geolike.ru

Этиология эндемического зоба у животных

Недостаточность йода

Основной общепринятый этиологический фактор, обусловливающий заболевание эндемическим зобом людей и животных - это недостаточность в почве, воде, растениях и воздухе йода, входящего в состав гормонов щитовидной железы.

Йод - химический элемент VII группы периодической системы Д. И. Менделеева, был открыт 1811 г. французским химиком Куртуа. Йод относится к галогенам; он рассеян во всех объектах биосферы, лито - и атмосфере не образуя самостоятельных месторождений. Основными физико-химическими свойствами йода являются высокая химическая активность, летучесть в типичном для него элементном состоянии и способность к проявлению переменной валентности (Велданова М. В., 2001).

Первые данные о том, что йод является необходимым компонентом тканей щитовидной железы, были получены в 1896 г. E. Baumann, а в начале XX в A. Oswald установил, что основным йодсодержащим белком щитовидной железы является тиреоглобулин. В 1918 г. E. C. Kendall выделил тироксин, а в 1926 г. C. R. Harnington установил его истинное строение. Еще одной важной вехой в химии гормонов щитовидной железы явилось открытие в 1952 г. J. Gross и R. Pitt-Rivers трийодтиронина (А. П. Авцин и соавт., 1991)

В связи с влиянием недостатка йода на появление и развитие зобной эндемии, считаем целесообразным, остановиться на биологическом значении этого микроэлемента.

Йод - истинный биомикроэлемент. Значение йода для развития растений подтверждается многочисленными экспериментами. В. О. Мохнач (1974) приводит данные о повышении урожая зеленой массы кукурузы, овса, овощей, сахарной свеклы после подкормки йодом на 6-22 %.

В организм животных йод поступает с кормом, водой, отчасти воздухом. В растительных кормах он содержится в небольших количествах (в травах до 400 мкг / кг, корнеплодах - до 500, в зерне - до 300 мкг/кг). В воде содержание йода колеблется в пределах 0,2-20 мкг/л. Богаче йодом корма животного происхождения, особенно рыбная мука. В процессе хранения кормов теряется 30-50 % йода (Н. А. Уразаев, 1990).

При переваривании корма органические соединения йода восстанавливаются до йодидов, и в таком виде йод всасывается преимущественно в тонком отделе кишечника. У жвачных животных йодиды всасываются преимущественно в рубце, а сычуг - основное место эндогенной секреции йода. Свойство сычуга концентрировать йод способствует удержанию его в организме и созданию дополнительного резерва йодидов, не удаляемых с мочой (А. П. Авцин и соавт., 1991). Установлено, что йод необходим для нормальной жизнедеятельности многих микроорганизмов, в том числе целлюлозолитической микрофлоры, населяющей пищеварительный тракт жвачных животных (В. И. Георгиевский, 1979). Из крови йод проникает в различные органы и ткани, частично депонируется в липидах. В крови животных содержится около 15 мкг/100 мл йода (в плазме 5-7 мкг/100 мл). Значительная часть (17-60 %) йода задерживается щитовидной железой, где он включается в синтез тиреоидных гормонов. Основная роль йода обусловлена его присутствием в составе гормонов щитовидной железы.

Йод обладает широким спектром действия в организме: он необходим для нормального роста, развития и дифференцировки тканей, стимулирует белковый, углеводный и жировой обмен, усиливает поглощение кислорода тканями и увеличивает коэффициент его использования, теплопродукцию, синтез белка в клетках, синтез дыхательных ферментов, активность аденилатциклазы и внутриклеточное содержание циклического 3¢, 5¢ - АМФ; стимулирует эритропоэз, лейкопоэз, трофические и иммунные процессы, секреторную функцию пищеварительных и молочных желез, синтез молочного жира, жизнедеятельность микроорганизмов в преджелудках жвачных, повышает резистентность организма. Он способствует росту шерсти у овец, поддерживает воспроизводительную функцию, развитие плода. Птицам йод необходим для нормальной выводимости яиц, развития эмбриона (А. И. Войнар, 1962; Ф. Я. Беренштейн, 1966; Б. Ф. Бессарабов, 1973; А. Хеннинг, 1976; И. Г. Шарабрин и соавт., 1983; Н. А. Уразаев, 1990).

