Биологические науки.8./Физиология человека и животных

К.б.н. Oлжаева Р.Р., Oлжаева Г.Р., СадыкановаГ.Е.

Государственный медицинский университет г.Семей, Восточно-Казахстанский государственный университет. Казахстан

МЕХАНИЗМЫ АДАПТАЦИИ АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ У ЖИВОТНЫХ ПРИ ГИПОТИРЕОЗЕ

За последние десятилетия резко увеличилось число больных с заболеваниями щитовидной железы. Наряду с рядом причин, объясняется это тем, что экологическая обстановка на земле постепенно ухудшается, идёт прогрессирующее отравление как земной атмосферы, так и водных ресурсов планеты [1]. Имеет место широкая распространённость различных форм гипо - и гипертиреоза, аутоиммунных и онкологических поражений щитовидной железы и их зависимость от ухудшающейся экологической обстановки [2]. Химические агенты, действуя на организм продолжительное время в малых дозах и концентрациях, могут вызвать различные неблагоприятные эффекты, заключающиеся в первую очередь в развитии адаптивных реакций, нарастания компенсаторных процессов в ряде органов и систем, снижении устойчивости организма к отрицательным воздействиям [3,4]. Важной такой системой организма является антиоксидантная система. Антиоксиданты помогают организму нормализовать его внутреннюю среду, поддерживать на должном уровне все биохимические процессы, происходящие в живом организме. Биоантиоксиданты являются необходимым компонентом всех тканей и клеток организма, где они в нормальных физиологических концентрациях поддерживают на низком стационарном уровне свободнорадикальные автоокислительные процессы. В норме расходование и пополнение биоантиоксидантов строго сбалансировано [5]. В этой связи весьма актуальной является проблема роста патологии щитовидной железы у населения, проживающего на территории бывшего Семипалатинского ядерного полигона. При поражении организма химическим веществом эндокринная система отвечает определённой реакцией на это воздействие. При этом её органы являются либо специфическими объектами химического воздействия, либо опосредованно вовлекаются в поражение. Известно, что щитовидная железа весьма чувствительна к неблагоприятным воздействиям внешней среды [6]. Установлено (Ghosh N; Bhattacharya S. [7]) прямое влияние острого отравления тяжелыми металлами на нарушение функций щитовидной железы. В любом случае реакция эндокринной системы может служить одним из возможных критериев степени интоксикации организма [7]. Задачей исследования было оценить механизмы антиоксидантной системы организма при гипотиреозе для поиска в дальнейшем перспективных методов адаптационной коррекции направленных на снижение неблагоприятных химических воздействий и способствованию облегчения процесса адаптации организма.

Цель работы – изучить состояние активности следующих ферментов антиоксидантной системы: супероксиддисмутазы (СОД), глутатионпероксидазы (ГПО), глутатионредуктазы (ГР) при экспериментальном гипотиреозе.

Материал и методы. Исследования проведены на белых крысах, массой 200-240 грамм (n=40), подвергшихся тиреоидэктомии. Животные были подразделены на 2 группы: I - контроль (n=20), II - подвергшиеся тиреоидэктомии (n=20). Через две недели животных декапитировали и определяли активность ферментов антиоксидантной системы в гомогенатах печени, почек и сыворотке крови. Эксперименты на животных проводили в соответствии с приказом Минздрава СССР от 12 августа 1977 г., Женевской конвенцией (1990 г.) и Хельсинкской декларацией о гуманном отношении к животным. Определение СОД проводили по методу Е.Е.Дубининой и др. соавторов [8]. Гемоглобин, который мешает определению активности СОД осаждали спиртом и хлороформом. Отмытые эритроциты и цельную кровь в количестве 0.1 мл гемолизировали 5 мМ/л трис HCl (рН 7.4) в соотношении 1:10 [9]. Активность СОД определяли в надосадочной жидкости и судили по степени ингибирования процесса восстановления нитросинего тетразолия (НСТ) в присутствии НАД.Н и феназинметасульфата [8] и выражали в условных единицах, рассчитанных на 1 мл исследуемого биологического материала. Определение активности глутатионзависимых ферментов ГПО, ГР проводили по методу Власовой С.Н. и др. соавторов [10]. Активность ГПО определяли по накоплению окисленного глутатиона и выражали в микромолях окисленного глутатиона на гр. гемоглобина в 1 мин. Активность Гр определяли по убыли НАДФ.Н при 37⁰ С в течении 10 мин при длине волны 340 нм и выражали в микромолях НАДФ.Н на гр. гемоглобина в 1мин. Полученные результаты подвергали статистической обработке; различия оценивали по t критерию Стьюдента [11].

