Автореферат и диссертация по медицине (14.03.05) на тему:Особенности нарушения структурно-обменных процессов в миокарде при тиреоидной патологии

МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ’Я УКРАЇНИ ЛЬВІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ МЕДИЧНИЙ ІНСТИТУТ

; ОД

На правах рукопису

МАР 19І!Н

П А Н А С Ю К Марія Тарасівна

ОСОБЛИВОСТІ ПОРУШЕННЯ СТРУКТУРНО-ОБМІННИХ ПРОЦЕСІВ У МІОКАРДІ ПРИ ТИРЕОЇДНІЙ ПАТОЛОГІЇ (експериментально-клінічне дослідження)

14.03.05 — Патологічна фізіологія

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук

ЛЬВІВ — 1996

Робота виконана на кафедрі шпитальної терапії та в ЦНДЛ Львівського державного медичного інституту.

Наукові керівники:

1 Доктор медичних наук, професор ВИГОВСЬКИЙ В. П. Доктор біологічних наук, професор ТИМОЧКО М. Ф.

Офіційні опоненти: .

Доктор медичних наук, професор КАЧОРОВСЬКИЙ Б. В. Доктор медичних наук, професор ДУТКА Р. Я.

Провідна організація:

Інститут фізіології ім. О. О. Богомольця НАН України

Захист відбудеться 1996 р. *¿¿1 год. на засіданні

спеціалізованої вченої ради К—04.1бЯ)1 у Львівському державному медичному інституті (290010, м. Львів, вул. Пекарська, 52).

З дисертацією можна ознайомитися у науковій бібліотеці Львівського державного медичного інституту (м. Львів, пул. Січових стрільців, 6).

Автореферат розісланий “<#/” (ЛСГГЛ/___________________ 1996 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради доктор біологічних наук , О. М. МОРОЗ

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність проблеми. Вивчення патогенезу захворювань щитовидної залози та порушень з боку багатьох органів і систем, зокрема серцевого м’яза, які піддаються впливу надлишку чи дефіциту тиреоїдних гормонів викликає підвищений науковий інтерес. Це зумовлено наявністю ендемічних регіонів підвищеного ризику виникнення патології щитовидної залози по причині зниженої кількості йоду в грунті і воді, в зв’язку з наслідками аварії на Чорнобильській АЕС, викидами промислових відходів без належного очищення. Вказані обставини привели до змін у структурі захворюваності патологією щитовидної залози.

Дослідження українських вчених / Г. Ф. Ліманська і співавт., 1991; І. Б. Воронецький, 1990; О. А. Івашкевич, 1994 / показали, що кількість уражень щитовидної залози в осіб, які приймали участь у ліквідації наслідків аварії на Чорнобильській АЕС, виросла на 5,4% в 1987 році, в 1990 — на 20%, в 1994 — на 32%.

Одне з провідних місць в клініці дифузного токсичного зобу і гіпотиреозу займають пошкодження серцево-судинної системи, які виникають внаслідок метаболічних порушень, зумовлених зміною рівня тиреоїдних гормонів / Л. 1. Левіна, 1989; В. І. Кан-дрор, Л. М. Гольбер, 1972; М. Б. Коломійська і співавт., 1988; Г. А. Котова, 1990; В. В. Файфура, 1990; Л. Є. Самойленко і співавт., 1993; С. В. Яковлєва, 1991; Carlin К., 1992; Amidi М., 1984; Kaminsky S., 1992 /.

Вивчення впливу тиреоїдного статусу організму на окисний метаболізм, а також його взаємозв’язок з процесами перекисного окислення ліпідів (ПОЛ), поглиблюють розуміння патогенетичних механізмів, які приводять до різних структурно-функціональних порушень міокарду.

Значну роль в патогенетично-метаболічних порушеннях в організмі займає перекисне окислення ліпідів, яке є необхідною метаболічною ланкою нормальної життєдіяльності, підтримання стабільності і функціональної активності біомембран, безпосередньо впливає на енергетичний обмін, на стан серцево-судинної системи та формування адаптаційних процесів в організмі.

Численними експериментами та клінічними дослідженнями встановлено, що надмірна активація перекисного окислення ліпідів, є основною причиною ураження біомембран і визначальною реакцією в механізмі розвитку пошкодження серцевого м’язу і виникненні аритмій / Ф. 3. Меєрсон, 1984, 1993; В. В. Фроль-кіс, 1986; В. Н. Швець, 1995; М. Ф. Тимочко, 1992/.

Виходячи з цього, стає очевидною актуальність і доцільність проведення досліджень спрямованих на комплексне вивчення показників порушень взаємозв’язку ПОЛ і енергетичного обміну в патогенезі тиреотоксичного пошкодження структурно-функціональної діяльності серця.

Мета і завдання досліджень. Метою роботи було вивчити І патогенетичне значення процесів порушень взаємозв’язку перекис- ! ного окислення ліпідів і енергетичного обміну в розвитку тирео-токсичного пошкодження серця і обгрунтувати рекомендації для вдосконалення терапії.

Для досягнення цієї мети необхідно було вирішити такі конкретні завдання:

1. Дослідити особливості змін перекисного окислення ліпідів і антиоксидантного захисту в крові та міокарді при експериментальному і клінічному гіпо-і гіпертиреозі.

2. Вивчити обмін електролітів і активності катіон-транспортних АТФаз в крові та міокарді при експериментальному гіпо- і гіпертиреозі.

3. Вивчити характер розвитку морфофункціональних змін в міокарді щурів при гіпо- і гіпертиреозі.

4. Встановити причини порушення взаємозв’язку процесів пероксидації, антиоксидантного захисту і енергетичного обміну в посттиреотоксичному періоді та можливості їх корекції.

