Features of inflammation course in rats with experimental hyper- and hypothyroidism

Cover Page

Abstract

Aim. To mark out the features of inflammatory reactions alterations in rats with experimental thyroid gland dysfunction. Methods. Experimental hypothyroidism was modeled by daily thiamazole intake in 50 Wistar rats. Hyperthyroidism was modeled with daily lyothyronine intake in 50 Wistar rats. An inflammation was modeled by artificial gum injury. 10 intact rats were examined as a control group. Results. Experimental hypothyroidism was accompanied by leukocyte biocidity decrease both in blood and periodontium, decreased lysosomal enzymes activity and antioxidant activity, and accumulation of lipid peroxidation products. Periodontal suppurations at experimental inflammation were 1.5 more frequent in rats with hypothyroidism compared to controls due to decreased leukocyte biocidity and antioxidant activity. Experimental hyperthyroidism was associated with increased biocidity and decreased functional reserves in phagocytes both in blood and periodontium, as well as antioxidant activity decrease and lipid peroxidation intensification. Changes of tumor necrosis factor alpha blood concentration both in hypothyroidism and hyperthyroidism corresponded with changes of phagocyte biocidity. The rate of periodontal suppuration in rats with hyperthyroidism was twice lower on the day 7 compared to controls due to high leukocyte and macrophage biocidity. Conclusion. Experimental hypothyroidism was accompanied by intensifying of lipid peroxidation and decreased tissue reparation ability; experimental hyperthyroidism was associated with increased biocidity and decreased functional reserves in phagocytes, and less evident decrease of compensatory abilities of antioxidant system lipid peroxidation intensification compared to hypothyroidism.

