Влияние ионизирующих излучений на щитовидную железу

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………………….....3

1 ПОСЛЕДСТВИЯ ПОВРЕЖДЕНИЯ  ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ ИОНИЗИРУЮЩИМ ИЗЛУЧЕНИЕМ………………………………………………………………………………..….4

1. Аутоиммунные тиреоидиты - ранние последствия облучения……………………..4

      1.2 Рак щитовидной железы как последствие облучения…………………………….....5

2 ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ  γ-ИЗЛУЧЕНИЯ В МАЛЫХ ДОЗАХ НА ТИРЕОИДНЫЙ СТАТУС КРЫС………………………………………………………………..6

3 ФУНКЦИОНАЛЬНО–МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ КРЫС ПОСЛЕ ОДНОКРАТНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ВНЕШНЕГО γ-ИЗЛУЧЕНИЯ………………………………………………………………..…..8

4 ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО  ФРАКЦИОНИРОВАННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ВНЕШНЕГО ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ФУНКЦИОНАЛЬНУЮ АКТИВНОСТЬ ЩЖ КРЫС ПРИ ПОВЫШЕННОМ ПОТРЕБЛЕНИИ ЙОДИДА КАЛИЯ………………………...10

    4.1 Влияние ионизирующего излучения на тиреоидный статус крыс, получавших повышенные дозы йодида калия………………………………………………………………..11

4.2 Влияние ионизирующего  излучения на метаболизм йодида  в ЩЖ крыс, получавших повышенные дозы йодида калия………………………………………………………….11

4.3 Влияние ионизирующего  излучения на активность ТПО  в ЩЖ крыс, получавших повышенные дозы иодида калия……………………………………………………………….11

4.4 Влияние ионизирующего  излучения на органификацию иодида  в ЩЖ крыс, получавших повышенные дозы иодида калия……………………………………………………...12

5 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТАБОЛИЗМА ЙОДИДА В ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЕ КРЫС В РАННИЙ И ОТДАЛЕННЫЙ ПЕРИОДЫ ПОСЛЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ВНЕШНЕГО

ФРАКЦИОНИРОВАННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ γ-ИЗЛУЧЕНИЯ…………………………….12

ЗАКЛЮЧЕНИЕ..…………………………………………………………………………....14

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………………………….15 

ВВЕДЕНИЕ

Длительное время щитовидная железа (ЩЖ) считалась радиорезистентным органом, что основывалось на отсутствии эффекта со стороны ее секреторной функции, быстрой регенерации ее эпителия [10], а также на том, что гибель клеток ЩЖ и развитие гипотиреоза возникали лишь при воздействии γ-излучения в высоких дозах [31]. Однако значительное возрастание частоты случаев патологии ЩЖ в период после Чернобыльской аварии у лиц, проживающих на территориях с повышенным радиационным фоном [5, 7], вызывает необходимость пересмотреть данное положение. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в результате аварии на Чернобыльской АЭС из реактора выброшено в окружающую среду в 200 раз больше радиоактивных материалов, чем при взрыве атомных бомб, сброшенных на Хиросиму и Нагасаки. Важнейшей особенностью, характеризующей эту аварию, является выброс в окружающую среду 44 МКи ¹³¹I (если учитывать более короткоживущие изотопы ¹³²I—¹³⁵I, эта доза должна быть существенно увеличена). Следует напомнить, что I и его изотопы имеют выраженную тропность к щитовидной железе, поэтому ее повреждение - одно из серьезных последствий Чернобыльской аварии.

Многочисленными исследованиями было установлено, что рак щитовидной железы (РЩЖ) является одним из наиболее типичных радиационно-индуцированных новообразований [26]. Сам факт возникновения случаев РЩЖ после аварии на ЧАЭС не стал новостью для специалистов, но неожиданным был огромный рост заболеваемости РЩЖ у детей в первые годы после аварии: всего за это время было зарегистрировано более 4 тысяч случаев РЩЖ у детей, которым было от 0 до 15 лет на момент аварии [22].

