CC BY
15
Механизмы формирования послеоперационной адаптации при комплексномлечении тиреопатий
ГалянА.НПопов О.С.1, Удут В.В.2
Mechanisms for formation of postoperativeadaptation in complextreatmentof thyropathy
GalyanA.N, PopovO.S., Udut V. V.
1 Сибирскийгосударатвенны1ймедицинскийуниверситет,г. Томск
2 НИИ фармакалогииСО РАМН, г. Томск
© Галян А.Н., ПоповО.С., Удут В.В.
Хирургическая коррекция тиреопатий неизбежносюпровождаетсяспецифическиш изменениями гормональногостатуса. Проанализированы формирующиеся адаптационные механизмы. и компшсгорно-приспособительныю реакции, отвечающие за систему жизне-обеспеченияорганизма в целом. На основании взаимодействия ряда гомеостатоворганизма изучены. неспецифическиемеханизмы. реализации резистентной и толерантной стратегиидолговременнойадаптаиии, сделаны. предположению возможности эффективного протекания адаптаиионныхреакций в условияхтрансплантацииздоровой тиреоиднойткани и применения клеточнойтерапии.
Ключевые слова: адаптация, компенсаторно-приспособительные реакции, трансплантация, щитовиднаяжелеза, стволовые клетки, гормональнаясистема.
Surgical thyropathy correction is i nevitably accompanied by specific changes i n hormonal status. We have analyzed the adaptation mechanisms and compensatory and adaptive reactions responsible for the whole l ife-support system of organism. On the basis of a number of organism homeostats nonspecific mechanisms of resistant and tolerant realisation strategies of long-term adaptation were studied, suppositions were made on possible effective course of adaptation reactions i n the conditions of healthy thyroidal issue transplantation and cellular therapy use.
Key Words: adaptation, adaptive and compensatory reactions, transplantation, thyroid gland, stem cells, hormone system.
УДК616.441008.63089.168.1003.96
Введение
Прогрессивно нарастающая патология щитовидной железы (ЩЖ) все чаще требует хирургической коррекции. Однако послеоперационный период сопровождается функциональными нарушениями. которые при неадекватной коррекции могут существенно снижать качество жизни. В определении показаний к хирургическому вмешательству всегда учитывается гормональныйфон сопровождениятиреопатии . Гипер- или гипстиреоэформируетсядостаточнодолго и в клиническом аспекте представляетсобой не только гормональную дисфункцию. но и состояние с выраженными особенностями адаптации к стрессорам [з, 17]. Эутиреоидноесостоя-ние достигается посредством грамотно подобранной гормональной терапии либо изначально характеризует тиреопа тию (по гормональномустатусу) с соответствующими адаптационными реакциями. при котором в большинстве случаев и происходитоперативноелечение [ 13].
Как правило, после удаления щитовидной железы развивается послеоперационный гипотиреоз [4, 9], требующий обязательной заместительной терапии. Учитывая, что мишенями тиреоидныхгормонов выютупаютобменные процессы в клетке, можно предположить. что изменение специфического гормонального статуса, сформировавшееся в результате проявления патологических процессов в тканях ЩЖ и в послеоперационном периоде. определяет и различные стратетидолговременнойадаптации [6, 7].
Особое значение имеет экспериментально обоснованное предположениео возможности более эффективной коррекции послеоперационного гормонального дисбаланса и развитии адаптационной стратегии, когда удаление ЩЖ сочетается с трансплантациейздоровойее ткани и введениемв трансплантат аутологичных полипотентных мезенхимальных стромаль-ных клеток (АПМСК) , стимулирующихморфофункциональную сотоятелыностьтиреоиднойткани [1, 2, 5, 9—11, 14—16].
Цель исследования— проанализироватьформирующи еся адаптационные механизмы и компенсагорнолриспосо-бительные реакции у больных с патологией ЩЖ после хирургической коррекции, отвечающие за систему жизнеобеспечения организма в целом; на основании взаимодействия ряда гомеостатов организма изучить неспецифические механизмы реализации резистентной и толерантной стратегии долговременной адаптации в послеоперационном периоде; показать в экспериментевозможности оптимизации протекания адаптационных реакций в условиях трансплантации здоровой тиреоидной ткани и применения клеточной терапии.
