УСПЕХИ СОВРЕМЕННОЙ БИОЛОГИИ, 2009, том 129, № 2, с. 181-190
УДК 577.118:616.441
СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О РОЛИ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ И ДИСБАЛАНСА БИОЭЛЕМЕНТОВ В ФОРМИРОВАНИИ
ЭНДЕМИЧЕСКОГО ЗОБА
© 2009 г. Е. Д. Кубасова, Р. В. Кубасов
Институт физиологии природных адаптации УрО РАН, Архангельск
На основе литературных данных изложены современные представления о природно-экологических факторах, способствующих формированию и распространению зобной эндемии. Особое внимание уделено влиянию струмогенным факторам, помимо йодного дефицита. Охарактеризована роль микроэлементов, таких как селен, кобальт, медь, цинк, железо, марганец, токсичных микроэлементов в формировании эндемического зоба.
С точки зрения современных представлений о развитии эндемического зоба, дефицит йода является ведущей, но не единственной причиной, формирующей зобную эндемию [6, 10, 17, 27, 28, 34, 74]. Эндемический зоб может наблюдаться не только в йоддефицитных, но и в йодобеспечен-ных регионах, если на этих территориях действуют другие зобогенные или так называемые стру-могенные факторы, или же эти регионы являются экологически неблагополучными [11, 12, 17, 24, 27, 28, 51, 60, 89, 90].
Учитывая факт значительного распространения в России регионов как дефицитных по йоду, так и экологически загрязненных, эндемический зоб в настоящее время чаще имеет смешанный характер, т.е. в генезе зоба наряду с дефицитом йода принимают участие и другие струмогенные факторы [27, 28, 48, 58]. К их числу относят отходы промышленного производства, пестициды, бактериальное загрязнение воды, дисбаланс микро- и макроэлементов, некоторые лекарственные препараты и прочие факторы, препятствующие поступлению йода в щитовидную железу (ЩЖ), затрудняющие синтез тиреоидных гормонов и оказывающие прямое и повреждающее действие на ткань щитовидной железы [10, 26, 47, 49, 64].
ПРИРОДНЫЕ СТРУМОГЕНЫ
Роль природных факторов, обладающих выраженным антитиреоидным и струмогенным влиянием, в формировании и/или повышение уровня напряженности зобной эндемии в регионе известна давно. Природные струмогены (тиоцианаты, перхлораты, фенол, резорцин, гойтрин и пр.) являются в основном продуктами распада органических соединений. Попадая в организм человека с продуктами питания (фрукты овощи, злаки), водой и воздухом, они дают выраженный антити-
реоидный и, следовательно, зобогенный эффект. Подобные вещества (в основном из ряда тиоциа-натов) активно ингибируют йодконцентрирую-щие механизмы и тем самым в дополнение к дефициту йода в окружающей среде в еще большей степени снижают содержание йодидов в ЩЖ [28, 54, 59, 83]. Их зобогенный эффект может быть преодолен введением йода. Низкие концентрации тиоцианата угнетают транспорт йодида, увеличивая скорость его выхода из ЩЖ. Высокие же концентрации резко ускоряют выход йодида и угнетают его поступление в железу; тиоцианат инги-бирует включение йодида в тиреоглобулин, поскольку конкурирует с йодидом на уровне ти-реоидной пероксидазы. Тиоцианаты содержатся в репе, фасоли, сое, арахисе, цветной капусте, шпинате. Известен ряд струмогенов растительного происхождения, которые содержат цианоген-ные гликозиды, освобождающие при гидролизе повышенное количество цианидов. При этом зо-богенное действие оказывают не столько последние, сколько образующийся из них тиоцианат. К ним относят кукурузу, тропические плоды манго, маниока, побеги бамбука, некоторые сорта бобов [1, 12, 71, 89].
Другие струмогены (гойтрин, флавоноиды, резорцин и др.), снижая активность тиропероксида-зы, блокируют функцию ЩЖ на уровне процесса органификации йода и синтеза йодтиронинов [6, 54].
Безусловно, высокий уровень в окружающей среде подобных факторов значительно усиливает зобогенный эффект дефицита йода [71]. Следует отметить, что природные струмогены изучены недостаточно и научная информация о них в литературе ограничена. При этом основное внимание уделено действию производных тиоцианата.
АНТРОПОТЕХНОГЕННЫЕ ФАКТОРЫ
В последние годы в связи с активной трудовой деятельностью человека количество антропотех-ногенных струмогенных факторов значительно возросло, и их география значительно расширилась. Это обусловлено активизацией промышленной разработки природных ископаемых, а также широким использованием их в различных видах производства. Нередко промышленные поллютанты дают более выраженный, чем природные струмогены антитиреоидный и, следовательно, струмогенный эффект. Данное обстоятельство не может не отразиться на распространенности и тяжести зобной эндемии в загрязненных регионах [4, 28, 47, 61]. Вместе с этим на фоне недостаточной обеспеченности организма йодом, могут в большей степени проявляться струмогенные эффекты химических соединений и промышленных выбросов, загрязняющих атмосферу [32, 55, 62].
Известно токсическое действие на ЩЖ окиси углерода, трициклических хлорсодержащих углеводородов, флавоноидов, ароматических нитро-аминосоединений и пр. [13, 23, 39, 51, 63].
