Міністерство охорони здоров’я України

ЛьвівськиЙ національний медичний університет імені

Данила Галицького

Чупашко

Олеся Іванівна

УДК: 612.17.015.3:616.441-008.64-08]:612.6.03

Функціонально-метаболічний статус міокарда: адаптивні можливості та корекція за умов експериментального гіпотиреозу

14.03.03 – нормальна фізіологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Львів – 2007

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Львівському національному медичному університеті

імені Данила Галицького МОЗ України.

Науковий керівник: | доктор медичних наук, професор,

член-кореспондент АМН України,

заслужений діяч науки і техніки України,

Гжегоцький Мечислав Романович,

Львівський національний медичний

університет імені Данила Галицького МОЗ України,

завідувач кафедри нормальної фізіології

Офіційні опоненти: | доктор медичних наук, професор, член-

кореспондент АПН України,

Шевчук Віктор Григорович,

Національний медичний університет

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

завідувач кафедри нормальної фізіології

доктор медичних наук, професор,

Ємельяненко Ірина Всеволодівна,

Івано-Франківський державний

медичний університет МОЗ України,

завідувач кафедри фізіології

Захист відбудеться „__14_ ”__грудня_ 2007 р. о 1400 год на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.600.03 у Львівському національному медичному університеті імені Данила Галицького (79010, м. Львів, вул. Пекарська, 52).

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

Автореферат розісланий „ 13 ” листопада 2007 року.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Томашова С.А.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Сучасну екологічну ситуацію в Україні визначає поліфакторний вплив екстремальних чинників різного генезу. Формування несприятливої екосистеми, зокрема на території Західного регіону, що є наслідком як радіоекологічного пресингу, так і дефіциту йоду в біосфері, призвело до зростання частоти тиреоїдної патології. За останнє десятиріччя помітна зміна профілю захворювань щитоподібної залози (ЩЗ) з тенденцією до зниження її функції. Лише за даними офіційної статистики, станом на 1.01.2006 року по Україні зареєстровано 71 осіб, хворих на гіпотиреоз (151,9/100 тис. населення) (Ємельяненко І.В. та ін., 2006; Левченко И.А. и др., 2002; Макар Р.Д. та ін., 2003 – 2005).

Загальновідомо, що першим етапом розвитку будь-якого захворювання є так звані донозологічні чи преморбідні стани. Власне, зниження адаптивних можливостей організму та порушення процесів адаптації є причиною переходу транзиторних доклінічних станів у хронічну соматичну патологію (Баевский Р.М. и др., 1997 – 2006; Гжегоцький М.Р., 1998 – 2006).

Зміни тиреоїдного статусу, навіть мінімально виражені, якісно знижують адаптивні можливості різних систем та органів. Проте, судячи з даних літератури, насамперед, це стосується кардіоваскулярної системи (Петунина Н.А., 2006; Monzani F. et al, 2006). Водночас, представлена велика кількість публікацій щодо високої частоти виникнення атеросклерозу зі супровідною ендотеліальною дисфункцією у хворих на гіпофункцію щитоподібної залози.

Результати досліджень останніх років показали, що зміни параметрів системи ліпідного обміну, зокрема пов’язаних з холестериновим забезпеченням, маніфестують зниженням NO-синтазної активності і вмісту стабільного метаболіту монооксиду в різних тканинах тварин (Шевчук В.Г., 2000 – 2006; Манухина Е.Б. и др., 2000; Сагач В.Ф. та ін., 2000 – 2007; Черепок О.О., 2003). Деталі впливу латентного дефіциту тиреоїдних гормонів на стан системи обміну холестерину дуже суперечливі. Поруч з тим, на сьогодні не визначена роль вільнорадикальних перетворень у комплексі з системою оксиду азоту у формуванні адаптивних реакцій та модифікації функціонально-метаболічного статусу міокарда при гіпотиреозі.

Таким чином, вивчення фундаментальних механізмів комплексної взаємодії вище означених параметрів на ефекторні елементи серцево-судинної системи та інших систем організму є, безумовно, пріоритетним напрямком сучасної теоретичної та прикладної медицини і сприятиме відпрацюванню ефективних методів прогнозування, профілактики та корекції досліджуваної нозології. З огляду на зміни параметрів окисного метаболізму, раціональним за умов ранніх форм дисфункції щитоподібної залози є застосування методу інтервального гіпоксичного тренування (ІГТ), що підвищує функціонально-метаболічний резерв організму, а також виявляє адаптогенну дію.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалась відповідно до плану наукових досліджень Львівського національного медичного університету (ЛНМУ) імені Данила Галицького і є фрагментом наукової роботи кафедри нормальної фізіології: „Дослідження особливостей функціонально-метаболічних резервів секреторних органів травного тракту та встановлення критеріїв їхньої оцінки за умов впливу екзо- та ендоекологічних факторів” (2001 – 2003 рр., № державної реєстрації 0100U002258), „Оцінка адаптаційних можливостей функціонально-метаболічних систем організму з метою покращення діагностики ранніх донозологічних станів та підвищення ефективності їх профілактики та корекції” (2003 – 2005 рр., № державної реєстрації 0103U002369 ІН 25.01.0001.03) та „Дослідження критеріїв оцінки стану функціонально-метаболічних систем організму з метою виявлення їх адаптаційно-компенсаторних можливостей при зміні ендо - і екзоекологічних умов середовища” (2006 – 2010 рр., № державної реєстрації 0106U012661, ІН 25.01.001.06).

Тема дисертаційної роботи затверджена на засіданні вченої ради медичного факультету № 2 ЛНМУ імені Данила Галицького, протокол № 6 від 5 червня 2002 року та на засіданні проблемної комісії „Фізіологія людини” МОЗ та АМН України, протокол № 32 від 20 червня 2002 року.

