Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Морфо-функциональная характеристика щитовидной железы человека и экспериментальных животных как звена гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной системы в норме и при различных патологических и экспериментальных состояниях 13
1.1. Строение и функции щитовидной железы человека и экспериментальных животных в норме 13
1.1.1. Морфо-функциональная характеристика фолликулярного компартмента щитовидной железы в норме 14
1.1.2 Особенности парафолликулярного компартмента щитовидной железы человека и экспериментальных животных в норме 16
1.1.3 Морфо-функциональная связь фолликулярного и парафолликулярного компартментов щитовидной железы человека и экспериментальных животных 17
1.2 Морфо-функциональные особенности щитовидной железы человека и экспериментальных животных в возрастном аспекте 22
1.2.1 Морфо-функциональные особенности фолликулярного компартмента щитовидной железы человека и экспериментальных животных в возрастном аспекте 23
1.2.2 Возрастные особенности парафолликулярного компартмента щитовидной железы человека и экспериментальных животных в норме 24
1.2.2.1 Возрастные особенности парафолликулярного компартмента щитовидной железы человека и экспериментальных животных в норме в пренатальном и раннем постнатальном онтогенезе
1.2.2.2 Возрастные особенности взаимодействия фолликулярного и парафолликулярного компартмента щитовидной железы человека и экспериментальных животных в норме 28
1.2.3 Возрастные особенности ГГТО 29
1.3 Гисто физиология взаимоотношений ГГАО и щитовидной железы 33
1.4 Строение и функции щитовидной железы человека и экспериментальных животных при стрессе 35
1.4.1 Влияние стресса на фолликулярный компартмент щитовидной железы 37
1.4.2 Адаптация гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной оси к действию стрессоров 43
1.4.3 Возрастные аспекты адаптации щитовидной железы и ГГТО к действию стрессоров 48
1.4.4 Взаимодействие ГГТО и ГГАО в стресс-реакциях 50
Глава 2. Материал и методы исследования 64
Глава 3. Результаты исследования 70
3.1. Характеристика контрольных и экспериментальных животных разных возрастных групп и анализ физиологических параметров 72
3.2. Морфологическая характеристика щитовидной железы у контрольных и экспериментальных животных при хроническом действии различных видов стрессоров 74
3.3. Иммуногистохимическая характеристика щитовидной железы у контрольных и экспериментальных животных 84
3.4 Имидж-анализ щитовидной железы контрольных и экспериментальных животных при хроническом стрессе 89
Глава 4. Обсуждение полученных результатов 97
Выводы 106
Список литературы 108
- Морфо-функциональная характеристика фолликулярного компартмента щитовидной железы в норме
- Морфо-функциональная связь фолликулярного и парафолликулярного компартментов щитовидной железы человека и экспериментальных животных
- Характеристика контрольных и экспериментальных животных разных возрастных групп и анализ физиологических параметров
- Иммуногистохимическая характеристика щитовидной железы у контрольных и экспериментальных животных
Введение к работе
Исследования последних лет показали, что в адаптации организма к стрессу наряду с активацией гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной оси, которая является основным нейроэндокринным ответом на действие стрессоров, важное значение для поддержания гомеостаза в организме имеет стресс-ассоциированная модуляция функционального состояния гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной оси [И.Г.Акмаев, 2003; К.В.Судаков, 2005; С.Л.Кузнецов и др., 2008; М.Ю.Капитонова и др., 2009; С.К Pacak et al., 2001, M.Gutierrez-Mariscal et al., 2008; G.Maralcan et al., 2008]. Однако сведения об изменениях тиреоидного статуса и морфологии щитовидной железы при стрессе малочисленны, чрезвычайно противоречивы и затрагивают в основном фолликулярный компартмент: это касается и направленности постстрессовых морфо-функциональных перестроек в щитовидной железе, и характера взаимодействия гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной и тиреоидной осей, и последствий перенесенного стресса для восстановления нормального уровня секреции тиреоидных гормонов. Так, по данным одних исследователей иммобилизационный стресс оказывает инактивирующее влияние на гипоталамо-гипофизарно-тиреоидную ось, а по данным других -напротив стимулирующее. По мнению одних авторов все виды острого стресса, кроме холодового стресса, шумового стресса и стресса форсированного плавания, вызывают ингибирование выработки тиреодных гормонов, в то время как другие авторы, напротив, показывают угнетение гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной оси именно при этих видах стрессорного воздействия. Одни исследователи считают, что активация гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы при хроническом стрессе персистирует на протяжении всего действия стрессора, в то время как модуляция активности гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной оси носит транзиторный характер; а другие исследователи, напротив, показывают устойчивое угнетение или,
напротив, устойчивую активацию выработки тиреоидных гормонов при различных видах стресса. Вероятно, одной из причин отмеченных противоречий является чрезвычайная чувствительность щитовидной железы, в сравнении с другими эндокринными железами, к изменениям окружающей среды, ее температурным, сезонным, циркадианным колебаниям, а также изменениям пищевого и двигательного режимов, которые не всегда учитываются авторами при моделировании различных видов стресса [Н.И.Дмитриева и др., 1994; Н.С.Хоч и др., 1994; А.В.Павлов и др., 2006; V.Rajkovic et al., 2003; J.L.Klein et al., 2006; L.I. Nadolnik et al., 2008].
