Автореферат и диссертация по медицине (14.03.02) на тему:Характер морфологических изменений головного мозга при экспериментальном гипотиреозе и защитное действие антиоксидантов

На

Эркенова Лариса Далхатовна

ХАРАКТЕР МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ ГОЛОВНОГО МОЗГА ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ ГИПОТИРЕОЗЕ И ЗАЩИТНОЕ ДЕЙСТВИЕ АНТИОКСИДАНТОВ

14.03.02 - патологическая анатомия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

11 ДПР 2013

Саратов - 2013

005051784

005051784

Работа выполнена в государственном бюджетном образовательном

учреждении высшего профессионального образования «Ставропольская

государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор Мозеров Сергей Алексеевич Официальные оппоненты:

Плотникова Надежда Алексеевна, доктор медицинских наук, профессор; Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарева Минобразования России; кафедра патологии с курсом патологической физиологии; заведующая кафедрой.

Смирнов Алексей Владимирович, доктор медицинских наук; профессор; ГБОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет» Минздрава России; кафедра патологической анатомии; заведующий кафедрой.

Ведущая организация: Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования «Самарский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации.

диссертационного совета Д208.094.01 при ГБОУ ВПО «Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского» Минздрава России по адресу: 410012, Саратов, Б. Казачья, 112.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО «Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского» Минздрава России.

Автореферат разослан « $0 »2013 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор медицинских наук, профессор Маслякова Г.Н.

Защита состоится

года на заседании

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования

В последние годы на фоне общего роста эндокринной патологии обращает на себя внимание неуклонное повышение частоты заболеваний щитовидной железы (ЩЖ). Патологию ЩЖ с полным правом можно рассматривать как маркер экологического неблагополучия, так как ни один из видов эндокринной патологии не связан так с окружающей средой, как болезни ЩЖ (Хмельницкий O.K., 2002; Овсяншкова Л.М., Боярська О.Я. и соавт., 2007).

Йодная недостаточность - одна из актуальнейших проблем современности. Иоддефицитные заболевания приобрели в настоящеее время глобальный характер. Это обусловлено рядом факторов: во-первых, дефицитом йода в окружающей среде; во-вторых, полным отсутствием или недостаточностью профилактики дефицита йода; в-третьих, ухудшением экологической ситуации в мире. Тяжелая йодная недостаточность приводит к гипотиреозу, зобу и кретинизму (Намазова JI.C., Широкова И.В., 2008; Verheesen R.H., Schweitzer С.М., 2008).

Гипотиреоз - часто встречающееся заболевание щитовидной железы, поражающее все органы и системы организма. Наиболее выраженные нарушения при гипотиреозе отмечаются со стороны центральной нервной системы (ЦНС) вследствие высокой чувствительности головного мозга к дефициту тиреоидных гормонов. Несмотря на наличие многочисленных исследований, посвященных проблеме гипотиреоза, недостаточно изучены морфологические изменения в ЦНС, динамика структурных изменений в зависимости от тяжести гипотиреоза (Трошина Е.А., 2008).

Для лечения гипотиреоза применяются тиреоидные гормоны (ТГ). Однако существуют варианты течения заболевания, когда несмотря на адекватную заместительную терапию, ряд показателей качества жизни (физических, психологических и социальных) у больных гипотиреозом остается сниженным. Состояние эутиреоза не обеспечивает полной

з

нормализации жизнедеятельности организма (Моргунова Т.Б., Мануйлова Ю.А., Фадеев В.В., 2008; Зелшська Н.Б., 2009).

Улучшение результатов лечения гипотиреоза во многом зависит от поиска эффективных лекарственных препаратов, которые могли бы быть использованы в комплексной терапии наряду с ТГ. Многие исследователи отмечают, что при гипотиреозе имеет место активация окислительного стресса, снижается активность системы антиоксидантной защиты, в связи с чем представляется весьма перспективным применение антиоксидантов (Мельник O.I., 2002; Белоножкина Е.С., 2004; Григорова И.А.,Товажнянская Е.Л.,2008; Torun Ause Nur, Kulaksizoglu Sevsen и соавт., 2009).

Природные и синтетические антиоксиданты в настоящее время широко используются в клинической практике для лечения острых и хронических нарушений мозгового кровообращения, невротических и неврозоподобных состояний, вегетососудистой дистонии и других заболеваний. Антиоксиданты оказывают ноотропное, вегетотропное, антигипоксантное, анксиолитическое, антисклеротическое действия (Александрова А.Е., 2004; Оковитый C.B., Шуленин С.Н., Смирнов A.B., 2005; Чеснокова Н.П., Понукалина Е.В. и соавт., 2006).

Указанное состояние проблемы явилось основанием для проведения данного исследования.

Тема утверждена на заседании научно-координационного совета ГБОУ ВПО Ставропольская ГМА (протокол № 3 от 23 ноября 2000г.) и включена в план НИР (регистрационный номер №01201250913).

Цель исследования: определить характер морфологических изменений головного мозга при экспериментальном гипотиреозе и защитное действие антиоксидантов.

Задачи исследования

1. Изучить патогистологическую картину головного мозга при экспериментальном гипотиреозе на различных стадиях процесса.

2. Изучить морфологические изменения в головном мозге при экспериментальном гипотиреозе с применением антиоксиданта токоферола.

