харківський національний університет імені в.н. каразіна
Білявська Світлана Борисівна
Удк 616.441-008.64-089.843:57.085.23
корекція експериментального гіпотиреозу шляхом комбінованої трансплантації органотипових культур
03.00.13 – фізіологія людини і тварин
Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата біологічних наук
Харків – 2008
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Харківському національному університеті імені В.Н. Каразіна Міністерства освіти і науки України і в Інституті проблем кріобіології і кріомедицини НАН України.
| Науковий керівник:
|
доктор біологічних наук, професор Бондаренко
Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України, завідувач відділу кріобіохімії і фармакології нейрогуморальних систем |
Офіційні опоненти:
|
доктор біологічних наук, професор гладкова
Інститут проблем ендокринної патології імені В.Я. Данилевського Академії медичних наук України, провідний науковий співробітник лабораторії репродуктивної ендокринології доктор медичних наук, професор самохвалов
Харківський державний медичний університет Міністерства охорони здоров’я України, завідувач кафедри фізіології |
Захист відбудеться 28 травня 2008 р
. о 15:15 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.051.17 Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна Міністерства освіти і науки України за адресою: 61077, м. Харків, пл. Свободи, 4, ауд. ІІІ-15.
З дисертацією можна ознайомитись у центральній науковій бібліотеці Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна за адресою: 61077, м. Харків, пл. Свободи, 4.
Автореферат розісланий 23 квітня 2008 року.
Учений секретар
спеціалізованої вченої ради Дзюба В.М.
загальна характеристика роботи
Актуальність теми.
За даними Всесвітньої організації охорони здоров’я на даний час в світі нараховується близько 200 мільйонів осіб з патологією щитоподібної залози (ЩЗ). В результаті аварії на ЧАЕС кожен рік збільшуються показники захворюваності та поширеності серед населення України таких тиреопатій як гіпотиреоз, дифузний токсичний зоб, аутоімунний тиреоїдит, доброякісні і злоякісні новоутворення ЩЗ, в т.ч. у дітей (Тронько Н.Д. и др., 1997
). Серед форм гіпотиреозу домінує первинний (тиреогенний) гіпотиреоз, третина від якого приходиться на ятрогенний (Волох Ю.А. и др., 1988;
Аристархов В.Г. и др., 2001
). Відомо, що гіпо- і атиреоїдні стани потребують постійної замісної гормонотерапії. В останні роки з’явились дані про збільшення кількості пацієнтів із порушеннями з боку органів травлення, серцево-судинної та кісткової систем на тлі лікування L-тироксином (Калинин А.П. и др., 1991; Roberts N.D., 1996; Greenspan S.L. et al., 1999; Saravanan P. et al., 2002; Chuo A. M. et al., 2003
), що сприяло деякім змінам в підходах до лікування гіпотиреозу (Фадеев В.В. и др., 2002
).
Поряд із вдосконаленням медикаментозної терапії гіпотиреозу вивчається можливість використання методу трансплантації ЩЗ. У випадках первинного гіпотиреозу, коли причинами гормональної недостатності могли стати спадкові дефекти в біосинтезі тиреоїдних гормонів, ембріональні гіпо- і аплазії залози, субтотальна або тотальна тиреоїдектомія та при умові відсутності аутоімунного компоненту захворювання, альтернативою лікування синтетичними гормонами може бути трансплантація ЩЗ (органотипових і клітинних культур). В світовій літературі існує ряд експериментальних робіт, присвячених трансплантації ЩЗ. Доказано, що ксеногенні тканини/клітини ЩЗ здатні не тільки компенсувати нестаток гормонів, але мають і стимулюючу дію на тканину власної залози реципієнта (Скалецкий Н.Н. и др., 1990
).
Незважаючи на ефективність такого методу лікування, існують супутні питання, такі як реакції гострого та хронічного відторгнення трансплантаційного матеріалу, необхідність імуносупресії і т.д. У зв’язку з цим, актуальним є пошук шляхів подолання бар’єру гістосумісності, індукції толерантності і пролонгації терміну функціонування трансплантату в організмі реципієнта.
Гіпотетично, комбінована трансплантація ЩЗ і надниркових залоз (НЗ) може мати позитивний вплив на морфофункціональні характеристики трансплантату ЩЗ. Шляхи реалізації даного ефекту обумовлені локальною модифікуючою дією глюкокортикоїдних гормонів на сигнально-регуляторні і трофічні процеси в основному графті. Дане припущення аргументується результатами досліджень (Kukreja S.C. et al., 1979; Emerson C.H. et al., 1993;
De Fazio S.R. et al., 1994
), в яких доказано імунопротекторний вплив одних ендокринних тканин на інші та наявність регуляторного механізму сигнальних зв’язків в основному графті шляхом забезпечення його центральної регуляції (Davalli A.M. et al., 1999; Agrawal A.K. et al., 2004
).
У зв’язку з деякими протиріччями в літературних даних з дослідження дії глюкокортикоїдів на функціональну активність щитоподібної залози in vivo та in vitro і обмеженими даними про комбіновану трансплантацію двох видів ендокринних тканин, детальне вивчення зазначеної проблеми вважається актуальним.
Тому, питання щодо впливу НЗ на функціонування трансплантата ЩЗ за умов їх комбінованої ауто-, ало- і ксенотрансплантації, а також щодо ефекту глюкокортикоїдних гормонів на синтез і секрецію тироксину in vitro потребує детального аналізу і проведення власних експериментальних досліджень. Крім того, залишаються відкритими питання про вплив тканини аденогіпофізу на функціонування графту ЩЗ при їх комбінованій трансплантації і можливість центральної регуляції графту в організмі реципієнта.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами.
Дисертаційна робота виконувалась в рамках держбюджетної теми Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна “Механізми впливу фізичних факторів і біологічно активних речовин на ДНК, білки та біомембрани” (№ державної реєстрації - 0197U016741) і наукової тематики Інституту проблем кріобіології і кріомедицини НАН України “Дослідження механізмів функціонування кріоконсервованих органних культур ендокринних тканин” (№ державної реєстрації - 0101U003478).
Мета і завдання дослідження.
Метою даної роботи було дослідження структурно-функціональних характеристик моно- і комбінованих органотипових культур щитоподібних, надниркових залоз і гіпофіза in vitro та in vivo - за умов трансплантації тваринам з післяопераційним гіпотиреозом.
Відповідно до встановленої мети передбачалося:
1. Дослідити дію специфічних і неспецифічних модифікаторів гормонопоезу на гормональну активність органотипових культур щитоподібних залоз (ОКЩЗ) in vitro.
2. Вивчити вплив органотипових культур надниркових залоз (ОКНЗ), експлантатів гіпофізу на гормональну активність та життєздатність тироцитів за умов комбінованого культивування.
3. Дослідити гормональний рівень і деякі показники білкового, ліпідного та вуглеводного обмінів у щурів з післяопераційним гіпотиреозом при ауто-, ало- і ксенотрансплантаціях комбінованих і монографтів нативних фрагментів (НФ) і ОКЩЗ.
4. Оцінити перевагу методу комбінованого культивування двох видів ендокринних тканин в якості способу передобробки трансплантаційного матеріалу.
5. Провести гістологічний аналіз трансплантаційного матеріалу на етапі передобробки та після трансплантації.
Об’єкт дослідження
- тиреоїдний статус і процеси метаболізму у гіпотиреоїдних щурів після ауто-, ало- и ксенотрансплантації НФ і ОКЩЗ в комбінації з НЗ і експлантатами гіпофізу.
