Введение

Исследования последних лет показывают, что на сегодняшний день наблюдается тенденция к росту количества заболеваний щитовидной железы (ЩЖ), опосредованных нарушением регулирующих механизмов со стороны центральных структур гипоталамо-гипофизарно-тиреоидного комплекса. Многочисленными научными исследованиями выявлено, что возникающий тиреоидный гормональный дисбаланс при заболеваниях ЩЖ обусловливает развитие метаболического синдрома, нарушений сердечно-сосудистой системы, а также нейропсихических изменений, которые часто являются первыми клиническими проявлениями тиреоидной патологии [1, 2].

Отмечено, что патология ЩЖ сопровождается поведенческими и когнитивными нарушениями, степень выраженности которых зависит от уровня тиреоидных гормонов (ТГ). Установлено, что тиреопатии часто протекают на фоне замедления процессов высшей нервной деятельности, мышления и речи, снижения памяти, нарастания дискинезии, депрессивного расстройства, в ряде тяжелых случаев — деменции и т.д. [3, 4]. Доказано, что патофизиологические изменения в мозговой ткани, связанные с ТГ, разнообразны и включают изменения в нейротрансмиссии и экспрессии глиальных клеток, дисфункцию гематоэнцефалического барьера, что формирует повышенный риск развития цереброваскулярных заболеваний, а также нейровоспалительных процессов в контексте аутоиммунной патологии ЩЖ. Неоспоримым является тот факт, что дефицит тиреоидных гормонов, являющихся регуляторами метаболизма нейроцитов, нарушает нормальное развитие центральной нервной системы и ее функции, однако существует достаточно информации, свидетельствующей и о пагубном влиянии гипертиреоидного состояния на структурные компоненты нервной ткани [5]. Результаты исследования показали, что, например, неонатальный гипертиреоз способствует развитию признаков дефицита миелина и снижению количества олигодендроглиальных клеток. Установлено, что длительный гипертиреоз может активировать апоптотические механизмы в миелинобразующих и олигодендроглиальных клетках, что и приводит к развитию различной неврологической патологии [6]. Доказано, что повышенный уровень трийодтиронина активирует фагоцитарную активность микроглии, в результате чего наблюдается снижение плотности синапсов, что приводит к ухудшению межнейронных контактов, замедляется рост аксонов, нейроны прекращают воспринимать афферентные импульсы, в связи с чем снижается ответная реакция на внешние раздражители, а также на нервные и гормональные стимулы [7].

Тяжесть клинических неврологических и психокогнитивных проявлений связана с уровнем нейротрофического фактора головного мозга (brain-derived neurotrophic factor — BDNF), экспрессирующегося в нервной системе. BDNF является членом семейства нейротрофинов, который играет важную роль в нейронной дифференцировке, росте нейритов и синаптической пластичности [8]. Доказано, что BDNF-содержащие секреторные везикулы присутствуют в окончаниях аксонов и дендритах нейронов. BDNF играет важную роль в развитии центральной нервной системы, нейрогенезе, выживании нейронов, миграции, росте аксонов и дендритов и формировании синапсов, а также в процессах, связанных с памятью [9]. Было показано, что BDNF регулирует развитие, пластичность и выживание дофаминергических, холинергических и серотонинергических нейронов. Кроме того, он регулирует высвобождение глутаматергических нейротрансмиттеров и способствует развитию ГАМКергических нейронов. BDNF широко экспрессируется во всем мозге человека, включая кору головного мозга, гиппокамп, базальный передний мозг, полосатое тело, гипоталамус, ствол мозга, лимбические структуры и мозжечок [10]. Это делает BDNF ключевым фактором в обучении и памяти, когнитивных функциях и формировании нейронных связей [11]. Ряд исследований свидетельствуют о том, что BDNF играет важную роль в патогенезе депрессии, нейротрофической регуляции комплекса физиологических и биохимических процессов, обеспечивающих нейропластичность, выступая в качестве биомаркера для диагностических и прогностических целей [12, 13].

Принимая во внимание имеющиеся литературные данные, посвященные изучению нейропсихических расстройств при заболеваниях ЩЖ, необходимым становится поиск и изучение средств коррекции возможных нейроэндокринных нарушений. В настоящий момент с целью коррекции нарушенных функций нейроэндокринной системы могут быть рассмотрены пептидные соединения, которые на сегодняшний день используются в качестве основы для разработки лекарственных средств, обладающих широким фармакологическим спектром [14, 15].

