Preview

Проблемы Эндокринологии

Расширенный поиск

Состояние тироцитов крыс при окислительном стрессе

https://doi.org/10.14341/probl200551438-41

Полный текст:

Аннотация

Йод является важнейшим регулятором функциональной активности клеток щитовидной железы (ЩЖ), однако нарушение метаболических процессов в тироцитах может быть обусловлено, по-видимому, не только йодной недостаточностью. Цель работы - исследование влияния Fе2+/аскорбатзависимой активации окислительного стресса на функциональную активность тироцитов органной культуры ЩЖ крыс. Показано, что увеличение в среде концентрации альдегидных продуктов пероксидации липидов в 2,88-6,76раза (р < 0,001) сопровождается снижением наработки тироцитами тироксина (T4, наиболее выраженно через 6 ч (в 1,7-3,2 раза), увеличением экскреции трийодтиронина (Т3) на 120-250% и повышением в 1,5-3,0 раза соотношения Т3/Т4 в культуральной среде. Это, наиболее вероятно, следствие нарушения органификации йода в клетках ЩЖ в условиях активации окислительного стресса. Представленные данные позволяют авторам высказать предположение о выраженной чувствительности важнейших этапов биосинтеза тиреоидных гормонов в ЩЖ к повышению концентрации активных форм кислорода, перекисей, продуктов пероксидации липидов. Этот фактор может вносить определенный вклад в патогенез эндемической и зобной патологии ЩЖ.

Для цитирования:


Надольник Л.И. Состояние тироцитов крыс при окислительном стрессе. Проблемы Эндокринологии. 2005;51(4):38-41. https://doi.org/10.14341/probl200551438-41

For citation:


Nadolnik L.I. Rat thyrocytes under oxidative stress. Problems of Endocrinology. 2005;51(4):38-41. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/probl200551438-41

Йод играет центральную роль в физиологии щитовидной железы (ЩЖ). Этот микроэлемент является не только незаменимым субстратом для синтеза тиреоидных гормонов, но и регулятором гор- моногенеза и пролиферации тироцитов. Длительное время йодная недостаточность считалась практически единственным фактором, провоцирующим развитие эндемической зобной патологии, а также узловой патологии ЩЖ. Однако увеличение числа заболеваний ЩЖ у лиц, проживающих в экологически неблагоприятных районах [ 1, 6], однозначно свидетельствует о том, что не только дефицит эндогенного йода провоцирует нарушение . функции ЩЖ. Отмечен рост узловой патологии (аденомы, рака, коллоидных узлов), а также аутоиммунного тиреоидита у жителей Маршалловых островов [7, 12], Хиросимы и Нагасаки после взрыва атомной бомбы [19], а также Белоруссии, России и Украины после аварии на Чернобыльской АЭС [1, 15, 16]. Какие же факторы могут стимулировать нарушение функции ЩЖ? До настоящего времени механизмы развития аутоиммунной патологии ЩЖ, возникновения доброкачественных и злокачественных опухолевых узловых образований окончательно не установлены.

‘Работа выполнена при финансовой поддержке Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований (грант № Б01-343).

Хорошо известен ряд специфических структурно-функциональных особенностей клеток ЩЖ: тироциты относятся к немногочисленным клеткам, специализированный метаболизм которых предполагает постоянное образование высоких концентраций активных форм кислорода в ответ на физиологическое стимулирующее действие тиреотропного гормона; важнейшие этапы биосинтеза тиреоидных гормонов в тироцитах теснейшим образом сопряжены с клеточной мембраной: это сим- порт йода недавно открытым специфическим натрий-йодным симпортером [8], окисление йодида ассоциированной на апикальной мембране тиреопероксидазой; органические соединения йода являются внутриклеточными медиаторами, регулирующими рост и пролиферацию клеток ЩЖ.

