF-p and BMP signaling in osteoblast differentiation and bone formation // Jnt. J. Biol. Sci. — 2012. — Vol. 8, N 2. — P. 272-288.
8. Isenmann S, Arthur A., Sannetino A.C. et al. TWIST family of basic belix-loop-helix transcription factors mediate human mesenchimal stem cell growth and commitment // Stem. Cells. — 2009. — Vol. 26. — P. 2457-2468.
9. Kabayashi Y. Roles of Wnt signaling in bone metabolism // Clin. calcium. — 2012. — Vol. 22, N 11. — P. 1701-1706.
10. Sigalovski S, Shonert M. RANKL-RANK-OPG system and bone remodeling: a new approach on the treatment of osteoporosis // Clin. Exper. Pathol. — 2011. — Vol. 10, N 2. — P. 146-153.
11. Van Bezooijen R.L., ten Dijka P., Papapoulos S.E., Lowil C.W. SOST/Sclerostin, in osteocyte — derived negative regulator of bone formation // Cytokine Growth factor Rev. — 2005. — Vol. 16. — P. 319-327.
исследование соотношений гипофизарно-тиреоидных гормонов на основе регрессионного анализа
Феликс Хусаинович Камилов', Валерий Николаевич Козлов2*, Валерий Нурмухаметович Байматов3, Александр Николаевич Мамцев2, Денис Юрьевич Смирнов2
'Башкирский государственный медицинский университет, г. Уфа, Россия;
2Филиал Московского государственного университета технологий и управления им. К.Г. Разумовского,
г. Мелеуз, Россия;
3Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина,
г. Москва, Россия
Реферат DOI: 10.т50/ЮШ2015-831
цель. Разработка математической модели, позволяющей рассчитывать уровни гормонов гипофизарно-тирео-идной системы методом наименьших квадратов у крыс при экспериментальном гипотиреозе.
Методы. Для исследования взаимосвязи уровней гормонов использовали регрессионный анализ. Поиск коэффициентов осуществляли методом наименьших квадратов. Исследования проводили на крысах, которые были разделены на шесть групп по 12 крыс в каждой: первая группа — контрольная, у животных второй, третьей, четвёртой, пятой и шестой групп вызывали гипотиреоз ежедневным внутрижелудочным введением тиамазола соответственно в дозах 2,5; 20,0; 10,0; 5,0 и 1,0 мг на 100 г массы тела крысы в течение 3 нед.
Результаты. Проведён регрессионный анализ, выбран вид регрессии и вычислены параметры, на основе полученных результатов проведён статистический анализ взаимосвязи гормонов. Путём сопоставления результатов расчёта лабораторного анализа установлена достаточно высокая надёжность разработанной модели. Отклонение среднего арифметического значения уровня тиреотропного гормона, полученное на основе экспериментальных и расчётных данных, составляет 2,7%. При уменьшении дозы тиреостатика повышалась и точность расчётов уровня тиреотропного гормона. При этом относительная погрешность при расчётах свободного тироксина в этих же группах крыс не превышала 2,15%, составляя 1,64; 1,34; 0,36 и 2,15% соответственно при ежедневном введении 20,0; 10,0; 5,0 и 1,0 мг антитиреоидного препарата на 100 г массы тела. Можно утверждать о надёжности построенной модели для воспроизведения показателей уровня содержания гормонов гипофизарно-тиреоидной системы.
Вывод. При отсутствии современных высокочувствительных иммунохемилюминесцентных методов диагностики полученные результаты можно использовать для расчёта уровня тиреотропного гормона как одного из ведущих маркёров функционального состояния щитовидной железы.
ключевые слова: крысы, экспериментальный гипотиреоз, гипофизарно-тиреоидные гормоны, регрессионный анализ.
Адрес для переписки: [email protected]
THE STUDY OF PITUITARY-THYROID HORMONES RATIO BASED ON REGRESSION ANALYSIS
F.Kh. Kamilov', V.N. Kozlov2, V.N. Baymatov3, A.N. Mamtsev2, D.Yu. Smirnov2
'Bashkir State Medical University, Ufa, Russia;
2The branch of Moscow State University of Technologies and Management named after K.G. Razumovskiy, Meleuz, Russia;
3Moscow State Academy of Veterinary Medicine and Biotechnologies named after K.I. Skryabin, Moscow, Russia
Aim. To work up a mathematical model for calculation of the levels of pituitary-thyroid hormones system by least squares method in rats with experimental hypothyroidism.