В последнее время российскими и зарубежными учеными активно изучаются биологические и фармакологические свойства регуляторных пептидов семейства меланокортинов, широкий спектр активности которых позволяет считать их перспективными фармакоагентами в патогенетической терапии различных состояний [16, 17]. Установлено, что представитель данной группы семакс оказывает влияние на когнитивные функции мозга, модулируя экспрессию и активацию системы BDNF/trkB в гиппокампе крыс [18]. Доказано, что семакс снижает проявления ишемического повреждения нервной ткани, ингибируя проявления сосудистого стаза и оказывая трофическое действие [19].

Несмотря на наличие исследований фармакологической активности пептидных соединений при различных патологических состояниях, данных об их нейротропном влиянии в условиях эндокринных нарушений, в частности со стороны щитовидной железы, представлены в литературе в недостаточном объеме.

Цель исследования — изучение влияния нейропептидов AKTГ(4-7)-Pro-Gly-Pro и АКТГ(6-9)-Pro-Gly-Pro на поведение лабораторных животных и сывороточный уровень BDNF в условиях экспериментального гипотиреоза.

Материал и методы

Все исследования выполнялись на крысах-самцах массой 250—270 г. Животные, полученные из экспериментально-биологической клиники (вивария) Научно-исследовательского центра ФГБОУ ВО «Астраханский государственный медицинский университет» Минздрава России, содержались в соответствии с правилами, регламентированными нормативными документами по работе и содержанию лабораторных животных и этическим комитетом ФГБОУ ВО «Астраханский государственный медицинский университет» Минздрава России (протокол №8 от 22.12.2023). Крысы были разделены на четыре группы по 10 особей: 1-я группа — интактные животные (контроль); 2-я группа — особи с индуцированным гипотиреозом; 3-я и 4-я группы — животные, получавшие на фоне гипотиреоза AKTГ(4-7)-Pro-Gly-Pro (семакс) и АКТГ(6-9)-Pro-Gly-Pro соответственно. Гипофункцию ЩЖ у лабораторных животных формировали путем введения мерказолила (ОАО «Акрихин», Россия) в дозе 5 мг/кг в желудок через зонд в течение 42 дней. Для коррекции гипотиреоза применяли пептиды AKTГ(4-7)-Pro-Gly-Pro (далее AKTГ(4-7)-PGP) и АКТГ(6-9)-Pro-Gly-Pro (далее АКТГ(6-9)-PGP), синтезированные в НИЦ «Курчатовский институт» под руководством академика РАН Н.Ф. Мясоедова. Субстанции, растворенные в воде для инъекций, вводили крысам внутрибрюшинно в дозе 100 мкг/кг/сут в течение 3 нед, начиная с 22-го дня введения мерказолила.

Для подтверждения развития гипофункции ЩЖ у лабораторных животных в сыворотке крови определяли содержание гормонов: трийодтиронина (Т₃), тироксина (Т₄), тиреотропного гормона (ТТГ), а также проводили оценку поведенческих показателей, измерение массы крыс, ректальной температуры и частоты сердечных сокращений.

Оценку психоэмоционального статуса грызунов осуществляли с использованием теста «Приподнятый крестообразный лабиринт» (ПКЛ), установка для проведения которого представляет собой приподнятую над полом конструкцию, состоящую из перекрещенных закрытых и открытых пар рукавов и имеющую на их пересечении центральную зону. Подопытное животное помещали в центр лабиринта и на протяжении 3 мин фиксировали параметры: время, проведенное в центре, в открытых и закрытых рукавах, число их посещений, число «выглядываний» из закрытых рукавов, количество выходов в центр и его пересечений, стоек, груминговых реакций и продолжительность фризинга [20].

Влияние изучаемых регуляторных пептидов на уровень BDNF в сыворотке крови крыс оценивали методом иммуноферментного анализа с использованием иммунологического анализатора Multiscan FC и с применением высокочувствительных наборов ELISA Kit for Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF) (Cloud-Clone Corp., Китай).

Статистическую обработку полученных результатов проводили при помощи программы StatTech с учетом U-критерия Манна—Уитни. Полученные данные оценивали методом Шапиро—Уилка на нормальность распределения признаков, которые представлены в виде M±m, где М — среднее арифметическое, m — ошибка среднего. Различия между группами признавались статистически значимыми при уровне p≤0,05.

