MORPHOMETRIC ANALYSIS OF FOLLI CULAR STRUCTURE OF THE THYROID GLAND AFTER CHRONIC LOW-DOSE Γ-IRRADIATION

Full Text

Строение щитовидной железы (ЩЖ) характеризуется высокой лабильностью в ответ на воздействие различных эндогенных и экзогенных факторов [3, 6, 12], что морфологически можно зарегистрировать на разных уровнях ее структурной организации: клеточном (изменения ультраструктуры, гипертрофия клеток, появление генетически аберрантных тироцитов), тканевом (изменения пролиферативной активности тироцитов), структурно-функциональных единиц (перестройки фолликулярной структуры), органном (изменения размеров органа, соотношения в нем основных тканевых элементов) [1, 2, 9]. Морфологические исследования ЩЖ при хроническом воздействии малых доз низкоинтенсивного ионизирующего излучения (диапазон поглощенных доз 0,05–0,5 Гр) немногочисленны [4, 7, 8, 15], ближайшие и отдаленные эффекты данного воздействия на орган неоднозначны и до настоящего времени являются дискуссионными [11, 19]. Известно, что многие техногенные факторы (мутагены, радионуклиды и др.) способны индуцировать развитие компенсаторных и патологических изменений в ЩЖ, сопровождающиеся модуляцией синтеза ДНК и пролиферацией железистых клеток, а также развитием повреждений их генома [3, 9, 13, 17, 20]. Поэтому для оценки интегральных эффектов хронического воздействия малых доз ионизирующего излучения существенный интерес может представлять вопрос о характере радиационно-индуцированных перестроек фолликулярной организации ЩЖ [10]. Цель настоящего исследования — количественное изучение распределения фолликулов по их величине в ЩЖ мышевидных грызунов после хронического воздействия внешнего низкоинтенсивного γ-излучения в природных условиях и эксперименте для установления возможного влияния данного фактора на активность морфогенетических процессов. Материал и методы. В качестве объектов исследования были использованы полевки-экономки (Microtus oeconomus Pall.), обитающие на участках с нормальным и повышенным фоном радиации, и лабораторные виды грызунов: мыши линии СВА и крысы линии Вистар. Серия 1. γ-Излучение в природных условиях. Участки, на которых отлавливали полевок (Ухтинский радиевый стационар в районе пос. Водный Республики Коми), различались по уровню γ-фона и содержанию радионуклидов в почве и воде, но были близки по другим экологическим условиям. На контрольном участке мощность дозы не превышала естественного фонового уровня (0,10–0,15 мкГр/ч), на радиевом участке — на 1–2 порядка превышала фон (0,5–20,0 мкГр/ч). Суммарные дозовые нагрузки за счет внешнего облучения, инкорпорированных радионуклидов и от газообразных 222Rn и 220Rn составили в среднем от 0,3 до 3,0 cГр/год [7, 15]. Изучена ЩЖ 25 половозрелых самцов массой 48–56 г (11 — опыт, 14 — контроль). Серия 2. γ-Излучение в условиях эксперимента. Опыты моделирования хронического облучения проведены в виварии, источником γ-излучения были 2 ампулы, содержащие 0,474·106 и 0,451·106 кБк 226Ra. Уровни облучения, используемые в эксперименте, имитировали условия внешнего γ-фона в природных условиях. Дозовая нагрузка на организм определялась мощностью экспозиционной дозы и сроками содержания в условиях облучения; измерения проводили радиометром ДРГ-01Т1 (НПП «Доза», Россия). Животные находились в зоне воздействия ионизирующего излучения круглосуточно с перерывами на кормление и уборку помещения. Контрольные группы животных того же возраста содержали при естественном радиационном фоне в условиях, строго идентичных с экспериментальными. Каждой группе животных соответствовал свой контроль. Животных умерщвляли передозировкой паров эфира. Опыт 1-й. Половозрелых мышей-самцов линии СВА массой 18–25 г облучали в течение 30 и 90 сут при постоянной мощности дозы γ-излучения; поглощенные дозы составили соответственно 1,6 и 4,8 сГр (по 8 животных в каждой подопытной группе и контроле). Материал для исследования ЩЖ брали через 30 сут после окончания радиационного воздействия. Опыт 2-й. Крыс линии Вистар (8 половозрелых самцов массой 170–220 г) подвергали хроническому облучению в течение 55 сут, поглощенная доза составила — 50 сГр. 8 животных служили контролем. Материал для исследования ЩЖ брали через 60 сут после окончания радиационного воздействия. В дополнительном эксперименте в качестве стандартной модели индукции пролиферации тироцитов и активизации процессов фолликулогенеза использовали левостороннюю гемитироидэктомию [9]. Опыты выполнены на 8 взрослых крысах линии Вистар (самцы) массой 180–230 г, 8 животных служили контролем. Операции проводили под общим гексеналовым наркозом, ЩЖ исследовали через 10 сут после начала