CC BY
63
© ЕВДОКИМОВА О.В., ГОРОДЕЦКАЯ И.В., 2013
РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОТЕКТОРНОГО ЭФФЕКТА ЙОДСОДЕРЖАЩИХ ТИРЕОИДНЫХ ГОРМОНОВ ПРИ КРАТКОВРЕМЕННОМ ВОЗДЕЙСТВИИ СТРЕССОРОВ РАЗЛИЧНОЙ ПРИРОДЫ
ЕВДОКИМОВА О.В., ГОРОДЕЦКАЯ И.В.
УО ««Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет»,
кафедра нормальной физиологии
Резюме. В опытах на 120 половозрелых белых беспородных крысах-самцах массой 200-250 г установлено, что физический (экспозиция при t 4°С в течение 30 мин), химический (однократное внутрижелу-дочное введение 25% раствора этанола в дозе 3,5 мг/кг) и эмоциональный (свободное плавание в клетке (СПК)) стресс вызывает комплекс изменений (гипертрофию надпочечников, инволюцию селезенки и тимуса, поражение слизистой оболочки желудка). Холодовая экспозиция и СПК, кроме того, повышают физическую выносливость крыс. Введение мерказолила (внутрижелудочно в дозе 25 мг/кг в течение 20 дней) вызывает уменьшение относительной массы селезенки и тимуса, снижает устойчивость животных к физической нагрузке. В условиях воздействия всех стрессоров гипотиреоз ограничивает степень уменьшения относительной массы селезенки и тимуса, препятствует увеличению таковой надпочечников, способствует более существенному поражению слизистой желудка, вызывает падение физической выносливости крыс. Введение L-тироксина в малых дозах (внутрижелудочно 1,5-3,0 мкг/кг в течение 28 дней) само по себе повышает устойчивость животных к физической нагрузке, устраняет изменение стресс-сенситивных органов при физическом и химическом стрессе, ограничивает при эмоциональном; лимитирует степень возрастания физической выносливости животных и предупреждает поражение слизистой желудка. Таким образом, впервые доказана возможность реализации протекторного действия йодсодержащих тиреоидных гормонов при кратковременном воздействии стрессоров различной природы.
Ключевые слова: йодсодержащие гормоны щитовидной железы, острый стресс.
Abstract. In experiments on 120 adult white mongrel male rats with body weight 200-250 g it has been shown that physical (exposure at t 4°C for 30 min), chemical (a single intragastric introduction of 25% ethanol solution at the dose 3,5 mg/kg), and emotional (free swimming in the cage (FSC) for 30 min) stress induces complex changes (hypertrophy of the adrenal glands, spleen and thymus involution, damage of the gastric mucosa). Cold exposure and FSC, in addition, increase physical endurance of rats. Introduction of mercazolil (intragastrally 25 mg/kg for 20 days) causes the decrease in the relative weight of the spleen and thymus, reduces the resistance of animals to exercise. Under the impact of all stressors hypothyroidism limits the degree of reduction in the relative weight of the spleen and thymus, prevents any increase of the adrenal glands, promotes a more significant injury of the gastric mucosa, causes a drop in physical endurance of rats. Administration of L-thyroxin in small doses (intragastrally 1,5-3,0 |ag/kg for 28 days) by itself increases the resistance of animals to exercise, eliminates the changes of stress-sensitive organs under physical and chemical stress, restricts under emotional stress; limits the degree of the increase of physical endurance of animals and prevents gastric mucosa damage. Thus, the possibility to realize the protective action of iodine-containing thyroid hormones under the short-term influence of stressors of different nature has been proved for the first time.
Key words: iodine-containing thyroid hormones, acute stress.
Адрес для корреспонденции: 210023, г.Витебск, пр-т Фрунзе, 27, УО «Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет», кафедра нормальной физиологии. Тел.: 8 (0212) 37-07-54 - Городецкая Ирина Владимировна.
Установлено важное значение йодсодержащих тиреоидных гормонов (ЙТГ) в формировании устойчивости организма в условиях иммобилизации, холодового и теплового воздействий продолжительностью 3 и 6 часов [1, 2]. Раскрыты его механизмы - стимулирующее действие ЙТГ на универсальные механизмы защиты клеток от повреждающих воздействий: синтез антиоксидантных ферментов [3] и экспрессию белков теплового шока [4]. Однако значение ЙТГ в ответной реакции организма при непродолжительном действии стрессоров не изучено.
Цель настоящей работы - доказать возможность повышения ЙТГ общей устойчивости организма в условиях кратковременного воздействия стрессоров различной природы.