Наукова новизна роботи. Вперше проведено комплексне вивчення в клініці і експерименті порушення перекиснопз окислення ліпідів і антиоксидантної активності, електролітного, енергетичного обміну та морфоцитологічних змін міокарда в умовах гіпо- і гіпертиреозу. .

Встановлено, що порушення балансу перекисного окислення ліпідів і антиоксидантної активності при різних змінах гормонального статусу щитовидної залози є суттєвим в патогенезі пошкодження клітинних мембран, зменшенні мембранного електролітного градієнту еритроцитів та розвитку деструктивних змін компонентів плазмолеми мітохондрій і лізосом кардіоміоцитів.

З’ясовано, що причиною розладів гомеостазу, електролітного обміну, розвитку деструктивних процесів в клітинах є пригнічення окисно-відновних реакцій, порушення спряженості катаболічних і анаболічних обмінів та розладу репараційно-регенераторних механізмів функціонуючих систем організму.

Доведено, що ефективність терапії функції щитовидної залози, залежить від адекватності корекції окисно-відновних процесів, які забезпечують елімінацію продуктів перекисного метаболізму в енергетичний і пластичний обмін, що в свою чергу, сприяє стабілізації клітинних мембран, та індукції ферментів електролітного обміну та антиоксидантного захисту.

Теоретичне і практичне значення роботи. В результаті проведених експериментальних і клінічних досліджень розширено уявлення про механізми дистрофічно-деструктивних порушень, що розвиваються в кардіоміоцитах і клітинних мембранах еритроцитів при гіпо-і гіпертиреозі. Використання результатів проведених комплексних досліджень окремих патогенетичних ланок метаболічних порушень при гіпо-і гіпертиреозі дають основи для розробки

більш адекватної діагностики і терапії при різних формах тиреоїд-ної патології.

Показано, що вдосконалення методів лікування і проведення реабілітаційних заходів тиреотоксичного пошкодження серця є можливим на основі підтримки окисно-відновних процесів, балансу ПОЛ — АОА, стабільності мембран та активності ферментних систем електролітного обміну.

У практичному аспекті обгрунтована доцільність використання в комплексі з антиосидантами — препаратів, які інтенсифікують енергетичний і пластичний обмін, в корекції метаболічних порушень, що розвиваються при гіпо- і гіпертиреозі.

Основні положення дисертації, що виносяться на захист.

1. При експериментальному гіпо- і гіпертиреозі в міокарді активуються процеси перекисного окислення ліпідів та знижується адекватність антиоксидантного захисту.

2. Порушення балансу перекисного окислення ліпідів і антиоксидантної активності при зміні гормонального статусу щитовидної залози є суттєвим в патогенезі пошкодження клітинних мембран кардіоміоцитів, розвитку деструктивних змін компонентів плазмо-леми мітохондрій і лізосом міокарду та зменшення електролітного градієнту еритроцитів.

3. Розлад метаболічного гомеостазу і електролітного обміну та розвиток деструктивних процесів, очевидно, зв’язані з пригніченням окисно-відновних реакцій та порушенням спряженості ката-болічного і анаболічного обміну.

4. Ефективність метаболічної корекції при різних формах ти-реоїдної патології залежить від адекватності впливу на окисно-відновні процеси, які забезпечують утилізацію кінцевих метаболітів переоксидазних реакцій в енергетичний і пластичний обмін.

Апробація роботи. Основні положення роботи були винесені на обговорення на II з’їзді фізіологів Західного регіону України (Львів, 1993); І Всеукраїнській науково-практичній конференції (Львів, 1993); 14 з’їзді Українського фізіологічного товариства ім. І. П. Павлова (Київ, 1994); опубліковані в матеріалах наукової сесії, присвяченій 100-річчю кафедри фізіології (Львів, 1995); І Європейському конгресі фізіологів (Нідерланди, 1995).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 8 праць, які відображають основні її положення.

Декларація конкретного особистого внеску дисертанта. Особистий внесок автора полягає в аналізі актуальності та ступеня вивчення проблеми, виборі та розробці методик оцінки структурно-метаболічних змін в міокарді лівого шлуночка, в еритроцитах хворих; виборі умов дослідження та експериментальної моделі гіпо- та гіпертиреозу, проведенні експериментальних досліджень, аналізі та узагальненні отриманих результатів, формуванні висновків та положень роботи, які виносяться на захист.

З

Структура та обсяг роботи. Дисертація викладена на 164 сторінках машинописного тексту. Робота складається з вступу, огляду літератури, матеріалів дослідження та методів дослідження, чотирьох розділів власних досліджень, обговорення результатів досліджень, висновків та бібліографічного покажчика, який включає 321 джерело. Робота ілюстрована 13 таблицями, 6 рисунками, 5 мікрофотографіями.

ЗМІСТ РОБОТИ Матеріали та методи дослідження

Досліди проводили на 143 статевозрілих щурах-самцях масою 150-230 г, що їх утримували в умовах стандартного харчового раціону. Експериментальний гіпертиреоз викликали додаванням до корму L-тироксину (20 мг/100 г маси на протязі 30 днів ), а гіпотиреоз — мерказолілу (10 мг/100 г) (Н. А. Ковтуняк, 1970: Tata J., 1963 ).

Під обстеженням знаходилось 20 практично здорових осіб (донорів) і 60 хворих з різним функціональним станом щитовидної залози. У групі хворих на гіпо- і гіпертиреоз, крім традиційного лікування, було проведено антиоксидантну терапію, яка включала комплекс препаратів: альфа-токоферол (20 мг на добу), аскорутин (100 мг на добу). Ці препарати хворі приймали на протязі чотирьох тижнів.