Материал и методы
Клиническое исследование проведено в послеоперационном периоде у 416 больных (98 мужчин и з 18 женщин; с эути-реоидным (1-я группа; и у 111 (27 мужчин и 84 женщины ; с ги-потиреоидным (2-я группа) состоянием. В исследуемых группах в 68% случаев выполнягасътареоицэктомияи в 32% субтотальная резекция ЩЖ до тиреоицэкгомии. Контрольную группу составили 2 6 здоровых добровольцев (7 мужчин и 19 женщин).
Состояниевегетативнойнервнойсистемы (ВНСюценива-ли по данным вариационной пульсометрии (тонус, реактивность, индекс напряжения) .Состояние центральной гемодинамики и органного кровотока определяли реографическим методом. Иммуноферментным методом определяли концентрацию стрессреализующихи тиреоидныхгормонов— инсулина, кортизола, адренокортикотропного гормона (АКТГ) ,тиреотроп-ного гормона (ТТЛ ,трийодтиронина (Т3), тироксина (Т).
Состав периферической крови и ее биохимические показатели оценивали классическими методами. Типы адаптационных реакций оценивали по соотношению форменных элементов периферической крови с учетом уровня кортизола, субпопуляции Т- и В-лимфоцитов ^-идентификация, CD4, CD8, CD4/CD8) методом иммунофлюоресценции с использованием наборов специфических моноклональных антител. Содержание иммуноглобулинов (1д) а, м, G опреде ляли методомрадиальной иммунодиффузии.
Экспериментальное исследование проведено на 150 крысах-самцах линии Вистар массой 350 г, которым под эфирным масочным наркозом выполнена тиреоидэктомия и трансплантация ткани ЩЖ в прядь большого сальника в виде участка доли или его гомогенизата с введением в трансптантатАПМСК
Животные были разделены на группы (по 32 в I — ш группах, 34 — в I V группе). I — с трансплантацией участка
ткани ЩЖ i i — с трансплантацией тканевого гомогенизата ЩЖ i ii — с трансплантацией участка ткани ЩЖ и введением в трансплантат5оо тыс. АПМСК, i v — с трансплантацией тканевого гомогенизата ЩЖ и введением в трансплантат 500 тыс. АПМСК Контрольнаягруппа— 20 интактныхкрыс.
АПМСК готовили по следующей методике. Получали суспензию костномозговых клеток в 1 мл препаровочной среды, содержащей 95% rpmi-16 40 и 5% ЭТС. После фильтрации, отмывания и центрифугирования взвесь кле-точныхэлементов в 5 мл препаровочной среды помещали в чашке Петри в CQ-инкубатор с 5% CQ при температуре 37 °С на 90 мин. Путем клонирования in vitro в полувязкой культуральнойметилцеллюлознойсредес добавганев.-глу-тамина определяли содержание КОЕ-Ф во вводимой клеточной взвеси, составившее (476,6 ± 25,6) • 106 нуклеаров, а ме-зенхималы-ых стволовых клеток — (113 ± 12) • 106 транс-плантируемыхкгаток (методомлимитирующихразведений).
Ад гезирующиеэлементь. отделяли с помощью 0,25 %- го раствора трипсина и 0,02%-го раствора ЭДТА в соотноше нии i : i в течение 15 мин при тех же условиях. Клетки двукратно отмывали, разводили до концентрации 500 тыс. клеток в 0,2 мл препаровочной среды и вводили в трансплантат.
Через 30 и 90 сут иммуноферментнымметодом определяли уровень ТТГ, Т3 общего, Т4 общего, Т3 свободного, Т4 свободного, проводили гистологическое исследование и морфометрию (ув. 160).
Количественные показатели выражались в виде M ± m где M — среднее значение, m — стандартная ошибка среднего. Внутри- и межгрупповые различия показателей оценивались с использованием непараметрического i/критфия Манна—Уитни. Различия принимали статистически значимыми при p < 0,05. Для оценки силы и направленности взаимосвязей между признаками вычисляли коэффициент корреляции r Спирмена. Связи считали сильными и значимыми, если коэффициенткорреляции по модулюпревышал0,5.
