Состояние гипофиз-тиреоидной системы крупного рогатого скота при сочетанном поражении радионуклидами

При загрязнении местности биологически опасными изотопами йода, которые, поступая в организм с кормом и водой, осаждаясь на волосяном покрове животных в виде внешнего источника, впоследствии накапливаются в щитовидной железе, нарушают ее морфофункциональное состояние, вызывают изменение гормонального статуса, приводящее к серьезным нарушениям обмена веществ в организме (1,2,3). Необходимый уровень биосинтеза в организме йодсодержащих гормонов определяется тиреотропином (ТТГ), который влияет на конденсацию или образование тиронинов. Под влиянием ТТГ протеаза расщепляет тиреоглобулин, вследствие чего тироксин и трийодтиронин выделяются из щитовидной железы в кровеносное русло. Высвобождение ТТГ из передней доли гипофиза регулируется по принципу обратной связи, т.е. уровнем свободных тиреоидных гормонов. При повышении уровня йодсодержащих гормонов в щитовидной железе выброс ТТГ в кровь уменьшается, а при снижении – увеличивается.

Целью исследований являлось изучение гормоногенеза в гипофиз-тиреоидной системе и состояние щитовидной железы крупного рогатого скота при сочетанном поражении животных радионуклидами.

Материалы и методы исследований. Исследования были проведены на крупном рогатом скоте из хозяйств Гомельской области Республики Беларусь, а также хозяйств РТ с применением различных методов: клинико-физиологических, радиометрических, радиоиммунологических, морфологических и математических методов. Всего было исследовано 233 особи крупного рогатого скота: коров (161) и бычков-откормочников (72) в зоне отчуждения ЧАЭС, а также в качестве критерия для определения условий естественного фона - 185 коров и 25 бычков - откормочников из Высокогорского и Пестречинского районов РТ. У животных определяли клинико-физиологические показатели, полевым рентгенметром ДП-5Б измеряли уровень гамма-радиации в области щитовидной железы и левой голодной ямки. Суммарную бета-активность проб кормов, молока, мяса и внутренних органов исследовали прибором ДП-100 с торцовым счетчиком МСГ-17 общепринятым экспресс-методом в «толстом слое» в течение 5 минут. После убоя животных макроскопически определяли форму щитовидной железы, размеры, консистенцию, цвет с поверхности и на разрезе, а также рисунок фолликулярного строения. Для гистологических исследований готовили препараты по общепринятым методикам и окрашивали их гематоксилином и эозином, после чего определяли морфофункциональное состояние структур щитовидной железы и характер их патологических изменений с учетом формы и размеров фолликулов, консистенции и окраски коллоида. На гистосрезах измеряли высоту эпителия и диаметр ядер тироцитов, в органе определяли состояние соединительной ткани. Измерения структур щитовидной железы проводили с помощью окуляр-микрометра МОВ-1-15х. Содержание гормонов тиротропина (ТТГ) в плазме крови, тироксина (Т4) и трийодтиронина (Т3) в сыворотке крови определяли методом радиоиммунологического анализа с использованием набора реактивов. Полученный цифровой материал обрабатывался по методике, предложенной Р.Х. Тукшаитовым, с применением критерия Стьюдента (t).

Результаты исследований и их обсуждение. С учетом проведенных исследований было выявлено, что уровень гамма-фона в различных районах Гомельской области колебался от 0,06-0,2 (Гомельский район) до 1,8-5,0 мР/час (Брагинский район). Через 6 периодов полураспада J¹³¹ с момента аварии на ЧАЭС гамма-фон на местности в большинстве районов Гомельской области стал относительно постоянным. Естественный радиоактивный фон в РТ составлял на тот период около 10 мкР/час. Зеленая масса на внутренней границе 30 км зоны ЧАЭС в Брагинском районе имела загрязнение радионуклидами 0,8-10,7 МКи/кг. Загрязнение молока составляло от 24 до 81 кКи/кг.