Предмет дослідження
- нативні фрагменти і органотипові культури щитоподібних залоз новонароджених поросят і статевозрілих щурів (самок) in vitro та in vivo (ауто-, ало- і ксенографти).
Методи дослідження -
органотипове культивування, комбіноване культивування, ретроградний спосіб тиреоїдектомії, метод трансплантації під капсулу нирки, радіоімунологічний аналіз (РІА), фотоколориметричний метод визначення біохімічних показників крові, світлова мікроскопія, гістологічний аналіз, математичний аналіз результатів.
Наукова новизна одержаних результатів.
Отримані нові дані про стимулюючий вплив глюкокортикоїдних гормонів на Т4-гормонопоез in vitro. Встановлена концентраційна залежність рівня Т4 від кортикостерону в середовищі культивування ОКЩЗ щурів. Підтверджено здатність ОКЩЗ щурів і новонароджених поросят відповідати на дію специфічних і неспецифічних стимуляторів гормонопоезу шляхом підвищення рівня тироксину в середовищі культивування.
Удосконалено методику органотипового культивування ЩЗ. Розроблено метод комбінованого культивування тканин ЩЗ і НЗ та встановлено позитивний ефект останнього на морфофункціональні властивості ОКЩЗ in vitro та за умов трансплантації гіпотиреоїдним щурам.
Підібрані комбінації ендокринних тканин, при сумісному культивуванні та трансплантації яких, спостерігалося максимальне підвищення рівня тироксину в інкубаційному середовищі та його нормалізація в плазмі крові тварин-реципієнтів.
Дістало подальшого розвитку вивчення впливу гормонів гіпофізу на морфофункціональні характеристики ЩЗ in vitro (показано вірогідне зростання рівня тироксину при комбінованому культивуванні тканин ЩЗ і гіпофізу). За умов комбінованої трансплантації даних тканин визначено локальну стимулюючу дію на гормональну активність графту ЩЗ і наявність регуляторних зв’язків в межах гіпоталамо-гіпофізарно-тиреоїдної системи реципієнта, що підтверджується співвідношенням рівнів тиротропіну (ТТГ) і тироксину в плазмі крові гіпотиреоїдних тварин та гістологічними дослідженнями трансплантатів.
Вперше проведена спроба трансплантації комбінованих культур щитоподібних і надниркових залоз з метою гормональної корекції експериментального гіпотиреозу та супутніх метаболічних порушень. В загальну методику трансплантації ЩЗ введено етап передтрансплантаційної обробки матеріалу, на якому проводилось комбіноване культивування тканин ЩЗ, НЗ і гіпофіза. Встановлено позитивний ефект трансплантації комбінованих культур, ксенотрансплантації нативних фрагментів ЩЗ і НЗ в нормалізації рівнів тироксину, ТТГ і деяких біохімічних показників в плазмі крові тварин-реципієнтів.
Практичне значення одержаних результатів.
Позитивні результати використання комбінованого органотипового культивування тканин ЩЗ, НЗ і гіпофізу в даному дослідженні обґрунтовують доцільність практичного застосування зазначеного методу на етапі передобробки трансплантаційного матеріалу з метою поліпшення його гормональної активності, зниження імуногенності та подовження термінів функціонування графту в організмі реципієнта.
Можливе клінічне застосування методу комбінованої трансплантації тканин щитоподібних і надниркових залоз в лікуванні первинного гіпотиреозу лабільного перебігу, в стадії декомпенсації, при неефективності терапії синтетичними гормональними монопрепаратами (L-тироксин), з огляду на відсутність в патогенезі захворювання аутоімунного компонента, а також для лікування первинного гіпотиреозу з супутньою недостатністю надниркових залоз, що виникла на тлі глюкокортикоїдної терапії.
Нові дані щодо компенсаторного впливу комбінованої трансплантації двох видів ендокринних тканин мають значення для розвитку тканинної та клітинної трансплантології, клінічної та експериментальної ендокринології і ендокринної хірургії.
Встановлення стимулюючої дії кортикостерону на Т4-гормонопоез in vitro та in vivo, наявності сигнально-регуляторних зв’язків між ЩЗ та гіпофізом, як в моделі in vitro, так і за умов трансплантації сприятимуть розвитку сучасних уявлень про взаєморегуляцію ендокринних залоз.
Результати досліджень використовуються у навчальному процесі при викладанні дисципліни “Фізіологія сільськогосподарських тварин”, розділу “Фізіологія ендокринної системи” студентам факультету ветеринарної медицини Сумського національного аграрного університету та можуть бути використані для викладання курсів нормальної,
патологічної фізіології та ендокринології на біологічних факультетах університетів та у медичних вищих учбових закладах, а також у роботі науково-дослідних установ ендокринологічного профілю.
Особистий внесок здобувача.
Представлені на захист положення і експериментальні дані отримані при безпосередній участі дисертанта, яка полягає в самостійному плануванні дослідження, проведенні серії експериментів in vitro та in vivo, розробці та застосуванні методу комбінованого культивування, інтерпретації і математичному аналізі отриманих результатів, формулюванні висновків.
Автор висловлює подяку співробітникам відділу кріобіохімії і фармакології нейрогуморальних систем Інституту проблем кріобіології і кріомедицини НАН України.
Апробація результатів дисертації.
Основні положення та результати роботи викладені та обговорені на засіданнях відділу кріобіохімії та фармакології нейрогуморальних систем Інституту проблем кріобіології і кріомедицини НАН України та на засіданні вченої ради біологічного факультету Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна; матеріали дисертації представлені на наукових конференціях: IІІ и IV Данилевських читаннях (Харків, 2004, 2005 р.р.), Установчому з’їзді Українського товариства клітинної біології з міжнародним представництвом (Львів, 2004 р.),
конференціях молодих вчених “Актуальні проблеми біохімії та біотехнології” (Київ, 2004, 2005 р.р.), 5th
Parnas Conference "Molecular Mechanisms of Cellular Signalling" (Kyiv, 2005), конференції з міжнародною участю “Актуальні проблеми і досягнення кріобіології і кріомедицини. Структурна і функціональна організація стовбурових клітин за умов дії низьких температур” (Харків, 2005 р.), науково-практичній конференції з участю міжнародних фахівців “Актуальні питання абдомінальної та судинної хірургії. Клінічні проблеми трансплантації органів” (Київ, 2006 р.), 18th
European Student’s Conference “Promising Medical Scientists Willing to Look Beyond” (Berlin, 2007).
Публікації.
За матеріалами дисертації опубліковано 16 наукових робіт, у тому числі 6 статей, 4 із яких – у фахових виданнях, 10 тез доповідей.
Обсяг і структура дисертації.
Матеріал викладено на 167 сторінках друкованого тексту, в тому числі на 29 сторінках цитована література, проілюстровано 23 рисунками, 4 таблицями і 31 мікрофотографією. Дисертаційна робота містить вступ, основну частину, яка складається з трьох розділів (огляд літератури, матеріали і методи досліджень, результати власних досліджень та їх обговорення), висновки і бібліографічний список, який включає 295 джерел, в тому числі 236 іншомовних.
Основний зміст роботи
Матеріали і методи дослідження.