3. Изучить патологоанатомическую картину головного мозга при экспериментальном гипотиреозе с применением антиоксиданта мексидола.

4. Провести комплексное иммуногистохимическое исследование головного мозга при гипотиреозе без применения и с применением антиоксид антов.

5. На основании полученных экспериментальных данных доказать эффективность протекторного действия антиоксиданта мексидола при гипотиреозе.

Научная новизна

Создана экспериментальная модель гипотиреоза на белых крысах-самцах путем тиреоидэктомии.

Проведено изучение морфологических изменений головного мозга при экспериментальном гипотиреозе в динамике.

Изучена динамика морфологических изменений головного мозга при экспериментальном гипотиреозе после применения антиоксиданта мексидола.

Теоретически обосновано и практически доказано защитное действие антиоксиданта мексидола при гипотиреозе на основании данных эксперимента.

Практическая значимость

Практическая ценность работы очевидна. Изучены морфологические изменения головного мозга при тиреоидной патологии. Полученные данные могут быть использованы врачами-патологоанатомами для выявления нарушений со стороны ЦНС.

Результаты проведенного эксперимента носят перспективный характер и дают возможность рекомендовать антиоксиданты при комплексном лечении нарушений ЦНС у больных гипотиреозом.

Результаты исследования внедрены в практическое здравоохранение и учебный процесс.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Тотальная тиреоидэктомия приводит к развитию первичного послеоперационного гипотиреоза с выраженными морфологическими признаками поражения центральной нервной системы и ядер гипоталамуса.

2. Характер морфологических изменений при первичном экспериментальном гипотиреозе является стереотипным и проявляется распространенным микседематозным отеком, дистрофическими, атрофическими и деструктивными изменениями нервных клеток, нейроглии и нервных волокон.

3. Иммуногистохимическое исследование с использованием окраски на Б100 показало слабопозитивную реакцию при экспериментальном гипотиреозе и позитивную при применении антиоксиданта мексидола. Пролиферативная активность ядер клеток (Кл - 67) значительно понижается при гипотиреозе к концу эксперимента. На фоне применения мексидола пролиферативная активность нервной ткани повышается.

4. Применение антиоксидантов в эксперименте у тиреоидэктомированных животных оказывает протекторное действие и предотвращает развитие тяжелых деструктивных изменений в нервной ткани.

Публикации и апробация работы

По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ (в т.ч. в журналах перечня ВАК Минобрнауки РФ - 3). Результаты диссертации были доложены и обсуждены в материалах: VII научно-практической конференции врачей Карачаево-Черкесской республики «Актуальные проблемы клинической медицины» (Черкесск, 2009); VIII научно-практической конференции врачей Карачаево-Черкесской республики «Актуальные проблемы практического здравоохранения» (Черкесск, 2010); Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Психосоматика: вчера, сегодня и завтра» (Саратов, 2011); научно-

6

практической конференции «Актуальные вопросы современной тиреоидной патологии» (Ставрополь, 2012), на научно-практической конференции «Актуальные вопросы эндокринной хирургии» (Ставрополь, 2012).

Апробация работы состоялась 21.06.2012 г. на межкафедральном заседании с участием кафедр ГБОУ ВПО Ставропольская ГМА Минздрава России.

Личный вклад автора в исследование.

Автором лично проведены все эксперименты на лабораторных животных: операции тиреоидэктомии; наблюдение за животными в послеоперационном периоде; выведение из эксперимента путем декапитации; забор материала для гистологического исследования. Автор лично участвовал в приготовлении гистологических срезов, их окраске и оценке патоморфологических изменений экспериментального материала. Полученные данные автор обработал с помощью методов вариационной статистики.

Объем Ii структура диссертации.

Диссертация изложена на 140 страницах машинописного текста, иллюстрирована 1 диаграммой, 3 таблицами, 54 рисунками, состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов собственных исследований, обсуждения результатов, практических рекомендаций и выводов. Список литературы включает 215 источников (из них - 125 отечественных и 90 иностранных).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материал и методы исследования

Исследование проведено на белых крысах-самцах линии Вистар массой 250-300 г. Животные содержались в стандартных условиях с использованием диеты для лабораторных животных согласно ГОСТ Р5 025 8-92. Экспериментальная часть исследования выполнена согласно методическим руководствам и нормативным документам: правила лабораторной практики (GLP) при проведении доклинических исследований в РФ; Федеральный

7

закон «О лекарственных средствах» N86-03 от 22.06.1998 (Собрание законодательства РФ от 29.06.1998 г., N26, ст. 3006; от 13.01.2003 г. N2 ст. 167; от 10.01.2000 г., N2, ст. 126; от 07.01.2002 г. (Часть I), N1, ст. 2); положение о Министерстве здравоохранения РФ, утвержденное постановлением Правительства РФ от 29.04. 2002 N 284 (Собрание законодательства РФ, 06.05.2002 г., N18, ст. 1771), а также в соответствии с ГОСТ 3 51000.3-96 и 51000.4-96. На момент проведения эксперимента животные были здоровыми, изменений поведения, аппетита, режима сна и бодрствования обнаружено не было. Все манипуляции с животными проводили с соблюдением международных рекомендаций Европейской конвенции по защите позвоночных животных (1997).