Методы
Опыты поставлены в осенне-зимний период на 120 половозрелых белых беспородных крысах-самцах с массой тела 200250 г.
Холодовое воздействие воспроизводили путем помещения крыс в холодовую камеру (t 4°С) на 30 минут, химическое -путем введения этанола (однократно вну-тижелудочно 25% раствор в дозе 3,5 г/ кг массы тела); эмоциональное - путем свободного плавания животных в клетке (СПК). Для этого крыс по 5 особей помещали на 30 минут в пластиковую клетку (50х30х20 см), заполненную водой (t 22°С) на 15 см и закрытую сверху сеткой [5].
Для изменения тиреоидного статуса вводили, с одной стороны, мерказо-лил (внутрижелудочно в 1% крахмальном клейстере в дозе 25 мг/кг в течение 20 дней), с другой - малые дозы L-тироксина (внутрижелудочно в дозе 1,5 - 3,0 мкг/кг в течение 28 дней). Крыс умерщвляли дека-питацией под уретановым наркозом (0,1 г/100 г массы тела).
Общую устойчивость организма оценивали по изменениям относительной массы органов-маркеров стресса, состояния слизистой оболочки желудка (СОЖ)
и физической выносливости животных. Надпочечники, селезенку и тимус извлекали сразу после забоя, освобождали от окружающих тканей и взвешивали. Относительную массу рассчитывали как отношение абсолютной массы органов к массе тела и выражали в мг/г.
Для исследования состояния СОЖ определяли частоту поражения - отношение числа животных, имевших кровоизлияния, к общему количеству крыс в группе и тяжесть, оцениваемую по площади кровоизлияний - в баллах по 4-балльной шкале:
1 балл - площадь поражения 0 - 1,9 мм2, 2 балла - 2 - 3,9 мм2, 3 балла - 4 - 5,9 мм2, 4 балла - 6 - 8 мм2.
Физическую выносливость исследовали по времени плавания крыс с привязанным к основанию хвоста грузом, составлявшим 5% от массы тела.
Статистическая обработка полученных данных была проведена с помощью программы «Статистика 6.0». Поскольку после первоначального определения характера распределения признака (Shapiro-Wilk,s test) было установлено, что оно отличалось от нормального, для сравнения несвязанных совокупностей использовали непараметрический критерий U Манна-Уитни. Количественные параметры представляли в виде Ме (LQ; UQ), где Me - медиана, (LQ; UQ) - интерквартиль-ный интервал: верхняя граница нижнего квартиля (LQ) и нижняя граница верхнего квартиля (UQ). Данные по частоте поражений СОЖ, являющиеся качественными бинарными признаками, представляли в %, а по тяжести, являющиеся качественными порядковыми признаками, - в виде абсолютных частот (числа животных, имевших соответствующие изменения) и относительных частот (процента крыс с данной тяжестью изменений). Статистически достоверными считали различия при р<0,05.
Результаты
У контрольных животных величина относительной массы надпочечников со-
ставила 0,180 (0,150; 0,190) мг/г, селезенки
- 3,110 (2,990; 3,190) мг/г, тимуса - 1,865 (1,790; 1,880) мг/г, время плавания - 11,43 (10,55; 11,87) мин.
Все примененные нами воздействия вызывали изменение относительной массы стресс-сенситивных органов, однако выраженное в различной степени (рис. 1): в наименьшей алкоголь - повышение относительной массы надпочечников на 14% (р<0,05), снижение таковой селезенки и тимуса - на 8% (р<0,001) и 10% (р<0,001). Холодовая экспозиция приводила к увеличению относительной массы надпочечников на 19% (р<0,05), падению относительной массы селезенки на 9% (р<0,001), тимуса - на 13% (р<0,001). Наибольшие изменения со стороны указанных органов вызывал СПК: относительная масса над-
почечников возрастала на 31% (р<0,01) (на 12% (р<0,05) и 17% (р<0,05) больше, чем после физического и химического стресса), относительная масса селезенки снижалась на 14% (р<0,001) (на 5% (р<0,01) и 6% (р<0,001) больше), относительная масса тимуса - на 17% (р<0,001) (на 4% (р<0,01) и 7% (р<0,001) больше). Время плавания крыс после введения алкоголя не изменялось (р>0,05); после холодового воздействия - повышалось на 25% (р<0,001) (на 19% (р<0,001) больше, чем после химического); после эмоционального возрастало особенно значительно - на 35% (р<0,001) (на 10% (р<0,01) и 29% (р<0,001) выше по сравнению с изменением после экспозиции холодом и введения алкоголя) (рис. 1). Поражение СОЖ развивалось после воздействия всех стрессоров, однако также в
Рис. 1. Изменение относительной массы стресс-сенситивных органов и времени плавания животных с измененным тиреоидным статусом при стрессе различного происхождения. Примечания: □, ◊, А - медианы; X - (LQ; и^) - верхняя граница нижнего квартиля и нижняя граница верхнего квартиля; - минимальное и максимальное значения показателя;
| - СПК - вид стрессора; р<0,05 по отношению:
холод,
- алкоголь; |_
* - к контролю; # - к соответствующему стрессу; + - к контролю и соответствующему стрессу; к группе животных, получавших мерказолил; Л - к группе животных, получавших тироксин; группы животных (в каждой по 10 особей): С - «Стресс»;
М+С - «Мерказолил + стресс»; Т+С - «Тироксин + стресс».