Робота виконана на щурах лінії Вістар (самках), віком 3 місяці, вагою 165-215 г, використаних в якості реципієнтів для проведення ауто-, ало- і ксенотрансплантацій. Експерименти на лабораторних тваринах проводились відповідно принципам Гельсінської декларації, прийнятої Генеральною асамблеєю Всесвітньої медичної асоціації (1964-2000 р.р.), Конвенції Ради Європи про права людини та біомедицину (1997 р.), відповідним положенням ВООЗ, Міжнародної ради медичних наукових товариств, вимогам та нормам 1СН С8Р (2002 р.), типовим положенням з питань етики МОЗ України № 281 від 1 листопада 2000 р., відповідно до положень нормативних документів, введених в дію наказом МОЗ України № 6 від 17 січня 1995 р., а також вимогам “Європейської конвенції про захист хребетних тварин, що використовуються в експериментальних та наукових цілях” (1986 р. № 123).
Трансплантаційний матеріал, у вигляді комбінованих і монографтів, представлено НФ і органотиповими культурами ендокринних залоз (ЩЗ, НЗ і гіпофізу) статевозрілих щурів і новонароджених поросят (НП). На етапі передобробки трансплантаційного матеріалу проводилось органотипове культивування ендокринних тканин, комбіноване культивування і культивування в присутності модифікаторів гормонопоезу. Для цього в асептичних умовах отримували органні фрагменти із ендокринних залоз щурів і новонароджених поросят розміром 0,5-1 мм3
, культивували їх за стандартною методикою (Грищенко В.І. та ін., 2000
) протягом 4 діб на живильному середовищі 199/RPMI, збагаченому 10% ембріональної сироватки великої рогатої худоби і йодидом калію (75 мкг/л) з додаванням пеніциліну (100 ОД/мл) і канаміцину/стрептоміцину (100 мкг/мл) при температурі 37 єС в атмосфері 5% СО2
. Для комбінованого культивування 2 видів ендокринних тканин на 3 добу фрагменти ЩЗ і НЗ, а також ЩЗ і експлантати гіпофізу відокремлювали напівпроникливою мембраною і інкубували 24 години, дотримуючись стандартних умов. Для визначення здатності ОКЩЗ відповідати на дію модифікаторів гормонопоезу, на 3 добу культивування в середовище додавали ТТГ (10 мкМО/мл (Sadeh K. et al., 1991
)) та інкубували 12 годин при температурі 37єС, тиротропін-рилізинг гормон (ТРГ) в 2 концентраціях (10 нмоль (4,4 нг/мл)) – на 12 годин (Weintraub B.D. et al., 1990
) і 200 мкг/мл – на 2 години інкубації (Cheolyoung P. et al., 2005
)), дибутирил-циклічного аденозинмонофосфату (дб-цАМФ) (1 ммоль/мл), кортикостерон (в діапазоні концентрацій від 0,25 до 1,0 мкг/мл (Резников А.Г., 1980
)). Крім того, ОКЩЗ і ОКНЗ окремо культивували в стандартних умовах протягом 3 діб, а потім інкубували 12 годин, відокремлюючи фрагменти напівпроникливою мембраною в присутності ТТГ і дб-цАМФ у вищезазначених концентраціях. ОКЩЗ і експлантати гіпофіза інкубували з ТРГ (4,4 нг/мл – 12 годин і 200 мкг/мл – 2 години).
Життєздатність культур визначали на останню добу культивування методом суправітального забарвлення трипановим синім клітинної суспензії, отриманої методом ферментативної дезагрегації. Кількість життєздатних клітин (ЖК, %) визначали шляхом підрахунку в гемоцитометрі (Адамс Р., 1983
) і знаходили за формулою: ЖК = (∑незабарвл
/∑заг
) х 100,де ∑незабарвл
– кількість живих (незабарвлених) клітин, ∑заг
– загальна кількість клітин в полі зору.
Післяопераційний гіпотиреоз моделювали за допомогою ретроградної тиреоїдектомії (Легач Е.И., 2005
) під комбінованим внутрішньочеревним наркозом (кетамін - 2,5 мг, ксилазин – 0,5 мг/100г маси тіла). З метою запобігання порушення кальцієвого обміну тваринам давали 0,2% розчин кальцію хлориду (Корлэтяну А.Н., 1987; Шкуматов Л.М., и др., 2001
).
Трансплантаційний матеріал у дозі 30-35 мг вносили під капсулу нирки. У випадку комбінованої трансплантації з НЗ тваринам здійснювали лівосторонню адреналектомію.
Сакрифікацію тварин проводили на 30 добу після трансплантації під ефірним наркозом. Кров для аналізу брали за допомогою внутрішньосерцевої пункції.
Вміст загального рівня тироксину (Т4) в плазмі крові тварин-реципієнтів і середовищі культивування дослідних зразків ОКЩЗ визначали методом радіоімунологічного аналізу з використанням стандартних тест-наборів РИА – Т4 – СТ (Білорусь) (Прядко К.А. и др., 2000
) и Т4 Immunotech (Чехія) згідно з інструкцією.
Показники концентрації Т4 в середовищі культивування ОКЩЗ нормували на білок, який вимірювали за методом Бредфорда (Bradford, 1976
).Рівень ТТГ в плазмі крові щурів-реципієнтів визначали з використанням набору для РІА - ТТГ «Ирма» REF (Угорщина).
Тест толерантності до вуглеводів проводили шляхом внутрішньочеревного введення розчину глюкози (0,1 г глюкози на 100-150 г маси тіла тварини) за 40 хвилин до сакрифікації (Громакова І.А. и др., 2002
). Рівень глюкози в крові вимірювали фотоколориметричним методом в модифікації Н.В. Клімкіної (Пушкина Н.Н., 1963
) та експрес-методом за допомогою глюкометру “Глюкофот” та індикаторних пластин “Гемоглан” (Україна).
Рівень альбуміну в плазмі крові визначали фотоколориметричним методом за реакцією з бромкрезоловим зеленим стандартним тест-набором Альбумин “Филисит Диагностика” (Україна), рівень холестерину - набором Chol 150 “Lachema” (Чехія) згідно з інструкціями. Фотоколориметричні визначення проводили з використанням ФЕК (КФК-2-УХЛ42).
Підготовку матеріалу до гістологічних досліджень проводили в стандартних умовах. Нирку з трансплантатом або фрагменти культури фіксували в 10% розчині нейтрального формаліну, зневоджували етанолом і заливали у парафінові блоки. Зрізи товщиною 5-7 мкм виготовляли так, щоб гістологічна поверхня включала трансплантат і оточуючі тканини – паренхіму і капсулу нирки. Зразки забарвлювали гематоксиліном та еозином. Препарати досліджували під світлооптичним мікроскопом при збільшеннях об’єктиву х20, х40 і х60. Мікрофотографії отримували за допомогою мікроскопу Olimpus з цифровою камерою і пакетом прикладних програм для обробки зображення.
Статистичну обробку результатів проводили з використанням t-критерію Стьюдента і однофакторного дисперсійного аналізу (ANOVA) - для непараметричних даних.
Результати досліджень та їх обговорення
Морфофункціональні властивості органотипових культур щитоподібних залоз в умовах специфічної і неспецифічної стимуляції та комбінованого культивування.
Одним із якісних параметрів оцінки функціонального стану культури є її здатністьвідповідати на стимуляцію змінами гормональної активності. Функціональним параметром життєздатної культури прийнято вважати її здатність виключати із клітин суправітальні барвники (розчин трипанового синього тощо). Дані, представлені в табл. 1 свідчать, що показник життєздатності клітин ОКЩЗ НП після комбінованого культивування з ОКНЗ був на 19,53% вищий за такий клітин монокультур ОКЩЗ НП.
