CC BY
53
УДК 636.02:612.018:619:615.31
ВЛИЯНИЕ ЙОДИНДУЦИРОВАННОЙ БЛОКАДЫ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ НА ЭКСПРЕССИЮ НАТРИЙ-ЙОДНОГО СИМПОРТЕРА И КАСПАЗЫ-32 В ЯИЧНИКАХ САМОК КРЫС
Н.Л. Басалаева, А.П. Исаев, Е.В. Романова, В.К. Стрижиков, Г.В. Сычугов, А.У. Шахеева
Выявлено, что йодиндуцированная блокада щитовидной железы у самок крыс сопровождается изменениями экспрессии натрий-йодного симпортера и каспазы-32 в яичниках.
Ключевые слова: йодид калия, блокада щитовидной железы, натрий-йодный сим-портер, каспаза-32, яичники, крысы.
Основным средством блокировки щитовидной железы (БЩЖ) при угрозе радиационного заражения остается калия йодид (К1) [6], однако, по мнению некоторых экспертов, возможные побочные эффекты К1 до сих пор систематически не исследованы [2].
Например, общепризнано, что гипотиреоз может спровоцировать нарушение менструального цикла у женщин по типу ановуляции [10]. Однако изучению возможного влияния йодиндуцирован-ной блокады щитовидной железы на репродуктивную функцию не уделялось значительного внимания, а результаты исследований, посвященных антитиреоидным препаратам, разноречивы: имеются данные как о наличии негативного воздействия [5, 7], так и о безопасности антитиреоидной терапии [9].
Проведенное нами ранее исследование гормонов гипофизарно-гонадной системы при йодин-дуцированной блокаде щитовидной железы у самок крыс показало, что у экспериментальных животных наблюдался персистирующий эструс (ПЭ), однако при ребаунд-эффекте полноценной нормализации гормонов репродуктивной сферы не наблюдалось.
Закономерно встал вопрос о точке приложения воздействия йодида калия на репродуктивную систему - гипофиз или яичники?
В опубликованных ранее исследованиях, посвященных влиянию БЩЖ на гипофиз и щитовидную железу [3], проводилось морфометрическое определение экспрессии НИС (как маркера присутствия йода в органах). Так как в литературе имелись данные о влиянии уровня йода в гипофизе на активность гипофизарных каспаз [8], то аналогично исследовалась и экспрессия каспазы-32. Соответственный подход был применен и для яичников.
Целью настоящего исследования, стало изучение влияния йодиндуцированной блокады щитовидной железы на экспрессию НИС и каспазы-32 в яичниках эутиреоидных самок крыс.
Материалы и методы. В эксперименте, выполненном на кафедре анатомии и гистологии
ФГБОУ ВПО «Уральская государственная академия ветеринарной медицины» (зав. кафедрой -профессор В.К. Стрижиков), были использованы 30 беспородных крыс-самок 6-месячного возраста со средней массой 250 ± 30 г. Животные содержались в виварии со стандартным световым режимом (12 ч света и 12 ч темноты (дневная фаза - с 7:00 до 19:00 летнего времени)) и получали стандартный корм и воду.
Эксперимент проводился в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных» (Приложение к приказу Министерства здравоохранения СССР от 12.08.1977 г. № 775). Самки были взяты в опыт в фазы диэструса и метаэструса. 8 животных составили контрольную группу, 7 - 2-ю, по 3 крысы вошло в 1, 3, 4, 5 и 6-ю группы. Анализ цикличности функционирования гонад проводился на основании исследования вагинальных мазков.
Крысам 1-й группы однократно через желудочный зонд вводили йодид калия в дозировке 8 мкг /100 г массы животного на 0,5 мл физиологического раствора (забой был проведен через 24 ч после введения препарата). Животным из 2, 3, 4, 5 и 6-й групп введение КІ было проведено соответственно в течение 1, 2, 3, 4 и 5-го дней. Забой был проведен через 48 ч после введения препарата.