На подопытных животных нами получена экспериментальная модель гипотиреоза путем операции тиреоидэктомии. Операция тиреоидэктомия выполнена на 86 белых крысах-самцах. Операцию проводили под общим обезболиванием. По срединной линии шеи делали разрез кожи, раздвигали мышцы, отсепарировапи фасции. После остановки кровотечения и лигирования артерий проводили тотальную тиреоидэктомию. После

операции всех крыс разделили на 3 группы:

I - экспериментальная группа: 30 крыс, которым проведена операция тиреоидэктомии без дальнейшего введения антиоксидантов.

II - экспериментальная группа: 28 крыс, которым после операции тиреоидэктомии в послеоперационном периоде вводили антиоксидант альфа-токоферола ацетат в дозе 10 мг/кг/сутки внутримышечно.

III - экспериментальная группа: 28 крыс, которым после операции тиреоидэктомии в послеоперационном периоде вводили антиоксидант мексидол в дозе 25 мг/кг/сутки внутримышечно.

В качестве контроля использовали 28 крыс, которым было проведено общее обезболивание, но тиреоидэктомию не делали (диаграмма 1).

я

я

I - группа

II - группа

III - группа

Контрольная группа

Диаграмма 1. Распределение подопытных животных по группам.

В послеоперационном периоде проводили наблюдение за подопытными животными: контролировали массу тела, следили за состоянием кожи, слизистых оболочек, шерстного покрова, оценивали аппетит и активность животных.

Через сутки погибли 3 крысы от отека легких, они исключены из нашего материала. Животных каждой группы выводили из эксперимента спустя 7 суток после операции, 14 суток, 21 сутки. 28 суток, 45 суток путем декапитации; проводили забор тканей для патогистологического исследования (таблица 1).

Таблица 1

Распределение животных по экспериментальным группам

Группы Время наблюдения, сутки Количество животных

Интактный контроль 7, 14,21,28,45 28

Тиреоидэктомия 7, 14,21,28,45 30

Тиреоидэктомия +токоферод 7, 14,21,28,45 28

Тиреоидэктомия+мексидол 7, 14,21,28,45 28

Морфологические методы исследования:

Для гистологического исследования брали головной мозг крыс. Кусочки для исследования брали из белого вещества и коры больших полушарий головного мозга и гипоталамуса. Кусочки фиксировали в 10%-ном нейтральном формалине в течение 7 суток, затем проводили через спирты возрастающей крепости и заливали в парафин. Готовили срезы толщиной 5-6 микрон. Полученные срезы окрашивали гематоксилином и эозином, по Нисслю, пикрофуксином по Ван Гизону, по Маллори в модификации Гейденгайна, а также использовали гистохимические методы окраски: толуидиновым синим на гликозаминогликаны, ШИК-реакцию.

Для иммуногистохимического исследования материал фиксировали в 10%-ном растворе забуференного формалина с последующим приготовлением парафиновых блоков. С каждого блока были сделаны серийные срезы толщиной 5 мкм. Иммуногистохимическое исследование проводили непрямым иммунопероксидазным методом с восстановлением антигенной специфичности, воздействием микроволн на ткани, фиксированные формалином и заключенные в парафин. Срезы депонировали по стандартной схеме, обрабатывали 5 минут в 3%-ном растворе Н202 для блокирования эндогенной пероксидазы, затем промывали в дистиллированной воде в течение 5 минут. После двухчасовой обработки в микроволновой печи в режиме 750 Вт срезы промывали в фосфатном буфере (рН-7,6) по 5 минут и инкубировали с первичными моноклональными антителами в течение 18 часов при температуре +4 градуса С. После этого срезы опять промывали в фосфатном буфере и инкубировали с вторичными антителами, меченными биотином, в течение 20 минут при комнатной температуре. Затем срезы окрашивали диаминобензидином и заключали в эпоксидную смолу. В качестве контроля использовали ткань головного мозга без нанесения первичных антител.

Проведено морфометрическое исследование: вычисляли количество нервных клеток на 1 мм2, измеряли площадь ядер нервных клеток.

10

Морфометрическое исследование проводили в соответствии с принципами системного подхода в изучении количественно-пространственной организации морфологических структур в норме и патологии по методам Г.Г. Автандилова (1990, 1996, 2002).

Статистическая обработка полученных данных проводили на компьютере PENTIUM IV с использованием программ «Primer Biostatistics 4.03. for Windows» и «Microsoft Excel 97 for Windows». В соответствии с целями и задачами исследования, а также с учетом специфики анализируемых переменных выполняли:

1. Расчет частотных таблиц как одномерных, так и многоуровневых.

2. Расчет элементарных статистик (средние значения, ошибки средних).

3. Сравнение качественных параметров в исследуемых группах с помощью непараметрических методов Х2, Х2 с поправкой Йетса.

4. Сравнение количественных показателей с помощью критерия Манна-Утни и Стьюдента (t).

Используемые методы статистического анализа не требуют специального контроля достаточности количества наблюдений; все допустимые оценки и заключения делаются при автоматическом учете фактически имеющихся данных. Критерием статистической достоверности получаемых выводов считали общепринятую в медицине величину р не более 0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

Результаты проведенного экспериментального исследования показали, что у лабораторных животных возможно воспроизвести гипотиреоз путем тотальной тиреоидэктомии. После операции тиреоидэктомии развивается послеоперационный гипотиреоз.

