Когнитивные функции и окислительный баланс у потомства крыс при экспериментальном гипотиреозе с коррекцией йодсахаридным комплексом

Материал и методы исследования
Гипотиреоз моделировали на половозрелых белых беспородных крысах мас-
сой 190-230 г. обоего пола. Животные находились на общевиварном питании со
свободным доступом к воде. Для питания использовали полнорационный сухой
комбикорм для лабораторных животных «Чара», производимый ООО «Ассорти-
мент-Агро» (Россия). Тиреоидную недостаточность йододефицита моделировали
введением мерказолила (тиамазола) в дозе 2,5 мг / 100 г массы тела в течение 21 су-
ток. Тирео-статик вводили ежедневно внутрижелудочно. Среднесуточная доза мер-
казолила была апробирована в ходе опытно-экспериментальных работ, данная до-
зировка мерказолила в течение трех недель обеспечивает появление у крыс сим-
птомов, характерных для йододефицитного заболевания, минимизируя риск разви-
тия у животных осложнений (Козлов В.Н., 2006; Камилов Ф.Х. и др., 2018).
Исследования были проведены в отдельных сериях в два этапа (Таблица 1).
Таблица 1 – Дизайн исследований
Этапы исследованияГруппы животныхИзучаемые показатели
I этап (40 крыс)1 – контрольная, интактные1. В плазме крови: содержание ТТГ, оТ 4,
Оценка гормональ-животные;оТ3, сТ4; лютеинизирующего гормона (ЛГ);
ного статуса и со-2 – опытная, подвергнутыефолликулостимулирующегогормона
стояния оксидант-ежедневнойинтоксикации(ФСГ); тестостерона; паратгормона (ПТГ);
но-мерказолилом в течение 21кортикостерона; интерлейкина-1β (ИЛ-1β),
антиоксидантнойсуток;интерлейкина-6 (ИЛ-6), фактора некроза
системы при экс-3 – сравнения, получавшиеопухоли-α (ФНО-α); ТБК-активных про-
периментальномвиварное питание в течениедуктов, диеновых коньюгатов (ДК), кето-
гипотиреозеи30 дней после завершениядиенов и сопряженных триенов (КДиСТ);
влияние на этивведения мерказолила;интенсивность хемолюминесценции
процессы нового4 – основная, получавшие2. В гомогенатах тканей головного мозга,
йодсахаридногойодобогащённое питание впечени и почек: интенсивность хемолюми-
комплексатечение 30 суток после за-несценции; уровень ТБК-активных продук-
вершения введения мерказо-тов, ДК, КДиСТ; активность супероксид-
лиладисмутазы (СОД), глутатионпероксидазы
(ГПО) и каталазы (КАТ).
II этап (60 крыс и1 – контрольная. Крысята-1.Оценка когнитивных функций: изуче-
40 крысят)самцы в возрасте 2 месяца,ние кратковременной и долговременной па-
Изменения гормо-потомство родителей интакт-мяти в тестах «Восьмирукавный радиальный
нального статуса,ных животных;лабиринт» и «Распознавание новых объек-
когнитивной функ-2 – опытная. Крысята-самцы втов»
ции, состояния ок-возрасте 2 месяца, потомство2.В плазме крови: содержание ТТГ, оТ4,
сидантно-родителей с мерказолиловымоТ3, сТ4; ЛГ; ФСГ, тестостерона; ПТГ;
антиоксидантнойгипотиреозом;кортикостерона.
системы у потом-3 – сравнения. Крысята-3.В гомогенатах тканей головного мозга
ства крыс с мерка-самцы в возрасте 2 месяца,и печени: уровень ТБК-активных продуктов,
золиловым гипоти-потомство крыс с мерказоли-ДК, КДиСТ, активность СОД, ГПО и КАТ.
реозом и живот-ловым гипотиреозом, полу-
ных, получавших вчавших в восстановительном
восстановительномпериоде виварное питание;
периоде йодсаха-4 – основная. Крысята-самцы
ридный комплексв возрасте 2 месяца, потомст-
во крыс с мерказолиловым
гипотиреозом, получавших в
восстановительном периоде
йодобогащенное питание.
На первом этапе при экспериментальном гипотиреозе изучали состояние ти-
реоидной системы, уровень некоторых других гормонов и цитокинов, интенсивность
окислительных процессов и выраженность антиоксидантной защиты в тканях, а так-
же влияние на эти процессы нового йодорганического комплекса на основе ребау-
диозида А. 40 самцов крыс были разделены на 4 группы по 10 животных в каждой:
первая – контрольная, вторая – опытная, третья – сравнения, четвертая – основная.
Крысам 2-й, 3-й и 4-й групп ежедневно внутрижелудочно с помощью специального
зонда вводили тиамазол (мерказолил) в течение 21 суток, 1-й группы – физиологиче-
ский раствор. Животные 3-й и 4-й групп в течение 30 суток проходили восстанови-
тельный период. При этом крысы группы сравнения были на виварном питании, а
основная группа – на йодобогащённом питании из расчета 2,5 мкг йода на 100 г мас-
сы тела. Йодобогащенное питание включало новый йодсодержащий органомине-
ральный комплекс (патент РФ №2716971 от 17.03.2020 г. и патент РФ №2717045 от
17.03.2020 г.). Животных 1-й и 2-й групп выводили из эксперимента на 22-е сутки, 3-
й и 4-й – по истечении 30 суток восстановительного периода.
