МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ’Я УКРАЇНИ

ЛЬВІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМЕНІ Данила Галицького

МЕЛЬНИК ОКСАНА ІГОРІВНА

УДК: 612.3.015.3-06:(616.441-008.64+612.014.482)

Особливості структурно-метаболічних змін

деяких органів травної системи

при поєднаному впливі гіпотиреозу

та малих доз радіації

14.03.03 – нормальна фізіологія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Львів – 2002

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Львівському державному медичному університеті

імені Данила Галицького МОЗ України.

Науковий керівник:

Заслужений діяч науки і техніки України, доктор медичних наук,

професор Гжегоцький Мечислав Романович, Львівський державний

медичний університет імені Данила Галицького МОЗ України,

завідувач кафедри нормальної фізіології

Офіційні опоненти:

Член-кореспондент АПН України, доктор медичних наук,

професор Шевчук Віктор Григорович, Національний медичний

університет ім. О.О. Богомольця МОЗ України, м. Київ,

завідувач кафедри нормальної фізіології

Заслужений діяч науки і техніки України, доктор медичних наук,

професор Міщенко Віталій Петрович, Українська медична

стоматологічна академія МОЗ України, м. Полтава,

завідувач кафедри нормальної фізіології

Провідна установа:

Інститут геронтології АМН України, м. Київ

Захист відбудеться 18 грудня 2002 р. о 10 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д .600.03 у Львівському державному медичному університеті імені Данила Галицького за адресою: 79010 м. Львів, вул. Пекарська, 52.

З дисертацією можна ознайомитися у Науковій бібліотеці Львівського державного медичного університету імені Данила Галицького (79000 м. Львів, вул. Січових Стрільців, 6)

Автореферат розісланий 15 листопада 2002 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Федорів Я.М

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Оскільки щитоподібна залоза (ЩЗ) забезпечує формування неспецифічних пристосувальних реакцій до дії екстремальних чинників різного генезу, особливо за умов постійного погіршення екологічної ситуації, потрібно ґрунтовно дослідити механізми формування адаптивних реакцій, що зумовлені регулюючим впливом тиреоїдних гормонів, з метою ранньої діагностики, оцінки глибини ураження і зворотності патологічного процесу та можливості його адекватної корекції. При цьому зростання частки гіпотиреозу серед ендокринних захворювань влаcтиве не лише для ендемічних регіонів чи радіаційно забруднених територій, це захворювання поширене в усьому світі (Астахова Л.Н., 1990; Бебешко В.Г. та ін., 1993; Лихтарев И.А. та ін., 1994; Коваленко О.М., 1996; Сиваченко Т.П., 1999; Власенко М.В., 2001; Ушаков І.Б. та ін., 2000; Федорцева О.Ф. та ін., 2001). У літературі є чимало повідомлень про зростання латентної форми дисфункції ЩЗ, що маскує перебіг та ускладнює діагностику гіпотиреозу (Стернюк Ю.М. та ін., 1995; Караченцев Ю.І., 2001). Зазначено також, що на ранніх стадіях гіпотиреоїдного стану патологічні зміни виникають не лише у щитоподібній залозі, а й у інших функціональних системах, що підтримують трофічне забезпечення адаптивно-компенсаторних процесів, зокрема секреторних органів травної системи (Мощин Н.С., 1991; Бабенко Н.А., 1999; Абатуров О.Е. та ін., 2001).

Ефект поєднаного впливу гіпофункції щитоподібної залози та малих доз іонізуючого випромінювання на організм важко прогнозувати, хоча можна вважати обґрунтованим пошук ранніх критеріїв ураження щитоподібної залози серед обмінних змін, що зумовлені вільнорадикальною пероксидацією, у комплексі з усіма характеристиками клітинного киснезалежного метаболізму (Марзоев О.И., 1985; Старкова Н.Т. 1991; Ткаченко О.Р., 1994; Небожина М.В., 1999). Ці мембранозалежні обмінні процеси є визначальною неспецифічною ланкою позаядерних ефектів дії гормонів щитоподібної залози та малих доз радіації, тому потребують протекторного впливу (Алесина М.Ю. 1985; Барабой В.А., 1991–2001; Романенко А.Ю. 1999; Руднев М.И.; 2001; Рябченко Н.И., 2001). Неспецифічний адаптогенний ефект, цитопротекторна здатність олії амаранту за умов експериментального та клінічного виразкування, її радіопротекторні властивості є підставою для застосування цього природного засобу при одинарному та поєднаному впливі гіпофункції щитоподібної залози та малих доз радіації (Панасюк Є.М., 1995–1998; Гжегоцький М.Р., 1995–2001; Скляров О.Я., 1995–1999; Лукович І.М., 1997).

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана в рамках комплексної науково-дослідної теми кафедри нормальної фізіології Львівського державного медичного університету імені Данила Галицького “Дослідження особливостей функціонально-метаболічних резервів секреторних органів травного тракту та встановлення критеріїв їх оцінки за умов впливу екзо- та ендоекологічних факторів” (№ державної реєстрації 0100U002258). Тема дисертаційної роботи затверджена на засіданні вченої ради медичного факультету
№ 2 Львівського державного медичного університету імені Данила Галицького, протокол № 5 від 19 квітня 2000 року та на засіданні проблемної комісії “Фізіологія людини” МОЗ України, протокол № 6 від 14 червня 2000 року.

Мета і завдання дослідження. Мета дослідження — виявлення особливостей структурно-метаболічних змін секреторних органів травної системи при одинарному і поєднаному впливі гіпотиреозу та малих доз радіації, а також ефект застосування за цих умов олії амаранту.

