Ультраструктурные особенности клеток щитовидной железы в динамике постнатального онтогенеза в условиях хронической интоксикации пестицидами

АННОТАЦИЯ

Щитовидная железа потомства, полученная от матерей с хроническим отравлением пестицидами вигор и титан, исследована на 1-90 сутки после рождения с помощью электронно-микроскопических методов. Выявлено, что интоксикация организма матери значительно замедляет темпы постнатального формирования секреторных фолликулов. Обнаружены ультраструктурные изменения в виде дезорганизации зернистой эндоплазматической сети и деструкции других цитоплазматических органелл тироцитов. Эти изменения представляют собой морфологический субстрат дисфункции щитовидной железы, возникающеи ̆ в постнатальном онтогенезе органа в условиях хронической интоксикации.

Ключевые слова: пестициды, хроническая интоксикация, щитовидная железа, тироциты.

Введение. За последние десятилетия установлена большая группа химикатов, оказывающих токсическое действие преимущественно на эндокринную систему, прежде всего, на гипоталамо- гипофизарно-тироидную ось [1]. Эти вещества, обозначенные как «эндокрин-разрушающие химикаты» (ЭРХ) («endocrine-disrupting chemicals»), неблагоприятно влияют на различные этапы синтеза, транспорта и эффекторной функции гормонов на клетки-мишени [2]. Высокая чувствительность щитовидной железы к действию ЭРХ окружающей среды (ЭРХОС) вызвала необходимость выделения в отдельную группу химические вещества, которые оказывают преимущественное отрицательное влияние на эту железу («тироид- разрушающие химикаты», «thyroid-disrupting chemicals»), в виде угнетения процессов синтеза, транспорта и рецепторных функций тироидных гормонов [3]. За последние годы появились многочисленные обзоры, посвященные различным аспектам действия ЭРХОС на организм человека и животных [3; 4; 5]. Клиническими и экспериментальными исследованиями показано, что многие ЭРХОС могут действовать как синергисты или антагонисты гормонов и тем самым приводят к нарушениям жизнедеятельности различных органов и систем [3; 4]. Анализ литературы показывает, что основная масса работ по изучению механизмов и последствий воздействия ЭРХОС на эндокринную систему, к сожалению, проведена на половозрелых особях животных и у взрослых людей. Вместе с тем, формирование эндокринной системы, оказывающей регулирующее влияние на рост и развитие всех органов и систем, осуществляется именно в пренатальном и раннем постнатальном периодах [3; 6]. От характера течения процессов роста и развития эндокринных желез в пре- и постнатальном онтогенезе зависит состояние всех видов обменных процессов, постнатальное становление других органов и систем. Вполне логично допустить, что воздействие ЭРХОС на организм матери через плацентарный барьер, а в последующем через материнское молоко, существенно нарушает естественный процесс эмбрионального и раннего постнатального становления органов и систем, в том числе и эндокринных желез потомства. Однако многие вопросы неблагоприятного действия химикатов окружающей среды на развивающийся организм человека и животных остаются не решенными. Имеются лишь отдельные сообщения о том, что подобные ЭРХОС вещества оказывают более выраженное патогенное воздействие в детском и юношеском возрасте, нарушая рост и становление организма в постнатальном периоде [4; 7].

Изучение влияния наиболее распространенных ЭРХОС на рост и становление эндокринных желез позволило бы получить новые данные о патогенезе ряда заболеваний, наблюдаемых во взрослом организме, но обусловленных действием ЭРХОС во внутриутробном или раннем детским периоде жизни. Все это дает основание считать, что проблема влияния ЭРХОС через материнский организм на рост и становление эндокринных желез потомства представляет несомненный научно-прикладной интерес для широкого круга специалистов.

Цель работы. Выявление ультраструктурных особенностей и некоторых морфометрических показателей тироцитов в динамике постнатального роста у потомства, полученного в условиях хронической интоксикации организма матери пестицидами.