Мета роботи: дослідити механізми впливу донозологічної форми гіпотиреозу на адаптивні можливості функціонально-метаболічного статусу міокарда на фоні застосування методу інтервального гіпоксичного тренування.

Задачі дослідження:

1. Виявити особливості змін системи холестеринового обміну за умов експериментального субклінічного гіпотиреозу.

2. Визначити вміст нітрит-іону у крові, гомогенатах та мітохондріях тканин серця та печінки як одного із стабільних метаболітів системи монооксиду азоту за умов ранніх форм гіпотиреозу.

3. Дослідити показники вільнорадикальних перетворень та активність систем антиоксидантного захисту з урахуванням їх специфіки у крові, гомогенатах та мітохондріях тканин серця та печінки при експериментальному гіпотиреозі, а також на тлі корекції інтервальним гіпоксичним тренуванням.

4. З’ясувати зміни вмісту та співвідношення метаболітів гліколізу і їх взаємозв’язок з іншими параметрами окисного гомеостазу за даних умов.

5. Дослідити зміни ультраструктурних характеристик тканини міокарда за умов експериментальної тиреоїдної гіпофункції.

6. З’ясувати на базі комплексного аналізу отриманих результатів особливості впливу ІГТ при субклінічній формі гіпотиреозу з обґрунтуванням доцільності його застосування за даних умов.

Об’єкт дослідження: механізми впливу гіпотиреозу (донозологічна форма) на холестериновий обмін, систему монооксиду азоту, кисневий гомеостаз за умов інтервального гіпоксичного тренування.

Предмет дослідження: вміст нітрит-іону у крові, мітохондріях тканин серця та печінки щурів, інтенсивність гліколізу, параметри вільнорадикального гомеостазу, загальний холестерин, холестерин ліпопротеїнів різної щільності при гіпотиреозі та застосування за цих умов інтервального гіпоксичного тренування.

Методи дослідження. Для досягнення поставленої мети використовували наступні методи: біохімічні - комплекс методик для визначення параметрів системи холестеринового забезпечення (загальний холестерин, холестерин ліпопротеїнів різної щільності, тригліцериди), вмісту метаболітів аеробного та анаеробного гліколізу (молочна та піровиноградна кислоти), дослідження параметрів вільнорадикального гомеостазу (система ліпідної пероксидації - дієнові кон’югати (ДК) та малоновий діальдегід (МДА), стан системи антиоксидної протекції – загальна антиокисна активність (IАОА), активність супероксиддисмутази (СОД), каталази (КАТ), глутатіонпероксидази (ГПО)), пероксидної резистентності еритроцитів (ПРЕ), метаболітів циклу оксиду азоту, дослідження активності деяких органоспецифічних ферментів (креатинкінази (КК), аланінамінотрансферази (АлТ), аспартатамінотрансферази (АсТ)); радіоімунологічне визначення концентрацій тиреоїдних гормонів у сироватці крові; електронно-мікроскопічні - ультраструктурний аналіз тканини міокарда; математично-статистичні.

Наукова новизна одержаних результатів. Уперше проведено комплексний аналіз функціонально-метаболічних показників крові, міокарда та печінки, а також структурних змін міокарда, наведено теоретичне узагальнення та обґрунтування критеріїв раннього виявлення та корекції дефіциту тиреоїдних гормонів. Встановлено, що латентні форми гіпофункції щитоподібної залози формують функціонально-метаболічні передумови для атерогенезу. Про це свідчить дисбаланс у системі холестеринового обміну, зміни у системі генерації монооксиду азоту. Доведено, що дефіцит тиреоїдних гормонів реалізується на фоні зниження основних ензимів протиокисної дії (КАТ, СОД, ГПО), що корелює з підвищеним вмістом ТБК-активних метаболітів у досліджуваних середовищах. Вперше показано, що на етапі ранніх форм гіпотиреозу змінюється структура клітинних мембран, знижується їх плинність.

Уперше здійснено комплексний аналіз вказаних параметрів на рівні тканин та мітохондрій міокарда та печінки.

Введено визначення інтегрального тиреоїдного індексу, що у комплексі з іншими параметрами може використовуватись як маркер ранньої діагностики донозологічного гіпотиреозу. Застосовано неспецифічний коригуючий чинник - ІГТ і доведено ефективність його дії за даних умов. Встановлено органоспецифічність дії ІГТ, зокрема на продукцію монооксиду азоту і залежність ефекту корекції від фонового стану системи антиоксидного захисту. Результати наукового пошуку сприятимуть розвитку одного з напрямків нормальної фізіології – адаптаційної фізіології.

Практичне значення одержаних результатів. Параметри системи холестеринового забезпечення та метаболіти оксиду азоту у комплексі з продуктами гліколізу, а також із показниками системи пероксидне окиснення ліпідів – антиоксидна активність (ПОЛ-АОА) можна адекватно застосовувати для оцінки адаптивного потенціалу міокарда за умов латентних форм гіпотиреозу. Виявлені особливості функціонально-метаболічних змін за умов донозологічної форми гіпотиреозу сприятимуть поглибленню розуміння механізмів компенсаторно-адаптивних процесів та можуть бути основою для відпрацювання адекватних схем діагностичного пошуку, а також профілактично-лікувальних і реабілітаційних заходів в установах кардіологічного та ендокринологічного профілів. Успішне використання методу ІГТ дозволяє рекомендувати його як засіб неспецифічної протекції при донозологічних формах гіпотиреоїдної дисфункції. На підставі отриманих результатів досліджень підготовано інформаційний лист.

Результати дисертаційної роботи впроваджені в навчальний процес кафедри нормальної фізіології та ендокринології ЛНМУ імені Данила Галицького, кафедри нормальної фізіології національного медичного університету ім. О. О. Богомольця, м. Київ, кафедри нормальної фізіології Тернопільського державного медичного університету ім. І. Я. Горбачевського, кафедри фізіології Івано-Франківського державного медичного університету.