Для досягнення цієї мети були поставлені такі завдання :

1) вивчити особливості процесів пероксидного окиснення ліпідів (ПОЛ) та антиоксидантного захисту (АОЗ) в крові і тканинах печінки, слизових оболонок шлунка і тонкої кишки, а також особливості змін вмісту метаболітів гліколізу, нітрит-іонів у крові при гіпотиреозі;

2) дослідити ефект впливу малих доз опромінення (фракційне опромінення в дозі 1 Гр) на параметри киснезалежного метаболізму в крові, тканині печінки, слизових оболонках шлунка і тонкої кишки;

3) виявити особливості змін метаболічних параметрів у досліджуваних тканинах за умов дії малих доз іонізуючого випромінювання на фоні гіпотиреозу;

4) дослідити особливості ультраструктурних змін тканини слизової оболонки шлунка при гіпотиреозі, впливі на його фоні малих доз іонізуючого випромінювання, а також ефект застосування за цих умов олії амаранту;

5) дослідити вплив олії з насіння амаранту на перебіг пристосувальних реакцій за умов одинарного та поєднаного впливу гіпотиреозу і малих доз радіації.

Об’єкт дослідження: механізми пристосувально-компенсаторних процесів при гіпотиреозі та впливі малих доз іонізуючого випромінювання на фоні гіпотиреозу.

Предмет дослідження: параметри процесів ліпопероксидації (ЛПО), потужність антиоксидантного захисту у крові та тканинах органів травного каналу, інтенсивність гліколізу, вміст нітрит-іонів у крові, ультраструктурні зміни в тканині слизової оболонки шлунка досліджуваних тварин за умов одинарного та поєднаного впливу гіпотиреозу та малих доз радіації.

Методи дослідження. У роботі використано такі методи досліджень:—

комплекс методик для спектрофотометричного визначення вмісту дієнових кон’югатів (ДК), малонового діальдегіду (МДА), активності каталази (КАТ), супероксиддисмутази (СОД), глутатіонпероксидази (ГПО), загальної антиоксидантної активності (ІАОА), вмісту нітрит-іонів, молекул середньої маси (МСМ), молочної та піровиноградної кислот, пероксидної резистентності еритроцитів (ПРЕ), активності гама-глутамілтранспептидази (ГГТП), мікросомальних монооксидаз;—

електронно-мікроскопічні методи (ультраструктура слизової оболонки шлунка);—

радіоімунологічне визначення концентрацій трийодтироніну (Т3), тироксину (Т4), тиреоглобуліну (ТГ), тиреотропного гормону (ТТГ) в сироватці крові.

Наукова новизна. Вперше виконано порівняльне дослідження балансу про- та антиоксидантних процесів у тканинах печінки та слизових оболонок шлунка і тонкої кишки при поєднаному впливі експериментального гіпотиреозу та малих доз іонізуючого випромінювання. Виявлено, що поєднаний вплив досліджуваних екстремальних чинників може призводити до зниження вмісту ТБК-активних продуктів, порівняно з наслідками одинарної дії цих чинників, на фоні зниження активності основних ферментів антиоксидантного захисту. За результатами біохімічних та електронно-мікроскопічних досліджень можна стверджувати, що застосування олії амаранту за умов гіпотиреозу та дії на його фоні малих доз випромінювання виявляє цитопротекторний та регенераторний ефект.

Практичне значення. Параметри системи пероксидне окиснення ліпідів — антиоксидантна активність (ПОЛ-АОА) можна адекватно застосовувати для оцінки функціональної активності секреторних органів травної системи. Виявлені особливості структурно-метаболічних змін за умов одинарного та поєднаного впливу гіпотиреозу та малих доз радіації сприятимуть поглибленню розуміння механізмів компенсаторно-адаптаційних процесів та можуть бути основою для розробки адекватних лікувально-профілактичних та реабілітаційних заходів в установах гастроентерологічного та ендокринологічного профілів.

Результати дисертаційної роботи впроваджені у навчальний процес кафедри нормальної фізіології Львівського державного медичного університету імені Данила Галицького, Національного медичного університету ім. О.О. Богомольця (м. Київ), Івано-Франківської державної медичної академії, Тернопільської державної медичної академії ім. І.Я. Горбачевського, Львівської державної академії ветеринарної медицини ім. С.З. Гжицького і науково-дослідну роботу ЦНДЛ Національного медичного університету ім. О.О. Богомольця та Інституту біологіії тварин УААН.

Особистий внесок здобувача. Автор самостійно виконала весь обсяг запланованих експериментальних досліджень, аналіз літературних даних за темою дисертації, статистично опрацювала отримані результати, підготувала до друку наукові публікації. Планування напрямів досліджень, обговорення їх результатів, формулювання висновків здійснено за участі наукового керівника. Біохімічні дослідження проведено на базі групи біохімії ЦНДЛ ЛДМУ. Електронно-мікроскопічне дослідження виконано за участі канд. біол. наук, ст. наук. співроб. ЦНДЛ ЛДМУ В.І. Ковалишина.

Апробація результатів дисертації. Апробація дисертації проведена на розширеному засіданні кафедри нормальної фізіології та Центральної науково-дослідної лабораторії Львівського державного медичного університету імені Данила Галицького 4 вересня 2002 року, протокол
№ 3. Основні положення дисертації викладені на VIIІ конгресі Світової федерації Українських лікарських товариств (Львів-Трускавець, 13-18 серпня 2000 року); Міжнародній науково-практичній конференції “Вплив екологічного оточення на стан здоров’я дітей” (Полтава, 20-21 вересня 2000 року); Міжнародній конференції, присвяченій 75-річчю від дня народження академіка А.М. Угольова “Механизмы функционирования висцеральных систем” (Санкт-Петербург, 14-16 березня 2001 року); ІІ Українській конференції молодих вчених, присвяченій пам’яті акад. В.В. Фролькіса (Київ, 13 квітня 2001 року); ІІІ Міжнародній конференції “Медичні наслідки Чорнобильської катастрофи. Підсумки 15-річних досліджень” (Київ, 4-8 червня 2001 року); на науковій конференції “Історія та сучасні досягнення фізіології в Україні” (Київ, 2001 рік); Міжнародній науковій конференції студентів і молодих вчених “Актуальні проблеми клінічної і теоретичної медицини” (Дніпропетровськ, 27-29 вересня 2001 року); на конференції, присвяченій 100-річчю з дня народження проф. Я.П. Склярова “Механізми фізіологічних функцій в експерименті та клініці” (Львів, 4-5 жовтня 2001 року); на ХVІ з’їзді Українського фізіологічного товариства (Вінниця, 28-30 травня 2002 року).

