Содержание к диссертации
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 4
ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 13
1.1. Становление структуры и функции щитовидной железы в фило- и
онтогенезе
1.2.Механизмы действия тиреоидных гормонов, связь
функционального состояния щитовидной железы с 18
жизнедеятельностью организма
Синтез и метаболизм тиреоидных гормонов, регулятор ные взаимоотношения в гипофизарно-тиреоидной системе
Субстратное обеспечение синтеза тиреоидных гормонов 33
Изменение функционального состояния щитовидной железы в условиях стресса
Нарушения функционального состояния щитовидной железы при
41
изменении поступления в организм йода
1.7. Актуальность проблемы йоддефицитных заболеваний щитовидной
46
железы, профилактика йоддефицита
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 64
Лабораторные животные и экспериментальные модели 64
Гормонально-биохимические методы исследования 69
Проведение скрининговых исследований экскреции йода с мочой
у детей и подростков
2.4. Статистическая обработка полученных результатов 75
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ
ПРИ ДЕЙСТВИИ НА ОРГАНИЗМ ЖИВОТНЫХ ФАКТОРОВ
РАЗНОЙ ПРИРОДЫ
Функциональное состояние гипофизарно-тиреоидной системы и связь содержания тиреоидных гормонов с гормонально- 76 метаболическими показателями у экспериментальных животных
Функциональное состояние щитовидной железы при действии на
91
организм факторов различной природы
3.3. Накопление йода в организме экспериментальных животных и
функциональное состояние щитовидной железы крыс, получавших 104
обогащенную йодом пищевую добавку ЛИТОВИТ-К
3.4. Функциональное состояние щитовидной железы крыс,
114
получавших повышенное количество йода с питьевой водой
3.5. Общие закономерности функционирования щитовидной железы у
экспериментальных животных в зависимости от длительности 121
поступления в организм различных количеств йода
ГЛАВА 4. ДИНАМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВЫРАЖЕРП-ЮСТИ ЙОДНОГО ДЕФИЦИТА У ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ, ПРОЖИВАЮЩИХ В НОВОСИБИРСКЕ. РАЗРАБОТКА И ОПЕНКА 131 ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОГРАММ, НАПРАВЛЕННЫХ НА ПОВЫШЕНИЕ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ ОРГАНИЗМА ДЕТЕЙ ЙОДОМ.
4.1. Оценка выраженности йодного дефицита у детей и подростков в
Новосибирске в начале 90-х годов
4.2. Проведение мероприятий по повышению обеспеченности
137
организма детей и подростков йодом
4.3. Оценка выраженности йодного дефицита у детей и подростков в
Новосибирске в конце 90-х-начале 2000-х годов
ОБЩЕЕ ОБСУЖДЕНИЕ 154
ВЫВОДЫ 166
РЕКОМЕНДАЦИИ по использованию научных выводов 168
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 169
ПРИЛОЖЕНИЯ 199
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
Введение к работе
Актуальность проблемы. Тиреоидные гормоны необходимы для
нормального развития органов и систем, поддержания основного обмена и
усиления тканевого дыхания. Они регулируют экспрессию ряда нейрональных
генов, обеспечивающих развитие центральной нервной системы, становление и
поддержание в течение всей жизни интеллекта (Касаткина Э.П., 1997;
Герасимов Г.А. и др., 2002; Chan S., Kilby M.D., 2000; Iskaros J. et aL, 2000).