В первые 2 недели лабораторные животные I экспериментальной группы ничем не отличались от животных контрольной группы. При гистологическом исследовании на 7-е сутки от начала эксперимента в головном мозге появились преимущественно сосудистые нарушения. В

11

нервной ткани в эти сроки структурные нарушения не определялись. При иммуногистохимическом исследовании с использованием окраски на 8-100 отличий в интенсивности иммунного окрашивания нервных клеток по сравнению с контрольной группой не наблюдалось. Изменения количества Кл-67-позитивных нейроцитов по сравнению с группой интактного контроля также не отмечалось. Индекс пролиферации составлял 5 - 9,6% (медиана 7,3%).

Начальные клинические признаки гипотиреоза были обнаружены у крыс на 14-е сутки: появились сонливость, снижение аппетита, вялость. При гистологическом исследовании в эти сроки в больших полушариях головного мозга наблюдали признаки начинающегося отека в периваскулярных пространствах, накопление жидкости вокруг капилляров, нервных и глиальных клеток; имели место сосудистые нарушения (полнокровие, стазы, дистрофические изменения единичных эндотелиоцитов). В участках отека в цитоплазме отдельных астроцитов и олигодендроглиоцитов появились единичные мелкие вакуоли.

При иммуногистохимическом исследовании с использованием окраски на Б100 сохранялась диффузная позитивная реакция в цитоплазме нервных клеток и их отростков (гранулярное окрашивание тигроида в темно-коричневый цвет). При использовании окраски на Ю-67 на 14-е сутки обнаруживали умеренное повышение пролиферативной активности клеток, индекс пролиферации составил 10,2-14,8% (медиана12,5%).

Развернутая клиническая картина гипотиреоза наблюдали на 21-е сутки: активность крыс снизилась, появились сухость кожи, потускнение шерсти, единичные точечные кровоизлияния на коже шеи, головы и хвоста, отечность лапок и хвоста. При гистологическом исследовании отмечали нарастание интенсивности периваскулярного и перицеллюлярного отека головного мозга. В белом веществе головного мозга появились мелкие полости, заполненные отечной жидкостью. В этих участках ткань мозга подверглась лизису с разрушением нервных клеток и волокон. В цитоплазме

12

сохранившихся нервных клеток наблюдали растворение тигроида (тигролиз), появление вакуолей, контуры клеток становились нечеткими. Происходило просветление цитоплазмы вследствие тигролиза. Ядра были гиперхромными, базофильными, деформировались и приобретали угловатую форму. Отмечали набухание глиальных клеток, цитоплазма астроцитов и олигодендроглиоцитов была вакуолизирована, ядра - пикнотичными. Обнаруживали набухание отростков глиальных клеток. Нервные волокна были разрыхлены, между фибриллами определялось скопление отечной жидкости. Описанные изменения были более выражены в белом веществе головного мозга, чем в коре.

При иммуногистохимическом исследовании (окраска на 5100) на 21-е сутки в участках отека отмечалась слабопозитивная реакция (уменьшение интенсивности иммунного окрашивания нейроцитов). В сохранившейся нервной ткани наблюдалась диффузная позитивная реакция. При использовании окраски на Кл-67 индекс пролиферации всей зоны отека был снижен и составлял 2,5-3,7% (медиана 3,15%). Вокруг зоны отека отмечалась усиленная пролиферация глиальных клеток, индекс пролиферативной активности был равен 15,8-20,2% (медиана- 18%).

Распространенный или диффузный гипотиреоз у подопытных животных развился на 28-е сутки эксперимента. У крыс нарастали сонливость, вялость, появились распространенные мелкоточечные кровоизлияния на коже. При гистологическом исследовании в эти сроки наблюдалось распространение отека на все отделы больших полушарий головного мозга. Интенсивность отека усилилась, слизеподобная отечная жидкость накапливалась в субарахноидальном пространстве с образованием пузырей и отслойкой мягкой мозговой оболочки. В эти сроки впервые было обнаружено скопление отечной жидкости в коре больших полушарий головного мозга с образованием небольших полостей. В мозговом слое отмечали значительное усиление отека, разрыхление и набухание волокон, распад миелиновых оболочек. В эти сроки выявлялись тяжелые дистрофические и деструктивные

13

изменения нервных клеток, нейроциты были сморщены, деформированы. Отмечали тотальный тигролиз, атрофию части нейронов; усилились процессы апоптоза. Астроциты и олигодендроглиоциты были сморщены, цитоплазма их вакуолизирована, ядра - пикнотичные.

При иммуногистохимическом исследовании (окраска на Б100) на 28-е сутки вокруг мелких полостей (очагов деструкции нервной ткани) наблюдали слабопозитивную реакцию. В сохранившейся нервной ткани выявлялась умеренная позитивная реакция (интенсивность иммунного окрашивания нейроцитов была менее выражена по сравнению с группой интактного контроля). При использовании окраски на Ю-67 индекс пролиферативной активности всей зоны отека составлял 2,5-3,0% (медиана - 2,75%), по периферии индекс пролиферации соответствовал 34,8-39,5% (медиана -37,15%), что свидетельствовало об увеличении пролиферативной активности клеток в сохранившейся нервной ткани.