Публікації. Результати дисертації представлені у 17 публікаціях (5 статей опубліковані у фахових наукових виданнях України, 12 тез — у матеріалах конференцій та з’їздів).

Обсяг і структура дисертації. Дисертація складається зі вступу, огляду літератури, опису методів дослідження, розділів з викладом отриманих результатів та їх обговорення, висновків, списку використаних літературних джерел із 330 найменувань, 6 додатків. Матеріали дисертаційної роботи викладені на 163 сторінках, ілюстровані 23 таблицями, 12 рисунками, 12 світлинами.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали та методи дослідження. Дослідження провадили на статевозрілих лабораторних щурах-самцях масою 180-220 г. Біохімічні дослідження полягали у вивченні деяких показників крові та тканин печінки і слизових оболонок шлунка і тонкої кишки тварин після одинарної та поєднаної дії гіпотиреозу і малих доз радіації. Експериментальний гіпотиреоз моделювали за методом Е.С. Детюк зі співавт. (1979). Тварин опромінювали телегаматерапевтичною установкою “Агат” (джерело 60Со) при потужності дози 0,64 Р/С і відстані “джерело-поверхня” 0,75 м. Поглинена сумарна доза — 1 Гр. Опромінення здійснювали чотири рази (через день) у разовій дозі 0,25 Гр. У групі з бінарною дією гіпофункції щитоподібної залози та малих доз радіації опромінення здійснювали на останньому тижні введення мерказолілу. Окремі групи дослідних тварин з гіпотиреозом, а також з поєднаною дією гіпотиреозу та малих доз іонізуючого випромінювання з їжею отримували як коригуючий засіб олію амаранту в дозі 38 мг на 1 кг маси тіла упродовж 10 днів. Олія амаранту була надана кафедрі нормальної фізіології Львівського державного медичного університету імені Данила Галицького фірмою “Даніка” відповідно до угоди про співпрацю (м. Харків).

Рівень ПОЛ оцінювали за вмістом ДК (Гаврилов В.Б., Мишкоруд-ная М.И., 1983) і МДА (Тимирбулатов Р.А., Селезнев Е.С., 1986). Загальну антиоксидантну активність (ІАОА) визначали за методом Мартинюк В.Б. та ін. (1991). Визначали активність ферментів ГПО (Моин В.М., 1986), СОД (Костюк В.А. та ін., 1990), каталази (Королюк М.А. та ін., 1988), ГГТП (Szasz, 1976). ПРЕ оцінювали за методом Покровського А.А., Абрарова А.А. (1964), НАДФН-залежну монооксигеназну ферментативну систему печінки — за методом Попова Т.А. та Леоненка О.Б. (1977). Визначали вміст молочної (Hohorst H.J., 1974) та піровиноградної (Bucher, 1974) кислот, ліпопротеїнів низької щільності (?-ліпопротеїни — ?-ЛП) (Бурштейн, 1982), нітрит-іонів (Green L.C. et al., 1982), молекул середньої маси (Громашевська Л.Л., 1997).

Забір і підготовку матеріалу для електронної мікроскопії здійснювали за методом (Stempac J., Ward R., 1964, Reynolds E., 1963).

Електронно-мікроскопічні дослідження в трансмісійному режимі провадили на електронному мікроскопі УЕВ-100К за прискорювальної напруги 75 кВ.

Одержані результати статистично опрацьовували з урахуванням коефіцієнта Стьюдента та за допомогою комп’ютерної програми Microsoft Excel.

Результати досліджень та їх обговорення. Робота полягала в дослідженні особливостей обмінних змін деяких органів травного каналу при одинарній та поєднаній дії гіпотиреозу та малих доз радіації. Визначали вміст продуктів ЛПО, активність АОЗ, інтенсивність аеробного та анаеробного гліколізу, вміст метаболітів циклу оксиду азоту (нітрит-іонів), ступінь метаболічної інтоксикації (вміст МСМ, активність мікросомальних монооксигеназ, ГГТП), ультраструктурні зміни.

Особливості структурно-метаболічних змін у тканинах щурів за умов експериментального гіпотиреозу. Для моделювання гіпотиреоїдного стану щурам упродовж місяця щодня перорально вводили мерказоліл у дозі 3 мг/кг маси тіла тварин. Функціональний стан ЩЗ оцінювали за вмістом тиреоїдних гормонів. Виявлено вірогідне зростання рівня ТТГ від 0,27±0,03 нмоль/л до 0,50±0,04 нмоль/л, зменшення вмісту ТГ, Т3 та Т4. Зокрема, концентрація трийодтироніну становила 0,64±0,08 нмоль/л при 1,04±0,12 нмоль/л у контролі, тироксину — 66,0±4,0 нмоль/л при нормі 220,0±8,0 нмоль/л, тиреоглобуліну — 6,4±0,2 нг/мл при нормі 28,0±1,0 нг/мл.

Низька електронна щільність колоїду фолікулів ЩЗ, дезорганізовані мітохондрії, структурно-функціональні зміни ендоплазматичного ретикулуму та комплексу Гольджі свідчать про пригнічення синтезуючої і транспортної здатності тиреоцитів, унаслідок чого знижується продукування тиреоїдних гормонів. Таким чином, за ультраструктурними та функціональними характеристиками можна стверджувати адекватність обраної моделі гіпотиреозу.

