CC BY
272
Azhunova Tatyana Alexandrovna, doctor of biological sciences, leading research fellow, department od biologically active substances, Institute of General and Experimental Biology SB RAS, 670047, 6 Sakhy-anova str., Ulan-Ude, [email protected]
Lemza Sergei Vassilyevich, candidate of biological sciences, senior reaserch fellow, department of biologically active substances, Institute of General and Experimental Biology SB RAS. 670047, 6 Sakhyanova str., Ulan-Ude.
Nikolaev Sergei Matveevich, doctor of medical sciences, professor, head of the department of biologically active substances, Institute of General and Experimental Biology SB RAS. 670047, 6 Sakhyanova str., Ulan-Ude.
Tsyrenzhapova Oktyabrina Dashi-Dondobovna, doctor of medical sciences, professor, leading research fellow, laboratory of experimental pharmacology, Institute of General and Experimental Biology SB RAS. 670047, 6 Sakhyanova str., Ulan-Ude.
УДК 615.32: 591.44 © Э.В. Архипова, В.К. Колхир, С.М. Николаев,
Н.С. Кухаренко, С.М. Гуляев, И.М. Дамбаева
ВЛИЯНИЕ СУХОГО ЭКСТРАКТА ЛАПЧАТКИ БЕЛОЙ НА МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ ГИПОТИРЕОЗЕ
В связи с неуклонным ростом заболеваний щитовидной железы остается актуальным поиск новых препаратов растительного происхождения, обладающих тиреотропным действием. В этом аспекте перспективным является разработка препарата на основе экстракта лапчатки белой (Potentilla alba L.). В данной статье рассмотрено влияние сухого экстракта лапчатки белой на течение экспериментального гипотиреоза. В результате проведенных исследований установлено, что экстракт лапчатки белой в дозе 50 мг/кг при пероральном введении оказывает выраженное влияние на тиреоидный статус при экспериментальном гипотиреозе, восстанавливая структуру щитовидной железы.
Ключевые слова: гипотиреоз, гормоны щитовидной железы, экстракт лапчатки белой, структура.
E.V. Arkhipova, V.K. Kolkhir, S.M. Nikolaev, N.S. Kukharenko, S.M. Gulyaev, I.M. Dambaeva
THE INFLUENCE OF THE DRY EXTRACT OF CINQUEFOIL WHITE (POTENTILLA ALBA L.)
ON MORPHOFUNCTIONAL STATE OF THYROID GLAND IN EXPERIMENTAL HYPOTHYROIDISM
In connection with the steady growth of thyroid gland diseases the search of new plant preparations of plant origin having thyroid-stimulating action is still actual. In this aspect the development of preparation on the basis of the extract of Cinquefoil white (Potentilla alba L.) is proposed to be promising. In this article the influence of the dry extract of Cinquefoil white on the course of experimental hypothyroidism has been considered. The result of these researches is revealed that peroral injection of Cinquefoil white in dose 50 mg/kg influences on thyroid status at experimental hypothyroidism and regenerates the structure of thyroid gland.
Keywords: hypothyroidism, thyroid gland hormones, extract of cinquefoil white, structure.
В последнее время проблемы тиреоидологии приобретают особую актуальность. В наибольшей степени на частоту тиреоидной патологии влияет уровень потребления йода населением [3]. В России для более 30% территории характерна природная недостаточность йода, в основном это горные и предгорные районы. У 80% населения на данных территориях наблюдается эндемический зоб. По мировой статистике различными заболеваниями щитовидной железы (повышенная или пониженная функция железы, узловые образования) страдает не менее 3% населения [13]. Высокая распространенность, вовлечение в патологический процесс практически всех органов и систем обусловливают большое медицинское и социальное значение своевременного лечения и профилактики гипотиреоза.