Результаты и их обсуждение. Изменения иммунного статуса при гипотиреозе, сопровождаются следующими изменениями активности ферментов антиоксидантной защиты. В сыворотке крови (таблица 1) при гипотиреозе снижается активность супероксиддисмутазы (СОД) (на 20.32 %), но резко возрастает на 212.65 %, более чем в 3 раза активность глутатионпероксидазы.

Таблица 1– Изменения активности ферментов антиоксидантной системы в тканях печени, почек крыс и сыворотке крови при гипотиреозе

Органы	Серия животных	Супероксид-дисмутаза (СОД) у.е / г Нв в мин	Глутатион-пероксидаза (ГПО) мкмоль окис. глютатион/ г Нв в мин	Глутатион-редуктаза (ГР) мкмоль НАДФН2 \г Нв в мин
Печень	1 контроль	244.83±27.28	120.0±13.37	6.46±0.54
	2 Гипотиреоз	481.67±29.34*	442.94±25.07*	10.73±2.73*
Почки	1 контроль	40.60±7.18	239.37±10.32	3.50±0.36
	2 Гипотиреоз	439.89±38.19*	654.65±69.46*	13.73±6.45*
Сыв. крови	1 контроль	22.05±2.27	298.18±14.02	2.04±0.64
	2 Гипотиреоз	17.57±0.46*	932.25±36.69*	2.43±0.22
Примечание : * - р<0.05 в сравнении с контролем.

В печени (таблица1), у животных с гипотиреозом, резко возрастает активность ферментов антиоксидантной защиты, СОД- в 2 раза (96.74 %), ГПО – более чем в три раза ( 269.12 %), ГР - в полтора раза ( 66.10 %). Это указывает на повышение концентрации активных форм кислорода и их перекисных соединений при недостатке гормонов щитовидной железы, что приведёт к повреждению целостности клеток тканей и их гибели. В почках (таблица 1) у животных, установлено резкое возрастание активности ферментов антиоксидантной защиты (СОД – в сто раз (983.47 %), ГПО - почти в три раза (173.49 %), ГР - в 11 раз (292.29 %). Таким образом установлено, что в сыворотке крови, при гипотиреозе снижается активность СОД, но резко возрастает активность глутатионпероксидазы. В печени при гипотиреозе резко возрастает активность ферментов антиоксидантной защиты (СОД, ГПО, ГР). В почках, определено возрастание активности ферментов антиоксидантной защиты (СОД, ГПО, ГР). Адаптационные процессы как известно, в значительной степени зависят и от функции системы антиоксидантной защиты. В эксперименте обнаружено, что в печени и почках крыс с гипотиреозом, имеет место возрастание активности ферментов антиоксидантной защиты супероксиддисмутазы (СОД), глутатионпероксидазы (ГПО), глутатионредуктазы (ГР). В сыворотке крови животных в сравнении с контрольной группой активность СОД снижается и возрастает активность глутатионпероксидазы. Экспериментальный гипотиреоз сопровождается выраженными нарушениями функциональной активности важнейших адаптационно-приспособительных систем организма и накоплением в тканях, токсичных соединений, влияющих на их функцию. Антиоксидантная система клетки, ткани и организма в целом обеспечивает связывание и модификацию свободных радикалов, предупреждение образования и разрушения биомолекул [4,12,13]. Потери протеидами многих физико-химических и биологических свойств, нарушаются все виды обмена. Основные механизмы появления АФК в организме связаны обычно с нарушениями функционирования электронно-транспортных цепей митохондрий или микросом, а также при изменении свойств дегидрогеназ. С процессом перекисного окисления липидов мембранных фосфолипидов в животных клетках непосредственно связаны скорость клеточного деления, состояние окислительного фосфорилирования, которые в свою очередь регулируются как известно гормонами щитовидной железы. Полученные результаты указывают на снижение синтеза и активации фермента СОД в сыворотке крови при гипотиреозе. Все это свидетельствует о том, что о состоянии адаптационных процессов в организме можно судить, по активности ферментов и антиоксидантной защиты. Механизмами значительного возрастания активности ферментов антиоксидантной защиты супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы, глутатионредуктазы в печени, почках, и сыворотке крови активности глутатионпероксидазы при гипотиреозе являются и следующие факторы: как известно при недостатке в организме тиреоидных гормонов нарушаются все виды обмена: увеличивается количество жиров в крови, так как нарушается утилизация триацилглицеридов, липопротеидов низкой плотности, холестерина; замедляется обмен углеводов; усиливается перекисное окисление липидов жиров с образованием токсичных веществ, что способствует развитию атеросклероза; снижение потребления клетками тканей кислорода; имеет место неконтролируемое образование свободных радикалов кислорода, вследствие усиления процессов свободного радикального окисления и интенсификация перекисного окисления липидов.

