Введение к работе
Актуальность темы. Синдром нетиреоидных заболеваний развивается при различных соматических заболеваниях у лиц, ранее не страдавших заболеваниями щитовидной железы, и проявляется снижением уровня трийодтиронина и тироксина в сыворотке крови (De Groot L., 2003). Первые сообщения о синдроме нетиреоидных заболеваний в научной литературе появились около 30 лет назад (Wartofsky L. et al., 1982). На сегодняшний день синдром нетиреоидных заболеваний описан при тяжелых формах инфекционных и воспалительных заболеваний, сепсисе, инфаркте миокарда, тяжелых травмах, трансплантации внутренних органов и ряде других заболеваний (Phillips R. et al., 1984; Vexiau P. et al., 1993, Eber B. et.al, 1995; Joosten K. et al., 2000). По данным клинических исследований (Maldonado S.et al., 1992; Kaptein E, 1997; Peeters R. et al., 2005) выраженность синдрома нетиреоидных заболеваний определяет уровень смертности пациентов реанимационных отделений, что обусловливает актуальность этой проблемы. Анализ литературных данных не позволяет сформировать целостное представление о патогенетических механизмах развития и регресса синдрома нетиреоидных заболеваний. Существует точка зрения, что синдром нетиреоидных заболеваний развивается вследствие снижения секреции тиролиберина гипоталамусом и тиреотропного гормона гипофизом, приводящим к снижению продукции тиреоидных гормонов, а также нарушения периферического превращения тироксина в трийодтиронин (Fliers E.et al., 1997; De Groot L., 2003; den Brinker M., 2005). Однако имеются данные клинических и экспериментальных исследований, противоречащие этим гипотезам, в частности, выявление синдрома нетиреоидных заболеваний при нормальном и повышенном уровне тиреотропного гормона в сыворотке крови, и высокая активность дейодиназ, превращающих тироксин в трийодтиронин при различных заболеваниях (Docter R. et al., 1993; Adler S. et al., 2007; Galton V. et al., 2009).
Наименее изученным аспектом проблемы являются изменения секреторной деятельности клеток щитовидной железы при синдроме нетиреоидных заболеваний. В современной литературе отсутствуют данные о сопоставлении биохимических данных, характеризующих деятельность щитовидной железы, и морфологических проявлениях секреторной деятельности клеток щитовидной железы при синдроме нетиреоидных заболеваний. В последние десятилетия в научной литературе было опубликовано большое количество экспериментальных работ по изучению влияния воздействия различных физических и химических факторов на деятельность щитовидной железы (Dumont J. et al., 1991; Thomson S. et al., 1998; Derwahl M. et al., 1999; Vella V. et al., 2002). Обнаружение на мембранах фолликулярных клеток щитовидной железы функционально активных толл-подобных рецепторов 4 и 3 (Yamazaki K. et al., 2007; Nicola J. et al., 2009) указывает на возможность непосредственного регулирования их секреторной активности патоген-ассоциированными молекулярными паттернами. Работы в этой области послужат основой для изучения внегипофизарных путей регуляции деятельности щитовидной железы в норме и патологии. Связь щитовидной железы с органами иммунной системы, ее роль в реакциях врожденного и адаптивного иммунитета представляют значительный интерес для исследователей, так как открывают новые пути изучения молекулярных основ общепатологических процессов. Следствием недостаточной изученности механизмов синдрома нетиреоидных заболеваний при различных патологиях является отсутствие патогенетически обоснованных подходов к его коррекции.
Таким образом, изучение морфологических и биохимических основ синдрома нетироеоидных заболеваний, его проявлений на разных структурно-функциональных уровнях, влияния на деятельность других органов и систем, позволило бы оптимизировать методы лечения тяжелых соматических заболеваний, а также стать основой нового направления исследования роли патоген-ассоциированных молекулярных паттернов, в том числе и конститутивных, в регуляции секреторной деятельности щитовидной железы и других эндокринных желез в норме и патологии, что и обусловило цель нашего исследования.
Цель исследования: изучение морфологических и биохимических изменений секреторной деятельности щитовидной железы при синдроме нетиреоидных заболеваний и обоснование методов его коррекции.
Задачи исследования:
-
Изучить морфологические проявления секреторной деятельности фолликулярных клеток щитовидной железы при развитии синдрома нетиреоидных заболеваний, обусловленного острым грамотрицательным бактериальным эндотоксикозом, вызванным введением липополисахарида E. coli.
