Научная статья на тему 'Морфофункциональный профиль щитовидной железы самцов крыс Wistar в рамках экспериментальной модели «Гипотиреоз - стресс»'

Морфофункциональный профиль щитовидной железы самцов крыс Wistar в рамках экспериментальной модели «Гипотиреоз - стресс» Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

CC BY
710
141
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЩИТОВИДНАЯ ЖЕЛЕЗА / СТРЕСС-РЕАКЦИЯ / ГИПОТИРЕОЗ / ТИРОЦИТ / THYROID GLAND / STRESS RESPONSE / HYPOTHYROIDISM / THYROCYTE

Аннотация научной статьи по ветеринарным наукам, автор научной работы — Бильжанова Гульнар Жардымовна, Чекуров Игорь Витальевич, Вишневская Татьяна Яковлевна

В статье представлены результаты изучения закономерностей гистофизиологии щитовидной железы крыс в условиях экспериментального гипотиреоза и влияния стресс-факторов на его фоне. Результаты исследования показали, что устойчивость организма к стрессовым воздействиям зависит от тиреоидного статуса. При гипотиреозе адаптивные возможности организма снижаются, и это подтверждается уменьшением концентрации кортизола в сыворотке крови. На фоне гипотиреоза и воздействия стресс-факторов в щитовидной железе обнаружены изменения гистологических структур органа, обусловливающие снижение синтеза тиреоидных гормонов в сыворотке крови.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по ветеринарным наукам , автор научной работы — Бильжанова Гульнар Жардымовна, Чекуров Игорь Витальевич, Вишневская Татьяна Яковлевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE MORPHOFUNCTIONAL PROFILE OF THYROID GLAND IN WISTAR MALE RATS WITHIN THE FRAMEWORK OF THE EXPERIMENTAL «HYPOTHYROIDISM-STRESS» MODEL

The article presents the results of the study on the specific features of histophysiology of the thyroid gland in rats with experimental hypothyroidism, and under the influence of stress factors on its background. The results obtained showed that the body's resistance to stress factors depends on the thyroid status. In hypothyroidism, the adaptive capacities of the body are reduced, and this is confirmed by the decrease of cortisol concentration in the blood serum. Against the background of hypothyroidism and exposure to stress factors histological changes in body structures have been revealed in the thyroid gland, this being conducive to decrease of the synthesis of thyroid hormones in blood serum.

Текст научной работы на тему «Морфофункциональный профиль щитовидной железы самцов крыс Wistar в рамках экспериментальной модели «Гипотиреоз - стресс»»

личество триптофана в мясе птиц опытной группы было статистически достоверно выше на 3,35%, а содержание оксипролина — ниже на 6,54%. Однако белковый качественный показатель мяса птиц опытной группы был выше на 11,75%.

Вывод. Введение тетралактобактерина в комбикорм в дозе 1,0 г/кг корма оказывает положительное воздействие на интенсивность роста птиц, улучшает технологические характеристики и диетические свойства их мяса. Результаты физиолого-биохимических и зоотехнических показателей и их анализ дают основание считать, что применение тетралактобактерина в указанной дозе благотворно влияет на организм растущих гусей и является экономически целесообразным.

Литература

1. Никулин В.Н., Лысенкова О.П. Реализация биологического потенциала кур-несушек путём использования лактоами-ловорина // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2012. № 4 (36). С. 249—252.

2. Косилов В.И., Востриков Н.И., Тихонов П.Т. и др. Влияние сезона вывода на параметры экстерьера и живой массы молодняка чёрного африканского страуса разных типов // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2013. № 3 (41). С. 160-162.

3. Миронова И.В., Косилов В.И. Переваримость коровами чёрно-пёстрой породы основных питательных веществ рационов при использовании в кормлении пробиотической добавки Ветоспорин-актив // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2015. № 2 (52). С. 143-146.

4. Никулин В.Н., Тараканов Б.В., Герасименко В.В. Биологические основы применения пробиотических препаратов в сельском хозяйстве. Оренбург, 2007. 112 с.