Струмогенная роль оксида углерода подтверждена в эксперименте на белых крысах, причем она проявлялась как при дефиците йода, так при достаточном содержании его в пищевом рационе, йодная недостаточность оказывала потенцирующее действие на развитие зоба [10, 29].
Следует отметить, что хлорорганические соединения, флавоноиды и пр., помимо прямого действия на синтез тиреоидных гормонов, оказывают неблагоприятное воздействие и на многие стороны метаболизма гормонов, усиливая тем самым антитиреоидный и струмогенный эффект подобных соединений [28]. Галогенорганические соединения образуются в процессе хлорирования питьевой и сточных вод. Так, установлено, что 4-хлоррезорцинол и 3-хлор-4-гидроксибензойная кислота, концентрации которых в обработанных бытовых сточных водах составляли несколько мкг/л, обладают антитиреоидной активностью: они ингибируют тиреоидную пероксидазу и орга-нификацию йодида в ЩЖ [88]. Наиболее токсичным из хлорорганических соединений является 2, 3, 7, 8-тетрахлордибензо-р-диоксин, который обладает способностью увеличивать массу ЩЖ и снижать уровень Т4 крови [39].
В промышленности и сельском хозяйстве широко применяются производные 2, 4-динитрофе-нола (ДНФ) в качестве инсектицида, гербицида и фунгицида ДНФ легко всасывается через неповрежденную кожу и дыхательные пути. Токсичность ДНФ обусловлена разобщением окислительного фосфорилирования в митохондриях всех клеток организма. Антитиреоидный эффект
связан не только с угнетением секреции ТТГ, вследствие чего уменьшается синтез и секреция Т4 и Т3, но и с ослаблением связывания Т4 и T3 с их сывороточными белками-носителями и ускорением клиренса Т4 [88, 99].
Известно струмогенное влияние синтетических азотсодержащих удобрений, нитратов, ароматических нитро- и аминосоединений. Эти вещества, блокируя окислительные ферменты, нарушают процесс синтеза тиреоидных гормонов, вместе с этим их действие приводит к нарушениям нормальных взаимодействий в гипофизарно-тиреоидной системе, что приводит к морфофунк-циональным изменениям в ЩЖ [12, 61, 64].
Существенное зобогенное действие оказывают большое число органических веществ, содержащихся в угле и сланцах. К их числу относятся фенол, резорцин, замещенные дигидроксибензо-лы, тиоцианат, дисульфиды, фталевые кислоты, пиридины, а также полициклические ароматические углеводороды. Большинство этих веществ обнаружено в питьевой воде тех районов, где зоб сохраняется, несмотря на достаточное снабжение населения йодом. Высокие концентрации фенола и его производных, гидроксипиридинов, тиоциа-ната и дисульфидов обнаруживаются в сточных водах углеперерабатывающих производств. Механизм их действия обусловлен торможением ор-ганификации йодида в ЩЖ [88]. Реальный струмогенный потенциал основных и водорастворимых веществ, присутствующих в угле и сланцах, определяется сочетанием эффектов отдельных соединений, а не действием какого-либо одного из них [88].
Показана струмогенная роль микроорганизмов, которые могут усиливать или уменьшать влияние йодной недостаточности. Некоторые бактерии содержат прогойтрин, который под влиянием ферментов (мирозиназа и др.) конвертируется в активный фермент - гойтрин, являющийся активным ингибитором органификации йода в ЩЖ. Некоторые бактерии (например, Clostridium perfringens) способны продуцировать белки, обладающие тиреоидстимулирующей активностью. Кишечная палочка в процессе своей жизнедеятельности продуцирует неизвестные белки или ферменты, которые снижают способность ЩЖ к захвату йода [108, 110].
К струмогенам могут быть отнесены также и некоторые лекарственные препараты [13, 54, 56]. Механизмы их действия на функцию ЩЖ широко изучаются. Эти препараты могут влиять на различные стадии синтеза и секреции тиреоидных гормонов. Это проявляется снижением секреции ТТГ и тиреоидных гормонов, вытеснением йодти-ронинов из связи с транспортными белками, что отражается на результатах определения уровней
свободного тироксина и свободного трийодтиро-нина в крови. Так, например, кордарон в молекуле которого содержится 37% йода, блокирует функцию ЩЖ, повышая содержание тиреотроп-ного гормона, влияя и на рецепторы тиреоидных гормонов. При структурно-измененной ЩЖ кордарон способен вызывать у человека тиреотоксикоз [54, 56, 59].
Струмогенным свойством обладает избыток йода. Избыточное поступление йода в организм с пищей или в виде лекарственных препаратов может привести к усиленной пролиферации тирео-идного эпителия и формированию зоба. Введение большой дозы этого микроэлемента (десятки мг) снижает органификацию йода и последующий синтез тиреоидных гормонов, что называют эффектом Вольфа-Чайкова, однако это транзитор-ное явление. Синтез тиреоидных гормонов затем возобновляется, несмотря на продолжающееся избыточное поступление йода, что предупреждает развитие гипотиреоза и образование зоба. Наконец, избыточное потребление йода снижает протеолиз коллоида и секрецию ранее синтезированных тиреоидных гормонов.
Полагают, что адаптация к избытку йода осуществляется в рамках ауторегуляторного процесса в ЩЖ, по всей видимости, независимого от ТТГ. Потребление йода (до 150 мг/сут) снижает не только
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.