исследование биологической активности «йод

НАУЧНИТРУДОВЕНАУХТ
ТОМ LІ
X-2
0
1
2
“
ХРАНИТЕЛНАНАУКА,
ТЕХНИКАИТЕХНОЛОГИИ”
SCI
ENTI
FI
CWORKSOFUFT
VOLUMELІ
X-2
0
1
2
“
FOODSCI
ENCE,
ENGI
NEERI
NGANDTECHNOLOGI
ES”
ИССЛЕДОВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ
«ЙОД-ИНУЛИНА»
А.Н. Мамцев, В.Н. Козлов, Е.П. Мехоношин, З.С. Габитова
STUDY OF BIOLOGICAL ACTIVITY "IODINE-INULIN"
A.N. Mamtsev, V.N. Kozlov, E.P. Mekhonoshin, Z.S. Gabitova
The main words: iodine-pectin, iodine-casein, cortisol, merkasolil, organically connected iodine’s form, thyroid
hormones, experimental hypothyroidism.
Abridgements: BAA – biologically active addition, ISI - iodine scarce illnesses, BW – body’s weight,
fT4 – free teroxin, T3 – tripleiodinetitonin, TTH - tireotropal hormone, cyclical guanosinthreephosphate.
Аннотация
Методами
иммуноферментного
и
гистологического
анализа
доказано,
что
патоморфологические изменения в почках при
экспериментальном гипотиреозе
у крыс
обуславливаются нефротоксическим влиянием
мерказолила и нарушениями в системе
гуморальной
регуляции
–
угнетением
функциональной активности щитовидной железы
и коры надпочечников. Рационы, обогащенные
йодом в органически связанной форме,
способствовали восстановлению тиреоидного
статуса гистоструктуры почечной ткани.
Введение
Эндемический зоб относится к числу наиболее
распространенных
неинфекционных
заболеваний. На сегодняшний день проблемы
йоддефицитных
состояний
не
нашли
окончательного решения и требуют дальнейшего
углубленного изучения как в клинических, так и
в экспериментальных условиях [1]. Как известно,
предварительная
оценка
специфической
физиологической активности новых средств для
лечения и профилактики йоддефицитных
заболеваний проводится на лабораторных
животных, у которых моделируется тиреоидная
трансформация по типу эндемического эффекта.
В лаборатории «Пищевые технологии» филиала
МГУТУ в ходе опытно-экспериментальных работ
была определена минимальная суточная доза
тиреостатика мерказолила (2,5 мг на 100 г массы
тела), которая при пероральном введении в
течение 21-х суток обеспечивает развитие у крыс
симптомов, характерных для йоддефицитных
заболеваний: снижение уровня содержания
тиреоидных
гормонов
при
увеличении
концентрации ТТГ в сыворотке крови [2, 3]. При
применении
указанной
дозы
препарата
уменьшается риск развития осложнений у
животных, связанных с побочными эффектами
антитиреоидного
препарата, в
частности
мерказолила.
Цель настоящего исследования – установить
особенности патоморфологических изменений в
почках у крыс при введении мерказолила в
суточной дозе 2,5 мг на 100 г массы тела, а также
оценить
корригирующее
влияние
органоминерального соединения – «йод-инулин»
на морфофункциональное состояние тиреоидной
и выделительной системы.
«Йод-инулин»
синтезирован
в
НИЛ
«Пищевые технологии» филиала МГУТУ в г.
Мелеузе и рекомендуется для использования в
технологиях производства продуктов питания,
обогащенных стабильными формами йода.
Отличительная особенность данной БАД состоит
в том, что она содержит йод, связанный
посредством ряда технологических приемов с
субстанцией растительного генеза, а именно с
инулином.
Материалы и методы
Гипотиреоз
моделировали
на
белых
беспородных крысах-самцах массой 180-220 г.