К концу эксперимента на 45-е сутки наблюдали вялость крыс, выраженную сонливость; кожа была сухая с желтоватым оттенком в результате кератинизации; развивались гиперкератоз, диффузный отек кожи и слизистых оболочек. Имели место множественные мелкоточечные кровоизлияния по всей поверхности кожи и в конъюктиве, трещины на коже ушных раковин. При гистологическом исследовании в головном мозге обнаруживались тяжелые патоморфологические изменения всех структурных элементов нервной ткани: нейронов, нейроглии и волокон. Обнаруживали резко выраженный диффузный отек нервной ткани с поражением мозгового и коркового слоев, колликвацию нервной ткани с образованием полостей. В сохранившейся нервной ткани между полостями развивались тяжелые дистрофические изменения нейронов. Ядра деформировались, приобрели палочковидную форму, развились кариопикноз, кариорексис. Ядро и ядрышки стали неразличимыми. Цитоплазма нейронов разрушилась, приобрела крупноячеистый вид. Вблизи полостей был обнаружен зернистый распад всех структур нейрона с инкрустацией клеточной оболочки

14

базофильными частицами и исчезновением отростков. В нервных волокнах наблюдали распад миелиновой оболочки, истончение осевого цилиндра, распад волокна.

При иммуногистохимическом исследовании с использованием окраски на 8100 на 45-е сутки вокруг очагов деструкции нервной ткани определялась диффузная слабопозитивная реакция в цитоплазме нейроцитов. Были выявлены патологически измененные нейроциты, большинство из них резко уменьшены в размерах, деформированы, неправильной угловатой формы с дистрофическими изменениями клеток. В сохранившейся ткани вне очагов деструкции наблюдалась позитивная реакция в нервных клетках и их отростках. Сохранившиеся нейроциты были компенсаторно гипертрофированы с резко позитивной реакцией цитоплазмы по типу гранулярного окрашивания. При использовании окраски на Кь67 в зоне отека индекс пролиферативной активности составил 1,4 - 2% (медиана -1,7%). В сохранившейся ткани по периферии очагов деструкции индекс пролиферации был равен 46,9-50,8% (медиана - 48,85%).

Результаты морфометрического исследования показали, что при экспериментальном гипотиреозе по мере нарастания тяжести процесса происходит уменьшение количества нервных клеток на 1 мм2 и площади ядер нервных клеток (таблица 2). По сравнению с контрольной группой количество нервных клеток на 1 мм2 к концу эксперимента достоверно уменьшилось на 36,9% (р<0,05), площадь ядер нервных клеток - на 37,6% (р<0,05).

Таблица 2

Показатели морфометричёского исследования гистопрепаратов головного мозга крыс I экспериментальной группы

Группы Контроль 7-е сутки 14-е сутки 21-е сутки 28-е сутки 45-е сутки

1 2 3 4 5 6

Количество нервных клеток на 1 мм2 (М±ш) 216,4± 15,39 216,0± 15,41 210,6± 20,30 190,4± 19,67 160,8± 8,45 136,6± 17,18 □

Площадь ядер нервных клеток (мкм2) 197,9± 6,59 197,6± 6,58 183,5± 10,05 176,8± 5,93 165,4± 4,05 * 123,4± 4,67*

Примечание: *- достоверно по отношению к контролю (р<0,05).

Сравнительный анализ морфологических изменений в головном мозге при экспериментальном гипотиреозе в динамике показал, что описанные изменения носили стереотипный характер: были распространены в виде микседематозного отека, дистрофических, атрофических и деструктивных изменений нейронов, глии и волокон. Первые морфологические признаки гипотиреоза в головном мозге у животных I экспериментальной группы появились на 14-е сутки, развернутая картина гипотиреоза - на 21-е сутки. Вначале происходило повреждение мозгового слоя, а затем коры больших полушарий. Аналогичные изменения развились и в ядрах гипоталамуса.

При гистологическом исследовании в ядрах гипоталамуса (супраоптическом и паравентрикулярном) на 7-е сутки изменения не наблюдались, на 14-е сутки появились признаки начинающегося отека. Развернутая картина гипотиреоза была выявлена на 28-е сутки и характеризовалась скоплением отечной жидкости вокруг нейросекреторных

клеток и сосудов, тигролизом. На 28-е сутки процесс стал диффузным, усилилась интенсивность отека; появились многочисленные мелкие и крупные полости, заполненные отечной жидкостью. В нейросекреторных клетках развились выраженные структурные изменения. На 45-е сутки отмечались тяжелые дистрофические, атрофические и деструктивные изменения, интенсивный отек ядер гипоталамуса. Характер патоморфологических изменений в ядрах гипоталамуса был аналогичен изменениям в больших полушариях головного мозга и сопровождался диффузным слизеподобным отеком с образованием полостей, разрушением, распадом и атрофией нейросекреторных клеток.

Причиной развития описанных морфологических изменений является нарушение основного обмена, который регулируется тиреоидными гормонами. Дефицит тиреоидных гормонов ведет к нарушению углеводного обмена и развитию стромально-сосудистых углеводных дистрофий. Гликопротеиды и глюкозаминогликаны (хромотропные вешества) высвобождаются из связей с белками и накапливаются преимущественно в строме органов и стенках сосудов. Соединительная ткань набухает, коллагеновые волокна замещаются слизеподобной массой, а клетки сдавливаются, деформируются и атрофируются. Аналогичные изменения наблюдаются в стенке сосудов, повышается проницаемость стенки, развиваются нарушения в системе микроциркуляторного русла, что ведет к гипоксии.