На втором этапе исследования были использованы 40 половозрелых самок
крыс и 20 самцов, также разделенных на 4 группы: контрольную, опытную, сравне-
ния и основную, которые прошли манипуляции первого этапа, т.е. 2-я, 3-я и 4-я груп-
пы получали в течение 21 суток внутрижелудочно мерказолил, 3-я и 4-я затем прохо-
дили в течение 30 суток восстановительный период. 3-я группа сравнения в этот пе-
риод находилась на виварном питании, а 4-я основная – на йодобогащенном питании
путем добавления в пищу йодсахаридного комплекса на основе взаимодействия йода
с ребаудиозидом А. Спаривание животных 1-й и 2-й групп раздельно проводили на
22 сутки сразу после завершения введения мерказолила, крыс 3-й и 4-й групп на сле-
дующий день после завершения восстановительного периода. В отдельные клетки
помещали по 2 самки и 1 самцу. В результате этого беременность и лактация самок
опытной (2-й) группы проходили в условиях йододефицитного гипотиреоза.
Оценивали количество родившихся в помёте крысят, их массу тела через 1, 2
и 3 месяца. У 40 крысят-самцов в возрасте 2 месяца в 4-х группах: первой – кон-
трольной, родившихся от родителей из контрольной группы, второй – опытной, ро-
дившихся от родителей из опытной группы, третьей – сравнения, родившихся от
родителей из группы сравнения и четвёртой – основной группы, потомства крыс
основной группы. У крысят изучали гормональный статус, когнитивные функции и
состояние оксидантно-антиоксидантной системы тканей головного мозга и печени.
Когнитивные функции крысят оценивали использованием двух тестов:
«Восьмирукавный радиальный лабиринт» (ВРЛ) и «Распознавание новых объек-
тов». ВРЛ предназначен для изучения рабочей (кратковременная оперативная па-
мять, от секунд до минут, доступная в течение текущей попытки) и референтной
пространственной памяти (долговременная память о местоположении целевого
объекта). В этом тесте крысы быстро обучаются посещать каждый рукав только
один раз за сеанс для получения пищевого вознаграждения (Горин Я.В. и др., 2017).
Тест «Распознавание нового объекта» проводили в модификации (Горелов П.И.
и др., 2013; Дубровская Н.М. и др., 2019). Состояние функции памяти определяли как
дискриминационное время исследования нового объекта (DIR) по формуле:
t исследования нового объекта – t исследования знакомого объекта
DIR =×100 (1)
общее t исследования во время сеанса тестирования
Кроме того регистрировали время, проведенное в непосредственном тактиль-
ном или обонятельном контакте крысы с каждым объектом, и выражали его в про-
центах от суммарного времени исследования пары объектов.
Видеорегистрацию отдельных поведенческих актов животных осуществляли
с помощью видеокамеры SONY SSC-G-118.
Содержание гормонов в плазме крови экспериментальных животных опреде-
ляли методом иммуноферментного анализа с использованием стандартных коммер-
ческих наборов: тиреотропный гормон – TTH-EIA-5296 (DRG Diagnostics HmbH),
общий тироксин – Т4 общий-ИФА-БЕСТ, общий трийодтиронин – Т3 общий-ИФА-
БЕСТ, свободный тироксин – Т4 свободный-ИФА-БЕСТ, лютеинизирующий гормон
– ЛГ-ИФА-БЕСТ, фолликулостимулирующий гормон – ФСГ-ИФА-БЕСТ, тестосте-
рон – тестостерон-ИФА-БЕСТ, кортикостерон – кортикостерон-ИФА-БЕСТ (реаген-
ты ЗАО Вектор-Бест ), паратгормон – Diasoure PTH ELISA согласно прилагаемым
инструкциям на анализаторе «StatFox2100» (США) с учетом наличия гомологии в
пептидной структуре и рецепторов у человека и крысы.
Содержание ИЛ-1β, ИЛ-6 и ФНО-α определяли с использованием наборов
реагентов Rat IL-1 Beta ELISA kit, Rat IL-6 ELISA kit и Rat TNF Alpha ELISA kit
(Abcam, UK) согласно прилагаемой инструкции на анализаторе «StatFox2100».
Выраженность свободнорадикальных процессов в плазме крови и тканях
оценивали методом хемилюминесценции (хемилюминометр ХЛ-03, Россия), опре-
делением содержания продуктов ПОЛ: диеновых коньюгатов (ДК), кетодиенов и
сопряженных триенов (КДиСТ) (Волчегорский И.А. и др., 2000), ТБК-активных
продуктов (наборы реагентов ТБК-АГАТ, АГАТ-МЕД, Россия). Для получения го-
могената 1 г ткани немедленно после забоя животного измельчали и гомогенизиро-
вали в стеклянном гомогенизаторе Поттера на холоду (0-4℃) в среде, содержащей
0,25 М сахарозы, 1 мМ ЭДТА, 0,01 М трис-HCl (рН 7,4), в соотношении 1:5 в тече-
ние 2-3 мин. Полученный гомогенат обрабатывали тритоном Х-100 и оставляли на
холоде на 30 мин для разрушения клеточных и субклеточных структур.
