Хоменко Інна Вікторівна Морфологічна характеристика щитоподібної залози при експериментальній дегідратації організму

brief description

Хоменко Інна Вікторівна, асистент кафедри морфології медичного інституту Сумського державного університету. Назва дисертації «Морфологічна характеристика щитоподібної залози при експериментальній дегідратації організму». Шифр та назва спеціальності 14.03.01 нормальна анатомія. Спецрада Д58.601.01 Тернопільського національного медичного університету імені І.Я.Горбачевського

Міністерство охорони здоров’я України
Сумський державний університет МОН України
Тернопільський національний медичний університет
імені І. Я. Горбачевського МОЗ України
Кваліфікаційна наукова праця
на правах рукопису
ХОМЕНКО ІННА ВІКТОРІВНА УДК 616.44-092.9:613.31(043.3)
ДИСЕРТАЦІЯ
МОРФОЛОГІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ЩИТОПОДІБНОЇ ЗАЛОЗИ ПРИ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІЙ ДЕГІДРАТАЦІЇ ОРГАНІЗМУ
(анатомо-експериментальне дослідження)
14.03.01 – нормальна анатомія
22 Охорона здоров’я
Подається на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук.
Дисертація містить результати власних досліджень. Використання ідей, результатів і текстів інших авторів мають посилання на відповідне джерело.
І. В. Хоменко
Науковий керівник – Бумейстер Валентина Іванівна, доктор біологічних наук, професор
Суми – 2021

ЗМІСТ
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ …………………………………….
16
ВСТУП ……………………………………………………………………..
17
РОЗДІЛ 1 ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ …………………………………………
23
1.1 Сучасні уявлення про морфофункціональну структуру щитоподібної залози ……………………………………………………….
23
1.2 Водний баланс організму: дегідратація як фактор впливу на морфологічні та функціональні зміни в органах і тканинах …………
44
РОЗДІЛ 2 МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ ………………
53
2.1 Загальна характеристика експериментального матеріалу та методика проведення дослідження ……………………………………….
53
2.2 Методи дослідження …………………………………………
58
РОЗДІЛ 3 РЕЗУЛЬТАТИ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ДОСЛІДЖЕННЯ …………………………………………………………...
63
3.1 Морфологічна характеристика щитоподібної залози інтактних щурів ……………………………………………………………
63
3.2 Морфологічна характеристика щитоподібної залози експериментальних щурів під впливом загальної дегідратації та в різні періоди реадаптації ………………………………………………………..
69
3.2.1 Морфологічні зміни за умов легкого ступеня загальної дегідратації …………………………………………………………………
69
3.2.2 Морфологічні зміни за умов середнього ступеня загальної дегідратації ………………………………………………………
78
3.2.3 Морфологічні зміни за умов тяжкого ступеня загальної дегідратації …………………………………………………………………
87
3.2.4 Морфологічні зміни за умов реадаптації після моделювання тяжкого ступеня загального зневоднення ………………..
98
3.3 Морфологічна характеристика щитоподібної залози експериментальних щурів під впливом клітинної дегідратації та в різні періоди реадаптації ………………………………………………………...
110
15
3.3.1 Морфологічні зміни за умов легкого ступеня клітинної дегідратації …………………………………………………………………
110
3.3.2 Морфологічні зміни за умов середнього ступеня клітинної дегідратації ……………………………………………………..
119
3.3.3 Морфологічні зміни за умов тяжкого ступеня клітинної дегідратації …………………………………………………………………
127
3.3.4 Морфологічні зміни за умов реадаптація після моделювання тяжкого ступеня клітинного зневоднення ………………..
138
3.4 Морфологічна характеристика щитоподібної залози експериментальних щурів під впливом позаклітинної дегідратації та в різні періоди реадаптації …………………………………………………..
153
3.4.1 Морфологічні зміни за умов легкого ступеня позаклітинної дегідратації …………………………………………………
153
3.4.2 Морфологічні зміни за умов середнього ступеня позаклітинної дегідратації ……………………………………………..…..
159
3.4.3 Морфологічні зміни за умов тяжкого ступеня позаклітинної дегідратації ………………………………………………...
167
3.4.4 Морфологічні зміни за умов реадаптація після моделювання тяжкого ступеня позаклітинного зневоднення …………..
175
РОЗДІЛ 4 АНАЛІЗ ТА УЗАГАЛЬНЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ ДОСЛІДЖЕНЬ ……………………………………………………………..
189
ВИСНОВКИ ………………………………………………………………...
