Гормональная дизрегуляция как компонент хронического эндотоксикоза (морфофункциональное исследование) (01.06.2009)

Автор: Калашникова Светлана Александровна

Экспрессия NOS-3 в сосудах панкреатических островков увеличивалась с 3% до 23% к 90-м сут хронического ЭТ, иммунопозитивные эндотелиоциты локализовались преимущественно в капиллярах по периферии островков. При изучении экспрессии TRAIL на ранних сроках эксперимента определялось окрашивание единичных эндокриноцитов и ацинарных клеток (4%), к 90-м сут ЭТ иммунопозитивных инсулоцитов было значительно больше (29%), они располагались диффузно на территории островка. На 30-е сут хронического ЭТ единичные каспазо-позитивные клетки выявлялись на границе с ацинарной тканью, по мере увеличения сроков эксперимента появлялись все более многочисленные клетки с экспрессией каспазы-3 на периферии островков.

При ультрамикроскопии островков Лангенгарса на 30-е сут ЭТ отмечено увеличение количества секреторных везикул в ?-клетках при незначительном уменьшении количества везикул в ?-клетках. В дальнейшем в большинстве ?-клеток выявлялось большое количество секреторных везикул, а количество ?-клеток продолжало снижаться, в них все чаще обнаруживались признаки пониженной секреторной активности: полиморфизм гранул и появление более крупных везикул. При морфометрии к 30-м сут выявлялись увеличение фактора формы кариолеммы и количества эухроматина в ядре, расцененные как признаки активации ядерного аппарата. Уменьшение ОД митохондрий (в 1,26 раза по сравнению с показателями в контрольной группе) на фоне увеличения их яркости (в 1,1 раза). К 60-м сут ОД митохондрий несколько увеличивалась, а относительная яркость их матрикса оставалась практически на том же уровне, что свидетельствовало о напряженности энергетических процессов в клетке. Секреторная активность ?-клеток увеличилась, о чем можно судить по достоверному приросту ОД везикул (в 1,53 раза, P<0,05). К окончанию эксперимента (90-е сут) зарегистрировано уменьшение фактора формы, яркости активного хроматина, ОД митохондрий, их относительной яркости и ОД секретируемых везикул. Все это в совокупности расценено как признаки снижения секреторной активности ?-клеток.

Уровень инсулина при хроническом ЭТ на 30-е и 60-е сут в обеих моделях определялся в пределах 15-20% выше показателей контрольной группы, а к 90-м сут процесса значительно снижался, достигая лишь 2/3 от значений в контроле (P<0,05). У животных контрольной группы имелась сильная обратная корреляционная связь между содержанием АКТГ и инсулина в крови (r = -0,87). На 30-е сут эксперимента происходило ослабление зависимости (r = - 0,51), а к окончанию эксперимента обнаружена уже умеренная положительная связь (r = 0,63).

. et al., 2006], но нами детализированы отдельные механизмы ее формирования при хроническом ЭТ в составе общей гормональной дизрегуляции.

Математический анализ и моделирование эндокринной дизрегуляции при хроническом эндотоксикозе.

Доказательство участия эндокринной дизрегуляции в пато- и морфогенезе хронического ЭТ было проведено с системных позиций при использовании математического моделирования с использованием корреляционного анализа и построения регрессионных уравнений. В результате корреляционного анализа между гормонами периферической крови, входящих в состав основных гормональных осей, и биохимическими маркерами эндогенной интоксикации выявлено значительное количество сильных и умеренных математических связей (рис. 6).

Рис. 6. Корреляционные связи между маркерами эндогенной интоксикации и профилем гормонов в крови у крыс контрольной группы и при хроническом ЭТ.

У животных контрольной группы гормоны тиреоидной оси не имели значимых корреляционных связей с маркерами эндогенной интоксикации. Для адреналовой оси установлено наличие сильных обратных связей кортизола с ВСММ (-0,85) и МДА (-0,79). Среди гормонов гонадной оси наиболее сильные корреляционные связи обнаружены между ЛГ и олигопептидами (0,77) – у самцов, эстрадиолом и ВСММ (0,84) – у самок.