Их разделили на 4 группы по 12 в каждой: 1-я
группа контрольная, крысам 2-й, 3-й и 4-й групп
внутрижелудочно через специальный зонд
вводили фармакопейный тиреостатик мерказолил
в течение 21-го дня ежедневно из расчета 2,5 мг
на 100 г массы тела животного. Животных
первых трех групп содержали на общевиварном
225
НАУЧНИТРУДОВЕНАУХТ
ТОМ LІ
X-2
0
1
2
“
ХРАНИТЕЛНАНАУКА,
ТЕХНИКАИТЕХНОЛОГИИ”
SCI
ENTI
FI
CWORKSOFUFT
VOLUMELІ
X-2
0
1
2
“
FOODSCI
ENCE,
ENGI
NEERI
NGANDTECHNOLOGI
ES”
питании в течение всего периода исследования, а
крысы 4-й группы после окончания введения
тиреостатика
находились
на
рационе,
обогащенном
«йод-инулином». При этом
обеспечивалась суточная потребность крыс в
йоде – 2,5 мкг на 100 г массы тела. Крыс 2-й
группы декапитировали на 22-е сутки с начала
исследования, крыс 3-й и 4-й групп – на 30-е
сутки со дня последнего введения тиреостатика.
Кусочки почек размером 0,5х0,5 см фиксировали
в 10%-м растворе формалина. Срезы толщиной 7
мкм окрашивали гематоксилином и эозином по
общепринятой методике.
В сыворотке крови – на 22-е и 52-е сутки от
начала исследования - определяли содержание
тиреоидных гормонов — сТ4 , оТ3 , а также ТТГ
методом
иммуноферментного
анализа
с
использованием стандартных наборов тестсистем ОАО «Алкор-Био» (Санкт-Петербург).
Полученные данные статистически обрабатывали
с использованием стандартных методов по
программе
«Statistica–5.0»
Windows
95.
Значимость различий среднеарифметических
оценивали
с
использованием
t-критерия
Стьюдента. Статистически значимыми считали
различия при Р≤0,05.
Результаты и обсуждение
Рис. 1. Почечное тельце и канальцы нефрона
клинически здоровых крыс. Окраска
гематоксилином и эозином. Микрофото: Ок. 10,
об. 40. 1 – сосудистые клубочки; 2 – полость
капсулы клубочка; 3 – каналец нефрона.
Результаты
патоморфологических
исследований
у
крыс
2-й
группы
(экспериментальный
гипотиреоз)
свидетельствуют о структурных изменениях
преимущественно в почечных тельцах на фоне
гломерулонефрита (рис. 2).
Введение мерказолила в течение 21 суток
вызвало
состояние
экспериментального
гипотиреоза у животных 2-й, 3-й и 4-й групп.
Концентрация сТ4 у гипотиреоидных крыс
составляла 4,33 ± 0,29 пмоль/л против 10,48 ±
0,69 пмоль/л у контрольных (Р<0,05), содержание
оТ3 – 2,61 ± 0,19 нмоль/л и 2,30 ± 0,14 нмоль/л
соответственно, при этом уровень содержания
ТТГ при экспериментальном гипотиреозе
составил 0,035 ± 0,005 мкМЕ/мл, а в контроле –
0,022 ± 0,0029 мкМЕ/мл (Р<0,05).
На гистологических препаратах животных 1-й
группы (клинически здоровые) в полости
капсулы определяется сосудистый клубочек,
образованный приносящими артериолами (рис.
1). В почечных тельцах выявляются структуры
юкстагломерулярного
аппарата,
а
также
щелевидной формы полость капсулы клубочка.
Капсула сосудистого клубочка переходит в
проксимальный отдел нефрона, выстланный
однослойным каемчатым кубическим эпителием.
В мозговом веществе определяются петли
нефронов и собирательные трубочки, а в
интерстициальной ткани - кровеносные сосуды
умеренного кровенаполнения.
Рис. 2. Атрофия почечного тельца при
экспериментальном гипотиреозе. Окраска
гематоксилином и эозином. Микрофото: Ок. 10,
об. 40. 1 – полнокровие венозных сосудов; 2 –
склероз и гиалиноз капилляров сосудистого
клубочка.