Гипоксия является главным патогенетическим фактором в развитии дистрофических и деструктивных изменений нервных клеток, глиальных клеток и нервных волокон. Совокупность описанных изменений является морфологической основой гипотиреоидной энцефалопатии.

В условиях гипоксии наблюдается активация процессов перекисного окисления липидов. Использование антиоксидантов при экспериментальном гипотиреозе показало, что эти препараты оказывают выраженное протекторное действие.

У тиреоидэктомированных животных II экспериментальной группы при ежеденевном применении токоферола первые признаки гипотиреоза появились позже (на 21-е сутки) по сравнению с I экспериментальной группой (14-е сутки). Крысы были активными в течение первых 3 недель. На 21-22-е сутки появились сонливость, незначительное снижение активности, аппетита. При гистологическом исследовании в эти сроки изменения в головном мозге носили очаговый характер. Структурные изменения нервных клеток, глиальных элементов и нервных волокон были незначительными. Развернутая картина гипотиреоза на фоне применения токоферола наблюдалась позже на 28-е сутки (в I экспериментальной группе - на 21-е сутки). Отмечали потускнение шерсти, появление небольшой отечности лапок. Сохранялась относительная активность крыс. Структурные изменения в головном мозге были типичными для гипотиреоза, но менее интенсивными, чем в I экспериментальной группе. На более поздних сроках развития гипотиреоза (45-е сутки) наблюдалось нарастание сонливости, гиподинамии, появление отечности кожи и слизистых оболочек. Отмечали поредение и выпадение шерсти с образованием небольших участков облысения. Имели место множественные мелкоточечные кровоизлияния на коже головы, шеи, хвоста. Трещины на коже не наблюдались. При морфологическом исследовании головного мозга степень дистрофических и атрофических процессов была менее выражена по сравнению с I экспериментальной группой, изменения выявлялись преимущественно в мозговом слое, чем в коре. Более позднее возникновение патологических процессов, меньшая интенсивность их проявлений, отсутствие деструктивных изменений в коре головного мозга подтверждают протекторное действие токоферола.

В ядрах гипоталамуса на фоне ежедневного применения токоферола на 7, 14-е сутки патологические изменения не определялись. Лишь через 21 сутки появились первые признаки гипотиреоза в виде скопления отечной жидкости вокруг нейросекреторных клеток, отека отростков и появления мелких вакуолей в цитоплазме. Без применения антиоксидантов эти

18

изменения появлялись уже на 14-е сутки (I экспериментальная группа). На 28-е сутки описанные изменения становились более распространенными, но интенсивность их была невысокой. К концу эксперимента (на 45-е сутки) в ядрах гипоталамуса определялись изменения, характерные для гипотиреоза: диффузный отек, дистрофические и атрофические изменения клеток и их отростков, однако очаги деструкции были менее выраженными. Таким образом, в структурах гипоталамуса на фоне применения токоферола патоморфологические изменения развивались позже, и они были менее интенсивными.

В III экспериментальной группе тиреоидэктомированным животным ежедневно вводили мексидол, который ингибирует процессы ПОЛ и обладает мембраностабилизирующим эффектом. Крысы сохраняли свою активность до 21-28 суток эксперимента; шерсть была без изменений, аппетит - хороший. На фоне применения мексидола в течение 3 недель патологические изменения в головном мозге не обнаруживались.

Спустя 21 сутки при гистологическом исследовании головного мозга определялись оптически пустые пространства вокруг отдельных сосудов и глиальных клеток мозгового слоя. В цитоплазме астроцитов и олигодендроглиоцитов обнаруживались мелкие вакуоли. Признаков поражения нейронов не наблюдалось. Нервные волокна в мозговом слое были слегка набухшими.

При проведении иммуногистохимического исследования с использованием окраски на 8 100 на 7-е, 14-е и 21-е сутки определяли диффузная позитивная реакция в цитоплазме нейроцитов и их отростков, отличий в интенсивности иммунного окрашивания нервных клеток по сравнению с контрольной группой не наблюдали. При использовании окраски на К1-67 отмечалась равномерная диффузная позитивная реакция в ядрах клеток, которая не отличалась от контрольной группы. Индекс пролиферации составил 5,2 - 9,8% (медиана 7,5%).

Первые признаки гипотиреоза появились у крыс на 28-30-е сутки в виде небольшой сонливости, снижения активности, потускнения шерсти. В эти сроки при гистологическом исследовании головного мозга имел место умеренно выраженный периваскулярный и перицеллюлярный отек мозга, преимущественно мозгового слоя. В нервных клетках наблюдали тигролиз и просветление цитоплазмы.

При проведении иммуногистохимического исследования (окраска на Б100) на 28-е сутки на фоне диффузной позитивной реакции появились мелкие участки с умеренно позитивной реакцией, преимущественно вокруг сосудов. При использовании окраски на Кл-67 индекс пролиферации всей зоны отека составил 3,0-4,1% (медиана 3,55%), вокруг зоны отека индекс пролиферативной активности был равен 8,8-10,4% (медиана - 9,6%).