На 30-е сут ЭТ произошло формирование сильных корреляционных связей между гормонами адреналовой оси и маркерами эндогенной интоксикации. На этом же сроке обнаружены значимые корреляции между гормонами тиреоидной оси: ТТГ, Т3, Т4. Гормоны гонадной оси имели сильные корреляционные связи с ВСММ, олигопептидами и МДА (r в пределах 0,78-0,98 по модулю). В динамике хронического ЭТ часть связей ослабло, однако основные гормоны осей сохраняли сильные связи с одним и более маркером эндогенной интоксикации. На 90-е сут сохранялась общая тенденция в образовании умеренных и сильных корреляционных зависимостей между гормонами эндокринных осей и маркерами эндогенной интоксикации.

Отдельные закономерности выявлены в корреляциях между уровнями гормонов и показателями повреждения печени и почек.

Установлено увеличение числа и усиление ранее существовавших корреляционных связей между гормонами тиреоидной оси и морфометрическими показателями печени и почек по мере увеличения срока эксперимента. Наиболее значимые корреляции: Т4 – ОД соединительной ткани печени (0,86), Т4 – ОД гепатоцитов (-0,84); Т4 – ОД интерстициальной ткани почек (0,88), Т4 – количество склерозированных клубочков (0,95).

Корреляционный анализ между содержанием половых гормонов у самцов и тяжестью ЭТ выявил рост количества и силы связей в ряду: ЛГ – ФСГ – тестостерон – пролактин по мере увеличения сроков ЭТ.

У самок при изучении корреляций между гормонами гонадной оси и морфометрическими показателями печени и почек наиболее сильные связи обнаружены у эстрадиола с ОД гепатоцитов (0,85), ОД соединительной ткани печени (-0,82) и количеством склерозированных почечных клубочков (-0,87).

Аналогичные многочисленные корреляционные связи, имеющие логическое обоснование, были обнаружены при попарном сопоставлении между группами количественных показателей, описывающих изменения в эндокринных органах, гормональном профиле и маркеров ЭТ.

В итоге, корреляционный анализ морфометрических показателей позволил нам на математическом уровне доказать участие различных элементов эндокринной системы в пато- и морфогенезе повреждения печени и почек при хроническом ЭТ (рис. 7).

- повреждающие влияния - компенсаторные влияния

Рис. 7. Обобщенные представления о влиянии различных структур эндокринной системы на развитие морфофункциональных изменений в печени и почках при хроническом ЭТ.

Одной из задач выполняемого статистического анализа является вычисление величин параметров, прижизненное измерение которых чрезвычайно инвазивно или практически невозможно, но сведения о которых диагностически значимы и весьма информативны. В то же время существуют показатели, с помощью которых оценивается тяжесть хронического ЭТ (биохимические маркеры эндогенной интоксикации) и/или наличие эндокринного дисбаланса (гормональный профиль). Они характеризуются малой инвазивностью при получении, точностью определения, технической простотой и экономической доступностью. Именно эти параметры были использованы для нахождения искомых морфометрических показателей.

Из всей генеральной совокупности в качестве искомых параметров нами отобраны морфометрические показатели эндокринных органов, которые формируют основные гормональные оси, вовлекаемые в патологический процесс при хроническом ЭТ.

После математических преобразований с пересчетом параметров в относительных единицах (Х) и учетом данных корреляционного анализа, в частности, для расчета ОД ацидофилов гипофиза было получено:

Для расчетного определения морфометрических показателей пучковой зоны коркового вещества надпочечников оказалось возможным построить следующую систему уравнений:

Для расчета функциональной активности щитовидной железы достаточно измерить параметры ?Т3своб.?, ?Т3общ.?, ?ВСММ?, ?Ацилаза почек?, ?МДА?, ?Олигопептиды?, ?Ацилаза почек? и решить систему уравнений:

Итак, разработана математическая модель, позволяющая с высокой долей вероятности прогнозитровать структурные изменения, возникающие в органах эндокринной системы при хроническом ЭТ.

Формировние концепции гормональной дизрегуляции как компонента хронического эндотоксикоза.