Оскільки гормони щитоподібної залози виявляють регулюючий вплив на енергетичний та ліпідний обмін, саме ці ланки метаболізму є об’єктом зацікавлення дослідників, котрі вивчають особливості гіпотиреоїдних станів. Судячи з результатів дослідження, моделювання гіпотиреозу призводить до активації вільнорадикальних пероксидних процесів у крові, а також у досліджуваних тканинах щурів (табл. 1-3, рис. 1). Зокрема, у крові виявлене вірогідне зростання МДА. За цих умов зареєстроване істотне зниження активності СОД та індексу загальної АОА (ІАОА). Ферментативний АОЗ у крові реалізується, судячи з отриманих результатів, завдяки ГПО-активності. Рівень ДК та ?-ЛП суттєво знижений, що можна пояснити залученням їх до обмінних процесів ліпідної пероксидації. Це підтверджується підвищенням майже вдвічі ступеня окиснюваності (МДА/?-ЛП). Пероксидний гемоліз еритроцитів (ПГЕ) при гіпотиреозі вірогідно зменшується, що може бути зумовлене зміною співвідношення насичених та ненасичених жирнокислотних залишків у ліпопротеїдних комплексах субклітинних та клітинних мембран, а отже, зміною їх фізико-хімічних характеристик, оскільки дисфункція ЩЗ може проявлятися, згідно з даними літератури (Constantini F., 1998; Martinez-Trigue-
ro M.L., Бабенко Н.А., 1999), ліпотропним ефектом.

У тканині печінки характер змін у системі ПОЛ-АОА такий самий, як у крові (табл. 1, рис.1).

Таблиця 1

Зміни вмісту МДА та активності ферментів антиоксидантного захисту у тканині печінки щурів за умов поєднаного впливу гіпотиреозу та іонізуючого випромінювання (Мm, n=10)

Показники | Контроль | Гіпотиреоз | Опромінення | Гіпотиреоз

+опромінення

МДА, мкмоль/г | 1392,6194,27 | 1730,76111,37* | 2012,23

104,16* | 1402,09

115,46?¦

ІАОА, відн. од. | 3,080,14 | 2,140,15* | 2,080,18* | 1,830,13*?

Каталаза,

мкмоль Н2О2/ггод | 132,076,12 | 106,606,17* | 154,568,21* | 152,46

8,36*?

СОД, од. акт./гхв | 843,4041,55 | 312,5648,47* | 1026,1647,66* | 427,92

60,45*?

ГПО,мкмоль GSH/гхв | 2,82±0,34 | 0,58±0,08* | 4,20±0,28* | 0,95±0,06*?¦

СОД/МДА | 0,61±0,12 | 0,18±0,03* | 0,51±0,08 | 0,31±0,04*?¦

СОД·КАТ/МДА | 79,98±0,06 | 19,25±4,23* | 78,81±5,25 | 46,53±5,14*?¦

* - вірогідність (р< 0,05) стосовно контролю, ^ - вірогідність (р< 0,05) стосовно гіпотиреозу, ¦ - вірогідність (р< 0,05) стосовно опромінення

Таблиця 2

Зміни вмісту МДА та активності ферментів антиоксидантного захисту у слизовій оболонці шлунка щурів за умов впливу гіпотиреозу та іонізуючого випромінювання (Мm, n=10)

Показники | Контроль | Гіпотиреоз | Опромінення | Гіпотиреоз

+опромінення

МДА, мкмоль/г | 231,3713,05 | 311,1326,57* | 329,1323,48* | 281,8418,5*¦

ІАОА, відн. од. | 1,90±0,18 | 1,36±0,24* | 3,10±0,25* | 2,30±0,12*

Каталаза,

мкмоль Н2О2/ггод | 1,710,14 | 1,560,16 | 3,120,27* | 1,130,11*?¦

СОД,од. акт./гхв | 716,6128,84 | 293,4354,56* | 453,4145,56* | 669,4245,2?¦

ГПО, мкмольGSH/гхв | 1,84±0,21 | 2,96±0,20* | 2,64±0,20* | 2,64±0,14*?¦

СОД/МДА | 3,10±0,14 | 0,94±0,04* | 1,38±0,06* | 2,38±0,12*?¦

СОД·КАТ/МДА | 5,29±0,14 | 1,47±0,06* | 4,30±0,29* | 2,68±0,08*?¦

* - вірогідність (р < 0,05) стосовно контролю, ^ - вірогідність (р < 0,05) стосовно гіпотиреозу, ¦ - вірогідність (р < 0,05) стосовно опромінення

Таблиця 3

Зміни вмісту МДА та активності ферментів антиоксидантного захисту у слизовій оболонці тонкої кишки щурів за умов поєднаного впливу гіпотиреозу та іонізуючого випромінювання (Мm, n=10)

Показники | Контроль | Гіпотиреоз | Опромінення | Гіпотиреоз

+опромінення

МДА, мкмоль/г | 298,20±18,34 | 381,13±26,57* | 365,12±13,48* | 320,14±14,30?¦

ІАОА, відн. од. | 1,85±0,17 | 1,87±0,06* | 2,94±0,25* | 2,20±0,04*?¦

Каталаза,

мкмоль Н2О2/ггод | 1,23±0,11 | 3,62±0,21* | 2,98±0,08* | 1,52±0,03*?¦

СОД,од. акт./гхв | 530,80±28,20 | 335,22±23,6* | 420,14±23,04* | 490,20±22,04?¦

ГПО, мкмольGSH/гхв | 1,17±0,10 | 1,83±0,09* | 1,64±0,22* | 1,044±0,25?

СОД/МДА | 1,78±0,12 | 0,88±0,12* | 1,15±0,09* | 1,53±0,06*?¦

СОД·КАТ/МДА | 2,19±0,21 | 3,18±0,24* | 3,42±0,32* | 1,56±0,08*?¦

* - вірогідність(р<0,05) стосовно контролю, ^ - вірогідність (р < 0,05) стосовно гіпотиреозу, ¦ - вірогідність (р<0,05) стосовно опромінення

Зростання активності ГГТП свідчить про мобілізаційне залучення детоксикаційних систем печінки і функціонально пов’язане з виснаженням активності основних ферментів АОЗ. За цих умов зареєстроване значне збільшення активності мікросомальних оксидаз печінки. Виведення зі сечею метаболіту амідопірину — 4-аміноантипірину збільшується порівняно з контрольною групою у 3,5 разу. Судячи з отриманих результатів, на відміну від тканини печінки, де спостерігається пригнічення активності ГПО, у слизовій оболонці шлунка (СОШ) та слизовій оболонці тонкої кишки (СОТК) простежується вірогідна компенсаторна мобілізація цього ферменту (табл. 2, 3, рис. 1). Глутатіонпероксидазу можна вважати органоспецифічним для слизових оболонок травного каналу ферментом АОЗ. Це зумовлено тканинною специфікою метаболічних перетворень, яким властива висока активність пентозофосфатного циклу (ПФЦ), який функціонує у взаємозв’язку з глутатіоновою системою (Лаборі А., 1970; Зборовська І.А., 1995; Барабой В.А., 1997).