-
Провести биохимический анализ изменений тиреоидного статуса в разные сроки после введения липополисахарида и изучить зависимость между изменениями концентраций гормонов и эндотоксина в сыворотке крови.
-
Оценить изменения концентрации основных провоспалительных и иммунорегуляторных цитокинов в сыворотке крови и культуральной среде клеток селезенки в разные сроки после введения липополисахарида во взаимосвязи с изменениями концентрации тиреоидных и тиреотропного гормонов.
-
Изучить морфологические проявления секреторной деятельности фолликулярных клеток щитовидной железы при регрессе синдрома нетиреоидных заболеваний и их особенности в зависимости от выраженности реакций иммунной системы.
-
На основании полученных данных об изменениях секреторной деятельности щитовидной железы при остром грамотрицательном эндотоксикозе обосновать методологические подходы к коррекции синдрома нетиреоидных заболеваний.
-
Исследовать морфологические проявления секреторной деятельности щитовидной железы при коррекции синдрома нетиреоидных заболеваний.
-
Изучить цитофизиологические характеристики тучных клеток щитовидной железы и способы выделения ими секреторного материала в разные сроки развития экспериментального синдрома нетиреоидных заболеваний и при его коррекции.
-
Изучить биохимические показатели тиреоидного статуса при коррекции экспериментального синдрома нетиреоидных заболеваний.
-
Изучить изменения концентрации эндотоксина, провоспалительных и иммунорегуляторных цитокинов и активности индикаторных, экскреторных и секреторных ферментов печени в сыворотке крови и морфологические изменения печени при коррекции экспериментального синдрома нетиреоидных заболеваний.
Научная новизна:
Впервые установлено, что наряду с центральным существует периферический механизм развития синдрома нетиреоидных заболеваний при остром грамотрицательном бактериальном эндотоксикозе. Периферический механизм заключается в разобщающем действии липополисахарида на фазы секреторного цикла фолликулярных тироцитов и проявляется усилением синтеза тиреоглобулина и его депонирования в полости фолликулов, и снижением его резорбции и расщепления лизосомами.
Впервые охарактеризованы структурные изменения фолликулярных тироцитов крыс при развитии и регрессе синдрома нетиреоидных заболеваний, обусловленного острым грамотрицательным бактериальным эндотоксикозом. Ранние сроки развития синдрома нетиреоидных заболеваний характеризуются усилением синтетических процессов в фолликулярных клетках, слабой выраженностью резорбции и расщепления тиреоглобулина в периферической зоне долей и признаками неэффективной резорбции в центральной зоне долей щитовидной железы. На более поздних сроках появляются деструкция митохондрий с последующим усилением лизосомальной реакции, признаки макропиноцитоза коллоида. Регресс синдрома нетиреоидных заболеваний морфологически характеризуется усилением и синхронизацией процессов синтеза, резорбции и расщепления тиреоглобулина лизосомами фолликулярных тироцитов.
Впервые выявлены индивидуальные особенности морфологических проявлений секреторных процессов в щитовидной железе в зависимости от выраженности реакций иммунной системы и характеризующиеся различными размерами фолликулов и скоростью процессов резорбции тиреоглобулина фолликулярными тироцитами.
Установлен и охарактеризован молекулярный способ выделения секреторного материала тучными клетками щитовидной железы при воздействии липополисахарида.
Впервые обнаружена обратная зависимость между содержанием эндотоксина и тиреоидных гормонов в сыворотке крови при остром грамотрицательном бактериальном эндотоксикозе, что указывает на важную роль эндотоксина грамотрицательных бактерий в регуляции функций щитовидной железы. Доказано, что патогномоничным симпотомом синдрома нетиреоидных заболеваний при остром грамотрицательном эндотоксикозе является снижение концентрации тироксина в сыворотке крови, а не трийодтиронина, как считалось ранее.
Разработан и патогенетически обоснован эффективный подход к коррекции синдрома нетиреоидных заболеваний при остром грамотрицательном бактериальном эндотоксикозе, основанный на введении супрафизиологической дозы тиреотропного гормона Установлено, что ТТГ оказывает иммуномодулирующее и гепатотропное действие.
Практическая значимость:
Полученные в эксперименте данные о морфологических и функциональных изменениях щитовидной железы, печени, цитокинового профиля, при развитии синдрома нетиреоидных заболеваний и его коррекции тиреотропным гормоном могут быть рекомендованы для разработки новых и совершенствования существующих методов лечения тяжелых форм инфекционно-воспалительных заболеваний, вызванных грамотрицательными бактериями, включая эндотоксиновый бактериальный шок.