Наряду с главной клеточной популяцией в щитовидной железе -
тироцитами — в ней также присутствует вторая по значимости популяция — С-
клетки или парафолликулярные клетки или кальцитониноциты, которые
происходят из нервного гребня, относятся к АПУД-системе и роль которых до
последнего времени сильно недооценивалась или изучалась лишь в связи с
заболеваниями костной системы или изменением нагрузки на скелет. Более
поздние исследования показали, что кальцитонин способен влиять на многие
процессы, связанные с активацией гипоталамо-гипофизарно-
адренокортикальной оси [А.С.Капланский и др., 1995; О.К.Хмельницкий и др., 1998; М.А.Титова и др., 2003; В.И.Логинов, 2007; M.L.Ojeda et al., 2006; Y.Pan et al., 2007]. Механизмы этого взаимодействия, влияние на него различных по силе и природе стрессоров, в том числе не связанных с двигательной активностью организма, остаются не выясненными.
Биологический смысл объединения двух различных функциональных компартментов (фолликулярного и парафолликулярного) в щитовидной железе млекопитающих, в отличие от низших позвоночных, у которых они функционируют как раздельные органы - источники тиреоидных гормонов (щитовидная железа) и кальцитонина (ультимобранхиальные тельца), на протяжении десятилетий остается предметом пристального изучения, и только
исследования последних лет смогли обосновать его важное функциональное значение. Кальцитониноциты как источник многих регуляторних пептидов (соматостатин, катакальцин, гастрин-высвобождающий пептид, гелодермин, грелин, кальцитонин ген-связанный пептид и др.), способны модулировать активность тироцитов, настраивая их на более тонкий контроль регулируемых ими функций и обеспечивая гомеостаз при энергопотерях, температурных колебаниях и других изменениях среды [А.В.Павлов и др., 2007; J.Dadan et al., 2003; M.K.Irmak et al., 2004; R.L.Zbuckie et al., 2007]. Многие аспекты этого взаимовлияния остаются непонятными и трактуются противоречиво, в частности связь активности С-клеток с уровнем тиротропина в крови, соотношение возрастной динамики популяций тироцитов и кальцитониноцитов, влияние половых стероидов на функциональную пластичность двух наиболее значительных клеточных популяций в щитовидной железе и др. Вопрос о взаимоотношениях фолликулярных и парафолликулярных клеток щитовидной железы при хроническом действии стрессоров в различные периоды онтогенеза до сих пор не нашел отражения в литературе, что затрудняет понимание возрастных особенностей адаптации организма к действию стрессорных агентов.
В литературе имеются достаточно обширные сведения относительно возрастных особенностей гистофизиологии щитовидной железы и различий постстрессовых изменений в ней в различных возрастных группах экспериментальных животных [G.Cizza et al., 1995; D.G.Moreira et al., 2005; Z.Kmiec et al., 2006], однако период раннего постнатального онтогенеза остается практически неизученным с точки зрения стресс-индуцированных изменений в щитовидной железе и в деятельности гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной оси в этот наиболее чувствительный к стрессорным воздействиям возрастной период.
В связи с выше изложенным мы предприняли настоящее исследование, посвященное выяснению вклада щитовидной железы в адаптацию растущего организма к стрессу.
Цель исследования: изучение возрастных аспектов адаптации щитовидной железы к хроническому действию стрессоров в раннем постнатальном онтогенезе.
