Влияние дельтаметрина на функциональную активность щитовидной железы у мышевидных грызунов при однократном воздействии

Щитовидной железе принадлежит важная роль в регуляции жизнедеятельности организма [8, 9, 12]. Тиреоидные гормоны участвуют во всех видах обмена веществ, регулируют уровень глюкозы в крови и гликогена в мышечных тканях, усиливают липолиз и поддерживают оптимальный уровень холестерина в крови [6, 9]. От функциональной активности щитовидной железы зависит рост и развитие тканей, интенсивность кроветворения и физическое здоровье животных в целом. При этом щитовидная железа весьма чувствительна к действию стрессогенных факторов [3, 4, 10, 11], хотя выявляемость ее дисфункции у животных значительно меньше, чем распространенность этих состояний.

Использование животных, извлеченных из природных популяций, для биотестирования безопасности пестицидов, применяемых в ветеринарии, сельском и лесном хозяйстве, является перспективным направлением экологической физиологии [1] и позволяет оценить экологические риски при накоплении и миграции остаточных количеств пестицидов в звеньях пищевой цепи.

Целью данной работы явилась оценка функциональной активности щитовидной железы у мышевидных грызунов при однократном воздействии на организм токсических доз синтетического пиретроида дельтаметрина (C 22 H 19 Br 2 NO 3 ).

Материал и методы исследований. Исследования проводили с использованием крыс-самцов линии Вистар ( Rattus norvegicus Berkenhout, 1769) и красной полевки ( Myodes rutilus Pallas, 1779). На первом этапе проводили оценку функции щитовидной железы у крыс при однократном введении дельтаметрина в дозе 43,5 мг/кг массы тела (1/2 ЛД 50 ). Для этого было сформировано 8 групп (n=12) методом случайной выборки. Животные 1, 3, 5 и 7-й групп были контрольными и получали внутрижелудочно физраствор. Крысам 2, 4, 6 и 8-й групп таким же способом вводили дельтаметрин. Для оценки уровня тиреоидных гормонов в динамике крыс разных групп выводили из опыта последовательно: 1-й и 2-й групп – через 1 сут., 3-й и 4-й групп – спустя 3 сут., 5-й и 6-й групп – через 7 сут., 7-й и 8-й групп – спустя 30 сут. после введения дельтаметрина.

На втором этапе эксперимента изучали действие дельтаметрина на функцию щитовидной железы у зимовавших особей красной полевки. Для этого было сформировано 4 группы (n=12-15). Полевки 1-й (самцы) и 3-й (самки) групп были контрольными и получали физраствор, а животным 2-й (самцы) и 4-й (самки) групп вводили дельтаметрин в дозе 18,75 мг/кг массы тела (1/2 ЛД 50 ).

Оценку функции щитовидной железы у крыс и полевок проводили по концентрации общего тироксина (Т4) и трийодтиронина (Т3), а также отношению Т4/Т3 в крови. Кроме того, у всех животных определяли уровень тиреотропного гормона (ТТГ) – сигнальной молекулы, регулирующей работу щитовидной железы [7]. В исследованиях использовали метод твердофазного иммуноферментного анализа. Во время проведения эксперимента соблюдали требования Директивы 2010/63/EU Европарламента и совета Евросоюза от 22.09.2010 г.

Полученные в ходе экспериментов данные подвергали статистической обработке с использованием непараметрического U -критерия Манна-Уитни. Результаты представлены как Ме – медиана, Q 1 – нижний квартиль, Q 3 – верхний квартиль. Различия между выборками считали статистически значимыми при значении p -value <0,05. При обработке данных использовали программы «Excel 2013» и «Statistica 6.0».

Рисунок 1 – Изменение тиреоидного статуса самцов крыс после однократного введения дельтаметрина в дозе 43,5 мг/кг (½ ЛД 50 ), Me (Q 1 –Q 3 ), n=12. Примечание. Здесь и на рис. 2: p – уровень статистической значимости различий по отношению к соответствующему контролю

Рисунок 2 – Тиреоидный статус красной полевки после однократного введения дельтаметрина в дозе 18,75 мг/кг массы тела (1/2 ЛД 50 ), Me (Q 1 –Q 3 ), n=12-15

Результат         исследований.