Таблиця 1
Вплив комбінованого культивування двох видів ендокринних тканин на життєздатність клітин ОКЩЗ щурів і новонароджених поросят (М±m, n=7)
Експериментальні групи дослідних зразків |
Життєздатність, %1
|
|
| Ендокринні залози щурів | Ендокринні залози НП | |
| ОКЩЗ (4 доба культивування) | 43,28±1,27 | 52,68±0,72 |
| Комбіновані культури ЩЗ із НЗ | 62,81±0,61 | 68,25±0,021 |
| Комбіновані культури ЩЗ із гіпофізом | 56,92±0,084 | 64,36±0,016 |
Примітка.1
за 100%-в прийнято кількість життєздатних клітин інтактних ЩЗ.
Аналогічна тенденція зберігалась і в комбінованих з НЗ ОКЩЗ щурів. Зафіксовано відносне збільшення життєздатних клітин в ОКЩЗ після комбінованого культивування з експлантатами гіпофізу (табл.1).
Вивчення гормональної активності ОКЩЗ щурів після культивування в присутності специфічних і неспецифічних стимуляторів гормонопоезу показало, що на 4 добу інкубації рівень базальної секреції Т4 ОКЩЗ в середовище культивування складав 50,59±0,6 нмоль/г білка (n=8, р<0,05). Це значення було прийнято за контрольне по відношенню до всіх експериментальних зразків, отриманих із ЩЗ щурів.
Із представлених на рис. 1 (А) даних видно, що сумісна інкубація ОКЩЗ з експлантатами гіпофізу супроводжувалась вірогідним збільшенням рівня секреції тироксину в середовище інкубації.
Активація Т4-гормонопоезу спостерігалась і у випадку застосування дб-цАМФ. Крім того, виявлено, що біологічно активні речовини НЗ стимулювали секрецію Т4 при комбінованому культивуванні ОКЩЗ із ОКНЗ. Рівень тироксину в середовищі за таких умов культивування складав 124,02±12,4 нмоль/г білка (n=6, р<0,05) в порівнянні з контрольним значенням - 50,59±0,6 нмоль/г білка (n=8, р<0,05). Однак, при інкубації тканин ЩЗ і НЗ в присутності дб-цАМФ отримано ефект відміни дії стимулятора (рис.1 (А)).
При спробі відокремити дію глюкокортикоїдів від загального впливу ОКНЗ встановлено, що залежність концентрації тироксину в середовищі культивування від концентрації кортикостерону мала лінійний характер (рис. 1 (Б)). Додавання 0,25 мкг/мл кортикостерону стимулюючим ефектом не супроводжувалось, а при збільшенні його концентрації до 0,5-1,0 мкг/мл зростав і рівень Т4. Слід зазначити, що концентрація кортикостерону в плазмі периферійної крові щурів значно нижча, ніж в плазмі венозної надниркової крові (Резников А.Г., 1980
), тому, для більш коректної інтерпретації даного ефекту, за фізіологічне значення слід приймати концентрацію 0,5 мкг/мл.
Отримані дані свідчать про здатність ОКЩЗ щурів реагувати на дію стимуляторів шляхом ТТГ-рецепторної і неспецифічної внутрішньоклітинної відповіді. Процеси, що відбуваються в ОКЩЗ на клітинному рівні під дією дб-цАМФ полягають у здатності цАМФ і його аналогів запускати аденілатциклазний каскад і, тим самим, індукувати синтез і секрецію тиреоїдних гормонів (Steinfelder H.J. et al., 1991; Steinfelder H.J. et al., 1992; Weintraub B.D. et al., 1989
). Оскільки кортикостерон також стимулював секрецію Т4 (в залежності від концентрації), припустимо, що з усього спектру біологічно активних речовин НЗ саме глюкокортикоїди стимулювали секрецію тироксину ОКЩЗ щурів в умовах сумісного культивування з ОКНЗ.
При культивуванні ОКЩЗ новонароджених поросят виявлено, що на 4 добу інкубації базальний рівень секреції Т4 в середовище культивування складав 36,29±1,79 нмоль/г білка (n=8, р<0,05) (рис. 2), дане значення було прийняте за контрольне по відношенню до зразків, отриманих із ендокринних залоз новонароджених поросят.
Представлена концентрація Т4 у середовищі культивування після інкубації ОКЩЗ НП в присутності модифікаторів гормонопоезу, звідки бачимо, що 2-годинна інкубація з концентрацією ТРГ 200 мкг/мл не супроводжувалась істотним збільшенням рівня Т4 в середовищі культивування в порівнянні з 12-годинною інкубацією в присутності 4,4 нг/мл ТРГ. Рівень тироксину в останньому випадку вірогідно зростав більш ніж в два рази порівняно з контрольними параметрами і складав 104,55± 4,67 нмоль/г білка (n=7, р<0,05). Інкубація ОКЩЗ НП протягом 2 годин в присутності ТРГ (200 мкг/мл) і експлантатів гіпофізу також не стимулювала секрецію тироксину, а 12-годинна інкубація зазначених тканин з 4,4 нг/мл ТРГ сприяла деякому зниженню рівня Т4 в середовищі культивування в порівнянні з його базальними значеннями, що може бути пов’язано з впливом ТРГ на гіперпродукцію ТТГ і супресію секреції Т4. 24-годинна інкубація ОКЩЗ НП з експлантатами гіпофізу супроводжувалась вірогідним збільшенням рівня Т4 в середовищі культивування. Дані ефекти підтверджують припущення щодо підтримання сигнальних регуляторних взаємовідносин в системі гіпоталамус-гіпофіз-ЩЗ, змодельованій in vitro.
Комбіноване культивування ОКЩЗ НП з ОКНЗ НП вірогідно збільшувало рівень Т4 в середовищі культивування (рис. 2 (А)). Додавання в інкубаційне середовище дб-цАМФ також стимулювало Т4-гормонопоез, але при дії дб-цАМФ на комбіновані культури (ОКЩЗ НП із ОКНЗ НП) рівень секреції Т4 був нижчий в порівнянні з окремою дією стимулятора та вищий за контрольне значення. При інкубації ОКЩЗ НП із ОКНЗ НП і ТТГ (10 мкМО/мл) зафіксовано аналогічний ефект відміни стимулюючої дії модифікатора (рівень Т4 в середовищі інкубації не відрізнявся від контрольних значень).
Отримані результати дозволяють стверджувати, що комбіноване культивування в присутності стимуляторів не приводить до вірогідного збільшення рівня тироксину в середовищі культивування на відміну від вираженого стимулюючого впливу кожного модифікатора окремо.
Як видно з даних, представлених на рис. 2 (Б), кортикостерон вірогідно збільшував рівень секреції тироксину в середовище культивування ОКЩЗ НП по відношенню до контролю. При цьому фізіологічні концентрації зумовлювали максимальний стимуляторний ефект. Так, внесення 0,5 мкг/мл кортикостерону (фізіологічна норма плазми венозної надниркової крові щурів) сприяло вірогідному підвищенню рівня тироксину в середовищі культивування ОКЩЗ як щурів (рис. 1 (Б)), так і новонароджених поросят (рис. 2 (Б)), тоді як додавання в інкубаційне середовище 0,25 мкг/мл кортикостерону стимулювало секрецію Т4 тільки культурами ЩЗ новонароджених поросят.
Корекція експериментального гіпотиреозу і супутніх порушень метаболізму шляхом комбін
Комбінована трансплантація двох видів ендокринних тканин/клітин може бути як одним із способів імунопротекції основного графту (De Fazio S.R. et al., 1994
), покращення його трофіки (Agrawal A.K. et al., 2004; Emerich D.F. et al., 2003
), так і способом локального впливу на регуляторно-трофічні процеси в самому трансплантаті (Kukreja S.C. et al., 1979
).
