Роль морфологических изменений паравентрикулярного ядра гипоталамуса и тиротропоцитов аденогипофиза в формировании тиреопатий

Морфофункциональная перестройка щитовидной железы (ЩЖ) находится под контролем гипоталамо-гипофизарной системы, где первичным уровнем регуляции является гипоталамус и его нейросекреторные ядра [1, 2]. В гипоталамусе имеется большое представительство ядер, которые вырабатывают либери-ны и статины, в том числе тиролиберин и тиро-статин медиальной части паравентрикулярного ядра гипоталамуса. Эффекты тиролиберина не ограничиваются эндокринными клетками гипофиза, о чем свидетельствует широкое представительство рецепторов (TRH-R1, TRH-R2) в различных отделах центральной нервной системы (кора головного мозга и мозжечка, гиппокамп, ствол мозга, спинной мозг), а также активация вторичных внутриклеточных мессенджеров через многокомпонентную систему рецепторов G-белка (GPCR). Известно, что только одна треть от всего вырабатываемого тиролиберина касается гипоталамо-гипофизарной оси, что не только приводит к морфофункциональным изменениям ЩЖ, но и регулирует функцию органов, находящихся под контролем отделов центральной нервной системы, вовлеченных в патогенез развития эндотоксинового шока, боли, а также физиологических циркадных ритмов, двигательной активности, вегетативной регуляции [3]. Таким образом, тиролиберин может играть важную роль в патогенезе соматических заболеваний, сопровождающихся синдромом хронической эндогенной интоксикации (ХЭИ). В экспериментальных исследованиях установлено, что при однократном введении бактериального липополисахарида (ЛПС) при полном отсутствии клинических симптомов была выяв- лена дизрегуляция секреции тиролиберина и тиреотропного гормона [4]. Известно, что при развитии инфекционных заболеваний, что подразумевает наличие эндогенной интоксикации, происходят нарушения в гипоталамо-гипофи-зарно-тиреоидной системе, однако данные о структурно-функциональных изменениях органов эндокринной системы отсутствуют. В связи с этим выявление структурных нарушений паравен-трикулярных ядер гипоталамуса и тиротропоци-тов гипофиза являются актуальной проблемой современной эндокринологии.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Установить закономерности структурнофункциональных изменений органов гипотала-мо-гипофизарной системы крыс при хронической эндогенной интоксикации.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Нами были изучены органы центральной эндокринной системы (гипоталамус, гипофиз) 70 белых беспородных крыс массой 130–200 г при моделировании ХЭИ в течение 60 суток и после прекращения токсического воздействия длительностью 7, 30, 60 и 90 суток. Экспериментальные группы были подразделены следующим образом: 60, 60 + 7, 60 + 30, 60 + 60, 60 + 90 суток, контрольная группа. Для моделирования ХЭИ использовали модель сочетанного введения ЛПС и тетрахлорметана (ТХМ), разработанную в Волгоградском государственном медицинском университете [5].

Животные содержались в стандартных условиях согласно межгосударственному стандарту «Руководство по содержанию и уходу за лабораторными животными» ГОСТ 332162014, получали корма в соответствии с ГОСТ Р 50258-92 «Комбикорма полнорационные для лабораторных животных».

Выведение животных из эксперимента производили путем передозировки нембутало-вого наркоза с последующим забором органов для гистологического исследования, которое включало окраску гемато-ксилином и эозином, по Нисслю, по Маллори.

Анализ изображений производился с помощью аппаратно-программного комплекса для визуализации LASv4 фирмы Leica.

Статистический анализ был произведен с помощью программы Graph Pad Prism 8.0.1.244 с определением распределения нормальности по критерию Шапиро – Уилка с достоверностью p < 0,05. Морфометрические параметры включали в себя расчет объема ядра по формуле Vя =πlb2 / 6, где l – больший диаметр в мкм; b – меньший диаметр ядра в мкм; объема ядрышка Vя-ка = πd3 / 6, где d – диаметр ядрышка, мкм; объемной доли полиядрышковых клеток (ОД,%); объемной доли нейросекрета в клетках (ОД, %); ядерно-цитоплазматического соотношения (ЯЦО) по формуле ЯЦО = Sя/Sц, где Sя – площадь ядра клетки, мкм2; Sц – площадь цитоплазмы, мкм2 объемной доли сосудов (ОД, %).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯИ ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

При исследовании паравентрикулярного ядра гипоталамуса (ПВЯ) после прекращения токсического воздействия на 7-е сутки (группа 60 + 7) было установлено, что морфологические изменения нейросекреторных клеток включали достаточно плотное их расположение, где определялись крупные нейроны с отчетливо расположенным ядром и ядрышком (рис. 1).