5. Николичева Т.А., Тараканов Б.В., Петраков Е.С. и др. Изучение острой и хронической токсичности пробиотиче-ских штаммов молочнокислых бактерий на лабораторных животных // Проблемы биологии продуктивных животных. 2011. № 3. С. 97-105.

6. Никулин В.Н., Мустафин Р.З. Эффективность применения пробиотика лактомикроцикол при выращивании телят красной степной породы // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2008. № 3 (19). С. 210-212.

7. Никулин В.Н., Тараканов Б.В., Герасименко В.В. Биологические основы применения пробиотических препаратов в сельском хозяйстве. Оренбург, 2007. 112 с.

8. Косилов В.И., Миронова И.В. Эффективность использования энергии рационов коровами чёрно-пёстрой породы при скармливании пробиотической добавки Ветоспорин-актив // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2015. № 2 (52). С. 179-182.

9. Фархутдинов С.М., Гадиев Р.Р. Эффективность применения Бетулина в рационах цыплят-бройлеров // Птица и птице-продукты. 2013. № 5. С. 15-17.

10. Гадиев Р.Р., Юсупов Р.С., Рахимов И.А. Использование Би-мос в гусеводстве // Кормление сельскохозяйственных животных и кормопроизводство. 2008. № 8. С. 36-37.

Морфофункциональный профиль щитовидной железы самцов крыс Wistar в рамках экспериментальной модели «Гипотиреоз-стресс»

Г.Ж. Бильжанова, соискатель, И.В. Чекуров, к.б.н., Т.Я. Вишневская, д.б.н., ФГБОУ ВО Оренбургский ГАУ

На современном этапе научных исследований приоритетным направлением в области медицины и биологии является изучение механизмов адаптации организма к воздействию экстремальных факторов среды, которое вызывает развитие неспецифических приспособительных изменений, направленных на минимизацию неблагоприятного влияния стрессоров — реакций общего адаптационного синдрома.

Главной эффекторной железой при развитии стресса является надпочечник, кортикальный слой которого секретирует гормон кортизол, отвечающий за адаптогенез [1]. Вспомогательным, но не менее значимым в этом процессе эндокринным органом является щитовидная железа [2, 8].

Совокупность центральных (гипоталамус, гипофиз) и периферических эндокринных желёз, задействованных в развитии стресса, складывается в тесно связанные между собой системы: гипоталамо-гипофизарно-адреналовую и гипоталамо-гипофи-зарно-тиреоидную [3]. Клеточно-тканевая композиция щитовидной железы в качестве одной из вышеупомянутых подсистем обладает высокой адаптационной пластичностью по отношению к эндо- и экзогенным факторам [4, 9].

Гипофункция щитовидной железы в сочетании со стрессом выражается в дискоординации гипоталамо-гипофизарно-адреналовой системы, что характеризует понижение адаптивной пластичности организма [5, 6].

Выявление закономерностей реактивного морфогенеза тканевых комплексов щитовидной железы в состоянии гипофункции при одновременном воздействии стресса приоритетно, поскольку соответствует запросам современной фундаментальной науки и ветеринарной практики.

Цель работы — изучить закономерности адаптивного морфогенеза щитовидной железы и её функционального паттерна в условиях экспериментальной модели «Гипотериоз-стресс».

Для реализации поставленной цели были определены задачи:

— изучить микроморфологию тиреоидной паренхимы щитовидной железы крыс исследуемых групп;

— определить сывороточные концентрации гормонов: тиреоидных (тироксин, трийодтиронин), гипофизарного (тиреотропин) и кортизола;

— оценить степень взаимосвязи гормонального фона с динамикой клеточно-тканевого ансамбля щитовидной железы крыс.

Материал и методы исследования. Исследование проведено в период с 2014 по 2015 г. в условиях

кафедры морфологии, физиологии и патологии и вивария ФГБОУ ВО Оренбургского ГАУ. При выполнении экспериментальной части исследования руководствовались положениями Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей, и законодательством Российской Федерации.