Задачи исследования:
Охарактеризовать особенности приспособления щитовидной железы к действию хронического психо-эмоционального стресса в разные возрастные периоды раннего постнатального онтогенеза.
Сопоставить адаптационные изменения тироцитов и кальцитониноцитов в растущем организме при хроническом стрессе.
Изучить в сравнительном аспекте особенности стресс-ассоциированных изменений фолликулярного компартмента щитовидной железы при действии различных видов стрессоров.
Материалы и методы.
Настоящее экспериментальное исследование было выполнено на
неполовозрелых белых крысах породы Sprague Dawley, с исходным возрастом,
соответствующим грудному периоду (14 дней), периоду перехода на
самостоятельное питание (21 день) и инфантному периоду (30 дней). Крысы
всех изученных возрастов испытывали хроническое действие различных видов
стрессоров. Изменения в щитовидной железе у экспериментальных животных
сравнивались с ее гистофизиологическими особенностями в группах
возрастного контроля с применением гистологических и
иммуногистохимических методов исследования. Использовались
иммуногистохимические методы окраски на тироглобулин для характеристики фолликулярного компартмента и на кальцитонин для оценки парафолликулярного компартмента щитовидной железы. Количественно
гистологические срезы обрабатывались с помощью компьютерной морфометрии с применением программы Leica QWin с последующей статистической обработкой полученных данных в программе Excel.
Результаты исследования.
В результате проведенного исследования было установлено, что щитовидная железа при хроническом стрессе в раннем постнатальном онтогенезе претерпевает адаптационные изменения, совокупность и выраженность которых связана с видом примененного стрессора и исходным возрастом экспериментального животного.
Научная новизна работы.
Впервые с применением иммуногистохимии и имидж-анализа были показаны особенности адаптационных изменений в щитовидной железе на ранних этапах постнатального онтогенеза (грудной период, период перехода на самостоятельное питание и преювенильный период) при хроническом стрессе с использованием разных по силе и природе стрессоров. Определены возрастные периоды в раннем постнатальном онтогенезе с наибольшей чувствительностью щитовидной железы к различным типам стрессорных воздействий.
Теоретическое значение работы заключается в определении направленности и диапазона стресс-ассоциированных изменений структуры щитовидной железы, определяющих ее функциональные особенности в их возрастной динамике.
Практическая значимость работы состоит в получении данных об адаптационных возможностях щитовидной железы при действии различных по силе и природе стрессоров, которые рекомендуется использовать при проведении профилактических мер для предотвращения развития в растущем организме серьезных нейроэндокринных и метаболических расстройств.
Внедрение в практику: результаты диссертационного исследования внедрены в учебный процесс на кафедрах нормальной физиологии и факультетской терапии (в курсе эндокринологии).
Публикации и апробация материалов диссертации. Материалы диссертации были доложены на V общероссийском съезде анатомов, гистологов и эмбриологов, Казань, 17-18 сентября 2004 г.; на конференции, посвященной 70-летию Тверской государственной медицинской академии и 100-летию со дня рождения основателя кафедры анатомии человека, проф. И.С.Кудрина, Тверь, сентябрь, 2006; на IV научной конференции с международным участием «Проблемы экспериментальной и клинической медицины», Паттайа (Таиланд); 18 января 2007 г.; на конференции «Внедрение новых образовательных технологий», медицинские науки, о. Бали (Индонезия), 10 декабря 2008; на научной конференции "Современные проблемы экспериментальной и клинической медицины", Паттайя (Таиланд), 20 декабря 2008 года; на заседании Волгоградского отделения Всероссийского научного общества анатомов, гистологов и эмбриологов 27 декабря 2008; на конференции "Современные проблемы экспериментальной и клинической медицины", Пномпень (Камбоджа), 18 февраля 2009 года; на конференции «Развитие научного потенциала высшей школы», Дубай (ОАЭ), 4 марта 2009; на конференции «Актуальные проблемы науки и образования», Варадеро (Куба), 20 марта 2009. Результаты исследования отражены в 8 публикациях, 2 из которых журнальные статьи в издании, рекомендованном ВАК для опубликования материалов диссертаций.
Положения, выносимые на защиту:
1. Стресс-ассоциированные изменения фолликулярного и парафолликулярного компартмента щитовидной железы растущего организма являются взаимообусловленными и связанными с типом стрессорного воздействия.