217
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ …………………………….……
220
ДОДАТКИ …………………………………………………………………..
250
16
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ
АМ ЩЗ – абсолютна маса щитоподібної залози
АМ ПЧ – абсолютна маса правої частки
ВМ – відносна маса
ВМ ПЧ – відносна маса правої частки
ВВДФ – внутрішній великий діаметр фолікула
ВМДФ – внутрішній малий діаметр фолікула
ВДЯ – великий діаметр ядра
ДПЧ – довжина правої частки
ЗВДФ – зовнішній великий діаметр фолікула
ЗМДФ – зовнішній малий діаметр фолікула
ІНК – індекс накопичення колоїду
МДЯ – менший діаметр ядра
V ПЧ – об’єм правої частки
ρ ПЧ – щільність правої частки
ТПЧ – товщина правої частки
S ФЕ – площа фолікулярного епітелію
УБТ – ультимобранхіальні тільця
ФКІ – фолікулярно-колоїдний індекс
ШПЧ – ширина правої частки
ЩЗ – щитоподібна залоза
S ЯТ – площа ядра тироциту
17
ВСТУП
Актуальність теми. У сучасному світі захворювання щитоподібної залози (ЩЗ) стає важливою медичною проблемою, яка турбує не тільки населення різних країн, а й науковців, і зазначене питання потребує більш глибокого вивчення. Патологія щитоподібної залози поширена у жителів різних регіонів України, де спостерігається недостатність йоду в ґрунті та воді, а відповідно, і в продуктах харчування. Хоча в багатьох країнах світу, протягом двох останніх десятиліть, реєструється зростання тиреоїдної патології незалежно від наявності дефіциту йоду [1, 2]. Навіть використання препаратів йоду не сприяє повній ліквідації захворювань, тому в наш час недостатність йоду в природних біогеохімічних ланцюгах не потрібно сприймати як єдиний причинний фактор виникнення захворювань щитоподібної залози [3, 4, 5]. На думку науковців, причиною виникнення проблем дисфункцій органа є саме дисбаланс мікроелементів, які беруть участь у багатьох обмінних процесах [6, 7, 8, 9]. Порушення водно-сольового обміну спричиняє значні зміни в усіх системах та органах. Дія зовнішнього та внутрішнього середовища впливає на морфологічний стан ЩЗ на всіх рівнях її організації, безпосередньо супроводжуючись порушеннями функціонального стану залози. У наш час особливого значення набуває вивчення впливу екстримальних факторів зовнішнього середовища на організм, що допомагає зрозуміти механізми адаптації, а також з´ясувати умови, за яких виникають негативні процеси, наприклад, дегідратація є одним із таких факторів [10, 11, 12]. Порушення водно-електролітного балансу призводить до значних змін у системах та органах, тому рівновага динамічного середовища є основною ланкою нормальної життєдіяльності організму [13, 14]. Усе це актуалізує важливість визначення інших мікроелементів, дисбаланс яких призводить до порушень йодного обміну та процесів гормоногенезу [15, 16]. У літературі є дані, що засвоєння йоду покращується із введенням у раціон білка, заліза, цинку, міді. Тому будь-яка зміна електролітів супроводжується кількісною зміною рідини в організмі, а це впливає на якісні зміни тканин та на трофіку клітин [17].
18
Таким чином, унаслідок несприятливих екологічних умов, стресів та інших чинників, значно збільшилася частота тиреоїдної патології, у тому числі аутоімунного тиреоїдиту, вузлових новоутворень, раку. Спостерігається гіпофункція щитоподібної залози навіть у дитячому віці, що призводить до розумової відсталості та неврологічних розладів [18]. Досить великий інтерес до зазначеної проблеми обумовлений тим, що стан здоров’я населення погіршується, усе це не може не турбувати суспільство та не викликати світової зацікавленості медиків та науковців загалом.
Щитоподібна залоза — найбільший і найважливіший ендокринний орган із позиції оцінювання критичної ролі для організму, а його гормони впливають на ріст, розвиток та обмін речовин. У клінічній практиці спостерігаються патології водно-електролітного балансу, що порушує та ускладнює структурно-функціональний стан усіх органів та систем. Але на сьогодні досить мало інформації про вплив дегідратаційного синдрому організму людини на стан щитоподібної залози. Тому наше дослідження дало змогу проаналізувати та вивчити зміни в тканині ЩЗ, що виникають при дегідратаційних порушеннях оганізму.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана згідно з планом наукових досліджень Сумського державного університету і є складовою частиною науково-дослідної теми кафедри морфології людини Сумського медичного інституту «Морфофункціональні аспекти порушення гомеостазу організму» (№ державної реєстрації 0118U006611) та теми кафедри громадського здоров’я «Моніторинг еколого-гігієнічного стану довкілля та його вплив на здоров’я населення» (№ державної реєстрації 0112U004271).
