ГП «Институт биохимии биологически активных соединений НАН Беларуси», г. Гродно, Беларусь

Влияние ионизирующего излучения на метаболизм йода в щитовидной железе (ЩЖ)изучено недостаточно, хотя хорошо известно, что как внешнее, так и внутреннее облучение может вызывать нарушения её структуры и функции. Нельзя не учитывать, что наряду с постоянным образованием Н₂О₂, необходимого для окисления йодида, в ЩЖ может накапливаться значительное количество свободного йодида, который является дополнительным источником образования высокоактивных форм йода (йодиний, йодат, гипойодат, молекулярный йод и др.). Это может в значительной степени варьировать эффекты средних и малых дозах ионизирующего излучения на функциютироцитов.

Проведено исследование эффектов однократного и фракционированного внешнего γ-излучения (дозы 0,1-5,0 Гр) на метаболизм йода и структуру ЩЖ крыс в ранние (6, 24 час) и отдаленные (3, 6, 12, 22 мес) сроки после воздействия.

Исследование эффектов однократного воздействия внешнего γ-излучения на ЩЖ крыс. Ранние эффекты внешнего γ-излучения в дозах 0,25-5 Гр были выявлены у крыс уже через 6 ч: наблюдалось снижение концентрации Т₄ (на 17-28%) в крови после облучения в дозах 1-5 Гр. Через 24 ч отмечалось снижение концентрации в крови Т₄ (на 36-48%) и Т3 (на 27-31%) у всех облученных животных, которое сохранялось на протяжении 7 сут. после воздействия.Снижение тиреоидного статуса – следствие нарушения биосинтеза гормонов в ЩЖ: было обнаружено ингибирование в ЩЖ активности ТПО (на 24-54%) на фоне повышения концентрации Iобщ (на 26-34%) и Iсвоб (на 50-68%) после облучения в дозах 1-5 Гр. Снижение соотношения Iбсвяз/Iобщ (на 17-20%) и увеличение Iсвоб/Iбсвяз (на 55–68%) в группах 1-5 Гр предполагает нарушение процессов органификации йода в ЩЖ уже через 24 часа после облучения.

О развитии окислительного стресса в клетках ЩЖ через 24 часа после облучения свидетельствует повышение концентрации альдегидных продуктов ПОЛ (на 15-58% в группах 0,25-2 Гр) на фоне активации ГР (на 27-38%) и СОД (на 23%).

Впервые получены доказательства, что радиационно-индуцированная активация окислительного стресса ингибирует органификацию йода в ЩЖ, вызывая снижение синтезатиреоидных гормонов в крови крыс. Восстановление функции ЩЖ отмечалось через 30 сут. после облучения в дозе 0,25-0,5 Гр, и через 180 суток – у всех облученных крыс. Однако через год последствия облучения проявлялись развитием гипотиреоза (метаболические и структурные нарушения): снижением содержания Iобщ (на 13-23%), Iсвоб (на 19-37%) в группах 0,5, 1 и 5 Гр и активности ТПО (на 42-53%). Масса ЩЖ у облученных крыс (0,25-2 Гр) увеличивалась на 15-20%.

При проведении микроскопического исследования в ранний период после воздействия γ-излучения в средних и высоких дозах отмечались морфологические сдвиги, характеризующие функцию ЩЖ (изменение диаметра ядер, фолликулов, уменьшение числа цитоплазматических структур); в более отдаленные сроки обнаружились деструктивные изменения (коллоидоррагия, деструкция фолликулов, нарушение структуры мембран, усиление процесса коллагенообразования).