различной степени (рис. 2): наименьшее -после физического и химического стресса (у 60% (р<0,05) крыс с тяжестью по 1 или по 2 балла у 3 животных (р<0,05) после холодовой экспозиции и 1 балл у 4 крыс, 2 балла - у 2 (р<0,05) после введения алкоголя); наибольшее после СПК (р<0,05 по отношению к группам «Алкоголь» и «СПК») у 70% животных (р<0,01) с тяжестью 3 балла (р<0,01).
Следовательно, холодовая экспозиция, введение алкоголя и СПК приводят к возникновению «триады стресса»
- увеличению относительной массы надпочечников, снижению таковой селезенки и тимуса, поражению СОЖ. Физический и эмоциональный стресс, кроме того, повышают физическую выносливость крыс. Степень указанных изменений зависит от специфики стрессора: изменение относительной массы стресс-сенситивных органов наименее выражено после введения
К
М+АЖо +
алкоголя, наиболее - после СПК. Наименьшее поражение СОЖ развивается после воздействия физического и химического факторов, наибольшее - после эмоционального, в условиях которого особенно значительно возрастает устойчивость животных к физической нагрузке.
Таким образом, из всех примененных нами воздействий в наибольшей степени устойчивость организма снижает эмоциональный стрессор.
Введение мерказолила не изменяло относительную массу надпочечников (0,190 (0,160; 0,200) мг/г, р>0,05) и приводило к уменьшению таковой селезенки - на 11% (до 2,760 (2,720; 2,850) г/мг, р<0,001) и тимуса - на 12% (до 1,645 (1,600; 1,680) мг/г, р<0,001), падению времени плавания животных - на 16% (до 9,55 (8,94; 10,08) мин, р<0,01). Наблюдавшиеся кровоизлияния в СОЖ - у 20 % крыс с тяжестью поражения 1 балл - достоверно не отличались от контроля (р>0,05).
К
М+АЛК о н<
площадь поражения, баллы частота поражения, %
Рис. 2. Влияние йодсодержащих тиреоидных гормонов на частоту и тяжесть поражения слизистой оболочки желудка при стрессе различного происхождения: р<0,05 по отношению: * - к контролю; # - к стрессу; + - к контролю и стрессу;
° - к группе животных, получавших мерказолил.
Группы животных (в каждой по 10 особей): К - «Контроль»; ХОЛ - «Холод»;
АЛК - «Алкоголь»; СПК - «Свободное плавание в клетке»; М - «Мерказолил»; М+ХОЛ - «Мерказолил+холод»; М+АЛК - «Мерказолил+алкоголь»; М+СПК -«Мерказолил+свободное плавание в клетке»; Т - «Тироксин»; Т+ХОЛ - «Тироксин+холод»; Т+АЛК - «Тирокин+алкоголь»; Т+СПК «Т+свободное плавание в клетке».
Следовательно, в условиях экспериментального гипотиреоза развиваются сходные со стрессорными изменения со стороны изученных нами лимфоидных органов и падает физическая выносливость животных.
