CC BY
58
© БЕКИШ В.Я., ЛОГИШИНЕЦ И.А., 2010
РЕАКЦИЯ ГИПОФИЗАРНО-ТИРЕОИДНОЙ СИСТЕМЫ НА СЕНСИБИЛИЗАЦИЮ ОРГАНИЗМА ХОЗЯИНА СОМАТИЧЕСКИМИ
БЕЛКАМИ АСКАРИД
БЕКИШ В.Я., ЛОГИШИНЕИ И. А.
УО «Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет»; кафедра медицинской биологии и общей генетики
Резюме. Изучено гистологическое строение и морфометрические показатели щитовидной железы, а также уровни тиреотропного гормона гипофиза, трийодтиронина и тироксина в сыворотке крови крыс линии Wistar, сенсибилизированных соматическими белками из кожно-мускульного мешка взрослых аскарид.
Установлено, что сенсибилизация организма хозяина соматическими белками аскарид вызывает изменение гистологической структуры и морфометрических параметров щитовидной железы, которое характеризуется увеличением размеров фолликулов, накоплением и уплотнением в них коллоида, уменьшением высоты фолликулярного эпителия и размеров его ядер, падением фолликулярно-коллоидного индекса и ростом индекса накопления коллоида. Эти изменения указывают на подавление активности щитовидной железы, что подтверждается снижением в сыворотке крови уровней тиреотропного гормона гипофиза, трийодтиронина и тироксина.
Ключевые слова: щитовидная железа, тиреотропный гормон гипофиза, трийодтиронин, тироксин, соматические белки аскарид.
Abstract. The state of the histological structure, morphometric indices of the thyroid gland as well as the levels of thyrotropic hormone, triiodothyronine and thyroxin in the blood serum of Wistar line rats, sensitized with somatic proteins from the skin-muscular sac of adult Ascarides were studied.
It has been established that sensibilization of host organism with Ascarides somatic proteins causes changes of thyroid gland histological structure and its morphometric indices which are characterized by the enlargement of follicles, accumulation of colloid substance in them, reduction of follicular epithelium height and the size of its nuclei. These changes point to suppression of thyroid gland activity that is proved by the decreased levels of hypophysis thyrotropic hormone, triiodothyronine and thyroxin in the blood serum.
Одним из ведущих факторов, обусловливающих патогенное воздействие аскарид, является сенсибилизация организма хозяина антигенами паразита. Выраженная сенсибилизация к аскаридам человека или свиньи нередко развивается у сотрудников лабораторий, а также работников мясокомбинатов. Работа с этими гельминтами может провоцировать ангионевротический отек и даже
Адрес для корреспонденции:210023, г. Витебск, пр. Фрунзе, 27, Витебский государственынй медицинский университет. - Бекиш В.Я.
астмоидные приступы [1]. Антиген, попадая в организм, вызывает, помимо своего прямого влияния на клетки иммунокомпетентной системы, сложный комплекс нейрогумораль-ных сдвигов. Важными составляющими этого комплекса являются нейромедиаторные и эндокринные реакции [2].
Учитывая важную роль тиреоидных гормонов в регуляции обмена веществ, роста и развития организма, а также длительное течение и высокую распространенность аскаридоза, особенно среди детей, представляет интерес изучение реакции гипофизарно-тирео-
идной системы на сенсибилизацию организма хозяина соматическими белками аскарид.
Целью настоящего исследования явилось изучение гистологической структуры щитовидной железы и секреции гормонов гипофизар-но-тиреоидной системы крыс, трехкратно сенсибилизированных соматическими белками из кожно-мускульного мешка взрослых аскарид.
Методы
Исследования были выполнены на 42 самцах крыс линии Wistar, которые были разделены на две группы (опыт и контроль). Подбор животных для экспериментов проводился с учетом возраста, пола, веса и других морфологических признаков [3].
Соматические белки аскарид получали, используя методику, предложенную Вл.Я. Бе-кишем [4]. Аскарид обоего пола тщательно промывали в 0,9% растворе №0, затем вскрывали, удаляли кишечник и репродуктивные органы. Предварительно измельченные кожно-мускульные мешки замораживали при t = -10°С в колбах объемом 50 мл, после чего проводили лиофильное высушивание на установке «Иней-2» в течение трех часов. Высушенные ткани тщательно растирали в фарфоровой ступке с добавлением 0,9% раствора хлорида натрия. Полученную суспензию гомогенизировали ультразвуком 20-3 0 минут при частоте 20-24 Кгц, а затем центрифугировали в течение 1 часа при 8000 об/мин. Стерилизацию супернатанта проводили, используя бактерицидные капроновые фильтры с размером поры 0,45 мкм. Полученный раствор помещали в стерильные ампулы. Концентрацию белка в растворе определяли биуретовым методом [5] на спектрофотометре СФ-46 при длине световой волны 560 нм (зеленый светофильтр) против холостой пробы с помощью стандартных наборов реагентов производства НТК «Анализ-Х» (г. Минск).