Значительный интерес представляет внешнее облучение, поскольку показано, что ЩЖ в 5 раз более чувствительна к внешнему воздействию

γ-излучения, чем к внутреннему, вызванному инкорпорированными радиоизотопами йода [4].

1 ПОСЛЕДСТВИЯ ПОВРЕЖДЕНИЯ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

ИОНИЗИРУЮЩИМ ИЗЛУЧЕНИЕМ

Имеющиеся до аварии на ЧАЭС данные литературы не позволяли отнести щитовидную железу к органам, поражение которых при внешнем облучении может быть решающим в судьбе пострадавшего. Было известно, что клетки щитовидной железы достаточно устойчивы к радиационным воздействиям. Д₀ тиреоидных клеток, как и большинства других клеточных популяций организма, соответствуют 0,93 Гр [23], метаболические изменения возникают при дозах 90-120 Гр [40].

Но как минимум два обстоятельства должны были привлекать внимание радиобиологов.

1. Взаимосвязь облучения  области шеи с раком щитовидной  железы.

В 70-е годы началось серьезное  исследование последствий действия радиации на щитовидную железу. Было установлено, что существует приблизительно 20-30-летний период до развития карциномы щитовидной железы после облучения [25]. Эти же авторы установили, что за 7 лет, предшествующих публикации их статьи, в Чикаго в анамнезе 40% больных с диагнозом рак щитовидной железы было облучение области шеи. У 7 из 100 пациентов, у которых подвергалась радиационному воздействию область шеи, в период до 30 лет развился рак щитовидной железы [41].

Таким образом, были получены данные, позволяющие предполагать наличие  тесной взаимосвязи между радиационным воздействием и раком щитовидной железы.

2. Взаимосвязь болезней  щитовидной железы и гематологических  заболеваний.

Известно, что система  гемопоеза — наиболее чувствительна  к действию ионизирующего излучения и ее повреждение является причиной важнейших последствий действия радиации на организм. В последние годы установлена взаимосвязь между неходжкинскими лимфомами, другими лимфо- и миелопролиферативными заболеваниями и аутоиммунными тиреоидитами [28, 35, 43]. Установлена взаимосвязь аутоиммунных тиреоидитов и ряда других гематологических заболеваний [1].

Таким образом, поражение  щитовидной железы в результате действия ионизирующего излучения может существенно модифицировать ответ системы кроветворения на действие радиационного фактора.

1.1 Аутоиммунные тиреоидиты - ранние последствия облучения

В течение двух недель после воздействия радиации на щитовидную железу могут развиваться явления тиреоидита, сопровождающиеся симптомами воспаления и, возможно, некроза [37]. Утверждается, что хронический лимфоцитарный тиреоидит является частым заболеванием у пациентов, перенесших в детстве облучение щитовидной железы [36].

Так, в работе [45] установлено, что у 68% пациентов, которые в детстве были подвергнуты воздействию ионизирующего излучения в малых дозах, в щитовидной железе обнаруживают признаки лимфоцитарного тиреоидита.

Следует отметить, что в литературе имеются данные о том, что наличие аутоиммунного тиреоидита существенно повышает риск возникновения злокачественных лимфопролиферативных заболеваний, а также острых лейкозов [28, 35, 43]. Проблема взаимосвязи этих заболеваний приобрела особое значение в связи с Чернобыльской аварией, в результате которой важными мишенями для действия радионуклидов являлись щитовидная железа и система кроветворения.

