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