Methods. To study the relationship of hormones levels regression analysis was used. The search of coefficients was performed using the least squares method. Investigations were carried out on rats, which were divided into six groups of 12 rats each: the first group was control, in the animals of second, third, fourth, fifth and sixth groups hypothyroidism was induced by daily intragastric administration of tiamazol in following doses: 2.5; 20.0; 10.0; 5.0 and 1.0 mg per 100 g of rat body weight for 3 weeks.
Results. Regression analysis was carried out, the type of regression as well as parameters were chosen; statistical analysis of the relationship of hormones was conducted based on the obtained results. By comparing the calculation results of the laboratory analysis sufficiently high reliability of the developed model was set up. The deviation of the arithmetic mean value of the level of thyroid stimulating hormone, produced on the basis of experimental and calculated data, is 2.7%. The accuracy of thyroid stimulating hormone levels calculations increased with the decrease of thyrostatic medication dose. The relative error while calculating the free thyroxine levels in the same groups of rats did not exceed 2.15%, accounting for 1.64; 1.34; 0.36 and 2.15%, respectively, when administered daily 20.0; 10.0; 5.0 and 1.0 mg of antithyroid drug per 100 g body weight. One can argue about the reliability of the constructed model to reproduce the performance levels of the hormones of the pituitary-thyroid system.
Conclusion. In the absence of modern high sensitive immunochemiluminescent diagnostic methods the results can be used for thyroid-stimulating hormone levels calculation as one of the major markers of the thyroid gland functional state.
Keywords: rats, experimental hypothyroidism, pituitary-thyroid hormones, regression analysis.
Особую актуальность исследования в области клинической и экспериментальной эндокринологии приобрели в связи с ростом числа заболеваний щитовидной железы за последние 20 лет. Не последнюю роль играет экспериментальное моделирование функциональной активности щитовидной железы у лабораторных животных [8]. При создании новой модели первое, с чем сталкивается экспериментатор, — вычисление рациональной разовой и курсовой доз препарата, а также способы и режимы его введения [5, 8].
Анализ литературных данных показывает, что используемая авторами суточная доза тиамазола варьирует в достаточно широких пределах — от 0,3 до 20 мг/100 г массы тела крысы. В проведённых ранее исследованиях было показано, что оптимальная суточная доза тиамазола для крыс составляет 2,5 мг/100 г массы тела, вводимая внутриже-лудочно в течение 3 нед [2].
Целью настоящего исследования стала разработка математической модели, позволяющей рассчитывать уровни гормонов гипофизарно-тиреоидной системы методом наименьших квадратов у крыс при экспериментальном гипотиреозе.
Исследования проводили на крысах-самцах с массой тела 180-220 г. Животные были разделены на шесть групп, по 12 животных в каждой: первая — контрольная, у животных второй, третьей, четвёртой, пятой и шестой групп вызывали гипотиреоз ежедневным внутрижелудочным введением тиамазола соответственно в дозах 2,5; 20,0; 10,0; 5,0 и 1,0 мг на 100 г массы тела крысы в течение 3 нед. Забой животных осуществляли на 22-е сутки 832
эксперимента под эфирным наркозом путём декапитации.
С целью определения функционального состояния щитовидной железы и коркового вещества надпочечников в сыворотке крови подопытных крыс определяли уровень гормонов щитовидной железы — свободного тироксина (сТ4), общего 3,5,3'-трийодтиронина (оТ3) и тиреотропного гормона (ТТГ) — методом им-муноферментного анализа с использованием стандартных тест-систем: «ТироидИФА-сво-бодный Т4», «ТироидИФА-трийодтиронин-01», «ТироидИФА-ТТГ-1», «СтероидИФА-корти-зол» (ЗАО «Алкор Био», Россия) с помощью иммуноферментного автоматического анализатора «УНИПЛАН» (Россия).