2. Фенотипическая пластичность щитовидной железы, определяющая ее адаптационный потенциал при хроническом действии различных по силе стрессоров в раннем постнатальном онтогенезе, модулируется ее возрастной динамикой.
Практические рекомендации:
1 .Морфометрические и количественные иммуногистохимические показатели функционального состояния щитовидной железы могут использоваться для оценки адаптационного ответа нейроэндокринной системы на действие хронического стресса.
2.Опре деление секреторной пластичности фолликулярного и
парафолликулярного компартментов щитовидной железы может использоваться при разработке профилактических мероприятий, направленных на предотвращение стресс-ассоциированных нейроэндокринных и метаболических сдвигов при хроническом стрессе у детей.
Морфо-функциональная характеристика фолликулярного компартмента щитовидной железы в норме
У человека фолликулы варьируют в диаметре от 0,02 до 0,9 мм, их количество исчисляется миллионами. Тиротропный гормон (ТТГ), выделяемый тиротропоцитами - базофильными клетками аденогипофиза — стимулирует выработку тироцитами двух иодированных гормонов-производных аминокислот: ТЗ (3,5,3-трийод-Ь-тиронина) и Т4 (тироксина). Гормоны вызывают ускорение ряда метаболических процессов. Они хранятся в коллоиде в форме гликопротеин-иодидного комплекса - тироглобулина. Каждый фолликул может хранить многонедельный запас гормона в составе своего коллоида. Из нескольких иод-содержащих соединений наиболее активен ТЗ. ТЗ и Т4 стимулируют транскрипцию многих генов, кодирующих разные виды белков, что приводит к общей интенсификации клеточного метаболизма: примерно вдвое против состояния покоя. Гормоны стимулируют обмен углеводов, уменьшают синтез холестерина, фосфолипидов и триглицеридов, но усиливают синтез жирных кислот и захват витаминов. ТЗ и Т4 увеличивают скорость роста у молодых, облегчают умственную деятельность, стимулируют деятельность других желез [V.S.Usenko et al., 1998; L.P.Gartner et al., 2001; B.Young etal., 2006].
Гормоны щитовидной железы играют важную роль как центральные регуляторы, связывающие многие биологические задачи, включая регуляцию эмбрионального и постнатального роста, репродуктивной функции, поведения и психологического ответа на стресс. Продукция ТТГ - главного регулятора морфологического и функционального состояния щитовидной железы - стимулируется тиротропин-рилизинг фактором гипоталамуса (ТРФ) и подавляется тиреоидными гормонами в классической модели отрицательной обратной связи. Циркулирующий Т4 полностью производится в железе, в то время как ТЗ также производится монодейодированием Т4 как в железе, так и в нетиреоидных тканях. В сочетании с другими гормонами они определяют успешность формирования специализированных изменений, обеспечивающих адаптацию организма к действию экстремальных факторов. [Н.С.Хоч и др., 1994; H.A.Delemarre-van de Waal et al., 2001; P.R.Larsen et al., 2003; E.Fliers 06, J.R.Klein et al., 2006].
Описаны морфологические признаки, характеризующие функциональное состояние щитовидной железы (высота тироцитов, площадь и диаметр фолликулов, соотношение высоты эпителия и размеров полости фолликула). У крыс, в 16-ом поколении отобранных на предмет высокого и низкого порога возбудимости нервной системы, с повышенной функцией щитовидной железы при низком пороге возбудимости, тироциты имели большую высоту, а полость фолликулов была меньше, чем при высоком пороге возбудимости, что свидетельствует о наличии генетически детерминированной взаимосвязи между уровнями функционирования нервной и эндокринной систем [М.А.Гофман и др., 1987].
Неуклонный рост частоты заболеваний щитовидной железы вследствие экологического неблагополучия обусловил интерес к изучению патоморфологии данного органа. Морфометрия позволяет оценить степень выраженности морфо-функциональных изменений в ней при различных видах патологии: полуколичественно и количественно. Разработан алгоритм определения морфометрических параметров железы. Он включает полуколичественную оценку эпителиальных компонентов (типы клеток, их функциональная и пролиферативная активность, характеристика эпителия и коллоида); стромальных компонентов (инфильтрация стромы, сосудистое русло, капсула), некоторые патологические изменения (кисты, кровоизлияния, фиброз, амилоидоз, абсцедирование), а также количественные параметры клеток, эпителия, фолликулов, коллоида с определением индексов активности, зрелости, склерозирования, кровообращения и др. [О.К.Хмельницкий 98].