З метою оцінки ефекту комбінованої трансплантації тканин ЩЗ і НЗ на вміст тироксину і тиротропіну в плазмі крові гіпотироїдних щурів, а також на деякі показники метаболічних процесів і ступінь їх компенсації проводилась трансплантація монографтів і комбінованих ауто-, ало- и ксенографтів НФ і органотипових культур ЩЗ та культур ЩЗ і НЗ з попереднім сумісним культивуванням щурам з післяопераційним гіпотиреозом. Отримані показники порівнювали з відповідними в групах тиреоїдектомованих та інтактних тварин. На 30 добу після трансплантацій в плазмі крові експериментальних тварин вимірювали вміст Т4, ТТГ і деяких біохімічних показників – альбуміну, глюкози з вуглеводним навантаженням і холестерину та проводили гістологічні дослідження екстирпованих трансплантатів.
Вміст тироксину в плазмі крові контрольних тварин дорівнював 61,71±1,1 нмоль/л (n=7, р<0,05), у тиреоїдектомованих – 18,26±0,8 нмоль/л (n=7, р<0,05) (рис. 3), що свідчить про адекватність моделі післяопераційного гіпотиреозу.
Трансплантати НФ ЩЗ алогенного походження виявились більш ефективними в корекції гіпотиреоїдного стану (рис. 3 (А)), що зумовлювалось менш вираженими процесами відторгнення трансплантату завдяки видовій специфічності тканин донора і реципієнта.
Трансплантація нативних ксенографтів ЩЗ новонароджених поросят сумісно з фрагментами НЗ на 56,6% сприяла збільшенню рівня Т4 в порівнянні з тиреоїдектомованими тваринами (рис. 3 (Б)), а нативних фрагментів ЩЗ без НЗ – на 34,3% (рис. 3 (А)).
Після комбінованої алотрансплантації сумісно культивованих ОКЩЗ із ОКНЗ спостерігалося зростання рівня Т4 на 35,0% в порівнянні з тиреоїдектомованими тваринами і на 14,6% в порівнянні з комбінованою трансплантацією окремо культивованих відповідних тканин (рис. 3 (Б)). Комбіноване культивування також зумовило підвищення рівня тироксину в плазмі крові тварин-реципієнтів після сумісної ксенотрансплантації ОКЩЗ із ОКНЗ в порівнянні з ксенотрансплантацією окремо культивованих відповідних тканин.
Рівень ТТГ в плазмі крові тварин-реципієнтів більшості експериментальних груп знаходився у зворотній залежності від рівня тироксину (рис. 3), що вказує на користь припущення про відновлення регуляторних взаємовідносин в системі гіпофіз-трансплантат щитоподібної залози.
Відомо, що механізм дії тиреоїдних гормонів обумовлює багатобічні прояви нетиреоїдної патології. За гіпотиреозу, як правило, спостерігається пригнічення синтезу альбумінів (Потемкин В.В., 1999
). Нами встановлено, що рівень альбуміну в плазмі крові контрольних тварин був на 27,9 % вищий такого у тиреоїдектомованих щурів (рис. 4).
Значних коливань рівня білка зафіксовано не було, але спостерігалася тенденція до підвищення рівня альбуміну за умов комбінованої трансплантації з НЗ (рис. 4 (Б)) порівняно з тиреоїдектомованими щурами та групами тварин з трансплантацією монографтів ЩЗ (рис. 4 (А)).
Експериментальні дані свідчать, що тироксин має діабетогенну дію, яка обумовлює гіпоглікемічні стани та порушення толерантності до вуглеводів за умов дефіциту тироїдних гормонів (Hecht A., 1968; Shah J.H. et al., 1973; Shah J.H. et al., 1975
). Нами встановлено, що базальний рівень глюкози у крові контрольних тварин із вуглеводним навантаженням та без навантаження не відрізнявся, що характеризує нормальну здатність тканин утилізувати глюкозу (рис. 5). У тиреоїдектомованих тварин після вуглеводного навантаження відзначалося підвищення рівня глюкози на 40,8% порівняно з контролем. Практично всі трансплантати виявились активними в нормалізації рівня глікемії після вуглеводного навантаження. В групах щурів із монотрансплантатами ЩЗ після екзогенного введення глюкози глікемічні показники закономірно нормалізувалася паралельно з компенсацією гіпотиреоїдного стану (рис. 5 (А)).
Недостатня здатність утилізувати глюкозу проявилася в групі тварин із комбінованою алотрансплантацією НФ ЩЗ і НЗ (рис. 5 (Б)).
Можливо, що гіпотиреоз-індуковане порушення вуглеводного обміну нівелює регуляторний вплив глюкокортикоїдів на гліконеогенез. Особливо слід зазначити групу щурів, яким проводилася комбінована алотрансплантація сумісно культивованих ОКЩЗ із ОКНЗ, де вміст глюкози дорівнював контрольним значенням порівняно з комбінованою трансплантацією окремо культивованих залоз (рис. 5 (Б)).
При визначенні рівня холестерину встановлено, що даний показник в плазмі крові тиреоїдектомованих тварин без трансплантацій був на 69,1% вищий від контролю і складав 8,8±0,29 ммоль/л (n=7, р<0,05) в порівнянні з 2,72±0,15 ммоль/л (n=7, р<0,05).
Трансплантація монографтів ЩЗ істотно не впливала на зниження рівня холестерину в плазмі крові експериментальних тварин, але простежувалась тенденція до поліпшення даного показника (рис. 6 (А)). В групах тварин, яким проводили комбіновану трансплантацію ЩЗ із НЗ, рівень холестерину дорівнював контролю (рис. 6 (Б)) та вірогідно відрізнявся від такого у тиреоїдектомованих щурів. Можливо, що механізм даного ефекту полягає, з одного боку, в нормалізації холестеринемії в результаті нормалізації тиреоїдного статусу, а з другого – в регуляторній дії гормонів НЗ на ліпідний обмін.
В цілому, трансплантація тканини ЩЗ окремо або в комбінації з тканиною НЗ призводила до підвищення рівня тироксину та сприяла нормалізації метаболічних показників за умов післяопераційного гіпотиреозу, а комбіноване культивуванні цих тканин на етапі передобробки матеріалу забезпечувало більшу гормональну активність трансплантату порівняно з окремо культивованими тканинами.
Комбінована трансплантація органотипових культур щитоподібних залоз із експлантатами гіпофізу.
Актуальним залишається питання про вплив тканини аденогіпофізу на функціонування графту ЩЗ і можливість його роботи в межах гіпоталамо-гіпофізарно-тиреоїдної системи за умов трансплантації.
В даній серії експериментів тварин розподілено на три основні групи: 1) інтактні; 2) тиреоїдектомовані тварини без трансплантацій; 3) гіпотиреоїдні щури з ало- і ксенотрансплантацією окремих та комбінованих з експлантатами гіпофізу нативних фрагментів і органотипових культур щитоподібних залоз щурів та новонароджених поросят.
Відповідно до показників тиреоїдного статусу, приведених на рис. 7 (А), на 30 добу після операції в плазмі крові тиреоїдектомованих тварин відмічалося зниження рівня тироксину на 70,4% порівняно з контролем. А пропорційне зростання рівня ТТГ в даній групі свідчить про розвиток стійкого гіпотиреозу.