Уровни ТТГ, оТ3 и сТ4 зависят от многих факторов. В настоящее время сТ4 является одним из определяющих маркёров в оценке функционального состояния щитовидной железы. Независимость уровня сТ4 от содержания белков, связывающих тиреоидные гормоны, позволяет использовать его в качестве надёжного диагностического параметра при всех состояниях, сопровождающихся изменением концентрации тироксинсвязы-вающего глобулина. При изменении уровня тироксинсвязывающего глобулина расчётные показатели сТ4 более надёжны, чем содержание общего тироксина (оТ4). При этом большинство лекарственных препаратов, искажающих результаты определения оТ4 и оТ3, не влияет на содержание сТ4 и свободного трийодтиронина (сТ3). В этом принципиальное преимущество определения свободных фракций гормонов.
Практически весь содержащийся в крови
Таблица 1
Значения коэффициентов регрессионного полинома для крыс контрольной группы
к2 к3 к4 к5 кб Относительная погрешность, %
(1) -9,685 18,798 6,64 -0,462 -7,339 1,252 6,04
(2) -9,992 -2,705 -2,398 6,64 2,608 -1,046 4,53
(3) 7,39 -15,428 -22,144 -0,456 18,712 -2,414 12,92
(4) -38,133 -55,970 -86,050 36,541 63,602 -13,155 1,42
Таблица 2
Значения коэффициентов регрессионного полинома для группы крыс в состоянии гипотиреоза (тиамазол в дозе 2,5 мг/100 г массы тела)
к1 к2 к3 к4 к5 кб Относительная погрешность, %
(1) -2,014 -0,940 -3,890 1,279 3,2 -0,327 9,88
(2) -9,414 -6,626 2,054 8,147 1,329 -1,313 3,01
(3) -61,351 67,886 52,387 23,217 -48,396 2,342 0,84
(4) -88,673 79,312 63,784 37,337 -59,344 1,796 11,65
Т4 имеет тиреоидное происхождение. В то же время большая часть содержащегося в крови Т3 образуется в результате дейодирования Т4 в периферических тканях, где функционирует дейодиназный комплекс, сопряжённый с системой генерации восстановленного никотинамидадениндинуклеотидфосфата (НАДФН).
При гипертиреозе и дефиците йода щитовидная железа секретирует Т3 в большом количестве, что обусловлено относительным преобладанием монойодтирозина над ди-йодтирозином. В большинстве клинических случаев уровень оТ3 коррелирует с содержанием оТ .
4
ТТГ также служит стратегическим маркёром при оценке функционального состояния щитовидной железы [6]. В основе регуляции секреции ТТГ лежит механизм обратной связи: высокие концентрации сТ4 и сТ3 ингиби-руют, а низкие — стимулируют выброс ТТГ. Введение оТ3 быстро снижает концентрацию ТТГ. Аналогичное действие оказывает и оТ4, но для этого его необходимо в 10 раз больше, а торможение длится в 10 раз дольше.
Концентрация сывороточного ТТГ также зависит от функциональной активности коры надпочечников. Повышение количества глю-кокортикоидов тормозит секрецию ТТГ и снижает чувствительность тиреотрофных клеток гипофиза к тиреотропин-рилизинг гормону. Для прогнозирования уровня ТТГ в крови животных необходима количественная информация, отражающая связи в гипотала-мо-гипофизарно-тиреоидной системе.
В этой связи нами проведены исследования зависимости содержания ТТГ от содержа© 53. «Казанский мед. ж.», №5
ния оТ3 и сТ4. Имеющихся экспериментальных данных достаточно для выбора метода обработки. Подтверждением корректного использования регрессионного анализа служит тот факт, что распределение экспериментальных данных далеко от нормального. По этой причине для последующего исследования взаимосвязи гормонов использована регрессионная зависимость в виде полинома второй степени [1].