Результаты

Экспериментальное моделирование гипотиреоза привело к снижению уровня гормонов щитовидной железы: Т₃ — на 56%, Т₄ — на 61% (p≤0,01), а также к повышению концентрации ТТГ в 9 раз (p≤0,01) в сравнении с показателями в контрольной группе. Кроме того, у крыс отмечались видимые изменения шерстяного покрова, увеличение массы тела на 24% (p≤0,05), снижение частоты сердечных сокращений на 37% (p≤0,05) и ректальной температуры до 35,7±0,2°С.

При изучении поведенческих реакций в тесте ПКЛ на фоне введения мерказолила было зафиксировано снижение числа заходов в открытые рукава на 36% (p≤0,05), выходов в центральную зону лабиринта на 53% (p≤0,01) и стоек на 33% (p≤0,05), а также повышение количества заходов в закрытые рукава на 61% (p≤0,01) относительно контрольной группы (рис. 1). Кроме того, в условиях гипофункции ЩЖ отмечалось сокращение времени, проведенного на открытых рукавах и в центре теста ПКЛ, соответственно на 38% и 24% (p≤0,05) по отношению к значениям в контрольной группе (рис. 2).

Рис. 1. Влияние AKTГ(4-7)-Pro-Gly-Pro и АКТГ(6-9)-Pro-Gly-Pro на двигательную активность животных в тесте «Приподнятый крестообразный лабиринт» в условиях экспериментального гипотиреоза.

* — p≤0,05, ** — p≤0,01 — относительно контрольной группы; # — p≤0,05, ## — p≤0,01 — относительно группы с гипотиреозом.

Рис. 2. Влияние AKTГ(4-7)-Pro-Gly-Pro и АКТГ(6-9)-Pro-Gly-Pro на ориентировочно-исследовательскую активность животных в тесте «Приподнятый крестообразный лабиринт» в условиях экспериментального гипотиреоза.

* — p≤0,05 — относительно контрольной группы; # — p≤0,05, ## — p≤0,01 — относительно группы с гипотиреозом.

Введение AKTГ(4-7)-PGP и АКТГ(6-9)-PGP на фоне экспериментальной модели гипотиреоза способствовало коррекции показателей двигательной активности по сравнению со 2-й группой (гипотиреоидными крысами): отмечалось увеличение количества посещений открытых рукавов на 25% и 40% (p≤0,05), выходов в центр на 38% (p≤0,05) и 76% (p≤0,01), стоек на 40% (p≤0,05) и 60% (p≤0,01); а также снижение числа посещений закрытых рукавов на 48% (p≤0,01) и 31% (p≤0,05) соответственно (см. рис. 1).

Кроме того, применение AKTГ(4-7)-PGP и АКТГ(6-9)-PGP на фоне гипофункции ЩЖ привело к повышению времени пребывания грызунов в открытых рукавах лабиринта на 53% и 82% (p≤0,01) и времени в центральной зоне теста на 22% и 36% соответственно по сравнению с крысами 2-й группы (p≤0,05) (см. рис. 2).

При изучении показателей тревожности в условиях развития гипотиреоидного состояния у крыс в сравнительном аспекте с особями контрольной группы отмечено повышение числа «выглядываний» из закрытых рукавов в 1,5 раза (p≤0,01), актов груминга на 83% (p≤0,01), а также установлено статистически значимое увеличение продолжительности фризинга (рис. 3).

Рис. 3. Влияние AKTГ(4-7)-Pro-Gly-Pro и АКТГ(6-9)-Pro-Gly-Pro на уровень тревожности животных в тесте «Приподнятый крестообразный лабиринт» в условиях экспериментального гипотиреоза.

** — p≤0,01 — относительно контрольной группы; # — p≤0,05, ## — p≤0,01 — относительно группы с гипотиреозом.

У крыс в группах с индуцированным гипотиреозом, получавших AKTГ(4-7)-PGP и АКТГ(6-9)-PGP соответственно, наблюдалось снижение количества «выглядываний» из закрытых рукавов на 25% и 32%; груминговых реакций на 22% и 36% (p≤0,05) по отношению к особям с гипофункцией ЩЖ. Введение AKTГ(4-7)-PGP гипотиреоидным животным привело к сокращению времени фризинга на 40% (p≤0,05). У грызунов, получавших АКТГ(6-9)-PGP, фризинг не наблюдался (по сравнению с животными 2-й группы p≤0,01) (см. рис. 3).

При проводимой в нашем эксперименте оценке сывороточного уровня BDNF в условиях гипофункции ЩЖ отмечено снижение значений данного показателя на 26% (p≤0,05) в сравнении с животными контрольной группы (рис. 4).

