Постнатальное становление гипофизарно-тироиднонадпочечниковой системы потомства в условиях хронического воздействия пестицидов на организм матери

Аннотация

Актуальность и востребованность темы диссертации. В настоящее время охрана экологического здоровья населения является актуальной проблемой глобального масштаба. Преобладающую часть загрязнителей окружающей среды составляют пестициды, без использования которых невозможно перспективное развитие сельского хозяйства. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) ежегодно в мире отравлению пестицидами подвергаются от 500 тысяч до 2 миллионов человек, причем у до 40 тысяч из них отравление завершается смертельным исходом1. В настоящее время запрещено или ограничено применение высокотоксичных фосфорорганических или хлорорганических пестицидов, которые замещаются пестицидами, производными пиретроидных, пиразоловыхи других классов. Их преимуществами считаются относительно низкая токсичность для организма животных и человека, высокая эффективность в отношении насекомых при воздействии в сравнительно малых дозах. Использование пестицидов для повышения урожайности в мировом масштабе обуславливает чрезвычайную актуальность проблемы разработки мер по профилактики отрицательных последствий их воздействия на организм человека и животных. Во всем мире проводится ряд широкомасштабных исследовательских работ, направленных на разработку и совершенствование методов профилактики, ранней диагностики и лечения отрицательных воздействий пестицидов на потомство в условиях внутриутробного и раннего постнатального их воздействия через организм матери. В этом плане особую актуальность приобретают: вопросы раскрытия биологических механизмов развития токсического эффекта; разработка токсикологических тестов, позволяющих определить остаточные количества эндокрин-разрушающих пестицидов и их метаболитов; совершенствование способов определения пестицидов в воде, почве и воздухе в условиях жаркого климата и оценки степени их отрицательных воздействий; выявление механизмов эндокрин-разрушающего действия пестицидов на потомство и разработка способов ранней диагностики скрытых токсических эффектов. Тем не менее, многие вопросы, связанные с эндокрин-разрушающим действием малых доз современных пестицидов, через организм матери на организм плода и ребенка, до настоящего времени остаются недостаточно выясненными. За годы независимости в нашей стране произошли коренные преобразования в системе здравоохранения, при этом особое внимание было обращено на раннюю диагностику и снижению негативных последствий заболеваний, возникающих через источники загрязнения окружающей среды. В этом плане выполнен ряд широкомасштабных программных мероприятий. В результате разработки мер по выявлению факторов риска у беременных и новорожденных, ранней диагностики и лечения за последние десять лет материнская смертность снизилась в 3,2 раза, а младенческая смертность - в 3,1 раза2. Однако, из-за недостаточной изученности механизмов эндокрин-разрушающего действия современных пестицидов на организм плода и ребенка, многие проблемы профилактики, ранней диагностики и снижения отрицательных последствий воздействия пестицидов все еще остаются нерешенными. Согласно стратегии действий по пяти приоритетным направлениям развития Республики Узбекистан в 2017-2021 годах «совершенствование системы охраны здоровья граждан на основе повышения качества медицинских и медико-социальных услуг населению и формирования здорового образа жизни»3, раскрытие механизмов воздействия пестицидов через материнский организм на гипофизарно-тироидно-адреналовую систему потомства, а также разработка на их основе мер профилактики, ранней диагностики и эффективного лечения остается одной из актуальных проблем медицины. Данное диссертационное исследование в определенной степени служит решению задач, отраженных в Законах Республики Узбекистан «Об охране атмосферного воздуха», «Об охране здоровья граждан», «О качестве и безопасности продуктов питания», «О санитарно-эпидемиологической безопасности населения», в Постановлениях Президента Республики Узбекистан ПП № 1652 «О мерах по дальнейшему углублению реформ здравоохранения» от 28 ноября 2011 года, ПП № 2221 «О Государственной программе по охране здоровья матерей, детей и подростков в Узбекистане на период 2014-2018 годы» от 1 августа 2014 года, в «Стратегии действий по пяти приоритетным направлениям развития Республики Узбекистан в 2017-2021 годах» и в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере. Целью исследования явилось выявление структурно-функциональных особенностей раннего постнатального становления гипофизарно-тироидной и гипофизарно-адреналовой систем потомства, полученного в условиях хронического воздействия пестицидов на организм матери. Научная новизна исследования состоит в следующем: установлена динамика постнатального структурно-функционального становления эндокринных желез гипофизарно-тироидно-надпочечниковой системы потомства в условиях воздействия пестицидов через организм матери; подтверждена правомочность концепции развития «эндокрин-разрушающего» эффекта у потомства при внутриутробном и раннем постнатальном воздействие малых доз пестицидов; доказано, что воздействие пестицидов (пиретроидного пестицида ламбда-цигалотрин и бензопиразолового пестицида фипронил) во внутриутробном и лактационном периодах оказывает однотипное неблагоприятное действие на развитие эндокринной системы потомства. При этом неблагоприятный