В последнее время большое внимание исследователей привлекает проблема эффектов малых доз радиации на биологические объекты в связи с увеличивающимся радиоактивным загрязнением окружающей среды [1, 2, 5]. Развитие атомной энергетики делает актуальными исследования, посвященные мониторингу здоровья людей, проживающих вблизи атомных электростанций, и изучению последствий влияния малых доз радиации [6, 9]. В таких работах важным является подбор комплекса информативных биологических маркеров, позволяющего оценить состояние здоровья жителей территорий, прилегающих к АЭС [7, 8].
Эндокринная система человека одной из первых реагирует на изменения окружающей среды и играет важную роль в адаптации к неблагоприятным воздействиям. В связи с трудностями клинической диагностики гипотиреоза ведущая роль отводится гормональному исследованию, проведение которого позволяет в ранние сроки диагностировать заболевание и своевременно начать терапию.
Собственно тиреоидными гормонами принято считать продукты фолликулярных клеток – йодированные тиронины: Т3 и Т4. Отличительная особенность тиреоидных гормонов состоит в том, что для их биологической активности требуется микроэлемент йод.
Физиологическое действие тиреоидных гормонов разнообразно. Они влияют почти на все процессы обмена и функцию многих органов и тканей. Тиреоидные гормоны повышают потребность тканей в кислороде и образование энергии, тем самым влияют на белковый обмен. В физиологических дозах стимулируют синтез белка и способствуют процессам роста [4].
Высокая специфичность и чувствительность, информативность и широкая доступность, возможность использования в качестве экспресс-анализа сделали гормонодиагностику одним из важнейших методов обследования при фактически любых заболеваниях щитовидной железы. С этой целью нами было изучено содержание тиреотропного гормона (ТТГ) и свободного тироксина (Т4), а также антитела к тиреоидной пероксидазе (АТ-ТПО) в сыворотке крови лиц, проживающих в различных городах и районах Ростовской области, для определения региональной нормы.
Методы исследования
Материалом для исследования служила кровь 2415 доноров в возрасте 18–45 лет, соотношение полов – 1:1, проживающих в различных районах Ростовской области.
Содержание тиреотропных гормонов в сыворотке крови определяли методом конкурентного твердофазного иммуноферментного анализа (ELISA) на автоматическом иммуноферментном анализаторе «ALISEI Q.S.», с использованием реагент-наборов производства «Алкор-Био» и «Вектор-Бест». Для определения ТироидИФА-ТТГ нами был использован «сэндвич»-вариант твердофазного иммуноферментного анализа [3]. Статистическая обработка результатов производилась с использованием программы Statistica 6.0. Расчеты верхнего и нижнего пределов региональной нормы проводились с использованием метода сигмальных отклонений. Достоверность отличий определяли с использованием критерия Стьюдента. Расчет нижнего и верхнего предела региональной нормы производили с использованием метода сигмальных отклонений.
Результаты и их обсуждение
В таблице 1 и на рисунке 1 приведены значения концентраций ТТГ в сыворотке крови доноров в зависимости от месяца исследования.
Таблица 1
Концентрация тиреотропного гормона (ТТГ) в сыворотке крови доноров
|
Месяц |
Количество обследованных |
Среднее значение концентрации ТТГ(мкМЕ/мл) |
S |
СV, % |
|
Май |
500 |
1,3542 |
0,7043 |
52,01 |
|
Июнь |
500 |
1,3753 |
0,7379 |
53,65 |
|
Июль |
500 |
1,2338 |
0,6122 |
49,62 |
|
Август |
500 |
1,6160 |
0,7867 |
48,68 |
|
Сентябрь |
500 |
1,5143 |
0,6772 |
44,72 |
|
S |
2500 |
1,4187 |
0,6980 |
49,29 |
Рис. 1. Процент отклонения содержания ТТГ от среднестатистического значения в разные месяцы исследования (май—сентябрь)
Как видно из таблицы 1 и рисунка 1, содержание ТТГ в сыворотке крови жителей Ростовской области (контрольная группа) варьирует в зависимости от месяца исследования от 1,2338 до 1,6160 мкМЕ/мл. Наименьшее среднее значение концентрации ТТГ было зарегистрировано в июле и составило 1,2338 мкМЕ/мл, что было достоверно снижено по сравнению со среднестатистическим на 13% (р<0,001). Наибольшее среднее значение концентрации ТТГ было зарегистрировано в августе и составило 1,616 мкМЕ/мл, что было достоверно выше по сравнению со среднестатистическим — на 13,9% (р<0,001).
В таблице 2 представлены результаты изучения концентрации тироксина (Т4 свободный) в сыворотке крови жителей Ростовской области. Как видно из таблицы, уровень тироксина варьирует в пределах от 7,6 до 23,02 пмоль/л, при этом среднестатистическое значение составило 14,44 пмоль/л. На рисунке 2 показан процент отклонения значения концентрации гормона Т4 свободного в сыворотке крови в исследуемые месяцы (май—октябрь) от среднестатистических значений. Наименьшее среднее значение концентрации Т4 было зарегистрировано в июле и составило 10,9397 пмоль/л, что было достоверно снижено по сравнению со среднестатистическим на 25% (р<0,001). Наибольшее среднее значение концентрации Т4 было зарегистрировано в июне и составило 15,2249 пмоль/л, что на 5,2 % (р<0,001) выше по сравнению со среднестатистическим.