Гомогенат тканей использовали также и для определения активности фермен-
тов антиоксидантной защиты. Активность супероксиддисмутазы изучали с исполь-
зованием набора реагентов RANSOD (Randox Laboratories LTD.,UK), глутатионпе-
роксидазы – набора реагентов Glutation Peroxidasa того же производителя, каталазы
согласно описанию Королюк М.А. и др. (1988).
Для анализа полученных результатов использовали стандартный пакет про-
грамм Statistica 8.0. Описательная статистика данных проводилась с расчетом сред-
них значений и среднеквадратичных отклонений М±σ. После установления соответ-
ствия распределения признака закону нормального распределения в группах выборки
(критерий Колмогорова-Смирнова и Шапиро-Уилкса) полученные данные обрабаты-
вали с использованием однофакторного дисперсионного анализа ANOVA и теста
Бонферрони. При асимметричном распределении признаков в группах выборки ста-
тистическую значимость различий определяли, используя непараметрический крите-
рий Манна-Уитни (U) и критерии множественного сравнения Крускала-Уоллиса (Н)
и Данна (надстройка «AtteStat» для Microsoft Office Excel 2007) (Гржибовский А.М. и
др., 2016). Для выявления статистических связей между выраженностью признаков
использовали параметрический корреляционный анализ по Пирсону и непараметри-
ческий корреляционный анализ с расчетом коэффициентов корреляции рангов по
Спирмену. Различия считали статистически значимыми при р≤0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
У крыс, которым вводили в течение 21 суток тиамазол, наблюдалось развитие
гипотиреоза (Таблица 2): у 2-й (опытной) группы животных повышалось содержа-
ние в плазме крови ТТГ, снижались уровни оТ4, оТ3 и сТ4.
Таблица 2 – Тиреоидный статус крыс при экспериментальном гипотиреозе и его
коррекции йодсахаридным комплексом, M±σ
Группы животных, n=10
Гормоны
1-я, контрольная2-я, опытная3-я, сравнения4-я, основная
1,96±0,181,34±0,301,08±0,27
ТТГ, мМЕ/л1,11±0,26р=0,0588р=0,9545
р=0,0001р1=0,0016р1=0,0001, р2=0,0296
51,8±6,0263,8±5,6878,5±6,08
оТ4, нмоль/л76,9±4,53р=0,0142р=0,9001
р=0,0002р1=0,0039р1=0,0002, р2=0,0030
2,36±0,192,91±0,413,21±0,34
оТ3, нмоль/л3,12±0,57р=0,2665р=0,6419
р=0,0001р1=0,0012р1=0,0002, р2=0,2596
10,8±2,1412,6±2,1117,8±2,82
сТ4, пмоль/л16,2±1,71р=0,0038р=0,7526
р=0,0002р1=0,0613р1=0,0001, р2=0,0067
Примечание: статистическая значимость различий р – с 1-й, р1 – со 2-й,р2 – с 3-й группами,
ANOVA, тест Бонферрони
Кроме изменений тиреоидного статуса отмечались нарушения функциональ-
ной активности и других желез внутренней секреции (Таблица 3). У гипотиреоид-
ных животных снизилась секреция тестостерона у самцов с увеличением уровня
гонадотропных гормонов (ЛГ, ФСГ), повысилась секреция паратирина. Эти резуль-
таты подтверждают данные литературы о нарушении половых функций при врожден-
ном и приобретенном гипотиреозе (Спивак Ж.С., Бондаренко В.А., 2015; Касымова
С.Д., 2016; Есина М.М., 2017; Krassas G.E. et al., 2010), а также о реципрокных отно-
шениях между ТГ и ПТГ (Cardoso L.F. et al., 2014).
Таблица 3 – Содержание некоторых гормонов в плазме крови у самцов крыс при
экспериментальном гипотиреозе и его коррекции йодсахаридным комплексом, M±σ
Группы животных, n=10
Гормоны
1-я, контрольная2-я, опытная3-я, сравнения4-я, основная
3,83±0,4402,79±0,2222,85±0,343
ФСГ, МЕ/л2,86±0,151р=0,8446р=0,9422
р=0,0001р1=0,0002р1=0,0002, р2=0,6328
2,98±0,2892,35±0,3112,18±0,212
ЛГ, МЕ/л2,26±0,294р=0,4911р=0,5321
р=0,0001р1=0,0001р1=0,0002, р2=0,3898
Тестостерон,19,7±1,5820,5±3,4923,5±1,65
нмоль/л23,6±2,92р=0,0485р=0,9653
р=0,0084р =0,7189р1=0,0051, р2=0,0844
Паратгор-22,1±2,1418,9±1,5216,7±1,60
мон, пг/л16,4±1,51р=0,5691р=0,7395
р=0,0002р1=0,0002р1=0,0001, р2=0,6376
Кортикосте-344±36,4334±38,3338,4±37,3
рон, нмоль/л337±26,2р=0,6328р=0,8588р=0,9545
р1=0,4266р1=0,6772, р2=0,9696
Примечание: статистическая значимость различий р – с 1-й, р1 – со 2-й, р2 – с 3-й группами,
ANOVA, тест Бонферрони
При развитии гипотиреоза в наших экспериментах содержание в плазме кро-
ви кортикостерона не подвергалось статистически значимым колебаниям, наблюда-
лось повышение содержания ряда цитокинов провоспалительного действия –
ИЛ-1β и ИЛ-6 и ФНО-α (Таблица 4).