Физиологические эффекты тиреоидных гормонов обусловлены
взаимодействием с ядерными рецепторами клеток-мишеней, изменением
экспрессии генов, активацией синтеза высокоспецифичных белков (Верещагина
Г.В. и др., 1991; Кандрор В.И., 1999; Герасимов Г.А. и др., 2002; Zhang J.,
Lazar М.А., 2000), а также связаны с изменением морфо-функциональных
характеристик клеточных структур, например, при регуляции потребления
кислорода в митохондриях и интенсивности теплопродукции (Хаскин В.В.,
1975; Россомахин ЮЛ., Певный С.А., 1991; LebonV. et all., 2001; Wrutniak-
Cabello С. et al., 2001). Среди органов и систем, участвующих в организации
приспособительных реакций организма и обеспечении устойчивости его
внутренней среды, щитовидной железе принадлежит важная роль. Нарушения
ее функционального состояния, регуляторных механизмов в звене гипоталамус
- гипофиз — щитовидная железа, а также в процессах конверсии тироксина в
трийодтиронин приводят к развитию тиреоидно и патологии (Касаткина Э.П. и
др., 1994 а; Шахтарин В.В. и др., 2000; Свириденко Н.Ю., 2003); а также
наблюдаются при некоторых общесоматических и онкологических
заболеваниях (Зеновко и др., 1998; Селятицкая ВТ. и др., 1999 а;
Маторова Н.И. и др., 2002; Kaptein Е.М., 1996; Filetti S. et al.. 1999).
Эссенциальный микроэлемент — йод, входит в структуру гормонов, синтезируемых в щитовидной железе. Недостаточное потребление йода
приводит к сниженной продукции тиреоидных гормонов и провоцирует развитие в различные периоды жизни человека йодцефицитных заболеваний (Дедов И.И. и др., 1992; Касаткина Э.П., 1997; Щеплягина Л.А, 1997; Селятицкая В.Г. 1998; Свириденко Н.Ю., Мельниченко Г.А., 1999; Велданова М.Н., 2000; Vigneri R. et al., 1998; Delange F,, 2000). Закономерности перестроек функционального состояния щитовидной железы в условиях дефицита йода исследованы достаточно подробно (Туракулов Я.Х., 1979; Теппермен Дж., Теппермен X., 1989; Касаткина Э.П, и др., 1994 а; Дедов И.И.,. Свириденко Н.Ю., 2001 б; Трошина Е.А., Мазурина Н.В., 2002; Свириденко Н.Ю.,2003; Hetzel B.S. et al, 1990; Eales J.G., 1997; Delange F., 2000).
В то же время исследованию процессов приспособления железы к избытку поступления в нее йода не уделялось достаточного внимания в силу относительно более редкого обнаружения на практике подобного феномена. В литературе описаны "эффект Вольфа-Чайкова", представляющий собой блокаду синтеза и освобождения тиреоидных гормонов при резко избыточном поступлении йода в щитовидную железу с последующим ее ускользанием из-под ингибирующего действия избытка микроэлемента ((Nagataki S., Yokoyama N., 1990). Механизм, обеспечивающий это "ускользание", связан с блокадой поступления йода в щитовидную железу за счет снижения активности натрий-йод-симпортера (Marcou К. et al., 2001). Из клинической практики известно, что повышение потребления йода может вызывать различные нарушения функции щитовидной железы, такие как йодиндуцированный тиреотоксикоз и тиреоидиты (Герасимов Г.А., 2001 а; Трошина Е.А., Мазурина Н.В., 2002; Мельниченко Г.А. и др., 2003; Roti Е., Uberti E.D., 2001).
Известно, что внедрение всеобщего йодирования соли может вызывать в первые годы рост иодиндуцированных заболеваний среди населения, особенно на фоне предшествующего дефицита этого микроэлемента (Роти Э., Ьраверман Л.И., 2000; Герасимов Г. А., 2001 a; Mostbeck A. et al., 1998). В связи с этим актуальной задачей является обоснование необходимости проведения
7 дополнительных мероприятий по повышению обеспеченности организма детей йодом и определение условий их выполнения.
Щитовидная железа и система регуляции ее функциональной активности обладают высокой чувствительностью к многообразным и разнородным воздействиям. Различные экологические факторы, действуя на организм через нейроэндокринную систему или нарушая поступление йода в щитовидную железу, вызывают изменения ее функционального состояния. В ответ на химические, физические или психо-эмоциональные раздражения отмечаются изменения в гормонсинтетической активности железы (Красноперов Р.А. и др. 1992 б; Дмитриева Н.И., Лопатина Н.Г., 1991; Ром-Богуславская Е.С. и др., 1997; Селятицкая В.Г., Обухова Л.А., 2001; Терпугова О.В., 2002). Исследование вариантов перестроек функционального состояния актуально для характеристики адаптивных резервов щитовидной железы и возможностей их долговременной модификации. Практически отсутствуют работы по сравнительному анализу закономерностей этих перестроек, в связи с чем моделирование адаптивных и патологических процессов на экспериментальных животных позволяет детально изучать указанные явления и процессы.