Проведенные клинические исследования крупного рогатого скота после прошедших шести периодов полураспада I131 вследствие аварии на ЧАЭС показали, что видимых изменений, характерных для лучевого поражения, у животных не отмечалось. Однако было установлено, что прослеживается положительная корреляция между функциональной активностью гипофиз-тиреоидной системы, которая снижается, и гамма- излучением в области щитовидной железы и поглощенной этой железой дозой. Так, по мере нарастания гамма-излучения в области щитовидной железы, увеличения поглощенной дозы щитовидной железой, у животных отмечалось снижение концентрации Т4 и Т3 в сыворотке крови, а уровень ТТГ, по сравнению с его значением у животных, содержащихся в условиях естественного радиоактивного фона, наоборот, повышался.

Гистоструктура щитовидной железы крупного рогатого скота, выращенного в зоне естественного радиоактивного фона, имела ясно выраженный рисунок фолликулярного строения органа. Междольковая соединительная ткань в железе была хорошо выражена. Диаметр фолликулов составлял 300-350 мкм. В паренхиме преобладали фолликулы круглой и овальной формы, выстланные кубическим эпителием. Фолликулы были заполнены слабо ацидофильным, гомогенным коллоидом. Концентрация Т 4 и Т 3 в сыворотке крови у животных составляла 64,296±1,319 и 1,349±0,030 нмоль/л соответственно, а ТТГ – 0,598±0,022 мЕд/л.

При исследовании гормонального профиля у бычков-откормочников при поглощенной дозе щитовидной железой 1-3 Гр выяснили, что концентрация Т4 в сыворотке крови снижается на 17,5% (Р<0,05), в то время как содержание Т3 изменялось незначительно (Р>0,05). Микроструктурные изменения щитовидной железы у таких животных имели более выраженный характер, по сравнению с контрольными бычками. В паренхиме выявлялись полиморфные фолликулы, имеющие разнообразную форму и размеры. Полости фолликулов заполнял ацидофильный или слабо базофильной коллоид. В отдельных фолликулах, преимущественно в мелких, выявлялся разрыхленный, сетевидный, слабо окрашенный коллоид. Тироциты имели преимущественно цилиндрическую форму. У некоторых бычков при тех же значениях поглощенной железой дозы, в фолликулах наблюдалась пролиферация тироцитов, которая сопровождалась образованием складок. Эпителий фолликулов был гипертрофирован, в клетках изменялась форма ядра, оно вытягивалось, удлинялось. Таким образом, под влиянием радионуклидов, поступивших в организм бычков, отмечается гипертрофия тироцитов и гиперсекреция тироглобулина с замедлением его йодирования и реабсорбции из полости фолликула.

У коров из зоны аварии на ЧАЭС, имевших поглощенную дозу щитовидной железой на уровне 20-50 Гр, в сыворотке крови было отмечено снижение концентрации Т 4 и Т 3 и повышение – ТТГ, по сравнению с их значениями у животных, выращенных в зоне с естественным радиоактивным фоном. Так, уровень Т 4 составлял 40,735±1,249 нмоль/л, Т 3 – 0,426±0,018 нмоль/л, ТТГ – 1,364±0,203 мЕд/л. На гистосрезах щитовидной железы фолликулы имели овальную или неправильную форму по диаметру с преобладанием крупных по величине.

В полости фолликула находился плотный коллоид, имеющий базофильноацидофильную или базофильную окраску. Среди таких фолликулов выявлялись единичные, имеющие оптически пустые полости. Стенка фолликулов характеризовалась пролиферацией тироцитов, а в отдельных фолликулах наблюдалось разрастание фолликулярного эпителия в виде сосочков. У некоторых коров, имевших поглощенную дозу в пределах нижней границы, в паренхиме преобладали средние (320 мкм) и мелкие (120 мкм) фолликулы, а крупные (600 мкм) были единичными. В большинстве случаев в средних и мелких фолликулах коллоид имел разжиженный, сетевидный вид с многочисленными вакуолями. У коров с поглощенной дозой 50 Гр выявлялись многочисленные фолликулы, имеющие складчатую стенку, а в отдельных из них эпителий становился двуслойным. Пролиферация фолликулярного эпителия сопровождалась увеличением диаметра фолликулов в связи с содержанием в них избыточного количества коллоида. Таким образом, при поглощенных железой дозах в пределах 20-50 Гр отмечается усиление секреторной активности тироцитов, после чего апокринным способом путем экзоцитоза секрет выделяется в полость фолликула, образуя коллоид. Радионуклиды, в свою очередь, оказывают негативное влияние на процессы йодирования тироглобулина, вследствие этого происходит замедление реабсорбции йодированных соединений тироцитами, что и подтверждается радиоиммунологическими исследованиями по определению Т4 и Т3 в сыворотке крови.

