MORPHOFUNCTIONAL CHARACTERISTICS OF THYROID GLAND OF MALE WISTAR RATS IN CASE OF PROLONGED ALCOHOL CONSUMPTION UNDER THE CONDITIONS OF VOLUNTARY INTAKE

Full Text

Одним из многочисленных внешних факторов, вызывающих нарушения функциональной активности нейроэндокринной системы, является хроническое употребление алкоголя. Влияние этанола на гормональный статус достаточно хорошо изучено. Роль промежуточного звена между факторами внешней среды и наследственной предрасположенностью к алкоголизму играет щитовидная железа [4, 6]. Одним из ключевых моментов возникновения и формирования алкогольной зависимости является повышение секреции кортикотропин-рилизинг-фактора, которое приводит к увеличению уровня кортикостероидов в крови и усилению экспрессии глюкокортикоидных рецепторов [9]. Несмотря на большое количество ра бот, указывающих на значительную роль алкоголя в формировании соматической патологии, в литературе нет единого мнения о направленности влияния алкоголя на щитовидную железу [13, 16, 22, 25]. Потребление алкоголя приводит к дисбалансу в системе эндокринной регуляции, что в последующем может вызвать развитие различных патологических процессов в органах эндокринной системы. Влияние алкоголя на морфофункциональное состояние щитовидной железы осуществляется через печень, которая, являясь основным органом-мишенью для алкоголя, играет важнейшую роль в регуляции метаболизма гормонов щитовидной железы, синтезе и дейодинации Т3 и Т4, синтезе тироксин-связывающих белков и т.д. Ал 22 Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова, № 2, 2013 г. коголь, оказывая токсическое, повреждающее действие на печень, способствует снижению уровня Т3 и Т4 в крови, а сами тиреоидные гормоны, влияя на активность АДГ, изменяют скорость элиминации алкоголя [12, 24]. В большинстве экспериментальных работ, посвященных исследованию влияния алкоголя на организм и его гомеостатические системы, животные получали раствор этанола принудительно либо путем интрагастрального введения, либо употребления раствора этанола различной концентрации в отсутствие питьевой воды в качестве альтернативы [8, 10, 21]. Указанные экспериментальные подходы к моделированию хронической алкогольной интоксикации не адекватны, так как применяемые методы введения алкоголя оказывают выраженное стрессорное воздействие. Использование метода употребления животными алкоголя в условиях свободного выбора между питьевой водой и алкоголем, позволяет учитывать индивидуальные особенности организма [2, 3], что дает возможность более объективно экстраполировать данные, полученные в эксперименте, на человека. Целью данной работы было изучение морфофункционального состояния щитовидной железы самцов крыс Вистар в зависимости от дозы потребленного алкоголя в условиях его свободного выбора. Материал и методы Работа была выполнена на 40 самцах крыс Вистар массой тела 220-240 г. Экспериментальное исследование проводилось в соответствии с правилами работы с экспериментальными животными, которые представлены в «Международных рекомендациях по проведению медикобиологических исследований с использованием животных» (1985) и приказе МЗ РФ № 267 от 19.06.2003 г. «Об утверждении правил лабораторной практики». На проведение экспериментов было получено разрешение Комиссии по биоэтике НИИ морфологии человека РАМН. Методом случайного отбора были сформированы следующие группы: контрольная, в которой интактные животные содержались в стандартных условиях вивария, получали стандартный пищевой рацион и питьевую воду ad libitum (n=10) и подопытная - крысы, потреблявшие алкоголь в условиях свободного выбора (n=30). На протяжении 2 месяцев все подопытные животные, содержались индивидуально в клетках, в которых было по 2 поилки-с питьевой водой и с 15%-ным раствором этанола. Потребление воды и этанола регистрировалось ежедневно в 10 ч утра в течение 2 мес. После окончания эксперимента, животных выводили из эксперимента передозировкой диэтилового эфира для предотвращения развития болевого стресса. Проводили забор щитовидной железы и крови из сердца в течение 3-4 минут после эвтаназии. Концентрацию ТТГ, Т3 и Т4 в плазме крови измеряли ИФА методом, с помощью