Одним из перспективных растений для профилактики и лечения гипотиреоза является лапчатка белая (Potentilla alba L., сем. Rosaceae). В результате проведенных клинических исследований установлено, что флавоноидные компоненты, полученные из Potentilla alba L., эффективны при коррекции гиперфункции и гипофункции щитовидной железы [2, 4, 5, 8]. В качестве лекарственного сырья используют надземную и подземную части [4, 9]. Подземная часть P. alba L. (корневища с корнями)
содержит углеводы (крахмал), иридоиды, сапонины, фенолкарбоновые кислоты, флавоноиды (кверцетин), дубильные вещества (галлотанин) до 17% в фазу цветения. Надземная часть содержит иридоиды, сапонины, фенолкарбоновые кислоты, флавоноиды (рутин), дубильные вещества до 6%. В листьях обнаружены фенолкарбоновые кислоты (п-кумаровая, эллаговая), флавоноиды (кверцетин, кемпферол, цианидин) [7, 8]. В подземной части обнаружены Со, N1, Ы, К и Р, а содержание 81, А1, 2п, Мп превышает критерий концентрирования элементов для растений в 1.7, 2.5, 3.0 и 4.0 раза, соответственно [8, 11]. Отмечено, что лапчатка белая содержит йод и анион йодистой кислоты.
Целью настоящего исследования явилось определение влияния сухого экстракта из корневищ с корнями лапчатки белой на морфологическое состояние щитовидной железы при экспериментальном гипотиреозе.
Материалы и методы
Исследования проведены в осенне-зимний период 2011-2012 гг. Эксперименты проведены на белых крысах линии *^81аг обоего пола массой 180-200 г. Экспериментальный гипотиреоз воспроизводили путем ежедневного перорального введения мерказолила (Акрихин, Россия) в дозе 10 мг/кг в течение 28 дней [6]. По истечении 28 дней определяли уровень гормонов тироксина (Т4), трийодтиро-нина (Т3), тиреотропного гормона (ТТГ) в крови. По окончании введения мерказолила животным опытной группы внутрижелудочно вводили водный раствор сухого экстракта лапчатки белой в дозе 50 мг/кг 1 раз в день, утром, на протяжении 21 дня. Животные контрольной группы получали дистиллированную воду в аналогичном режиме и эквиобъемном количестве. Через 21 день от начала введения испытуемого средства крыс забивали под легким эфирным наркозом. В крови животных определяли уровень Т4, Т3, ТТГ, щитовидную железу иссекали, фиксировали в 10 %-ном растворе формалина и заливали в парафин. Серийные срезы толщиной 3-4 мкм готовили на микротоме, окрашивали гематоксилин-эозином. Для патоморфологического исследования щитовидной железы использовали алгоритмы гистологического описания по О.К. Хмельницкому [10]. Оценивали: среднюю высоту фолликулярного эпителия (мкм), средний диаметр фолликула (мкм), фолликулярно-коллоидный индекс (ФКИ), митотический индекс, сосудистое русло.
Статистическую обработку полученных данных осуществляли с помощью программы 81ай8йса 6.0 йог Windows.
Результаты исследований
При радиоиммунологическом исследовании сыворотки крови крыс контрольной группы выявлено снижение уровня тиреоидных гормонов по сравнению с данными интактной группы животных. Т4 снизился на 43%, Т3 снизился на 15%, уровень ТТГ увеличился в 6 раз. При этом за физиологический уровень тиреоидных гормонов принимался таковой у интактной группы животных. Снижение индекса дейодирования, свидетельствующее об усилении периферического дейодирования, и одновременно увеличение уровня ТТГ в контрольной группе свидетельствуют о приспособительнокомпенсаторной реакции организма животных в условиях йодного дефицита, направленной на образование более активного гормона щитовидной железы. Таким образом, воспроизведена модель экспериментального гипотиреоза у белых крыс, о чем свидетельствуют показатели уровней тиреоидных гормонов в крови животных.
Курсовое введение исследуемого экстракта в дозе 50 мг/кг приводило к повышению Т4 в 2,9 раза, Т3 - на 40 %, при этом происходило уменьшение уровня ТТГ на 50% по сравнению с аналогичными показателями в контрольной группе животных. Увеличение индекса дейодирования свидетельствует о подавлении периферической конверсии Т4 в Т3. Таким образом, сухой экстракт лапчатки белой повышает функциональную активность щитовидной железы крыс в эксперименте.