Особистий внесок здобувача. Автором проведено патентно-інформаційний пошук, обгрунтування схем дослідження, налагодження експериментальних моделей, вибір методів та обсягу досліджень. Дисертант самостійно виконала весь обсяг запланованих експериментальних досліджень, провела аналіз літературних даних за темою дисертації, статистично опрацювала отримані результати, підготувала до друку наукові публікації. Розробка методичної концепції роботи, планування напрямів досліджень, обговорення їх результатів, формулювання основних положень роботи, висновків здійснено за участі наукового керівника – д.мед.н., проф., член-кореспондента АМН України Гжегоцького М. Р. Дослідження проведено на базі кафедри нормальної фізіології ЛНМУ імені Данила Галицького. Електронно-мікроскопічне дослідження виконано у центральній науково-дослідній лабораторії ЛНМУ імені Данила Галицького за участі к. фарм. н., с. н. с. В. І. Ковалишина.

Апробація результатів дисертації. Апробація дисертації проведена на розширеному засіданні кафедри нормальної фізіології ЛНМУ імені Данила Галицького 14 травня 2007 року, протокол № 5. Основні положення дисертації викладені на науково-практичній конференції „Актуальні проблеми мікроциркуляції та гемостазу при патології внутрішніх органів” (Чернівці, 16-17 вересня 2002 року); VIII Українському біохімічному з’їзді (Чернівці, 1-3 жовтня 2002 року); Міжнародній конференції, присвяченій пам’яті проф. Шостаковської Ірини Василівни (Львів, 2002); ІІІ з’їзді Українського біофізичного товариства, (Львів, 2002); Пленумі Асоціації ендокринологів України, присвяченому 25-річчю кафедри ендокринології Львівського державного медичного університету імені Данила Галицького, та підсумковій нараді головних ендокринологів обласних управлінь охорони здоров’я держадміністрацій України (Львів, 22-23 травня 2003 року); I з’їзді фізіологів СНД „Физиология и здоровье человека” (Сочи, 19-23 сентября 2005 года), у матеріалах Всеукраїнської науково-практичної конференції „Довкілля і здоров’я” (Тернопіль, 26-27 квітня 2007).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 17 наукових праць: 5 статей у фахових наукових виданнях, рекомендованих ВАК України; 11 робіт – у матеріалах конференцій, з’їздів, пленумів; 1 інформаційний лист про нововведення в системі МОЗ України.

Обсяг і структура дисертації. Дисертація складається зі вступу, огляду літератури, опису методів дослідження, чотирьох розділів з викладом отриманих результатів та їх обговорення, висновків, списку використаних джерел із 310 найменувань, 5 додатків. Матеріали дисертаційної роботи викладені на 176 сторінках, ілюстровані 14 таблицями, 14 рисунками, 5 світлинами.

Основний зміст роботи

Матеріал та методи досліджень. Дослідження проведені на 120 статевозрілих білих щурах-самцях масою 180-220 г. Утримання, годування та евтаназію (шляхом декапітації) лабораторних тварин проводили згідно із загальноприйнятими в експериментальній практиці методами відповідно з міжнародними вимогами щодо гуманного відношення до тварин. Досліджувані параметри визначали у крові, гомогенатах і мітохондріях (МХ) тканин серця та печінки у дослідних та контрольних групах тварин. Експериментальний гіпотиреоз моделювали методом, запропонованим Е.С. Детюк та співавт. (1979). Функціональну активність ЩЗ оцінювали за вмістом тиреоїдних гормонів. Концентрації тиреоїдних гормонів – трийодтироніну (Т3) та тетрайодтироніну (Т4), тиреотропного гормону (ТТГ) у сироватці крові визначали радіоімунологічним методом за допомогою набору IMMUNOTECH: 1699, 3286, тиреоглобулін - методом радіоімунологічного аналізу. Окремим групам контрольних і дослідних тварин провадили ІГТ у наступному режимі: п’ятиразове піднімання тварин у барокамері на умовну висоту 3000 м. Умовне піднімання здійснювали поступово: перший день – на висоту 1000 м, другий – 2000 м, і лише з третього дня – 3000 м. Тривалість гіпоксичної експозиції - 10 хв., перерви між сеансами гіпоксії – 15 хв., тривалість тренування – 10 днів, швидкість „піднімання” – 20 м/c (Коваленко Е.А., 1993).

Провадили визначення вмісту загального холестерину (ХС), ХС ліпопротеїнів (ЛП) різної щільності, тригліцеридів, а також активність АлТ, АсТ, КК – маркерних органоспецифічних ензимів тканин міокарда та печінки на біохімічному аналізаторі Biosystems BTS-370 Plus з використанням реактивів фірми „Biosystems”. Рівень ПОЛ оцінювали за вмістом ДК за допомогою методу Плацера в модифікації Гаврилова В.Б., Мішкорудної М.І., 1983; малонового діальдегіду (МДА) (Тімірбулатов Р.А., Селєзньов Є.І. у модифікації Тимочка М.Ф., Мартинюк В.Б., Ковальчук С.М., 1991), індекс загальної антиоксидантної активності (IАОА) (Мартинюк В.Б. і співавт., 1991). Досліджували активність ензимів АОА - ГПО (Моин В.М., 1986), КАТ (Королюк М.А. та співавт., 1988), СОД (Костюк В.А. та ін., 1990). Пероксидну резистентність еритроцитів оцінювали за методом Гжегоцького М.Р. та співавт. (2004). Визначали вміст молочної кислоти (Hohorst H.J., 1974), піровиноградної кислоти (Bucher I., 1974). Метаболіти оксиду азоту – нітрит-іон визначали за методом Greenet al. (1982). Для оцінки відповідності активності ферментативних систем антиоксидантного захисту до змін інтенсивності ліпопероксидації нами введено інтегративний коефіцієнт К = АОА / ПОЛ або К = СОДд / СОДк ? ГПОд / ГПОк ? КАТд / КАТк ? IАОА д / IАОА к / ТБК-АПд / ТБК-АПк ? ДКд / ДКк, де показники з індексом к - контрольні значення, а з індексом д – параметри дослідної групи. Мітохондрії серця та печінки виділяли загальноприйнятим методом диференційного центрифугування (Кондрашова М.Н. и соавт., 1973; Kerbey et al, 1976). Забір і підготовку матеріалу для електронної мікроскопії здійснювали за методом (Stempac J., Ward R., 1964; Reynolds E., 1963). Електронно-мікроскопічне дослідження в трансмісійному режимі провадили на електронному мікроскопі УЕМВ-100К за прискорювальної напруги 75 кВ.