Таблица 4 – Влияние коррекции йодсахаридным комплексом экспериментального гипо-
тиреоза на содержание в плазме крови некоторых провоспалительных цитокинов, M±σ
Группы животных, n=10
Цитокины
1-я, контрольная2-я, опытная3-я, сравнения4-я, основная
16,5±1,2513,2±1,84
ИЛ-1β, нг/мл12,2±1,6723,1±1,94р=0,2132
р=0,0002р=0,0013р1=0,0001,
р =0,0001
р2=0,0019
17,4±0,8215,0±1,57
ИЛ-6, нг/мл15,2±1,0718,2±1,60р=0,7471
р=0,0002р=0,0006р 1=0,0018,
р1=0,1849р2=0,0067
20,7±1,4616,7±1,3116,1±1,04
ФНО-α, нг/мл15,6±1,10р=0,0002р=0,0519р=0,0666
р1=0,0030р1=0,0071, р2=0,4845
Примечание: статистическаязначимость различий р – с 1-й, р1 – со 2-й, р2 – с 3-й группами,
ANOVA, тест Бонферрони
Повышение уровня цитокинов обнаружило прямую статистически значимую
корреляцию средней силы с содержанием ТТГ и отрицательную сТ 4. Эти изменения,
вероятно, играют значимую роль в развитии нарушений функций нервной и других
тканей, обнаруживаемых при гипотиреозе, поскольку тонкие механизмы влияния
ТТГ на метаболизм и функций тканей, особенно головного мозга, остаются предме-
том дискуссии.
Данные литературы свидетельствуют о том, что дисфункция ЩЖ сопровож-
дается нарушением оксидантно-антиоксидантного баланса (Павлюченко И.И. и др.,
Сабанов В.И. и др., 2019; Masullo L.F. et al., 2018; von Hafe M. еt al., 2019). Результа-
ты наших экспериментов показали, что гипотиреоз сопровождается развитием
окислительного стресса. Об этом свидетельствует статистически значимое повы-
шение показателей хемилюминесценции плазмы крови и тканей головного мозга,
печени и почек: спонтанной светимости, характеризующей базальную активность
радикалообразования; амплитуды быстрой вспышки, отражающей радикалообразо-
вание после индуцирования этих процессов ионами двухвалентного железа; макси-
мальной светимости (амплитуды медленной вспышки) и светосуммы, которые оп-
ределяют способность течения СРО в тканях при инициации их ионами металлов
переменной валентности (Таблица 5).
На интенсификацию СРО в тканях при гипотиреозе указывает и уровень про-
дуктов ПОЛ в гептан-изопропаноловых экстрактах (Рисунок 1) и содержание со-
единений, реагирующих с тиобарбитуровой кислотой.
Развитие гипотиреоза при введении мерказолила приводило к достоверному
снижению активности основных антиоксидантных ферментов: супероксиддисмута-
зы, глутатионпероксидазы и каталазы (Рисунок 2).
Таким образом, экспериментальный мерказолиловый гипотиреоз приводит к
нарушению гормонального статуса, увеличению уровня в крови провоспалитель-
ных цитокинов, интенсификации процессов СРО и снижению активности антиок-
сидантных ферментов в тканях головного мозга, печени и почек.
При содержании животных с гипотиреозом в течение 30 дней после прекра-
щения введения тиреостатика на виварном рационе питания (3-я группа сравнения)
сохранялись явления дисфункции тиреоидной системы, повышенный уровень ИЛ-
1β и ИЛ-6, некоторые изменения гормонального статуса (Таблицы 2-4), а также
дисбаланс оксидантно-антиоксидатной системы в тканях (Таблица 5, Рисунки 1 и 2).
Основная 4-я группа крыс в восстановительном периоде в течение 30 дней
находилась на йодобогащённом рационе питания, получая ежедневно по 2,5 мкг
йода на 100 г массы тела. Эффективность коррекции йодом экспериментального
гипотиреоза подтверждается снижением до физиологического уровня секреции ТТГ,
повышением тиреоидных гормонов. Содержание оТ4, оТ3 и сТ4 в плазме крови крыс
данной группы статистически значимо превышало показатели группы сравнения.
Дополнительное введение йода гипотиреозным крысам также приводило к сниже-
нию в плазме крови содержания ИЛ-1β, ИЛ-6, ФНО-α (Таблица 2-4).
Таблица 5 – Интенсивность хемилюминесценции плазмы крови и гомогенатов тканей
при экспериментальном гипотиреозе и его коррекции йодсахаридным комплексом, M±σ
ГруппаПоказатели, усл. ед.
