Functional activity of thyroid gland follicular cells after exposure to tartrazine, bone trauma and administration of selenase

全文:

Ежедневно в живой организм должны поступать питательные вещества для поддержания его нормального функционирования. При этом в гонке за покупателем имеет место не только качество продукта, но и его внешний вид [1]. В связи с этим часто используются пищевые красители, одним из которых является тартразин. Учитывая его широкий спектр использования в пищевой промышленности, требуется всестороннее изучение его влияния на разные органы тела человека в разных концентрациях, несмотря на использовании в ГОСТах предельно допустимых доз [2]. Исходное состояние живой системы имеет значение при адаптационных изменениях в организме, связанных с патологиями, в частности с травмами, ограничивающими работоспособность взрослого населения, и влияет на скорость восстановления данной системы [3]. Следует отметить, что одно из важных звеньев в регуляции метаболизма клеток всего организма занимает эндокринная система и, в частности, щитовидная железа. Вектор исследования данного органа направлен на усовершенствование диагностики и лечения, в основном, общеизвестной патологии [4], при этом остается малоизученным направление, связанное с влиянием пищевых добавок, в частности тартразина, на морфофункциональное состояние данного органа. Имеющиеся в литературе экспериментальные данные касательно механизмов действия травмы и тартразина на организм [2] также требуют поиска путей их коррекции.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Определить функциональную активность фолликулярных эндокриноцитов щитовидной железы на электронограммах после употребления тартразина и нанесения травмы большеберцовых костей, а также при использовании корректора – селеназы.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование было проведено на 36 половозрелых крысах самцах. По группам животных распределяли следующим образом:

• - 12 крыс – группа Кн + Дф (крысам в течении 2 месяцев интрагастрально вводили один миллилитр 0,9%-го изотонического раствора NaCl);
• - 12 крыс – группа Ттр + Дф (крысам в течение 2 месяцев аналогичным способом и объеме, как в предыдущей группе, вводили раствор тартразина в дозе 1500 мг/кг);
• - 12 крыс – группа Ттр + Сн + Дф (крысам в течение 2 месяцев аналогичным способом и объеме вводили раствор тартразина в дозе 1500 мг/кг и в/м селеназу в дозе мкг/кг);

После вышеуказанных воздействий каждой крысе наносили травму большеберцовых костей (дырчатый сквозной дефект между проксимальным эпифизом и диафизом, d = 2,2 мм) при помощи стоматологического бора. Протокол исследования по работе с экспериментальными животными был одобрен комиссией по биоэтике ГУ «Луганский государственный медицинский университет им. Святителя Луки» (дата: 25 марта 2022, номер: 2). После декапитации животных на 3-и и 24-е сутки выделяли правую и левую доли щитовидной железы, разрезали на кусочки размером 1 мм³. Фиксацию, проводку и заливку проводили по стандартной методике. Срезы, полученные на ультрамикротоме после контрастирования (использовали уранилацетат и цитрат свинца), изучали под электронным микроскопом с получением фотографий-электронограмм на увеличении ×8000. Для определения функциональной активности фолликулярных эндокриноцитов щитовидной железы использовали разработанный и зарегистрированный автором «Способ оценки функционального состояния тироцитов щитовидной железы» [5], а также программу для ЭВМ [6]. Метод позволяет выбранным в ходе анализа характеристикам структурных компонентов фолликулярных эндокриноцитов (ядро, кариолемма, перинуклеарное пространство, ядрышко, хроматин, шероховатая эндоплазматическая сеть, митохондрии и плазмолемма) присваивать числовые значения, сумма которых в дальнейшем и определяет функциональное состояние фолликулярных эндокриноцитов щитовидной железы на фотографиях-электронограммах (нормальную функцию от 28 до 36 баллов, сниженную функцию от 9 до 20 баллов, повышенную функцию от 21 до 27 баллов или митоз от 7 до 8 баллов). В свою очередь, вышеупомянутая программа позволяет автоматизировать все этапы вышеописанного способа.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В ходе проведенного эксперимента морфологическая картина ультраструктурных компонентов фолликулярных эндокриноцитов в группе Кн + Дф, соответствует гипофункции на 3-и сутки наблюдения при использовании, разработанного автором способа и программы (рис. 1). При этом к 24-м суткам наблюдения функциональное состояние исследуемых клеток восстанавливается до нормальной функции (см. табл.). В группах Ттр + Дф и Ттр + Сн + Дф функциональная активность фолликулярных эндокриноцитов снижена на 3-и и 24-е сутки наблюдения (рис. 1, 2, табл.).