наборов DBC (Канада). Выделенную щитовидную железу фиксировали в фиксаторе Буэна и после стандартной обработки заливали в парафин. Гистологические срезы правой доли щитовидной железы окрашивали гематоксилином и эозином. При помощи морфометрической программы AxioVision 4.7.2, измеряли высоту тироци-тов и площадь фолликулов. Объемную плотность эпителия, коллоида и стромы оценивали методом точечного счета с применением 100-клеточной тест-сетки [1, 5]. Полученные цифровые данные обрабатывали методами параметрического или непараметрического анализа при помощи программы «Statisica 6.1», после определения характера распределения вариант методом Колмогорова-Смирнова. Сравнение групп проводили, соответственно, по t-критерию Стьюдента или по U-критерию Манн-Уитни. Статистически значимыми считали результаты при p < 0,05. Результаты и их обсуждение Было установлено, что животные потребляли 15-%-ный раствор этанола в различных количествах от 2 до 36 мл, однако индивидуальные дозы сохранялись на протяжение всего эксперимента (2 месяца) достаточно стабильно. Для удобства анализа нами были выделены 3 группы: I с малым потреблением (от 0 до 9 мл/сут), II со средним (от 10 до 19 мл/сут) и III с 23 Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова, № 2, 2013 г. высоким (от 20 до 35 мл/сут) потреблением алкоголя. В пересчете на абсолютный этанол это составляло в среднем: I группа 3,14±0,19 г/кг в сутки, II группа -7,23±0,54 г/кг в сутки и III группа -13,51±1,12 г/кг в сутки. Дальнейший анализ изменений гормонального статуса и морфофункционального состояния щитовидной железы подопытных животных, потреблявших алкоголь, проводили в соответствии с тремя выделенными группами. Уровень ТТГ был статистически значимо повышен у крыс с низким и средним уровнем потребления алкоголя, в группе с высоким уровнем потребления он оставался на уровне значений контрольной группы. Что же касается гормонов щитовидной железы, то оказалось, что концентрация как Т3, так и Т4, была понижена в группе со средним потреблением этанола по сравнению с контролем (табл. 1). Щитовидная железа у крыс Вистар контрольной группы и крыс, потреблявших алкоголь в условиях свободного выбора, имела характерную дольчатую структуру и состояла из фолликулов округлой, овальной и угловатой формы. Стенка фолликулов была образована ти-роцитами кубической формы, расположенными на базальной мембране. Ядра тироцитов имели округлую форму, хроматин распределялся гомогенно и окрашивался базофильно, а цитоплазма окси-фильно. В полости фолликулов располагался оксифильный коллоид. В межфол-ликулярной рыхлой соединительной ткани выявлялись интерфолликулярные клетки. Характерной особенностью щитовидной железы была выраженная неоднородность фолликулов. На периферии они были крупнее, часто неправильной формы с растянутыми стенками, образованными уплощенным эпителием. Периферические тироциты содержали более мелкие, чем в центральных долях, ядра, многие из которых имели веретеновидную форму. Разжиженный интрафолликулярный коллоид содержал вакуоли резорбции, придававшие им фестончатый вид. Морфометрические показатели гистоструктуры центральной и периферической зон щитовид ной железы нормальных крыс представлены в таблице 2. Потребление крысами алкоголя в течение 2 мес., независимо от его количества, приводило к статистически значимому увеличению массы щитовидной железы и увеличению массы тела во всех группах. В группе животных с низким потреблением алкоголя отмечалось статистически значимое уменьшение высоты тироцитов, как в центральной, так и в периферической зонах, уменьшение площади фолликулярного эпителия в расчете на фолликул в центральной зоне и увеличение объемной плотности коллоида. Следует отметить, что в периферических фолликулах происходило увеличение площади ядер тироцитов и отношения площади фолликулярного эпителия к площади фолликула (табл. 3). Изменения гистоструктуры щитовидной железы у крыс, потреблявших средние и большие количества алкоголя, были сходными. Высота тироцитов и площадь их ядер были статистически значимо выше показателей контрольной группы как в центральных, так и в периферических фолликулах. Увеличение площади