Эти особенности предполагают, что значительное нарушение процессов поглощения и органи- фикации йода в клетках ЩЖ можно наблюдать в условиях активации окислительного стресса. Активность различных звеньев антиоксидантного статуса ЩЖ детально не исследована, и это представляет особый интерес в связи со специфическим фолликулярным строением ткани ЩЖ, где по сути органификация йода происходит во внеклеточном фолликулярном пространстве.

Основная задача нашей работы — изучить влияние Бе2+/аскорбатзависимой активации перекисного окисления липидов (ПОЛ) на функциональную активность тироцитов органной культуры ЩЖ крыс в условиях культивирования in vitro.

Материалы и методы

Органную культуру ЩЖ крыс получали с использованием метода, отработанного нами ранее для ЩЖ новорожденных поросят и человека [2]. ЩЖ у крыс брали в стерильных условиях и помещали в раствор Хенкса, измельчали до размеров — 1,5 мм3, тщательно отмывали раствором Хенкса ■: помещали в сосуд для культивирования. Культивирование проводили в среде 199 с солями Хенкса, 20 мМ HEPES и L-глутамином, содержащей 1% эмбриональной телячьей сыворотки, 10 ЕД/мл пенициллина, 10 мг/мл стрептомицина, в закрытых сосудах при 37°С. После 24 ч культивирования отбирали пробы среды для определения в ней содержания трийодтиронина (Т3) и тироксина (Т4) (нулевая точка). В культуральную среду вносили Fe2+/acKop- бат в концентрациях 0,1 • 10_3, 0,2* 10~4, 0,1 • 10-4, ?,4 • 10-5, 0,2 • 10~5 М. Пробы среды для определения концентрации гормонов брали через 1, 2, 4, 6 ч и 1,2, 4 сут после добавления прооксидантов. После 1 сут культивирования в присутствии прооксидантов проводили полную замену среды и далее культивирование осуществляли в новой среде (2— 4 сут). В культуральной среде определяли содержание Т3 и Т4 радиоиммунологическим методом с использованием наборов ХОП ИБОХ НАН Республики Беларусь, а также концентрацию стабильных альдегидных продуктов ПОЛ, реагирующих с тио- барбитуровой кислотой (ТБКРС) [5].

Результаты и их обсуждение

Внесение в культуральную среду Бе2+/аскорбата в концентрациях 0,1 • 10_3, 0,2 • 10-4 М сопровождается выраженным повышением содержания стабильных альдегидных продуктов ПОЛ уже через 2 ч (рис. 1).

При концентрации прооксидантов 0,1 • 10~3 М уровень ТБКРС возрастает наиболее значительно — в 2,88—6,76 раза по сравнению с контрольными значениями. Активация свободнорадикального окисления в значительной мере влияет на функциональную активность культивируемых тироцитов. Об этом в первую очередь свидетельствует изменение соотношения синтезируемых гормонов Т34 в среде (рис. 2). Как видно из представленных данных, соотношение Т34 в контрольных пробах сохраняется практически постоянным в течение 24 ч эксперимента. В условиях Ее2+/аскорбатзависимой активации ПОЛ наблюдали значительное увеличение (в 1,5—3,0 раза) соотношения Т34 через 2—24 ч при концентрациях прооксидантов 0,1 • 10_3, 0,2 • 10-4 М, что обусловлено как повышением уровня Т3 в среде, так и снижением содержания Т4.

Рис. 3. Содержание Т3 в культуральной среде (в % по отношению к нулевой точке) при Ре2+/аскорбатзависимой активации ПОЛ. Здесь и на рис. 4 по осям абсцисс за "0" принята точка добавления прооксидантов.

Рис. 4. Содержание Т4 в культуральной среде (в % по отношению к нулевой точке) при Ре2+/аскорбагзависимой активации ПОЛ.