Цифрові результати усіх вимірювань підлягали варіаційно-статистичній обробці за t-критерієм Стьюдента. Розраховували середньоарифметичне значення (М), стандартну похибку (m), коефіцієнт вірогідності (р) та коефіцієнт кореляції (r). Опрацювання результатів здійснювали з використанням програмного пакету для персональних комп’ютерів Microsoft Excel.

Результати досліджень та їх обговорення. Зміни параметрів ліпідного обміну та активності органоспецифічних ензимів при експериментальній гіпотиреоїдній дисфункції. Моделювання гіпотиреозу здійснювали шляхом щоденного перорального введення тиреостатичного препарату мерказолілу у дозі 3 мг/кг маси тіла тварини впродовж трьох тижнів. Гіпофункцію ЩЗ у тварин дослідної групи констатували на основі аналізу вмісту тиреоїдних гормонів. Згідно з отриманими результатами, рівень Т3 становив – (0,63 ± 0,09) нмоль/л (межі коливань, тут і надалі, згідно даних літератури – (0,40 – 0,94) нмоль/л) проти контролю – (1,04 ± 0,24) (0,86 – 1,22) нмоль/л; Т4 – (68,0 ± 7,5) (58 – 80) нмоль/л стосовно норми – (145,0 ± 16,6) (70 – 120) нмоль/л; тиреоґлобулін – (12,6 ± 4,9) відносно контролю (14,2 ± 6,4) нг/мл. Водночас зафіксовано зростання рівня ТТГ до значень (0,43 ± 0,08) відносно параметрів контрольної групи (0,183 ± 0,41) мМо/л (р<0,05). Таким чином, представлені дані свідчать на користь гіпотиреозу. Параметри норми тиреоїдних гормонів у експериментальних тварин, як і у людей варіюють у досить широких межах. З огляду на те, отриману модель формально можна кваліфікувати як найбільш наближену до латентної форми гіпотиреоїдної дисфункції. Підтвердженням субклінічної форми гіпотиреозу є значення інтегрального тиреоїдного індекса (ІТІ) – відношення вмісту гормонів ЩЗ до їхнього гіпофізного регулятора, за формулою: ІТІ = Т3 + Т4 / ТТГ, істотне зниження якого автори розцінюють як критерій початкових стадій гіпотиреозу (Шелестова Л.П., 2004). Відповідно, значення ІТІ у дослідній групі з гіпотиреозом становило (160 ± 14) за норми (537 ± 26) (р < 0,01). На користь латентної форми свідчать також і результати біохімічних досліджень.

Судячи з отриманих результатів, введення мерказолілу не супроводжується достовірними змінами активності органоспецифічних трансаміназ – АсТ та АлТ, що свідчить про відсутність деструктивних та цитолітичних процесів у клітинних та субклітинних структурах міокарда та печінки. Показники активності цих ферментів при проведенні курсу гіпокситерапії у контрольній та дослідній групах є у межах контрольних значень, що може свідчити про адекватність підібраного режиму тренування.

У сироватці крові відповідно до моделі гіпотиреозу вірогідно зростає активність КК. Чисельно це виражається у підвищенні активності ензиму до значень (380,00 ± 32,70) нкат/л, що у 2,7 рази перевищує контрольні величини. Це є піставою для констатації змін у системі енергозабезпечення даної тканини. При цьому проведення курсу гіпокситерапії достовірно знижувало активність даного ензиму у дослідній групі до контрольних значень, відповідно до (115,00 ± 14,75) нкат/л проти (140,00 ± 18,20) нкат/л за умов норми.

Нами аналізувались та були узагальнені показники ліпідного обміну, пов’язані з системою холестеринового забезпечення, зважаючи на те, що клінічні форми гіпотиреозу сприяють гіперліпідемії, а відповідно і атеросклерозу (Canaris G.J. et al., 1997; Sundaram V. et al., 1997). За досліджуваних нами умов, серед незначних коливань значень загальної маси показників, об’єктивно стверджуються зміни профілю та співвідношення транспортних форм ліпідів крові (табл.1).

Табл.1

Показники ліпідного обміну у крові щурів за умов гіпотиреозу та його корекції методом ІГТ (М±m)

Показники | Контроль

(n=6) | Контроль+

ІГТ

(n=6) | Гіпотиреоз

(n=6) | Гіпотиреоз+

ІГТ

(n=6)

Заг.холестерин,

ммоль/л | 1,855±

0,156 | 1,325±

0,070* | 1,480±

0,144* | 1,710±

0,194

Тригліцериди, ммоль/л | 1,140±

0,156 | 0,760±

0,080* | 1,080±

0,084 | 1,200±

0,106

ХC ЛПДНЩ, ммоль/л | 0,228±

0,031 | 0,152±

0,020* | 0,216±

0,040 | 0,240±

0,022

ХC ЛПНЩ, ммоль/л | 0,270±

0,019 | 0,125±

0,004* | 0,330±

0,028* | 0,270±

0,020?