Объект исследования — щитовидная железа клинически здоровых крыс-самцов линии Wistar (массой 300+50 г) в возрасте 3 мес. Все животные содержались в одинаковых условиях, получали стандартный виварный рацион, доступ к корму и питьевой воде был ad libitum.

Для эксперимента были сформированы контрольная и две опытные группы (n=12 гол.). У крыс I и II опытных групп экспериментальным путём вызывали гипотиреоз. Для моделирования гипофункции щитовидной железы был использован классический тиреостатик «Тирозол®» (H03BB02 — Тиамазол). Препарат разводили водой для инъекций и задавали внутрижелудочно с помощью зонда, в дозе 2,5 мг на 100 г массы животного на протяжении 28 сут.

Крысам II опытной группы дополнительно моделировали термический стресс, для чего клетки с животными подвергали облучению ИК-лампой ^K3K250W) с экспозицией 5 час. в сут.

Перед эвтаназией крысам производили пункцию хвостовой вены с целью получения проб крови для дальнейшего её исследования на содержание гормонов. Эвтаназию производили с помощью диэтилового эфира.

Гистологические пробы подвергали тривиальным методам фиксации и окрашивания гематоксилин-эозином, световую микроскопию осуществляли при помощи микроскопа «Micros MSD 500» (Австрия), оснащённого цифровой камерой.

Определение концентрации тиреоидных гормонов, тиреотропного гормона и кортизола в сыворотке крови осуществляли методом твердофазного иммуноферментного анализа на спектрофотометре

«МиШБсап Labsystems» (Финляндия) с использованием стандартных наборов реагентов.

Морфометрию гистоструктур проводили при помощи лицензионной программы «Тест Морфо 4.0». Для адекватной оценки морфофункциональ-ного состояния железы применяли ряд расчётных индексов, характеризующих её физиологическую активность: ЯПО — ядерно-плазматическое отношение; ПЭИ — просвет-эпителиальный индекс Брауна; Ш — диаметр [7].

Статистическую обработку данных результатов исследований осуществляли с помощью пакета прикладных программ «Statistica 8».

Результаты исследования. В контрольной группе клиническое состояние крыс характеризовалось наличием стабильных показателей. У животных при моделировании гипофункции щитовидной железы резких отклонений от клинических показателей контрольной группы не выявлено. При постепенном нарастании признаков гипотиреоза и сопутствующего действия стресс-факторов у крыс II опытной гр. отмечалась апатия, угнетение, понижение аппетита, повышение температуры на 0,3—0,5°С.

Гистоархитектоника щитовидной железы крыс контрольной группы органотипическая. Капсула хорошо развита, рыхлая, содержит сосуды ГМЦР, умеренно инъецированные кровью, паренхима железы трабекулами делится на дольки. Фолликулы вариативны как по форме, так и по размеру (ПЭИ - 15,07+0,65; Ш - 189,1+28,7 мкм). В периферических дольках железы они крупные, часто неправильной формы, тогда как в её центральных дольках фолликулы меньшего размера и сферической формы. Коллоид в фолликулах гомогенный, бледно-розового цвета. Интерфолликулярный компонент представлен малочисленными эпите-лиоцитами, клетки Ашкенази не визуализируются (рис. 1А).

Форма тироцита от низкопризматической до кубической (Ш — 12,6+0,41 мкм; ЯПО — 1,65+0,140), ядра клеток округло-овальной формы

Рис. 1 - Микроморфология щитовидной железы крыс контрольной группы. Гематоксилин и эозин. Об. 40. Ок. 15 (А); Об. 100. Ок. 15 (Б):

1 - фолликулы; 2 - коллоид; 3 - тироциты; 4 - интерфолликулярный эпителий; 5 - капилляры

(Ш — 9,7±0,34 мкм), уплощены в продольной плоскости, цитоплазма оксифильная с мелкодисперсной зернистостью (рис. 1Б).

Архитектоника железы при экспериментальном гипотиреозе — гетероморфная. Толщина капсулы и степень инъекции сосудов ГМЦР по сравнению с контролем снижена (рис. 2Б). Форма фолликулов от округло-овальной до звёздчатой (ПЭИ — 5,22+0,58; Ш — 90,9+3,96 мкм). В центролобулярных фолликулах коллоид однородный, бледно-розовый, к периферии дольки в коллоиде видны зоны лизиса, а в коллоиде звёздчатых фолликулов выявляются базофильные включения (рис. 2А).