Обозначим уровень содержания гормонов оТ3, сТ4, ТТГ и кортизола в крови х,, х2, х3 и х4 соответственно. Исследуем зависимости между гормонами. Пусть:
Х^Л^Хз+^+^Х+^Х+^б (1) Х2=к2Л2+к2/Л+к2//+к2Л+к2Л+к26 (2) Х=к1Х1+к^Х2+к^2+кХ+кзХ2+к6 (3)
^х'+^хх+Кх'+Кх+К^+К (4)
где (1) — зависимость уровня оТ3 от сТ4 и ТТГ;
(2) — зависимость уровня сТ4 от оТ3 и ТТГ;
(3) — зависимость уровня ТТГ от оТ3 и сТ4;
(4) — зависимость содержания кортизола от оТ3 и сТ4. Неизвестные коэффициенты к., найдены методом наименьших квадратов.
Для приведения данных к одному порядку воспользуемся нормировкой (5):
1 |х 1 |=/1х?
(5)
Для значений уровня каждого гормона найдём норму и, разделив все значения на неё, получим нормированные данные. Полученные результаты представлены в табл. 1 и 2.
Сравнение расчётных и эксперименталь-
833
Таблица 3
Опытные и расчётные данные содержания общего 3,5,3'-трийодтиронина (оТ3), свободного тироксина (сТ4), тиреотропного гормона (ТТГ) и кортизола у клинически здоровых крыс (М±т, п=12)
оТ3, нмоль/л сТ4, пмоль/л ТТГ, мкМЕ/мл Кортизол, нмоль/л
Опыт Расчёт Опыт Расчёт Опыт Расчёт Опыт Расчёт
2,35±0,13 2,58±0,19 10,35±0,67 10,89±0,64 0,022±0,002 0,021±0,002 19,08±2,96 20,14±2,72
Таблица 4
Опыт ные и расчётные данные содержания общего 3,5,3'-трийодтиронина (оТ3), свободного тироксина (сТ4), тиреотропного гормона (ТТГ) и кортизола у крыс при гипотиреозе, индуцированном тиамазолом в дозе 2,5 мг/100 г массы
тела (М±т, п=12)
оТ3, нмоль/л сТ4, пмоль/л ТТГ, мкМЕ/мл Кортизол, нмоль/л
Опыт Расчёт Опыт Расчёт Опыт Расчёт Опыт Расчёт
2,52±0,19 2,85±0,22 4,78±0,52 4,35±0,48 0,030±0,004 0,031±0,006 13,25±2,12 13,61±2,25
Таблица 5
Значения коэффициентов регрессионного полинома для крыс при гипотиреозе (тиамазол в дозе 5,0 мг/100 г массы тела)
к2 к3 к4 к5 кб Относительная погрешность, %
(1) 8,504 16,548 -29,984 -9,863 9,336 0,753 36,5
(2) 3,357 0,782 3,044 -2,302 -1,879 0,844 0,36
(3) -16,602 -45,935 -4,687 22,064 15,624 -4,953 1,52
Таблица 6
Уровни общего 3,5,3'-трийодтиронина (оТ3), свободного тироксина (сТ4), тиреотропного гормона (ТТГ), определённые с помощью иммуноферментного исследования и регрессионного анализа при гипотиреозе у крыс, индуцированном тиамазолом в дозе 5 мг/100 г массы тела (М±т, п=12)
оТ3, нмоль/л сТ4, пмоль/л ТТГ, мкМЕ/мл
Опыт Расчёт Опыт Расчёт Опыт Расчёт
1,70±0,23 1,26±0,13 3,40±0,12 3,19±0,11 0,164±0,010 0,169±0,010
Таблица 7
Значения коэффициентов регрессионного полинома для крыс при гипотиреозе (тиамазол в дозе 1,0 мг/100 г массы тела)
к2 к3 к4 к5 кб Относительная погрешность, %
(1) -0,064 -6,841 1,516 2,198 0,662 -0,115 7,19
(2) 183,098 -190,478 -25,093 -62,719 68,987 1,090 2,15
(3) 33,441 -29,706 -4,013 -12,105 12,444 0,295 3,17
Таблица 8
Уровни общего 3,5,3'-трийодтиронина (оТ3), свободного тироксина (сТ4), тиреотропного гормона (ТТГ), определённые с применением иммуноферментного исследования и регрессионного анализа при гипотиреозе у крыс, индуцированном тиамазолом в дозе 1 мг/100 г массы тела (М±т, п=12)
оТ3, нмоль/л сТ4, пмоль/л ТТГ, мкМЕ/мл
Опыт Расчёт Опыт Расчёт Опыт Расчёт
2,32±0,07 2,19±0,08 8,19±0,80 7,53±1,92 0,216±0,010 0,246±0,020
ных данных для контрольной группы крыс приведено в табл. 3.