К концу эксперимента (на 45-е сутки) у животных III экспериментальной группы наблюдались клинические признаки гипотиреоза, но они были слабо выражены: отмечали снижение активности, вялость, уменьшение аппетита, шерсть была тусклой, но не выпадала. При проведении гистологического исследования в эти сроки развивались структурные изменения, характерные для гипотиреоза: отек, сосудистые нарушения, тигролиз, вакуолизация нервных и глиальных клеток, однако интенсивность и распространенность этих процессов была менее выражена, чем в I и II экспериментальных группах. Имелись полости, заполненные слизеподобной массой, но они были мелкими и располагались преимущественно в белом веществе.

При проведении иммуногистохимического исследования с использованием окраски на Б 100 на 45-е сутки отмечали диффузную позитивную реакцию, в небольших участках отека и вокруг мелких полостей - слабопозитивную реакцию. Очагов деструкции не обнаруживали. При окраске на Кл-67 степень пролиферации всей зоны отека составила 3,0-3,5% (медиана - 3,25%), по периферии определялось умеренное увеличение пролиферативной активности клеток (К-67= 10,8-12,6%, медиана - 11,7%).

20

При применении мексидола первые признаки гипотиреоза в ядрах гипоталамуса возникали на 28-е сутки, в то время как в I экспериментальной группе начальные нарушения имели место уже на 14-е сутки. Развернутая картина гипотиреоза появлялась значительно позднее (на 45-е сутки) по сравнению с I экспериментальной группой (21-е сутки). Степень структурных изменений в ядрах гипоталамуса на фоне применения мексидола характеризовалась умеренными сосудистыми нарушениями, диффузным отеком, вакуолизацией цитоплазмы, тигролизом, гиперхромией, деформацией ядер нейросекреторных клеток и дистрофическими изменениями. Некроза, расплавления тканей и образования полостей не наблюдалось.

Результаты морфометрического исследования показали, что при экспериментальном гипотиреозе по мере нарастания тяжести процесса происходит уменьшение количества нервных клеток на 1 мм2 и площади ядер нервных клеток (таблица 3).

Таблица 3

Показатели морфометрического исследования гистопрепаратов головного мозга крыс III экспериментальной группы

Группы Контроль 7-е сутки 14-е сутки 21-е сутки 28-е сутки 45-е сутки

1 2 3 4 5 6

Количество нервных клеток на 1 мм2 (М±т) 216,4± 15,39 216,2± 15,40 214,3± 18,32 211,2± 18,78 189,7± 7,65 * 177,7± 8,16 *

Площадь ядер нервных клеток (мкм2) 197,9± 6,59 197,6± 6,58 195,4± 5,56 192,6± 6,84 178,8± 5,12 * 154,2± 5,74 *

Примечание * - достоверно по отношению к I экспериментальной группе (р<0,05).

По сравнению с контрольной группой количество нервных клеток на 1 мм2 и площадь ядер нервных клеток к концу эксперимента уменьшились на 17,9% и 22,1% соответственно, однако величина этих изменений достоверно меньше, чем в I экспериментальной группе (р<0,05).

Таким образом, в головном мозге крыс 111 экспериментальной группы, которым в послеоперационном периоде ежедневно вводили мексидол, определялась развернутая картина гипотиреоза с поражением белого и серого вещества головного мозга, однако интенсивность и распространенность этих нарушений была менее выражена, чем в I и II экспериментальных группах. При введении мексидола структурные изменения в головном мозге развивались позже (на 45-е сутки) и были менее выражены по сравнению с I и II экспериментальными группами. Кора головного мозга поражалась значительно позже (на 45-е сутки). Слизистые полости были мелкие и располагались преимущественно в белом веществе. Характер структурных изменений был стереотипный, но при введении мексидола значительно снижались интенсивность, распространенность и тяжесть структурных изменений, что свидетельствует о значительном протекторном действии мексидола.

Результаты проведенного иммуногистохимического исследования с использованием окраски на БЮО показали последовательное снижение позитивной реакции в нервной ткани от 14-х суток к 45 суткам эксперимента в участках отека. При использовании антиоксидантов сохранялась диффузная позитивная реакция в нейроцитах. Иммуногистохимическое исследование с использованием окраски на Ю-67 определило степень пролиферативной активности нервной ткани при экспериментальном гипотиреозе без применения и с применением антиоксидантов. При экспериментальном гипотиреозе без применения антиоксидантов в нервной ткани отмечали значительное снижение пролиферативной активности клеток, особенно, в участках отека. По периферии очагов отека и деструкции пролиферативная активность была повышена. При использовании антиоксидантов наблюдали

22

умеренное снижение пролиферативной активности в очагах отека и незначительное повышение пролиферативной активности в сохранившейся нервной ткани, что свидетельствует о протекторном действии антиоксиданта мексидола.

Выводы

1. Тотальная тиреоидэктомия у лабораторных животных приводит к развитию послеоперационного первичного гипотиреоза с выраженными морфологическими признаками поражения центральной нервной системы и ядер гипоталамуса.