При анализе структур рассчитанныхвзаимосвязей между параметрамиучитывалиобщее числозначимыхг увеличение которого расценивалось как жесткость взаимодействия и, следовательно, как напряжение регуляции функциональной системы, соотношениеположительныхи отрицательных обратных связей (преобладание отрицательных обратных связей расценивалось как физиологичное, преобладание положительныхобратных и прямых связей между параметрами иерархически разноуровневых функциональных систем — как жесткий регуляторный надзор со стороны выше-
стоящих систем и (или) как определенная потеря автономности — саморегуляции).
Результаты и обсуждение
Коррекция нарушешйтареоидногостатуса в послеоперационном периоде проводилась с индивидуальным подбором доз тиреоидных препаратов (L-тиро<син или эутирокс) . Клинические проявления заболевания характеризовались активацией симпатикоадреналовой системы в группе с исходным эутиреоидным состоянием. Специфические различия в гормональном профиле между 1-й и 2-й группами определяли по Т4 и ТТГ, а по отношению к контролю— по ТТГ (таблица). Сохранение различий в группахв концентрации ТТГ не сказывалось на конечныхпроявлениях эффектов активного Т3, что позволяет говорить об успешной коррекции специфических нарушений гормонального профиля.
Наиболее значимые различия оцениваемых параметров установлены для показателей. характеризующихвегета-тивное обеспечение функций, для соотношения стрессреа-лизующих и лимитирующих гормонов и концентрации сег-ментоядерных нейтрофилов в периферической крови. При оценке тонуса и реактивности ВНС в группахполучены следующие результаты!. В 1-й группе зарегистрировано явное преобладаниеэутони-
ков (76,2%) и парасимпатотоников (12,5%), а во 2-й группе у подавляющего большинства больных (82,1%) зарегистрирована симпатикотония, а пара-симпатотонические реакции регистрировались у незначительного числа пациентов (2,4%). Индекс напряжения регу ляторныхсистем у больных в 1-й группе. определяемый по данным вариационной пульсометрии . значимо уступал показателям во 2-й и контрольной группах (таблица) . Концентрация кортизола, инсулина и их соотношение у пациентов 1-й группы отличалисьот значений 2-й и контрольной групп (таблица), характеризуясь элементами энергосберегающего состояния [8].
У пациентов 2-й группы преобладали затратные фазы общего адаптационногосиндрома (ОАС.— стресс. напряже ние и повышенная активация, суммарно составившие 84,6%. У больных 1 - й группы преобладали реакции тренировки (67,4%) и спокойнойактивации (32,5%). В контрольной группе фазы ОАС распределились следующим образом . зона повышенной активации — 21%, зона спокойной активации — 32%, тренировка— 47%.
Показатели красной крови в группах имели различия (таблица. развитиемв 1-й группе умеренныхявлений гипо-регенераторной анемии [7]. Иммунный статус у обследуемых пациентовтакже имел различия.
Характеристикианализируемыкгомеостатов в группах наблюдения (М ± т)
Показатель Контроль Эутиреоз Гипотиреоз
Т3, нмоль/л 1,8 ± 0,6 3,6 ± 1,8*' ** 1,4 ± 0,9**
Т4, нмоль/л 115,0 ± 47,9 175,0 ± 73,2 58,4 ± 27,3**
ТТГ. мВД/л 1,32 ± 0,06 0,22 ± 0'09*' ** 4,72 ± 1,9 5* **
Индекснагряжениярегуляrlсрн^lхсисrеM) усл. ед. 265,5 ± 39,8 119,2 ± 17'6*' ** 415,7 ± 23,3* **
Кортизол . нмоль/л 598,7 ± 27,9 527,6 ± 22'9*' ** 661,6 ± 31'8*' **
Инсулин. мкЕД/л 4,01 ± 0,32 4,39 ± 0,21 3,97 ± 0,15
Кортизол/инсулин 136,25 ± 16,72 123,2 ± 12,3 152,56 ± 11,2 1**
Лейкоциты . 109/л 5,97 ± 0,24 6,79 ± 0,21 6,12 ± 0,09
Сегмштаядерныенейтрофилы!. ю9/л 3,31 ± 0,11 3,97 ± 0'12*' ** 3,42 ± 0,08**
Базофилы . 109/л 0,02 ± 0,01 0,13 ± 0,01 0,05 ± 0,03
Эозинофилы. 109/л 0,12 ± 0,02 2,84 ± 0,1 6* ** 1,09 ± 0,1 5*' **
004/008 1,89 ± 0,27 1,18 ± 0'12*' ** 2,12 ± 0,11**
!дС, г/л 15,34 ± 1,33 16,29 ± 1,12 19,35 ± 2,1 5* **
* Статасгическизначимьыеразличияпо сравнению контрольной группой. р < 0,05.