Рис. 1. Морфологические изменения ПВЯ гипоталамуса крыс после прекращения токсического воздействия: А, Б – группа 60 + 7; В, Г – группа 60 + 90. Окр. гематоксилином и эозином (а, г), по Нисслю (б, д).

Об. ×40; ок. 10. Об. ×100; ок. 10. Масштабный отрезок – 10 мкм

Увеличение объема клеток происходило за счет цитоплазмы, в которой при окраске по Нис-слю было выявлено увеличение ОД субстанции Ниссля в 1,4 раза (p < 0,05), что свидетельствовало об усилении синтетических процессов в клетке, так как по своей структуре оно представляет собой гранулярную эндоплазматическую сеть (грЭПС), что может свидетельствовать о развитии компенсаторно-приспособительной реакции в ответ на длительное повреждение (см. табл.). В связи с этим изменялся Vя, который увеличивался в 1,7 раза (p < 0,05) при от- носительной сохранности ядрышкового аппарата клетки. Однако число полиядрышковых ядер увеличивалось в 2,2 раза (p < 0,05). По мере увеличения сроков эксперимента на 30-е сутки после прекращения токсического воздействия (группа 60 + 30) происходило заметное снижение ОД нейросекрета в клетках, что, по-видимому, связано с функциональной перегрузкой нейронов, которое сочеталось с уменьшением Vя и Vя-ка в 1,5 и 3,4 раза соответственно (p < 0,05), что может свидетельствовать о развитии кариопикноза.

Морфометрические показатели нейроэндокринных клеток ПВЯ гипоталамуса, M ± m

Экспериментальные группы	Морфометрические показатели
	V ядер, мкм3	V ядрышек, мкм3	ОД полиядрышковых клеток,%	Содержание нейроскрета в клетках,%
Контрольная группа	142,87 ± 7,11	5,71 ± 0,29	3,51 ± 0,13	22,63 ± 1,49
60 + 7	238,09 ± 11,68*	5,73 ± 0,21	7,69 ± 0,38*	30,78 ± 1,11*
60 + 30	94,86 ± 4,66*	1,66 ± 0,05*	8,71 ± 0,43*	17,91 ± 3,25
60 + 60	60,51 ± 2,01*	2,16 ± 0,11*	5,88 ± 0,29*	19,43 ± 0,95
60 + 90	132,01 ± 6,59	3,05 ± 0,15*	3,45 ± 0,17	21,13 ± 0,52

*p < 0,05 по сравнению с группой контроля.

Наряду с этим увеличивалось количество полиядрышковых клеток в 2,2 раза, что связано с изменением биологической активности клеток в условиях ХЭИ. Изменения морфометрических показателей в группе 60 + 60 характеризовались выраженными изменениями V я и V я-ка с уменьшением в 2,4 и 2,6 раз по сравнению с контрольной группой (p < 0,05).

Данные морфологические изменения соответствовали ядерной гиперхромии, клетки приобретали несколько угловатую форму и наблюдались незначительные явления перицеллюлярного отека.

Со стороны цитоплазмы клетки количество нейросекрета восстанавливалось и распределялось относительно равномерно.

В течение длительного периода после прекращения токсического воздействия в группе 60 + 90, по-видимому, происходило возмещение утраченных ультраструктур с относительным восстановлением ядерного аппарата клетки, о чем свидетельствовало изменение показателей V я и V я-ка , которые не имели достоверных отличий от показателей контрольной группы. Развитие адаптационно-компенсаторных процессво на фоне ХЭИ также проявлялось в снижении ОД полиядрышковых клеток.

Субстанция Ниссля располагалась достаточно компактно в цитоплазме клетки. Таким образом, морфологические изменения ПВЯ гипоталамуса являются обратимыми на фоне ХЭИ и сопровождаются частичным восстановлением нейросекреторных функций клеток.

При анализе следующего звена гипоталамо-гипофизарной системы – аденогипофиза, было установлено, что тиротропоциты располагались неравномерно и составляли от 1 до 5 % клеток в поле зрения, что не имело отличий от контрольной группы.

Известно, что тиротропоциты относятся к базофилам, имеют угловатую форму, где округлое ядро несколько вытянутое, расположенное в центре, а цитоплазма имеет зернистый вид за счет секреторных гранул.

Согласно морфологии клеток, с окраской по Маллори, нами было установлено, что в экспериментальной группе 60 + 7 наблюдались дистрофические изменения с увеличением ОД цитоплазмы (рис. 2) и, в отдельных случаях, формированием мелких вакуолей с появлением на более поздних сроках эксперимента так называемых клеток тиреоидэктомии, которые при различных интоксикациях могут увеличиваться до 16,75 %.