В соответствии с различными временными периодами блокады щитовидной железы, экспериментальные животные были разделены на следующие группы: крысы, забитые через 24 ч после однократного введения йодида калия, составили группу «второй день блокады щитовидной железы» (2-й день БЩЖ). Соответственно, крысы, забитые через 48 ч после однократного введения йодида калия, составили группу «третий день блокады щитовидной железы» (3-й день БЩЖ). Животные, получавшие йодид калия в течение двух дней и забитые через 48 ч после последнего введения, составили группу «четвертый день блокады щитовидной железы» (4-й день БЩЖ). Остальные крысы, получавшие йодид калия в течение трех, четырех и пяти дней и забитые через 48 ч после по-
следнего введения йодида калия, соответственно составили группы: «пятый день блокады щитовидной железы», «шестой день блокады щитовидной железы» и «седьмой день блокады щитовидной железы» (5, 6 и 7-й день БЩЖ).
Животные были подвержены эвтаназии под эфирным наркозом в период с 11 до 13 ч дневной фазы экспериментальных суток.
Морфологический раздел работы был выполнен в Областном патологоанатомическом бюро МЗ Челябинской области (начальник - кандидат медицинских наук Г.В. Сычугов) и кафедре анатомии и гистологии ФГБОУ ВПО «Уральская государственная академия ветеринарной медицины» (зав. кафедрой - профессор В.К. Стрижиков).
Определение экспрессии натрий-йодного симпортера и каспазы-32 в тканях яичников осуществляли стрептавидин-биотиновым методом с помощью поликлональных антител к НИС (1:100 v/v), (Abbiotec, San Diego, CA) и моноклональных антител к каспазе-32 (clone GHM62, 1:50 v/v) (Novoca-stra, Newcastle upon Tyne, UK)). Было исследовано 30 образцов (8 образцов в контрольной группе, 7 -во 2-й и по 3 - в остальных пяти группах). Для визуализации антигенреактивных клеток использовали тест-систему Novostain Universal Detection Kit (Novocastra, Newcastle upon Tyne, UK).
Препараты исследовались с помощью светового микроскопа Axiostar plus (Carl Zeiss Jena, Germany), оснащенного 35 мм фотоаппаратом (Cannon Power Shot A520). Подсчет числа клеток с позитивным (коричневым) иммуногистохимиче-ским окрашиванием проводился при увеличении х 400 по проценту окрашенных клеток (positive area % (PA %)). Результаты подвергались автоматизированному количественному анализу с использованием программного обеспечения BioVision Professional 3.0 (West Medica Handels GmbH, Vienna, Austria).
Комплексный статистический анализ был выполнен с использованием пакета прикладных программ Statistica for Windows 6.0. Достоверность различий между группами вычисляли с помощью t-критерия Стьюдента. Достоверными считали значения при p < 0,05.
Результаты исследования и обсуждение. Результаты исследования экспрессии НИС и каспазы-32 в яичниках крыс при блокаде щитовидной железы приведены на рис. 1, 2.
Экспрессия НИС достоверно поднималась на
3-й день БЩЖ, снижаясь до уровня контроля на 4-й и 5-й дни, имела тенденцию к росту на 6-й день БЩЖ и достоверно снижалась на 7-й, при реба-унд-эффекте.
Экспрессия каспазы-32 была достоверно выше контрольных показателей почти на всем протяжении БЩЖ, поднимаясь со второго дня; однако на третий день БЩЖ наблюдалось кратковременное снижение до норматива. Эти данные совпадают с описанной Silva J. (2013) активацией апоптоза в желтом теле яичников самок крыс при гиперти-
реозе [4], так как йодиндуцированная БЩЖ сопровождается снижением тиреотропного гормона на всем протяжении блокады и кратковременным повышением трийодтиронина на 6-й день блокады, перед ребаунд-эффектом [1].
Сопоставляя полученные данные с результатами ранее опубликованных исследований гормонального статуса, можно заключить, что на 2-й день БЩЖ одновременно с ростом экспрессии каспазы-32 в яичнике снижался прогестерон в крови. На 3-й и 6-й день блокады одновременно повышалась экспрессия НИС в яичнике и ФСГ и ЛГ в крови; снижение экспрессии НИС на 7-й день БЩЖ при ребаунд-эффекте сопровождалось снижением ЛГ.
Однако полной идентичности вариабельности экспрессии каспазы-32 и прогестерона не было выявлено - каспаза-32 однократно снижалась до уровня контрольных показателей на 3-й день БЩЖ, а прогестерон однократно повышался до норматива на 5-й день БЩЖ.
