Морфологический анализ тиреоидной функции продуктивных крольчих при воздействии неорганического селена

МОРФОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ТИРЕОИДНОЙ ФУНКЦИИ ПРОДУКТИВНЫХ КРОЛЬЧИХ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ НЕОРГАНИЧЕСКОГО СЕЛЕНА

И.В. Чекуров

Кафедра морфологии, физиологии и патологии ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный аграрный университет» ул. Челюскинцев, 18, Оренбург, Россия, 460795

В статье приведены результаты исследований влияния препарата «Е-селен» на гистофизио-логию щитовидной железы крольчих породы советская шиншилла в период беременности и родов. Выявлены закономерности роста и развития паренхиматозного и стромального компонентов органа, их взаимосвязь с динамикой тиреоидных и тиреотропного гормонов при влиянии неорганического селена. Установлено, что селенсодержащие препараты проявляли стимулирующее воздействие на эндокринную функцию щитовидной железы крольчих, а также на пластический обмен, гемо-и лимфопоэз.

Ключевые слова: морфология, функция, щитовидная железа, селен, крольчихи.

Актуальность. Производственные кластеры аграрного сектора экономики РФ, пребывая в процессе становления и развития, часто сталкиваются с проблематикой локальных энзоотических патологий, ассоциированных с эндемичными биогеохимическими провинциями. Академик А.П. Виноградов отмечал, что «...концентрация элементов в живом веществе прямо пропорциональна его содержанию в среде обитания с учетом растворимости их соединений...» [2].

Эволюционно сложившиеся взаимоотношения в системе «организм — среда» строго регламентируются эндокринной системой. Наиболее очевидна взаимосвязь нормальной функции щитовидной железы (ЩЖ) с концентрацией в кормах и воде такого микроэлемента, как иод. Понижение концентрации иодидов ведет к развитию тиреоидной патологии, что особо актуально для иоддефицитных областей [6]. Менее явная, но отнюдь не менее значимая физиологическая связь сложилась между ЩЖ и концентрацией в окружающей среде эссенциального микронутриента селена. Селен — мощный антиоксидант, обладающий антитоксическим действием, входящий в целый ряд ферментативных систем организма, оказывающий противовирусный и противоопухолевый эффекты [3; 4].

Стоит отметить, что большая часть биологически активного гормона ЩЖ — трийодтиронина (Т3) образуется в результате тканевого метаболизма тироксина (Т4) под воздействием селенсодержащих энзимов — монодейодиназ. Дефицит селена ингибирует клеточные ферментативные системы, тем самым снижая конверсию Т4 ^ Т3, что является частой причиной нарушения тиреоидного го-меостаза [8].

Высокая роль микроэлементного статуса самок на всех этапах плодоношения, родов и лактации не вызывает сомнений. Научный интерес представляет гисто-физиология и адаптационная пластичность щитовидной железы в условиях ги-поселеноза, что и определило актуальность наших исследований.

Цель исследования — выявить закономерности динамической морфофи-зиологии ЩЖ, их взаимосвязь с тиреоидным статусом крольчих в период беременности и окрола на фоне влияния неорганического препарата «Е-селен».

Для реализации поставленной цели были определены следующие задачи:

— изучить морфофункциональные особенности ЩЖ крольчих контрольной группы в период беременности и окрола;

— исследовать функциональную микроморфологию ЩЖ крольчих опытной группы, динамику взаимосвязи ее гистоструктур при воздействии препарата «Е-селен»;

— провести лабораторные исследования морфологических и биохимических показателей крови крольчих всех групп, а также на содержание селена, концентрации тиреоидных и тиреотропного гормонов.

Материалы и методы. Экспериментальная часть исследования проводилась на базе КФХ «Раздолье» Тюльганского района Оренбургской области. С целью изучения гистофизиологии ЩЖ крольчих были сформированы контрольная и опытная группы животных в различных функциональных состояниях (беременность и роды), по три головы в каждой (n = 12). Для комплектации групп использовали племенных крольчих породы советская шиншилла, аналоги по возрасту и массе, содержавшихся в одних условиях и получавших одинаковый внутрихозяйственный рацион.