Интерфолликулярный компонент мелкоклеточный, но в сравнении с контрольной группой более высокой плотности, клетки Ашкенази не визуализируются.

Тироциты (Ш — 17,4+1,19 мкм) центральных фолликулов имеют ядра округлой формы с участками просветления, содержащие одно, реже два ядрышка (Ш — 12,2+0,59 мкм; ЯПО —1,76+0,094). В фолликулах звёздчатой формы морфология ти-роцитов вариативна (от высокопризматических до уплощённых).

Гистоархитектоника щитовидной железы в состоянии гипофункции при воздействии стресс-факторов отличается от контрольной тем, что стромальный компонент железы развит слабее, сосуды ГМЦР сильно инъецированы кровью. Капсула щитовидной железы истончена, слабо васкуляризована. Фолликулы (ПЭИ — 4,15+0,58; Ш — 76,5+5,45 мкм) значительно деформированы, их форма от округлой до эллипсоидной (рис. 3А). Коллоид в гипофункциональных фолликулах красно-розовый, слоистый, а в более мелких фолликулах фрагментирован (за счёт масштабных зон лизиса). В ряде случаев просветы фолликулов пусты. Интерфолликулярный компонент мелкоклеточный, высокой плотности, местами образует сплошные поля (рис. 3Б). Часть капилляров запустевшие, но количество функционирующих микрососудов резко увеличено.

Тироциты (Ш — 18,4+2,38 мкм) вариативны по форме и размерам — от низкопризматических до уплощённых, их цитоплазма слабооксифильна, вакуолизирована, ядра базофильные, просветлённые, в отдельных тироцитах обнаруживаются ядра на разных стадиях лизиса (Ш — 12,8+1,91

Рис. 2 - Микроморфология щитовидной железы крыс I опытной гр. (гипотиреоз). Гематоксилин и эозин. Об. 40. Ок. 15 (А, Б):

1 - деформированные фолликулы; 2 - истончение и дезорганизация капсулы щитовидной железы; 3 - артериола; 4 - зоны лизиса коллоида

Рис. 3 - Микроморфология щитовидной железы крыс II опытной гр. (гипотиреоз-стресс). Гематоксилин и эозин. Об. 40. Ок. 15 (А); Об. 100. Ок. 15 (Б):

1 - запустевшие фолликулы; 2 - гипертрофия интрафолликулярного эпителия, деформация фолликулов; 3 - капиллярное русло

мкм; ЯПО — 2,07+0,019). В интерфолликулярном компоненте обнаруживаются клетки Ашкенази.

Тиреоидный статус крыс I опытной гр. относительно контроля характеризовался повышением уровней ТТГ на 21,4%, снижением уровня оТ3 на 42,9% и понижением концентрации оТ4 на 16,36%. Выявленный гормональный фон характерен для ги-пофункционального состояния щитовидной железы. У животных II опытной гр. (гипотиреоз-стресс), относительно контроля отмечали незначительный рост ТТГ — на 14,2% и снижение концентраций оТ4 и оТ3 на 29,6 и 51,6% соответственно, что характеризует тиреоидную супрессию. Уровень кортизола, отвечающий за адаптогенез, при гипотиреозе снизился на 41,6% относительно показателей контрольной гр. При сравнении значений данного гормона в сыворотке крови животных опытных гр. отмечается увеличение концентрации кортизола на 4,8% в экспериментальной модели «Гипотиреоз-стресс» по отношению к гипотиреозной модели.