периферических фолликулов наблюдалось у крыс, потреблявших средние количества алкоголя, увеличение площади фолликулярного эпителия на один фолликул и объемной доли коллоида - в группах со средним и высоким потреблением алкоголя. Морфометрические показатели гистоструктуры центральных и периферических областей железы в зависимости от количества потребляемого алкоголя, приведены в таблицах 3 и 4. Полученные данные о влиянии потребления алкоголя на функциональное состояние щитовидной железы согласуются с литературными клиническими [14, 18] и экспериментальными [11, 15, 17] данными. В клинических работах у алкоголиков отмечалось снижение уровня, как свободного, так и связанного Т3 и Т4 [19, 23]. Однако в работе Heinz A. et al. [18] отмечали колебания концентрации гормонов щитовидной железы в крови: уровень тироксина и тироксин-связывающего гло- 24 Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова, № 2, 2013 г. Таблица 1 Концентрация ТТГ, Т3 и Т4 у интактных самцов крыс Вистар и потреблявших различные дозы алкоголя в условиях свободного выбора [Me (0,25L; 0.75U)]_ Г руппы наблюдений Г ормоны Контрольная Потребление алкоголя Низкое Среднее Высокое Тиреотропный гормон (ТТГ) 0,43 (0,41; 0,53) 0,55 (0,54; 0,76) р=0,042584 0,63 (0,55; 0,76) p=0,035735 0,45 (0,42; 0,61) p=0,1330 Тироксин (Т4) 34,11 (32,83; 44,37) 35,42 (29,21; 0,34) р=0,9223 22,68 (18,35;27,41) p=0,0084 25,85 (22,72; 31,95) p=0,0100 Трийодтиронин(Т3) 4,60 (4,21; 5,05) 4,2 (3,73; 5,10) р=0,3253 3,83 (3,42 ; 4,32) p=0,0128 4,54 (4,15; 5,25) р=0,9581 Примечание: сравнение поводились с соответствующими контрольными группами. Таблица 2 Сравнение величин морфометрических показателей центральной и периферической _зон щитовидной железы интактных самцов крыс Вистар_ Морфометрические параметры, ед. измерения Центральная зона Периферическая зона Статистическая значимость р Площадь ядер (мкм2) М± SE 20,25 ± 0,16 14,15 ± 0,33 р = 0,0001 Высота эпителия (мкм2) М± SE 7,44 ± 0,14 6,58 ± 0,14 р = 0,0001 Площадь фолликулов (мкм2) Me (25L; 75U) 6410,42 (4256;9258) 5953,53 (4545;7672) р= 0,00025 Площадь интрафол-ликулярного коллоида (мкм 2) Me (25L; 75U) 4007,89 (2754;5894) 4387,44 (2929;5934) р= 0,0001 Площадь фолликулярного эпителия (мкм 2) Me (25L; 75U) 2297,56 (1709;3576) 3846,65 (2906;4355) р < 0,0001 Объемная доля эпителия (%) Me (25L; 75U ) 30,64 (27;34) 49,28 (45;53) р < 0,0001 Объемная доля коллоида (%) Me (25L; 75U) 50,18 (44;58) 53,52 (50;57) р < 0,0001 Таблица 3 Морфометрические показатели центральной зоны щитовидной железы у крыс контрольной группы и потреблявших различные дозы алкоголя _в условиях свободного выбора [Me (0,25L; 0.75U), M ± SE]_ Г руппы наблюдений Морфометрические параметры Контрольная Потребление алкоголя Низкое Среднее Высокое Масса железы (мг), Me (25L; 75U) 24,15 (21;26) 28,78 (26;30) р = 0,0370 29,33 (23;29) р = 0,0034 28,25 (24;33) р = 0,0139 Площадь ядер (мкм2) М± SE 20,36 ± 0,16 19,86 ± 0,46 р = 0,29 24,89 ± 0,33 р = 0,00001 24,15 ± 0,29 р = 0,00001 Высота тироцитов (мкм), М± SE 9,5 ± 0,13 7,68 ± 0,26 р = 0,00002 10,82 ± 0,17 р = 0,00005 9,91 ± 0,14 р = 0,0331 Площадь фолликулов (мкм 2), Me (25L; 75U ) 2464,89 (2010; 2880) 2440,54 (1970;3072) р >0,05 2583,37 (1997;3196) р >0,05 2354,99 (1957;3020) р >0,05 Площадь интрафолли-кулярного коллоида (мкм 2), Me (25L; 75U) 764,53 (639;1193) 1140,41 (865;1486) p=0.0025 5) 35 ,3 2 00 7^ 1 4; 93 (6 9) 1 2 ,1 2 72 85 (6 Площадь фолликуллярного эпителия (мкм2), Me (25L; 75U) 1524,91 (1366;1804) 1402,68 (976;1798) р = 0,0218 1591,05 (1324;1892) 1488,29 (1263;1897) Объемная доля эпителия (%) Me (25L; 75U ) 65,28 (59;72) 65,94 (63;68) р >0,05 69,54 (64;72) р >0,05 67,37 (63;70) р >0,05 Объемная доля коллоида (%) Me (25L; 75U ) 24.35 (20;31) 33,61 (30;36) р = 0,003 23,47 (20;27) р >0,05 21,52 (19;24) р >0,05 Примечание: проводилось сравнение статистических параметров животных подопытных групп с аналогичными параметрами животных контрольной группы 25 Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова, № 2, 2013 г. Таблица 4 Морфометрические показатели периферической зоны щитовидной железы крыс контрольной группы и потреблявших различные дозы алкоголя