Цель исследования: изучить закономерности изменения функционального состояния щитовидной железы при действии на организм экспериментальных животных факторов различной природы, включая йод; определить необходимость и эффективность мероприятий по обогащению организма детей йодом в Сибири.
Задачи исследования:
1. Изучить содержание тиреоидных гормонов в щитовидной железе и крови экспериментальных животных, установить основные взаимосвязи между их уровнями в условиях комфортной и низких температур.
Исследовать соотношение тиреойдных гормонов в крови и щитовидной железе крыс при действии на организм животных электромагнитных полей, а также факторов химической природы (растительные полифенольные соединения, аллокеан).
Выявить закономерности перестройки взаимоотношений между тиреоидными гормонами в щитовидной железе и крови при нагрузке животных увеличивающимися количествами йода.
Провести динамическую оценку частоты встречаемости йоддефицитных состояний среди детей и подростков, проживающих в Новосибирске.
Оценить эффективность проведения мероприятий по обогащению организма детей йодом путем оценки йодурии и результативности выполнения психофизиологических тестов.
Обосновать с учетом полученных результатов необходимость мероприятий по обогащению организма детей йодом и ограничения при их проведении.
Научная новизна. Впервые показано, что реакция щитовидной железы на действие определенных видов стресса различна. При экстремальных охлаждениях изменения в содержании гормонов в крови и щитовидной железе крыс указывают на интенсивное дейодирование тироксина в трийодтиронин и развивающееся на фоне действия стрессора истощение функциональных резервов железы. Применение растительных полифенольных соединений оптимизирует в условиях охлаждения синтез и обмен тиреойдных гормонов за счет формирования интратиреоидного пула гормонов. Электромагнитные воздействия и введение аллоксана стимулируют чрезмерное накопление тироксина в железе без увеличения его секреции в кровь.
При длительном поступлении в организм животных высокого количества йода (в 10 и более раз выше относительно суточного поступления у интактных крыс) начальная реакция повышения синтеза тиреойдных гормонов в
щитовидной железе сменяется торможением, при этом содержание тироксина и трийодтиронина в железе падает ниже исходных значений, В крови содержание тироксина после начального двукратного подъема снижается до уровня, в два раза ниже исходного, а трийодтиронина - до 40% от исходного значения. При этом в щитовидной железе сохраняется зависимость между уровнями тироксина и трийодтиронина, а в крови - постепенно исчезает.
В начале 90-х годов в Новосибирске впервые выявлен очаг легкой зобной эндемии. В соответствии с тяжестью йоддефицита были разработаны подходы к повышению обеспеченности организма детей йодом, которые показали высокую эффективность по уровню йодурии и результативности выполнения психофизиологических тестов.
К концу 90-х годов в Новосибирске оценка выраженности йоддефицита показала повышение обеспеченности организма детей и подростков йодом: частота встречаемости йоддефицитных состояний снизилась до 14 % и ниже, существенно увеличилась встречаемость значений экскреции йода, свидетельствующих об увеличенном поступлении этого микроэлемента в организм детей.
Научно-практическая значимость работы. Результаты оценки йоддефицита в Новосибирске были использованы при разработке Областной целевой программы "Диагностика и профилактика йоддефицитных заболеваний среди населения Новосибирской области" на 1999-2000 гг., утвержденной Главой Администрации Новосибирской области от 09.02.99 г. (Постановление № 77).
Полученные результаты позволили разработать основные принципы проведения мероприятий по обогащению организма детей йодом: использование небольших (половина суточной дозы) количеств йода, входящих в состав природных соединений или пищевых продуктов; проведение в осенне-зимний сезон года, продолжительность - 30-40 дней, кратность - 2-3 раза за
учебный год, реализация - в организованных детских коллективах под контролем медицинских работников.