Сравнительное исследование эффектов фракционированного внешнего γ-излучения у крыс с нормальным и повышенным потреблением йодида калия. После фракционированного облучения (20-кратно в течение 4 недель) в дозе 0,5 Гр в крови крыс снижалась концентрация Т₄ (в 1,34-1,54 раза) и Т₃ (в 1,24-1,43 раза), что сопровождалось повышением содержания в ЩЖ Iобщ (на 30,0-54,4%), Iсвоб (на 32,1-60,8%), Iбсвяз (на 24,4-37,4%). Эти результаты согласуются с полученными ранее при однократном облучении, и подтверждают активирующее влияние γ-излучения на поглощение йода тироцитами. MellerB.(2006) показано повышение поглощения ¹²⁵I культурой T-5 тироцитов после облучения в дозе 6 и 10 Гр.Облучение в дозе 0,5 Гр на фоне введения животным дополнительных 10 суточных доз KI частично предотвращало снижение тиреоидного статуса у крыс после облучения (снижался только Т₃ на 30%), но более значительно стимулировало поглощение йода. В ЩЖ концентрация Iобщ повышалась в 2,9 раза, Iсвоб – в 14 раз на фоне ингибирования ТПО (на 57%). Несмотря на снижение активности ТПО, концентрация Iбсвяз увеличивалась на 86%. Механизмы выявленных изменений предполагают неферментативное окисление йодида и его органификацию при фракционированном облучении на фоне активации поглощения йодида при повышенном употреблении KI. Многократное облучение в дозе 0,1 Гр не изменяло метаболизм тироци тов через 30 и 180 сут, однако через 1 год выявлено снижение функции ЩЖ у всех облученных животных.

Были обнаружены общие закономерности в изменении метаболизма тироцитов при воздействии психоэмоционального и радиационного стресса, что может предполагать ключевую роль окислительных модификаций в нарушении функции ЩЖ. Это, по-видимому, играет важную роль в старении ЩЖ и возрастном снижении тиреоидного статуса, учитывая постоянное воздействие на организм различных видов стресса.

Тиреопротекторные эффекты антиоксидантного комплекса при воздействии внешнего γ-излучения. При воздействии внешнего γ-излучения (0,1-5,0 Гр) на фоне введения антиоксидантного селенсодержащего комплекса (АОК-Se) не было обнаружено ингибирования активности ТПО и изменения содержания различных фракций йода в ЩЖ, а также снижения уровня тиреоидных гормонов в крови крыс.

Характеризуя эффекты АОК-Se при стрессе, необходимо отметить очень важный факт: восстановление концентрации общего белка в ЩЖ в группе стресс+АОК-Se до контрольных значений. Механизмы влияния препарата на нормализацию уровня белка в ЩЖ могут быть обусловлены защитным эффектом низкомолекулярных антиоксидантов и снижением степени окислительных повреждений различных клеточных органелл при воздействии радиационного стресса, в первую очередь клеточных мембран. В этих условиях сохраняется возможность для нормальной регуляции и функционирования тироцитов в условиях стресса. При остром психоэмоциональном стрессе (60 минут) защитные эффекты АОК-Se проявлялись в снижении степени ингибирования активности ТПО (повышение на 67%).

Проведенные исследования свидетельствуют о двустадийности эффектов радиационного воздействия. Ранний пострадиационный период после облучения в дозах 0,5-5,0 Гр характеризуется снижением биосинтеза тиреоидных гормонов в ЩЖ крыс, обусловленным ингибированием окисления йодида ТПО и его органификации. Восстановление функции ЩЖ отмечается, в зависимости от дозы, через 30 (0,25; 0,5 Гр) и 180 суток (1,0-5,0 Гр). В отдаленный пострадиационный период (через 12-22 месяца) воздействие внешнего γ-излучения проявляется развитием гипотиреоза. Установлено, что эффекты длительного фракционированного γ-излучения (20-кратное) в малых и средних дозах (0,1-0,5 Гр) более выражены на фоне повышенного потребления йода и характеризуются активацией его поглощения, нарушением органификации, развитием гипотиреоза в отдаленный период. Выявлены общие механизмы нарушения метаболизма йода в ЩЖ при радиационном и психоэмоциональном стрессе.