Для з’ясування адекватності ступеня активації ферментів антиоксидантної системи ступеневі інтенсифікації процесів ПОЛ ми ввели коефіцієнти К1 та К2, відповідно К1 = СОД / МДА; К2 = КАТ х СОД / МДА, які можуть до певної міри відображати адаптаційну здатність метаболічної системи. Вірогідне зменшення, щодо контролю, цих коефіцієнтів у досліджуваних

середовищах є критерієм зсуву балансу ПОЛ-АОА у бік вільнорадикальних пероксидних процесів.

Інтенсифікація ЛПО, що зумовлена ураженням цілісності клітинних мембран, може супроводжуватись метаболічною інтоксикацією внаслідок вимивання у кров’яне русло органічних сполук (об’єднані загальною назвою “молекули середньої маси” (МСМ), серед яких є як регуляторні фактори пептидної природи, так і окремі продукти обміну. Для гіпотиреозу властиве нагромадження фракцій МСМ254, що не містять ароматичних амінокислот, які становлять 0,225±0,015 при нормі 0,201±0,010 (p < 0,05).

Аналіз даних літератури, а також результатів власних досліджень дає підстави стверджувати, що ступінь вираженості змін рівня ПОЛ та активності АОЗ у крові, тканинах печінки і слизових оболонок шлунка і кишки переважно пов’язаний з величиною окиснювального потенціалу відповідних тканин, а також з мірою залучення певних органів до формування адаптивних процесів на рівні організму. У свою чергу потужність окиснювального метаболізму визначається і забезпечується рівнем та ефективністю енергетичного обміну (Кондрашова М.М., 1985-2001; Тимочко М.Ф., 1989-1998).

Видозміна киснезалежного метаболізму переважно зумовлена пригніченням оксидазних ланок енергозабезпечення. У щурів з експериментальним гіпотиреозом спостерігається активація анаеробного гліколізу, зокрема, рівень молочної та піровиноградної кислот у крові збільшений порівняно з контролем відповідно на 43% та на 145%. Зростання вмісту метаболітів анаеробного гліколізу здебільшого пов’язується з властивим для гіпотиреозу зниженням потужності основного обміну, що переключає енергопродукуючі системи на анаеробні механізми. Виявлено вірогідне зростання концентрації нітрит-іонів у крові тварин з гіпофункцією ЩЗ до значення 99,60±2,03 нмоль/мл при нормі 80,60±1,12 нмоль/мл (р < 0,05).

Функціональна активність спеціалізованих секреторних клітин шлун-кових залоз залежить від їх морфологічного статусу. Саме цим пояснюється доцільність проведення електронно-мікроскопічних досліджень у СОШ як в одній із тканин, що найбільш уразливі до дії екстремальних чинників різної природи (Белостоцкий Н.И., 1994; Тимофеева Н.М., 1996; Султанова І.Д., 1997; Тарасенко Л.М., 1998).

Введення тваринам (білим щурам) мерказолілу призводить до локального розпаду невеликих ділянок клітин поверхневого епітелію великої кривини тіла шлунка, що вкриті з боку просвіту шлунка грубим шаром слизу. Поверхневі епітеліоцити, які розташовані в основі шлункових ямок, містять невелику кількість гранул слизового секрету. Сполучна тканина, що контактує з базальною мебраною поверхневого епітелію, набрякла, просвіти гемокапілярів розширені, містять гіперагрегати еритроцитів. Цитоплазма та ядра клітин сполучної тканини дезорганізовані, у ядрах зареєстрована підвищена електронна щільність хроматину. Парієтальні екзокриноцити власних залоз шлунка мають розвинену систему внутрішньоклітинних канальців, їхня цитоплазма насичена численними мікровезикулами, розвиненими внутрішньоклітинними канальцями, мітохондріями та поодинокими автофаголізосомами. У багатьох мітохондріях відсутня чітка структурованість внутрішньої і зовнішньої мембран, кристи розпушені, що може бути свідченням де-енергізації органел.

Судячи з одержаних результатів досліджень, доходимо висновку, що видозміна фону тиреоїдних гормонів виявляється у зміні окиснювального метаболізму як на рівні цілого організму, так і в органах травного каналу, що здебільшого зумовлена тривалою відсутністю контролю над енергетикою клітини з боку тиреоїдних гормонів.

Метаболічні зміни за умов впливу малих доз іонізуючого випромінювання. Малі дози радіації вважаються специфічним індуктором вільнорадикальних пероксидних перетворень. Однак специфіка їх виявлення, зумовлена дією конкретних доз, умов, термінів, особливостями реакції певних систем та органів, потребує поглибленого вивчення, адаптованого до певних умов експерименту. Отримані результати узгоджуються з даними літератури, згідно з якими позаядерні ефекти впливу малих доз іонізуючого випромінювання виявляються у клітинних і субклітинних мембранозалежних перетвореннях, зокрема, інтенсифікацією процесів ПОЛ (Алесина М.Ю., 1999; Петрина А.Г., 1999; Романенко А.Ю., 1999; Барабой В.А., 1990-2002).

За наших умов дослідження, у крові виявлено вірогідне підвищення концентрації МДА, ДК, зростання ступеня окиснюваності (див. рис. 1). Зареєстровано різке зниження активності СОД (на 45%) та ГПО (на 43%), активація каталази на 25,2%. Інтенсифікація процесів ЛПО у крові корелює з вірогідним посиленням індукованого пероксидом водню гемолізу еритроцитів, який свідчить про порушення структурно-метаболічного гомеостазу еритроцитарних мембран під впливом іонізуючого випромінювання.