Тканиживотных,СпонтаннаяАмпл. быстрой МаксимальнаяСветосумма
n=10светимостьвспышкисветимость
Плазма1-я,
0,94±0,241,92±0,391,64±0,425,52±1,26
кровиконтрольная
2-я,1,60±0,343,92±0,912,29±0,506,59±0,67
опытнаяр=0,0079р=0,0024р=0,0239р=0,0589
3-я,0,98±0,091,96±0,212,14±0,256,29±0,57
сравненияр=1,0000р=1,0000р=0,0363р=0,2173
р1=0,0024р1=0,0002р1=1,0000р1=1,0000
4-я,0,85±0,112,11±0,251,60±0,215,50±0,31
основнаяр=1,0000р=1,0000р=1,0000р=1,0000
р1=0,0025р1=0,0182р1=0,0076р1=0,0254
р2=1,0000р2=1,0000р2=0,0120р2=0,1062
Головной1-я,
1,25±0,144,40±0,542,53±0,407,62±0,82
мозгконтрольная
2-я,1,89±0,304,96±0,703,64±0,459,22±0,59
опытнаяр=0,0007р=0,8602р=0,0006р=0,0007
3-я,1,74±0,334,72±0,303,58±0,458,72±0,53
сравненияр=0,0066р=1,0000р=0,0011р=0,0657
р1=1,0000р1=1,0000р1=1,0000р1=0,7341
4-я,1,27±0,174,39±0,532,88±0,557,39±0,87
основнаяр=1,0000р=1,0000р=1,0000р=1,0000
р1=0,0038р1=1,0000р1=0,0323р1=0,0002
р2=0,0278р2=0,9416р2=0,0498р2=0,0278
Печень1-я,
1,44±0,116,09±0,389,58±0,7316,89±0,86
контрольная
2-я,2,63±0,238,19±0,5510,86±0,9219,89±0,96
опытнаяр=0,0001р=0,0385р=0,0199р=0,0015
3-я,1,97±0,278,94±0,4510,35±0,6119,41±0,82
сравненияр=0,0199р=0,0019р=0,3132р=0,0124
р1=0,0452р1=0,9084р1=1,0000р1=1,0000
4-я,1,45±0,145,78±0,529,01±0,6716,1±0,71
основнаяр=1,0000р=1,0000р=1,0000р=1,0000
р1=0,0002р1=0,0029р1=0,0034р1=0,0003
р2=0,0226р2=0,0005р2=0,0145р2=0,0004
Почки1-я,
1,80±0,116,58±0,725,69±0,8112,67±0,68
контрольная
2-я,2,62±0,337,69±0,437,94±0,4916,49±1,18
опытнаяр=0,0008р=0,0657р=0,0001р=0,0017
3-я,2,32±0,298,0±0,426,25±0,3516,1±0,72
сравненияр=0,0079р=0,0026р=0,4707р=0,0046
р1=1,0000р1=1,0000р1=0,0676р1=1,0000
4-я,1,88±0,165,97±0,595,61±0,2812,27±0,50
основнаяр=1,0000р=0,8914р=1,0000р=1,0000
р1=0,0053р1=0,0017р1=0,0003р1=0,0001
р2=0,0323р2=0,0002р2=0,2498р2=0,0004
Примечание: значимость различий р – с 1-й, р1 – со 2-й, р2 – с 3-й группами,
тесты Крускала-Уоллиса и Данна
Рисунок 1 – Уровень кето-
дие-нов и сопряженных
триенов в гептановой и изо-
пропаноловой фазах липид-
ного экстракта плазмы крови
и некоторых тка-ней крыс с
экспериментальным гипоти-
реозом и при его коррекции
йодсахаридным комплексом
(в % к контролю, принятому
за 100%)
ГФ – гептановая фаза, ИзФ – изо-
пропаноловая фаза, *– р< 0,05 по сравнению с контр. группой Рисунок 2 – Динамика ак- тивности антиоксидантных ферментов в тканях крыс с экспериментальным гипоти- реозом при его коррекции йодсахаридным комплексом (в % к контролю, принятому за 100%) * – р< 0,05 по сравнению с контр. группой Изучение показателей развития оксидативного стресса у крыс, находящихся на йодобогащенном питании в восстановительном периоде, обнаружило снижение уровня хемилюминесценции (Таблица 5), содержания первичных (ДК) и вторичных (КТиСД) продуктов переокисления радикалов жирных кислот в гептановой и изо- пропаноловой фазах (Рисунок 1), ТБК-активных продуктов в плазме крови и тканях по сравнению с аналогичными показателями в группе крыс, получавших общеви- варное питание. Кроме того, у крыс на йодобогащенной диете наблюдался стати- стически значимый более высокий уровень активности антиоксидантных фермен- тов в тканях, чем у крыс, находившихся в восстановительном периоде только на ви- варном питании (Рисунок 2). Второй этап исследования был направлен на изучение влияния эксперимен- тального гипотиреоза, вызываемого введением тиреостатика у родителей, на когни- тивную функцию и состояние про-/антиоксидантного баланса в ткани головного мозга у потомства, а также эффективности содержания гипотиреоидных родителей на йодобогащенной диете в восстановительном периоде на эти процессы у потом- ства животных. У крысят, рожденных от родителей сразу же после развития эксперименталь- ного гипотиреоза, вызванного введением тиамазола, наблюдались отставание в рос- те, изменения гормонального статуса, когнитивных функций и оксидантно- антиоксидантной системы в тканях головного мозга и печени. У крысят этой груп- пы прирост массы тела в течение трех месяцев был статистически значимо ниже, чем в группе контроля. В двухмесячном возрасте обнаружились повышенный уро- вень ТТГ, снижение содержания оТ4, оТ3 и сТ4 (Таблица 6) и индексов конверсии (оТ4/оТ3) и чувствительности тироцитов к ТТГ (оТ4+оТ3/ТТГ), что отражало дисфунк- цию ЩЖ. Полученные результаты не противоречат данным литературы, характери- зующим функциональное состояние щитовидной железы у потомства матерей с йодо- дефицитом в периоде гестоза (Белых Н.А., 2017; Zimmermann М.