Крольчихам опытной группы за десять дней до случки внутримышечно вводили препарат «Е-селен», в дозе 0,04 мл/кг массы тела животного. Согласно действующему наставлению препарат «Е-селен» является комплексом токоферол ацетата и неорганической формы селена — селенита натрия.

Объектом исследования служила ЩЖ клинически здоровых крольчих. Забор материала для исследований осуществляли у самок всех исследуемых групп, поствитально при убое с хозяйственной целью. Экспериментальная часть работы была выполнена в соответствии с протоколами «Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей» и законодательством Российской Федерации (Национальный стандарт ГОСТ Р 53434-2009).

Гистологические пробы подвергали тривиальным методам фиксации и окрашивания гематоксилин-эозином. Световую микроскопию осуществляли при помощи микроскопа Micros MSD 500 (Австрия), оснащенного цифровой камерой. Определение концентрации тиреоидных (Т4, Т3) и тиреотропного (ТТГ) гормонов в сыворотке крови осуществляли методом твердофазного иммуноферментного анализа на спектрофотометре Multiscan Labsystems (Финляндия), с использованием стандартных наборов реагентов. Морфологические и биохимические исследования крови проводили на анализаторах Exigo 17 (Швеция) и Stat Fax 1904+ (США).

Химико-аналитическое исследование количественного содержания селена в сыворотке крови осуществляли усовершенствованным флуориметрическим методом [7], на спектрофлуориметре SOLAR CM-2203 (Беларусь). Морфометрию гистоструктур ЩЖ проводили при помощи лицензионной программы Тест Морфо-4.0.

Для адекватной оценки морфофункционального состояния железы применяли комплекс методик системной гистостереометрии [1] и ряд расчетных индексов [5], характеризующих физиологическую активность ЩЖ. Статистическую обработку данных результатов исследований осуществляли с применением пакета приклад-

ных программ Statistica 8 и Microsoft Excel. Взаимосвязи морфометрических показателей между гистоструктурами ЩЖ выражали через коэффициенты парной корреляции.

Результаты исследований и их обсуждение. ЩЖ крольчих всех изучаемых групп имеет типичное строение, с поверхности покрыта капсулой, которая отдавая соединительнотканные трабекулы, богато васкуляризированные сетью сосудов гемомикроциркуляторного русла (ГМЦР), делит ее паренхиму на дольки. Паренхима долек железы представлена структурно-функциональными единицами — фолликулами, выстланными одним слоем тироцитов.

В первой половине беременности у крольчих опытной группы на фоне воздействия неорганической формы селена отмечали снижение диаметра фолликулов на 17,7%, а также просвет-эпителиального индекса Брауна (ПЭИ) на 76,3% относительно контроля, что в целом характеризовало снижение количества депонированного в них коллоида.

Форма и линейные размеры тироцитов были соизмеримы в обеих группах, тогда как ядерно-цитоплазматическое соотношение (ЯЦС) имело тенденцию к понижению своего уровня в опытной группе на 22,4% относительно контроля, что отчасти свидетельствует о повышении экзоцитоза продуктов гидролиза тиреогло-булина железистым эпителием из фолликулов (рис. 1). В интерфолликулярном пространстве визуализируются скопления низкодифференцированных парафол-ликулярных тироцитов с выраженной базофилией ядра и малым объемом цитоплазмы.

Рис. 1. Щитовидная железа крольчих А-Б Беременность; В-Г Роды.

А, В — контрольная группа; Б, Г — опытная группа. Гематоксилин Майера и эозин; 1 — интрафолликулярные тироциты; 2 — коллоид; 3 — парафолликулярные тироциты; 4 — С-клетки

Методом точечного счета [1] были получены процентные соотношения площадей тканевых компонентов железы: эпителий (%Пэ); строма (%Пс), коллоид (%Пк), позволяющие судить о функциональном состоянии железы. Так, в опытной группе удельная площадь коллоида и стромы снижалась на 7,3% и 33% соответственно, а эпителиальный компонент возрос на 17,5% относительно контроля.