У випадку алотрансплантації НФ ЩЗ спостерігалося вірогідне збільшення рівня тироксину і зниження рівня ТТГ (рис. 7 (А)). Комбінована алотрансплантація НФ ЩЗ і гіпофізу не дала істотного підвищення рівня гормону, як і комбінована алотрансплантація окремо культивованих ОКЩЗ і експлантатів гіпофізу. Сумісне культивування зазначених тканин обумовило стійке підвищення рівня Т4 в плазмі крові щурів даної групи порівняно з тиреоїдектомованими тваринами і щурами з алотрансплантацією окремо культивованих тканин. Такий ефект міг бути пов’язаний зі стимулюючою дією ТТГ на проліферацію тиреоїдної паренхіми і синтез тироксину de novo. У ксеногенній системі на даний термін спостереження зростання рівня Т4 відмічено не було, але виявлялася тенденція до збільшення концентрації тироксину в плазмі крові щурів з комбінованою трансплантацією сумісно культивованих тканин ЩЗ і гіпофізу (рис. 7 (А)) порівняно з трансплантацією окремо культивованих тканин.
Зазначимо, що факт знаходження рівня ТТГ у зворотній залежності від рівня тироксину (рис. 7 (А)) свідчить про можливість функціонування трансплантату в рамках гіпофізарно-тиреоїдної системи реципієнта.
Як показано на рис. 7 (Б), вірогідних коливань рівня альбуміну в плазмі крові тварин в більшості експериментальних груп виявлено не було, що може свідчити про непрямий вплив дефіциту гормонів ЩЗ на процеси синтезу і деградації білка.
Показник глікемії з вуглеводним навантаженням у тиреоїдектомованих тварин вірогідно відрізнявся від контролю (рис. 8 (А)).
Алотрансплантація НФ ЩЗ, а в більшій мірі, комбінована трансплантація НФ ЩЗ із експлантатами гіпофізу сприяла нормалізації глікемії (рис. 8 (А)). В групі тварин з комбінованою алотрансплантацією сумісно культивованих ОКЩЗ і експлантатів гіпофізу показники вмісту глюкози дещо перевищували контрольні значення, але вірогідно від них не відрізнялися: 34,25±1,7мг% (n=7, р<0,05) (контроль – 28,16±0,7 мг% (n=7, р<0,05)). При комбінованій алотрансплантації окремо культивованих тканин рівень глюкози був дещо вищий (36,5±1,5 мг% (n=7, р<0,05)) порівняно з трансплантацією сумісно культивованих ОКЩЗ і експлантатів гіпофізу (рис. 8 (А)).
При вимірюванні холестерину, найбільший його рівень зафіксовано в плазмі крові тварин з алотрансплантацією НФ ЩЗ, а найменший - в групі щурів з комбінованою алотрансплантацією сумісно культивованих ОКЩЗ і експлантатів гіпофізу (рис. 8 (Б)). Останній складав 2,86±0,11 ммоль/л (n=7, р<0,05), тобто практично не відрізнявся від контролю (2,72±0,15 ммоль/л (n=7, р<0,05)). Після комбінованої алотрансплантації окремо культивованих ОКЩЗ і гіпофізу рівень холестерину був дещо вищим (5,74 ± 0,4 ммоль/л (n=7, р<0,05)) порівняно з контролем і комбінованою алотрансплантацією сумісно культивованих тканин.
Таким чином, комбінована алотрансплантація ОКЩЗ з експлантатами гіпофізу після їх сумісного культивування сприяла збільшенню секреції тироксину основним графтом, а нормалізація рівня Т4 при даному виді трансплантації призводила до покращення показників глікемії і холестеринемії.
Висновки
В дисертаційній роботі, відповідно до встановленої мети і задач, наведено нові дані щодо визначення впливу глюкокортикоїдів на Т4-гормонопоез, розроблено метод комбінованого культивування двох видів ендокринних тканин і обгрунтовано доцільність його використання з метою покращення морфофункціональних параметрів трансплантаційного матеріалу. Встановлено компенсаторний ефект комбінованої ало- і ксенотрансплантації нативних фрагментів та органотипових культур щитоподібних залоз щурів і новонароджених поросят попередньо культивованих із тканиною надниркових залоз і експлантатами гіпофізу на тиреоїдний статус та метаболічні процеси в організмі тварин-реципієнтів з післяопераційним гіпотиреозом.
1. Органотипові культури щитоподібних залоз щурів і новонароджених поросят in vitro та in vivo (при трансплантації гіпотиреоїдним щурам) зберігали свої функціональні властивості, які виявлялися у збереженні гормонопоетичної активності і здатності відповідати на специфічну і неспецифічну стимуляцію шляхом підвищення рівня тироксину в плазмі крові та середовищі культивування.
2. Максимально ефективними в корекції гіпотиреоїдного стану та пов’язаних з ним метаболічних порушень виявилися комбіновані ксенографти нативних фрагментів щитоподібних і надниркових залоз, що підтверджується нормалізацією рівня тироксину, тиротропіну та біохімічних показників в плазмі крові тварин-реципієнтів, а також збереженням фолікулярної структури тиреоїдної тканини та її здатності до регенерації на 30 добу після трансплантації.
3. Комбіновані ало- і ксенотрансплантації сумісно культивованих щитоподібних і надниркових залоз сприяли більш ефективній компенсації тиреоїдної недостатності порівняно з трансплантаціями окремо культивованих тканин.
4. Після комбінованої алотрансплантації сумісно культивованих щитоподібних залоз з експлантатами гіпофізу в плазмі крові тварин-реципієнтів спостерігалося зростання рівня тироксину на 41,5% порівняно з трансплантацією окремо культивованих тканин.
5. Комбіновані ауто-, ало- та ксенографти нативних фрагментів щитоподібних і надниркових залоз характеризувалися максимальною збереженістю гістоструктури, здатністю тиреоїдної паренхіми до регенерації, відсутністю процесів відторгнення.
6. Метод комбінованого культивування щитоподібних залоз з тканинами надниркових залоз і гіпофізу доцільно застосовувати в якості одного із способів передобробки трансплантаційного матеріалу з метою збереження достатньої кількості життєздатних клітин, посилення гормонопродукуючої активності, зниження імуногенності і збільшення терміну функціонування графта в організмі реципієнта.
Список праць, опублікованих за темою дисертації
1. Бондаренко Т.П., Билявская С.Б., Алабедалькарим Н.М., Божок Г.А.
Регуляция тиреоидной секреции специфическими и неспецифическими стимуляторами гормонопоэза in vitro // Трансплантологія. – 2005. – Т. 8, № 4. – С. 67-70. Здобувачем проведено: експлантація ЩЗ, НЗ, гіпофізів щурів, отримання органотипових та комбінованих культур, розробка методу комбінованого культивування 2 видів ендокринних тканин, визначення життєздатності клітин в культурі, інкубація органотипових культур в присутності специфічних та неспецифічних стимуляторів гормонопоезу, визначення базальної та стимульованої секреції тироксину, статистична обробка результатів.
2. Білявська С.Б., Божок Г.А., Легач Є.І., Бондаренко Т.П.
Показники білкового, ліпідного і вуглеводного обмінів при гіпотиреозі та після комбінованої трансплантації щитоподібної і надниркових залоз // Клінічна ендокринологія та ендокринна хірургія. – 2005. - Т. 12, № 3. – С. 31-36. Здобувачем проведено: алотрансплантація НФ ЩЗ, дослідження рівнів тироксину, тиротропіну, альбуміну, холестерину і глюкози в плазмі крові тварин-реципієнтів, статистична обробка результатів.
3. Билявская С.Б., Божок Г.А., Легач Е.И., Бондаренко Т.П.