При концентрациях Ре2+/аскорбата 0,1 • 10~3, 0,2 • 10~4 М на протяжении 2—24 ч наблюдали выраженное повышение (рис. 3), которое составляет 120—250% по сравнению с исходным уровнем (нулевая точка). И лишь к 48 ч опыта уровень Т3 снижался до контрольных значений. При более низких концентрациях прооксидантов повышение содержания Т3 в среде менее выражено или отсутствует. Другая закономерность выявлена нами в изменении наработки клетками основного гормона ЩЖ Т4 (рис. 4). При концентрациях прооксидантов 0,1 • 10~3—0,1 • 10"4 М наблюдается, по-видимому, ингибирование синтеза Т4, поскольку его уровень в культуральной среде снижается на протяжении 2— 24 ч, наиболее выраженно к 6 ч опыта (в 1,7—3,2 раза). При концентрации в среде Ре2+/аскорбата 0,4 • 10~5 М содержание Т4 снижается лишь к 6 ч, и только при концентрации Ре2+/аскорбата 0,2- 10-5 ингибирующий эффект прооксидантов отсутствовал, более того, наработка Т4 тироцитами была еще более значительной, чем в контроле. Уровень Т4 в среде повышался через 1 ч на 35,0%, далее наблюдали снижение через 4 ч и еще более значимое повышение (на 78,8%) через 24 ч. Необходимо отметить, что незначительная стимуляция синтеза Т4 отмечена через 1 ч и при более высоких концентрациях в среде прооксидантов, однако в дальнейшем она сменялась угнетением наработки этого гормона.

Полученные данные однозначно свидетельствуют о том, что активация процессов свободнорадикального окисления сопровождается выраженными сдвигами в реакциях синтеза тиреоидных гормонов в клетках ЩЖ. Поскольку активация окислительного стресса вызывает увеличение продукции менее йодированного гормона Т3 и снижение — более йодированного Т4, можно полагать, что эти сдвиги обусловлены нарушением процессов орга- нификации йода в тироцитах. Это, по-видимому, возможно, на этапе окисления йода тиреопероксидазой, поскольку установлено, что высокие концентрации Н2О2 и супероксидного радикала ингибируют тиреопероксидазу [11]. Кроме того, показано, что Н2О2 вызывает повреждение (увеличивает фрагментацию) тиреоглобулина [10]. По-видимому, состояние антиоксидантного статуса тироцитов значительно влияет на их функциональную активность, учитывая, что специализированный метаболизм этих клеток предполагает образование в высокой концентрации активных форм кислорода. Показано, что активация окислительного стресса приводит к индукции апоптоза и некроза тироцитов [9, 18]. Представляют интерес данные авторов, показавших, что важнейший регулятор функции ЩЖ тиреотропный гормон регулирует и транскрипцию тиолспецифического антиоксиданта в ЩЖ [13]. Полученные данные согласуются с более ранними нашими результатами, полученными в экспериментах in vivo, где было установлено, что воздействие внешнего радиационного излучения в дозах 0,25—5,0 Гр сопровождается активацией окислительного стресса в ЩЖ и снижением концентрации Т4, а в более поздние сроки — и Т3 в крови крыс [4]. Активацией окислительного стресса в клетках ЩЖ авторы объясняют развитие гипотиреоидного состояния у голубей при голодании [17]. Не исключено, что следствием окислительных повреждений тироцитов является развитие узловой патологии ЩЖ, поскольку в узловой ткани аденомы и рака ЩЖ больных, оперированных по поводу эутиреоидного узлового зоба, обнаружены значительная активация антиоксидантных систем и повышение концентрации токсичных продуктов пероксидации липидов [14].

Таким образом, представленные данные свидетельствуют о том, что активация окислительного стресса, сопровождающаяся повышением концентрации активных форм кислорода, перекисей, продуктов пероксидации липидов, может рассматриваться как фактор, вызывающий нарушение метаболизма йода в тироцитах, что, по-видимому, может играть определенную роль в патогенезе эндемического и узлового зоба. Однако механизмы реализации ингибирующего эффекта окислительного стресса, безусловно, требуют более детального исследования.