У тканині печінки рівень МДА збільшується в 1,44 разу, ДК — в 1,6 разу (див. табл. 1, рис. 1). Активація процесів ЛПО, очевидно, зумовлює індукцію ферментів АОЗ. Зростає активність СОД, глутатіонпероксидази, каталази. Зниження ІАОА у тканині печінки, яке аналогічне до змін при експериментально модельованому гіпотиреозі, може відображати змен-шення потужності неферментативного компонента антиоксидантної системи. У СОШ при практично однаковому щодо печінки нагромадженню продуктів ЛПО специфічним є АОЗ (див. табл. 2). Спостерігається вищий ступінь активації каталази та істотне зниження СОД; глутатіонпероксидазна активність перевищує норму. У СОТК перебіг реакцій у системі ПОЛ“АОА аналогічний до змін у шлунку (див. табл. 3). Вміст МДА та ДК перевищує норму. Високими є показники активності ГПО, каталази, ІАОА.

За умов опромінення виявлено вірогідне зниження величини коефіцієнта СОД/МДА практично у всіх досліджуваних середовищах. Зазначимо, що у тканині печінки, зважаючи на збільшення активності досліджуваних ферментів АОЗ, значення коефіцієнтів практично не відрізняється від контрольних величин. І хоча, судячи зі зростання вмісту продуктів ЛПО, міра мобілізації АОЗ є недостатньою, можна стверджувати про найвищу адаптивну здатність печінки порівняно з іншими досліджуваними тканинами у відповідь на дію іонізуючого випромінювання у малих дозах.

Загалом істотне зниження значення коефіцієнтів у досліджуваних тканинах за умов впливу малих доз радіації є свідченням переважання активації вільнорадикальних пероксидних реакцій над рівнем мобілізації антиокиснювальних процесів, що не забезпечує відповідної потужності компенсаторних реакцій. Вірогідні зміни у системі ПОЛ-АОА при дії малих доз радіації виявлені у секреторних органах травного каналу, корелюють з даними літератури стосовно підвищеної чутливості цих органів до дії g-опромінення (Романенко А.Ю., 1999). За умов дії малих доз опромінення виявлене істотне зростання вмісту молочної та піровиноградної кислот (відповідно в 2,3 та в 3,6 разу) як свідченння мобілізації анаеробного гліколізу, який активується для покриття підвищених енергетичних потреб.

Порушення балансу про- та антиокиснювальних процесів супроводжується наростанням вмісту МСМ. Зареєстровані мобілізація мікросомальних монооксидаз, збільшення активності ГГТП.

Виявлено, що на ультраструктурному рівні малі дози іонізуючого випромінювання призводять до ушкоджень, насамперед, клітин поверхневого епітелію та сполучної тканини, яка прилягає до нього, з утворенням преципітатів і коагулятів та великих ділянок лізису. Загалом ультраструктурні зміни, як і при гіпотиреозі, свідчать про інтенсивну продукцію водневих іонів, надмірне виділення яких і відіграє провідну роль в ушкодженні поверхневих шарів слизової оболонки шлунка. У підвищенні сумарного заряду іонного перенесення великим є внесок метаболічних недоокиснених продуктів, які, судячи з наших досліджень, інтенсивно нагромаджуються за умов гіпотиреозу, а також впливу малих доз радіації, внаслідок тривалої мобілізації анаеробного гліколізу. Мітохондрії даних клітин переважно сконцентровані біля внутрішньоклітинних канальців та апікальної цитоплазми, яка прилягає до просвіту залози шлунка, мають дезорганізований матрикс та розпушені кристи. Загалом морфологічні зміни свідчать про те, що крім виражених ознак порушення структурної цілісності окремих компонентів клітинних та неклітинних елементів можна констатувати ультраструктурні зміни компенсаторного характеру.

Аналіз обмінних змін при розвитку пристосувальних реакцій до дії мерказолілу та впливу радіації свідчить, що окрім певних особливостей тканинної специфіки, уражуючий вплив досліджуваних екстремальних чинників має спільну патогенетичну ланку, яка пов’язана зі змінами у системі процесів ЛПО та виснаженням окремих ланок АОЗ, які загалом визначаються поняттям окиснювального стресу.

Особливості метаболічних порушень за умов впливу малих доз радіації на фоні експериментального гіпотиреозу. Результати поєднаної дії мерказолілу і опромінення свідчать, що одним зі суттєвих ефектів бінарної дії цих двох екстремальних чинників є послаблення ефекту активації реакцій ЛПО, які можна продемонструвати на тканині печінки, де виявлено зниження, практично до контрольного рівня, вмісту ТБК-активних продуктів (див. табл. 1). За одинарної дії кожного з цих факторів, як зазначено вище, зростав вміст МДА в середньому в 1,5 разу. Однак зниження вмісту продуктів ЛПО у тканині печінки не пов’язане з активацією систем АОЗ. За умов бінарної дії досліджуваних факторів у тканині печінки прогресуюче знижується ІАОА. Це корелює з низькою активністю ГПО та СОД. Зменшення активності обох ферментів виявлено як порівняно з контрольними значеннями, так і стосовно опромінених тварин. Це також підтверджується характером змін досліджуваних інтегративних коефіцієнтів. Величина К1 у тканині печінки зменшується вдвічі, К2 — на 41,8%. Судячи з отриманих результатів, а також даних літератури, для об’єктивної оцінки напрямку адаптивно-компенсаторних процесів недостатньо інформації про вміст продуктів ПОЛ. Зниження інтенсивності процесів ЛПО на фоні виснаження систем АОЗ може свідчити про зменшення адаптивної здатності компенсаторних реакцій, що зумовлене хронічним введенням мерказолілу, а також дією на цьому фоні іонізуючого випромінювання.