Материалы и методы. Опыты проводились на нерожавших, белых половозрелых крысах-самках, которые были подразделены на 3 группы по 30 животных в каждой. Две группы животных в течение 90 дней ежедневно per os получали соответственно пестициды титан или вигор. Третья группа, получавшая соответствующий объем стерильного физиологического раствора, служила контролем. По окончании хронического отравления все самки были подсажены к здоровым самцам. Наступление беременности контролировали по наличию спермы во влагалищных мазках. Потомство, полученное от опытных и контрольных самок, исследовали в динамике на 1,3,7,14, 21, 30 и 90 сутки после рождения. Щитовидную железу (Щж) изучали с помощью морфометрических и электронно-микроскопических методов [8]. Все цифровые данные статистически обработаны с использованием пакета компьютерных программ с вычислением критериев Стьюдента, достоверными считались различия, удовлетворяющие P<0,05.

Результаты и их обсуждение. Выявлено, что хроническая интоксикация материнского организма существенно снижает темпы роста и становления Щж в постнатальном онтогенезе. Начиная с 1-3 суток после рождения среднее число фолликулов на общую площадь среза у опытных животных было достоверно ниже по сравнению с контролем (12,8±0,5 при вигоре; 13,7±0,6 при титане; 15,9±0,7 при контроле, P1, P2 <0,05). Средние площади фолликулов в эти сроки во всех зонах органа также были достоверно ниже контроля (430,8±23мкм2 при вигоре; 455,3±32 мкм2 при титане; 547,2±28 мкм2 при контроле, P1, P2 <0,05). Обращало на себя внимание достоверно низкое содержание тироцитов в одном фолликуле, которое сочеталось выраженным снижением высоты тироцитов и площади эпителия фолликула. В динамике постнатального роста и становления Щж морфометрические показатели во всех исследованных группах соответственно возрастали. Тем не менее, темпы роста Щж в целом, формирование новых фолликулов в железе у опытных животных существенно отставали от контроля. Число фолликулов на площадь среза, средняя площадь фолликулов у опытных животных на 21-30 сутки опытов оставались достоверно низкими по сравнению с соответствующим контролем. На 21 сутки опытов средние площади фолликулов были достоверно ниже контроля (1035±23 мкм2 при вигоре; 1152±38 мкм2 при титане; 1387±46 мкм2 при контроле, P1, P2 <0,05). Особенно следует отметить низкие удельные показатели тироцитов во все сроки исследования, свидетельствующие о снижении секреторной активности клеток. Так, на 30 сутки эксперимента средняя высота тироцитов в группе с интоксикацией вигором составляла 5,5±0,2 мкм; с интоксикацией титаном – 5,9±0,3 мкм при контроле 7,2±0,3 мкм; P1, P2 <0,05. Полученные морфометрические данные нашли свое полное подтверждение в результатах электронно-микроскопических исследований.

Электронно-микроскопически фолликулы в Щж контрольных животных во всех сроках наблюдения имели типичное строение. Тироциты контрольных животных находились на различных стадиях секреторного цикла и в целом характеризовались ультраструктурными признаками высокой активности синтетического и лизосомального аппаратов. Цитоплазма отдельных тироцитов содержала значительное количество цистерн зернистой эндоплазматической сети (ЗЭС). В некоторых клетках профили ЗЭС были расширенными. Ядра клеток располагались в центре или были несколько смещены к базальной части тироцита (рис.1). Апикальная поверхность клеток содержала немногочисленные короткие микроворсинки. Под апикальной плазмалеммой располагались лизосомы размерами 0,2 – 0,4 мкм, число которых варьировало в зависимости от фазы секреторого цикла тироцита.

Результаты электронно-микроскопических исследований Щж у потомства, полученного от опытных животных, показали наличие определенных субмикроскопических изменений, в целом свидетельствующих о нарушениях тех или иных фаз секреторного цикла тироцитов.

Наряду с тироцитами с интактной ультраструктурой, у них в стенке фолликулов часто обнаружива-лись клетки с выраженными признаками дезорганизации профилей ЗЭС в виде их чрезмерного расшире-ния и снижения плотности внутреннего содержимого (рис.2).