Обмен йода в организме животных и человека представляет собой цепочку сложных ферментативных процессов, в осуществлении которых принимают участие многие микроэлементы (медь, кобальт, возможно железо и др.) и витамины (А, Е, В₆ и С) (С. Т. Кормакова, К. И. Лукашев, 1985).

В обмене йода принимают участие три метаболических пула: неорганический йод плазмы крови, йод щитовидной железы и пул гормонального йода, присутствующий в плазме крови и в клетках других тканей. Восполнение метаболического пула йода в организме происходит непрерывно как за счет экзогенных источников - пищи и воды, так и эндогенных - секреции щитовидной железы, слюны, желудочного сока и, наконец, всасывания продуктов распада тиреоидных гормонов (А. П. Авцин и соавт., 1991).

Йод выделяется из организма главным образом с мочой. Содержание этого микроэлемента в моче хорошо коррелирует с его концентрацией в крови. Выделение йода происходит также с молоком, потом и калом. Содержание йода в коровьем молоке колеблется в пределах 72-136 мкг/г и в значительной степени зависит от его поступления с кормом. В молозиве концентрация йода в 3-4 раза выше (А. П. Авцин и соавт., 1991).

Основным источником йода на планете является мировой океан, куда элемент приносится водными потоками и ледниками. Йодид-ионы окисляются под влиянием света (при длине волны до 560 нм) до элементарного йода. Ежегодно с поверхности мирового океана испаряется около 400000 тонн йода. Атмосферный йод, как правило, поступает в почву с осадками (5,5 нмоль/л). Соединения йода легко вымываются дождем и снегом из почвы и в результате: в местностях с обильными осадками и хорошо дренируемыми подзолистыми, торфяными, песчаными почвами возможно возникновение дефицита йода у человека и животных (В. О. Мохнач, 1974; С. Л. Ярославцев, 1976; А. П. Авцин и соавт., 1991; М. Я. Желондз, 1997).

Теория геохимического йодного дефицита была выдвинута в XIX веке Prevost и Chatin и является ведущей до настоящего времени. Она подтверждается отсутствием эндемии при нормальном содержании йода в почве и воде (В. О. Мохнач, 1974; Е. А. Холодова и соавт., 1997). Заболевание эндемическим зобом устанавливают в местностях, где содержание йода в почве ниже 0,00001 % (то есть 0,1 мг/кг) и в питьевой воде менее 10 мкг/л, в кормах 0,06-0,25 мг/кг сухого вещества (И. П. Кондрахин, 1989). По другим данным (И. Г. Арестов и соавт., 1990), эндемичными по зобу являются районы с содержанием йода в почвах менее 6,3 мг/кг, в воде менее 5 мкг/л, в растениях - 0,12 мг/кг сухого вещества.

Хотя недостаточность йода является, по-видимому, главной причиной возникновения эндемии зоба, имеются основания для того, чтобы не считать, что все случаи болезни обусловлены этой причиной:

1) увеличение щитовидной железы нередко встречается в областях с достаточным обеспечением йодом (до 5 % случаев, по данным И. О. Томашевского и соавт., (1996);

2) йодирование пищевой соли значительно уменьшает частоту заболевания эндемическим зобом, но не полностью предотвращает его появление;

3) многие больные при полном удовлетворении потребности организма в йоде не выздоравливают, даже при условии, если йодная терапия длительна (С. Вернер, 1963; В. О. Мохнач, 1974; Б. В. Алешин, В. И. Губский, 1983; М. Я. Жолондз, 1997).

Указанные факты свидетельствуют о том, что должны существовать какие-то другие зобогенные факторы.