Системный анализ цифрового массива данных опытной группы позволил выявить специфическую гемодинамику: вазодилатация артерий и артериол (г = 0,93), что характеризовало приток артериальной крови к паренхиме железы, тогда как собирательные и мышечные венулы не проявляли тенденции к увеличению диаметра (г = 0,92). Отток венозной крови реализовывался преимущественно по тра-бекулярным коллатералям (г = 0,96) в обход паренхимы железы.

Установленная вазомоторная активность сосудов ЩЖ во взаимосвязи с мор-фометрическими показателями у крольчих опытной группы в сравнении с контрольной свидетельствует о стабильности функции органа. В этих условиях отмечается активизация процессов дифференцировки интрафолликулярных тироцитов и вовлечение их в начальные этапы фолликулогенеза, что подтверждает положительную динамику эпителиальной компоненты железы.

В период родов у животных опытной группы морфология структур ЩЖ характеризует качественно новое ее состояние, при котором диаметр фолликулов превышал таковой показатель в контроле на 15,8% и ПЭИ более чем на 100%, что отражало реализацию депонирующей функции фолликулов. Тиреоидный эпителий, в свою очередь, имел тенденцию к снижению диаметра на 37,9% и ЯЦС на 76,6% относительно контрольной группы, что позволяет говорить об активизации экзоцитоза тиреоглобулина (рис. 1 В, Г). В период родов соотношение тканевых компонентов железы характеризуется снижением %Пэ и %Пс в опытной группе на 12,7% и 73,8% соответственно, с одновременным увеличением %Пк на 22,1%, относительно контроля.

Анализируя парные корреляты показателей ЩЖ и крови животных опытной группы, выявлена тенденция к уменьшению диаметра артериального и венозного звена (г = 0,97 и г = 0,88 соответственно) и ГМЦР на всем его протяжении, что, видимо, обусловлено высоким уровнем нейропептидных гормонов гипоталамуса (вазопрессин, окситоцин) в период родов, а также возросшим тургором ткани железы.

Выявленные процессы завершения фолликулогенеза и дифференцировки тироцитов с последующей активизацией их секреторной деятельности в полной мере характеризуют степень готовности ЩЖ крольчих к началу лактации.

Гематологический и биохимический профили животных обеих групп на всех этапах репродуктивного цикла не имели значительных отклонений от референс-ных значений для кроликов. Концентрация селена в сыворотке крови в первой половине беременности и в роды превышала фоновый уровень на 230% и 150%, соответственно.

В период беременности анализ концентрации тиреоидных гормонов в крови крольчих на фоне применения препарата «Е-селен» показал увеличение общего Т3 на 3% с понижением общего Т4 на 27,2% относительно контрольной группы животных (рис. 2).

40 38 36

Л 34

-5 32 § 30 5 28

/

~ 26 Н 24

8

6

0

10

20

30

0

10

20

30

Сутки

Сутки

—— Контроль —Опыт

Рис. 2. Динамика тиреоидных гормонов крольчих контрольной и опытной групп с момента плодотворной случки

В период родов в крови крольчих опытной группы отмечали рост общего тиреоидного пула за счет Т4 на 15% и Т3 на 3,5%.

Уровень гипофизарной регуляции синтеза тиреоидных гормонов оценивали по цельному неотделимому индексу (ЦНИ). Так, у крольчих опытной группы в период беременности ЦНИ был на уровне 39,4, что в девять раз превышало показатель контрольной группы. В роды ЦНИ опытной группы составил 136,7, что в два раза превышало этот показатель у крольчих контрольной группы. Возрастание ЦНИ в опытной группе животных достоверно свидетельствует о превалировании ауторегулирующих процессов в ЩЖ над центральным звеном гипота-ламо-гипофизарно-тиреоидной оси — ТТГ.

Таким образом, препарат «Е-селен», на основе неорганической формы микроэлемента, в условиях некомпенсированного йодного дефицита оказывал позитивное воздействие на тиреоидный статус крольчих в такие критические периоды, как беременность и роды. В сформировавшейся к первой половине беременности системе «мать—плод» до момента начала секреции фетальных гормонов, поддержание нормальной функции ЩЖ осуществлялось главным образом за счет усиления гидролиза тиреоглобулина тироцитами и выведения тиреоидных гормонов в кровеносное русло. К моменту родов отмечали значительные изменения морфофункциональных показателей органа: усиление секреторных процессов в тироцитах, что характеризовалось повышением удельной площади коллоида и реализации депонирующей функции фолликулов ЩЖ.