Таблица 1
Влияние сухого экстракта лапчатки белой при экспериментальном гипотиреозе у крыс
Показатели Масса тела, г ТТГ, мЕд/л Т3, пмоль/л Т4, пмоль/л Т4/Т3 индекс дейодирования
Интактная, (п=10) 180±12 0,03±0,004 1,94±0,15 13,83±1,25 7,12
Контрольная (мер-казолил), (п=10) 261±11 0,20±0,020 1,65±0,10 7,75±0,68 4,69
Опытная 2 (гипотиреоз + ЭЛБС, 50 мг/кг), п=10 246±09 0,1±0,010* 2,3±0,17* 22,7±1,84* 9,86
* - здесь означает, что различия значимы по сравнению с данными в контрольной группе при Р<0,05; ЭЛБС - сухой экстракт лапчатки белой
При микроскопическом исследовании щитовидной железы у интактной группы крыс (рис. 1, 2) отмечалось типичное фолликулярное строение, видны соединительнотканные перегородки, отделяющие дольки друг от друга. Фолликулы представлены округлой или слегка овальной формы с четкими контурами. Коллоид окрашен в бледно-розовый цвет. Клетки фолликулярного эпителия в основном кубической формы, ядра преимущественно расположены у базальной мембраны тиреоцитов.
Рис. 1. Щитовидная железа интактной крысы. Окра- Рис. 2. Щитовидная железа интактной крысы. Окраска гематоксилин-эозином. Увеличение об.10^ок.10 ска гематоксилин-эозином. Увеличение об.10^ок.10 (100) (100)
На гистологических срезах щитовидной железы контрольной группы животных, получавших мерказолил в течение 28 дней, наблюдается картина, присущая йодной недостаточности. Вследствие развития гипофункции щитовидной железы усиливается тиреотропная функция гипофиза, под влиянием избытка ТТГ тироциты приходят в состояние функциональной активности. Также отмечается наличие фолликулов с фестончатыми краями с высоким фолликулярным эпителием и незначительным количеством коллоида.
Средняя высота тироцита увеличилась на 48%, площадь тироцита увеличилась в 4,6 раза, при этом средний диаметр фолликула уменьшился на 26%, площадь коллоида - на 24% по сравнению с показателями интактной группы. Установлено увеличение числа митозов в ядрах тироцитов. Митозы в основном происходят в клетках экстрафолликулярных островков, которые, как известно, служат резервом для роста тиреоидной ткани. Митотический индекс увеличился в 4,8 раза по сравнению с интактной группой, что свидетельствует об усиленной пролиферации тироцитов. Так, суммарный объем фолликулярного эпителия возрос за счет экстрафолликулярных тиреоидных клеток. Также следует отметить, что активация функции железы сопровождалась интенсивностью кровоснабжения (рис. 3, 4). Расширенные капилляры плотно окружают фолликулы, при этом перифолликулярная гиперемия выражена настолько, что у базальной мембраны отмечается картина непрерывной сосудистой кровеносной сети. Новообразованные сосуды претерпевают перестройку, «отпочковываясь» от
стромальных артерий, увеличивая площадь контакта в системе тироцит-капилляр. Такая картина на фоне йодного дефицита может быть предпосылкой узлообразования, что происходит при эндемическом зобе.