Первые сведения о существовании зобогенных (гойтерогенных, струмигенных) веществ были опубликованы в 1928 г A. M. Chesney и его сотрудниками. При содержании кроликов на капустном рационе у них развивалось поистине поразительное увеличение щитовидной железы, причем возникновение зоба предупреждалось дачей 59 мкмоль йода на одно животное в неделю. Впоследствии "капустный зоб" удалось вызвать и у других видов животных, а гойтерогенная активность была обнаружена в большом числе растительных продуктов, включая практически все виды крестоцветных (С. Вернер, 1963; А. Хеннинг, 1976; С. Н. Аухатова, 1993; R. Lakshmy et al., 1995).

В настоящее время большинство авторов (В. И. Георгиевский, 1979; Я. Мусил, 1985; А. Алиев и соавт, 1986; А. П. Авцин и соавт., 1991; R. Korber et al., 1985) разделяют струмигены на две основные группы в зависимости от уровня их участия в процессах обмена йода в организме.

1. Анионовые струмигены, ингибирующие связывание органического йода в щитовидной железе и стимулирующие выделение из нее молекулярного. Они представлены: а) тиоцианатами ( - SCN, роданид), образующимися из цианогенных гликозидов, которые содержатся в различных сортах капусты, белом клевере, кукурузе, просе, арахисе, некоторых сортах бобов; б) нитратами и другими веществами. Зобогенный эффект этих веществ, предупреждается дачей йода.

2. Органические струмигены, ингибирующие включение йода в молекулы тирозина, их конденсацию при образовании тиронинов (ингибируют фермент тиронинйодазу). Это тиомочевина, тиоурацил и тиазол. На образование и секрецию гормонов щитовидной железы также влияют наркотики и такие фармакологические препараты как натрия тиопентал, барбитураты, салицилаты, сульфаниламиды, резерпин, а из гормонов - кортикоиды. Причем, йодные добавки в рацион не способны полностью нормализовать их действие на щитовидную железу (В. И. Георгиевский, 1979; Я. Мусил, 1985; А. Алиев и соавт, 1986; А. П. Авцин и соавт., 1991; R. Korber et al., 1985).

С. И. Аухатова (1993) на основании результатов опытов проведенных на поросятах, приводит убывающий порядок гойтерогенных веществ по степени влияния на организм: перхлораты > тиоцианаты > йодиды > нитраты > фториды.

Влиянию антибиотиков на морфологические изменения и функциональное состояние щитовидной железы посвящены работы Г. А. Ноздрина (1978), В. М. Субботина и Ф. Ф. Шенгеля (1992). Авторы отмечают, что введение свиньям бензилпенициллина и тетрациклина в дозах от 500 до 5000 ЕД/кг живой массы вызывают гистоморфологические изменения гипертрофического характера в щитовидной железе, а в дозах 10000-20000 ЕД/кг живой массы вызывают альтеративные процессы в органе. Под влиянием фармазина происходят изменения функциональной активности щитовидной железы и гипофиза, характер которых зависит от дозы препарата.

В научной литературе имеется значительное число сообщений о том, что развитию эндемического зоба способствует нарушение соотношения микроэлементов в рационе животных, причем, возникновению зоба может способствовать как избыток, так и недостаток поступающих в организм минеральных веществ. Так, гойтерогенным свойством парадоксальным образом, обладает избыток йодидов в кормах животных (А. Алиев и соавт., 1986; N. Suzuki, 1980). G. Borgue и G. Tompos (1996) отмечают, что недостаток йода часто сочетается с недостаточностью селена. На влияние дефицита селена в патогенезе функциональных расстройств щитовидной железы указывают работы J. Kohrle (1996) и B. Contempre et al. (1996). Избыток лития, по данным N. J. Gittoes и J. A. Franklyn (1995), вызывает зоб (заболеваемость до 35 %). Ф. Я. Бернштейн (1966) приводит данные о зобогенном действии избыточного поступления в организм брома, марганца, кобальта, молибдена. Избыточное содержание в кормах фтора, серы, кальция, магния, свинца, железа, хлора, молибдена являются факторами, подавляющими усвоение йода (В. И. Георгиевский, 1979; И. П. Кондрахин, 1989; А. П. Авцин и соавт., 1991; Н. Д. Михайлец и соавт., 1996; J. Bires et al., 1996).