** Статисrичеa<иэначимыераэличия междугруппами пациентовс тиреопатиями.р < 0,05 В 1-й группе отмеченозначительноеснижение регуляторно го индекса (CD4/CD8), в то время как уровень I д G находился в пределахверхней границы. нормы. Во 2-й группе зафиксировано значимое повышение регуляторного индекса CD4/CD8 и уровня ^ до (19,35 ± ± 2,15) г/л, что может свидетельствовать о энергозатратности поддержаниягомеостаза в данной группе.
Различия в состоянии изучаемых функциональных систем организма между сравниваемыми группами демонстрируют энергоэатратныlе механизмы. поддержания гомеостаза во 2-й группе.
Для детализации информации о состоянии компенса торнолрисгюсоэительныхреакций организма проведен анализ структур взаимодействия изучаемых гомеостатов. При-
нимая за аксиому связь числа и качества зависимостей с напряженностью и адекватностью адаптации, изменение этих характеристик по отношению к состояниюфизиологиче ского оптимума — здоровья (рис. 1) — расценивали как вариант возможного нарушения процессов приспособления [12].
зуется преобладанием положительных г-связей (77) по сравнению с контролем (65).
Рис. 1. Структура межсистемныхвзаимодействий на основе анализа корреляционной матрицы в контрольной группе. Здесь и на рис. 2 и 3: сплошные линии — положительные коэффициенты корреляции; пунктирные— отрицательные. Цифрамиуказано числозначимыхг При анализе указанныхпараметров в 1 -й группе (рис. 2) отмечена отличная от физиологического состояния здоровья структура корреляционной матрицы. снижениеобщего числа г по сравнениюс контролем (217 и 230 соответственно), хотя соотношение прямых и обратных г сопоставимы (116 отрицательныхи 101 положительныйв 1-й группе и 127 отрицательныхи 103 положительныхв контроле) . Выявлено снижение значимых г-связей между параметрами ВНС и специфического гормонального статуса с остальными го-меостатами . что свидетельствуете выполнении функции си-стемоорганизующей формации в данной группе контуром стрессреализующих (лимитирующих. гормонов совместно с системой вегетативного обеспечения функций и характери-
Рис. 2. Структура межсистемных взаимодействий на основе анализа корреляционной матрицы в 1-й группе (эутиреоидноесостояние)
Во 2-й группе (рис. 3) выявлено наибольшее общее число значимых г (270). Возрастает число значимых г, приходящихся на специфический гормональный статус (61) и параметры ВНС (98), по сравнению с контролем. отмечено усиление влияния центральной нервной системы (ЦНС. и гормонального контура регуляции. обеспечиваемого стрессли-митирующими и реализующими гормонами, что принципиально отличает группы с установленными тиреопатиями
[17].
Из выявленныхзакономерностей следует, что у пациентов 1-й и 2-й групп формируются различные механизмы реализации комlпенсатсрноприсп<особителы-lьlх реакций. При ти-реопатиях, характеризующихся эутиреозом, формируется энергосберегающий механизм компенсаторно-приспособительных реакций. а при гипотиресидн^lхсостсянияхрегистри-руется напряжение регуляторных механизмов в виде приоритетного участия оперативных систем нейрогуморального обеспечения функций (ЦНС. ВНС, стрессреализующие гормоны) .