Таблица 2
Морфологические изменения в ткани щитовидной железы при гипотиреозе и при коррекции сухим экстрактом лапчатки белой
Тканевые компоненты щ.ж. Интактная Контрольная (гипотиреоз) Опытная (гипотиреоз + ЭЛБС)
Высота тироцита, мкм 2i,32 і i,G5 3i,5G і i2,3i i6,65 і i,i2*
Диаметр фолликула, мкм i57,32 і 2i,43 ii6,G4 і 9,87 i64,69 і i2,36*
Площадь тироцита, мкм2 2G,73 і i2,32 95,36 і i3,2i 33,5i і i4,35*
Площадь коллоида, %У 49,2G і 3,ii 37,4G і 2,53 42,6i і 3,i4
Фолликулярно-коллоидный индекс (ФКИ), у.е. G,G5 і G,GG2 G,i2 і G,Gi G,G4 і G,GGi*
Митотический индекс (МИ) G,33 і G,G2 i,6G і G,i3 G,89 і G,G4*
* - здесь означает, что различия значимы по сравнению с данными в контрольной группе при Р<0,05; ЭЛБС - экстракт лапчатки белой сухой
Рис. 3. Щитовидная железа крысы контрольной Рис. 4 Щитовидная железа крысы контрольной группы. Окраска гематоксилин-эозином. Увеличение группы. Окраска гематоксилин-эозином. Увеличение об.Шхок.Ю (iGG) об.Ш^ок^ (4GG)
В результате курсового введения сухого экстракта лапчатки белой животным в дозе 5G мг/кг по истечении 2i дня на гистологических срезах щитовидной железы опытной группы крыс отмечается уменьшение гиперпластических процессов в строме органа, коллоид приобретал более светлую окраску, имел однородную консистенцию. Средний диаметр фолликулов увеличивался на 42%, высота тироцитов при этом уменьшалась на 47% по сравнению с данными показателями в контрольной группе. Уменьшение митотического индекса в i,8 раза по сравнению с контролем свидетельствует об уменьшении процессов пролиферации тироцитов. При этом снизилась площадь тироцита на 65%. Также отмечается уменьшение пролиферирующих тироцитов в строме органа, фолликулы приобретают округлую правильную или овальную форму. Эпителий фолликулов приближается к кубическому, средняя высота тироцита уменьшалась на 47% по сравнению с контролем. Уменьшение фолликулярно-коллоидного индекса свидетельствует об уменьшении активности щитовидной железы, что подтверждает уменьшение пролиферации тироцитов.
Рис. 5. Щитовидная железа крысы опытной груп- Рис. 6. Щитовидная железа крысы опытной
пы. Окраска гематоксилин-эозином. Увеличение группы. Окраска гематоксилин-эозином. Увеличение об.10*ок.10 (100) об.10*ок.40 (400)
Заключение
Экспериментальный гипотиреоз характеризуется адаптационно-компенсаторной перестройкой функции и структуры щитовидной железы. При коррекции гипотиреоза сухим экстрактом лапчатки белой наблюдается достоверное повышение уровней трийодтиронина и в большей степени тироксина, снижение тиреотропного гормона. Наряду с этим происходит восстановление морфологической структуры щитовидной железы, уменьшаются пролиферативные процессы, высота и площадь тиро-цита, коллоид приобретает равномерную окраску, фолликулы приобретают правильную округлую форму. Сухой экстракт лапчатки белой оказывает действие на уровне щитовидной железы, стимулируя выработку тироксина и при этом не влияя на периферическое дейодирование тироксина. Данный эффект проявляется благодаря наличию в данном составе производных кофейной кислоты, в частности эллаговой, способных связываться с ТТГ [1]. Данный эффект обусловлен также содержанием фенольных соединений, йода и аниона йодистой кислоты [8], микроэлементов (цинк и селен), присутствие которых необходимо для физиологического функционирования тиреоидных гормонов в организме. Таким образом, экстракт лапчатки белой сухой можно отнести к регуляторам функции щитовидной железы.
Литература
1. Алефиров А.Н. Фитотерапия заболеваний щитовидной железы. СПб., 2008. 152 с.
2. Башилов А.В. Potentilla alba L. - эффективное средство при тиреотоксикозе // Вестник ВГМУ. 2009. Т.8, №3. С.1-9.
3. Велданова М.В., Скальный А.В. Йод - знакомый и незнакомый. М.: ОНИКС 21 век, 2001. 111 с.
4. Захария А.В. Исследования лапчатки белой как перспективного средства для лечения заболеваний щитовидной железы: автореф. дис. ... канд. биол. наук. Львов, 1997. 24 с.
5. Каюкова В.А. Эксперимент с лапчаткой оправдал надежды // Народный доктор. 2004. №16. С.21-28.
6. Пат. 2165648 Российская Федерация, МПК G 09 В 23/28, А 61 К 31/4164. Способ моделирования гипотиреоза / Чугунова Л.Г., Рябков А.Н., Савилов К.В.; заявитель и патентообладатель Рязанский гос.мед.университет. № 97120428/14; заявл. 26.11.1997; опубл. 20.04.2001.
