Способ нормализации нарушенной функциональной активности щитовидной железы в эксперименте
Изобретение относится к экспериментальной медицине и предназначено для нормализации нарушенной функциональной активности щитовидной железы в эксперименте. В условиях острого иммобилизационного стресса облучают область мечевидного отростка грудины крыс электромагнитными волнами терагерцового диапазона на частотах 150,176-150,664 ГГц при плотности мощности ~ 0,2 мВт/см2 в течение 30 минут. Способ позволяет нормализовать нарушенную функциональную активность щитовидной железы в эксперименте. 1 табл.
Изобретение относится к медицине, в частности к эндокринологии, и может быть использовано для нормализации нарушенной функциональной активности щитовидной железы.
В настоящее время в высокоразвитых странах характерно увеличение продолжительности жизни человека, улучшение питания, снижение доли физического труда в профессиональной деятельности. Одновременно с этим возникают новые социальные и медицинские проблемы, связанные с ростом темпа жизни, необходимостью усваивать больший объем информации, быстро решать сложные задачи, овладевать новыми профессиями, осваивать труднодоступные регионы земного шара.
В связи с этим проблема стресса, адаптации и профилактики стрессорных повреждений выдвинулась в число наиболее актуальных проблем современной биологии и медицины (Судаков К.В. Стресс: постулаты, анализ с позиций общей теории функциональных систем // Патол. физиол. иэксперим. терапия. - 1992.- № 4. - С.86-93.).
Основоположник учения о стрессе Ганс Селье считал, что значение тиреоидных гормонов в ответных реакциях организма заключается в их влиянии на уровень основного обмена, являющегося ведущим фактором общего адаптационного синдрома (Селье Г. Очерки об адаптационном синдроме: Пер. с англ. / Г.Селье. - М.: Прогресс, 1960. - 160 с.).
За последние годы накоплен экспериментальный материал, свидетельствующий о том, что йодированные гормоны щитовидной железы играют значительную роль в процессах адаптации организма к изменяющимся факторам окружающей среды. В экспериментальных условиях установлено, что экзогенные тиреоидные гормоны существенно повышают устойчивость организма к стрессу (Городецкая И.В. Значение тиреоидных гормонов в предупреждении нарушений сократительной функции и антиоксидантной активности миокарда при тепловом стрессе // Рос. Физиологический журнал им. И.М. Сеченова. - 1998. - № 2. - С.80-83.). Следует отметить, что тиреоидные гормоны также необходимы для нормального развития органов и систем, поддержания основного обмена и регуляции тканевого дыхания. Они регулируют экспрессию ряда нейрональных генов, обеспечивающих развитие центральной нервной системы, становление и поддержание в течение всей жизни интеллекта (Старкова Н.Т. Клиническая эндокринология / Н.Т.Старковой. - М.: Питер, 2002. - 576 с.).
Стресс - это генерализованная реакция организма. В связи с этим в ее формировании особо существенную роль играют межсистемные связи, в первую очередь, реализующиеся между гуморальной и нервной системами организма (Гигранян Р.А. Гормонально-метаболический статус организма при экстремальных воздействиях. - М.: Наука, 1990. - 288 с.).
Анализ результатов клинических и экспериментальных исследований свидетельствует, что щитовидная железа и система ее регулирования обладают уникальной чувствительностью к разнообразным стрессорным воздействиям. За счет механизмов обратной связи щитовидная железа принимает множество сигналов, поступающих из различных внутренних органов и внешней среды. Воздействие факторов окружающей среды различной природы на щитовидную железу опосредовано через ЦНС, сдвиги в метаболизме тиреоидных гормонов на периферии, изменения субстратного обеспечения гормоногенеза, прямое воздействие на ферментные комплексы и структуры тиреоцитов (Киричук В.Ф. Физиология желез внутренней секреции. Общие вопросы. - Саратов.: Изд.-во СарГМУ, 1994, 64 с.; Киричук В.Ф., Иванов А.Н. Регуляция функций организма. Саратов.:СарГМУ, 2008, 100 с.)
Стресс-зависимые нарушения функционального состояния щитовидной железы, регуляторных механизмов в звене гипоталамус-гипофиз-щитовидная железа, а также в процессах конверсии тироксина в трийодтиронин приводят к развитию тиреоидной патологии (Багрий А.В. Эндокринология. Новейший справочник / А.В.Багрий. - М.: Эксмо, 2005. - 496 с.).
Существующие в настоящее время медикаментозные методы коррекции нарушенного функционального состояния щитовидной железы нередко оказываются недостаточно эффективными, требуют тщательного лабораторного и клинического контроля во время применения, имеют широкий спектр противопоказаний и побочных эффектов (Simons RJ, Simon JM, Demers LM, Santen RJ. Thyroid dysfunction in elderly hospitalized patients. Effect of age and severity of illness. Arch Intern Med 1990; 150: 1249-1253). Многие авторы отмечают высокую стоимость медикаментозного лечения (Усенко В.А. Фармацевтический маркетинг, ценовая политика фармацевтических фирм // Провизор. - 1999. - № 21. - С.34-35.)