Принимая во внимание напряженность компенсаторно-приспособительных механизмов реализации адаптации у пациентов с послеоперационным гипотиреозом и все же имеющийсясбой адаптационныхреакций по отношениюк состоянию здоровья у пациентов с компенсированным послеоперационным гормональным статусом, была предпринята попытка экспериментального подтверждения предположения о более быстром восстановлении гормональноггодисба ланса и, как следствие. реализации долговременной стратегии адаптации по энергосберегающему типу путем сочетания удаления щитовидной железы с аутотрансплантацией
здоровой тиреоидной ткани в условиях применения клеточ-ныхтехнологий [1, 2, 5, 9—11, 14—16].
Экспериментальные данные показывают, что через 30 сут после трансплантации ткани ЩЖ отмечено значительное снижение концентрации ТТГ во всех группахживот-ных. Через 90 сут отмечено наиболее близкое к контролю значение ТТГ в I II группе ((0,047 ± ± 0,003) мМЕ/л) . ПокаэателисвсбсднопсТ4 в I и I I группахче-рез 30 сут наблюдениянаходилисьна уровне (15,18 ± 5,95) и (28,63 ± 7,96) пмоль/лсоответственно. а в группах! II и I V его уровень повысился, достигая максимума в I V группе ((37,04 ± 4,42) пмоль/л) .Через 90 сут показатели свободного Т4 значительно увеличились с максимальным значением (52,76 ± 3,63) пмоль/л в I II группе. Концентрациясвободного Т3 через 30 сут наблюдения составила (10,34 ± 2,55) в I группе и (7,14 ± 1,06) пмоль/лво I I группе. а в I II и I V группах — (4,71 ± 0,12) и (4,68 ± 0,22) пмоль/л соответственно. Через 90 сут значения свободного Т3 в группах I II и I V выросли вдвое. Через 30 сут показатели общего Т4 снизились во всех группах (минимумв I группе— (37,32 ± 12,01) нмоль/л .с последующим восстановлениемдо контрольных цифр. Значения общего Т3 в группах I II и I V сопоставимы. с контролем. а в I и I I группе отмечается превышение указанного показателя.
Данные значения гормонального статуса свидетельствуют об имеющихся гормональных ответах во всех группах, причем более ярко это прослеживается в ш и I V группах, что может свидетельствовать о лучшей адаптации трансплантата и повышении его функциональной активности на фоне клеточной стимуляции АПМСК. Увеличениекон-центрации тиреолобулина в I II и I V группах на этапах наблюдения по сравнению с контролем может свидетельствовать об активизации тиреоидного синтеза и восстановлении тиреоидногго обмена. Уровень тиреокальцитонина максимален в I V группе через 90 сут — (21,7 ± 3,3) пг/л (контроль (5,9 ± 0,8) пг/л, что также доказывает функциональную активность С-клеточного аппарата.
ВгошжностьдифференцировкиАПМСКв функционально самодостаточнуютиреоиднуюткань подтверждаетсяданными сравнительноломорфологического исследования при ув. 160. По результатам морфометрии в I II и I V группахтиреоидные фолликулы более крупные. стратифицированные. содержат большее количество коллоида, менее выражены явления склероза. активно идет процесс ангиогенеза. что также подтверждает функциональную состоятельность трансплантата.
Полученныеэксперименташныеданные обосновывают перспективность представленного комплексного подхода в лечении тиреопатий в целом и коррекции послеоперационных расстройств в частности, он позволитболее быстро добиваться сбалансированности компенсагорнолриспособи-тельныхмеханизмовреализации адаптации.
Заключение
Таким образом, несмотря на медикаментозную коррекцию тиреоидного статуса в послеоперационном периоде до эутиреоза, имеются различия в механизмахобеспечения го-меостаза у пациентов с разной исходной гормонопродукци-ей. Это может характеризоваться как напряжением регуляции с задействованиемоперативныхсистем нейрогумораль ного обеспечения функций, так и энергосбереающими путями реализации адаптации. Коррекцию тиреоидного статуса можно осуществить эффективнее при использовании комплексной методики аутотрансплантации здоровой тирео идной ткани в условияхприменения клеточнойтерапии.
Литература
1. БондаренюТЛ,БожокГА,АлабедалькармН.М.танш, Ксено-трансплантаця крюконсервованного ендокринного матералу як метод корекц''' г^пофункц^'Г залоз в експеримент // Транс плантоло|1я. 2003. Т. 4, №4. С. 60—63.