Дельтаметрин в дозе ½ ЛД 50 не вызывает изменения уровней ТТГ, Т 4 и Т 3 в сыворотке крови крыс через сутки после введения (Рисунок 1). Однако спустя 3-е суток после начала эксперимента отмечали снижение содержания Т 4 и Т 3 на фоне повышения концентрации ТТГ. На 7-е и 30-е сутки опыта концентрация Т 4 и Т 3 была статистически достоверно ниже в сравнении с контрольными значениями, несмотря на повышение уровня ТТГ. Отношение Т 4 /Т 3 у крыс во все сроки наблюдения после введения дельтаметрина не изменялось.

Снижение содержания Т 4 и Т 3

происходит не сразу, так как достаточное их количество находится в плазме крови в связанном состоянии с белками, а также высвобождается из щитовидной железы, но на 3-и сутки эксперимента уровень их снижается. При этом повышается концентрация ТТГ, что, однако, не приводит к восстановлению функции щитовидной железы. Это подтверждает, что нарушение функции гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной оси при острой интоксикации дельтаметрином происходит на уровне самой щитовидной железы.

Введение красным полевкам дельтаметрина в дозе 18,75 мг/кг массы тела также способствует изменению тиреоидного статуса (Рисунок 2). У самцов полевок отмечается снижение уровней Т4 и Т3 в сыворотке крови, при этом наблюдается статистически значимое изменение их соотношения (Рисунок 2). Это может быть связано с тем, что Т4 имеет большее сродство к белкам плазмы крови и меньшее к ядерным рецепторам в сравнении с Т3 [6]. Таким образом, трийодтиронин поглощается и метаболизируется тканями более интенсивно, чем тетрайодтиронин. Пополнение пула Т3 в кровеносном русле происходит главным образом благодаря печеночной 5’-дейодиназе [6, 7], активность которой у самцов полевок, видимо, снижается вследствие гепатотоксического действия дельтаметрина и снижения белоксинтезирующей функции печени с развитием окислительного стресса, что влияет на экспрессию 5’-дейодиназы и активность ранее синтезированных молекул ферментов за счет перекисного окисления белков.

У самок также отмечается снижение уровня тиреоидных гормонов в крови (Рисунок 2). При этом отношение Т 4 /Т 3 статистически значимо не отличается от контрольных значений. Более эффективное пополнение пула Т 3 в плазме крови может быть связано с меньшим проявлением окислительного стресса у самок и отсутствием ингибирования печеночной 5’-дейодиназы. В сравнении с самцами, у самок отмечается более эффективная работа антиоксидантной системы (выше уровень восстановленного глутатиона, активность антирадикальных и антиперекисных ферментов) на фоне меньшей продукции H 2 O 2 [2, 13]. Связывают это с высоким содержанием эстрогенов у самок, которые активируют ядерный респираторный фактор-1, в результате чего повышается продукция АТФ, а образование активированных кислородных метаболитов, напротив, снижается [5].

Заключение. Однократное воздействие высоких доз синтетического пиретроида дельтаметрина вызывает гипофункцию щитовидной железы у мышевидных грызунов, что сопровождается снижением уровня тиреоидных гормонов (тироксина и трийодтиронина) в сыворотке крови. У крыс компенсаторно возрастает уровень тиреотропного гормона. При воздействии дельтаметрина на самцов красной полевки отмечается увеличение отношения Т4/Т3 в отличие от самок полевок и лабораторных крыс. Это обусловлено различием адаптивных механизмов у животных лабораторных линий и извлеченных из природных популяций, а также половыми различиями, связанными с гормональным фоном и активностью антиоксидантных систем.

Резюме

Цель исследования – оценка функциональной активности щитовидной железы у мышевидных грызунов при однократном воздействии на организм токсических доз синтетического пиретроида дельтаметрина. Дельтаметрин в дозе 1/2 ЛД 50 (43,5 мг/кг массы тела для крыс и 18,75 мг/кг для красной полевки) вызывает гипофункцию щитовидной железы у мышевидных грызунов, что проявляется снижением уровня тиреоидных гормонов в сыворотке крови. Компенсаторно у крыс повышается секреция тиреотропного гормона. При воздействии дельтаметрина на самцов красной полевки отмечается увеличение отношения Т 4 /Т 3 . При действии дельтаметрина на крыс и самок полевок данное соотношение не изменяется.