Швидкість іонних потоків в еритроцитах визначали шляхом впливу трьох специфічних інгібіторів: оуабаїну, фуросеміду і амілориду за методикою (De La Sierra, 1988; К. Kikuchi, 1990). Вивчення гальмівного ефекту вказаних інгібіторів на траспорт іонів Na+, К+, Сі— та Н+ здійснювали шляхом встановлення різниці в концентраціях Na+ в нульовий час інкубації та на 60-хвилинній дії інгібіторів.

Активність Na, К-АТФази та Са, Mg-АТФази в міокарді лівого шлуночка визначали методом T.. І. Тороховської і співавт., (1985). Визначення концентрацій Na+ і К+ в еритроцитах та плазмі проводили на фотометрі моделі ПАЖ-2, за методом В. Т. Колба, В. С. Камиша, (1976). Визначення концентраційного градієнта Na+e /Na+і, K+¡ / К+е, та внутрішньоеритроцитарного коефіцієнту К+і / Na+i розраховували згідно методики, яка представлена в роботі Сушко С. П. (1981).

Рівень ПОЛ у крові і гомогенаті лівого шлуночка міокарду оцінювали за вмістом первинних продуктів цього процесу дієнових кон’югатів (ДК) та швидкістю нагромадження малонового діаль-дегіду (МДА), які визначали відповідно методами В. В. Гаврилова і М. Î. Мішкорудної (1983) та Р. А. Тімірбулатова і Є. І. Се-лезньова (1981). Визначення вмісту /3-ліпопротеїдів в сироватці крові проводили за методом А. А. Покровського (1969); а концентрацію кетонових тіл в крові виміряли колориметричним

методом (Peden V. Н., 1964). Про стан антиоксидантної системи в крові судили за активністю каталази (М. А. Королюк, 1968); концентрацію лактату і пірувату в плазмі крові визначали ензиматозними методами (Hohorst Н.; Bergmeyer, 1963).

Електронномікроскопічне дослідження структурно-цитологічних змін тканини міокарду лівого шлуночка при тиреоїдній патології проводили на електронному мікроскопі типу УЕМ-100К при прискорюючій напрузі 75 кВ.

Результати лабораторних досліджень були обчислені варіаційно-статистичним методом Стьюдедаа-Фішера. Зміни показників вважались вірогідними при р<0,05.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

І. Особливості змін градієнтів Na+ і К+ в крові при гіпо- і гіпертиреозі

Пошкодження серцево-судинної системи займає одне з провідних місць в клініці гіпо- і гіпертиреозу. Комплекс метаболічних порушень, що виникає в зв’язку зі зміною рівня тирсоїдних гормонів приводить до патології морфологічного і функціонального стану міокарду, результатом чого є порушення ферментативних процесів, які зумовлюють зміни електролітного обміну (Є. С. Ром-Богуславська, 1980; С. П. Сушко, 1981; Г. 1. Цвєт-ковська, 1989; В. Г. Селівоненко, 1976).

Все це вказує на доцільність проведення досліджень, спрямованих на вивчення особливостей змін градієнтів концентрацій Na+ і К+- в крові при гіпо- і гіпертиреозі.

Результати досліджень електролітного обміну в хворих на гіпо-і гіпертиреоз показали, що внутрішньоеритроцитарна концентрація іонів Na+i істотно збільшувалась в порівнянні з контролем, однак вміст вказаного іону в плазмі крові (Na^), навпаки, зменшувався, в результаті чого мембранний градієнт Na+ зменшувався ще більше (Табл. 1). Можна припустити, що нагромадження клітинами Na+ і зниження його градієнту в кінцевому результаті приводить до набряку функціонуючих клітин і зниження скоротливої функції м’язевих волокон. Крім того, інтенсивне надходження іонів Na+ в еритроцити спричиняє кардіоваскулярний ефект катехоламінів. На даний час відомо, що норадреналін стимулює вхід Са-н- в міоплазму, і таким чином впливає на кальційтропоніновий механізм, який відіграє важливу роль в збільшенні скорочень серця, що відбувається під впливом катехоламінів.

В наших дослідженнях виявлені порушення електролітного обміну, які характеризуються не лише розвитком внутрішньоклітинної гіпернатріємії у хворих на гіпо- і гіпертиреоз, але й розвитком гіпокаліємії (Табл. 1).

Таблиця 1.

Особливості змін градієнтів N3+ і К+ (мМоль) в еритроцитах і в плазмі крові при гіпо- і гіпертирсозії

Показники Контроль Гіпотиреоз Гіпертиреоз

К+і/К+е 29,23 + 1,23 16,82+1,79* 11,65+1,76*

Na+e/Na+i 6,55+0,18 4,62±0,17* 4,22+0,17*

K+i/Na+i 4,47+0,32 3,35±0,13* 2,52±0,12*

К+е/п-9/ 3,01 ±0,21 4,36+0,59* 5,79+0,65*

Na+e/n-9/ 129,22+3,23 101,00±2,54* 112,70+4,86*

К+і/п-5/ 88,00+2,67 73,37±2,89* 67,46±1,43*

Na+i/n-5/ 19,70±1,01 21,84+1,19 26,70+1,40*

Примітка: * — р<0,05 в порівнянні з контролем.

Патогенетичний механізм порушення процесів водно-іонного обміну при гіпо- і гіпертиреозі можна пояснити наступним чином. Підвищення функції щитовидної залози супроводжується виділенням надлишку тироксину, який є катаболічним гормоном, а це приводить до стимуляції вуглеводного обміну і до посиленого розпаду білків, що, в свою чергу викликає зниження внутрішньоклітинного вмісту К+.