Рис. 4. Влияние AKTГ(4-7)-Pro-Gly-Pro и АКТГ(6-9)-Pro-Gly-Pro на сывороточный уровень BDNF в условиях экспериментального гипотиреоза.

* — p≤0,05 — относительно контрольной группы; # — p≤0,05 — относительно группы с гипотиреозом.

Введение AKTГ(4-7)-PGP и АКТГ(6-9)-PGP животным с экспериментальным гипотиреозом привело к увеличению уровня BDNF соответственно на 24% и 44% (p≤0,05) относительно животных 2-й группы (см. рис. 4).

Обсуждение

Патология функции ЩЖ сопровождается психоэмоциональными нарушениями различной степени выраженности, которые имеют свои закономерности развития в зависимости от различных факторов. В ряде исследований показано, что заболевания ЩЖ часто сопровождаются развитием депрессивных состояний, а также формированием эмоциональной лабильности и психомоторной заторможенности. Установлено, что одним из патогенетических механизмов развития этих нарушений является изменение секреции тиреоидных гормонов, оказывающих патологическое влияние на гипоталамус и кору головного мозга. При гипертиреозе поражение нервной системы связано с токсическим действием гормонов щитовидной железы, ускорением метаболизма и повышением чувствительности к катехоламинам. Кроме того, отмечено участие гормонов щитовидной железы в синтезе белков нервной системы, синаптогенезе и нейрональной дифференцировке [21, 22]. Развитие депрессивных состояний при дисфункциях ЩЖ связано со снижением уровня серотонина в головном мозге, что является стимулирующим фактором для секреции гипоталамусом тиреотропин-рилизинг-гормона, тиреотропина гипофизом и последующей выработки Т₄ и Т₃ щитовидной железой. При рассмотрении взаимосвязи между заболеваниями щитовидной железы и депрессивным расстройством важно учитывать метаболизм гормонов ЩЖ в головном мозге. Установлено, что часть Т₃ образуется в коре головного мозга, а большая часть — в результате преобразования Т₄ за счет дейодирования в глиальных клетках. Тяжесть психокогнитивных и психоэмоциональных изменений на фоне повышенного уровня тироксина связана с экспрессией белка BDNF в гиппокампе. Установлено, что неврологические и поведенческие нарушения сопровождаются снижением экспрессии BDNF [23, 24]. Кроме того, результаты научных исследований говорят о значительном снижении уровня BDNF при депрессивном расстройстве [25]. Представленные данные свидетельствуют о двунаправленной причинно-следственной связи между депрессией и ЩЖ.

Результаты нашего эксперимента нашли отражение в вышесказанном. Полученные результаты показали, что в условиях экспериментального гипотиреоза в тесте ПКЛ у крыс наблюдается снижение двигательной и ориентировочно-исследовательской активности (уменьшение числа заходов в открытые рукава, выходов в центральную зону, времени пребывания в открытых рукавах и в центре лабиринта, стоек, увеличение количества заходов в закрытые рукава) на фоне повышения параметров тревожности (актов кратковременного груминга, количества «выглядываний» из закрытых рукавов и времени фризинга). Кроме того, на фоне гипофункции щитовидной железы было выявлено снижение уровня BDNF в сыворотке крови крыс.

Нормализация тиреоидного статуса, по данным многочисленных исследований, не всегда позволяет полностью устранить психоэмоциональные нарушения, в связи с чем определяется необходимость в дополнительной психофармакологической терапии [21]. Оценка параметров поведения грызунов в тесте ПКЛ в условиях введения AKTГ(4-7)-PGP и АКТГ(6-9)-PGP на фоне экспериментального гипотиреоза показала, что данные пептидные соединения способствуют коррекции вышеперечисленных поведенческих показателей, устраняя тревожные нарушения у лабораторных животных, а также восстанавливают уровень BDNF в сыворотке крови.

Заключение

Таким образом, при изучении влияния регуляторных пептидов AKTГ(4-7)-Pro-Gly-Pro и АКТГ(6-9)-Pro-Gly-Pro на психоэмоциональный статус крыс в тесте «Приподнятый крестообразный лабиринт» на фоне экспериментального гипотиреоза было выявлено, что исследуемые соединения оказывают психомодулирующее, противотревожное и нейротрофическое действие, корректируя поведенческие реакции и восстанавливая уровень нейротрофического фактора головного мозга (BDNF) в сыворотке крови лабораторных животных.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.