Имеются некоторые, хотя и достаточно противоречивые, данные о взаимосвязи между тиреоидитом и раком щитовидной железы. Большая работа [30], посвященная этой проблеме, была выполнена в США, где было проведено морфологическое исследование 9287 образцов тиреоидной ткани. В 8,1% проб был диагностирован аутоиммунный тиреоидит, а карцинома — в 4,7% случаев. Одновременное наличие признаков лимфоцитарного тиреоидита и карциномы было выявлено в 10 раз чаще, чем карциномы без тиреоидитов. В 92% всех злокачественных опухолей щитовидной железы была выявлена лимфоцитарная инфильтрация внутри или вокруг опухоли [33]. Установлено, что в тех случаях, когда рак щитовидной железы развивается у пациентов, у которых в детском возрасте была облучена область шеи, тиреоидиты обнаруживаются приблизительно в 68% случаев [45]. Есть основания предположить наличие взаимосвязи между этими заболеваниями.

1.2 Рак щитовидной железы как последствие облучения

В настоящее время нет  сомнений, что у детей, проживающих в районах, пострадавших в результате аварии на ЧАЭС, наблюдается значительное увеличение частоты рака щитовидной железы. Так, по данным белорусских исследователей [16], с 1991 г наблюдается резкий подъем заболеваемости раком щитовидной железы. Скорость роста заболеваемости за послеаварийный период среди мужского населения выросла в 1,5 раза, у женского - в 18 раз. В наиболее пострадавшей Гомельской области скорость роста заболеваемости у мужчин увеличилась в 6 раз, а у женщин - в 73 раза.

Важнейшей особенностью поставарийного периода является резкое увеличение заболеваемости среди детей и лиц молодого возраста. Если за 9 доаварийных лет опухоль была выявлена у 9 подростков, то в период с 1986 по 1994 г. заболело 333 ребенка и 81 подросток [16].

В литературе имеются данные о достоверном увеличении числа раков щитовидной железы у перенесших атомную бомбардировку [39], аварию на Маршалловых островах [42].

Необходимо остановиться на хорошо документированных сведениях о значительной группе детей, щитовидная железа которых была подвергнута облучению в 1939-1962 гг. в Чикаго. В этом случае ионизирующее излучение использовали для лечения тонзилитов, аденоидов, облучения тимуса и других доброкачественных заболеваний [44]. Авторы указанной работы подробно обследовали когорту из 2634 человек, которым в возрасте до 16 лет облучали область шеи. Оказалось, что за прошедшие годы у 309 пациентов (11,73%) развился рак щитовидной железы и у 1043 (36,6%) — узлы разного типа; 60% опухолей возникло у тех особей, щитовидная железа которых была облучена в дозе менее 60 сГр. При этих дозах образование узлов наблюдалось в 57% случаев.

Установлено, что пик  относительного риска возникновения  опухолей проявляется к 25 годам после облучения [44], но эффекты радиационного воздействия прослеживаются до 40 лет (период наблюдения).

Авторы приходят к выводу, что наиболее значимым, модифицирующим фактором радиационного воздействия является возраст ребенка в период облучения [44].

2 ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ γ-ИЗЛУЧЕНИЯ

В МАЛЫХ ДОЗАХ НА ТИРЕОИДНЫЙ СТАТУС КРЫС

Показано, что фракционированное радиационное облучение в дозах 0.1 и 1.0 Гр в течение 10 дней вызывает фазные изменения функциональной активности щитовидной железы (ЩЖ) на протяжении года: гиперфункцию через 6 мес и снижение содержания трийодтиронина (Т₃) через 12 мес. [8]. При суммарной поглощенной дозе 0.5 Гр авторы [17] не обнаружили изменения концентрации тиреоидных гормонов в течение 180 сут после воздействия, а хроническое облучение в дозе 1 Гр сопровождается незначительным снижением уровня тироксина (Т₄) лишь через 1 год [6]. Однако значительный рост узловой патологии щитовидной железы у жителей загрязненных районов в пост-Чернобыльский период на территории Белоруссии, Украины, России [5, 7] а также исследования, проведенные после ядерного взрыва на Маршалловых островах [24], однозначно могут свидетельствовать о выраженной чувствительности ЩЖ к воздействию малых доз хронического радиационного излучения. Хроническое воздействие малых доз радиации способно вызывать как генетические нарушения, так и дисфункцию эндокринных желез [2].