эффект фипронила (вигор) сравнительно более выражен, чем эффект ламбда-цигалотрина (титан); установлено, что гипотиреоз, а также окислительный стресс индуцируют апоптоз в клетках щитовидной и надпочечной желез, что приводит к дисбалансу между процессами пролиферации и гибели клеток в органе и является одной из причин замедления темпов ее постнатального становления; доказано, что выявленные структурно-функциональные механизмы нарушений постнатального становления щитовидной и надпочечной желез при воздействии пестицидов могут служить основой для разработки патогенетических способов профилактики, диагностики и лечения скрытых токсических эффектов у беременных и новорожденных в условиях повышенного риска загрязнения окружающей среды пестицидами. Выводы В результате проведенных диссертационных исследований на тему: «Постнатальное становление гипофизарно-тироидно-надпочечниковой системы потомства в условиях хронического воздействия пестицидов на организм матери» представлены следующие выводы: 1. Хроническое воздействие малых доз пестицидов на материнский организм в период беременности и лактации приводит к «эндокрин-разрушающему» эффекту у потомства в раннем постнатальном периоде. 2. Морфологические, морфометрические и ультраструктурные исследования позволили установить структурные механизмы нарушений в гипофизарно-тироидной системе потомства в условиях воздействия пестицидов: - выявлено замедление темпов роста и формирования фолликулов щитовидной железы; - установлены субмикроскопические изменения органелл тироцитов, указывающие на нарушение их секреторной деятельности. 3. Иммуногистохимическое исследование выявило наличие дисбаланса между процессами пролиферации и апоптоза клеток щитовидной железы потомства в условиях воздействия пестицидов: - наблюдалось достоверное увеличение индекса апоптоза при уменьшении показателей пролиферации клеток; - усиление апоптоза клеток при снижении их пролиферативной активности является одним из механизмов замедления темпов роста и формирования щитовидной железы; - индукция апоптоза клеток в щитовидной железе обусловлена, прежде всего, гипотиреозом и окислительным стрессом, возникающим в результате воздействия пестицидов. 4. Хроническое воздействие малых доз пестицидов на материнский организм в период беременности и лактации приводит к функциональным нарушениям в гипофизарно-тироидной системе матери и потомства: - наиболее выраженный гипотиреоз у опытных самок обнаружен на 21 день беременности, а также на 14 день лактации, при этом концентрация Т4и Т3 в 1,3 - 1,5 раза снижалась по сравнению с контролем; - выраженный неонатальный гипотиреоз с достоверным снижением концентрации Т4 и Т3 наблюдался у потомства во все сроки наблюдения, достигая своего максимума на 21 сутки после рождения; - снижение уровня Т4и Т3 у матерей и потомства сопровождалось соответствующим повышением концентрации тиротропного гормона (ТТГ) гипофиза; - в механизме развития тироидной дисфункции у потомства важную роль играет дисбаланс между процессами пролиферации и апоптоза тироцитов, способствующий замедлению темпов формирования фолликулов щитовидной железы, а также субмикроскопические изменения тироцитов, указывающие на нарушение их секреторной деятельности. 5. Морфологические, морфометрические и ультраструктурные исследования позволили установить структурные механизмы нарушений в гипофизарно-надпочечниковой системе потомства в условиях воздействия малых доз пестицидов: - выявлено замедление темпов роста и формирования структурнофункциональных зон коры надпочечников, особенно, пучковой и сетчатой зон; - установлены субмикроскопические изменения клеток пучковой зоны, указывающие на функциональную напряженность клеток стероидогенеза. 6. Выявлен дисбаланс между процессами пролиферации и апоптоза клеток коры надпочечников в условиях воздействия пестицидов: -индекс апоптоза достоверно увеличен при уменьшении показателей пролиферации клеток; -усиление апоптоза клеток при снижении их пролиферативной активности способствует замедлению темпов роста и формирования коры надпочечников; 7. Хроническое воздействие пестицидов на материнский организм в период беременности и лактации приводит к функциональным нарушениям в гипофизарно-надпочечниковой системе матери и потомства: - определено достоверное повышение концентрации кортизола у матерей и потомства во все сроки наблюдения, причем, максимальное повышение уровня гормона у крыс - самок отмечено на 21 день беременности, а у их потомства - на 21 день после рождения; - повышение уровня кортизола у всех животных сочеталось с высокой концентрацией адренокортикотропного гормона (АКТГ) гипофиза; - повышение концентрации кортизола является ответной реакцией на стресс, вызванный токсическим воздействием, и она обусловлена усилением выработки адренокортикотропного гормона (АКТГ) гипофиза и функциональным напряжением клеток коры надпочечников потомства. 8. Сравнительный анализ пестицидов показал значительно более выраженную «эндокрин-разрушающую» токсичность пестицида пиразолового ряда фипронила по сравнению с пиретроидным пестицидом-ламбда-цигалотрином: - структурно-функциональные изменения в гипофизарно-тироидно-надпочечниковой системе потомства в условиях воздействия разных пестицидов носят однотипный характер, различаясь лишь по степени выраженности; это предопределяет эффективность общих способов предупреждения, ранней диагностики и терапии эндокринных расстройств в условиях воздействия пестицидов различных классов.