Комбинированная трансплантация ткани щитовидной и надпочечниковых желез при послеоперационном гипотиреозе // Вісник Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна. Серія: Біологія. – 2006. – Вип. 3, № 729. – С. 256-259. Здобувачем проведено: органотипове культивування, комбіноване культивування ЩЗ і НЗ, визначення рівнів тироксину, тиротропіну та біохімічних показників в плазмі крові тварин-реципієнтів, статистична обробка результатів.
4. Билявская С.Б., Бондаренко Т.П.
Комбинированная трансплантация совместно культивированных тканей щитовидной железы и гипофиза при гипотиреозе // Експериментальна і клінічна медицина. – 2006. - № 2. – С. 50-53. Здобувачем проведено: планування дослідження, комбіноване культивування та сумісна трансплантація тканин ЩЗ і гіпофіза під капсулу нирки, визначення рівнів тироксину, тиротропіну, альбуміну, холестерину і глюкози в плазмі крові тварин-реципієнтів, статистична обробка результатів.
5. Легач Е.И., Билявская С.Б., Божок Г.А., Бондаренко Т.П.
Гормонопродуцирующий потенциал криоконсервированной органотипической культуры щитовидной железы при комбинированной ксенотрансплантации // Проблемы криобиологии. – 2007. – Т. 17, № 1. – С. 86-92. Здобувачем проведено: комбіноване культивування, кріоконсервація та рекультивування тканин ЩЗ і НЗ, передтрансплантаційна обробка матеріалу, визначення рівнів гормонів в плазмі крові тварин-рецепієнтів, математичний аналіз результатів.
6. Легач Є.І., Божок Г.А., Білявська С.Б., Бондаренко Т.П.
Ефект стимуляції тиротропіном на рівень тироксину в плазмі крові гіпотиреоїдних щурів після трансплантації щитовидної залози // Науковий вісник Львівської національної академії ветеринарної медицини. – 2007. - Т. 9, № 2 (ч. 2). – С. 63-67. Здобувачем проведено: серія експериментів in vitro, ТТГ-стимуляція in vivo, трансплантація під капсулу нирки, статистична обробка результатів.
7. Бондаренко Т.П., Білявська С.Б., Алабедалькарім Н.М., Божок Г.А.
Функціональні властивості органної культури щитоподібної залози // Сучасні напрямки розвитку ендокринології: IІІ Данилевські читання. – Харків, 2004. – С. 24-25. Здобувачем проведено: отримання ОКЩЗ щурів, визначення рівня Т4 в середовищі культивування, статистична обробка результатів.
8. Білявська С.Б., Бондаренко Т.П., Алабедалькарім Н.М., Божок Г.А.
Подвійний ефект надниркових залоз на базальний та стимульований гормонопоез культури тиреоїдної тканини // Установчий з’їзд Українського Товариства клітинної біології. Львів, 25-28 квіт. 2004 р.– Львів, 2004. – С. 151. Здобувачем проведено: органотипове культивування ЩЗ, визначення базального та стимульованого рівнів Т4 в середовищі культивування.
9. Билявская С.Б., Алабедалькарим Н.М., Божок Г.А.
Регуляция тиреоидной секреции глюкокортикоидами и стимуляторами гормонопоэза in vitro // Укр. біохім. журн. – 2004. - Т. 76, № 4. – С. 125. Здобувачем проведено: отримання органотипових культур ендокринних тканин, інкубація ОКЩЗ в присутності глюкокортикоїдів та ін. модифікаторів гормонопоезу. Дослідження рівня тироксину в середовищі культивування.
10. Білявська С.Б., Божок Г.А., Легач Є.І., Бондаренко Т.П.
Динаміка альбуміну у щурів після трансплантації органної культури щитоподібної залози // Фундаментальні питання експериментальної та клінічної ендокринології: IV Данилевські читання. Харків, 24-25 лют. 2005 р.– Харків, 2005. – С. 23-24. Здобувачем проведено: серія експериментів in vitro, дослідження рівню альбуміну в плазмі крові тварин-реципієнтів.
11. Bilyavskaya S.B., Bozhok G.A., Legach E.I., Bondarenko T.P.
Thyroxin serum level after combined transplantation of organ cultures of thyroid and adrenal glands // Укр. біохім. журн. – 2005. - Т. 77, № 2 (спеціальний випуск). – С. 158. Здобувачем проведено: комбіноване культивування тканин ЩЗ щурів і НП, визначення рівня Т4 в плазмі крові тварин-реципієнтів, статистичний аналіз результатів.
12. Ustichenko V.D., Alabedalkarim N.M., Bilyavskaya S.B., Bondarenko T.P.
cAMP-dependent regulation of hormonopoesis in newborn piglets cryopreserved organ cultures of thyroid and adrenal glands // Укр. біохім. журн. – 2005. - Т. 77, № 2 (спеціальний випуск). – С. 81. Здобувачем проведено: отримання ОКЩЗ НП, визначення цАМФ-стимульованої секреції тироксину.
13. Білявська С.Б., Божок Г.А., Легач Є.І., Бондаренко Т.П.
Вивчення показників вуглеводного, ліпідного та білкового обмінів за сумісного культивування та одночасної трансплантації органних культур щитовидної та надниркових залоз // Укр. біохім. журн. – 2005. - Т.77, №. 5– С. 135. Здобувачем проведено: сумісне культивування тканин ЩЗ і НЗ, дослідження рівня біохімічних показників в плазмі крові експериментальних тварин.
14. Божок Г.А., Легач Є.І., Алабедалькарім Н.М., Білявська С.Б, Бородіна Н.П., Бондаренко Т.П.
Функціональна активність кріоконсервованої органотипічної культури щитовидної залози при ксенотрансплантації // Проблемы криобиологии. – 2005. - Т. 15, № 3. – С. 425-426. Здобувачем проведено: отримання ОКЩЗ НП та їх кріоконсервувіння, визначення рівнів Т4, ТТГ в плазмі крові гіпотиреоїдних щурів після трансплантацій.
15. Легач Є.І, Божок Г.А., Білявська С.Б.
Комбінована трансплантація, як фактор поліпшення виживання кріоконсервованих тканинних трансплантатів // Клінічна хірургія. – 2006. - № 4-5. - С. 97-98. Здобувачем проведено: комбіноване культивування ендокринних тканин, кріоконсервування тканини ЩЗ НП.
16. Bilyavskaya S.B., Legach E.I., Bozhok G.A., Bondarenko T.P.
Result of experimental hypothyroidism correction by combined transplantation of organ cultures // European J. of Medical Research. – 2007. – Vol. 12, suppl. IV. – P. 45. Здобувачем проведено: частина експерименту in vitro, визначення рівнів гормонів, статистичний аналіз результатів.
Білявська С.Б. Корекція експериментального гіпотиреозу шляхом комбінованої трансплантації органотипових культур.
– Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.13 – фізіологія людини і тварин. – Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, Харків, 2007.
Дисертація присвячена визначенню впливу комбінованих ауто-, ало- і ксенотрансплантацій нативних фрагментів та органотипових культур щитоподібних залоз (ОКЩЗ) щурів і новонароджених поросят із тканинами надниркових залоз і гіпофізу на перебіг післяопераційного гіпотиреозу у щурів.