В работе [14] проведено исследование непосредственных и отдаленных эффектов длительного воздействия внешнего радиационного излучения в малых дозах на состояние тиреоидного статуса крыс.

Исследования проведены на 120 крысах самках линии Вистар. Облучение животных проводилось двадцатикратно (по 5 раз в течение 4 нед) при мощности дозы 0.01017 Гр/с, фокусное расстояние равнялось 70 см. Разовые поглощенные дозы составили 0.1; 0.25; 0.5; Гр, а суммарные соответственно 2.0; 5.0; 10.0 Гр.

О функциональной активности щитовидной железы судили по уровню Т₄ и Т₃ в сыворотке крови. Снижение концентрации Т₄ и Т₃ наблюдается у крыс с поглощенной разовой дозой 0.5 Гр через 1, 30 и 180 сут после радиационного облучения. Содержание Т₄ снижается в 1.34—1.54 раза по сравнению с контролем, наиболее выражено через 30 сут после завершения воздействия, а - Т₃ в 1.24-1.43 раза, в наибольшей степени через 1 сут после облучения. Соотношение Т₃/Т₄ в крови облученных крыс увеличивается лишь через 30 сут после воздействия у животных в группе 0.5 Гр, что может быть обусловлено нарушением метаболизма тиреоидных гормонов в организме. Снижение концентрации Т₄ у экспериментальных животных при облучении разовой дозой 0.5 Гр (суммарная доза 10 Гр) во все исследуемые сроки однозначно свидетельствует о развитии радиационно-индуцированного гипотиреоза. При более низких дозах 0.1 и 0.25 Гр не обнаружили выраженного нарушения тиреоидного статуса. Принимая во внимание важную регуляторную роль тиреоидных гормонов в отношении ряда ферментов на уровне транскрипции мРНК, определили активность тиреоидзависимой НАДФ-малатдегидрогеназы (НАДФ-МДГ)в печени крыс. Через 1 мес. после облучения наблюдается дозозависимое снижение активности НАДФ-МДГ в печени всех облученных животных в 1.55-2.46 раза. А через полгода после радиационного воздействия сниженная активность НАДФ-МДГ сохраняется в печени крыс с разовой поглощенной дозой 0.25 Гр (в 1.5 раза) и 0.5 Гр (в 1.43 раза).

Учитывая, что концентрация Т₄ и Т₃ в крови крыс с дозой 0.1 и 0.25 Гр не отличается от контрольных значений, а активность тиреоидиндуцируемой НАДФ-МДГ в печени снижена, представленные данные можно трактовать как развитие "субклинического" гипотиреоза. Безусловно, внешнее облучение влияет на активность метаболических процессов в печени — показано снижение активности монооксигеназной системы печени при однократном облучении животных в дозе 2 Гр [3], структурные изменения как белкового, так и липидного компонентов митохондриальных мембран [9]. Однако считается, что обнаруженное снижение активности МДГ обусловлено недостаточностью тиреоидных гормонов, особенно учитывая малые дозы облучения, используемые в данном эксперименте, и высокую степень резистентности печени [10] к радиационному излучению. Не исключено, что развитие выраженного гипотиреоза у этих групп животных (0.1; 0.25 Гр) возможно в более поздние сроки.

Таким образом, проведенное исследование свидетельствуют о выраженном влиянии малых доз хронического радиационного облучения на тиреоидный статус крыс, которое проявляется в отдаленные сроки после воздействия нарушением метаболизма тиреоидных гормонов и развитием гипотиреоидного состояния.