Заключение. Результаты исследований позволяют утверждать, что для поддержания нормофункции ЩЖ в периоды беременности и окрола высоко значим уровень обеспеченности крольчих селеном. Препарат «Е-селен» усиливает конверсию Т4 ^ Т3 в периферических тканях, что позволяет поддерживать тиреоидный гомеостаз, инициируя физиологически обусловленные функциональные и органические изменения в тканях щитовидной железы.

ЛИТЕРАТУРА

[1] Автандилов Г.Г. Основы количественной патологической анатомии. — М.: Медицина, 2002.

[2] Виноградов А. П. Геохимия редких и рассеянных элементов в почвах. — М.: Изд-во АН СССР, 1957.

[3] Мурох В.И. Роль селена в организме животного и человека //«Вести Национальной Академии наук Беларуси». — 2002. — № 3. — С. 99—105.

[4] Мохорт Е. Г. Роль селена в патогенезе йодной недостаточности // Белорусский медицинский журнал. — 2003. — № 3. — С. 88—94.

[5] Чумаченко П.А. Щитовидная железа: морфометрический анализ // Фундаментальные исследования. — 2009. — № 5. — С. 136—141.

[6] Щитовидная железа. Фундаментальные аспекты / Под ред. проф. А.И.Кубарко и проф. S. Yamashita. — Минск — Нагасаки, 1998.

[7] Anipko V. V., Maryakhina V.S., Abramova L.L. Definition of selenium concentrations change in a blood after application of selenium preparations by fluorometric technique // «Topic problem of biophotonics» III international symposium, 16—22 July, 2011. — St-Peterburg — Nizhniy Novgorod, Russia, 2011. — P. 77—78.

[8] Neepa Y. Choksi [et al.] Role of Thyroid Hormones in Human and Laboratory Animal Reproductive Health // Defects Research (Part B). 2003. — P. 479—491.

MORPHOLOGICAL ANALYSIS OF THE REGULATION OF INORGANIC SELENIUM THYROID FUNCTION PRODUCTIVE RABBIT FEMALES

I.V. Chekurov

The research results of impact «E-selenium»» preparations to thyroid gland histophysiologies of soviet chinchilla breed females are represented. The regularity of growth and development of body paren-chymal and stromal components as well as theirs correlation with thyroid and thyroid-stimulating hormones dynamics have been shown after selenium preparation injection.

Key words: morphology, function, thyroid, selenium, rabbit.

REFERENCES

[1] Avtandilov G.G. Osnovy kolichestvennoj patologicheskoj anatomii. — M.: Medicina, 2002.

[2] Vinogradov A.P. Geohimija redkih i rassejannyh jelementov v pochvah. — M.: Izd-vo AN SSSR, 1957.

[3] Muroh V.I. Rol' selena v organizme zhivotnogo i cheloveka // Vesti Nacional'noj Akademii nauk Belarusi. — 2002. — № 3. — S. 99—105.

[4] Mohort E.G. Rol' selena v patogeneze jodnoj nedostatochnosti // Belorusskij medicinskij zhurnal. — 2003. — № 3. — S. 88—94.

[5] Chumachenko P.A. Shhitovidnaja zheleza: morfometricheskij analiz // Fundamental'nye is-sledovanija. — 2009. — № 5. — S. 136—141.

[6] Shhitovidnaja zheleza. Fundamental'nye aspekty / Pod red. prof. A.I. Kubarko i prof. S. Yamashita. — Minsk — Nagasaki, 1998.

[7] Anipko V. V., Maryakhina V.S., Abramova L.L. Definition of selenium concentrations change in a blood after application of selenium preparations by fluorometric technique // «Topic problem of biophotonics» III international symposium, 16—22 July, 2011. — St-Peterburg — Nizhniy Novgorod, Russia, 2011. — P. 77—78.

[8] Neepa Y. Choksi [et al.] Role of Thyroid Hormones in Human and Laboratory Animal Reproductive Health // Defects Research (Part B). — 2003. — P. 479-491.