Однак провідну роль в порушенні електролітного обміну, очевидно, відіграє посилення мінералокортикоїдної функції кори наднирників, оскільки альдостерон приймає участь в підтриманні нормального співвідношення внутрішньоклітинного Na+i і К+* (С. П. Сушко,1981; Є.С.Ром-Богуславська,1980).

Гіперальдостеронізм, який спостерігається при тиреотоксикозі, посилює катаболізм білків і приводить до нагромадження клітинами Na+ і втрати К>, а це спричиняє зниження мембранного градієнта Na+e /Na+і, про що свідчать результати проведених нами досліджень (Табл. 1).

Такі особливості електролітного обміну є наслідком порушення стабільності клітинних мембран, які впливають на активність Na, К-АТФаз. Тому в терапії порушення серцевої діяльності, як при гіпо-, так і при гіпертиреозі суттєвим є включення препаратів, які забезпечують стабілізацію клітинних мембран.

2. Na, К,СІ-котранспорт і Na/H-обмін в еритроцитах при гіпо- і гіпертиреозі

Порушення трансмембранних процесів, як при гіпо-, так і при гіпертиреозі ще далеко не вивчені. В даний час відомо, що пошкодження мембранних структур і порушення розподілу іонів та ферментів в клітині є результатом посиленої активності процесів перекисного окислення ліпідів в мембранах клітини та її органоїдів (Haebener J., 1982; Vandewall A., 1993; Schweiger H., 1988). Тому дослідження властивостей оуабаїн-резистентних №і,К,СІ-котран-спорту і Na/H-обміну при гіпо- і гіпертиреоїдних станах сприяє глибшому розумінню взаємозв’язку трансмембранних процесів з перебігом ПОЛ.

В результаті проведених досліджень встановлено, що швидкість №,К,СІ-котранспорту в еритроцитах гіпотиреоїдних щурів зменшувалась вдвічі порівняно з нормою. Менш значним зниженням активності оуабаїн-резистентного транспорту супроводжувався гіпертиреоз. Однак, інтенсивність Ка/Н-обміну, навпаки, зростала при гіпо-і гіпертиреозі (Рис. 1).

] іч’а.К.СІ-котранепорт У////А Ка/Н-обмін

Рис. 1. Швидкість N8, К, СІ — коїранспоріу і Г\а/Н-обміну в еритроцитах хворих на гіпо- і гіпертиреоз.

КОНТРОЛЬ ГІПЕРТИРЕОЗ ГІПОТИРЕОЗ Умови досліду

Гча.К.СІ-котранепорт У////Л Иа/Н-обмін

Рис. 2. Швидкість Ка, К, СІ — котранспорту і Ка/П-обміиу в еритроцитах щурів при гіпо- і гіпертиреозі.

Аналогічну ситуацію спостерігали при вимірюванні швидкості N3, К, СІ-котранспорту і Ш/Н-обміну в еритроцитах хворих на гіпо- і гіпертиреоз. Як випливає з результатів, приведених на (Рис. 2), при гіпо- і гіпертиреоїдних станах швидкість транспорту іонів N3+ шляхом Иа, К, СІ-котранспорту зменшувалась порівняно з контролем. Проте інтенсивність №/Н-обміну підвищувалась в 2-3 рази при гіпо- і гіпертиреоїдних станах.

Отримані нами результати підтверджують положення про те, що причиною такого пригнічення оуабаїн-резистентного №,К,СІ-котранспорту при гіпо- і гіпертиреоїдних станах, очевидно, є ураження мембран і порушення проникності для різних речовин, а активація Иа/Н-обміну зумовлюється інтенсифікацією окисних процесів, що приводить до нагромадження Н+ протонів в обмін на N3+.

3. Характер змін активності АТФаз і перекисного окислення

ліпідів в міокарді лівого шлуночка при гіпо- і гіпертиреозі

На сьогодняшній день сформувались основні уявлення про патогенез тиреотоксичного пошкодження серця. Існує припущення, що активація процесів перекисного окислення ліпідів, є визначальним механізмом в розвитку пошкодження мембранних структур кардіоміоцитів і порушення активності катіон-транспортних АТФаз. Тому актуальним на даний час є проведення комплексних досліджень, спрямованих на вивчення патогенетичних мембрано-метаболічних механізмів пошкодження міокарду лівого шлуночка при гіпо- і гіпертиреозі в експерименті (В. В. Файфура, 1990).

При дослідженні активності аденозинтрифосфатаз в тканині міокарду лівого шлуночка контрольних щурів встановлено, що активність Ма,К-АТФази становила 17,97 + 0,82 мкМ Рі/мг білка за 1 год, а для Са,]У^-АТФази ця величина була на порядок нижчою (2,22 + 0,04 мкМ Рі/мг білка за 1 год).

Це співвідношення порушується при експериментальному гіпо-і гіпертиреозі. Зокрема, гіпертиреоз супроводжувався різким зменшенням (більш як в два рази) активностей досліджуваних аденозинтрифосфатаз. При гіпотиреоїдному стані активність транспортних катіон-залежних АТФаз була також зниженою, і для Ка,К-АТФази вона становила 10,92+0,75 мкМ Рі/мг білка за 1 год, а для Са,І^-АТФази — 0,72±0,05 мкМ Рі/мг білка за 1 год порівняно з нормою.