ХC ЛПВЩ, ммоль/л | 1,350±

0,090 | 1,050±

0,042* | 1,030±

0,041* | 1,300±

0,012?

Коефіцієнт атероген-

ності | 0,370±

0,024 | 0,263±

0,020* | 0,530±

0,035* | 0,392±

0,029?

* вірогідність (р<0,05) стосовно контролю

? вірогідність (р<0,05) стосовно гіпотиреозу

Передусім, це виявляється вірогідним підвищенням рівня холестеролу ліпопротеїнів низької щільності (ХС ЛПНЩ) і зниженням вмісту холестеролу ліпопротеїнів високої щільності (ХС ЛПВЩ) зі зростанням індексу атерогенності. Щодо цього показника, то нами зафіксовано достовірно вищі його значення стосовно контрольної групи – відповідно (0,530 ± 0,035) проти (0,370 ± 0,024) (р< 0,05), що у відсотковому відношенні становить 143,2 % і у поєднанні з вище описаними даними є показником дисліпідемії, що є результатом порушення балансу між різними транспортними формами ліпідів. Зафіксовані зміни характеризують патерн порушення гомеостатичного регулювання у системі холестеринвмісні ліпопротеїни – плазма крові – печінка. Це узгоджується з даними літератури, згідно яких за умов гіпотиреозу істотно модифікуються процеси обміну ЛП у печінці (Бабенко М.А. и др., 1999; Krasilnicova O.A. et al., 2002; Сыч Ю.П. и др., 2004). При застосуванні ІГТ основні коригуючі ефекти стосувались, здебільшого, нормалізації рівня ХС ЛП різної щільності з достовірним зниженням індексу атерогенності практично до рівня контрольних значень. На наш погляд, найбільш сприятливим є відновлення вмісту ХС ЛПВЩ, оскільки зниження цього показника розцінюється як фактор, що сприяє акумуляції ХС у тканинах і у судинній стінці та є передумовою розвитку атеросклеротичних змін (Чаяло П.П., Плющ Г.І., 2001).

Відомо, що порушення взаємозв’язку між обміном ліпідних фракцій сироватки крові та ендотеліальною функцією судин, головним чином, пов’язане з метаболізмом оксиду азоту, що є одним з основних модуляторів судинного тонусу, інтенсивності клітинного дихання та внутрішньоклітинного енергогенезу.

Зміни вмісту нітрит-іону у крові, гомогенатах та мітохондріях при експериментальній гіпофункції щитоподібної залози. Згідно з отриманими результатами, для дослідної групи тварин властиві виражені зміни вмісту нітрит-іону у досліджуваних середовищах. У крові тварин із модельованим гіпотиреозом відзначено тенденцію до зниження на 12,3 % вмісту нітрит-іону стосовно контрольних величин. Щодо гомогенату тканини міокарда, то рівень досліджуваного метаболіту вірогідно зростає на 25,7 % у порівнянні з контрольною групою тварин (р < 0,05), що свідчить про мобілізацію системи монооксиду азоту за даних умов. У мітохондріях тканини серця щурів з гіпотиреозом, як і в гомогенаті даної тканини, спостерігається виразна активація NO-системи, виявом якої є вірогідне підвищення концентрації стабільного метаболіту оксиду азоту – нітрит-іону до (1,020 ± 0,046) нмоль/мг білка при контролі (0,830 ± 0,042) нмоль/мг білка, що є аналогічним стосовно зростання концентрації цього метаболіту у гомогенаті тканини серця. У гомогенатах тканини печінки, як і у тканині міокарда, відстежено тенденцію до зростання концентрації нітрит-іону, однак ступінь вираженості істотно нижчий. Стосовно мітохондрій печінки, спостерігаємо протилежну динаміку – вірогідне зниження вмісту NO2? до величини (0,497 ± 0,040) нмоль/мг білка проти (0,679 ± 0,064) нмоль/мг білка (р < 0,01). Отримані результати узгоджуються з даними літератури, згідно яких реакція системи генерації оксиду азоту на гіпоксичні впливи має клітинну та тканинну специфічність (Сагач В.Ф., 2000 – 2006, Дмитрієва А.В., 2000 – 2005). Водночас, вони корелюють з даними дослідників, які, з’ясувавши локалізацію мітохондріальних NO-синтаз, відводять NO роль паракринного модулятора енергообміну та вільнорадикального гомеостазу (В.В. Фролькіс та ін., 2000). Застосування методу ІГТ зумовило підвищення концентрації нітрит-іону у мітохондріях та гомогенатах печінки щурів як дослідної, так і контрольної груп. Щодо мітохондрій міокарда, то проведення курсу гіпокситерапії знижує рівень нітрит-іону у дослідній групі тварин. При цьому у МХ обох тканин у тварин з гіпотиреозом тренування забезпечує нормалізацію значень нітрит-іону. Виходячи з наведеного вище, встановлена органоспецифічність впливу інтервальної гіпоксії на продукцію NO. Адаптація до гіпоксії в серці попереджує гіперпродукцію NO, а в печінці, на противагу, стимулює її.