Помимо тироцитов, составляющих фолликулярный компартмент железы, в ней присутствует вторая по численности клеточная популяция -кальцитониноциты (С-клетки), относящиеся к АПУД-системе, происходящие из нервного гребня и содержащие в цитоплазме мелкие аргирофильные гранулы. Они продуцируют полипептид кальцитонин, снижающий концентрацию кальция и фосфатов в крови за счет ингибирования резорбции костной ткани остеокластами и снижения реабсорбции кальция и фосфатов в канальцах почки. Он также увеличивает скорость окостенения остеоида, таким образом, в совокупности С-клетки образуют железу-антагонист паращитовидным железам. Выработка кальцитонина является следствием повышенной концентрации кальция в крови. Хотя С-клетки в 2-3 раза крупнее тироцитов, они составляют не более 0.1% эпителия. Парафолликулярные клетки размещаются между тироцитами или в интерстиции железы. На электронных микрофотографиях в цитоплазме клеток видны нейросекреторные гранулы с плотным ядром, характерные для нейроэндокринных клеток, и развитый комплекс Гольджи [Г.И.Плахута-Плакутина и др., 1989; С.Н.Рящиков и др., 1989; Y.Kameda et al., 1983,1995; E.Colman et al., 2002; J.Dadan et al., 2003; B.Young et al., 2006].
С-клетки крыс Wistar изучены иммуногистохимически. Они занимают центральное положение в железе, небольшое их количество расположено по периферии, в нижней и верхней ее части, в то время как в перешейке они отсутствовали. Их доля увеличивалась с возрастом до 70 дня и затем снижалась к 100-у дню. Число клеток в каждом коррелировало с весом животного. Иммуногистохимически показано, что кальцитонин, кальцитонин-ген связанный пептид (CGRP) и соматостатин+ клетки присутствуют у крыс на протяжении всей жизни. Первые два маркера присутствуют во всех С-клетках, а соматостатин - лишь у некоторых из них. [P.A.Monsour et al., 1985; J.Seidel et al., 2003]. Многие авторы отмечают, что роль С-клеток необходимо уточнять [В.И.Логинов 1999, 2007; М.А.Титова и др., 2003; J.Dadan et al., 2003, M.K.Irmak et al., 2004].
Морфо-функциональная связь фолликулярного и парафолликулярного компартментов щитовидной железы человека и экспериментальных животных
У низших позвоночных (от рыб до птиц включительно) ультимобранхиальные тельца существуют отдельно от щитовидной железы, а у млекопитающих тироциты и кальцитониноциты, хоть и происходят от разных источников (энтодермы и нервного гребня соответственно), но объединены в один орган, и это может иметь функциональное значение. Кроме того, обнаружено, что С-клетки выделяют множество паракринных факторов (помимо уже перечисленных это регуляторные пептиды: катакальцин, гастрин-высвобождающий пептид, гелодермин), причем некоторые из них секретируются исключительно С-клетками. При этом соматостатин, CGRP, катакальцин ингибируют секрецию тиреоидных гормонов, а гастрин-высвобождающй пептид и гелодермин — стимулируют ее. Еще один продукт С-клеток — серотонин - стимулирует тироциты in vitro и in vivo [M.K.Irmak et al., 2004].
Ранние исследования позволили сформулировать локальную регуляторную интратироидальную пептидергическую концепцию, и сформулировать гипотезу о регуляции С-клетками активности тироцитов. Высокая частота гиперплазии С-клеток у больных с гипертироидизмом [H.Vierhapper et aL, 2002] и независимость активности С-клеток от ТТГ и тиреоидных гормонов привела к заключению, что С-клетки со своим паракринным эффектом являются фактором, инициирующим гипертироидизм. Гормоно-зависимый рост щитовидной железы может также контролироваться С-клетками. В раннем постнатальном онтогенезе отмечается высокий индекс активации щитовидной железы и высокая удельная площадь С-клеток, а с возрастом оба показателя уменьшаются. В отличие от взрослых в неонатальном периоде С-клетки расположены преимущественно интрафолликулярно. В 1-ый год жизни концентрация кальцитонина в крови выше, чем на 2-6 году. В то же время число соматостатин+клеток сокращается после рождения, а потом через год снова возрастает, т.е. повышенная концентрация кальцитонина в щитовидной железе, многочисленность С-клеточной популяции и снижение числа соматостатин+ клеток в раннем постнатальном онтогенезе отражают регуляторный эффект С-клеток на скорость роста, обусловленную тиреоидными гормонами. [M.K.Irmak et al., 2004].