Вариабельность экспрессии НИС в яичнике также имела ряд отличий от характера изменений гипофизарных гонадотропинов: экспрессия НИС снижалась на 4-й и 5-й дни БЩЖ, а ЛГ уменьшился однократно на 5-й день БЩЖ, одновременно с однократным ростом прогестерона.
При сопоставлении изменений экспрессии НИС и каспазы-32 в гипофизе, щитовидной железе и яичниках при БЩЖ можно суммировать, что при начальных периодах развития БЩЖ [3] динамика изменений НИС в яичнике была идентична щитовидной железе (уровень НИС в щитовидной железе также увеличивался только на 3-й день БЩЖ), а вариабельность экспрессии каспазы-32 - гипофизу (в гипофизе также наблюдался скачкообразный рост экспрессии каспазы-32 на 2-й день БЩЖ).
Но при последующих периодах БЩЖ [3] такой идентичности не наблюдалось - в гипофизе экспрессия каспазы-32 снижалась однократно на
4-й день БЩЖ, а в яичнике - на 3-й день. Экспрессия НИС в щитовидной железе снижалась на 5-й день блокады и опускалась ниже нормального уровня на 6-й день блокады, нормализуясь на 7-й день при ребаунд-эффекте. В яичнике экспрессия НИС понижалась до норматива на 4-й и 5-й дни БЩЖ, вырастала на 6-й день и снижалась ниже норматива на 7-й день блокады.
Таким образом, первичная реакция яичника на БЩЖ, вероятно, присутствует в виде активации местного апоптоза. Этот эффект имеет как общие с щитовидной железой и гипофизом, так и индивидуальные особенности: в яичниках на начальных этапах развития БЩЖ активация апоптоза не была синхронна с изменениями маркера содержания йода в тканях - рост экспрессии каспазы-32 (2-й день БЩЖ) предшествовал росту экспрессии НИС (3-й день БЩЖ). В гипофизе и щитовидной железе активация апоптоза была синхронизирована с ростом НИС, но в гипофизе этот эффект наблюдался на 2-й день БЩЖ, а в щитовидной железе - на 3-й [3].
Проблемы здравоохранения
Рис. 1. Динамика изменений экспрессии НИС в яичниках самок крыс при блокаде щитовидной железы:
* р < 0,05 - различия с контрольными данными
Рис. 2. Динамика изменений экспрессии каспазы-32 в яичниках самок крыс при блокаде щитовидной железы:
* р < 0,05 - различия с контрольными данными
Вариабельность вышеназванных показателей в яичниках на протяжении БЩЖ также отличалась индивидуальностью. Основной индивидуальной особенностью реакции яичников на БЩЖ явилась длительная активация апоптоза, не прекратившаяся при ребаунд-эффекте при снижении экспрессии НИС. В гипофизе и щитовидной железе при ребаунд-эффекте экспрессия НИС и каспазы-32 нормализовались.
Литература
1. Особенности влияния многократного применения йодида калия на функциональные параметры гипофизарно-тиреоидной системы самок крыс / Н.Л. Басалаева, C.B. Стрижикова, Г.М. Рахманова, Н.В. Коротеева // Вестник ЮУрГУ. Серия
«Образование, здравоохранение, физическая культура». - 2012. - Вып. 31. - № 21 (280). - С. 63-66.
2. Adverse effects of iodine thyroid blocking. A systematic review / L. Spallek, C. Krille, R. Reiners, S. Schneider // Radiat Prot Dosimetry. - 2012. -Vol. 150 (3). - P. 267-277.
3. Basalaeva, N.L. Iodine-induced thyroid blockade: role of selenium and iodine in thyroid and pituitary glands / N.L. Basalaeva // Biol Ttrace Elem Res. - 2013. - Vol. 154 (2). - P. - 244-254.
4. Effects of hypo- and hyperthyroidism on proliferation, angiogenesis, apoptosis and expression of COX-2 in the corpus luteum of female rats / J. Silva, N. Ocarino, A. Vieira et al. //Reprod Domest Anim. - 2013. - Vol. 48 (4). - P. 691-698.