У крові, СОШ та СОТК теж простежується тенденція до зниження концентрації продуктів ПОЛ та зростання активності СОД порівняно з одинарним впливом мерказолілу або опромінення (див. табл. 2, 3, рис. 1). Активність ГПО у крові вірогідно перевищує показники норми, а також є істотно вищою порівняно з їх значеннями за впливу опромінення. У СОШ активність цього ферменту вірогідно перевищує контрольні значення за умов як одинарного, так і поєднаного впливу опромінення та гіпотиреозу. Високий рівень активності ГПО є свідченням органоспецифічного фону системи АОЗ у тканинах з високою здатністю до проліферації. Таким тканинам властиві, судячи з даних літератури (Саркисов Д.С., 1987; Скулачев В.П.;1996, Хороз Л.М., Гжегоцький М.Р., 2001), особливості регенераторної репарації, яка реалізується із поєднанням автономних внутрішньоклітинних процесів з апоптичними перетвореннями, що забезпечують структурно-метаболічну основу для реутилізації продуктів розпаду клітин слизових оболонок секреторних органів.

Водночас при зменшенні міри активації ГПО за поєднаного впливу дії екстремальних чинників характерною є індукція СОД-активності у тканинах СОШ та СОТК щодо одинарної дії досліджуваних факторів. Це виявляється у збільшенні, порівняно з одинарними впливами, коефіцієнтів К1 та К2. Більш прогностично позитивними в обох тканинах виявилися зміни коефіцієнта К1 (К1 = СОД/МДА).

У крові вміст ТБК-активних продуктів за поєднаного впливу гіпотиреозу і радіації перевищує контрольні значення на 16,1%, активність ГПО вища від норми на 11,6%, каталази — в межах норми, СОД — на 27,7% нижча від контрольних величин (див. рис.1). Метаболічна ситуація за бінарного впливу досліджуваних факторів характеризується істотним зниженням, практично до значень норми, ступеня окиснюваності ліпідних субстратів. Щодо групи з гіпотиреозом, цей показник зменшується в 1,64 разу, щодо опромінення — в 1,66 разу. З огляду на особливу роль мобілізації ліпідних компонентів у перебігу компенсаторних реакцій, зниження міри залучення їх до обмінних процесів, зі свого боку, свідчить про зниження адаптивних резервів досліджуваних організмів. Це підтверджується збільшенням в 1,8 разу індукованого пероксидом водню гемолізу еритроцитів, що є наслідком порушення цілісності їх мембран. Із такими метаболічними змінами корелює також збільшення концентрації середньомолекулярних пептидів, яке перевищує величини, отримані внаслідок одинарної дії мерказолілу або опромінення. Простежується зниження активності мікросомальних оксидаз, що ми пов’язуємо з виснаженням ендогенних детоксикаційних систем. Зареєстрована вірогідна активація ГГТП, яка може бути наслідком як індукції мікросомального окиснення, так і порушення цілісності гепатоцитів.

Про участь у перебігу вільнорадикальних реакцій метаболітів NO свідчить зростання концентрації нітрит-іонів до значень 105,00±5,24 нмоль/мл (р < 0,05), оскільки цим сполукам властива здатність у відповідних концентраціях впливати на функцію мембранозалежних ферментних систем (Реутов В.П., 1997; Масленюк Е.Б., 1998).

У разі бінарної дії мерказолілу та іонізуючого випромінювання зростає вміст лактату і пірувату відповідно в 2,4 і 1,9 разу, що, на наш погляд, зумовлено енергетичним дефіцитом при зміні співвідношення у системі оксидазних та оксигеназних реакцій крові.

Виявлено, що слизова оболонка великої кривини тіла шлунка білих щурів, яких піддавали бінарній дії малих доз іонізуючого випромінювання на фоні змодельованого гіпотиреозу, некротично змінена на великих ділянках порівняно з одинарним впливом. Власні залози за цих умов мають розширені просвіти, заповнені електроннощільними масами секрету та залишками клітин, що розпалися. Зазвичай мітохондріальний матрикс заповнений електроннощільним вмістом, а внутрішні і, особливо, зовнішні мембрани мітохондрій — розпушені та зливаються з гіалоплазмою, що підтверджує їх деенергізацію. Окремі мітохондрії перебувають у прямому контакті з просвітом внутрішньоклітинних канальців. Сполучна тканина власної пластинки на рівні дна власних залоз шлунка насичена зруйнованими гранулоцитами та лімфоцитами. Аналізуючи виявлені полісистемні ультраструктурні зміни, можна стверджувати інтенсивність апоптичних перетворень популяцій клітин слизової оболонки шлунка, які спрямовані на підтримання структурно-метаболічної основи гомеостазу за умов формування адаптивно-компенсаторних реакцій.

Особливості змін реакцій ЛПО у крові та досліджуваних тканинах при поєднаній дії мерказолілу та опромінення порівняно зі змінами цих процесів при одинарній дії досліджуваних факторів очевидно, не є наслідком антагоністичного (згідно з іншими авторами, пом’якшувального) сумарного їх ефекту, оскільки процеси ПОЛ перебігають на якісно відмінному від контролю фоні АОЗ та загального ліпідного обміну. Водночас зазначимо, що, аналізуючи отримані результати, потрібно брати до уваги роль процесів ЛПО як неспецифічного компонента стресорного ураження будь-якого генезу, оскільки, незважаючи на специфіку впливу кожного з цих екстремальних факторів, основою модифікації є неспецифічна метаболічна реакція, яка визначається вихідним метаболічним фоном та силою уражуючого чинника. При цьому активація реакцій ЛПО при різних співвідношеннях ПОЛ-АОА може мати як мобілізаційний, так і ушкоджувальний характер. Водночас відповідна активність вільнорадикальних пероксидних процесів визначає адаптивну модуляцію мембранозалежних перетворень і, що важливо, — потужність АОЗ.

Судячи з наведених даних, механізми впливу досліджуваних факторів визначаються співвідношенням оксидазних та оксигеназних, про- та антиокиснювальних систем, аеробних та анаеробних енергопродукуючих процесів з урахуванням специфіки метаболічних процесів різних органів і тканин. Водночас, вибираючи коригуючі чинники, потрібно зважати на особливості структурно-функціональних змін киснезалежного метаболізму і передбачати мембранопротекторний ефект та підвищення антиокиснювального потенціалу.