в условиях свободного выбора [Me (0,5L; 0.5U), M ± SE] Группы наблюдений Морфо метрические параметры Контрольная Потребление алкоголя Низкое Среднее Высокое Площадь ядер ( мкм 2), М± SE 14,05 ± 0,25 15,51 ± 0,33 р = 0,000284 23,45 ± 0,32 р = 0,000012 22,92 ± 0,29 р = 0,000001 Высота тироцитов ( мкм), М± SE 7,44 ± 0,14 6,58 ± 0,14 р = 0,0105 11,99 ± 0,27 р = 0,000001 10,98 ± 0,18 р = 0,00001 Площадь фолликулов (мкм 2) Me (25L; 75U) 6410,42 (4256;9258) 5953,53 (4545;7672) р >0,05 7318,51 (6001;10301) р = 0,013 7207,82 (5429;8844) р >0,05 Площадь интрафоллику-лярного коллоида (мкм2) Me (25L; 75U) 4007,89 (2754;5894) 4387,44 (2929;5934) р >0,05 4266,65 (3215;6272) р >0,05 3769,92 (2591;4694) р >0,05 Площадь фолликулярного эпителия (мкм2) Me (25L; 75U) 2297,56 (1709;3576) 3846,65 (2906;4355) р = 0,001 3258 (2701;4120) р = 0,001 3185,63 (2679;3816) р = 0,004 Объемная доля эпителия (%) Me (25L; 75U ) 30,64 (27;34) 49,28 (45;53) р >0,05 53,75 (46;57) р >0,05 55,11 (51;61) р >0,05 Объемная доля коллоида (%) Me (25L; 75U) 50,18 (44;58) 53,52 (50;57) р >0,05 37,58 (32;42) р = 0,0001 40,47 (35;45) р = 0,0075 Примечание: производилось сравнение статистических параметров животных подопытных групп с аналогичными параметрами животных контрольной группы булина у алкоголь-зависимых пациентов были снижены, в то время как уровень трийодтиронина не отличался от такового у лиц контрольной группы. Подобное снижение уровня гормонов щитовидной железы происходит либо за счет возможного усиления их поглощения в тканях, либо усиления связывания гормонов белками. В одной из работ [26] показано, что гормоны щитовидной железы являются мощными обратимыми ингибиторами окисления этанола, катализируемого ал-когольдегидрогеназой печени. Ингибирование активности АДГ гормонами щитовидной железы может иметь значение не только в регуляции катализа этанола, но и в метаболизме дофамина, норадреналина и серотонина. Возможной причиной снижения уровня Т3 и Т4 может являться прямое токсическое воздействие этанола на гормонопоэтическую функцию щитовидной железы [14], вследствие чего развивается компенсаторная активация гипо-таламо-гипофизарно-тиреоидной системы. Кроме того, имеются сведения о сни жении потребления алкоголя под влиянием тиротропин-рилизинг гормона. Этот эффект используется в клинической наркологической практике [17]. Выводы Таким образом, при потреблении алкоголя в условиях свободного выбора уровни тиреотропного гормона, тироксина и трийодтиронина в плазме крови изменялись в зависимости от дозы. Концентрация ТТГ увеличивалась у животных, потреблявших малые и средние дозы, оставаясь в пределах нормы у животных в группе с высоким потреблением. Концентрация тироксина была снижена в группах со средним и высоким потреблением алкоголя, трийодтиронина - только в группе со средним уровнем потребления. Выявлены зональные структурные различия щитовидной железы у интактных самцов Вистар, которые заключались в том, что в центральных зонах фолликулы были более однородной формы и размеров, значительно меньших, чем на периферии и содержали более высокие тироциты с круп 26 Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова, № 2, 2013 г. ными светлыми ядрами и более густым коллоидом. Алкоголь в условиях свободного выбора оказывал выраженное активирующее действие на щитовидную железу, независимо от дозы, заключающееся в увеличении массы, увеличении площади ядер и высоты тироцитов Таким образом, на основании собственных данных и анализа литературных источников можно придти к выводу, что в условиях свободного потребления алкоголя самцами крыс Вистар выявляются признаки активации морфофункционального состояния щитовидной железы. У животных, потреблявших алкоголь в больших дозах морфометрические показатели щитовидной железы, отражающие ее функциональное состояние, были статистически значимо ниже, по сравнению с крысами, потреблявшими минимальные количества алкоголя. Выявленные различия в потреблении алкоголя крысами в условиях свободного выбора и выраженности признаков активации щитовидной железы могут определяться, по-видимому, генетически обусловленными свойствами организма.

References

Supplementary files