В, 2012). У крысят 3-й группы сохранялись признаки гипотиреоза, несколько повы- шенной оказалась концентрация ТТГ, статистически значимо сниженной – секреция тиреоидных гормонов. В основной (4-й) группе крыс, родители которых получали йодсахаридный комплекс, показатели тиреоидной функции не отличались от жи- вотных контрольной группы. Таблица 6 – Содержание в плазме крови гормонов тиреоидной системы у крысят- самцов двухмесячного возраста (потомства крыс с экспериментальным гипотирео- зом и с коррекцией гипотиреоза йодсахаридным комплексом), M±σ Группы животных, n=10 Гормоны 1-я, контрольная 2-я, опытная3-я, сравнения4-я, основная 1,15±0,081,07±0,07 1,41±0,20 ТТГ, млМЕ/л1,03±0,05р=0,1717р=1,0 p<0,0001 р1=0,0001р1=0,0001, р2=0,9682 70,7±4,0072,9±3,07 62,2±4,82 оТ4, нмоль/л72,2±4,88р=1,0р=1,0 р=0,0001р1=0,0004, р2=1,0 р1=0,0001 2,47±0,412,46±0,45 2,80±0,22 оТ3, нмоль/л2,39±0,41р=1,0р=1,0 р=0,1204 р1=0,3600р1=0,2952, р2=1,0 13,6±0,9015,2±1,28 13,2±0,81 сТ4, пмоль/л15,2±1,28р=0,0098р=1,0 р=0,0027р1=1,0р1=0,0033, р2=0,0116 Примечание: статистическая значимость различий р – с 1-й, р1 – со 2-й, р2 – с 3-й группами, ANOVA, тест Бонферрони У двухмесячных крысят, рожденных от родителей с мерказолиловым гипоти- реозом, были установлены существенные изменения когнитивных функций. У жи- вотных данной группы обнаружилось достоверное снижение обучаемости (Рисунок 3). У крысят контрольной и основной групп средние значения времени, затраченного на тестирование в ВРЛ, не различались. Животные опытной группы также выявили худшую обучаемость по показателю среднего балла памяти, зави- сящего от количества корректных и ошибочных входов в рукава в течение всего обучения (Рисунок 4). Динамика ежедневного обобщенного значения среднего бал- ла в памяти в фазе тестирования в течение всего периода обучения позволяет ана- лизировать состояние референтной (долговременной) пространственной памяти. У крысят опытной группы выявились наиболее низкие средние баллы памяти. У по- томства животных основной группы, находящихся на йодобогащенном питании в восстановительном периоде, показатели не отличались от группы контроля во все дни обучения. Рисунок 3 – Среднее время, затраченное на завершение фаз тестирования на 2 и 3 этапе теста за весь период обучения в различных экс- периментальных группах ANOVA, post-hoc тест Бонферрони дни; LS Means Лямбда Wilks=,23395, F(16, 128,95)=4,9065, p=,00000 Рисунок 4 – Среднее зна- Effective hypothesis decomposition Vertical bars denote 0,95 confidence intervalsчение балла памяти в фазе -0,3 тестирования на 2 и 3 эта- -0,4пе теста за каждый день -0,5 исследования в различных средний балл памяти экспериментальных -0,6 группах -0,7 контрольная -0,8опытная сравнения основная -0,9 12346 дни Анализ поведенческих реакций в тесте «Распознавание новых объектов» по- казал, что количество горизонтальных локомоций, определенное в открытом поле по количеству пересеченных квадратов в фазе адаптации, не имело статистически значимых различий между группами исследования. На рисунке 5 представлены результаты однофакторного дисперсионного анализа интегрального расчетного показателя состояния функций памяти – DIR. У потомства крыс, которые после экспозиции мерказолила не получали для коррекции гипотиреоза йодсахаридный комплекс (группа сравнения), в тесте было выявлено полуторакратное снижение показателя кратковременной памяти по сравнению с контрольной группой (DIR=29,22±4,32%, р<0,0001). Результаты теста свидетельствуют и о значительном на- рушении долговременной памяти: DIR в этой группе был в 3 раза ниже, чем в кон- трольной (DIR=15,26±6,87%, р<0,0001). У крыс 4-ой (основной) группы, являющихся потомством самок, получавших после экспозиции тиреотоксиканта йодсахаридный комплекс, показатель DIR был достоверно ниже, чем в контрольной группе, но выше чем в двух других оппозитных группах в оба дня исследования. Рисунок 5 – Средние зна- чения дискриминационно- го времени исследования нового объекта (DIR) В выносках указана статисти- ческая значимость различий между показателем DIR в пер- вую (через 10 мин) и вторую (через 24 часа) тестовые фазы; * – значимость различий с кон- трольной, # – с опытной, ^ – с группой сравнения при р<0,01. ANOVA, тест Бонфер- рони Важно при этом, что отсутствие когнитивных нарушений у крысят этой группы связано с физиологическим уровнем секреции гормонов гипоталамо-тиреоидной оси. Корреляционный анализ уровня ТТГ, йодированных гормонов ЩЖ в плазме крови с показателями пространственного обучения и памяти в тесте ВРЛ выявил наличие ста- тистически значимой зависимости средней силы: положительной с тиреотропином, отрицательной с оТ4 и сТ4. У потомства крыс 2-й и 3-й групп корреляция показателей когнитивной функции с содержанием ТТГ и ТГ нарушена, а у крысят 4-й группы вос- станавливается, но статистически значимо только с тироксином. Когнитивные нарушения, выявленные у потомства животных, перенесших мерказолиловый гипотиреоз, наблюдались на фоне изменений в состоянии про- и анти-оксидантной систем в тканях головного мозга и печени. У крысят 2-й опытной группы в гептановой и изопропаноловой фазах липидного экстракта