При действии низкочастотного электромагнитного поля объемная плотность С-клеток увеличивалась, а тиреоидные морфо-функциональные изменения соответствовали сниженной активности железы [V.Rajkovic et al., 2003]; в то время как молодые крысы при холодовой экспозиции 15-25 дней испытывали изменение тиреоидного статуса [F.Goglia et al., 1983]. Эти результаты говорят, что активность щитовидной железы находится под влиянием факторов внешней среды, и С-клетки могут вовлекаться в механизмы адаптации к ним.
Предполагается, что контроль за уровнем секреции тиреоидных гормонов идет от С-клеток, которые, как это ранее отмечено, стимулируют тироциты с помощью паракринного механизма. С-клетки происходят из нервного гребня, а производные нервного гребня являются структурами, на которые влияет внешняя среда, чтобы произвести перманентные анатомические и физиологические изменения. Таким образом, биологическое значение пространственной организации тироцитов и С-клеток представляется в функциональной координации обоих видов клеток. Парафолликулярные клетки могли облегчать адаптацию фолликулярных клеток к изменениям среды, позволяя им более эффективно координировать функции организма. Косвенным подтверждением этому является сосуществование наиболее активных тироцитов и С-клеток в центре долей железы [KJrmak et al., 1997,2004].
Изучено взаимодействие С-клеток с тироцитами в норме и при патологии. При гипертироидизме (хроническое введение тироксина) иммуногистохимически оценивалась активность С-клеток. Количество, распределение и кальцитонин-иммунореактивность С-клеток различалась у экспериментальных животных и контрольных. У первых наряду с резким снижением уровня ТТГ отмечалось и падение концентрации кальцитонина в крови, что также свидетельствует о наличии функционального взаимодействия между тироцитами и С-клетками [J.Dadan et al., 2003].
С-клетки, участвуя в регуляции активности фолликулярных клеток с помощью паракринного механизма, и при этом могут регулировать скорость роста новорожденного, влияя на уровень тиреоидных гормонов в раннем постнатальном онтогенезе. В свете сообщений, показавших различную тиреоидную физиологию у разных популяций и влияние на нее факторов среды, было высказано предположение, что С-клетки причастны к популяционным различиям тиреоидной физиологии в адаптации к условиям среды. С-клетки могут облегчать адаптацию фолликулярных клеток к изменениям условий среды, позволяя более эффективно координировать функции организма и продуцируя вариационные различия между популяциями [А.В.Павлов и др., 1992; M.Zaidi et al., 2002, A.O.Hoff et al., 2002 KJrmak et al., 2004]. Немало работ поддерживают гипотезу о том, что между парафолликулярными клетками и тироцитами есть взаимная кооперация как в физиологических, так и в патологических условиях [J.Dadan et al., 2001, 2003, 2003, 2004, 2004]. В попытке объяснить это заключение рассматривается несколько возможностей, например прямое действие тиростатика, прямое или непрямое влияние ТТГ, а также тиреоидных гормонов на С-клеточную активность [B.Rappoport et al., 1996]. Продолжительное лечение тиростатиками, например, пропилтиоурацилом, заканчивается повышением уровня ТТГ в крови через отрицательную обратную связь в ГГТО. Гиперплазия или неоплазия в ряде случаев наблюдалась как следствие стимуляции фолликулярного эпителия со стороны ТТГ [C.Hoang-Vu et al., 1995]. Микрофолликулярная гиперплазия наблюдается нередко после лечения тиростатиками. Обнаружены изменения в щитовидной железе после продолжительной стимуляции ТТГ фолликулярного эпителия, которое проходило 3 стадии: начальная стадия поддержания продолжалась несколько дней, период быстрого роста железы и резкого увеличения митотической активности, увеличения числа тироцитов, и наконец фаза плато с уменьшением скорости роста по сравнению с предыдущим периодом [P.Morosini et al., 1996]. ТТГ известен как важнейший модулятор роста тироцитов, но недавно были описаны другие факторы такого же действия: эпидермальный фактор роста, инсулиноподобный фактор. Гиперплазия железы при действии тиростатика связана с увеличением плотности тиреоидных рецепторов к инсулиноподобному фактору роста, и в отсутствие факторов роста ТТГ не может стимулировать рост тироцитов в культуре ткани, что значает, что респонсивность тироцитов на действие ТТГ зависит от других факторов.