Наряду с атрофией почечных канальцев
микроскопически обнаруживаются
явления
экстракапилярного пролиферативного процесса,
226
НАУЧНИТРУДОВЕНАУХТ
ТОМ LІ
X-2
0
1
2
“
ХРАНИТЕЛНАНАУКА,
ТЕХНИКАИТЕХНОЛОГИИ”
SCI
ENTI
FI
CWORKSOFUFT
VOLUMELІ
X-2
0
1
2
“
FOODSCI
ENCE,
ENGI
NEERI
NGANDTECHNOLOGI
ES”
сопровождающегося склерозом и гиалинозом
капилляров сосудистого клубочка. В корковом и
мозговом веществе наблюдали полнокровие
венозных
сосудов,
нарушающих
гемоциркуляцию в перитубулярной капиллярной
сети. В отдельных участках органа наблюдали
диффузно расположенные лимфоидные клетки
(рис. 2).
На следующем этапе исследований изучали
изменения гистроструктуры тканей почки у крыс
3-й и 4-й групп в сравнительном аспекте. Рацион,
обогащенный йодом в органически связанной
форме,
способствовал
восстановлению
функциональной активности щитовидной железы
у крыс 4-й группы: концентрация сТ4 составила в
24,05 ± 0,60 пмоль/л, против 13,07 ± 0,86 пмоль/л
в 3-й группе (Р<0,05), а уровень оТ3 – 2,73 ± 0,10
нмоль/л и 2,67 ± 0,11 нмоль/л соответственно.
Повышенный уровень секреции сТ4 у крыс 4-й
группы сопровождался относительно высоким
уровнем ТТГ. Так, если у животных 3-й группы
концентрация ТТГ составляла 0,006 ± 0,001
мкМЕ/мл, то у крыс 4-й группы аналогичный
показатель составил 0,01 ± 0,002 мкМЕ/мл.
При
микроскопическом
исследовании
почечной ткани крыс, содержавшихся на
общевиварном рационе (3-я группа) выявляются
перитубулярная капиллярная сеть и сосудистые
клубочки умеренного кровенаполнения. Местами
в почках определяются почечные тельца,
подверженные дегенеративно-дистрофическим
процессам:
изменяется
гистроструктура
подоцитов, мезангиальных клеток и капилляров
сосудистого клубочка. В силу уплотнения
клеточной массы почечного тельца расширяется
полость капсулы сосудистого клубочка. Местами
в просвете канальцев нефрона, особенно на
границе коркового и мозгового вещества,
выявляются
интенсивно
окрашивающиеся
плотные структурные образования, состоящие из
слущенных эпителиоцитов и белково-углеводной
массы (рис. 3). Стенки нефронов, подверженных
микроморфологическим
трансформациям,
выстланы
однослойным
плоским
или
низкоцилиндрическим
эпителием.
Эпителиоциты, характеризующиеся интенсивной
окрашиваемостью,
имеют
оксифильную
цитоплазму, где располагается ядро округлой
формы с плотным хроматином. По ходу
кровеносных сосудов и канальцев нефронов
обнаруживаются
лимфоидные
клетки,
расположенные диффузно и в небольшом
количестве.
Рис. 3. Плотные образования из слущенных
эпителиоцитов и белковой массы в просвете
отдельных канальцев почки у крыс
общевиварной группы. Окраска гематоксилином
и эозином. Микрофото: Ок. 10, об. 40. 1 –
белково-углеводные массы в канальцах
нефронов; 2 – ядро эпителиоцита.
Рацион,
обогащенный
«йод-инулином»,
способствовал восстановлению гистоструктуры
почек: при микроскопическом исследовании в
канальцах нефронов не определялись белковоуглеводные включения, а в почечных тельцах
отсутствовали
морфологические
признаки
дегенеративных процессов; встречались очаги
застоя крови в венозной кровеносной сети;
капилляры перитубулярной сети умеренного
кровенаполнения (рис. 4).
Рис. 4. Венозный застой в почках у крыс 4-й
группы. Окраска гематоксилином и эозином.