выявилось бо- лее высокое содержание первичных и вторичных продуктов липопероксидации (Таблица 7). Аналогичные результаты были получены и при исследовании уровня ТБК-активных соединений в плазме крови и тканях. Содержание животных на йо- добогащенном питании в восстановительном периоде приводило к нормализации уровня продуктов ПОЛ. У крысят 2-й группы, рожденных от гипотиреозных родителей, наблюдалось снижение активности основных антиоксидантных ферментов (Рисунок 6). Обраща- ет на себя внимание нарушение соотношения энзимов первой и второй линии анти- оксидантной защиты – активность ГПО и каталазы снижается значительно выраже- нее, чем СОД. Более высокая активность СОД может сопровождаться повышением концентрации Н2О2 и разрушительным его действием на клетки, учитывая его спо- собность проходить через биомембраны (Дубинина Е.Е., 2006). Таблица 7 – Содержание продуктов липопероксидации в тканях потомков крыс, пе- ренесших экспериментальный гипотиреоз и его коррекцию йодсахаридным ком- плексом, М±σ ГруппаПоказатели, усл. ед. Ткани животных,Гептановая фазаИзопропаноловая фаза n=10ДККДиСТДККДиСТ 1-я, 0,32±0,040,19±0,030,60±0,060,16±0,02 контрольная Головной мозг 2-я,0,43±0,090,22±0,030,82±0,080,23±0,03 опытнаяр=0,0001р=0,0419р=0,0002р=0,0002 3-я,0,40±0,070,20±0,020,71±0,070,21±0,03 сравнения р=0,0004, р1=0,3641 р=0,9371, р1=0,6634 р=0,0012, р1=0,0014 р=0,0002, р1=0,5923 4-я,0,33±0,050,19±0,020,62±0,050,18±0,03 основнаяр=0,8333р=1,0000р=0,5917р=0,0523 р1=0,0012, р2=0,0013 р1=0,0768, р2=0,8747 р1=0,0001, р2=0,0008 р1=0,0011, р2=0,0014 1-я, 0,57±0,040,29±0,040,47±0,050,27±0,03 контрольная 2-я,0,71±0,070,42±0,050,61±0,050,36±0,04 опытнаяр=0,0004р=0,0002р=0,0004р=0,0003 Печень 3-я,0,63±0,070,35±0,060,51±0,050,33±0,05 сравнения р=0,0459, р1=0,0016 р=0,0015, р1=0,0324 р=0,0022, р1=0,0036 р=0,0003, р1=0,0439 4-я,0,60±0,060,30±0,030,49±0,050,30±0,03 основнаяр=0,3599р=0,6344р=0,2908р=0,0316 р1=0,0002, р2=0,2332 р1=0,0002, р2=0,0018 р1=0,0003, р2=0,0021 р1=0,0002, р2=0,0014 Примечание: статистическая значимость различий р – с 1-й, р1 – со 2-й, р2 – с 3-й группами, ANOVA, тест Бонферрони Рисунок 6 – Активность фер- ментов антиоксидантной за- щиты в тканях крысят – по- томков животных, перенес- ших экспериментальный ги- потиреоз и его коррекцию йодсахаридным комплексом (в % к контролю, принятому за 100%) Примечание: *– р <0,05 по сравне- нию с контрольной группой Корреляционный анализ выявил наличие статистически значимой взаимосвя- зи между уровнями ТТГ и ТГ в плазме крови с содержанием продуктов ПОЛ в тка- нях у потомства животных, перенесших гипотиреоз: положительную с ТТГ и отри- цательную с оТ4 и сТ4. Одновременно наблюдались корреляционные связи содер- жания гормонов тиреоидной системы с активностью СОД, ГПО и каталазы в голов- ном мозге, между показателями когнитивных функций (средний балл памяти в тес- те ВРЛ) и содержанием продуктов ПОЛ в ткани головного мозга, а также активно- стью антиоксидантных ферментов в ткани головного мозга и показателями теста «Распознавание новых объектов» (Таблица 8). Таблица 8 – Коэффициенты корреляции (rS) показателей теста «Распознавание но- вых объектов» с активностью ферментов антиоксидантной защиты в ткани головно- го мозга у потомства крыс, перенесших экспериментальный гипотиреоз Время распознавания новых объектов в % ко времени исследования Ферменты Тестирование через 10 минутТестирование через 24 часа СОД0,457, p=0,0110,502, p=0,005 ГПО0,651, p<0,0010,729, p<0,001 Каталаза0,560, p=0,0010,645, p<0,001 Полученные результаты демонстрируют снижение показателей когнитивного развития потомства, рожденного матерями с гипофункцией щитовидной железы, свидетельствующие о негативном влиянии йодного дефицита на тканевой метабо- лизм плода, вероятно, обусловливая морфологические изменения основных струк- тур головного мозга на этапах дифференцировки и созревания, которые трансфор- мируются в нарушения интеллектуального и физического развития потомства с из- менением окислительного метаболизма (Рисунок 7). Тридцатидневный восстановительный период с содержанием животных на общевиварном питании до спаривания и гестации у самок не приводит у потомства к полному восстановлению тиреоидной функции. Сохранение даже невыраженной дисфункции щитовидной железы сопровождается изменениями кратковременной и долговременной памяти у крысят с продолжающимся дисбалансом оксидантной и антиоксидантной систем в головном мозге и других тканях (печень). Эти результа- ты подтверждают имеющиеся в литературе данные о том, что сохранение в периоде гестации йододефицита с гипофункцией щитовидной железы даже в легкой форме, что наблюдалось у родителей данной группы крысят, негативно отражается на ког- нитивной функции мозга потомства (Якутхонов О.