Характеристика контрольных и экспериментальных животных разных возрастных групп и анализ физиологических параметров
Экспериментальные животные всех возрастных групп удовлетворительно переносили условия эксперимента, гибели животных в ходе исследования не наблюдалось.
Данные об изменении массы тела с возрастом и в ходе эксперимента представлены в таблице 1. Как следует из таблицы, в условиях хронического стресса поступательная возрастная динамика массы тела у экспериментальных животных сохранялась, однако подвергалась существенной коррекции. Замедление прироста массы тела было достоверным у крыс 2-ой и 3-ей экспериментальной группы всех возрастных подгрупп, в то время как у животных 1-ой экспериментальной группы оно не достигало уровня значимости. Между экспериментальными группами одного возраста различия массы тела были также недостоверными.
Оценить масштабы стресс-связанной гипотрофии тимуса и гипертрофии надпочечников позволяют данные, представленные в таблицах 2 и 3. Как следует из содержания таблиц, наиболее выраженная акцидентальная инволюция тимуса отмечена у животных возраста перехода на самостоятельное питание. Снижение массы тимуса у животных 1-ой экспериментальной группы было достоверным у 21-дневных крыс и высоко достоверным у 30-дневных (р 0,05 и р 0,01 соответственно). У животных 2-ой и 3-ей экспериментальных групп оно также было достоверным с различным уровнем значимости (р 0,01 и р 0,001 у животных младшей и старших возрастных подгрупп соответственно).
Уровень гипертрофии надпочечников был также связан с типом стрессорного воздействия и исходным возрастом животных.
У крыс 1-ой экспериментальной группы увеличение массы надпочечников было достоверным лишь в подгруппе возраста, соответствующего переходу на самостоятельное питание (р 0,05). У животных 2-ой и 3-ей возрастных групп оно было достоверным у 14-дневных крыс (р 0,05) и высоко достоверным — у 21- и 3-дневных (р 0,01).
Микроскопическое исследование щитовидной железы показало, что в грудном возрасте она обнаруживала высокий уровень морфологической зрелости в сравнении с другими эндокринными железами (такими как надпочечники и гипофиз) (рис.9). За первые 2 недели жизни ее микроструктура существенно изменяется: увеличивается число и размеры фолликулов, высота тироцитов, объем сосудистого русла, в то время как объем парафолликулярной ткани сокращается (рис. 10,11).
Большая часть железы контрольных животных в грудном возрасте заполнена мелкими и средними фолликулами преимущественно с кубическим, реже низкопризматическим или уплощенным эпителием. При этом мелкие фолликулы с преимущественно кубическим эпителием располагались в центре долей железы, в то время фолликулы относительно больших размеров с уплощенным эпителием располагались главным образом по периферии. Крупные фолликулы в данной возрастной группе не встречаются. Выпуклая апикальная поверхность тироцитов для фолликулов щитовидной железы данной возрастной группы также не характерна. Фолликулы заполнены гомогенным слабо оксифильным коллоидом. Плотность коллоида равномерная. Как в средних, так и в мелких фолликулах достаточно часто определяются резорбционные вакуоли. Строма железы контрольных крыс данного возраста достаточно скудная. С-клетки в составе фолликулов при окраске гематоксилин-эозином не определяются (рис.12). Межфолликулярная ткань представляется в виде мелких пролиферирующих островков, в которых парафолликулярные клетки также не выделяются. Дифференцировка эпителиальных клеток в парафолликулярном положении при рутинных методах окраски затруднена, так как при тангенциальном срезе фолликулов профили тироцитов попадают в парафолликулярное положение, в связи с чем дифференцировка С-клеток и соответствующие морфометрические измерения проводилась нами на иммуногистохимических препаратах, окрашенных на кальцитонин.
В период перехода на самостоятельное питание микроструктура щитовидной железы качественно заметных изменений не претерпевала, последние касались незначительного роста размеров фолликулов и увеличения высоты фолликулярного эпителия. Отмечается некоторое возрастание доли средних фолликулов, хотя преобладают по-прежнему мелкие. Увеличение диаметра фолликулов сопровождается увеличением высоты тироцитов: все больше из них оказываются выстланными кубическим эпителий, и все меньше -плоским; разрастается строма железы. В коллоиде отмечается некоторое усиление краевой вакуолизации (рис. 13).