3 ФУНКЦИОНАЛЬНО–МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ

ХАРАКТЕРИСТИКА

ЩИТОВИДНОЙ  ЖЕЛЕЗЫ КРЫС ПОСЛЕ ОДНОКРАТНОГО

ВОЗДЕЙСТВИЯ ВНЕШНЕГО γ-ИЗЛУЧЕНИЯ В БОЛЬШИХ И

МАЛЫХ ДОЗАХ В ОСТРЫЙ И ОТДАЛЕННЫЙ ПЕРИОДЫ

В работах [34, 46] показано, что как внешнее, так и внутреннее облучение - фактор, стимулирующий появление в ЩЖ аденом и злокачественных новообразований. Однако данные, полученные С. Boltze et al. [21], свидетельствуют, что однократное облучение области шеи крыс в дозе 4 Гр вызывает разрушение фолликулярной структуры ЩЖ, и лишь на фоне йодной недостаточности провоцирует развитие в ЩЖ крыс аденом и карцином.

Проведено исследование [15], основной задачей которого являлась комплексная функционально-морфологическая характеристика отдаленных эффектов воздействия однократного внешнего радиационного излучения на щитовидную железу крыс. Исследования проведены на 60 самках крыс. Облучение животных в возрасте 3 мес. проводилось однократно при мощности дозы 0.01017 Гр/с, фокусное расстояние равнялось 70 см. Поглощенные дозы составили 0.25,0.5, 1.0, 2.0,5.0 Гр.

О снижении тиреоидного статуса  свидетельствуют повышение соотношения Т₃/Т₄ в крови крыс при дозах 2.0 Гр (в 2.14 раза) и 0.25 Гр (в 1.39 раза) за счет снижения содержания Т₄ в крови; понижение содержания Т₄ в крови крыс после облучения в дозе 5.0 Гр (уровень снижен в 2.59 раза и составляет 11.3 ± 6.3 нмоль/л), изменение ультраструктуры тироцитов, уменьшение диаметра клеточных ядер и фолликулов. Вместе с тем, концентрация Т₄ в крови контрольных животных через 22 месяца после облучения составляет лишь 29.25 ± 4.97 нмоль/л, что значительно ниже, чем у животных в возрасте 3 мес, где уровень Т₄ в крови равен 64.2 ± 6.0 нмоль/л и в 1.41 раз ниже, чем у 12-месячных животных (41.4 ± 4.9 нмоль/л) [12]. Снижение тиреоидного статуса при старении, обусловлено, по-видимому, замедлением окислительных процессов [29] и уменьшением потребности в гормонах ЩЖ, о чем свидетельствует снижение в печени контрольных крыс активности НАДФ-МДГ до 12.68 ± 1.31 мк моль/л/мин г белка. У 12- месячных крыс активность НАДФ-МДГ составляет 56.5 ± 3.8 мкмоль/л/мин г белка [9]. Радиационное облучение уменьшает активность НАДФ-МДГ в 1.59 раза лишь в группе с дозой 5.0 Гр.

Обнаружены незначительные изменения в ткани щитовидной железы активности тиреопероксидазы - важнейшего этапа окисления и органификации йода. Активность ТПО повышена в 1.62 раза в группе облучения 0.25 Гр по сравнению с контролем. Повышение активности ТПО отмечается в ЩЖ крыс, содержащихся на диете с низким содержанием йода, а также у больных со спорадическим зобом [27]. Обнаружено некоторое увеличение массы ЩЖ, наиболее значительное в группе с дозой 0.5 Гр: в 1.3 раза.

Морфологические изменения характеризуются нарастанием диффузных и очаговых склеротических изменений в ЩЖ, наиболее выраженных при высоких дозах облучения (1.0-5.0 Гр), фокусы гемосидероза свидетельствуют, что выявленные изменения являются следствием радиационно-индуцированных деструктивных изменений паренхимы железы. В двух ЩЖ (при дозе облучения 0.5 Гр) выявлены участки с очаговой лимфоидной инфильтрацией, а в четырех ЩЖ (2.0 Гр) и по одной в группах при облучении в дозах 0.5 и 5.0 Гр обнаружены фолликулярные карциномы.