Микрофото: Ок. 10, об. 40. 1 – очаг венозного
застоя; 2 – просвет канальца нефрона.
227
НАУЧНИТРУДОВЕНАУХТ
ТОМ LІ
X-2
0
1
2
“
ХРАНИТЕЛНАНАУКА,
ТЕХНИКАИТЕХНОЛОГИИ”
Почки чувствительны к действию тиреоидных
гормонов. Установлено, что рост тела молодых
крысят не тормозится после удаления 40-50 %
ткани щитовидной железы, тогда как развитие
почек в этих условиях определенно нарушается
[3]. Кроме того, гипотиреоидизм приводит к
уменьшению максимальной секреторной и
реабсорбционной
способности
почечных
канальцев в связи с угнетением почечного
кровотока
и
клубочковой
фильтрации.
Наблюдаемые гемодинамические нарушения в
почечной
ткани
гипотиреоидных
крыс
обусловлены
изменениями
как
уровней
содержания тиреоидных гормонов, так и
глюкокортикоидов, выделяемых пучковой зоной
коры
надпочечников.
Методом
иммуноферментного анализа были установлены
следующие уровни содержания кортизола в
периферической крови крыс: 1-я группа - 20,86 ±
2,95 нмоль/л; 2-я – 12,48* ± 1,51 нмоль/л; 3-я 24,13 ± 1,74 нмоль/л; 4-я – 18,12** ± 1,32 нмоль/л.
Как
видно
из
приведенных данных,
экспериментальный гипотиреоз сопровождался
угнетением функциональной активности коры
надпочечников. На начальных этапах снижение
уровня гормонов щитовидной железы вызывает
понижение тонуса симпатического отдела
нервной системы и приводит к расширению
периферических сосудов, способствуя снижению
клубочковой фильтрации. В свою очередь
угнетение
глюкокортикоидной
функции
надпочечников у
гипотиреоидных крыс
сопровождается повышением проницаемости
эндотелия сосудов и вазодилатацией за счет
уменьшения
чувствительности
сосудистой
стенки
к
действию
эндогенных
сосудосуживающих
агентов
(адреналина,
норадреналина,
серотонина
и
ц-ГМФ).
Следовательно, нарушения нервно-гуморальной
регуляции
следует
считать ключевыми в
механизмах
развития
гемодинамических
нарушений как в структурах нефрона, так и в
перитубулярных областях интерстициальной
SCI
ENTI
FI
CWORKSOFUFT
VOLUMELІ
X-2
0
1
2
“
FOODSCI
ENCE,
ENGI
NEERI
NGANDTECHNOLOGI
ES”
ткани.
Наблюдаемые
патоморфологические
изменения в почечных тельцах и канальцах
нефронов
у
крыс
в
состоянии
экспериментального гипотиреоза, с одной
стороны, обусловлены недостатком гормонов
щитовидной железы и коры надпочечников, а с
другой - следует рассматривать как проявление
нефротоксического
действия
мерказолила.
Результаты
иммуноферментного
и
гистологического анализа позволяют сделать
заключение о биодоступности исследуемых
органически
связанных
форм
йода,
способствующих нормализации тиреоидного
статуса и восстановлению гистоструктуры почек,
где
протекают
тиреоидзависимые
звенья
метаболизма.
Литература
1. Мамцев А.Н., Козлов В.Н., Пономарев Е.Е.
К
вопросу
о
реализации
концепции
полноценного питания при йододефицитных
состояниях // Мат. V Международной науч.практ. конф. – Челябинск, 2011. – Т. ΙΙ. – С. 38 42.
2. Козлов В.Н. Тиреоидная трансформация
при моделировании эндемического эффекта у
белых крыс в эксперименте // Сибирский
медицинский журнал. – 2006. - № 5. – С. 27-30.
3. Рачев Р.Р., Ещенко Н.Д. Тиреоидные
гормоны и субклеточные структуры. – М.:
Медицина, 1975. – С. 54-55.
228