Результати досліджень характеру змін перекисного окислення ліпідів у міокарді лівого шлуночка при гіпо- і гіпертиреозі показали, що у відповідних експериментальних станах спостерігається значне зростання, в серцевому м’язі, малонового діальде-гіду, вміст якого становив після 28-денного введення тироксину — 922,31 ±36,80 мкМоль МДА на 1 г тканини, а при дії протягом цього терміну введення мерказолілу МДА зростало до 801,73±27,57 мкМоль. В контрольній групі рівень кінцевого метаболіту перекисного окислення ліпідів в міокарді лівого шлуночка становив

528,83±24,35 мкМоль МДА на 1 г тканини. Таке зростання МДА при гіпсі- і гіпертиреозі, можна трактувати як свідчення того, що причиною пригнічення АТФазної активності є ураження мембран, в основі якого лежить активація процесів ПОЛ в їх ліпідному бішарі. Це приводить, з одного боку, до змін структури мембран, а з іншого — до енергетичного дефіциту, дестабілізації мембран лізосом, лізису субклітинних структур, руйнування мембран ендоплазматичного ретикулуму, порушення розподілу іонів та ферментів в клітині, зміни проникності для різних речовин та чутливості мембранозв’язаних рецепторів.

Така ситуація, тобто активація ПОЛ, є основною причиною електролітних порушень, які виявлені нами в тканині міокарду лівого шлуночка тварин з експериментальним гіпо- і гіпертиреозом та проявляються пригніченням активності №, К- та Са, Мй-АТФази. Зміни вмісту одновалентних катіонів визначають вихідну деполяризацію мембран, тобто наближення потенціалу спокою до порогового рівня.

В даних умовах міокардіальні клітини здатні реагувати і при меншій силі імпульсу, який поступав з клітин від водія ритму. Тому суттєвою причиною патогенезу аритмій, які спостерігаються при гіпо- і гіпертиреозі, є посилена активація ПОЛ, що призводить до різних форм дистрофічних і деструктивних порушень в серцевому м’язі. Ці порушення виражаються відповідним патофізіологічним станом міокарду та визначається ступенем порушення енергетичного і пластичного метаболізму, стабільністю мембран електролітного гомеостазу і реактивністю функціонуючих структур клітин і систем організму.

4. Ультраструктурні зміни міокарду лівого шлуночка білих щурів при гіпо-і гіпертиреоїдному станах

В одній із серій дослідів нами вивчені зміни ультраструктур міокарда лівого шлуночка білих щурів-самців масою 150—180 г при гіпертиреоїдному стані. В другій серії — вивчені зміни ультраструктур міокарда лівого шлуночка при стійкому гіпоти-реоїдному стані. Паралельно, в контрольній групі тварин, вивчена ультраструктурна організація міокарду лівого шлуночка інтактних білих щурів-самців.

В міокарді білих щурів, що перебували в умовах експериментального гіпотиреозу, гемокапіляри насичені лапатими масами плазми крові, а також гіперагрегатами еритроцитів. В гемокапі-лярах де лапаті маси плазми крові більш виражені, там і еритроцити набувають неправильної форми і прилипають до плазми еритроцитів. Сполучна тканина дезорганізована, заповнена преципітатами її основної речовини. Мембрани мітохондрій, як і плазмолема безмієлінових нервових волокон, розпушені.

Цитоплазма кардіоміоцитів, що прилягає до гемокапілярів заповнених лапатими масами плазми крові, має дезорганізовані саркомери в яких розмиті Т^~ і Н-лінії, а також А- і ї-диски.

Філаменти актину і міозину теж дезорганізовані. Мітохондрії мають підвищену електронну щільність, а їх пошкоджений матрикс і кристи являють собою преципітати і коагуляти. В зонах цитоплазми кардіоміоцитів, що вміщували в значних кількостях глікоген, відмічені аутофаголізосоми великих розмірів, мієлінізо-вані мембрани мітохондрій і вакуолі. Каріотека кардіоміоцитів мас значну нерівність, а контури ядерець розмиті, і вміщують дезорганізовані гранулярний і фібрилярний компоненти.

В умовах гіпертиреозу найбільші зміни серед структур міокарду відмічені в гемокапілярах. Значні об’єми крові гемокапілярів представлені електроннощільними дрібнозернистими масами, де поряд із пучками волокон фібрину знаходяться тромбоцити і гіперагрегати еритроцитів, а також поодинокі лімфоцити, моноцити, гранулоцити. Лімфоцити, що знаходяться в оточенні пучків волокон фібрину, як правило, мають дезорганізовані мітохондрії і електронносвітлу цитоплазму, яка бідна рибосомами. Гранулоцити в ряді випадків тісно прилягають до ендотеліоцитів, що інколи між ними не можна виділити лінії розділу. Цитоплазма ендотеліоцитів, теж прилягає до ділянок крові, наповнених дрібнозернистими масами і пучками волокон фібрину, дезорганізована і представлена розрихленою плазмолемою, міхурцями і пошкодженими мітохондріями. Базальна мембрана більшості гемокапілярів без чітких контурів, розпушена. Основна речовина сполучної тканини дезорганізована, заповнена преципітатами і коагулятами пошкоджених ультраструктур. В більшості кардіоміоцитів відмічено понижену електронну щільність протопласту, а також зони набряку цитоплазми. Як правило, в цитоплазмі таких клітин є зони хаотичного скупчення пошкоджених мітохондрій. Такі мітохондрії вміщують розпушені кристи, а інколи преципітати і коагуляти пошкоджених мембран і матриксу. Поблизу гозшкоджених мітохондрій виявляються аутофаголізосоми, що наповнені краплями жиру, а також вакуолі. Ядра, що знаходяться поряд пошкодженої цитоплазми, мають значну нерівність каріотеки, збіднені хроматином і вміщують дезорганізоване ядерце.