Мета дослідження. Вивчити на макро- та мікроскопічному рівнях зміни структурних показників та хімічного складу щитоподібної залози за умов порушень водно-сольового обміну організму; з’ясувати морфологію реадаптації залози після дегідратаційного синдрому.
19
Завдання дослідження:
1. Дослідити органометричні та морфометричні показники щитоподібної залози інтактних щурів на макро- та мікроскопічному рівнях, з’ясувати особливості хімічного складу тканини органа для подальшого проведення порівняльного аналізу з експериментальними тваринами.
2. Вивчити структурні зміни паренхіми щитоподібної залози щурів за умов загальної, клітинної та позаклітинної дегідратації легкого, середнього та важкого ступенів.
3. Дослідити хімічний склад щитоподібної залози за умов порушень водно-сольового обміну.
4. Оцінити морфологічні ознаки компенсаторно-пристосувальних процесів щитоподібної залози в різні періоди реадаптації.
5. Провести дисперсійний двофакторний аналіз залежності досліджуваних показників щитоподібної залози від ступеня та виду дегідратації.
Об’єкт дослідження – структурна реорганізація щитоподібної залози білих лабораторних статевозрілих щурів-самців за умов впливу загального, клітинного та позаклітинного видів зневоднення різних ступенів та реадаптації.
Предмет дослідження – морфофункціональне ремоделювання щитоподібної залози та зміни її хімічного складу за умов загальної, клітинної та позаклітинної дегідратацій організму легкого, середнього та важкого ступенів.
Методи дослідження:
1. Органометричний – вивчення зовнішньої будови щитоподібної залози.
2. Гістологічний та гістохімічний – встановлення якісних змін щитоподібної залози на світлооптичному рівні.
3. Морфометричний – визначення кількісних параметрів структурних компонентів щитоподібної залози на мікроскопічному рівні.
4. Атомно-абсорбційна спектрофотометрія – мікроелементний аналіз хімічного складу органа.
20
5. Статистичний – визначення достовірності відмінностей одержаних цифрових даних та з´ясування наявності впливу контрольованих чинників і його ступінь на результативні ознаки.
Наукова новизна отриманих результатів. Уперше на значній кількості експериментального матеріалу проведено дослідження особливостей морфологічних змін щитоподібної залози щурів та її хімічного складу за умов загальної, клітинної та позаклітинної дегідратації організму легкого, середнього та тяжкого ступенів, які проявляються в порушеннях паренхіми і строми на тканинному та клітинному рівнях. Уперше за умов дегідратаційного порушення водно-сольового обміну організму вивчені показники фолікулярно-колоїдного індексу (ФКІ) та індексу накопичення колоїду (ІНК), які морфологічно підкреслюють прояв гіпо- та гіперфункції ЩЗ.
Досліджені гістологічні препарати ЩЗ, які забарвлені за Ван-Гізоном, гематоксилін-еозином та за ШИК-реакцією, що дає змогу поглибити знання щодо загального стану досліджуваного органа та з´ясувати ступінь дії факторів стресу. Вивчені морфометричні та органометричні зміни ЩЗ за умов загального, клітинного та позаклітинного зневоднення різних ступенів, де підкреслюється стан деструктуризації органа. За умов позаклітинного зневоднення відмічається найбільш негативний вплив на тканину ЩЗ. Вивчено кількісний склад хімічних елементів ЩЗ, що дає змогу оцінити загальний стан органа та охарактеризувати тип зневоднення. Уперше проведено дослідження реадаптаційних змін ЩЗ після сублетальної загальної, клітинної та позаклітинної дегідратації організму. Доведено, що характер мікроскопічних і морфологічних змін структурних компонентів щитоподібної залози у відповідні терміни досліду значно різняться, а їх послідовність та глибина залежать від ступеню та виду зневоднення.
За допомогою двофакторного дисперсійного аналізу вперше доведено вплив виду дегідратації та її ступенів на тканину ЩЗ, її органометричні та морфометричні показники.