Вплив олії амаранту на зміни киснезалежного обміну за умов гіпотиреозу та поєднаного впливу гіпотиреозу і малих доз радіації. Ми досліджували ефект олії амаранту за умов гіпотиреозу, а також за умов впливу малих доз іонізуючого випромінювання на фоні гіпотиреозу. Для контролю вводили амарант інтактним тваринам.

Судячи з отриманих результатів досліджень, можна стверджувати відсутність уражуючих наслідків від уведення олії амаранту контрольній групі тварин. Загалом ефект введення амаранту виявляється у вірогідному збільшенні інтегративних показників співвідношення у системі ПОЛ“АОА (К1 та К2) практично у всіх досліджуваних середовищах завдяки підвищенню активності ферментів антиоксидантного захисту. Зокрема, у крові зареєстровано вірогідне підвищення активності СОД, ГПО, ІАОА. У СОШ ГПО-активність підвищується практично вдвічі, у СОТК — у 1,8 разу. На наш погляд, важливо зазначити, що введення неспецифічного коригуючого комплексу специфічно індукує активність ГПО — ферменту, який спільно з ПФЦ забезпечує високий фон відновних проліферативних процесів у слизових оболонках секреторних органів як за умов норми, так і в разі впливу різних екстремальних чинників.

Виявлено, що тривале введення в раціон тварин олії амаранту не індукувало реакцій ЛПО у жодній з досліджуваних тканин. Простежується тенденція до зростання ТБК-активних продуктів у слизових оболонках секреторних органів, що, очевидно, зумовлено їх нижчим антиоксидантним потенціалом порівняно з печінкою, а також меншою інтенсив-ністю оксидазних енергопродукуючих мітохондріальних систем, що спрямовує наявні у складі амаранту есенціальні жирні кислоти у оксигеназні реакції. Відсутність індукуючого ефекту щодо процесів вільнорадикального пероксидного окиснення ліпідів можна пояснити активним залученням їх продуктів до обмінних процесів як важливого енергетичного та пластичного субстрату (Тимочко М.Ф. та ін., 1975-1998; Братусь Р.В., 1999). Високим є ступінь окиснюваності (МДА/?-ЛП). Зменшується відсоток еритроцитів, гемолізованих під дією пероксиду водню.

Уведення олії амаранту вірогідно зменшувало значення концентрації нітрит-іонів щодо контрольної групи від 80,60±1,12 до 73,80±1,04 нмоль/л. На наш погляд, це зумовлене залученням їх як лімітуючих факторів ініціації вільнорадикальних процесів.

Отже, використання олії амаранту вірогідно покращує параметри киснезалежного клітинного метаболізму в досліджуваних тканинах. Оптимальне співвідношення речовин з про- та антиоксидантними властивостями оптимізує обмін, лімітуючи вільнорадикальні пероксидні процеси, які можуть виявляти ушкоджувальний вплив за умов надмірної їх активації.

Ефект уведення олії амаранту в групі тварин з експериментальним гіпотиреозом у крові характеризується вірогідним зменшенням вмісту МДА (на 35,5%) щодо групи з мерказолілом. Рівень ТБК-активних продуктів нижчий від контрольних значень на 17,3%, ДК — на 30%. Вірогідно збільшується індекс АОА, активність СОД та ГПО. Причому активність СОД перевищує значення групи з мерказолілом втричі, ГПО — в 1,2 разу, ІАОА збільшується на 17,5%. Ці показники є вірогідно вищими, ніж у контрольній групі, зокрема, активність ГПО — майже вдвічі, СОД — на 43,4%. Високими є значення коефіцієнтів К1 та К2, що свідчить про позитивний зсув у системі ПОЛ-АОА у бік антиоксидантних процесів. Ступінь окиснюваності не виходить за межі контрольних значень.

У печінці введення амаранту істотно зменшує концентрацію продук-тів ліпопероксидації. Особливо це стосується МДА, що зменшується на 65,2% порівняно з гіпотиреоїдними тваринами і на 56,6% є нижчим від контрольних значень. Олія амаранту активує у тканині печінки всі ферменти АОЗ щодо гіпотиреоїдних щурів, зокрема, активність каталази перевищує її рівень на 24,3%, ГПО — майже в 5 разів, СОД — на 174,6%, і їх значення досягають норми. Це виявляється позитивним балансом у співвідношенні про- та антиокиснювальних реакцій у бік антиоксидантних, що виявляється істотним зростанням величини коефіцієнтів К1 та К2 порівняно з такими показниками у групі гіпотиреоїдних тварин. Значення цих коефіцієнтів перевищують контрольні показники в 2,3 разу.

У СОШ та СОТК зареєстрована активація СОД, яка хоча і не досягає контрольних значень, але істотно перевищує її рівень у групі з гіпотиреозом. Активність ГПО у цих тканинах, вірогідно зростаючи порівняно з гіпотиреоїдними щурами, є набагато вищою також щодо інтактної групи. Вміст ТБК-активних продуктів щодо дослідних тварин у СОШ вірогідно нижчий на 27%, у СОТК — на 69%. Концентрація МДА та ДК у СОТК за умов впливу олії амаранту є істотно нижчою також від контрольних показників. Сумарно співвідношення у системі ПОЛ“АОА виявляється мобілізацією антиоксидантних систем.

Виявлено зменшення вмісту в крові нітрит-іонів щодо групи з гіпотиреозом від 99,60±2,03 до 63,00±2,05 нмоль/мл. Істотно зменшується вміст у крові молочної та піровиноградної кислот, що є доказом мобілізаційних процесів у системі аеробного енергозабезпечення.

Такі метаболічні зміни свідчать про позитивний коригуючий ефект олії амаранту стосовно групи гіпотиреоїдних тварин, який є особливо сприятливим стосовно тканин печінки і СОТК.

Введення олії амаранту до раціону тварин з бінарною дією гіпотиреозу та опромінення, як і у попередній групі, істотно видозмінювало перебіг реакцій у системі ПОЛ-АОА та характер загального киснезалежного метаболізму (див. рис.