Вывод. Устойчивость организма к стрессовым воздействиям зависит от тиреоидного статуса, а именно при гипотиреозе адаптивные возможности снижаются, что подтверждается уменьшением концентрации кортизола в сыворотке крови. У животных экспериментальной группы при сочетанном воздействии стресс-фактора и гипотиреоза наблюдается повышение концентрации уровня тиреотропного гормона на 14,2%, который оказал стимулирующее влияние на ядерный и ци-топлазматический синтезы в тироцитах (увеличение ЯПО в 1,2 раза), при этом отмечается колебание концентрации кортизола со средним значением, но превышающим норму. Следовательно, полученные

результаты подтверждают стремление организма к эутиреоидному состоянию. На фоне гипотиреоза и воздействия стресс-факторов, несмотря на повышение защитно-адаптационной реакции со стороны организма, в щитовидной железе выявлены изменения гистологических структур органа, обусловливающие снижение синтеза тиреоидных гормонов в сыворотке крови.

Литература

1. Абрамова Л.Л., Мухаметов А.И. Морфофизиология адрена-ловой железы при сочетанном воздействии термического и иммобилизационного стрессов // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2013. № 6 (44). С. 212-214.

2. Ясенявская А.Л., Рябыкина Н.В. Влияние иммобилизационного стресса и антиоксидантов на тиреоидную функцию на разных этапах онтогенеза // Естественные науки. 2009. № 4. С. 132-140.

3. Сапронов Н.С., Масалова О.О. Нейрофизиологические эффекты тиреоидных гормонов // Психофармакология и биологическая наркология Psychopharmacology and Biological Narcology. 2007. Т. 7. № 2. С. 1533-1541.

4. Чекуров И.В. Морфологический анализ тиреоидной функции продуктивных крольчих при воздействии неорганического селена / Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Агрономия и животноводство, 2013. № 4. С. 35-41.

5. Городецкая И.В., Кореневская Н.А. Влияние тиреоидного статуса на интенсивность стресс-реакции при хроническом стрессовом воздействии // Вестник Витебского государственного медицинского университета. 2010. № 4. С. 24-33.

6. Надольник Л.И. Стресс и щитовидная железа // Биомедицинская химия. 2010. Т. 56. Вып. 4. С. 443-456.

7. Чумаченко П.А. Щитовидная железа: морфометрический анализ // Фундаментальные исследования. 2009. № 5. С. 136-141.

8. Farooq U., Samad H.A., Shehzad F. et al Physiological responses of cattle to heat stress / World Applied Sciences Journal 8 (Special Issue of Biotechnology & Genetic Engineering). 2010. P. 38-43.

9. Chekurov I.V., Abramova L.L. Laws of adaptive remodeling of thyrocites' ultrastructures ofrabbits in iodine deficiency / Materials of the IV international research and practice conference «Science and Education», Munich, Germany, 2013. Vol. I. P. 18-19.

Влияние экологических факторов среды на показатели функциональной активности щитовидной железы у животных

В.Ю. Сафонова, д.б.н., профессор, ФГБОУ ВПО Оренбургский ГПУ

Современная экологическая обстановка окружающей среды содержит много факторов, которые отрицательно влияют на функциональные системы организма, включая и эндокринную систему. Среди таких факторов ионизирующая радиация занимает особое место, поскольку вызывает изменения го-меостаза живых организмов.

Функциональной активности щитовидной железы у облучённых животных отводится большое внимание со стороны исследователей, особенно при поступлении инкорпорированных радионуклидов. Что касается её функциональной активности при внешнем облучении, то какое-то время щитовидную железу считали радиорезистентным органом.

Затем появились данные, свидетельствующие о том, что уже при дозах 0,25—5,0 Грей (Гр) отмечалось понижение тиреоидного статуса у крыс, обусловленного концентрацией Т3 и Т4 в периферической крови. Если смотреть с позиции выживаемости большинства млекопитающих, то дозы 0,25—0,5 Гр считаются стимулирующими, 0,5—2,5 Гр — малыми, 2,5—5,0 Гр — среднелетальными.

К настоящему времени с целью повышения радиорезистентности организма используется множество химико-биологических препаратов, которые успешно себя зарекомендовали в этом плане. К ним вполне обоснованно можно отнести эраконд, тимоген, флоренту, химический препарат — диметилсульфоксид [1—8].

На основании вышеизложенного цель нашей работы заключалась в изучении влияния диметил-

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.