5. Зміни біохімічних показників крові в хворих на гіпо-та гіпертиреоз

Враховуючи, що важливу роль в структурно-функціональній дезорганізації клітинних мембран відіграє перекисне окислення ліпідів, що відбувається, як в нормі, так і при гіпо- і при гіпертиреозі то більш детальне вивчення цих процесів сприяє розумінню метаболічних механізмів, які лежать в основі функціональних змін іонотранспортних систем при порушенні гормонального статусу щитовидної залози (А. І. Марзоєв, 1988; Л. С. Сла-віна, 1989; В. Н. Швець, 1995; Л. Д. Лук’янова, 1991).

В результаті біохімічних досліджень встановлено, що підвищення функції щитовидної залози (гіпертиреоз) і її зниження (гіпотиреоз) зумовлюють істотне зростання рівня МДА, ДК і

каталази в сироватці крові хворих. При гіпофункції щитовидної залози підвищення вмісту МДА і ДК у процентному вираженні є значно більшим, ніж при гіперфункції. Значне нагромадження ліпідних перекисів, при гіпертиреозі, що стабільно підтримується при високій активності каталази, очевидно, пов’язано з недостатністю їх включення в окисні процеси цикла Кребса (Табл. 2, 3). Порушення цих процесів розвивається внаслідок розвитку дистрофічних процесів і гіперфункціонуючих мітохондрій. Оскільки, розпад цих функціонуючих структур перевищує їх синтез, це в кінцевому результаті приводить до енергетичного виснаження, яке, в свою чергу, супроводжується дезорганізацією клітинних мембран, пригніченням функцій електролітно-транспортних систем та інших структурно-метаболічних змін. Ці зміни, при тиреоїдній патології, які ми виявили в міокарді, підтверджуються електронно-мікроскопічними дослідженнями.

Більш виражене нагромадження малонового діальдегіду при гіпофункції щитовидної залози також можна пояснити недостатністю його утилізації в енергетичному обміні, який безпосередньо пригнічений внаслідок зменшення в організмі тиреоїдних гормонів, які є основним біостимулятором окисно-відновних процесів в мітохондріях.

Про правильність таких узагальнень засвідчує характер змін концентрації молочної та піровиноградної кислот в крові (Табл. 3), які визначались у хворих при даних порушеннях гормональної діяльності щитовидної залози. Значне зростання концентрації молочної кислоти (3,28±0,21 мкМоль/мл) і зменшення — піровиноградної (0,060±0,005 мкМоль/мл) при гіпотиреозі вказує на зменшення окислених еквівалентів піридиннуклеотидних кофер-ментів, які в кінцевому результаті зміщують рівновагу лактатдегідрогенази на утворення молочної кислоти.

Менш виражене зростання концентрації молочної кислоти (Табл. 2), яке відбувається при високому вмісті піровиноградної кислоти, також вказує на пригнічення окисних процесів в циклі Кребса. Останнє однак, є наслідком порушення спряженості окисного фосфорилювання, що характерне хронічним тиреотоксикозам, де катаболічні процеси в гіперфункціонуючих мітохондріях перевищують анаболічні і приводять до глибоких дистрофій та мембрано-деструктивних змін, які на тканинному рівні виражаються, як показали електронно-мікроскопічні дослідження, в різних морфоструктурних та цитологічних порушеннях.

Нагромадження в крові хворих гіпо-і гіпертиреозом таких метаболітів, як /3-ліпопротеїдів, кетонових тіл (Табл. 2, 3), також підтверджує, що основною причиною порушення енергетичного обміну і пов’язане з ним виникнення дистрофій, є недостатня утилізація цих метаболітів в окисних і синтетичних процесах. Такий погляд узгіднюється і з результатами інших біохімічних досліджень (А. І. Марзоєв, 1982; Є. А. Демуров, 1985; В. В. Давидов, 1991), в яких при допомозі міченого радіоактивними

\

Таблиця 2

Зміни біохімічних показників крові хворих з гіперфункцією щитовидної залози (п—17, М±ш)

Показники Контроль До традиц. лікування Після традиц. лікування До лікування, ан-тиоксидан. Після лікув. ан-тиоксидан.

Малоновий діал. (мкМоль/мл) Дієнові кон’гог. (мкМоль/мл) Каталаза (мкМоль/мл) Молочна к-та (мкМоль/мл) Піровиног. к-та (мкМоль/мл) /3-ліпопротеїди (мг %) Кетонові тіла (мкМоль/мл) 100,35±2,64 3,01 ±0,47 1,104+0,0063 1,465+0,262 0,076+0,017 505,99±53,27 2,30±0,35 137,04+15,75* 6,83±0,63* 0,11+0,03 3,06+0,50* 0,091 ±0,01 1032,68±100,14* 4,81 ±0,51* 117,44±9,80* 4,66±0,76 0,097+0,028* 2,10±0,06* 0,042±0,008* 712,22±70,12* 3,5+0,64* 140,15+11,43* 7,34+0,97* 0,120+0,037* 3,014±0,838 0,071 ±0,023 1082,76±318,3* 5,10+0,11* 92,91 + 10,3 5,26±1,05 0,069+0,001* 1,828±0,449 0,073±0,008 701,76+99,83* 2,43+0,35

Примітка: * — р<0,05 в порівнянні з контролем. Таблиця 3 Зміни біохімічних показників крові хворих з гіпофункцією щитовидної залози (п—16, М±ш)

Показники Контроль До традиц. лікування Після традиц. лікування До лікування, ан-тиоксидан. Після лікув. ан-тиоксидан.