Х.,2018). Содержание животных с экспериментальным гипотиреозом в восстанови- тельном периоде на общевиварном питании с добавлением нового йодсахаридного комплекса в виде йодстевиолгликозида ребаудиозида А до спаривания и наступле- ния беременности привело у потомства к восстановлению до физиологического уровня гормонов гипофизарно-тиреоидной оси, когнитивных функций и про- /антиоксидантного баланса в тканях. Полученные результаты указывают на безопасность и эффективность приме- нения вновь синтезированного йодсахаридного комплекса и вселяют оптимизм в процесс дальнейшей разработки нового средства для компенсации йододефицита. Кроме того, они подтверждают имеющиеся в литературе данные о необходимости адекватного йодного обеспечения родителей в периоде зачатия и гестации для пол- ноценного интеллектуального и физического развития потомства. Вместе с тем ме- ханизмы нейрофизиологических и биохимических эффектов тиреоидных гормонов на определенные морфологические структуры головного мозга требуют дальнейше- го изучения, однако очевидно, что одним из патогенетических механизмов их влия- ния на ткани взрослых особей и их потомства является нарушение окислительного баланса с развитием оксидативного стресса. Тиамазол (мерказолил) Торможение использования йода в тироцитах ингибированием окисления йодида, образования моно- и дийодтирозилов в тиреоглобулине и конденсации их в Т3 и Т4 Снижение секреции Т3 и Т4 в кровь Повышение секрецииСнижение поступления ТТГТГ в плаценту Дисбаланс активности Стимуляция функциитканевых дейодиназ тироцитов сЙододефицит плода активацией резорбции и протеолиза тиреоглобулина фолликулГипофункция ЩЖ у Изменение тиреоидного статуса тканейплода Истощение тиреоидного пула йода Дистериоз, гипотиреоз у потомства Нарушение формирования, развития и роста органов и систем Изменения гормонального иИзменения оксидантно- цитокинового статусаантиоксидантного баланса тканей Нарушения интеллектуального и моторного развития, снижение когнитивных функций мозга у потомства Рисунок 7 – Схема патогенеза развития когнитивных нарушений у потомства жи- вотных, перенесших экспериментальный мерказолиловый гипотиреоз (результаты, полученные автором, заключены в красную рамку) ВЫВОДЫ 1. Моделирование гипотиреоза ежедневным внутрижелудочным введением тиамазола сопровождается изменениями содержания в плазме крови животных гормонов системы гипофиз-гонады, паращитовидных желез, усилением продукции провоспалительных цитокинов – ИЛ-1β, ИЛ-6 и ФНО-α. У самцов крыс наблюдает- ся снижение уровня тестостерона, повышение секреции лютеинизирующего, фол- ликулостимулирующего и паратиреоидного гормонов, содержание кортикостерона не претерпевает изменений. 2. Экспериментальный гипотиреоз приводит к развитию окислительного стресса. В тканях головного мозга, печени и почек наблюдаются усиление хемилю- ми-несценции, повышение уровня первичных (диеновые конъюгаты) и вторичных (кетодиены и сопряженные триены, ТБК-активные соединения) продуктов, сниже- ние активности антиоксидантных ферментов – супероксиддисмутазы, глутатионпе- роксидазы и каталазы. 3. Йодообогащение питания животных с гипотиреозом ежедневным добавле- нием в корм нового йодсахаридного комплекса на основе стевиолгликозида ребау- диозида А в течение месяца после прекращения введения тиреостатика способству- ет восстановлению гормонального статуса и цитокинового баланса на фоне норма- лизации функционального состояния щитовидной железы, показателей оксидантно- антиоксидантной системы в тканях. 4. Развитие экспериментального гипотиреоза у животных вызывает у потом- ства нарушения когнитивной функции мозга, снижая показатели референтной и оперативной памяти в тестах «Восьмирукавный радиальный лабиринт» и «Распо- знавание нового объекта» на фоне нарушений тиреоидного гормоногенеза и явле- ний дистиреоза, а также окислительного метаболизма в тканях головного мозга и печени. При этом выявляется статистически значимая корреляционная зависимость между содержанием в крови ТТГ, оТ4 и сТ4 с уровнем первичных и вторичных про- дуктов перекисного окисления липидов и активности антиоксидантных ферментов (супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы) в тканях головного мозга и печени, между показателями когнитивной функции с нарушениями кратковременной и дол- говременной памяти с повышением в ткани головного мозга уровня липоперокси- дации и снижением активности супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы и ка- талазы. 5. Ежедневное введение родителям йодсахаридного комплекса на основе сте- виолгликозида ребаудиозида А в течение 30 суток восстановительного периода по- сле завершения экспозиции тиреотоксикантом демонстрирует у потомства живот- ных улучшение когнитивного развития, восстановление тиреоидного статуса, окис- лительного баланса в тканях головного мозга и печени.