Годом позже было проведено морфологическое исследование [11] структуры щитовидной железы (ЩЖ) в острый (1, 3, 6, 24 ч) и отдаленный периоды (1,4, 24,48 нед) после однократного воздействия внешнего γ-излучения в дозах 0.25-5.0 Гр с использованием гистологического и электронно-микроскопического методов. В остром периоде преобладают морфологические изменения, отражающие функциональные сдвиги в ЩЖ (изменение диаметра ядер и фолликулов, плотности коллоида), имеющие нередко разнонаправленный характер. В более отдаленные сроки в ЩЖ обнаруживаются как деструктивные (коллоидоррагия, десквамация, кровоизлияния), так и репаративные изменения, завершающиеся развитием склеротических процессов и морфологическими признаками снижения функциональной активности железы (увеличение размера фолликулов, уплотнение коллоида, уплощение фолликулярного эпителия, выраженное уменьшение количества ультраструктур в тироцитах).

Проведенные исследования свидетельствуют, что однократное радиационное воздействие в дозе 0.25—5.0 Гр значительно ускоряет процессы старения в ЩЖ крыс и вызывает выраженное нарушение ее фолликулярной структуры и структуры тироцитов. Полученные экспериментальные данные подтверждают результаты клинических исследований и однозначно свидетельствуют о выраженной чувствительности ЩЖ к однократному внешнему радиационному воздействию как в высоких, так и в малых дозах.

4 ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ФРАКЦИОНИРОВАННОГО

ВОЗДЕЙСТВИЯ ВНЕШНЕГО ИОНИЗИРУЮЩЕГО  ИЗЛУЧЕНИЯ НА ФУНКЦИОНАЛЬНУЮ АКТИВНОСТЬ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ КРЫС ПРИ ПОВЫШЕННОМ ПОТРЕБЛЕНИИ ЙОДИДА КАЛИЯ

Важнейшим регулятором  функции ЩЖ является йод и, следовательно, эффекты ионизирующего излучения во многом могут зависеть от йодной обеспеченности организма. Применение тиреоидных блокаторов (таких, как йодид калия) считается одним из наиболее эффективных способов сведения риска радиационного воздействия к минимуму. У взрослых с нормальной функцией ЩЖ прием 100 мг иодида непосредственно перед воздействием радиоизотопов йода блокирует поглощение около 95% дозы [47], а последующий ежедневный прием 15 мг KI будет блокировать более 90%. В середине 80-х годов в статье [19] ведущих специалистов в области тиреоидологии, посвященной проблеме использования иодида калия как блокирующего агента в случае опасности заражения радиоизотопами иода, отмечалось отсутствие данных о побочном токсическом действии высоких доз KI. Однако и через 20 лет исследования, посвященные данному вопросу, единичны. Boltze и соавт. [21], изучавшие вопрос о влиянии уровня потребляемого иодида на онкогенез ЩЖ, индуцированный внешним радиационным облучением, показали, что наилучший протективный эффект имеет эутиреоидное состояние. Как низкое, так и высокое содержание иодида в диете повышало степень пролиферации тироцитов и индуцировало образование аденом.

Проведено исследование, целью которого являлось изучение влияния длительного (20 сут) воздействия фракционированного внешнего ионизирующего излучения в дозе 0.5 Гр на метаболизм иодида и функциональную активность ЩЖ крыс на фоне потребления повышенных доз иодида калия (10 суточных доз KI).

4.1 Влияние ионизирующего излучения на тиреоидный статус крыс, получавших повышенные дозы йодида калия

Общая концентрация тироксина (Т₄) была снижена на 66.1%, а трииодтиронина (Т₃) — на 29.5% по сравнению с контрольными значениями, только в группе крыс, подвергшихся длительному радиационному облучению. Следствием воздействия ионизирующего излучения явилось развитие гипотиреоза у экспериментальных животных (группа 3), что согласуется с ранее полученными данными [14]. Повышение в 2,3 раза соотношения Т₃/Т₄ х 10² в этой группе может свидетельствовать как о нарушении механизмов иодирования тиреоглобулина при облучении, так и о компенсаторных изменениях, характеризующих развитие гипотиреоза. Радиационное облучение на фоне потребления высоких доз KI не сопровождалось падением уровня Т₄, который соответствовал контрольным значениям, однако концентрация Т₃ в сыворотке этих животных снижалась на 22.6%.