2. ГнилорьбовТ.Е. Гомотрансппанпация эндокринных желез // Трансплантацияорганов и тканей, М., 1966. С. 667.
3. ГольдбергЕ.Д, ДыгайAM, УдутВ.В. и др. Закономерности структурнойорганизации системжизнеобеспе-
4. чения в норме и при развитии патологического процесса, Томск, Изд-во Том, ун-та, 1996. 292 с.
5. КалининА.П, Киселёва Т.П. Аутоиммунный тиреоидин мето-дическиерекомендации, М.: 1991, 19 с.
6. КипренскийЮ.В,ЕрмаковаИ.П,АметовА.С. и др. Микрохирургическая аллотрансплантация щитовидноларащитовидного комплекса //Соврем, проблемы эксперим , и клинич, эндокринологии: Тез. докл. 4-го съезда эндокринологов УССР. Киев,
1987. С. 176 — 1 77.
7. Кулинский В. И., ОльховскийВ.А. Две адаптационныестратегии в неблагоприятных условиях — резистентная и толерантная роль гормонов и рецепторов //Успехи соврем, биологии, 1992. Т. 112. Вып, 5—6. С. 697—714.
8. НовиикийВ.В., КозловЮ.А,ЛавроваВ.С, ШевирваН.М, Гемо-поэз, гормоны,эволюция, Новосибирск: Наука, 1997. 432 с.
9. ПанинЛ.Е. Биохимические механизмы старения, Новосибирск: Наука, 1983. 434 с.
10. Пат. 2161917 РФ 20.01.2001 г. / Попов О.С., Удут В.В., Титов Д.С. и др. Способ профилактики послеоперационного гипотиреоза.
11. Попов О.С, ГалянА.Н., СтавроваЛ.А. и др. Динамикафункци-онального состояния трансплантата щитовидной железы в условиях стимуляции аутологичными адгезирующими костномозговыми клетками // Клеточные технологии в биологии и медицине, 2005. №4. С. 200—202.
12. СкалеикийН.Н,ЗагребинаО.В. Флотирующиекультуры, получаемые из щитовидной железы i плодов человека и трансплантация их больным гипотиреозом // Трансплантация органов.
Львов, 1990. С. 124—1 25.
13. СудаковК.В. Стресс: постулаты, анализ с позиции общей теории функциональных систем // Патолог. физиология и эксперим, терапия, 1992. №4. С. 86—93.
14. Эндокринологияи метаболизм / Под ред. Ф. Флеминга М.: Медицина 1985. Т. 2. С. 416.
15. MatsumotoM,IshiguroH,TomitaY. etal. The changes of t hyroid
funsion after t ransplantasion of marrow i n young patients //Pediatr int. 2004. Jun. №46 (3), P. 291—295.
16. ParrE.L, Bowen K.M., LaffertyKJ. Cellular changes in cultured
mouse thyroid glands and islets of Langerhans //Transplantation. 1980. V. 30. P. 135—141.
17. Reigh-Yi Lin, Atsushi Kubo, Gordon M. Keller et al. Ability of
stem cells to differentiabe i nto thyrocyte-like cells in Vitro // Endocrinology. 2003. V. 144, № 6. Р. 2644—2649.
18. UdutV.V, NaumovS.A, KarpovA.B. et al. Structural organisation
of l ife support systems at pathologic process devolopment //Pathophysiology. 1995. № 2. P. 123—1 2 7.
Поступилав редакцию 19.03.2009 г. Утвержденак печати 17.06.2009 г.
Сведенияоб авторах
A.Н Галян— канд. мед. наук, ассистент кафедры общейхирургии СибГМУ( г. Томск). О.С. Попов — д-р мед. наук, профессор кафедры общейхирургии СибГМУ(г. Томск).
B.В. Удут— заслуженныйдеятеть науки РФ, д-р мед. наук, профессор. зам. директора по научной и лечебной работе НИИ фармакологии СО РАМН (г.Томск).
Для корреспонденции
Галян Андрей Николаевич тел.: 8 (3822) 53-42-15, 53-32-81.