21
Практичне значення отриманих результатів. Проведене дослідження дає змогу визначити та прогнозувати вплив дегідратації на структурні зміни щитоподібної залози. Загальнобіологічні закономірності впливу загальної, клітинної та позаклітинної дегідратацій на морфологічний стан щитоподібної залози можна використовувати як морфологічне обґрунтування для розроблення профілактичних та лікувальних заходів. Результати морфологічних досліджень щитоподібної залози при різних видах дегідратації можуть бути використані при вивченні ендокринології, фізіології, патологічної анатомії, токсикології та інших.
Результати експериментального дослідження впроваджено в навчальний процес кафедр: гістології та ембріології, анатомії людини Тернопільського національного медичного університету імені І. Я. Горбачевського; нормальної анатомії Львівського національного медичного університету імені Данила Галицького; анатомії людини імені М. Г.Туркевича Буковинського державного медичного університету; анатомії людини Української медичної стоматологічної академії; нормальної та патологічної клінічної анатомії Одеського національного медичного університету; анатомії людини Івано-Франківського національного медичного університету, анатомії людини Харківського національного медичного університету; анатомії людини Вінницького національного медичного університету ім. М. І. Пирогова; анатомії людини, оперативної хірургії та топографічної анатомії Запорізького державного медичного університету; патологічної анатомії Сумського державного університету.
Особистий внесок дисертанта. Дисертантка самостійно провела інформаційний пошук, зробила аналіз та узагальнення наукових праць відповідно обраної теми. Опанувала методи дослідження, виконала усі етапи експериментального дослідження власноруч. Провела статистичний і науковий аналіз одержаних результатів та самостійно здійснила їх узагальнення. Всі розділи дисертації написала самостійно, підібрала ілюстративний матеріал. Спільно з науковим керівником було визначено та сформульовано: мета,
22
завдання, висновки та основні наукові положення. Опубліковані наукові праці з результатами дисертаційних досліджень.
Апробація результатів дисертації. Основні матеріали дисертації оприлюднено на науково-практичних конференціях студентів та молодих учених Сумського державного університету «Актуальні питання теоретичної та клінічної медицини» (м. Суми, 2015, 2016, 2017); науково-практичній конференції «Фундаментальні науки – практичній медицині» (м. Івано-Франківськ, 2015); науково-практичній конференції «Індивідуальна анатомічна мінливість органів, систем, тканин людини та її значення для практичної медицини та стоматології» (м. Полтава, 2016); науково-практичній конференції «Теорія та практика сучасної морфології» (м. Дніпро, 2017); науково-практичній конференції «Прикладні аспекти морфології» (м. Тернопіль, 2016); науково-практичній конференції «Прикладні аспекти морфології експериментальних і клінічних досліджень» (м. Тернопіль, 2019); VII конгресі наукового товариства анатомів, гістологів, ембріологів, топографоанатомів України (м. Одеса, 2019).
Публікації. Основний зміст дисертаційної роботи відображено у 10 наукових працях, із яких 4 статті у фахових виданнях України (1 – у виданні, що індексується наукометричною базою Web of Science), 1 – в іноземному виданні, 5 публікацій у матеріалах конференцій.
Обсяг і структура дисертації. Дисертаційна робота викладена на 274 сторінках комп’ютерного тексту (основний обсяг становить 157 сторінок), складається з анотації, вступу, 4 розділів, загальних висновків, списку використаних джерел, що включає 308 бібліографічних описів та додатків. Робота ілюстрована 154 рисунками і містить 5 таблиць.

bibliography

ВИСНОВКИ
У дисертаційній роботі наведено теоретичне узагальнення та нове вирішення актуального наукового завдання, що полягає у вивченні особливостей морфологічної перебудови щитоподібної залози на макро- та мікроскопічному рівнях, її хімічного складу за умов моделювання загального, клітинного та позаклітинного зневоднення різних ступенів тяжкості. Встановлені морфологічні особливості реадаптаційних змін ЩЗ щурів, для яких було змодельовано умови дегідратації.
1. Структурна організація ЩЗ інтактних білих щурів має загальні закономірності будови. Визначено органометричні, морфометричні, гістологічні особливості будови та хімічний склад ЩЗ інтактних тварин, що дало змогу коректно порівняти отримані показники з результатами експериментального дослідження.