Итак, нами установлено, что длительная эндогенная интоксикация приводит к развитию гормональной дизрегуляции, которая характеризуется изменениями уровня гормонов в периферической крови и разобщением внутриосевых горизонтальных и вертикальных связей. С морфологических позиций, необходимо подчеркнуть стереотипность событий, происходящих в органах эндокринной системы. Они могут быть описаны на 30-е сут как преобладание явлений раздражения и стимуляции при крайнем истощении отдельных эндокриноцитов и дистрофии клеток с сохранением общей структуры желез. Дальнейшее повреждение реализуется в зональную атрофию эндокриноцитов. К 90-м сут атрофические процессы в эндокриноцитах и их нарастающий численный дефицит в результате апоптической гибели играют ключевую роль в формировании эндокринопатий при хроническом ЭТ. В то же время на самых поздних стадиях ЭТ присутствуют эндокриноциты в состоянии гиперстимуляции и гиперфункции.

Сопоставление гистологического, морфометрического и ультраструктурного исследований фолликулярных эндокриноцитов при хроническом ЭТ свидетельствовали о наличии нарушения секреции, и мозаичности повреждения, что проявлялось чередованием участков с повышенной функциональной активностью и фрагментов с явлениями истощения.

Элиминация и атрофия эндокриноцитов сопровождаются явлениями нарастающей стромальной пролиферации, развивающейся в паренхиме железы. Данное явление носит явный компенсаторный характер и является результатом цитокиновой агрессии в отношении паренхимы эндокринных органов. При этом пролиферация соединительной ткани возмещает не только убыль паренхимы, но и имеет определенное местно-стабилизирующее значение для оставшихся активных эндокриноцитов. Сосудистые нарушения имеют явно неспецифический характер и вызваны как цитокиновой агрессией, так и первичной природой эндогенной интоксикации. Данный механизм можно рассматривать как первичный для ряда дисметаболических, токсических и гипоксических повреждений эндокриноцитов. Сформировавшаяся полигландулярная эндокринопатия приводит к появлению в кровеносном русле ЭТС, которые оказывают вторичное повреждающее действие на органы-мишени и органы эндокринной системы (рис. 8).

Переходя к вопросу о механизмах повреждения органов эндокринной системы, следует сказать, что мы старались выделить наиболее значимые и типовые процессы, присущие большинству.

Говоря о роли NO-зависимой эндотелиальной дисфункции в механизме сосудистых реакций, морфологически выраженных в виде перивасулярного отека, полнокровия капилляров, очагов кровоизлияния, увеличения ОД соединительной ткани, которые выявлены при хроническом ЭТ во всех изученных эндокринных органах, необходимо подчеркнуть ее двойственное действие. С одной стороны, оксид азота является стимулятором фибропластических процессов, способствует прогрессированию стромальной пролиферации и активно участвует в капиллярогенезе [Голиков П.П., 2004; Дунай В.И., 2007].

С другой стороны, избыточное содержание оксида азота приводит к активации перекисного окисления липидов, вследствие этого образуется ряд токсических соединений, в том числе (при взаимодействие с супероксид-радикалами) – пероксинитрит, который является проапоптическим фактором [Мойбенко А.А. с соавт., 2005; Fan J. et al., 2002; Morishima N. et al., 2002].

Фрагменты поврежденного эндотелия совпадали с участками скопления NOS-3-позитивных клеток на территории всех изученных органов эндокринной системы. Обнаруженное увеличение экспрессии NOS-3 в местах повышенной стромальной пролиферации, является дополнительным свидетельством апоптической гибели эдокриноцитов и компенсаторном замещении функциональной паренхимы соединительной тканью.

Таким образом, NO-зависимая эндотелиальная дисфункция является существенным компонентом в развитии патологических изменений в эндокринных органах при хроническом ЭТ. Она максимально выражена в надпочечниках и гонадах, меньше - в инсулярном аппарате поджелудочной железы и гипофиза, и не имеет практического значения в щитовидной железе.