У коров при величине гамма-радиации в области щитовидной железы и левой голодной ямки, соответственно равной 0,778±0,046 и 0,413±021 мР/час, и поглощенных железой дозах в пределах 60-90 Гр уровень Т 4 и Т 3 в сыворотке крови соответственно равнялся 32,064±1,978 и 0,366±0,015 нмоль/л, т.е. по сравнению со значениями этих показателей у коров из зоны с естественным радиационным фоном уровень гормонов был ниже на 49,9% по Т 4 и на 27,1% по Т 3. Что касается ТТГ, то его уровень, наоборот, повышался на 182,9%.

У коров при поглощенной дозой их железой больше, чем 100 Гр, в щитовидной железе происходит значительное снижение активности гормоногенеза. Так, в этом случае значение показателя Т4 уменьшается в 4 раза, а Т3 – в 5 раз, при этом уровень ТТГ возрастает почти в 2 раза. Микрокартина щитовидной железы у коров при поглощенной дозе выше 100 Гр характеризовалась тотальным некрозом железистой ткани органа. В паренхиме отмечалась массовая гибель фолликулов. В сохранившихся фолликулах окраска коллоида варьировала от базофильной до ацидофильной. На гистосрезах щитовидной железы наблюдались небольшие по площади участки с мелкими фолликулами, большинство из которых имели набухший фолликулярный эпителий, местами десквамированный. Полости таких фолликулов были пусты или имели слегка видимую сеточку коллоида. Отмечалось также системное поражение кровеносных сосудов, фибриноидное набухание соединительной ткани. Поражение кровеносных сосудов сопровождалось набуханием и десквамацией эндотелия, повышением проницаемости их стенки, эндоартериитом, диффузным пропитыванием тканей кровью. В просвете кровеносных сосудов наблюдались скопления нейтрофилов, в паренхиме была резко выражена макрофагальная реакция. Обнаруживаемые макрофаги в значительных количествах были заполнены эритроцитами (эритрофагия).

Заключение . Таким образом, гипофиз-тиреоидный статус крови и структурно-функциональное состояние щитовидной железы у коров и бычков-откормочников, содержащихся в условиях Гомельской области и исследованных спустя 6 периодов полураспада I¹³¹ после аварии на ЧАЭС, свидетельствуют о глубоком поражении этого органа у животных. Степень морфофункциональных нарушений определяется дозой радиоактивного йода, задержанного щитовидной железой и соответственно дозой поглощенной энергии излучения радионуклида.

ЛИТЕРАТУРА: 1. Рудницкий, Л.В. Заболевания щитовидной железы: лечение и профилактика.- 2-е изд. - СПб: Питер, 2009. -128 с. 2. Старков, В.Д. Радиационная экология/В.Д. Старков, В.И. Мигунов. – Тюмень: ФГУ ИПП «Тюмень», 2003. -304 с. 3. Тихомиров, Ф.А. Радиоэкология йода.- М., 1983.-88 с.

СОСТОЯНИЕ ГИПОФИЗ-ТИРЕОИДНОЙ СИСТЕМЫ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА ПРИ СОЧЕТАННОМ ПОРАЖЕНИИ РАДИОНУКЛИДАМИ

Зеленов Ю.Н, Усенко В.И. Резюме

В работе представлены результаты исследования поражения крупного рогатого скота радионуклидами в условиях радиоактивного загрязнения окружающей среды, состояние гипофиз-тиреоидной системы в организме и отмечены наиболее характерные структурные изменения щитовидной железы под влиянием поглощенных ею доз.

PITUITARY-THYROID SYSTEM STATE OF THE CATTLE AT COMBINED AFFECT WITH RADIONUCLIDES

Zelenov Yu. N., Usenko V.I.