Малоновий діал. (мкМоль/мл) Дієнові кон’юг. (мкМоль/мл) Каталаза (мкМоль/мл) Молочна к-та (мкМоль/мл) Піровин. к-та (мкМоль/мл) /3-ліпопротеїди (мг %) Кетонові тіла (мкМоль/мл) 100,35±2,64 3,01+0,47 0,104+0,0063 1,465+0,262 0,076+0,017 505,99+53,27 2,30+0,35 164,77 ± 14,11* 6,32+0,53* 0,13 ±0,0038 3,28±0,21* 0,06±0,005* 1243,30+104,74* 4,21 ±0,71* 124,87±3,82* 5,82+0,43* 0,113±0,016 2,81+0,21* 0,056 ±0,005 911,68+78,12* 3,80±0,51* 132,18 ±8,46* 6,66+0,99* 0,129±0,032* 3,11 ±0,99* 0,058±0,014* 1222,22±22,75* 4,30±0,41* 104,19+12,51 3,92±0,49 0,075+0,14 1,26±0,16 0,076+0,011 705,62+95,11* 2,51+0,52

Примітка: * — р<0,05 в порівнянні з контролем.

вуглецем (14С) малонового діальдегіду та малонової кислоти, вказано на можливість їх утилізації як в окисних процесах, так в синтезі жирних кислот і фосфоліпідів. Пригнічення цієї реакції в циклі Кребса безпосереднім введенням АТФ та відновлених піридиннуклеотидів в інкубаційне середовище приводить до пригнічення включення малонового діальдегіду в катаболічні процеси і активує реакції їх використання в ліпогснезі. Однак при глибоких дистрофічних енергодефіцитних станах і ці процеси пригнічуються і приводять до нагромадження недоокислених метаболітів в токсичних концентраціях.

Крім цього, на правильність наших тверджень вказує характер змін досліджуваних метаболічних показників, які встановлені після курсу лікування хворих з гіпо-і гіпертиреозом. Результати досліджень хворих на гіпотирео з після проведення курсу лікування, з включенням в комплексну терапію тироксину, що компенсує недостатність гормональної функції щитовидної залози, і який безпосередньо активує окисно-відновні процеси, і мерказолілу, котрий пригнічує гіперактивність окисних реакцій, наведені в табл. 2, 3.

Особливо ефективність лікування зростає, коли в терапевтичний комплекс включені препарати антиоксидантної дії (альфа-токоферолу і аскорбінової кислоти). Ці препарати корегують метаболічні порушення, забезпечують стабілізацію функціонуючих мембран мітохондрій і цитоплазматичних структур, а також підвищують інтенсивність, потужність та спряженість окисно-відновних процесів. Оскільки, як засвідчують численні дослідження, здатність взаємодії альфа-токоферолу з вільними радикалами поліненасиче-них жирних кислот, на рівні мембран, не обмежуються їх антиоксидантною дією, а безпосередньо впливають на фізико-хі-мічні процеси мітохондрій. Це також зумовлює відновлення їх функціональної, окисно-фосфорилюючої активності як акцептор іонів водню, так і стимуляції синтезу убіхінона та ферментів дихального ланцюга (В. Г. Донченко, 1988).

Аскорбінова кислота, як синергіст і регенератор альфа-токоферолу також сприяє підвищенню потужності дихальних ферментів та спорідненості до кисню. Очевидно, так можна пояснити високу ефективність даних антиоксидантів у регуляції перекисного гомеостазу при лікуванні різних захворювань і захисту організму від пошкоджуючих екстремальних впливів, А також у формуванні метаболічного стану, що забезпечує оновлення фосфоліпідного складу мембран адекватною інтенсивністю та спряженістю окисних процесів і ресинтезом їх основних ліпідно-білкових компонентів (М. Ф. Тимочко, 1992).

Такий стан метаболічних процесів мембран відіграє важливу роль, як в підтримуванні швидкості тих чи інших регуляторних ферментативних реакцій (циклічних нуклеотидів, ферментів синтезу нуклеїнових кислот та білків), так і в стійкості клітинних

мембран до різних екстремальних впливів і їх чутливості до нервово-гуморальної регуляції.

Все це засвідчує, що основним механізмом антиоксидантного захисту є не безпосереднє пригнічення вільнорадикальних процесів ферментними і неферментними антиоксидантами, а їх значення в регуляторних процесах, які забезпечують мобілізацію ендогенних високолабільних субстратів, та їх утилізацію, а також підтримує спряженість окисних і синтетичних реакцій і підвищення стабільності і активності клітинних структур та функціональних систем організму.

ВИСНОВКИ

1. Розвиток гіпо- і гіпертиреозу в експерименті і порушення гормонального статусу при захворюваннях щитовидної залози супроводжується активацією перекисного окислення і недостатністю антиоксидантного захисту.

2. Активація перекисного окислення ліпідів і зменшення антиоксидантної активності приводить до порушення стабільності клітинних мембран, активності АТФаз і електролітного обміну.

3. Порушення, при гіпо- і гіпертиреозі, балансу перекисного окислення ліпідів, зниження антиоксидантного захисту, зменшення мембранного потенціалу електролітного градієнту, порушення клітинних мембран є суттєвою причиною морфоцитологічних змін в міокарді.

4. Причиною розладів перекисного гомеостазу і електролітного обміну є пригнічення окисно-відновних процесів, порушення спряженості катаболічних і анаболічних та розлад репараційно-регенераторних механізмів функціонуючих систем.

5. Ефективність терапевтичного впливу, в основному, залежить від адекватності корекції окисно-відновних процесів, які катабо-лізують продукти перекисного метаболізму в енергетичний і пластичний обмін, антиоксидантний захист, активують ферментні системи електролітного обміну та зменшують клінічні симптоми, характерні для гіпо- і гіпертиреозів.

6. Особливості змін перекисного окислення, електролітного обміну, антиоксидантної активності в процесі розвитку тиреотоксикозу повинні враховуватись при розробці і оптимізації діагностичних, лікувальних програм, розладів функції щитовидної залози.