Сравнение расчётных и экспериментальных данных для крыс в состоянии экспери-
ментального гипотиреоза приведено в табл. 4.
Результаты математического анализа, представленные в табл. 1 и 2, показывают, что метод регрессионного анализа позволил с вы-
Таблица 9
Значения коэффициентов регрессионного полинома для крыс при гипотиреозе (тиамазол в дозе 20,0 мг/100 г массы тела)
к1 к2 к3 к4 к5 кб Относительная погрешность, %
(1) 8,504 16,548 -29,984 -9,863 9,336 0,753 24,76
(2) 3,357 0,782 3,044 -2,302 -1,879 0,844 1,64
(3) -16,602 -45,935 -4,687 22,064 15,624 -4,953 6,86
Таблица 10
Уровни общего 3,5,3'-трийодтиронина (оТ3), свободного тироксина (сТ4) и тиреотропного гормона (111), определённые с помощью иммуноферментного исследования и регрессионного анализа при гипотиреозе у крыс, индуцированном тиамазолом в дозе 20 мг/100 г массы тела (М±т, п=12)
оТ3, нмоль/л сТ4, пмоль/л ТТГ, мкМЕ/мл
Опыт Расчёт Опыт Расчёт Опыт Расчёт
1,44±0,10 1,27±0,17 6,02±0,23 5,81±0,18 0,196±0,020 0,192±0,020
сокои точностью рассчитать концентрацию сТ4 как у клинически здоровых крыс, так и у животных в состоянии гипотиреоза при значениях относительной погрешности в пределах от 3,01 до 4,53%. Коэффициенты (к1-к6), отражающие функциональные взаимосвязи между уровнями гормонов гипоталамо-гипо-физарно-тиреоидной системы, позволяют устанавливать расчётным путём уровни ТТГ (относительная погрешность не превышает 0,84%) при известных оТ3 и сТ4 у крыс, введённых в состояние гипотиреоза оптимально допустимой дозой тиамазола (2,5 мг/100 г массы тела).
У крыс в состоянии гипотиреоза повышается точность определения сТ4 до 3,01%, что в свою очередь уменьшает значение относительной погрешности для ТТГ до 0,84% (см. табл. 2). Уменьшение погрешностей определения сТ4 и ТТГ у гипотиреоидных крыс соответственно до 3,01 и 0,84% обусловлено тем, что тиреостатик сужает диапазон колебаний концентраций этих гормонов. Дистрофические процессы в печени, а также снижение активности ферментативных систем в условиях дефицита тиреоидных гормонов при экспериментальном гипотиреозе оказывают ингибирующее влияние на процессы периферического дейодирования Т4, соответственно, увеличивается разброс значений оТ3 и повышается погрешность в расчёте до 9,88% у гипотиреоидных крыс (см. табл. 1 и 2), тогда как у клинически здоровых крыс этот показатель составлял 6,04% [3].
Как показали результаты гистологических исследований, при увеличении дозы тиамазо-ла возрастала выраженность дистрофических процессов в тканях печени и почек, где преимущественно протекают процессы периферического дейодирования Т4 с образованием Т3
[4]. Развитие гистологической картины функционального истощения в этих органах ведёт к увеличению диапазона колебаний уровней оТ3 что увеличивало относительную погрешность расчётов уровня оТ3 с 7,19 до 36,5% при введении соответственно 1,0 и 5,0 мг тиамазола на 100 г массы тела (табл. 5-8).