Иногда цитоплазма отдельных тироцитов выглядела как гигантская вакуоль со светлым содержимым, ядро и немногочисленные органеллы были оттеснены к периферию клетки. Нередко обнаруживались тироциты с выраженным набуханием митохондрий с просветлением их матрикса и дезорганизацией крист. Реже в отдельных тироцитах отмечалось появление единичных липидных капель различных размеров, которые практически не встречались у животных контрольной группы. И наконец, у потомства от опытных животных значительно чаще, по сравнению с контролем, определялись тироциты с явными признаками апоптоза и деструкции цитоплазматических органелл. Тироцитам в обычных физиологических условиях характерно наличие развитых органелл, ответственных за синтез тироглобулина. Прежде всего, это относится к зернистой эндоплазматической сети, которая у интактных животных также была достаточно сильно развита. Однако, дезорганизация и тотальное расширение цистерн ЗЭС с уменьшением плотности их содержимого нами обнаружены только у потомства от опытных животных.

Подобные ультраструктурные изменения тироцитов обнаружены рядом исследователей при токсических воздействиях на тироциты и рассматриваются как признаки нарушения синтеза тироглобулина или его транспорта в просвет фолликулов [2].

29

Выявленные нами субмикроскопические изменения тироцитов, скорее всего, также являются показателем нарушения синтетической и секреторной деятельности клеток Щж. Более того, наши морфометрические данные убедительно показывают, что хроническая интоксикация материнского организма обусловливает замедление темпов постнатального формирования и роста основной структурно-функциональной единицы Щж – секреторных фолликулов. На основании данных электронной микроскопии можно заключить, что в процессе роста и становления Щж в условиях хронической интоксикации, наряду со снижением пролиферации тироцитов, имеет место глубокое нарушение процесса их дифферен-цировки. На это указывают субмикроскопические признаки деструкции органелл, ответственных за синтез, транспорт и расщепление тироглобулина. Все это в конечном итоге приводит к дисфункции щитовидной железы и нарушению обменных процессов у развивающегося потомства. Причем, по степени угнетающего действия на Щж вигор относительно превосходит аналогичный эффект титана.

Выводы.

  1. . Хроническая интоксикация организма матери пестицидами приводит к существенному замедлению темпов постнатального роста и становления секреторных фолликулов Щж потомства.
  2. . Ультраструктурные изменения в виде дезорганизации зернистой эндоплазматической сети и деструкции других цитоплазматических органелл тироцитов представляют собой морфологический субстрат дисфункции щитовидной железы, возникающей в постнатальном онтогенезе органа в условиях хронической интоксикации.

Литература

Hotchkiss AK, Rider CV, Blystone CR. Fifteen years after "Wingspread" -environmental endocrine disrupters and human and wildlife health: where we are today and where we need to go. Toxicol Sci. - 2008. – Vol.105. – P.235-259.

Jugan ML, Levi Y, Blondeau JP. Endocrine disruptors and thyroid hormone physiology. Biochem Pharmacol. 2010. – Vol.79. – P.939-947.

Köhrle J. Environment and endocrinology: the case of thyroidology. Ann Endocrinol (Paris). 2008. - Vol.69. –P.116-122. Rogan WJ, Paulson JA, Baum C. Iodine deficiency, pollutant chemicals, and the thyroid: new information on an old problem. Pediatrics. 2014 Jun;133(6):1163-6. doi: 10.1542/peds.2014- 0900.PMID: 24864180

Nassan F.L, Korevaar T.M, Coull B.A, Skakkebæk N.E, Krawetz S.A. Dibutyl-phthalate exposure from mesalamine medications and serum thyroid hormones in men. Int J. Hyg Environ Health. 2019 Jan; 222(1):101-110. doi: 10.1016/j.ijheh.2018.08.008. Epub 2018 Aug 28.PMID: 30170956

Stefanidou M, Maravelias C, Spiliopoulou C. Human exposure to endocrine disruptors and breast milk. Endocr Metab Immune Disord Drug Targets. - 2009. – Vol.9. – P.269-276.

Schell LM, Gallo MV. Relationships of putative endocrine disruptors to human sexual maturation and thyroid activity in youth. Physiol Behav. 2010. -Vol.99. –P.246-253.

Юкина Г.Ю., Неворотин А.И., Быков В.Л. Ультраструктурные и метаболические характеристики тироцитов при действии циклофосфана. Морфология. 2004.-Том 125. - № 1. - С.66-71.

Год: 2021
Город: Шымкент
Категория: Медицина