Полученные новые данные о наличии периферического внегипофизарного механизма регуляции секреторных процессов в клетках щитовидной железы, о роли эндотоксина в регуляции активности фолликулярных тироцитов и о взаимосвязи выраженности иммунного ответа организма и активности щитовидной железы открывают новые направления в разработке подходов к оценке тяжести состояния больных с инфекционно-воспалительными заболеваниями, сопровождающимися эндотоксинемией.
При морфологической оценке функциональной активности щитовидной железы необходимо учитывать, что известные морфологические критерии повышенной функциональной активности (увеличение высоты фолликулярных тироцитов, размеров их ядер, появление ШИК-положительных включений в цитоплазме фолликулярных тироцитов) могут наблюдаться и при пониженной продукции тиреоидных гормонов.
Внедрение результатов исследования. Результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс на кафедре гистологии, цитологии, эмбриологии ГОУ ВПО Российский университет дружбы народов и кафедре биологической химии лечебного факультета ГОУ ВПО Российский медицинский государственный университет Росздрава.
Положения, выносимые на защиту:
-
В развитии синдрома нетиреоидных заболеваний при остром грамотрицательном бактериальном эндотоксикозе принимают участие периферический и центральный механизмы, заключающиеся, соответственно, в нарушении секреторной деятельности фолликулярных тироцитов под воздействием липополисахарида и снижении секреции тиреотропного гормона гипофизом.
-
Липополисахарид оказывает на щитовидную железу амбивалентное действие, являясь с одной стороны активатором фазы синтеза, а с другой, ингибитором фазы резорбции и расщепления тироглобулина в фолликулярных тироцитах, и играет ведущую роль в развитии синдрома нетиреоидных заболеваний при остром грамотрицательном эндотоксикозе. Сочетание воздействия липополисахарида с дефицитом тиреотропного гормона характеризуется возникновением разнонаправленных морфодинамических процессов в периферической и центральной зонах долей щитовидной железы и большей сбалансированностью процессов синтеза, выделения и резорбции тиреоглобулина в центральной зоне по сравнению с периферической зоной долей щитовидной железы. Регресс синдрома нетиреоидных заболеваний характеризуется уменьшением размеров фолликулов и восстановлением баланса между фазами секреторного цикла фолликулярных тироцитов.
-
Выраженность поляризации иммунного ответа по Th1 типу влияет на темпы присоединения центрального механизма развития синдрома нетиреоидных заболеваний к периферическому, что объясняет наличие различных вариантов синдрома нетиреоидных заболеваний с повышенным и пониженным уровнем тиреотропного гормона в сыворотке крови.
-
Тучные клетки щитовидной железы при воздействии липополисахарида усиливают выделение секреторного материала преимущественно молекулярным способом. Развитие системного воспалительного ответа приводит к усилению выделения секреторного материала тучными клетками как молекулярным способом, так и путем экзоцитоза содержимого секреторных гранул.
-
Введение тиреотропного гормона в супрафизиологических дозах обеспечивает восстановление процессов резорбции и расщепления тиреоглобулина в фолликулярных тироцитах, повышает содержание связанных, а затем и свободных фракций тиреоидных гормонов в сыворотке крови, оказывает иммуномодулирующее и гепатотропное действие.
Апробация работы: Материалы диссертации доложены и обсуждены на научно-практической конференции «Актуальные вопросы клинической и экспериментальной медицины» (Санкт-Петербург, 2008г.), III cъезде Российского общества патологоанатомов (Самара, 2009г.), международной научной конференции молодых ученых «Молодежь в науке-2009» (Минск, Беларусь, 2009г.), конференции «Актуальные вопросы морфогенеза в норме и патологии» (Москва, 2010г.), XVII Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 2010г.), XVIII международной конференции «Новые информационные технологии в медицине, биологии, фармакологии и экологии» (Ялта, Украина, 2010г.), VIII Всероссийской конференции «Патология клетки» (Москва, 2010г.), межлабораторной конференции НИИ морфологии человека РАМН (ноябрь 2010г.)
Публикации: По теме диссертации опубликовано 20 работ, из них 12 статей в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 398 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, результатов собственных исследований, обсуждения полученных результатов, заключения и выводов. Работа иллюстрирована 267 рисунками и 63 таблицами. Список литературы включает 246 источников, из них 26 отечественных и 220 зарубежных.