Дейодирование наружного кольца (образование Т3) может быть заторможено в разнообразных ситуациях, даже при нормальном функционировании системы «гипоталамус -гипофиз — щитовидная железа». К таким ситуациям относят тяжёлые заболевания, голодание, введение глюкокортикоидов, йо-досодержащих препаратов, лечение пропил-тиоурацилом, а также тяжёлые поражения печени и почек. На основании этих данных ингибирование или активацию дейодирова-ния наружного кольца Т4 рассматривают как адаптативную реакцию [7].
При блокаде дейодирования Т4 с образованием Т большее количество Т становится
3 4
доступным для системы дейодирования его внутреннего кольца и, соответственно, образуется большее количество ревертированного Т3.
Как уже было указано, дейодирование наружного кольца требует участия НАДФН, именно доступность этого кофактора определяет скорость реакций периферического дейодирования Т4. При тяжёлых формах гипотиреоза, индуцированного тиамазолом в дозах 20,0 мг и 10,0 мг/100 г массы тела, видимо, резко угнетается активность ферментов пентозофосфатного цикла окисления глюкозы, в ходе которого образуется НАДФН.
Как показали результаты наших экспериментов у крыс с тяжёлой формой гипотиреоза — доза тиамазола составляла 20,0 мг/100 г массы тела (табл. 9 и 10) —
Таблица ''
Значения коэффициентов регрессионного полинома для крыс при гипотиреозе (тиамазол в дозе 10,0 мг/100 г массы тела)
k1 k2 k3 k4 k5 k6 Относительная погрешность, %
(1) -7,107 50,792 14,284 -9,600 -18,576 3,630 26,12
(2) -15,384 23,122 15,045 5,392 -16,326 1,425 1,34
(3) -7,113 -14,369 -10,643 7,898 10,939 -2,404 2,53
Таблица 12
Уровни общего 3,5,3'-трийодтиронина (оТ3), свободного тироксина (сТ4) и тиреотропного гормона (ТТГ) , определённые с помощью иммуноферментного исследования и регрессионного анализа при гипотиреозе у крыс, индуцированном тиамазолом в дозе 10 мг/100 г массы тела(М±т, n=12)
оТ3, нмоль/л сТ., пмоль/л ТТГ, мкМЕ/мл
Опыт Расчёт Опыт Расчёт Опыт Расчёт
1,64±0,12 2,28±0,54 2,70±0,24 3,14±0,53 0,118±0,010 0,102±0,010
снижался уровень оТ3 по отношению к контрольной группе: концентрация общего 3,5,3'-Ь-трийодтиронина в сыворотке крови крыс при гипотиреозе составляла 1,44±0,10 нмоль/л против 1,88±0,13 нмоль/л у животных контрольной группы (р <0,05). При более лёгких формах гипотиреоза, индуцированного относительно низкими дозами тиамазола (1,0 мг/100 г массы тела), у крыс наблюдались адаптивные реакции функционирования в условиях дефицита йода и воздействия ксенобиотического субстрата: на фоне дефицита сТ4 повышалась концентрация оТ3 до 2,32±0,07 нмоль/л против 1,88±0,13 нмоль/л в контроле (р <0,01).
При этом относительная погрешность при расчётах сТ4 в этих же группах крыс не превышала 2,15%, составляя 1,64; 1,34; 0,36 и 2,15% соответственно при введении 20,0; 10,0; 5,0 и 1,0 мг антитиреоидного препарата на 100 г массы тела животного (табл. 11 и 12, см. табл. 5, 7 и 9).
С уменьшением дозы тиреостатика повышалась и точность расчётов по определению уровня ТТГ: при использовании высоких доз тиреостатика (20 мг/100 г массы тела) относительная погрешность составляла 6,86% (см. табл. 9), а при суточных дозах 10,0; 5,0 и 1,0 мг тиамазола на 100 г массы тела этот показатель соответственно составил 2,53% (см. табл. 11), 1,52% (см. табл. 5) и 3,17% (см. табл. 7). Важно, что параметры (к), вычисленные методом наименьших квадратов, позволяют с достаточно высокой степенью точности рассчитывать у крыс значения диагностических маркёров I и II ступени — соответственно ТТГ и сТ4. 836
ВЫВОД
Важнейшим показателем функционального состояния щитовидной железы является уровень тиреотропного гормона, который служит маркёром при эпидемиологических исследованиях. В результате проведённого регрессионного анализа получено уравнение взаимосвязи между уровнями тиреоидных гормонов (общего трийодтиронина, свободного тироксина) и тиреотропного гормона, а также вычислена погрешность расчётов. Разработанная математическая модель вполне приемлема для расчёта уровня тиреотропного гормона. При отсутствии современных высокочувствительных иммунохемилюминесцент-ных методов диагностики полученные результаты можно использовать для расчёта уровня тиреотропного гормона.