Рис. 2. Морфологические изменения тиротропоцитов аденогипофиза крыс:

А – дистрофические изменения тиротропоцитов в группе 60 + 7; Б – единичные апоптотические тельца и сохранение вакуольной дистрофии тиротропоцитов. Окр. по Маллори. Об. ×100; ок. 10. Масштабный отрезок – 10 мкм

Морфологические изменения тиротропо-цитов в группе животных 60 + 30, характеризовались нарастанием вакуольной дистрофии, где цитоплазма приобретала светлый вид с наличием единичных сохранных участков базофильной зернистой цитоплазмы. Ядро, по-прежнему, находилось в центре и имело вытянутую овальную форму. По мере увеличения сроков эксперимента после прекращения токсического воздействия в группе 60 + 60 наблю- дались единичные клетки тиреоидэктомии (гипертрофированные тиротропоциты), что свидетельствовало о стимуляции процессов восстановления при сохранении признаков ХЭИ.

При сравнительном анализе данных морфометрического исследования происходило снижение ЯЦО за счет нарастания объема цитоплазмы на 7-е сутки после прекращения токсического воздействия и достигало максимума к 30-м суткам (рис. 3).

■ контроль ■ 60+7 ■ 60+30 ■ 60+60 ■ 60+90

Рис. 3. Морфометрические показатели ЯЦО тиротропоцитов аденогипофиза крыс на различных сроках эксперимента

В дальнейшем ЯЦО частично восстанавливалось с сохранением единичных клеток в состоянии вакуольной дистрофии, чем обу- словлено отклонение от показателей группы контроля. Так называемые «точки выброса» на сроке эксперимента 60 + 7 и 60 + 90 находятся в пределах значений контрольной группы, что свидетельствует о развитии компенсаторноприспособительных реакций клеток в условиях ХЭИ.

При сравнительном анализе морфологических изменений в ПВЯ гипоталамуса на ранних сроках эксперимента (60 + 7) наблюдалось сохранение общего плана строения клеток с увеличением ОД субстанции Ниссля, а также появлялись полиядрышковые клетки в ответ на длительное повреждение эндогенными токсическими соединениями, что свидетельствует об усилении белково-синтетических функций и может быть связано с адаптивными изменениями [6].

По мере увеличения сроков ХЭИ (60 + 30) наблюдалось относительное истощение нейронов ПВЯ с уменьшением ОД субстанции Ниссля, что может свидетельствовать о ее частичном растворении при развитии набухания, смещением ядра и истощением синтетического потенциала клеток, что подтверждалось морфометрическими показателями.

Интересен тот факт, что при таком же сроке ХЭИ, но при увеличении периода так назы-ваесмого «покоя» без введения препаратов (60 + 60), нейроны ПВЯ относительно восстанавливались, о чем свидетельствовало равномерное распределение субстанции Ниссля в цитоплазме клетки. Наличие компенсаторноприспособительных реакций нейронов ПВЯ к 90-м суткам на после прекращения токсического воздействия подтверждалось также морфометрическими данными, которые не имели отличий от показателей контрольной группы.

Проводя параллель с изменениями в аденогипофизе, можно заключить, что реакции ти-ротропоцитов в ответ на повреждение имели аналогичную тенденцию, где нарастали морфологические признаки неспецифического повреждения клеток в виде вакуольной дистрофии и появлением гипертрофированных тиро-цитов, популяция которых впоследствии снижалась к 90-м суткам после прекращения токсического воздействия.

Основываясь на полученных данных, можно предположить, что данные морфологические изменения гипоталамо-гипофизарной оси приводят к развитию гормонального дисбаланса, отмеченного при токсических воздействиях [7], с последующим влиянием на ЩЖ, и могут лежать в основе формирования тиреопатий, что требует дальнейшего изучения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, на ранних сроках эксперимента после прекращения токсического воздействия нейросекреторные клетки ПВЯ гипоталамуса повышали свою биологическую активность, что проявлялось в увеличении морфометрических показателей структур, ответственных за синтетическую функцию. По мере увеличения срока эксперимента происходило относительное истощение физиологического резерва гормонов, о чем свидетельствовало снижение нейросекрета в клетках ПВЯ, а также появление клеток «тиреоидэктомии».

Следует отметить, что к 90-м суткам после прекращения токсического воздействия наблюдалась относительная компенсация белковосинтетических процессов в клетке при сохранении дистрофических изменений, что проявлялось в стабилизации ядерного комплекса и восстановлении содержания нейросекрета ПВЯ. Появление апоптотических телец, вакуольная дистрофия и изменение ЯЦО тиротропоцитов свидетельствует об изменении влияния на ЩЖ, что может лежать в основе перестройки тиреоидной паренхимы с формированием тиреопа-тий на фоне ХЭИ. Полученные данные свидетельствуют о том, что при отсутствии коррекции синдрома ХЭИ вероятно развитие морфологических изменений ЩЖ, которая находится под контролем гипоталамо-гипофизарной системы, с развитием гормонального дисбаланса периферического звена эндокринной системы.