При стрессе у крыс, получавших мерказолил, в отличие от стрессирован-ных эутиреоидных относительная масса надпочечников не возрастала (по отношению к группе «Мерказолил», р>0,05); относительная масса селезенки и тимуса снижалась, однако менее выраженно: после холодового воздействия - на 4% (р<0,001) и 8% (р<0,001) (на 5% меньше); после введения алкоголя - на 3% (р<0,05) и 6% (р<0,05) (на 5% и 4% меньше), после СПК - на 8% (р<0,001) и 12% (р<0,001) (на 6% и 5% меньше). Время плавания не возрастало, как это имело место при стрессе у эутиреоидных крыс, а падало: после холодового воздействия - на 10% (р<0,01), после химического - на 19% (р<0,001), после эмоционального - на 24% (р<0,001). Поражение СОЖ наблюдалось в условиях всех воздействий: после экспозиции холодом - у 80% животных (р<0,01) с тяжестью 2 балла у 5 крыс, 3 балла - у 3 (р<0,01); после введения алкоголя - у 80% (р<0,01) с тяжестью 2 балла у 6 животных, 3 балла - у
2 (р<0,01); после СПК - у 90% (р<0,01) с тяжестью поражения 3 балла у 2 крыс и 4 балла - у 7 (р<0,001).
В результате по отношению к контролю у гипотиреоидных животных, перенесших воздействие стрессоров, относительная масса надпочечников была такой же (р>0,05), селезенки ниже - на 15% (р<0,001), 14% (р<0,001) и 19% (р<0,001), как и относительная масса тимуса - на 20% (р<0,001), 18% (р<0,001) и 24% (р<0,001), и время плавания - на 26% (р<0,001), 35% (р<0,001) и 40% (р<0,001) после холодового стресса, введения алкоголя и СПК. Частота поражения СОЖ в группах «Мерказолил+холод» и «Мерказолил+алкоголь» была в 8 раз, а в группе «Мерказолил+СПК» - в 9 раз выше, чем в контроле (р<0,01).
По сравнению со стрессом у эути-реоидных животных у гипотиреоидных
после всех воздействий (физического, химического и эмоционального) относительная масса стресс-сенситивных органов была меньшей: надпочечников - на 33% (р<0,001), 17% (р<0,05) и 28% (р<0,001); селезенки - на 6% (р<0,001), 6% (р<0,001) и 5% (р<0,01); тимуса - на 7% (р<0,001), 8% (р<0,01) и 7% (р<0,05), как и время плавания крыс - на 51% (р<0,001), 41% (р<0,001) и 75% (р<0,001). Частота поражения СОЖ не отличалась от таковой у эутиреоид-ных крыс, подвергнутых стрессу, однако тяжесть поражения была большей и после воздействия холода (р<0,05), и после введения алкоголя (р<0,05), и после СПК (р<0,01).
Следовательно, при стрессирова-нии гипотиреоидных животных в отличие от стресса у эутиреоидных не происходит увеличения относительной массы надпочечников, ослабляется падение относительной массы селезенки и тимуса, развивается большее поражение СОЖ и снижается устойчивость животных к физической нагрузке.
Относительная масса надпочечников, селезенки и тимуса после введения малых доз L-тироксина не изменялась и составила: 0,165 (0,140; 0,180) мг/г, 3,065 (3,000; 3,170) мг/г, 1,850 (1,790; 1,870) мг/г, р>0,05. Вместе с тем время плавания крыс увеличивалось на 17% (до 13,43 (11,92; 13,98) мин, р<0,01).
После воздействия физического и химического факторов на животных, получавших L-тироксин, в отличие от стрес-сированных без него, относительная масса стресс-сенситивных органов и время плавания не изменялись (по отношению к группе «Тироксин», р>0,05). После эмоционального стресса относительная масса надпочечников и время плавания возрастали в меньшей степени, чем после такого же воздействия без L-тироксина, - на 25% (р<0,05) (на 6% меньше) и 9% (р<0,05) (на 26% меньше). Относительная масса селезенки и тимуса также снижалась меньше - на 4% (р<0,01) (на 10% меньше) и 5% (р<0,01) (на 12% меньше). Поражение СОЖ во всех группах достоверно не отли-
чалось от группы «Тироксин» и после физического, химического и эмоционального воздействий характеризовалось частотой
- 10%, 10% и 40% животных (р>0,05), тяжестью - 1 балл, 1 балл и 2 балла соответственно (р>0,05).
В результате по отношению к контролю у животных, получавших Ь-тироксин и подвергшихся экспозиции холодом или введению алкоголя, относительная масса надпочечников, селезенки и тимуса была такой же (р>0,05), время плавания было большим - на 22% (р<0,001) и 19% (р<0,001). После СПК относительная масса надпочечников и время плавания были ниже - на 17% (р<0,05) и 26% (р<0,001), относительная масса селезенки и тимуса, напротив, выше - на 5% (р<0,01) и 6% (р<0,01). Частота и тяжесть поражения СОЖ в группах «Тироксин+холод», «Тироксин+алкоголь» и «Тироксин+СПК» не отличались от контроля (р>0,05).