ЛИТЕРАТУРА
1. Большой энциклопедический словарь «Математика» / Под ред. Ю.В. Прохорова. 3-е изд. — М.: Советская энциклопедия, 1998. — 848 с. [Bolshoy entsiklopedicheskiy slovar «Matematika». (Math. Large encyclopedic dictionary. ) Ed. by Prokhorov Yu.V. 3rd edition. Moscow: Sovetskaya entsiklopediya. 1998; 848 р. (In Russ.)]
2. Камилов Ф.Х., Мамцев А.Н., Козлов В.Н. и др. Активность антиоксидантных ферментов и процессы свободнорадикального окисления при экспериментальном гипотиреозе и коррекции тиреоидных сдвигов йодированным полисахаридным комплексом // Казанский мед. ж. — 2012. — Т. 93, №1. — С. 116-119. [Kamilov F.Kh., Mamtsev A.N., Kozlov V.N. et al. Activity of antioxidant enzymes and processes of free radical oxidation in experimental hypothyroidism and correction of thyroid shifts with iodized polysaccharide complexes. Kazanskiy meditsinskiy zhurnal. 2012; 93 (1): 116-119. (In Russ.)]
3. Козлов В.Н. Морфофункциональные изменения в печени у белых крыс при экспериментальном гипотиреозе // Ветеринарн. мед. — 2006. — №2-3. — С. 33-35.
[Kozlov V.N. Morphological and functional changes in i the liver of white rats with experimental hypothyroidism. i Veterinarnaya meditsina. 2006; 2-3: 33-35. (In Russ.)]
4. Козлов В.Н. Патоморфологические изменения в почках у крыс при гипотиреозе и его коррекции йо- ; добогащёнными рационами // Рос. ветеринарн. ж. i Мелкие домашние и дикие животные. — 2007. — №2. —
С. 19-21. [Kozlov V.N. Pathomorphological changes in the hypothyroid rat kidneys and its correction by the iodin ; enriched rations. Rossiyskiy veterinarnyy zhurnal. Melkie domashnie i dikie zhivotnye. 2007; 2: 19-21. (In Russ.)]
5. Мамцев А.Н., Козлов В.Н., Бондарева И.А. Экс- ; периментальная оценка йодобогащённых рационов питания и кормов на основе хронобиологических исследований и хемилюминесцентного метода анализа. — Уфа: Гилем, 2005. — 107 с. [Mamtsev A.N., : Kozlov V.N., Bondareva I.A. Eksperimentalnaya otsenka yodobogashchennykh ratsionov pitaniya i kormov na osnove ' khronobiologicheskikh issledovaniy i khemilyuminestsentnogo i metoda analiza. (Experimental evaluation of iodine fortified
УДК 612.084: 612.015.33: 612.015.11: 616.153.478.6: 616.12-009.72
diets and feed on the basis of chronobiological research and chemiluminescence analysis method.) Ufa: Gilem. 2005; 107. (In Russ.)]
6. Самсонова Л.Н., Касаткина Э.П.Нормативы уровня тиреоидного гормона в крови: современное состояние проблемы // Пробл. эндокринол. — 2007. — Т. 53, №6. — С. 40-43. [Samsonova L.N., Kasatkina E.P. Standards of blood thyroid-stimulating levels: state-of-the-art. Problemy endokrinologii. 2007; 53 (6): 40-43. (In Russ.)]
7. Теппермен Дж., Теппермен Х. Физиология обмена веществ и эндокринной системы. Вводный курс. Пер. с англ. — М.: Мир, 1989. — 656 с. [Tepperman J., Tepperman H. Metabolic and Endocrine Physiology: An Introductory Text. Transl. from Engl. Moscow: Mir. 1989; 656.]