Согласно источникам литературы известно, что травма приводит к развитию оксидативного стресса, что способно вызывать нарушение общеизвестного принципа передачи информации ДНК > матричная РНК > белок [7, 8]. Известно, что при травме совокупность факторов может напрямую снижать синтез гормонов, секретируемых фолликулярными эндокриноцитами, а уровень тиреотропного гормона может уменьшаться или остается неизменным [9]. Согласно литературным данным, в отдаленные сроки после нанесения травмы кости концентрация кальцитонина в крови увеличивается вплоть до полного восстановления целостности костной ткани [3]. При этом в литературе также отмечается, что активность парафолликулярных эндокриноцитов напрямую определяет таковую у фолликулярных эндокриноцитов [10]. Описанное выше позволяет объяснить гипофункцию эпителиоцитов щитовидной железы на 3-и сутки эксперимента и нормальную их функцию на 24-е сутки в группе Кн + Дф.

При анализе литературных данных известно, что употребление пищевого красителя – тартразина – вызывает развитие окислительного стресса через окисление липидов, а также появление молекул, имеющих свободный радикал, а также оказывает повреждающее действие на генетический материал эпителиоцитов и клеток соединительной ткани в экспериментальных условиях [2]. Данное обстоятельство вызывает нарушение биосинтеза белков и их транспорт из гранулярной эндоплазматической сети [7]. Учитывая то, что продуктом фолликулярных эндокриноцитов являются гормоны белковой природы, вышеперечисленное объясняет их гипофункцию на 3-и сутки в группе Ттр + Дф, а к 24-м суткам не происходит восстановление функциональной активности данных клеток.

Рис. 1. Снимки экрана с программой, позволяющей оценить функциональное состояние фолликулярных эндокриноцитов в группах Кн + Дф (а) и Ттр + Дф (б) на 3-и сутки эксперимента (ув. на электронограммах ×8000)

Базируясь на патогенезе воздействия тартразина и травмы в качестве корректора, использовали селеназу. Препарат способен восстанавливать баланс в оксидантно-антиоксидантной системе клетки в сторону последней [11], что позволяет корректировать морфофункциональное состояние поврежденных клеток, вызванное употреблением тартразина и моделированием травмы костей. При этом, несмотря на использование данного препарата в группе Ттр + Сн + Дф на 3-и и 24-е сутки наблюдения выявлялась гипофункция фолликулярных эндокриноцитов, что указывает на то, что восстановление функции эпителиоцитов щитовидной железы после длительного воздействия высоких доз тартразина и травмы не происходит в данные сроки эксперимента.

Рис. 2. Снимок экрана с программой, позволяющей оценить функциональное состояние фолликулярного эндокриноцита в группе Ттр + Сн + Дфна 3-и сутки эксперимента (ув. на электронограмме ×8000)

Морфологические признаки структурных образований фолликулярных эндокриноцитов щитовидной железы и их функциональная активность на 3-и и 24-е сутки, баллы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Нанесение травмы в большеберцовых костях крыс после дву месячного введения физиологического раствора в эксперименте вызывает снижение функциональной активности фолликулярных эндокриноцитов щитовидной железы на 3-и сутки и восстановление функции на 24-е сутки эксперимента.

Длительное использование тартразина в высокой дозе изолированно, а также с применением селеназы с последующим нанесением травмы большеберцовых костей вызывает снижение функции фолликулярных эндокриноцитов на 3-и сутки, которая не восстанавливается до значений контрольной группы к 24-м суткам эксперимента.

作者简介

Vitaly Morozov

编辑信件的主要联系方式.
Email: morozov_v@bsu.edu.ru
ORCID iD: 0000-0002-1169-4285

Candidate of Medical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Human Anatomy and Histology

参考

补充文件

附件文件

动作

1. JATS XML

下载

2. Fig. 1a. Screenshots of the program that allows assessing the functional state of follicular endocrinocytes in the groups Kn + Df (a) and Ttr + Df (b) on the 3rd day of the experiment (magnification on electronograms ×8000) Functional state of thyrocyte: 17 (hypofunction)

下载 (579KB)

索引源数据

3. Fig. 1b. Screenshots of the program that allows assessing the functional state of follicular endocrinocytes in the groups Kn + Df (a) and Ttr + Df (b) on the 3rd day of the experiment (magnification on electronograms ×8000) Functional state of thyrocyte: 14 (hypofunction)

下载 (552KB)

索引源数据

4. Fig. 2. Screenshot of the program that allows assessing the functional state of the follicular endocrinocyte in the Ttr + Sn + Dfna group on the 3rd day of the experiment (magnification on the electronogram ×8000)

下载 (533KB)

索引源数据