4.2 Влияние ионизирующего излучения на метаболизм йодида в ЩЖ крыс, получавших повышенные дозы йодида калия

Для выяснения механизмов выявленных изменений гормонального фона было проведено исследование метаболизма иодида в ЩЖ. Концентрация общего иодида была повышена соответственно в 1.9 и 2.9 раза в ткани ЩЖ крыс, получавших KI (группа 2) и подвергшихся хроническому облучению на фоне потребления повышенных доз иодида (группа 4). Обнаружено повышение уровня неорганифицированной формы иодида в ЩЖ всех экспериментальных групп животных. Следствием избыточного потребления иодида калия у необлученных и облученных крыс явилось увеличение поглощения незаменимого субстрата для синтеза тиреоидных гормонов. Если концентрация свободного иодида повысилась в 7.0 раз в группе животных, получавших 10 суточных доз KI, то при дополнительном воздействии ионизирующего излучения это повышение было еще более значимо - в 14.3 раза. Экскреция иодида с мочой в данных группах закономерно возрастала в 2.8 и 4.8 раза по сравнению с контрольными животными. Необходимо отметить, что длительное облучение крыс, имеющих нормальную йодную обеспеченность, также сопровождалось ростом на 221.4% концентрации свободного (неорганифицированного) иодида в ткани ЩЖ.

4.3 Влияние ионизирующего излучения на активность ТПО в ЩЖ крыс, получавших повышенные дозы иодида калия

Активность ключевого  фермента биосинтеза тиреоидных гормонов была достоверно снижена в ЩЖ всех экспериментальных групп животных на 45.8-67.7%; наиболее значимо - у крыс, облучавшихся на фоне потребления 10 суточных доз KI. Ингибирование активности ТПО при введении KI на 45.8% и облучении на фоне введения KI - на 67.7% может вносить определенный вклад в повышение концентрации свободного иодида в ЩЖ животных данных групп.

4.4 Влияние ионизирующего излучения на органификацию иодида в ЩЖ крыс, получавших повышенные дозы иодида калия

Несмотря на сниженную активность ТПО, концентрация белковосвязанного иодида увеличивалась на 47.9 и 85.9% соответственно в ЩЖ крыс, потреблявших 10 суточных доз KI (группа 2) и те же дозы KI на фоне воздействия ионизирующего излучения (группа 4). Содержание белковосвязанного иодида не изменялось в ЩЖ крыс при длительном воздействии радиационного фактора (группа 3). Степень иодирования белковой фракции щитовидной железы в группе животных, облучавшихся на фоне повышенного потребления KI (группа 4), в 1.3 раза выше, чем при повышенном потреблении иодида (группа 2), а активность ТПО соответственно в 1.7 раза ниже.

Проведенные исследования показывают, что следствием воздействия внешнего ионизирующего излучения на фоне потребления повышенных доз иодида калия является выраженное изменение метаболизма иодида в ЩЖ, характеризующееся повышением концентрации общего, свободного и белковосвязанного иодида на фоне ингибирования ключевого фермента биосинтеза тиреоидных гормонов — ТПО. Частичное сохранение тиреоидного статуса (нормальный уровень Т₄ и сниженный Т₃) маскирует выраженные метаболические изменения всех этапов биосинтеза тиреоидных гормонов при фракционированном воздействии внешнего ионизирующего излучения на фоне повышенного потребления иодида калия.