Особливості змін вмісту та співвідношення метаболітів гліколізу у крові, міокарді та печінці за умов гіпотиреоїдної дисфункції та корекції її методом інтервального гіпоксичного тренування. У всіх досліджуваних середовищах за умов гіпотиреоїдної дисфункції спостерігався високий вміст молочної кислоти. Зокрема, у крові зафіксовано збільшення рівня лактату на 43,9 % (р < 0,05). У тканині міокарда концентрація лактату змінюється з (2,74 ± 0,25) до (3,58 ± 0,14) ммоль/л, що на 30,7 % перевищує вихідні значення (р < 0,05). Вміст піровиноградної кислоти у крові за умов гіпотиреозу зростає на 16 % (р < 0,05), а у тканинах серця та печінки знижується порівняно з контролем на 32,2 % та 38,0 %, відповідно (р < 0,05). Коефіцієнт співвідношення молочної до піровиноградної кислоти у всіх досліджуваних тканинах при експериментальному гіпотиреозі вірогідно зростає. Зокрема, найбільш вираженою є ця тенденція у тканині печінки, де даний показник зростає на 123,1 % (р < 0,01) і, дещо нижчою у міокарді, де зафіксовано збільшення його на 92,6 % (р < 0,01). У крові співвідношення лактат/піруват зростає щодо норми на 24,0 %. Підсумовуючи отримані дані, можна стверджувати, що розвиток гіпотиреоїдної дисфункції супроводжується активацією анаеробного гліколізу - системи, що забезпечує компенсацію енергодефіциту. Зважаючи на виключну роль аеробного обміну у вказаних тканинах, тривале превалювання анаеробних процесів, ймовірно, може мати негативне відображення на загальному фоні метаболізму. Зокрема, можливим виявом є активація вільнорадикальних ліпопероксидних реакцій з ураженням цілісності ліпопротеїнових комплексів клітинних та субклітинних структур. Тому, саме такі транзиторні стани вимагають своєчасного виявлення, протегування і корекції. Застосування методу ІГТ мало найбільш виражений коригуючий ефект стосовно крові та особливо тканини міокарда. Сумарно це виявлялось вірогідним зниженням концентрації молочної кислоти та коефіцієнту лактат / піруват, що може інформувати про активну ініціацію аеробного метаболізму у цій тканині під дією ІГТ.

Особливості морфо-функціональних параметрів міокарда за умов латентної форми гіпотиреозу. За умов відтвореної моделі значна кількість кардіоміоцитів характеризується незначним підвищенням їх електронної щільності як свідчення, на нашу думку, функціонального напруження клітин. За цих умов ядра дещо зміщені від центру клітини до периферії та набувають подовгастої форми. Особливістю морфологічної картини є також порушення структурованості та дезорганізація міофібрил, у яких не скрізь чітко відмежовані тонкі та товсті міофіламенти, а Z - лінії саркомерів розмиті. Поверхневі верстви цитоплазми кардіоміоцитів формують випинання у сполучну тканину. Сарколема, що окреслює ці випинання, а також системи канальців, що представляють тріади (Т-трубочки та термінальні цистерни саркоплазматичного ретикулюму), дезорґанізовані. Останнє, ймовірно, може свідчити про порушення взаємозв’язків між мембраною та системою, так званого, внутрішньоклітинного синапсу, що опосередковує роботу контрактильного апарату кардіоміоцитів. У цитоплазмі клітин експериментальних гіпотиреоїдних тварин зафіксовані мітохондрії з ущільненим, різко осмофільним матриксом і щілиноподібними кристами або розширеними міжмембранними просторами крист, що згідно з даними літературних джерел відповідає стану деенерґізації. Водночас, епізодично виявляються клітини з поліморфними відхиленнями у кількісно-якісному відношенні мітохондрій, що ймовірно вказує на їх дисфункцію. Морфологічна картина тканини міокарда за умов застосування ІГТ відзначалась відновленням оптимального співвідношення сполучної тканини і кардіоміоцитів. Варто зазначити, що більшість міофібрил - з чітко організованими саркомерами; мітохондрії мають видовжену форму, структуровані за рахунок виражених зовнішньої та внутрішньої мембран. Зазначені зміни морфологічного статусу загалом свідчать про тенденцію до відновлення функціональної активності кардіоміоцитів та міокарда загалом. Узагальнюючи наведені дані, можна стверджувати, що ранні донозологічні форми гіпотиреозу не є асоційовані з вираженими морфологічними дефектами, що також узгоджується з представленими вище функціонально-метаболічними параметрами, і можуть бути доповнені характеристиками вільнорадикального гомеостазу тканин міокарда та печінки.

Особливості змін параметрів пероксидного окиснення ліпідів та антиоксидантної активності у крові та гомогенатах серця і печінки за умов гіпотиреоїдної дисфункції та на тлі корекції її методом інтервального гіпоксичного тренування. У результаті проведених досліджень встановлено, що розвиток гіпотиреозу призводить до істотного зниження ПГЕ – на 49,5 % стосовно норми (р < 0,01) (рис.1). Проте, судячи зі співставлень цього показника з параметрами системи ПОЛ-АОА у крові дослідних тварин, немає підстав пов’язувати ці зміни з підвищеною резистентністю клітин до пероксидних радикалів. Зокрема, у крові виявлене достовірне зростання концентрації щодо норми ТБК-активних продуктів на 27 %, ДК – на 46 %. Водночас, відстежено зниження активності основних досліджуваних ферментів антиокисної дії, відповідно, СОД – на 30,5 %, ГПО – на 37,1 % щодо норми. Зафіксовано зниження активності каталази як у сироватці, так і в цільній крові, відповідно на 24,8 % та 20,9 % (р < 0,05). Дія 10-денного курсу ІГТ у контрольних тварин також призводила до зниження відсотку ПГЕ, однак дана метаболічна ситуація істотно різнилась від попередньої групи.

Рис. 1. Зміни метаболітів пероксидного окиснення ліпідів, показника пероксидіндукованого гемолізу еритроцитів та активності ферментів антиоксидантного захисту у крові щурів за умов гіпотиреозу та корекції його методом інтервального гіпоксичного тренування (* - вірогідність (p < 0,05) стосовно контролю, - вірогідність (p < 0,05) стосовно гіпотиреозу).