2. Морфологические изменения при экспериментальном гипотиреозе характеризуются развитием распространенного микседематозного отека, дистрофическими, атрофическими и деструктивными изменениями нервных клеток, нейроглии и нервных волокон. Первые признаки гипотиреоза появляются на 14-е сутки, развернутая картина гипотиреоза - на 28-е сутки эксперимента. Результаты морфометрического исследования показали, что к концу эксперимента происходит достоверное уменьшение количества нервных клеток на 1 мм2 и площади ядер нервных клеток.

3. При использовании антиоксидантов первые признаки гипотиреоза возникают значительно позднее на 28-е сутки, развернутая картина гипотиреоза на 45-е сутки, интенсивность и распространенность патогистологических изменений менее выражена. Результаты морфометрического исследования показали, что при использовании антиоксидантов также происходит уменьшение количества нервных клеток на 1 мм2 и площади ядер нервных клеток к концу эксперимента, однако величина этих изменений достоверно меньше, чем в I экспериментальной группе.

4. Иммуногистохимическое исследование с использованием окраски на Б100 показало слабопозитивную реакцию при экспериментальном

гипотиреозе и позитивную при применении антиоксиданта мексидола.

23

Пролиферативная активность ядер клеток (окраска на Кд - 67) значительно понижается при гипотиреозе к концу эксперимента в зонах отека. На фоне применения мексидола пролиферативная активность нервной ткани повышается.

5. Применение антиоксидантов у тиреоидэктомированных животных оказывает протекторное действие и предотвращает развитие тяжелых деструктивных изменений в нервной ткани. Наилучшее протекторное действие оказывает мексидол.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Полученные данные о патогистологических изменениях в центральной нервной системе при гипотиреозе могут быть использованы для диагностики гипотиреоидных поражений у людей, проживающих в зобноэндемичных регионах.

Для комплексного лечения гипотиреоидных поражений центральной нервной системы могут быть использованы антиоксиданты наряду с гормональными препаратами, что позволит обеспечить полноту и надежность лечебного эффекта.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1.Эркенова Л.Д. Характер морфологических изменений головного мозга при экспериментальном гипотиреозе и защитное действие антиоксиданта дибунола (ионола) // Вестник Российского государственного медицинского университета. - Москва. - 2001. - № 2(17). - С. 5-6.

2. Эркенова Л.Д. Патоморфологическая картина головного мозга крысы при экспериментальном гипотиреозе II Актуальные проблемы инвазионной, инфекционной и незаразной патологии животных: Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 100-

летию со дня рождения профессора С.Н. Никольского. - Ставрополь, 2003. -С. 284-285.

3. Эркенова Л.Д. Патоморфология щитовидной железы при экспериментальном гипотиреозе // Материалы Всероссийской научно-практической конференции хирургов, посвященной 200-летию Кавказских Минеральных вод. - Ставрополь,2003. - С. 203-204.

4. Боташева B.C., Эркенова Л.Д. Гистологические изменения в щитовидной железе при экспериментальном гипотиреозе на фоне защитного действия антиоксиданта мексидола // Фундаментальные исследования в биологии и медицине: Сборник научных трудов . - Ставрополь, 2008. - Вып. 4.-С. 88-90.

5. Эркенова Л.Д., Калоева A.A., Чотчаев Ю.М. Эндемический зоб: этиология, эпидемиология, патоморфология // Фундаментальные исследования в биологии и медицине: Сборник научных трудов. -Ставрополь, 2011. - Вып. 9. - С. 89-92.

6. Эркенова Л.Д. Тиреоидная энцефалопатия // Фундаментальные исследования в биологии и медицине: Сборник научных трудов. -Ставрополь, 2011. - Вып. 9. - С. 85-89.

7. Эркенова Л.Д., Мозеров С.А. Протекторное действие антиоксиданта мексидола при тиреоидной энцефалопатии // Фундаментальные исследования в биологии и медицине: Сборник научных трудов. - Ставрополь. - 2011. -Вып. 9.- С. 82-85.

8. Мозеров С.А., Эркенова Л.Д. Гипотиреоз и психическое здоровье (обзор литературы) // Психосоматика: вчера, сегодня и завтра: Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием//Бюллетень медицинских Интернет-конференций. - Саратов, 2011Т. 1.- № 7,- С. 29-31. ID: 2011-07-35-R-1327.

9. Эркенова Л.Д. Морфологические изменения головного мозга при гипотиреозе // Кубанский научный медицинский вестник. - 2012. - № 1(130).-С. 197-199.

10. Эркенова Л.Д. Изменения в головном мозге при гипотиреозе: морфологический аспект // 16-я ежегодная Неделя медицины Ставрополья: Сборник научных статей. - Ставрополь, 2012. - С. 190-192.

11. Мозеров С.А., Эркенова Л.Д. Морфологические изменения в гипоталамусе при экспериментальном гипотиреозе // Фундаментальные исследования. - 2012. - № 12 (2). - С. 321-324.

Эркенова Лариса Далхатовна

ХАРАКТЕР МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ ГОЛОВНОГО МОЗГА ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ ГИПОТИРЕОЗЕ И ЗАЩИТНОЕ ДЕЙСТВИЕ АНТИОКСИДАНТОВ

Подписано в печать 18 марта 2013 г. Объем -1печ.л. Формат 60x84/16. Тираж 100. Заказ № 56. Отпечатано в типографии ГНУ СНИИЖК г. Ставрополь