эксперимента. Материал фиксировали в жидкости Буэна и 10% нейтральном формалине. Парафиновые срезы ЩЖ толщиной 4–5 мкм окрашивали гематоксилином — эозином. Препараты анализировали под микроскопом Бимам ЕС Р-11 (ЛОМО, СССР) при объективах 40 и 100. Диаметры сечений фолликулов измеряли с помощью винтового окулярного микрометра. У каждого животного на центральных срезах ЩЖ изучали по 100–150 фолликулов с попавшим в срез коллоидом. Каждый фолликул измеряли в двух взаимно перпендикулярных плоскостях (максимальный и минимальный диаметры), средний диаметр каждого фолликула рассчитывали как полусумму данных измерений. Для каждой серии опытов производили построение графиков распределения фолликулов по среднему диаметру их сечений у подопытных и контрольных животных, для выявления закономерностей процессов использовали сглаживание методом скользящей средней. Результаты исследования. Серия 1. γ-Излучение в природных условиях. В ЩЖ контрольных полевок-экономок преобладают (49%) фолликулы диаметром сечения 31–51 мкм (рисунок, а). У животных, отловленных на территориях с повышенной радиоактивностью, суммарная доля фолликулов данных размерных классов снижается до 39% и одновременно в 1,3 раза возрастает частота более мелких фолликулов диаметром 6–31 мкм (соответственно 37% в опыте и 29% в контроле). Серия 2. γ-Излучение в условиях эксперимента. Распределение фолликулов в ЩЖ облученных мышей линии СВА (опыт 1-й) имеет унимодальный характер (см. рисунок, б) с максимальной частотой (13–14,7%) фолликулов диаметром сечения 46 мкм, отчетливо превышающей частоту фолликулов данного размерного класса в контроле (10,2%). Суммарная доля мелких фолликулов (диаметр сечения 6–46 мкм) у облученных животных оказалась соответственно в 1,3 и 1,4 раза выше, чем в контроле (1,6 сГр — 52%, 4,8 сГр — 56%, необлученные животные — 40%). В ЩЖ контрольных крыс линии Вистар (опыт 2-й) преобладают фолликулы диаметром сечения 41–51 мкм, а при хроническом облучении в дозе 50 сГр отмечено отчетливое возрастание частоты мелких фолликулов с максимальным диаметром 36 мкм (см. рисунок, в). Суммарная доля мелких фолликулов (диаметр сечения 6–41 мкм) у подопытных животных оказалась в 1,7 раза выше, чем в контроле (соответственно 48 и 28%). В условиях модельного эксперимента по стимуляции процессов пролиферации и фолликулогенеза (гемитироидэктомия) у крыс линии Вистар также отмечен рост частоты встречаемости мелких фолликулов с максимальными значениями диаметра сечения 36 мкм (см. рисунок, в). Суммарная доля мелких фолликулов (диаметр сечения 6–41 мкм) у оперированных животных в 1,5 раза превышала контроль (соответственно 42 и 28%). Обсуждение полученных данных. Анализ спектра распределения фолликулов по диаметру их сечения в ЩЖ у полевок, отловленных на участках с повышенной радиоактивностью, а также у мышей и крыс в эксперименте с хроническим облучением демонстрирует универсальную закономерность: по сравнению с необлученными животными в условиях хронического низкоинтенсивного γ-излучения наблюдается отчетливый рост (в 1,3–1,7 раза) содержания мелких фолликулов. Подобный феномен, воспроизводящийся в модельных опытах (регенерация ЩЖ крыс после гемитироидэктомии), свидетельствует об активизации процессов фолликулогенеза [1]. В основе обнаруженных перестроек фолликулярной структуры ЩЖ может лежать растянутое во времени радиоиндуцированное возрастание пролиферативной активности тироцитов. Об этом свидетельствуют результаты экспериментов, проведенных как на культурах железистых клеток [13, 14], так и in vivo: в ЩЖ облученных крыс (серия 2, опыт 2-й) обнаружено повышение в 3 раза по сравнению с контролем содержания микронуклеированных тироцитов, имеющих постмитотическую природу и накапливающихся в органе на протяжении длительного времени [4]. Рост содержания мелких фолликулов, обладающих, по данным ряда авторов, повышенным пролиферативным потенциалом и уровнем метаболизма [5, 16], может быть расценен как неспецифическая адаптивная реакция органа на хроническое радиоиндуцированное повреждение железистых клеток [6, 15, 18]. Результаты исследования свидетельствуют о стимулирующем влиянии хронического внешнего низкоинтенсивного γ-излучения на активность морфогенетических процессов в паренхиме ЩЖ.

About the authors

A. V. Pavlov

Yaroslavl State Medical Academy

Email: pavlov@yma.ac.ru

O. V. Yermakova

Institute of Biology, Komi science centre, Ural branch of RAS

Email: ermakova@ib.komisc.ru

T. V. Korablyova

Yaroslavl State Medical Academy

O. V. Raskosha

Institute of Biology, Komi science centre, Ural branch of RAS

Email: raskosha@ib.komisc.ru

References

Supplementary files