Опытным животным соматические белки аскарид вводили подкожно во внутреннюю поверхность бедра в дозе 50 мкг белка на г массы тела ежедневно в течение трех дней. Контрольной группе вводили 0,9% раствор хлорида натрия в эквивалентном объеме.
Взятие материала для исследования осуществлялось на 7, 14 и 21-е сутки с момента первого введения соматических белков.
Для исключения влияния на результаты исследования циркадных и сезонных биологических ритмов взятие материала у контрольных и экспериментальных животных производили в осеннее-зимний период в одно и то же время суток (с 10 до 11 часов утра). Щитовидную железу удаляли вместе с трахеей. Орган отделяли от прилежащих тканей, фиксировали в 10% растворе формалина. Парафиновые срезы толщиной в 5-7 мкм окрашивали гематоксилин-эозином по стандартной методике. При выборе морфологических критериев оценки функциональной активности щитовидной железы руководствовались работами Г.Г. Автандилова [6], О.К. Хмельницкого и соавт. [7]. На гистологических препаратах изучали форму и размеры фолликулов, состояние коллоида, величину и форму тире-оцитов, а так же их ядер. Учитывали содержание интерфолликулярного эпителия.
Для более объективной оценки состояния щитовидной железы проводили морфометрические измерения с помощью компьютерной системы анализа изображений «Bioscan NT», созданной в лаборатории морфологических методов исследования ЦНИЛ УО «Белорусский государственный медицинский университет».
Функциональные реакции щитовидной железы оценивали по площадям сечения фолликулов, коллоида, фолликулярного эпителия, ядер тиреоцитов, а также по размерам внешнего и внутреннего диаметров фолликулов, высоте тиреоцитов и диаметру их ядер. На основании полученных данных рассчитывали индексы показателей функционального состояния щитовидной железы: индекс накопления коллоида и фолликулярно-коллоидный индекс [7, 8].
Концентрацию гормонов определяли радиоиммунологическим методом, используя наборы реактивов «РИА-ТТГ», «РИО-Т3-ИПР» и «РИО-Т4-ИПР» государственного предприятия «Хозрасчетное опытное производство Института биоорганической химии Национальной академии наук Беларуси».
Полученный цифровой материал обрабатывали методами вариационной статистики на персональном компьютере с использованием программы Microsoft Excel 2002.
Результаты
Введение животным соматических белков из кожно-мускульного мешка Ascaris suum сопровождалось структурными преобразованиями в щитовидной железе, что подтверждалось данными морфометрии. Наиболее значимые изменения наблюдались на 7-е сутки с момента первого введения соматических белков. В этот срок внешний и внутренний диаметры фолликулов, а также площадь их сечения увеличивались на 15%, 37% и 30% (P<0,05) соответственно по сравнению с показателями контроля. При этом наблюдалось достоверное снижение высоты тиреоцитов до 5,1±0,1 мкм против 8,4±0,2 мкм в контроле и их уплощение. Площадь фолликулярного эпителия уменьшалась на 27% (P<0,05). Ядра ти-реоцитов становились темными, компактными и приобретали эллипсоидную форму, их средний диаметр и площадь уменьшались на 26% и 46% (P<0,05) соответственно. Увеличение размеров фолликулов сопровождалось достоверным увеличением площади, занимаемой коллоидом (2534,5±202,4 мкм2 против 1359,3±127,8 мкм2 в контроле).
На 14-й день эксперимента щитовидная железа имела полиморфное строение. На периферии преобладали крупные фолликулы с уплощенным фолликулярным эпителием и овальными гиперхромными ядрами. Коллоид был густой, без признаков резорбции. В центральных участках встречались небольшие фолликулы, выстланные кубическим эпителием с округлыми ядрами и хорошо различимыми ядрышками. В коллоиде просматривались ре-зорбционные вакуоли. Увеличивалось количество интерфолликулярного эпителия. В целом отмечалось снижение размеров фолликулов, уменьшение количества коллоида, увеличение высоты фолликулярного эпителия по сравнению с показателями предыдущего срока. Тем не менее, согласно данным морфомет-рии, функциональная активность щитовидной
железы оставалась ниже показателей контроля. Отмечалось достоверное увеличение внутреннего диаметра фолликулов и площади, занимаемой коллоидом, на 18% и 36% соответственно. Высота тиреоидного эпителия снижалась на 19% и составила 6,8±0,2 мкм против 8,4±0,2 мкм в контроле (P<0,005). Средний диаметр и площадь ядер тиреоцитов оставались ниже контрольных величин на 10% и 21% (P<0,005) соответственно.