Рядом авторов отмечено способствующее влияние на возникновение зобной патологии недостаточного поступления в организм брома, цинка, меди, кобальта, селена (М. Г. Коломийцева, 1972; Н. А. Уразаев и соавт., 1990; В. И. Иванов и соавт., 1994; Е. А. Холодова и соавт., 1996; В. Л. Романюк, Н. С. Мандырга, В. И. Левченко, 2001). Экспериментальными исследованиями (В. В. Ковальский, Р. И. Блохина, 1974) установлено, что кобальт способствует усвоению йода тканями щитовидной железы. В. К. Бумейстер (1974) регистрировал недостаточное, относительно норм, содержание в крови у больных эутиреоидным зобом меди, марганца, алюминия, железа. А. М. Хакимова (1975) и В. И. Иванов (1994) указывают на зобогенное действие избытка марганца, а Н. А. Уразаев (1990) на недостаток этого элемента как на этиологический фактор зоба.

На обмен йода в организме животных влияют также витамины А, Е, В₆ (Ю. И. Раецкая, 1978) и витамин С. При С - гиповитаминозе угнетается процесс синтеза тироксина (М. Т. Коломийцева, И. И. Неймарк, 1963).

Имеются данные о том, что щитовидная железа обладает способностью концентрировать не только йод, но и ряд других элементов и соединений, таких как: мышьяк, сурьма (Ю. М. Фузайлов, 1985; А. П. Авцин и соавт., 1991), селен и серебро (E. Glattre, 1995), пестициды, сероводородные соединения, окислы азота, гербициды (Е. А. Холодова, 1991; I. N. Kornilovskaya et al., 1996). Это может приводить к различным патологиям органа.

Селен участвует в метаболизме тиреоидных гормонов, поскольку является компонентом дейодиназ - семейства селеноэнзимов. Особенно важная роль принадлежит дейодиназе 2 типа, катализирующей активирующее дейодирование тироксина с образованием трийодтиронина, тем самым, модулируя наличие трийодтиронина в отдельных тканях. Дефицит селена рассматривают как фактор экономии йода, но в условиях йодного дефицита сопутствующий дефицит селена способствует снижению функции щитовидной железы, повышает чувствительность тиреоцитов к некрозу. В условиях дефицита селена снижается пролиферация тиреоидных клеток и усиливается пролиферация фибробластов, что способствует развитию фиброза и препятствует восстановлению тиреоидной ткани. Среди причин дефицита селена перечисляют: низкое содержание белков и жиров в рационе, болезни печени, влияние токсических металлов, радиационное воздействие, дисбактериоз, опухоли, а также низкое содержание этого микроэлемента в почвах, воде и кормах (Велданова М. В., 2001).

Имеются экспериментальные и клинические данные, подтверждающие гипотезу зобогенного влияния дефицита цинка - важного компонента многих метаболических процессов, особенно в условиях неадекватного потребления йода. Цинк является компонентом более 200 металлопротеинов, в том числе ядерного рецептора трийодтиронина, что объясняет необходимость данного микроэлемента для реализации биологического эффекта тиреоидных гормонов. Дефицит цинка может приводить к усиленному накоплению в организме кадмия, свинца, меди (функциональных антагонистов цинка) и железа, особенно на фоне дефицита белков в рационе (Ozata M., Salk M., Aydin A., et al., 1999).

М. В. Кайталымов и А. А. Ширшов (1960) указывают, что в районах с низким содержанием йода внесение хлорсодержащих и азотистых удобрений, а также известкование дерново-подзолистых почв, способствует усилению йодной недостаточности. Обнаруженные в питьевой воде высокие концентрации нитратов (А. А. Грейман, 1960) также являются усугубляющим фактором в этиологии эндемического зоба даже на фоне легкой йодной недостаточности.