7. Сравнительная оценка видов рода Potentilla L. по углеводному составу надземных органов в условиях Беларуси / Ж. А. Рупасова и др. // Медицинская консультация. 2003.- №2. С.24-26.
8. Семенова Е.Ф., Преснякова Е.В. Химический состав лапчатки белой и применение ее с лечебной целью // Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения. 2001. № 5. С. 32-34.
9. Смык Г.К., Кривенко В.В. Лапчатка белая - эффективное средство для лечения заболеваний щитовидной железы // Фармацевтический журнал. 1975. № 2. С. 58-62.
10. Хмельницкий О.К. Цитологическая и гистологическая диагностика заболеваний щитовидной железы. Руководство. СПб.: СОТИС, 2002. 288 с.
11. Шимко О.М., Хишова О.М., Кухарева Л.В. Поиск новых видов сырья лапчатки // Вестник
фармации ВГМУ. 2008. Т. 42, № 4. С.1-3.
12. Matkowski A. et al. Free radical scavenging activity of extracts obtained from cultivated plants of Potentilla alba L. and Waldsteinia geoides L. // Herba polonica. 2006. Vol.52. №4. Р.44-46.
13. WHO, UNICEF and ICCIDD. Indicators for assessing Iodine Deficiency Disorders and their control through salt iodization. Geneva: WHO / Euro / NUT / 1994.
Архипова Эржена Владимировна, аспирант лаборатории экспериментальной фармакологии ИОЭБ СО РАН, 670047 г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой 6, тел.: 8(3012) 43-47-43, fax 8(3012)433034, e-mail: arkhipova15 @mail.ru
Колхир Владимир Карлович, доктор медицинских наук, профессор, заведующий отделом фармакологии Всероссийского института лекарственных и ароматических растений, 117216, г. Москва, ул. Грина, 7.
Николаев Сергей Матвеевич, доктор медицинских наук, профессор, заведующий отделом биологически активных веществ ИОЭБ СО РАН, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой 6, тел.: 8(3012) 43-34-63, fax 8(3012)433034, e-mail: [email protected]
Кухаренко Наталья Степановна, доктор ветеринарных наук, профессор кафедры морфологии и патологии животных Дальневосточного государственного аграрного университета. 675005, Благовещенск, ул. Политехническая, 8 б.
Гуляев Сергей Миронович, канд. мед. наук, стар. науч. сотр. ИОЭБ СО РАН, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой 6, тел.: 8(3012) 43-34-63, fax 8(3012)433034
Дамбаева Ирина Михайловна, врач лаборатории клинической иммунологии РКБ им. Н.А. Семашко, г. Улан-Удэ.
Arkhipova Erzhena Vladimirovna, postgraduate student, laboratory of experimental pharmacology, Institute of General and Experimental Biology SB RAS. 670047, Ulan-Ude, Sakhyanova str. 6, tel. 8(3012) 4347-43, fax 433034.
Kolkhir Vladimir Karlovich, doctor of medical science, professor, head of the department of pharmacology, All-Russian Institute of Medicinal and Aromatic Plants, 117216, Moscow, Grin str.7.
Nikolaev Sergei Matveevich, doctor of medical sciences, professor, head of the department of biologically active substances, Institute of General and Experimental Biology SB RAS. 670047, 6 Sakhyanova str., Ulan-Ude,tel.: 8(3012) 43-34-63, fax 8(3012)433034, e-mail: [email protected].
Kuharenko Natalya Stepanovna, doctor of veterinary sciences, professor, department of morphology and pathology of animals, Far Eastern State Agrarian University. 675005, Blagoveshchensk, Politekhnicheskaya str., 8b).
Gulyaev Sergei Mironovich, candidate of medical sciences, senior researcher, Institute of General and Experimental Biology, SB RAS, 670047, Ulan-Ude, Sakhyanova str. 6, tel.: (3012)-43-37-13, e-mail: [email protected]
Dambaeva Irina Mikhailovna, doctor of clinical immunology laboratory, N.A. Semashko Republican Clinical Hospital, Ulan-Ude.