К 21-м суткам эксперимента мозаичность в строении щитовидной железы была выражена более отчетливо. В значительном количестве был представлен интерфолликулярный эпителий. Увеличилось число мелких фолликулов. Визуализировалось увеличение высоты фолликулярного эпителия. Как показали морфометрические исследования, практически по всем изученным показателям различия с контролем были не достоверны.
На основании результатов морфометрии были рассчитаны индексы функционального состояния щитовидной железы: фолликулярно-коллоидный индекс и индекс накопления коллоида. Фолликулярно-коллоидный индекс снижался на 7 и 14-е сутки эксперимента на 60% и 40% (P<0,005) и составил 0,4±0,1 и
0,6±0,1 соответственно против 1,0±0,1 в контроле. Динамика индекса накопления коллоида была противоположной. Согласно полученным данным в контроле он составил 2,4±0,2, на 7-й день - 5,5±0,2 и на 14-й день -3,5±0,2, что было на 129% и 46% (P<0,005) выше, чем в контрольной группе.
Трехкратная сенсибилизация хозяина соматическими белками из кожно-мускульного мешка Ascaris suum обусловила уменьшение концентрации тиреотропного гормона гипофиза, трийодтиронина и тироксина на 7-е сутки с момента первого ведения соматических белков аскарид на 32%, 28% и 35% (Р<0,05) соответственно по сравнению с контролем. К 14-у дню концентрации указанных гормонов оставались ниже контрольных величин на 23%, 21% и 27% (Р<0,05) соответственно. На 21-й день опыта показатели тиреотропного гормона гипофиза, трийодтиронина и тироксина достоверно не отличались от контрольных величин, хотя и имели более низкие значения.
Обсуждение
Полученные данные позволяют утверждать, что трехкратная подкожная сенсибилизация крыс соматическими белками паразита в дозе 50 мкг белка на г массы тела вызывает структурные изменения щитовидной железы, которые на 7-е сутки эксперимента проявлялись в виде увеличения площади фолликулов, накопления и уплотнения коллоида, снижения высоты фолликулярного эпителия, площади его ядер, падения фолликулярно-коллоидного индекса и роста индекса накопления коллоида, по сравнению с контролем. Вышеуказанные изменения свидетельствуют о снижении функциональной активности органа.
На более поздних сроках (14 и 21-е сутки) в щитовидной железе развивались реакции компенсаторного типа: увеличивалось количество интерфолликулярных островков, возрастало число мелких активно функционирующих фолликулов, наблюдалась частичная трансформация уплощенного тиреоидного эпителия в кубический. Известно, что фолликулы разных размеров имеют различную скорость йодного обмена, митотический индекс и интенсивность некоторых гистохимических реакций тиреоцитов [9]. Таким образом, в небольших фолликулах поддерживался высокий уровень синтеза и секреции, тогда как в более крупных из них уровень синтетических и секреторных процессов оставался низким.
Наблюдаемая нами структурная реорганизация щитовидной железы является следствием реакции гипоталамо-гипофизарной системы на антигенный стимул. Сенсибилизация организма хозяина антигенами Ascaris suum способствует активации гипофизарно-адренокортикальной системы. Одной из причин стимуляции ее функциональной активности является повышение уровня интерлейкина-6 [10], усиленное производство которого отмечается при активизации макрофагов в ответ на действие воспалительных факторов [11]. Результаты исследований по изучению паразитарного стресса показали, что у подопытных животных при экспериментальном аскаридозе имеется выраженная гипертрофия надпочечников, что сопровождается значи-
тельным усилением стероидогенеза [12]. Стероидные гормоны надпочечников обеспечивают снижение реакции тиротрофов на действие тиротропин-рилизинг фактора, угнетая секрецию тиреотропного гормона гипофиза [13]. Кроме того, глюкокортикоиды способны напрямую тормозить активность нейросекреторных клеток суправентрикулярных ядер гипоталамуса, секретирующих тиротропин-ри-лизинг фактор [10]. Приведенные факты, позволяют объяснить причину, наблюдаемого нами, снижения уровня тиреотропного гормона гипофиза в крови крыс на 7 и 14-е сутки эксперимента. Известно, что морфологическая характеристика щитовидной железы напрямую зависит от уровня тиреотропина [13]. Следовательно, регистрируемые нами структурные изменения в органе можно расценивать как следствие снижения уровня указанного выше гормона. Снижение функциональной активности щитовидной железы, в свою очередь, приводит к уменьшению уровней трийодтиронина и тироксина.