Результаты проведенных исследований и схемы их практического применения изложены в Информационных письмах:
"Йоддефицитные состояния и их профилактика у детей г. Новосибирска", утверждено Ученым советом ГУ НЦКЭМ СО РАМН и Управлением здравоохранения Администрации Новосибирской области в 1996 г.
"Опыт профилактики йоддефицитных состояний у детей г. Новосибирска с использованием пищевых добавок из морских водорослей", утверждено Ученым советом ГУ НЦКЭМ СО РАМН и Управлением здравоохранения Администрации Новосибирской области в 1997 г.
"Коррекция йодной недостаточности у жителей г. Новосибирска с использованием обогащенного йодом сыра "Новосибирский", утверждено Ученым советом ГУ НЦКЭМ СО РАМН и ЦГСЭН Новосибирска в 1999 г.
Положения, выносимые на защиту.
1.Выявлены три варианта изменений в содержании гормонов в щитовидной железе и крови крыс относительно исходных значений при действии на организм лабораторных животных факторов физической и химической природы: с истощением функциональных резервов щитовидной железы, оптимальный и дисрегуляторный.
Введение увеличивающихся количеств йода в организм лабораторных животных вызывает повышение содержания тиреоидных гормонов в щитовидной железе и секреции тироксина в кровь, а также последующее снижение в динамике длительного поступления микроэлемента этих показателей до значений, характерных для состояния гипотиреоза,
За последние 10 лет ситуация с встречаемостью йоддефицитных состояний среди детей в Новосибирске изменилась: частота йоддефицита снизилась от 30 - 50% в начале 90-х годов до 3 - 14% в конце 90-х годов, при
этом увеличилась встречаемость значений экскреции йода, соответствующих умеренно повышенному и увеличенному поступлению йода в организм, что ставит ограничения в проведении мероприятий по обогащению организма детей йодом.
Работу проводили в рамках научной тематики лаборатории эндокринологии ГУ НЦКЭМ СО РАМН "Изучить особенности механизмов возникновения и развития заболеваний щитовидной железы и сопутствующих эндокринопатий в зобно-эндемичных районах Крайнего Севера", №. гос. регистрации 02.9.60 000971; "Изучить особенности патогенеза, диагностики и профилактики йоддефицитных состояний и гипотириоза у жителей Сибири и Крайнего Севера", № гос. регистрации 01.9.50 007440.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на следующих научных собраниях: 6-ой Конференции по экологической физиологии (Сыктывкар, 1982); 2-й Конференции "Важнейшие теоретические и практические проблемы терморегуляции" (Минск, 1986); 4-ом Всесоюзном съезде патофизиологов (Кишинев, 1988); Сибирской конференции эндокринологов (Красноярск, 1993); 2-ом Съезде физиологов Сибири и Дальнего Востока (Новосибирск, 1995); Конференции с международным участием, посвященной 75-летию со дня рождения профессора М.Г. Колпакова, (Новосибирск, 1997); Конференции "Основные направления формирования здоровья человека на Севере" (Красноярск, 1999); Научно-практической конференции с международным участием "Природные минералы на службе здоровья человека (Новосибирск, 2001); 10-ом Международном симпозиуме "Эколого-физиологические проблемы адаптации" (Москва, 2001); 2-ой Конференции с международным участием, посвященной 80-летию со дня рождения профессора М.Г. Колпакова, (Новосибирск, 2002); Всероссийской научно-практической конференции "Компенсаторно-приспособительные процессы: фундаментальные и клинические аспекты" (Новосибирск, 2002); 4-
ом Съезде физиологов Сибири (Новосибирск, 2002); 2-ой Сибирской конференции эндокринологов (Красноярск, 2003).
Публикации. Основные положения диссертации изложены в 96 печатных работах, включая 18 статей в научных журналах, из них 16 - в журналах, рекомендованных ВАК для публикации материалов диссертационных работ; 9 глав в коллективной монографии "Йод и здоровье населения Сибири" / М.Ф. Савченков, В.Г. Селятицкая, СИ. Колесников и др. -Новосибирск: Наука, 2002; 6 статей в региональных изданиях; 4 Информационных письма, утвержденных на региональном уровне; остальные -тезисы съездов и конференций.