Виявлено вірогідне зростання рівня тироксину в середовищі культивування під впливом дб-цАМФ, фрагментів надниркових залоз і гіпофізу, а також фізіологічних концентрацій кортикостерону і ТРГ. Крім того, після комбінованого культивування з тканинами надниркових залоз і гіпофізу ОКЩЗ зберігали фолікулярний каркас і достатню кількість життєздатних клітин. Відмічено максимальну ефективність алографтів нативних фрагментів щитоподібних залоз і комбінованих ксенографтів нативних фрагментів щитоподібних і надниркових залоз в корекції гіпотиреоїдного стану та супутніх метаболічних порушень. Отримано дані про позитивний вплив комбінованого культивування тканин щитоподібної, надниркових залоз і гіпофізу за умов їх комбінованої трансплантації на морфофункціональні характеристики основного графту і на тиреоїдний статус тварин-реципієнтів у цілому.
Ключові слова:
гіпотиреоз, комбінована трансплантація, щитоподібна залоза, надниркові залози, гіпофіз, органотипові культури, комбіноване культивування, тироксин.
Билявская С.Б. Коррекция экспериментального гипотиреоза путем комбинированной трансплантации органотипических культур.
– Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.13 – физиология человека и животных. – Харьковский национальный университет имени В.Н. Каразина, Харьков, 2007.
Диссертация посвящена изучению эффекта комбинированных ауто-, алло- и ксенотрансплантаций нативных фрагментов и органотипических культур щитовидных желез (ОКЩЖ) крыс и новорожденных поросят с тканями надпочечных желез и гипофиза на течение послеоперационного гипотиреоза у крыс.
С целью предварительной оценки функциональных параметров трансплантационного материала, на этапе предобработки проводилось исследование влияния специфических и неспецифических модификаторов гормонопоэза на секрецию тироксина ОКЩЖ крыс и новорожденных поросят в среду культивирования. В результатечего установлено, что под влиянием культивирования ОКЩЖ крыс в присутствии дб-цАМФ, фрагментов надпочечных желез и гипофиза, а также физиологических концентраций кортикостерона уровень тироксина в среде инкубации достоверно увеличивался. При инкубации ОКЩЖ новорожденных поросят с теми же модификаторами наблюдалась аналогичная картина, а при добавлении физиологических концентраций ТТГ стимулирующего эффекта не наблюдалось, тогда, как ТРГ в физиологической концентрации повышал уровень тироксина в среде инкубации. Выявлен нивелирующий эффект комбинированного культивирования ОКЩЖ новорожденных поросят и крыс с органотипическими культурами надпочечных желез на Т4-гормонопоэз в присутствии дб-цАМФ. Эффект отмены действия стимулятора также присутствовал при комбинированном культивировании ОКЩЖ новорожденных поросят с тканью надпочечных желез и ТТГ. Кроме того, после комбинированного культивирования, как с тканью надпочечников, так и гипофиза ОКЩЖ новорожденных поросят сохраняла фолликулярный каркас и достаточное количество жизнеспособных клеток в культуре.
Для выяснения способности одиночных и комбинированных ауто-, алло- и ксенографтов компенсировать недостаточность тиреоидных гормонов и связанные с ней метаболические нарушения, на 30 сутки после трансплантации проводили исследования уровней тироксина, тиротропина и некоторых биохимических показателей крови (альбумина, холестерина, глюкозы). В группе тиреоидэктомированных животных отмечалось развитие стойкого гипотиреоза. Аллографты нативных фрагментов щитовидных желез и комбинированные ксенографты нативных фрагментов щитовидных и надпочечных желез оказались наиболее эффективными в коррекции гипотиреоидного состояния.
Известно, что механизм действия тиреоидных гормонов обуславливает многосторонние проявления нетиреоидной патологии. Показатели липидного, белкового и углеводного обменов у животных-реципиентов после трансплантаций закономерно восстанавливались с нормализацией уровня тироксина. Существенного изменения уровня альбумина в плазме крови гипотиреоидных крыс зафиксировано не было, однако наблюдалась тенденция к его повышению после комбинированной трансплантации щитовидной и надпочечных желез. Практически все трансплантаты оказались активными в нормализации уровня гликемии после углеводной нагрузки. Уровень холестерина в группах животных с комбинированной трансплантацией достигал контрольных значений, а в группах с трансплантации монографтов щитовидной железы – был выше нормы.
С целью изучения влияния гормонов надпочечных желез на функциональную активность трансплантатов щитовидных желез in vivo, проводилось совместное культивирование данных тканей с последующей комбинированной трансплантацией. Установлено, что такой способ трансплантации способствовал нормализации тиреоидного статуса и показателей альбуминемии, гликемии и холестеринемии у животных-реципиентов в сравнительном аспекте с трансплантацией раздельно культивированного материала.
Комбинированная трансплантация ОКЩЖ с эксплантатами гипофиза после их совместного культивирования достоверно увеличивала секрецию тироксина основным графтом по отношению к тиреоидэктомированным животным и в сравнении с комбинированной трансплантацией раздельно культивированных тканей. В данной группеживотных отмечено нормализацию уровней холестерина и глюкозы с углеводной нагрузкой.
Изучение динамики ТТГ в плазме крови животных-реципиентов показало, что в большинстве экспериментальных групп его уровень изменялся по принципу обратной зависимости от уровня тироксина, что подтверждает возможность функционирования трансплантата в пределах гипоталамо-тиреоидной системы реципиента.
Гистологический анализ трансплантационного материала, извлеченного на 30 сутки после операции показал, что максимальная сохранность трансплантата наблюдалась при ауто- и аллотрансплантациях нативного материала. Комбинированные ауто, алло- и ксенографты нативных фрагментов щитовидных и надпочечных желез характеризовались сохранением типичного фолликулярного строения и способности к регенерации тиреоидной паренхимы. Комбинированная трансплантация совместно культивированных тканей также способствовала сохранению гистоархитектоники щитовидной железы.
Следует отметить, что положительное влияние комбинированной трансплантации нативных эндокринных тканей щитовидной и надпочечных желез, а также комбинированной трансплантации кокультивированных тканей щитовидной железы и надпочечников, а также щитовидной железы и гипофиза на морфофункциональные характеристики основного графта и, в целом, на тиреоидный статус животных-реципиентов позволяет предположить клиническую эффективность использования данного метода для лечения первичного гипотиреоза.
На основании полученных результатов, комбинированное культивирование 2 видов эндокринных тканей можно считать одним из эффективных способов предобработки трансплантационного материала с целью улучшения его функциональных параметров.
Ключевые слова:
гипотиреоз, комбинированная трансплантация, щитовидная железа, надпочечные железы, гипофиз, органотипические культуры, комбинированное культивирование, тироксин.
Bilyavs’ka S.B. Correction of experimental hypothyroidism by combined transplantation of organ cultures.
– Manuscript.
The thesis for obtaining the degree of candidate (Ph.D.) of biological science by speciality 03.00.13 – physiology of human & animals. – V.N. Karazin Kharkov National University, Kharkov, 2007.
The dissertation is devoted to study the influence of combined auto-, allo- and xenotransplantation of native and cultured thyroid tissue with adrenal and pituitary tissues on the rat experimental hypothyroidism.
The reliable increase of thyroxin level at the influence of db-cAMP, adrenal and pituitary tissues, corticosteron and TRH in physiological concentration was established. The thyroid organ culture saved the follicular structures and cell viability after the combine cultured with adrenal and pituitary tissues. The maximum effect of thyroid allografts of native fragments and combined xenografts of thyroid and adrenal glands on the hypothyroidism and metabolic correction was noted. The data about positive impact of combined cultivation of thyroid, adrenal and pituitary tissues under combined transplantation on the morfofunctional characteristics of main graft and whole recipient’s thyroid status were obtained.
Key words:
hypothyroidism, combined transplantation, thyroid, adrenal glands, pituitary, organ cultures, combined cultivation, thyroxin.