Таким образом, очевидна необходимость совершенствования методов коррекции нарушенной функциональной активности щитовидной железы и поиска новых альтернативных терапевтических и экспериментальных подходов.
Новым перспективным и доступным методом лечения широкого круга заболеваний является терагерцовая терапия. Так, показано благоприятное влияние электромагнитного излучения терагерцового диапазона на частотах клеточных метаболитов на динамику показателей микроциркуляции, гемостаза и фибринолиза, что может играть важную роль в профилактике нарушений функционального состояния тромбоцитов и гиперкоагуляции у больных острым инфарктом миокарда, стенокардией, сосудистыми заболеваниями головного и спинного мозга (Паршина С.С., Киричук В.Ф., Головачева Т.В. и др. Первый опыт клинического применения электромагнитного излучения терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра оксида азота // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника, 2004, № 11, с.44-54; Паршина С.С. Клинические особенности использования ТГЧ-терапии-NO у больных стенокардией // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника, 2006, № 1-2, с.4-11, Бецкий О.В., Креницкий А.П. Биофизические эффекты волн терагерцового диапазона и перспективы развития нового направления в биомедицинской технологии: «Терагерцовая терапия» и «Терагерцовая диагностика» // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника, 2003, № 12, с.3-6).
Обнаружено выраженное антистрессорное действие электромагнитного излучения терагерцового диапазона на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц (Киричук В.Ф., Цымбал А.А. и др. Изменения концентрации кортикостерона - маркера стресс-реакции под влиянием терагерцового излучения на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц // Рос. Физиологический журнал им. ИМ. Сеченова. - 2008. - № 11. - С.85-90).
Нами впервые предложен способ нормализации нарушенной функциональной активности щитовидной железы в эксперименте путем воздействия на область грудины терагерцовыми волнами на частоте молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176-150,664 ГГц при плотности мощности ~ 0,2 мВт/см2 в течение 30 минут.
Изучали образцы крови 75 белых беспородных крыс-самцов массой 180-220 г.В качестве модели, имитирующей нарушения функциональной активности щитовидной железы, применяли острый иммобилизационный стресс - фиксация крыс в положении на спине в течение 3 часов (Киричук В.Ф., Антипова О.Н., Креницкий А.П., Тупикин В.Д., Майбородин А.В., Бецкий О.В., Иванов А.Н., Цымбал А.А., Помошникова О.И. Способ профилактики и коррекции стрессорных повреждений организма. Патент РФ № 2284837 от 10 октября 2006 года).
Исследование проводилось в 5-ти группах животных по 15 особей в каждой: 1 группа - контрольная - интактные животные; 2 группа - группа сравнения, животные в состоянии острого иммобилизационного стресса; 3, 4 и 5 группы - опытные, в которых животные подвергались однократному облучению в течение 5, 15 и 30 минут соответственно на фоне иммобилизации. Для устранения влияния сезонной и циркадной зависимости на функциональную активность щитовидной железы эксперименты проводились в зимний период в первой половине дня в одно и тоже время. Все животные при проведении эксперимента находились в одинаковых условиях.
Однократное облучение области мечевидного отростка грудины животных, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса, проводилось электромагнитными волнами терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176-150,664 ГГц, при плотности мощности ~ 0,2 мВт/см2, заданной генератором КВЧ-NO, разработанным впервые в ОАО «Центральный научно-исследовательский институт измерительной аппаратуры» (г.Саратов) совместно с ФГУП «НПП-Исток» (г.Фрязино) и Медико-технической ассоциацией КВЧ (г.Москва). Структура молекулярного терагерцового спектра электромагнитного излучения оксида азота формируется в нем в соответствии с методами, предложенными и реализованными в квазиоптическом КВЧ генераторном комплексе моделирования детерминированных шумов для биофизических исследований, разработанным в ОАО «Центральный научно-исследовательский институт измерительной аппаратуры» (г.Саратов) (Патент на полезную модель №66961 «Аппарат для воздействия электромагнитными волнами крайне высокой частоты» от 10 октября 2007 г.).
Забор крови для исследования функциональной активности щитовидной железы осуществляли в пластиковые пробирки путем пункции сердца. В качестве стабилизатора крови использовался 3,8% раствор цитрата натрия в соотношении 9:1.