Внаслідок тренування у контрольних тварин відзначено вірогідне підвищення СОД і ГПО активності щодо нетренованого контролю на 14,1 % і 13,1 %, відповідно (р < 0,05). Аналіз метаболічних показників крові щурів дослідної групи при дії ІГТ показав, що за даних умов мобілізується система ферментів антирадикальної та антиперекисної дії, і, вочевидь, нормалізуються, судячи з тесту ПГЕ, структурно-функціональні параметри еритроцитів.

Аналізуючи отримані результати та співставивши їх з даними літератури, можна зробити висновок, що коригуючий ефект ІГТ стосовно параметрів ПОЛ-АОА у крові експериментальних тварин пов’язаний із підвищенням потужності антиоксидантної активності, а зниження ПГЕ при гіпотиреозі, ймовірно, обумовлене структурно-функціональними перебудовами біомембран. На залучення ліпідного компоненту до обмінних перетворень за умов дисфункціїї щитоподібної залози вказують представлені нами вище результати, що стосуються характеристик ліпідного обміну, пов’язаного з холестериновим забезпеченням. Істотним, судячи з даних літератури, може бути зміна співвідношення вмісту холестерину та фосфоліпідів, насичених та ненасичених жирних кислот у складі фосфоліпідів мембран, що спричиняє їх жорсткість, а, відповідно, і меншу міру лабільності.

Паралельний контроль параметрів системи ПОЛ-АОА у інших досліджуваних тканинах показав, що за даної експериментальної моделі як у тканині печінки, так і в міокарді, зростає вміст ТБК-активних продуктів щодо контролю і це корелює з пригніченням антиоксидантних протективних механізмів. Зокрема, вміст ТБК-АП у тканині міокарда зростав щодо контрольних показників на 26,4 %, ДК – на 87,2 %. Вміст ТБК-активних продуктів у гомогенаті печінки вірогідно перевищував контрольні значення, що у відсотковому виразі становило 32,9 %. Рівень ДК - нижчий стосовно контролю на 25,6 %, що можна пов’язувати з відносно високою, щодо інших ферментів антиокисної дії, активністю каталази, що за певних умов забезпечує пероксидазну реакцію. При цьому значення решти параметрів антиоксидантного захисту знижені щодо норми, відповідно, СОД – на 25,4 %, ГПО – на 30,2 %, IАОА - на 10,3 % (рис. 2). Застосування методу ІГТ суттєво видозмінювало перебіг процесів у системі вільнорадикального гомеостазу. Стосовно міокарда, то використання методу у групі контрольних щурів знижувало вміст дієнових кон’югатів на 27,4 %. Це можна пов’язувати з вірогідним підвищенням загальної антиоксидантної активності, судячи зі збільшення величини IАОА на 17 %, а також з активацією на 11,2 % ГПО, що є ферментом, який специфічно елімінує гідропероксиди. Стосовно печінки, то дія методу ІГТ у контрольній групі тварин, як і у міокарді, достовірно знижує вміст ДК, що у відсотковому виразі становить 17 %. Це реалізується на тлі зростання на 17 % IАОА, незначного підвищення активності ГПО та СОД. Найбільш істотними виявились зміни активності каталази, що є для печінки органоспецифічним ензимом антиоксидантного захисту.

Рис.2. Зміни вмісту продуктів ліпопероксидації (А) та активності ензимів антиоксидантного захисту (В) у міокарді гіпотиреоїдних щурів на тлі корекції методом інтервального гіпоксичного тренування (* - вірогідність (p < 0,05) стосовно контролю, - вірогідність (p < 0,05) стосовно гіпотиреозу).

Наочним узагальненням описаних вище результатів даного фрагменту є визначення інтегративного коефіцієнту, що характеризує загальне спрямування реакцій АОА-ПОЛ (рис.3). У дослідній групі тварин ми констатували зниження

його значень проти контролю, що становить 1 (100%), відповідно у крові – до (0,197 ± 0,022), у міокарді – до (0,129 ± 0,010), у печінці – до (0,503 ± 0,044). У результаті проведення курсового ІГТ ми спостерігали вірогідну позитивну динаміку змін величини коефіцієнта у всіх досліджуваних середовищах.

Рис.3. Зміни інтегративного коефіцієнта К = АОА / ПОЛ у крові, міокарді та печінці гіпотиреоїдних щурів на тлі корекції методом інтервального гіпоксичного тренування.

Зміни показників пероксидного окиснення ліпідів та антиоксидантної активності у мітохондріях тканин міокарда та печінки за умов експериментального гіпотиреозу та корекції його методом інтервального гіпоксичного тренування. Вміст ТБК-активних продуктів у мітохондріях тканини серця при гіпотиреозі, як і в гомогенатах даної тканини, перевищує контрольні величини. Ступінь вираженості цих змін у мітохондріях міокарда становить 27,7 % (рис.4). Відповідно до цього виявлено зниження активності ферментів АОЗ: активність СОД у порівнянні з нормою є нижчою на 27,8 %, ГПО – на 45,3 % та каталази - на 24,6 % (р < 0,05), що свідчить про супресію системи антиоксидного захисту. Водночас зафіксовано достовірне зростання концентрації нітрит-іону у мітохондріях міокарда на 22,9 %, що є аналогічним стосовно зміни концентрації цього метаболіту у гомогенаті тканини серця, де відстежено зростання його вмісту на 25,7 % щодо норми (р < 0,05).

Рис.4. Зміни параметрів вільнорадикального гомеостазу у мітохондріях серця щурів при тиреоїдній гіпофункції та корекції її методом інтервального гіпоксичного тренування (* - вірогідність (p < 0,05) стосовно контролю, - вірогідність (p < 0,05) стосовно гіпотиреозу).