Возможно также, что метаболиты, образующиеся при взаимодействии антигенов аскарид с иммунокомпитентными клетками, способны изменять концентрацию биогенных аминов, которым принадлежит важная роль в регуляции гомеостаза щитовидной железы [14]. Имеются данные, свидетельствующие о снижении йодопоглотительной способности щитовидной железы при подкожном введении экспериментальным животным серотонина [15]. Изменение уровня биогенных аминов в микроокружении фолликулов могло стать еще одной причиной наблюдаемых нами структурных преобразований органа, повлиявших на секрецию трийодтиронина и тироксина.
Заключение
1. Сенсибилизация животных соматическими белками из кожно-мускульного мешка Ascaris suum в дозе 50 мкг белка на г массы тела сопровождается изменением гистоструктуры и морфометрических показателей щитовидной железы, свидетельствующим о снижении ее функциональной активности. Это проявляется в виде увеличения размеров фолли-
кулов, накопления и уплотнения в них коллоида, уплощения тиреоцитов, уменьшения размеров их ядер, падении фолликулярно-коллоидного индекса и росте индекса накопления коллоида.
2. Введение крысам соматических белков из кожно-мускульного мешка аскарид инициирует угнетение функциональной активности гипофизарно-тиреоидной системы и характеризуется уменьшением в сыворотке крови животных концентрации тиреотропного гормона гипофиза, трийодтиронина и тироксина.
3. Максимальное угнетение функциональной активности гипофизарно-тиреоид-ной системы наблюдаются на 7-е сутки эксперимента.
Литература
1. Чистенко, Г.Н. Гельминты и гельминтозы человека /
Г.Н. Чистенко // Бел. мед. журн. - 2004. - №3. -С. 9-14.
2. Громыхина, Н.Ю. Роль макрофагов в процессе фор-
мирования регуляторных связей между иммунной, нервной и эндокринной системами в ходе иммунного ответа / Н.Ю. Громыхина, Л.Г. Крымская,
В. А. Козлов // Успехи физиол. наук. - 1993. - Т. 24, № 1. - С. 59-79.
3. Западнюк, И.П. Лабораторные животные. Разведение,
содержание, использование в эксперименте / И.П. Западнюк, В.И. Западнюк, А.П. Захария. -Киев: Вища школа, 1974. - 303 с.
4. Бекиш, Вл.Я. Мутагенная активность антигенов из тка-
ней аскарид / Вл. Я. Бекиш // Здравоохранение. -1999. - № 6. - С. 140-141.
5. Морозова, Н. А. Определение белка в моче биурето-
вым методом / Н. А. Морозова, Т. А. Барышникова / / Лаборатор. дело. - 1991. - № 2. - С. 23-25.
6. Автандилов, Г. Г. Медицинская морфометрия /
Г. Г. Автандилов. - М.: Медицина, 1990. - 384 с.
7. Хмельницкий, О.К. Щитовидная железа как объект
морфометрического исследования / О.К. Хмельницкий, М.С. Третьякова // Арх. пат. - 1998. - № 4. -С. 47-49.
8. Автандилов, Г. Г. Проблемы патогенеза и патологоа-
натомической диагностики болезней в аспектах морфометрии / Г. Г. Автандилов. - М.: Медицина, 1984. - 288 с.
9. Хмельницкий, О. К. Цитологическая и гистологичес-
кая диагностика заболеваний щитовидной железы: руководство / О. К. Хмельницкий. - СПб., 2002. -
С. 71-76.
10. Щитовидная железа у детей / ред.: А.И. Кубарко [и др.]. - Нагасаки-Минск-Питтсбург, 2002. - 450 с.
11. Regulation of BSF-2/IL-6 production by human mononuclear cells: macrophage-dependent synthesis of BSF-2/IL-6 by T cells / Y. Horii [et al.] // J. Immunol.
- 1988. - Vol. 141. - P. 1529-1535.
12. Максимов, П. И. Гельминтозы в судебно-медицинс-
кой диагностике / П. И. Максимов, Б. А. Астафьев.
- Кишинев: Штиинца, 1984. - 206 с.
13. Щитовидная железа. Фундаментальные аспекты / А. И. Кубарко [и др.]; под ред. А.И. Кубарко и
S. Yamashita. - Минск-Нагасаки, 1998. - 368 с.
14. Gershon, M. D. Biochemical, histochemical and ultrastructural studies of thyroid serotonin, parafollicular and follicular cells during development in the dog / M. D. Gershon, B. E. Blshaw, E. A. Nunez // American J. of Anatomy. - 2005. - Vol. 132, N 1. -P. 5-19.
15. Melander, A. Interactions between catecholamines, 5-hydroxytriptamine and TSH on the secretion of thyroid hormone / A. Melander, F. Sundler // Endocrinology. - 1972. - Vol. 90, N 1. - P. 188-193.
Поступила 07.07.2010 г. Принята в печать 02.09.2010 г.