О функциональной активности щитовидной железы судили по концентрации в сыворотке крови свободных и связанных фракций тироксина и трийодтиронина, тиреоглобулина и тиреотропного гормона, определяемых методом твердофазного иммуноферментного анализа с применением реактивов фирмы ЗАО «Вектор-Бест», (Россия) (Д.Е.Шилин Актуальные вопросы лабораторной диагностики заболеваний щитовидной железы (современные рекомендации международных организаций) / Лаборатория, 2002, № 4, с.3-6.).
При анализе результатов исследования показано, что у крыс, находящихся в состоянии острого иммобилизационного стресса, наблюдалось статистически достоверное угнетение функциональной активности щитовидной железы, что проявлялось в снижении концентрации как свободных, так и связанных форм тироксина и трийодтиронина. Снижалось значение отношения Т3/Т4, статистически достоверно уменьшалась концентрация тиреоглобулина. На фоне указанных изменений происходило статистически значимое увеличение концентрации тиреотропного гормона гипофиза (таблица).
Таким образом, при остром иммобилизационном стрессе происходит нарушение функциональной активности щитовидной железы, что требует, несомненно, коррекции (таблица).
Воздействие терагерцовым излучением на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц при плотности мощности ~ 0,2 мВт/см2 в течение 5-ти минут на животных, находящихся в состоянии стресса, не вызывает статистически значимых изменений исследуемых показателей функциональной активности щитовидной железы. Об этом свидетельствует отсутствие статистически достоверных различий основных изучаемых параметров, характеризующих функции щитовидной железы, данной группы по сравнению с группой животных, находящихся в состоянии стресса. В то же время отмечались статистически значимые различия в исследуемых показателях по сравнению с данными контрольной группы (таблица).
Показано, что при воздействии на животных на фоне иммобилизационного стресса электромагнитными волнами терагерцового диапазона на частотах оксида азота 150,176-150,664 ГГц при плотности мощности ~ 0,2 мВт/см2 в течение 15 минут наблюдается частичная, но более выраженная, чем при 5-минутном режиме облучения, нормализация функциональной активности щитовидной железы, так статистически достоверно восстанавливается только концентрация свободного трийодтиронина в крови, в то время как показатели ее активности статистически достоверно отличаются от данных группы контроля (таблица).
При воздействии терагерцовым излучением на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176-150,664 ГГц при плотности мощности ~ 0,2 мВт/см2 в течение 30 минут наблюдается полное восстановление функциональной активности щитовидной железы. При этом концентрация как свободных так и связанных фракций тироксина и трийодтиронина, тиреоглобулина, отношение Т3/Т4 и активность тиреотропного гормона гипофиза полностью нормализовалась и статистически достоверно не отличалась от данных группы контроля. Представленные данные указывают на то, что при данном режиме облучения происходит полная нормализация активности щитовидной железы.
Таким образом, терагерцовое излучение на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176-150,664 ГГц при плотности мощности ~ 0,2 мВт/см2 в течение 30 минут является оптимальным режимом для нормализации нарушенной функциональной активности щитовидной железы.
Пример 1
У интактной крысы 1 была определена функциональная активность щитовидной железы по следующим показателям: концентрация общего трийодтиронина - 2,47 нмоль/л, общего тироксина - 121,0 нмоль/л, отношение Т3/Т4,-0,021 усл.ед., концентрация свободной фракции трийодтиронина - 6,83 пмоль/л, свободной фракции тироксина - 21,2 пмоль/л, концентрация тиреоглобулина составила - 1,49 нг/л, а тиреотропного гормона - 0,61 мМЕ/л.
Затем животное было подвергнуто трехчасовому острому иммобилизационному стрессу. В ходе развития стресс-реакции зарегистрировано угнетение функциональной активности щитовидной железы, что выражалось в изменении следующих показателей: концентрация общего трийодтиронина составила - 1,13 нмоль/л, общего тироксина - 90,2 нмоль/л, отношение Т3/Т4,-0,012 усл.ед., концентрация свободной фракции трийодтиронина составила - 3,08 пмоль/л, свободной фракции тироксина - 17,01 пмоль/л, концентрация тиреоглобулина составила - 0,73 нг/л, а тиреотропного гормона - 1,21 мМЕ/л.
Далее животное облучалось электромагнитными волнами терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176-150,664 ГГц при плотности мощности ~ 0,2 мВт/см2 в течение 30 минут. В образце крови крысы, подвергнутой облучению, обнаружена статистически достоверная нормализация функциональной активности щитовидной железы, так концентрация общего трийодтиронина составила - 2,69 нмоль/л, общего тироксина - 115,8 нмоль/л, отношение Т3/Т4, -0,023 усл.ед., концентрация свободной фракции трийодтиронина составила - 7,02 пмоль/л, свободной фракции тироксина - 23,9 пмоль/л, концентрация тиреоглобулина составила - 1,25 нг/л, а тиреотропного гормона - 0,53 мМЕ/л. Указанные факты свидетельствуют о восстановлении нарушенной функциональной активности щитовидной железы.