2. При легкому та середньому ступенях загального зневоднення відбувається компенсаторно-пристосувальна реакція щитоподібної залози у формі зростання висоти тироцитів, фолікулогенезу паренхіми, повнокров´я судин зі стазом. За умов середнього ступеня зневоднення з´являються вогнища фолікулярної деструкції на тлі збереження їхньої проліферативної активності. За умов тяжкого ступеня загальної дегідратації морфометричні показники свідчать про збільшення індексу накопичення колоїду на 29,75 % (р<0,0001) та зниження фолікулярно-колоїдного індексу на 11,54 % (р<0,0001) відносно інтактної групи тварин. Площа фолікулів та колоїду збільшується на 34,94 % (р<0,0001) та 52,4 % (р<0,0001), відповідно. Відбувається деструкція тиреоїдної паренхіми.
3. За умов тяжкого ступеня клітинного зневоднення організму тварин фолікулярні стінки ЩЗ стоншуються внаслідок зниження висоти тироцитів на 14,92 % (р<0,01), збільшення площі колоїду – на 69,44 % (р<0,001). Зростає показник індексу накопичення колоїду на 38,6% при зниженні фолікулярно-колоїдного індексу на 18,43 % (р<0,001) як прояв пригнічення нормального
218
стану органа. Фолікули поліморфні, перерозтягнуті загуслим щільним колоїдом. За умов середнього ступеня дегідратації змінюється архітектоніка паренхіми ЩЗ, посилюється десквамація епітелію, спостерігається елімінація фолікулярних структур. При моделюванні легкого ступеня зневоднення відмічається помірна десквамація епітелію. Судини кровонаповнені зі сладжами еритроцитів, з’являються діапедезні крововиливи.
4. За умов позаклітинного зневоднення морфологія ЩЗ зазнає найбільш суттєвих змін на всіх рівнях її організації. Уже за легкого ступеня дегідратації спостерігається зрив компенсаторно-пристосувальних реакцій органа. При тяжкому ступені зневоднення визначається зниження ваги та об’єму ЩЗ на 20,25 % (р<0,001) та 23,21 % (р<0,001). Показники площі фолікулів та колоїду збільшилися на 103,91 % (р˂0,0001) та 197,33 % (р˂0,0001) відповідно. Індекс накопичення колоїду зростає на 92,08 % (р˂0,0001), водночас фолікулярно-колоїдний індекс знизився на 31,48 %, що свідчить про пригнічення процесу резорбції колоїду.
5. Під впливом змодельованої дегідратації змінюється хімічний склад ЩЗ, унаслідок порушення водно-сольового обміну організму. За умов загального зневоднення тяжкого ступеня зменшується вміст усіх досліджуваних елементів, причому максимального значення зазнали показники К (34,61 % (р˂0,0001)) та Nа (43,53 % (р˂0,0001)). За умов клітинної дегідратації збільшується кількість натрію й заліза на 41,20 % (р<0,0001) та 23,17 % (р<0,0001). Вміст усіх інших елементів значно зменшуються в порівнянні з інтактною групою тварин. За умов позаклітинного зневоднення хіміко-аналітичне дослідження ЩЗ вказує на зниження вмісту Na, K, Ca, Cu, Zn та збільшення Mg, Mn, Fe. Максимального зниження набула кількість натрію, зокрема, – на 49,20 % (р<0,0001) та калію – на 46,73 % (р<0,0001).
6. Найповільніший процес реадаптації щитоподібної залози відбувається за умов позаклітинного зневоднення організму, де органометричні, гістоморфометричні показники не досягають контрольних значень. Індекс накопичення колоїду зменшений на 24,73 % (р<0,0001) у порівнянні з
219
аналогічним результатом за тяжкого ступеня дегідратації, а фолікулярно-колоїдний індекс, навпаки, збільшений на 14,19 % (р<0,0001), що вказує на незначне відновлення структури ЩЗ. Площа фолікулів вища за контрольні значення на 50,97 % (р<0,0001), тироцити плоскої форми, проліферація відсутня, ледь простежується кровопостачання. Повної нормалізації структур щитоподібної залози не відбувається також після тяжкого ступеня загальної та клітинної дегідратацій.
7. Двофакторний дисперсійний аналіз демонструє виражену залежність досліджуваних параметрів ЩЗ щурів від усіх контрольованих чинників. Тип зневоднення здебільшого впливає на органометричні показники такі, як абсолютна, відносна маса та об´єм щитоподібної залози та на морфометричні, особливо на площу фолікулів, колоїду, фолікулярного епітелію, а також на результати індексу накопичення колоїду та фолікулярно-колоїдного індексу. На рівень досліджуваних хімічних елементів впливають однаково тип і ступінь зневоднення. На зміну іонів калію, кальцію, міді та цинку переважний вплив має ступінь дегідратації, а тип дегідратації – на результати вмісту натрію, магнію, мангану та заліза.