Н. А. Уразаев (1983) отмечает, что в возникновении заболевания немаловажную роль играет изменение ландшафтной сферы под влиянием антропогенных факторов (вынос йода из почв с урожаем и др.). Массовому проявлению эндемического зоба у телят и ягнят в неблагополучных очагах заболевания способствуют обильные осадки или засухи в период вегетации трав, однообразное кормление животных однолетними злаковыми травами (овес, рожь), выпас по рапсу или избыток его в рационе (И. П. Кондрахин, 1989).

Таким образом, реакция организма на геохимические условия окружающей среды зависит от комплексного действия различных (эндогенных и экзогенных) факторов, одним из которых является соотношение микроэлементов в природной среде. Несмотря на то, что дефицит йода является наиболее широко распространенным струмогенным фактором, в настоящее время в большинстве случаев имеет место зобная эндемия смешанного генеза. При этом зоб как популяционное, так и индивидуальное проявление является следствием сложных взаимоотношений различных экзо - и эндогенных причин. Эффективность проведения коррекции дефицита йода в этих случаях будет различна, хотя ее целесообразность не подвергается сомнению. По-видимому, необходимо обосновать и разработать меры системной профилактики зобной эндемии с позиции мультивзаимодействия экологических и физиологических факторов.

Известно несколько типов генетических дефектов синтеза тиреоидных гормонов и обмена йода, сопровождающихся зобом (врожденный гипотиреоз):

1) неспособность железы концентрировать йод;

2) нарушение синтеза тиреоидных гормонов, вызванное дефектом тироидпероксидазы;

3) неспособность к дейодированию монойодтирозина и дийодтирозина, вызванная дефектом синтеза дейодазы, что приводит к нарушению реутилизации йода щитовидной железой и его повышенным потерям из организма;

4) неспособность синтеза тироксина из монойодтирозина и дийодтирозина;

5) циркуляция в крови атипичного белка прочно связывающего йод (М. А. Риш, 1983; Я. Мусил, 1985; И. О. Томашевский и соавт., 1996; Н. Т. Старкова, 1996; K. Tyoshima et al., 1977; G. F. Fenzi et al., 1986). К различным формам врожденного гипотиреоза приводит мутация гена, отвечающего за рецептор к тиреотропину (H. Krude et al., 1996).

Кормление и условия содержания

Недостаток белка в рационе, который может привести к дефициту аминокислоты тирозина - первичного субстрата для синтеза тиреоидных гормонов и дефициту аминокислоты фенилаланина, также необходимой для синтеза гормонов щитовидной железы, является предрасполагающим фактором для возникновения эндемического зоба (И. П. Кондрахин, 1989; Е. А. Холодова и соавт., 1996). Недостаточное поступление в организм каротина и витамина А, поражение печени и желудочно-кишечного тракта, нарушающие всасывание и метаболизм йода также могут способствовать возникновению заболеваний щитовидной железы.

Антисанитарные условия приводят к появлению в питьевой воде продуктов распада белка - тиомочевины, тиоурацила, урохрома, которые являются струмогенными (С. Я. Ярославцев, 1976; Н. А. Уразаев и соавт., 1990; Е. А. Холодова и соавт., 1996). В. К. Бумейстер (1974), В. Ф. Чупрун и соавт. (1977) полагают, что гиперплазия клеток щитовидной железы может быть ответной реакцией на ацидотическое состояние организма, вызванное повышенной концентрацией углекислого газа в помещениях.

Нельзя также исключать отрицательное влияние на щитовидную железу ряда других химических элементов и соединений, в частности ФОС-пестицидов, свинца, ртути, сероводорода, окислов азота, антибиотиков, сульфаниламидов (Е. А. Холодова, 1991, 1996). Нарушение функции щитовидной железы вызывает накопление тиреоцитами радиоактивного йода.