Проведенные исследования показали, что одним из ведущих механизмом устранения эндокриноцитов при хроническом ЭТ является ФНО-зависимый апоптоз. В базофильных аденоцитах гипофиза, щитовидной железе и яичниках на всех сроках эксперимента выявлялась гиперэкспрессия TRAIL (Apo 2L), запускающего механизм апоптоза, и нарастающая по мере увеличения длительности эксперимента. Его наличие означало появление чувствительности клетки к основному эндогенному посреднику ЛПС - ФНО. Параллельно увеличивалось количество иммунопозитивных клеток против каспазы-3, которая является ключевым маркером апоптоза. С момента преобразования проскаспазы-3 и активации каспазы-3, процесс гибели клетки становится необратимым [Еропкин М.Ю., Еропкина Е.М., 2003; Zucco F., 1996; Van Delft M.F., Huang D.C., 2006]. Таким образом, ведущим механизмом гибели эндокриноцитов при хроническом ЭТ в аденогипофизе, ЩЖ и яичниках являлся ФНО-зависимый апоптоз.

В тоже время в надпочечниках, семенниках и островках поджелудочной железы количество иммунопозитивных клеток против основных маркеров ФНО-зависимого апоптоза не имело достоверных различий с интактной группой. Мы полагаем, что в различных органах эндокринной системы количество рецепторов TRAIL, располагающихся на цитоплазматической мембране, вариабельно. Более того, в динамике ЭТ оно может изменяться неоднозначным и даже разнонаправленным образом. Вследствие этого, несмотря на идентичность воздействия ЭТС по длительности и концентрации, мы наблюдали различия в механизмах гибели эндокриноцитов.

Морфофункциональные изменения органов эндокринной системы при экспериментальной коррекции эндокринного дисбаланса у крыс при хроническом эндотоксикозе.

В результате проведенного анализа установлено, что наиболее значимыми гормонами, недостаток которых негативно отражается на выраженности эндогенной интоксикации и тяжести хронического ЭТ, являются кортизол, инсулин и эстрадиол. Если введение глюкокортикоидов и инсулина широко применяется в комплексном лечении сепсиса и состояний, сопровождающихся хронической эндогенной интоксикацией [Cooper M.S., Stewart P.M., 2003; Balk R.A., 2003; Briegel J. et al., 2004], то в отношении эстрогенов в качестве протективных препаратов при СПОН литературных данных нет. Повышенное содержание Т3 и Т4 в периферической крови усиливает эндогенную интоксикацию и является фактором, способствующим развитию органопатологии. Логично предположить, что одним из путей коррекции эндокринопатии при хроническом ЭТ может стать медикаментозное снижение уровня тиреоидных гормонов. Эти моменты послужили побудительным мотивом для проведения пробной патогенетической терапии эндокринопатии, возникшей при хроническом ЭТ, с помощью тиреостатиков и эстрогенов.

При микроскопическом исследовании печени и почек у крыс с хроническим ЭТ на фоне коррекции эндокринопатии были выявлены менее выраженные патологические изменения, чем в группе без коррекции. Применение тиреостатиков вызывало снижение убыли гепатоцитов на 21,6% и уменьшение прироста соединительной ткани - на 17,9%.

Коррекция эстрогенами, также приводила к уменьшению убыли гепатоцитов и уменьшению ОД соединительной ткани в печени, по сравнению с базовой моделью ЭТ, но в меньшей степени, чем тиреостатики (на 15,4 и 8,3%, соответственно). В почках введение эстрогенов сопровождалось уменьшением прироста ОД интерстициальной ткани, и к 90-м сут эксперимента (90-е сут) этот показатель был на 36,6% меньше, чем при ЭТ без коррекции. Склерозированные клубочки обнаруживались лишь на 90-е сут ЭТ, в то время как у крыс базовой модели они определялись на всех сроках эксперимента. Применение тиреостатиков снижало прирост ОД интерстициальной ткани почек лишь на 5,1% и уменьшало количество склерозированных клубочков на 23,7%, по сравнению с показателями морфометрии почек у крыс с хроническим ЭТ без коррекции эндокринопатии.

При изучении биохимических маркеров хронического ЭТ установлено, что при коррекции эндокринопатии как тиреостатиками, так и эстрогенами, происходило частичное уменьшение показателей выраженности эндогенной интоксикации (табл. 5).

Таблица 5


загрузка...