Таблица 2
Определение концентрации тироксина (Т4 свободный) в сыворотке крови жителей Ростовской области
|
Месяц |
Среднее значение концентрации Т4 (пмоль/л) |
S |
Min значение |
Max значение |
CV % |
Количество обследованных |
|
май |
15,2249 |
3,8984 |
7,4281 |
23,0217 |
25,61 |
252 |
|
июнь |
15,4926 |
3,5515 |
8,3897 |
22,5955 |
22,92 |
293 |
|
июль |
10,9397 |
2,3371 |
6,2654 |
15,6140 |
21,36 |
121 |
|
август |
14,4143 |
3,4160 |
7,5823 |
21,2464 |
23,70 |
215 |
|
сентябрь |
13,8818 |
3,1049 |
7,6720 |
20,0916 |
22,37 |
155 |
|
октябрь |
13,1186 |
2,7621 |
7,5944 |
18,6428 |
21,05 |
79 |
Определение концентрации тироксина (Т4 свободный) в сыворотке крови лиц контрольной группы было достоверно выше по сравнению со среднестатистическим — на 6,6% (р<0,001).
Рис. 2. Процент отклонения содержания тироксина от среднестатистического значения в разные месяцы исследования (май—сентябрь)
В течение последних двух десятилетий проблемы, связанные c аутоиммунными процессами — иммунологическими реакциями против тканевых компонентов собственного организма, привлекают внимание патологов, иммунологов и клиницистов различных специальностей.
Для своевременной диагностики тиреоидной патологии и нарушений функции щитовидной железы определение АТ-ТПО в комплексе с ТТГ и свободным Т4 показано у лиц с неблагоприятным радиационным анамнезом и любыми другими аутоиммунными заболеваниями.
В таблице 3 представлены результаты изучения АТ-ТПО в сыворотке крови жителей Ростовской области. Как видно из таблицы, уровень антител к тиреоидной пероксидазе варьирует в пределах от 4,1 до 5,47 Ед/мл, при этом среднестатистическое значение составило 4,98 Ед/мл. На рисунке 3 показан процент отклонения значения концентрации АТ-ТПО в сыворотке крови в исследуемые месяцы (май—октябрь) от среднестатистических значений. Наименьшее среднее значение концентрации АТ-ТПО было зарегистрировано в сентябре и составило 4,14 Ед/мл, что было достоверно снижено по сравнению со среднестатистическим — на 17,5% (р<0,001). Наибольшее среднее значение концентрации АТ-ТПО было зарегистрировано в июне и составило 5,47 Ед/мл, что на 10,1 % (р<0,001) выше по сравнению со среднестатистическим..
Таблица 3
Определение концентрации антител к тиреоидной пероксидазе (АТ-ТПО) в сыворотке крови жителей Ростовской области
|
Месяц |
Среднее значение концентрации АТ-ТПО |
Min значение |
Max значение |
Количество обследованных |
CV % |
|
Май |
5,37 |
0 |
1000 |
500 |
21,68 |
|
Июнь |
5,47 |
0 |
1000 |
500 |
20,20 |
|
Июль |
5,1 |
0 |
1000 |
500 |
24,57 |
|
Август |
4,4 |
0 |
1000 |
500 |
22,01 |
|
Сентябрь |
4,14 |
0 |
1000 |
500 |
21,90 |
|
Октябрь |
4,9 |
0 |
1000 |
500 |
23,90 |
Рис. 3. Процент отклонения содержания антител к тиреоидной пероксидазе от среднестатистического значения в разные месяцы исследования (май—сентябрь)
Нами были рассчитаны значения региональной нормы содержания ТТГ, Т4, АТ-ТПО для Ростовской области. Результаты представлены в таблице 4.
Таблица 4
|
|
Т4 |
ТТГ |
АТ-ТПО |
|||
|
|
min |
max |
min |
max |
min |
max |
|
Норма производителя |
9,00 пмоль/л |
23,00 пмоль/л |
0,23 мкМЕ/мл |
3,40 мкМЕ/мл |
0 |
30 |
|
Региональная норма |
7,53 пмоль/л |
21,35 пмоль/л |
0,19 мкМЕ/мл |
2,81 мкМЕ/мл |
0 |
25 |
|
% |
–16 |
–7 |
–17 |
–17 |
0 |
–17 |
Таким образом, проведенные исследование позволили сформировать значения региональной нормы содержания ТТГ, Т4 и АТ-ТПО для Ростовской области, которые отличаются от норм производителей диагностических систем и послужат основой и адекватным критерием для проведения дальнейших исследований влияния малых доз радиации на функцию щитовидной железы у жителей 30-километровой зоны Ростовской АЭС.
Работа выполнена в рамках базовой части внутреннего гранта ЮФУ по проекту 213.01-2015/003ВГ «Изучение ДНК-элементов, не кодирующих белок, в структуре различных геномов»
Рецензенты:
Денисова Т.В., д.б.н., профессор Академии биологии и биотехнологии Федерального Государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Южный федеральный университет», г. Ростов-на-Дону;
Чистяков В.А., д.б.н., главный научный сотрудник Академии биологии и биотехнологии Федерального Государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Южный федеральный университет», г. Ростов-на-Дону.