8. Яглова Н.В., Яглов В.В., Березов Т.Т. Проблемы экспериментального моделирования гипо- и гиперти-реоидных состояний // Вестн. РАМН. — 2009. — №3. — С. 30-35. [Yaglova N.V., Yaglov V.V., Berezov T.T. Problems of experimental simulation of hypo- and hyperthyroidism. Vestnik RAMN. 2009; 3: 30-35. (In Russ.)]
изучение дисфункции митохондрий кардиомиоцитов в условиях гипергомоцистеинемии и дефицита оксида азота
Дмитрий Валериевич Медведев*, Валентина Ивановна Звягина Рязанский государственный медицинский университет им. И.П. Павлова, г. Рязань, Россия
Реферат DOI: 10.17750/KMJ2015-837
Цель. Изучение значения нарушения метаболизма оксида азота для развития митохондриальной дисфункции при гипергомоцистеинемии.
Методы. Исследование проведено на 32 крысах-самцах линии Wistar. Гипергомоцистеинемию моделировали путём внутрижелудочного введения суспензии метионина, приготовленной с использованием крахмала и тви-на-80, с добавлением этой аминокислоты в питьевую воду. Дефицит оксида азота индуцировали внутрибрюшин-ным введением раствора метилового эфира L-N^-нитроаргинина (L-NAME).
Результаты. Гипергомоцистеинемия сопровождается нарушением функционирования митохондрий клеток сердца, выражающимся в нарастании уровня лактата в цитоплазме и развитии оксидативного стресса с усилением карбонилирования белков митохондрий. Оксидативный стресс в значительной мере компенсировался за счёт активации системы антиоксидантной защиты (в том числе посредством супероксиддисмутазы), о чём свидетельствуют незначительное снижение активности сукцинатдегидрогеназы и Н+-АТФазы, отсутствие статистически значимых изменений активности цитоплазматической лактатдегидрогеназы. Твин-80 проявлял антиоксидант-ные свойства, снижая содержание карбонильных производных белков и активность супероксидисмутазы в митохондриях кардиомиоцитов. Дефицит оксида азота, вызванный введением L-NAME, сопровождался торможением в митохондриях клеток сердца процессов аэробного окисления, о чём свидетельствует статистически значимое снижение активности сукцинатдегидрогеназы, а также незначительное падение активности лактатдегидроге-назы и накопление лактата в цитоплазме, и снижение окислительного фосфорилирования, что проявлялось в уменьшении активности Н+-АТФазы. Одна из причин этих изменений — усиление карбонилирования белков из-за увеличения синтеза активных форм кислорода, которое не компенсируется в достаточной мере повышением активности супероксиддисмутазы.
Вывод. Так как гипергомоцистеинемия сопряжена со снижением концентрации метаболитов оксида азота в митохондриях клеток сердца, а изменения в этих органеллах после введения метионина имеют некоторое сходство с таковыми после введения L-NAME, можно утверждать, что дефицит оксида азота играет важную роль в патогенезе дисфункции митохондрий кардиомиоцитов при гипергомоцистеинемии.
Ключевые слова: гипергомоцистеинемия, оксид азота (II), метиловый эфир L-N^-нитроаргинина (L-NAME), митохондриальная дисфункция, оксидативный стресс.
THE STUDY OF CARDIOMYOCYTES MITOCHONDRIAL DYSFUNCTION IN HYPERHOMOCYSTEINEMIA AND NITRIC OXYDE DEFICIENCY
D.V. Medvedev, V.I. Zvyagina
Ryazan State Medical University, Ryazan, Russia
Aim. To study the influence of nitric oxide metabolism disturbance on the development of mitochondrial dysfunction in case of hyperhomocysteinemia.
Methods. The research was conducted on 32 Wistar male rats. Hyperhomocysteinemia was simulated by intragastric injection of methionine suspension prepared using starch and Tween-80 with addition of this amino acid into the drinking water. The nitric oxide deficiency was induced by intraperitoneal injection of L-N-nitroarginine methyl ester (L-NAME) solution.
Адрес для переписки: [email protected]