Выводы

  1. Ре2+/аскорбатзависимая активация окислительного стресса in vitro вызывает увеличение соотношения гормонов Т34 в культуральной среде, что обусловлено снижением экскреции Т4 и увеличением продукции Т3 тироцитами органной культуры ЩЖ крыс.
  2. Выраженное нарушение экскреции тиреоидных гормонов в условиях активации окислительного стресса свидетельствует о модулирующей роли активных форм кислорода, продуктов пероксидации липидов в отношении процессов биосинтеза тиреоидных гормонов в клетках ЩЖ.

Список литературы

1. Дедов В.И., Дедов И.И., Степаненко В.Ф. Радиационная эндокринология. - М., 1993.

2. Надольник Л.И., Гривачевский А.С., Басинский В.А. // Труды Регионального эндокринологического науч.-практ. центра. - 1997. - № 1-2. - С. 103-112.

3. Надольник Л.И., Басинский В.А., Мартынчик Д.И., Виноградов В.В. // Рос. физиол. журн. - 2001. - Т.87, № 3. - С. 375-382.

4. Надольник Л.И., Нецецкая 3.В., Виноградов В.В. // Радиац. биол. Радиоэкол. - 2003. - Т.45, № 1. - С. 65-70.

5. Стальная И.Д., Гаришвили Т. . // Современные методы в биохимии / Под ред. В.Н. Ореховича. - М., 1977. - С. 66-68.

6. Талантов В.В. // Пробл. эндокринол. - 1989. - Т.47, № 4. - С. 43-45.

7. Canard R., Rall, Sntow W. // N. Engl. J. Med. - 1966. - Vol.274. - P. 1391-1399.

8. Dai G., Levy 0., Carrasco N. // Nature. - 1996. - Vol.379. - P. 458-460.

9. Donnini D., Zambito A.M., Perrella G. et al. // Biochem. Biophys. Res. Commun. - 1996. - Vol.219, № 2. - P. 412-417.

10. Duthoit C., Estienne V., Giraud A. et al. // Biochem. J. - 2001. - Vol.360, Pt 3. - P. 557-562.

11. Fukayama H., Murakami S., Nasu M., Sugawara M. // Thyroid. - 1991. - Vol.1, № 3. - P. 267-271.

12. Hamilton N., Belle G., Lo Gerfo J. // J. A. M. A. - 1987. - Vol.258. - P. 629-636.

13. Kim H., Park S., Suh J. et al. // Cell. Physiol. Biochem. - 2001. - Vol.11, № 5. - P. 247-252.

14. Nadolnik L., Petushok N., Khomich Т., Grivachevsky A. // XXXVIII Zjazd Polskiego Towarzystwa Biochemicznego. - Wroclaw, 2002. - P. 185.

15. Nikiforov Y., Gnepp D.R., Fagini J. A. // J. Clin. Endocrinol. Metab. - 1996. - Vol.81. - P. 9-14.

16. Pacini F., Vorontsova Т., Molinaro E. et al. // Lancet. - 1998. - Vol.352. - P. 763-766.

17. Prem P., Parihar M.S., Malini L, Pradeep K.G. // Biochem. Mol. Biol. Int. - 1998. - Vol.45, № 1. - P. 73-83.

18. Riou C., Remy C., Rabilloud R. et al. // J. Endocrinol. - 1998. - Vol.156, № 2. - P. 315-352.

19. Socolow E., Hashizume A., Neviishi S. // N. Engl. J. Med. - 1963. - Vol.268. - P. 406-410.


Об авторе

Л. И. Надольник

Институт биохимии НАН Республики Беларусь


Беларусь


Для цитирования:


Надольник Л.И. Состояние тироцитов крыс при окислительном стрессе. Проблемы Эндокринологии. 2005;51(4):38-41. https://doi.org/10.14341/probl200551438-41

For citation:


Nadolnik L.I. Rat thyrocytes under oxidative stress. Problems of Endocrinology. 2005;51(4):38-41. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/probl200551438-41

Просмотров: 70


ISSN 0375-9660 (Print)
ISSN 2308-1430 (Online)