Дещо відмінною є схема метаболічних подій у МХ печінки. Низька активність ферментів протиокисної дії корелює зі зниженим вмістом продуктів ПОЛ та концентрації нітрит-іону. Зокрема, стосовно норми, активність СОД у мітохондріях печінки знижується на 15,1 %, ГПО – на 31,2 %, каталази – на 14,8 %, що у відсотковому виразі дещо менше, ніж у мітохондріях міокарда. Стосовно контрольної групи зниження вмісту МДА становить 14,1 %. Це також узгоджується зі зниженням, на відміну від мітохондрій тканини міокарда, концентрації нітрит-іону у мітохондріях тканини печінки на 27 % щодо норми. Отже, на відміну від гомогенатів, у мітохондріях досліджуваних тканин відстежено специфічний характер змін процесів ліпопероксидації, що відповідає загальному напрямку змін вільнорадикального гомеостазу. Тренування групи гіпотиреоїдних щурів дозованими гіпоксичними стимулами призводило до нормування вмісту ДК, МДА та концентрації нітрит-іону. За цих умов нами також показана позитивна індукція ферментів АОЗ. Зокрема, зафіксовано зростання активності ГПО та СОД у мітохондріях печінки і міокарда.

Щодо значень коефіцієнту K = АОА / ПОЛ, то гіпотиреоїдна дисфункція характеризувалась істотним зниженням його значень, відповідно у мітохондріях міокарда до (0,290 ± 0,018), а у мітохондріях печінки до (0,591 ± 0,042). Застосування методу ІГТ спонукало до відновлення у системі співвідношення про- та антиоксидантних реакцій, що стосовно введеного нами інтегративного коефіцієнта виявлялось зростанням його значень у міокарді до (1,209 ± 0,014), а у печінці – (1,48 ± 0,12).

Отримані результати свідчать про залучення системи оксиду азоту у комплексі з реакціями пероксидного окиснення ліпідів мітохондріального компартменту до формування пристосувальних реакцій за умов гіпотиреоїдної дисфункції. Односпрямований характер змін процесів ПОЛ та реакцій у системі оксиду азоту, що підтверджується високим ступенем прямопропорційної кореляційної залежності, дозволяє розглядати їх як єдину скоординовану систему, спрямовану на підтримку вільнорадикального гомеостазу. Поруч з тим, можна стверджувати, що механізм позитивної дії ІГТ за умов даної експериментальної моделі гіпотиреозу пов’язаний з мобілізацією функціонального резерву організму.

Висновки

У дисертаційній роботі, відповідно до поставленої мети, наведено теоретичне узагальнення та вирішено актуальне наукове завдання, що стосується обґрунтування критеріїв раннього виявлення та корекції експериментального гіпотиреозу (донозологічна форма) на підставі вивчення, порівняльного аналізу та обгрунтування результатів досліджень параметрів функціонально-метаболічного стану міокарда, печінки та крові, а також морфологічних характеристик міокарда. Це дозволило сформулювати наступні висновки:

1. Встановлені зміни показників системи ліпідного обміну – підвищення вмісту холестеролу ліпопротеїнів низької щільності, зниження вмісту холестеролу ліпопротеїнів високої щільності, зростання коефіцієнту атерогенності до значень (0,530 ± 0,035) (норма - 0,370 ± 0,024) у комплексі зі змінами концентрації нітрит-іону в крові, створюють функціонально-метаболічні предумови для атерогенезу за умов розвитку ранніх форм гіпотиреозу.

2. Показана органоспецифічність змін концентрації нітрит-іону при модельованому гіпотиреозі: у крові його вміст знижується; у міокарді та печінці дефіцит тиреоїдних гормонів виявляє модулюючий ефект на процеси синтезу монооксиду азоту; у мітохондріях серця тварин дослідної групи активується продукція нітрит-іону, у мітохондріях печінки, на противагу – пригнічується його утворення.

3. За умов латентних форм гіпотиреозу показана модуляція анаеробних реакцій, на що вказує високий вміст молочної кислоти та співвідношення лактату до пірувату в усіх досліджуваних середовищах - крові, тканинах серця і печінки.

4. Результати дослідження параметрів системи пероксидного окиснення ліпідів показали, що зростання вмісту ТБК-активних метаболітів у крові, гомогенатах серця та печінки і мітохондріях міокарда, реалізується на фоні депресії активності основних ензимів антиокисної та антирадикальної дії.

У мітохондріях печінки відстежено пригнічення процесів ліпопероксидації при зниженні щодо норми активності ферментів протиокисної дії: супероксиддисмутази – на 15,1 %, глутатіонпероксидази – на 31,2 %, каталази – на 14,8 %. Загалом, зміни означених параметрів відповідають загальному напрямку змін у системі вільнорадикального гомеостазу.

5. Узагальнення отриманих даних щодо системи холестеринового обміну, тесту пероксидіндукованого гемолізу еритроцитів (49,5 % нижче від норми), показників вільнорадикального гомеостазу, вірогідно свідчать про модифікацію структури клітинних мембран, зниження їх плинності, зміни фазових станів при ранніх формах гіпофункції щитоподібної залози.

6. За умов відтвореної моделі зростає активність креатинкінази – кардіоміоцитарного маркера, що можна трактувати як порушення в системі енергопостачання даної тканини. Проте, зміни активності органоспецифічних трансаміназ – аспартатамінотрансферази, аланінамінотрансферази, не мають достовірного характеру, що свідчить про відсутність клітинної деструкції. Це також узгоджується з отриманими нами морфологічними характеристиками тканини міокарда.

7. Показана органоспецифічність дії інтервального гіпоксичного тренування у серії дослідних тварин, що виявлялась більш вираженим мобілізуючим ефектом у міокарді, порівняно з тканиною печінки. Ефект корекції мав вищий ступінь прояву у групі щурів з гіпотиреозом, де фоновою була супресія системи антиоксидного захисту.

Встановлений позитивний коригуючий ефект застосування інтервального гіпоксичного тренування за умов гіпотиреозу дозволяє пропонувати