Иммуногистохимическая характеристика щитовидной железы у контрольных и экспериментальных животных
При иммуногистохимическом окрашивании отмечено, что антитела против тироглобулина слабо равномерно окрашивают коллоид и более интенсивно - цитоплазму тироцитов (рис. 21). По данным ряда исследователей, при данном методе окрашивания удельная площадь иммунореактивных клеток является достоверным морфометрическим показателем активности железы [О.К.Хмельницкий и др., 2006]. Уже на качественном уровне прослеживается увеличение удельной площади иммунореактивных клеток в щитовидной железе неполовозрелых крыс с возрастом.
При окрашивании на кальцитонин отмечено небольшое количество иммунореактивных в грудном возрасте, они концентрируются в основном вокруг мелких фолликулов центральной части каждой доли. С возрастом их количество несколько увеличивается, при этом возрастает и их большая разбросанность по территории железы (рис.22).
При жестком иммобилизационном стрессе в фолликулах железы отмечаются изменения, хорошо заметные уже на качественном уровне. Они заключаются в увеличении размеров фолликулов, истончении их стенок, исчезновении резорбционных вакуолей и разрастании соединительнотканной стромы между фолликулами. Эти изменения хорошо видны на препаратах, окрашенных на тироглобулин, которые демонстрируют резкое сокращение объема иммунореактивных клеток. Подобные изменения отмечались во всех возрастных группах, но были более всего выражены в исходном грудном возрасте. Кроме того, обращает на себя внимания изменение формы фолликулов на неправильную (фото 23).
В то время как окрашивание на тироглобулин подтвердило сокращение доли иммунореактивных клеток во всех трех возрастных группах и наибольшее - в младшей из них, окрашивание на кальцитонин напротив, выявило увеличение доли иммунореактивных клеток, которые были более неравномерно распределены по паренхиме железы и нередко соседствовали с более крупными фолликулами с уплощенным эпителием. Размеры иммунореактивных клеток несколько увеличивались, угловатая, чаще треугольная неправильная форма при этом сохранялась (фото 24,25). Наиболее заметными эти изменения были в старшей возрастной группе.
Дополнительно проведенная серия эксперимента в старшей возрастной группе с использованием модели иммерсионного стресса выявила сходные изменения с таковыми при иммобилизационном стрессе, показав, что и при хроническом действии стрессорного фактора, не связанного с изменением двигательной активности, гиперплазия кальцитониноцитов также развивается в щитовидной железе растущего организма (фото 26). Необходимость введения дополнительной экспериментальной группы данного возраста была продиктована тем обстоятельством, что щитовидная железа чувствительна к ограничению двигательного режима и уменьшению нагрузки на скелет, в том числе и не связанным со стрессорным воздействием, для дифференцировки с которыми нам потребовалось дополнительно использовать модель стресса, не ограничивающую двигательной активности животных.
При мягком хроническом иммобилизацинном стрессе изменения в фолликулярном компартменте у экспериметальных животных младшей и средней экспериментальных групп были в целом менее выражены: уплощение фолликулярного эпителия было более ограниченным, фолликулы не достигали размеров, сопоставимых с таковыми при жестком стрессе, число кальцитониноцитов видимо не изменялось.
Неожиданные результаты получены при оценке адаптационных возможностей щитовидной железы при хроническом действии стрессора среднего по силе (иммобилизация в пластиковом пенале) в старшей возрастной группе, соответствующей инфантному периоду. Наряду с разрастанием соединительнотканной стромы, отмечающейся так же, как и при жестком хроническом стрессе, признаков угнетения фолликулярного компартмента не наблюдалось: фолликулы не только не увеличивались, но даже несколько уменьшались в размерах, эпителий сохранял высоту на уровне кубического или низкопризматического, ядра тироцитов сохраняли свои размеры, окрашивание на тироглобулин показало сохранение интенсивности окраски и объема иммунореактивных клеток (фото 27).
Окрашивание на кальцитонин также не выявило гиперплазии иммунореактивных клеток, характерной для жесткого хронического стресса, что подчеркивает онтогенетическую обусловленность диапазона адаптационных изменений в щитовидной железе при хроническом стрессе (фото 28).
Похожие диссертации на Морфо-функциональная характеристика щитовидной железы растущего организма при хроническом стрессе