Таким образом, можно заключить, что дефицит гормонов щитовидной железы приводит к изменениям активности ферментов антиоксидантной защиты, результаты проведённых исследований свидетельствуют о серьёзных изменениях в антиоксидантной системе при гипотиреозе. Нарушения функциональных взаимосвязей каталитической редокс-системы глутатиона, сопровождающееся разнонаправленностью изменений активности глутатионзависимых ферментов и длительное напряжение звеньев антиоксидантной системы, что может в конечном счёте привести к снижению антиоксидантного статуса организма, что указывает на необходимость разработки перспективных методов адаптационной коррекции.

Литература:

[1]. Ужегов Г.Н. Болезни щитовидной железы. – М. – Санкт-Петербург: «Диля», 2000.

[2]. Браверман Л.И. Болезни щитовидной железы / Пер. с англ. д.м.н. проф. Кандора В.И. и к.м.н. Черновой Т О. – М.: Медицина, 2000.

[3]. Юрковская О.А., Еспенбетова М.Ж. Воздействие малых доз радиации на состояние щитовидной железы // Наука и здравоохранение. 2007. № 2. С. 11-14.

[4]. Ежкова Т.С., Тихонов Н.Н., Шеремет Г.С. Изменение некоторых показателей антиоксидантной системы защиты организма в динамике свинцового отравления. Гигиенические вопросы производства цветных металлов. - Алма-Ата, 1987. С. 120-128.

[5]. Касаткина Э.П., Шилин Д.Е. Радиационная патология щитовидной железы у детей и подростков. Лекция 1. Эффект малых доз облучения и концепсия риска отдалённых последствий Чернобыльской катастрофы // Проблемы эндокринологии. 1997. № 5. С. 24-25.

[6]. Звонова И.А., Миронова В.В. НИИ радиационной гигиены МЗ РСФСР, санитарно-гигиенический медицинский институт, Ленинград. // Сборник – Эндокринная система. 1980. С. 103.

[7]. Ghosh N; Bhattacharya S. Department of Zoology, Visva-Bharati University, Santiniketan, India Thyrotoxicity of the chlorides of cadmium and mercury in rabbit // Biomed Environ Sci. 1992. № 5. P. 236-240.

[8]. Дубинина Е.Е. и др. // Лаб. дело 1983. № 10. С. 30-33.

[9]. Fried R. Biochemistry. 1975. Vol. 57. P. 657-660.

[10]. Власова С.Н, Шабунина Е.И, Переслегина И.А. // Лаб. дело. 1990. № 8. С. 19-22.

[11]. Гланц С. Медико-биологическая статистика. Перевод с английского, «Практика». М., 1999. 460 с.

[12]. Барышников И.И., Барышников В.И. Тяжелые металлы в окружающей Среде // Проблема экологической токсикологии. Экологическая химия. 1997. № 2. С. 250.

[13]. Курляндский Б.Б., Филова В.А. Общая токсикология. М.: Медицина, 2002. 145 с.