СПИСОК РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Перекисне окислення ліпідів в міокарді шлуночків при гіпо- і гіпертиреозі // Науково-методичні аспекти фізіології.— Львів, 1993.— С. 61—62.

2. Ультраструктура міокарду в умовах експериментального гіпо- і гіпертиреозу // Науково-методичні аспекти фізіології.— Львів, 1993.— С. 122—123. / співавт. В. І. Ковалишин/

3. Роль процесів ПОЛ в адаптаційних механізмах організмів з різнок резистентністю до екстремальних впливів // І Всеукраїнська науково-практичні

конференція “Здоров’я і освіта”.— Львів, 1993.— С. 172—173. / співавт.: О. І. Антонів, О. Г. Мисаковець, О. І. Мисаковець, М. Ф. Тимочко/

4. Вплив висотної гіпоксії на інтенсивність перекисного окислення ліпідів в гепатоцитах організмів з різною резистентністю до гіпоксії // 14 з’їзд Українського фізіологічного товариства ім. І. П. Павлова.— Київ, 1994.— С. 129—130./ співавт.: О. І. Антонів, О. І. Мисаковець, І. Ф. Тимочко/

5. Na,K,Cl-KOTpancnopT і Na/Il-обмін при гіпо- і гіпертиреозі // Експериментальна та клінічна фізіологія.— Львів, 1995.— С. 58. / співавт.: І. Ф. Думальська, В. П. Виговський, М. Ф. Тимочко, О. Г. Мисаковець/

6. Характер змін активності АТФаз і перекисного окислення ліпідів в міокарді лівого шлуночка при гіпо- і гіпертиреозі // Acta medica Leopoliensia, Львів, 1996, N 2—3,— С. 33—35/ співавт.: М. Ф. Тимочко, В. П. Виговський, О. Г. Мисаковець, І. Ф. Думальська/

7. A histochemical study of lectin-receptors in the submandibular salivary glands and pancreas // European Journal of Physiology (First FEPS congress September 9—12), Maastricht, the Netherlands, 1995.— p. 324 /co-author: Makejeva. J. V,, Yastchenko A. M./

8. Особливості змін градієнтів концентрацій Na+ і К+ в крові хворих при гіпо-і гіпертиреозі // Галицький лікарський вісник, Івано-Франківськ.— 1996.— Т. З — N 1—2.— С. 76—79 / співавт.: В. П. Виговський, І. Ф. Думальська, М. Ф. Тимочко, О. Г. Мисаковець/

АННОТАЦИЯ

Панасюк М. Т. Особенности нарушения структурно-обменных процессов в миокарде при тиреоидной патологии.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук по специальности 14.03.05 — патологическая физиология. Львовский медицинский институт, Львов, 1996,

Нарушение баланса перекисного окисления липидов и антиокси-дантной активности при разных изменениях гормонального статуса щитовидной железы является существенным в патогенезе повреждения клеточных мембран, уменьшении электролитного градиента эритроцитов и развитии деструктивных изменений компонентов пламолемы, митохондрий и лизосом кардиомиоцитов. Причиной нарушения гомеостаза, электролитного обмена и развития деструктивных процессов является угнетение окислительно-восстановительных реакций, нарушение сопряженности метаболического и анаболического обменов, и повреждение репараторно-регенератор-ных механизмов функционирующих систем организма. Эффективность терапевтической коррекции патогенетических нарушений при заболеваемости щитовидной железы, в основном, зависит от адекватности стимуляции окислительно-восстановительных процессов, которые обеспечивают элиминацию и включение продуктов окислительного метаболизма в энергетический и пластический обмен, способствующие стабилизации клеточных мембран и индукции ферментов электролитного обмена и антиоксидантной защиты.

Ключевые слова: электролиты, АТФазы, N3, К, С1-котран-спорт, гипотиреоз, гипертиреоз, перекисное окисление липидов, мембранный градиент.

Panasyuk M.T. THE PECULIARITIES OF DERANGEMENT OF STRUCTURAL AND METABOLIC PROCESSES IN MYOCARD IN THYROID GLAND PATHOLOGY.

The dissertation for degree of candidate of medical sciences in speciality 14.03.05 — pathologic physiology, Lviv State Medical Institute, Lviv, 1996.

On defence of this theses are offered the results of clinical and experimental researches of derangement of inter relations in peroxidic lipid oxidation and energy exchange in development of thyrotoxic heart. We have shown that derangement.

In peroxidic lipid oxidation and antioxidic activity in different alterations of hormonal status of thyroid gland is an essential link in pathogenesis of cell membrane injury, decrease of electrolitic gradient in erythrocyte membrane and development of destructive changes of plasmolemma components, mitochondria and lysosomas of cardiac myocytes. The cause of homeostasis derangement, electrolytes exchange and development of destructive processes is a depression of oxidation-reduction reactions, derangement of conformity of metabolic and anabolic metabolism, injury of reparative and regenerative mechanisms of organism systems. The effectiveness of therapy in order to prevent the derangement of thyroid gland function depends on adequacy of stimulation of oxidation-reduction processes.

These processes procure the inclusion of products of oxidative metabolism in energetic and plastic metabolism. These all lead to stabilisation of cell membranes and induction of enzymes responsible for electrolytic metabolism and antioxidative defence.

Key words: membrane gradient, electrolytic metabolism, hyperthyroidism, hypothyroidism, catabolism, ATP-asa, Na,K,CI-cotran-sport, peroxidic lipid oxidation.

Підписано до друку 25.01.1996 р. Формат 60*90 1/16. Друк офсетний. Тираж 100. Зам. 59-6.

Львівська книжкова фабрика “Атлас”, Львів, Зелена, 20.