Таким образом, способ нормализации нарушенной функциональной активности щитовидной железы в эксперименте под влиянием электромагнитного излучения терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176-150,664 ГГц при плотности мощности ~ 0,2 мВт/см2 в течение 30 минут может быть использован в экспериментальной и клинической эндокринологии как новый метод эффективной коррекции и нормализации активности щитовидной железы.
| Таблица | |||||
| Функциональная активность щитовидной железы и изменения концентрации тиреотропного гормона при остром иммобилизационном стрессе и воздействии электромагнитным излучением терагерцового диапазона на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения оксида азота 150,176-150,664 ГГц | |||||
| Показатели | Интактные животные (n=15) | Стресс (n=15) | Облучение на фоне стресса в течение | ||
| 5 минут (n=15) | 15 минут (n=15) | 30 минут (n=15) | |||
| Трийодтиронин (Т3 общий), нмоль/л | 2,44 (1,33; 4,43) |
1,14 (1,04; 2,30) P1<0,05 |
1,20 (1,07; 2,34) P1<0,05; Р2>0,05 |
1,77 (1,20; 3,11) P1<0,05; Р2<0,05 Р3<0,05 |
2,62 (1,44; 4,54) P1>0,05; Р2<0,05 Р3<0,05; Р4<0,05 |
| Тироксин (Т4 общий), нмоль/л | 120,0 (90,1; 144,3) |
90,7 (77,7; 110,9) P1<0,01 |
94,1 (80,3; 111,4) P1<0,01; Р2>0,05 |
107,7 (89,7; 120,7) P1<0,05; Р2<0,05 Р3<0,05 |
115,0 (88,7; 134,4) P1>0,05; Р2<0,01 Р3<0,05; Р4<0,05 |
| Т3/Т4, усл.ед. |
0,021 (0,018; 0,024) |
0,012 (0,007; 0,014) P1<0,01 |
0,013 (0,011; 0,016) P1<0,05; Р2>0,05 |
0,016 (0,014; 0,02) P1<0,05; Р2<0,01 Р3>0,05 |
0,023 (0,020; 0,027) P1>0,05; Р2<0,01 Р3<0,05; Р4<0,05 |
| Трийодтиронин (Т3 свобод.), пмоль/л |
6,84 (4,0; 8,2) |
3,07 (2,22; 5,44) P1<0,05 |
3,0 (2,20; 5,05) P1<0,05; Р2>0,05 |
5,79 (3,07; 6,01) P1>0,05; Р2<0,05 Р3<0,05 |
7,01 (4,02; 7,59) P1>0,05; Р2<0,05 Р3<0,05; Р4>0,05 |
| Тироксин (Т4 свобод.), пмоль/л | 21,0 (18,8; 26,6) |
17,08 (14,3;19,24) P1<0,05 |
16,25 (13,27; 18,42) P1<0,05; Р2>0,05 |
17,3 (16,1; 21,1) P1<0,05; Р2>0,05 Р3>0,05 |
23,0 (19,1; 17,8) P1>0,05; Р2<0,05 Р3<0,05; Р4<0,05 |
| Тиреоглобулин, нг/л | 1,50 (1,0; 2,22) |
0,78 (0,5;1,5) P1<0,05 |
0,70 (0,47; 1,8) P1<0,05; Р2>0,05 |
1,03 (0,84; 1,75) P1<0,05; Р2<0,05 Р3<0,05 |
1,24 (0,9; 2,0) Р,>0,05; P1<0,05 Р3<0,05; Р4>0,05 |
| Тиреотропный гормон, мМЕ/л | 0,62 (0,41; 0,90) |
1,20 (1,02;1,57) P1<0,01 |
1,11 (0,90; 1,30) P1<0,05; Р2>0,05 |
1,02 (0,90; 1,14) P1<0,05; Р2<0,05 Р3>0,05 |
0,50 (0,40,0,82) P1>0,05; Р2<0,01 Р3<0,05; Р4<0,05 |
| Примечание: В каждом случае приведены средняя величина (медиана), нижний и верхний квартили (25%,75%) из соответствующего числа измерений. P1 - no сравнению с группой интактных животных; Р2 - по сравнению с группой животных, подвергнутых иммобилизационному стрессу; Р3 - по сравнению с группой животных, подвергнутых 5-минутному облучению на фоне стресса. Р4 - по сравнению с группой животных, подвергнутых 15-минутному облучению на фоне стресса. |
Способ нормализации нарушенной функциональной активности щитовидной железы в эксперименте, заключающийся в том, что в условиях острого иммобилизационного стресса облучают область мечевидного отростка грудины крыс электромагнитными волнами терагерцового диапазона на частотах 150,176-150,664 ГГц при плотности мощности ~ 0,2 мВт/см2 в течение 30 мин.