5 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТАБОЛИЗМА ЙОДИДА В ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЕ КРЫС В РАННИЙ И ОТДАЛЕННЫЙ ПЕРИОДЫ ПОСЛЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ВНЕШНЕГО ФРАКЦИОНИРОВАННОГО

ВОЗДЕЙСТВИЯ γ-ИЗЛУЧЕНИЯ

Эффекты хронического воздействия ионизирующего излучения в малых дозах на ЩЖ до настоящего времени остаются наиболее дискуссионными и, по-видимому, наименее изученными [2]. В экспериментальных исследованиях, проведенных ранее [14], установлено, что 20-кратное облучение крыс в дозах 0.1—0.5 Гр вызывает снижение тиреоидного статуса непосредственно после облучения и наиболее значимо — в отдаленный период. Морфологические изменения в ЩЖ свидетельствуют о снижении ее функции после однократного и фракционированного радиационного воздействия [18], при этом отмечены фазные изменения концентрации тиреоидных гормонов в крови облученных крыс [6, 8].

На культуре тиреоидных эпителиальных клеток человека показано, что через 5 сут после воздействия γ-излучения в дозах 5 и 50 Гр снижается экспрессия тиреопероксидазы (ТПО) [20], отмечается повышение поглощения ¹³¹I FRTL-5-тироцитами после облучения в дозах 6 и 10 Гр [38]. Следствием однократного воздействия ионизирующего излучения в дозах 0.25—5.0 Гр являются снижение тиреоидного статуса [12*], структурные нарушения в ЩЖ [11, 15], угнетение процессов окисления и органификации йода в тироцитах, проявляющиеся уже через 24 ч понижением активности ТПО [13].

Было проведено исследование эффектов 20-кратного внешнего воздействия  γ-излучения в дозах 0.1—0.5 Гр на активность основных этапов метаболизма йодида (поглощение, окисление, органификация) в щитовидной железе (ЩЖ) крыс и на ее морфологическую структуру в ранний (1 сут) и отдаленный (30 и 180 сут) периоды после облучения. Обнаружена волнообразная динамика изменения функции щитовидной железы в пострадиационный период. Показано, что через сутки после облучения в ЩЖ отмечено повышение концентрации общего (на 30.1—54.4%), белковосвязанного (на 24.4— 37.4%) и свободного (на 32.1—60.8%) йодида с понижением до контрольных значений через 30 сут после облучения. В более отдаленные сроки (180 сут) — в ЩЖ двух групп — 0.25 и 0.5 Гр снижается активность ТПО на 24.5 и 34.8% и концентрация йодида на 12.7—25.5% соответственно, что свидетельствует о нарушении поглощения и окисления йодида на фоне гипертрофии ЩЖ. Снижение функциональной активности ЩЖ характеризуется развитием очагового периваскулярного склероза, десквамацией фолликулярного эпителия с вакуолизацией и деструкцией фолликулярной структуры.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты рассмотренных исследований свидетельствуют о выраженном влиянии ионизирующего излучения на тиреоидный статус крыс, которое проявляется в отдаленные сроки после воздействия нарушением метаболизма тиреоидных гормонов и развитием гипотиреоидного состояния.

Можно сделать следующие заключения:

1. Несомненной особенностью Чернобыльской аварии является выброс в атмосферу громадных количеств радиоактивного йода и, в результате этого, избирательное поражение щитовидной железы детей, проживающих в районах, пострадавших в результате аварии.
2. Однократное радиационное воздействие, как в больших, так и в малых дозах значительно ускоряет процессы старения в ЩЖ крыс и вызывает выраженное нарушение ее фолликулярной структуры и структуры тироцитов.
3. Длительное фракционированное воздействие γ-излучения индуцирует увеличение содержания общего, белковосвязанного и свободного йода в ЩЖ в близкие сроки после окончания облучения.
4. Пострадиационные эффекты зависят от дозы и времени после облучения, характеризуются волнообразной динамикой изменения функции ЩЖ и развитием характерных метаболических проявлений гипотиреоза.
5. Отсутствие метаболических и структурных изменений в ЩЖ в отдаленный период после облучения свидетельствует об адекватности репарационных процессов после многократного облучения в дозе 0.1 Гр.