5. Effect of hypothyroidism on hormone profiles
in virgin, pregnant and lactating rats, and on lactation / M.B. Hapon, M. Simoncini, G. Via, G.A. Jahn // Reproduction. - 2003. - Vol. 126. - P. 371-382.
6. Facing the nuclear threat: thyroid blocking revisited / H. Hanscheid, C. Reiners, G. Goulko et al. // J Clin Endocrinol Metab. - 2011. - Vol. 96 (11). -P. 3511-3516.
7. Hapon, M.B. Short term hypothyroidism affects ovarian function in the cycling rat / M.B. Hapon, C. Gamarra-Luques, G. Jahn // Reproductive Biology and Endocrinology. - 2010. - Vol. 8. - P. 14-25.
8. Iodine concentration and signs of apoptosis
in the thyroid and pituitary of female rats after different single doses of potassium iodide / N.L. Basalaeva, G.V. Sychugov, V.K. Strizhikov, E.N. Mikhailova // Endocr Regul. - 2011. - Vol. 45. - P. 183-190.
9. Is the infertility in hypothyroidism mainly due to ovarian or pituitary functional changes? / L. Armada-Dias, J.J. Carvalho, M.M.D. Breitenbach et al. // Brazilian Journal of Medical and Biological Research. - 2001. - Vol. 34, № 9. - P. 1209-1215.
10. Poppe, K. Thyroid disease and female reproduction / K. Poppe, B. Velkeniers, D. Glinoer // Clin Endocrinol (Oxf). - 2007. - Vol. 66. - P. 309-321.
Басалаева Надежда Львовна, кандидат медицинских наук, соискатель кафедры теории и методики физической культуры и спорта, Южно-Уральский государственный университет, старший инспектор-врач, Региональная Дирекция медицинского обеспечения на Южно-Уральской железной дороге (Челябинск), nadyabas@gmail. com.
Исаев Александр Петрович, заслуженный деятель науки РФ, доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой технологий спорта и системного анализа, Южно-Уральский государственный университет (Челябинск), tmfcs@mail.ru.
Романова Елена Витальевна, соискатель кафедры теории и методики физической культуры и спорта, Южно-Уральский государственный университет (Челябинск), tmfcs@mail.ru.
Стрижиков Виктор Константинович, доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой анатомии и гистологии, Уральская государственная академия ветеринарной медицины (Троицк), conf.usavm.@mail.ru.
Сычугов Глеб Вячеславович, кандидат медицинских наук, начальник, Областное патологоанатомическое бюро Министерства здравоохранения Челябинской области (Челябинск), docsgv@rambler.ru.
Шахеева Альфия Урымбаевна, аспирант кафедры анатомии и гистологии, Уральская государственная академия ветеринарной медицины (Троицк), asiya.shakheeva.86@mail.ru.
Bulletin of the South Ural State University Series “Education, Healthcare Service, Physical Education” _________________________________2013, vol. 13, no. 4, pp. 74-77
THE INFLUENCE OF IODINE INDUCED THYROID BLOCKADE ON NATRIUM-IODIDE SYMPORTER AND CASPASA-32 EXPRESSION IN FEMALE RATS’ OVARIES
N.L. Basalaeva, Regional Directorate for Medical Provision at South Ural Railways, Chelyabinsk,
Russian Federation, nadyabas@gmail.com,
A.P. Isaev, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, tmfcs@mail.ru,
E.V. Romanova, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, tmfcs@mail.ru,
V.K. Strizhikov, Ural State Academy Veterinary Medicine, Troitsk, Russian Federation, conf.usavm.@mail.ru, G.V. Sychugov, Head of Regional Pathology and Anatomy Bureau, HM of Chelyabinsk Region, Chelyabinsk, Russian Federation, docsgv@rambler.ru,
A.U. Shakheeva, Ural State Academy of Veterinary Medicine, Troitsk, Russian Federation, asiya.shakheeva.86@mail. ru
It was revealed that iodine induced thyroid blockade of female rats is accompanied by changes in the expression of natrium iodide symporter and caspasa-32 in ovaries.
Keywords: potassium iodide, thyroid blockade, caspase-32, NIS, ovaries, rats.
Поступила в редакцию 17 сентября 2013 г.