По сравнению со стрессом у крыс, не получавших Ь-тироксин, после стресса у получавших его, относительная масса надпочечников была меньшей: после физического, химического воздействия и СПК - на 22% (р<0,05), 11% (р<0,05) и 14% (р<0,05). Относительная масса селезенки и тимуса в указанных группах животных, напротив, была больше - на 4% (р<0,05) и 7% (р<0,01) после экспозиции холодом; на 6% (р<0,05) и 9% (р<0,001) после введения алкоголя; на 9% (р<0,001) и 11% (р<0,001) после СПК. Время плавания животных после холодовой экспозиции было таким же (р>0,05), тогда как после введения алкоголя - большим на 13% (р<0,05), а после эмоционального воздействия - меньшим на 9% (р<0,05). Частота поражения СОЖ была в 6 раз меньше (р<0,05) после физического и химического стресса, тогда как после эмоционального - такой же (р>0,05). Однако в условиях последнего воздействия тяжесть поражения была меньше (р<0,05), как и в условиях действия других стрессоров (р<0,05).
Следовательно, введение Ь-тирокси-на повышает физическую выносливость животных и ограничивает ее возрастание, а также устраняет поражение СОЖ при
всех воздействиях; предупреждает повышение относительной массы надпочечников и снижение таковой селезенки и тимуса в условиях физического и химического стресса и лимитирует их в условиях эмоционального.
Обсуждение
Непродолжительное воздействие физического (холодового), химического (введение алкоголя), эмоционального (СПК) факторов вызывает появление характерных для стресса вегетативных изменений: увеличение относительной массы надпочечников, падение таковой селезенки и тимуса, поражение СОЖ, а также повышает физическую выносливость животных (за исключением химического стрессора). Подавление функции щитовидной железы мерказолилом per se вызывает уменьшение относительной массы селезенки и тимуса, а также снижает устойчивость животных к физической нагрузке. В условиях всех примененных воздействий экспериментальный гипотиреоз препятствует увеличению относительной массы надпочечников, ограничивает степень уменьшения относительной массы селезенки и тимуса, обусловливает более существенное поражение СОЖ и вызывает падение физической выносливости животных, что указывает на значительное снижение устойчивости организма в этих условиях. Малые дозы L-тироксина, сами по себе повышающие устойчивость крыс к физической нагрузке, устраняют изменение относительной массы стресс-сенситивных органов при воздействии холода и введении алкоголя, ограничивают его при СПК, а также лимитируют степень возрастания физической выносливости животных и предупреждают поражение СОЖ в условиях всех примененных воздействий, что свидетельствует о повышении общей резистентности организма под их влиянием.
Заключение
Таким образомрезультаты исследования впервые доказывают реализацию
защитного влияния ЙТГ при кратковременном воздействии стрессоров различной природы.
Литература
1. Роль локальных стресс-лимитирующих систем миокарда в протекторном кардиальном эффекте малых доз тиреоидных гормонов при иммобилизационном стрессе у крыс / И. В. Городецкая [и др.] // Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. - 2000. - Т. 86, № 1. - С. 62-67.
2. Городецкая, И.В. Уменьшение тиреоидными гормонами интенсивности общего адаптационного синдрома при антагонистических стрессах // Здравоохранение. - 2000. - № 7. - С. 25-28.
3. Божко, А.П. Ограничение стрессорной активации перекисного окисления липидов малыми дозами тиреоидных гормонов / А.П. Божко, И.В. Городецкая, А.П. Солодков // Бюл. экс-перим. биол. мед. - 1990. - Т. 109, № 6. - С. 539-541.
4. Значение тиреоидных гормонов в стрессинду-цированном синтезе белков теплового шока в миокарде / И.В. Городецкая [и др.] // Бюл. экс-перим. биол. мед. - 2000. - Т. 130, № 12. - С. 617-619.
5. Манухина, Е.Б. Влияние различных методик стрессирования и адаптации на поведенческие и соматические показатели у крыс / Е.Б. Ма-нухина, Н.А. Бондаренко, О.Н. Бондаренко // Бюл. эксперим. биол. мед. - 1999. - Т. 129, № 8. - С. 157-160.
Поступила 11.02.2013 г. Принята в печать 07.06.2013 г.
Сведения об авторах:
Евдокимова О.В. - аспирант кафедры нормальной физиологии УО «ВГМУ», Городецкая И.В. - д.м.н., профессор кафедры нормальной физиологии УО «ВГМУ».