Full Text

В воспалительных реакциях, сопровождаю ли лиотиронин (трийодтиронин 50), содержание щих тканевые повреждения любого генеза, осо тироксина оказалось более чем в 2 раза, выше кон бую роль играют клетки-эффекторы воспаления трольного значения. Концентрация тиреотропно (полиморфноядерные лейкоциты: нейтрофилы го гормона в обеих экспериментальных группах и макрофаги), от функциональной активности была снижена в среднем в 2,5 раза. которых во многом зависят динамика и исход Контрольное взвешивание интактных крыс и воспалительного процесса [1]. Важным момен крыс с дисфункцией щитовидной железы показа том является изучение нарушения регуляции за ло увеличение массы тела на 30±7% при экспери щитных систем организма, возникающего при ментальном гипотиреозе и снижение массы тела различных видах эндокринной патологии [4, 5]. на 45±9,5% у животных с экспериментальным ги Среди последних наименее изучено влияние па пертиреозом (p <0,05). тологии щитовидной железы на воспалительные У интактных животных и крыс с эксперимен заболевания [3]. тальным гипо-или гипертиреозом воспроизводили В связи с этим предпринято настоящее ис воспалительную патологию путём нанесения раны следование, целью которого было выявление в десне. некоторых закономерностей динамики воспа Под лёгким эфирным наркозом крысам в дес лительного процесса, развивающегося на фоне ну верхней челюсти в области резцов с губной сто понижения или повышения функций щитовид роны параллельно зубному ряду на глубину 1,5 мм ной железы. вводили стальной крючок длиной 2,5 мм, диаме Исследование проводили на 110 крысах тром в самом широком месте 0,25 мм. Животных самцах линии Вистар с массой тела 170-220 г, декапитировали под лёгким эфирным наркозом у которых воспроизводили экспериментальный на 1-е, 7-е и 14-е сутки после нанесения раны. гипо- или гипертиреоз (по 50 животных). Гипо После декапитации в гомогенате ткани из об тиреоз вызывали ежедневным введением per os ласти раны десны, а также в крови определяли с помощью специального зонда 25 мг/кг массы активность маркёрных лизосомальных ферментов тела в течение 21 дня фармакопейного тирео (кислой фосфатазы и катепсина D) спектрофото статика тиамазола (мерказолила, «Акрихин», метрическим методом [2], а также содержание про Россия). Гипертиреоз вызывали введением лио дуктов перекисного окисления липидов (диеновых тиронина (трийодтиронина 50, «Berlin-Chemie») конъюгатов и малонового диальдегида) по взаимо в дозе 10 мкг/100 г массы тела в течение недели действию с тиобарбитуровой кислотой, активность до и после операции. Полноту достижения гипо-и каталазы по определению скорости утилизации гипертиреоза контролировали измерением концентрации тиреотропного гормона, трийодтиронина, Н2О2, содержание восстановленного глутатиона в гомогенате десны и гемолизате измеряли методом тироксина радиоммунным методом с помощью I. Kagiw и K.C. Mirfit [3]. В сыворотке крови опре стандартных наборов («IMMUNOTECH»), а также деляли концентрацию фактора некроза опухоли по изменению массы тела на каждом этапе экспе альфа иммуноферментным методом с помощью римента. В качестве контроля использовали 10 ин набора реагентов «ProCon» (ООО «Протеиновый тактных крыс. контур», Санкт-Петербург) по инструкции, прило На фоне введения тиамазола (мерказолила) со женной к набору. Результат выражали в пикограм держание тиреоидных гормонов через 21 день было мах на миллилитр (норма 50 пкг/мл). умеренно понижено, у животных, которым вводи Для оценки функциональной активности Таблица 1 Соотношение клеток-фагоцитов в мазках-отпечатках (в процентах от общего числа клеток; М±m; n=10) Условия опыта Нейтрофилы (Нф) Макрофаги (Мф) Мф/Нф Нагноение Контроль, исходно 40,0±2,61 60,0±2,61 1,5±0,13 Нет Крысы с ЭГТ, исходно 43±2,82 57±2,82 1,32±0,14 Нет Без ЭГТ, 1-е сутки 50,0±2,08* 50,0±2,06* 1,0±0,08* Нет Без ЭГТ, 14-е сутки 39,1±1,17 60,9±1,17 1,54±0,07 24% С ЭГТ, 1-е сутки 63,0±1,34# 37,0±1,34# 0,59±0,03# Нет С ЭГТ, 14-е сутки 53±1,33# 47±1,33# 0,85±0,04# 60% Крысы с ЭГиперТ, исходно 31,7±2,34* 68,3±4,44 2,15±0,15 Нет Без ЭГиперТ, 1-е сутки 50,0±2,32* 50,0±2,77 1,0±0,13* Нет Без ЭГиперТ, 7-е сутки 53,8±2,28* 46,1±2,54* 0,85±0,05* 62,5% С ЭГиперТ, 1-е сутки 51,7±2,47 48,3±2,89* 0,93±0,06* Нет С ЭГиперТ, 7-е сутки 46,3±2,59 53,8±4,40 1,16±0,08# 37,5%# Примечание: *р <0,05 по сравнению с контролем; #достоверные отличия от соответствующих показателей у крыс с экспериментальной раной без дисфункции щитовидной железы, р <0,05; ЭГТ - экспериментальный гипотиреоз; ЭГиперТ - экспериментальный гипертиреоз. фагоцитов крови использовали спонтанный и индуцированный зимозаном тест с нитросиним тетразолием. Статистическую обработку полученных данных осуществляли с использованием прикладных программ Statistica 6.0, Microsoft Excel 7.0. Проводили проверку на нормальность распределения количественных признаков с использованием критерия Колмогорова-Смирнова. Определение достоверности различий сравниваемых параметров между разными выборками в случае нормального распределения проводили с использованием критерия Стьюдента. На начальном этапе работы было проведено сравнительное исследование в мазках-отпечатках из очага воспаления соотношения фагоцитирующих клеток в динамике заживления раны десны (табл. 1). Результаты показали, что моделирование экспериментального гипотиреоза не вызывало изменений в соотношении количества макрофагов и нейтрофилов в ткани десны. Сразу после нанесения повреждения в десне начало нарастать число нейтрофилов, при этом у интактных крыс указанное соотношение было равно единице, в то время как у крыс с экспериментальным гипотиреозом количество нейтрофилов превышало число макрофагов на 70%. К концу наблюдения (14-е сутки) соотношение содержания нейтрофилов к макрофагам вернулось к контрольным значениям (1,5), однако в десне у 24% животных на 7-е сутки обнаруживались признаки нагноения, что подтверждалось и гистологическими наблюдениями. На 14-е сутки достаточного для осуществления репаративных процессов притока макрофагов не произошло, в результате уже у 62,5% крыс были признаки нагноения (см. табл. 1). У крыс с экспериментальным гипотиреозом значительное нарастание числа нейтрофилов на фоне достоверного снижения количества макрофагов после операции происходило уже в 1-е сутки, и такое соотношение оставалось до конца наблюдения (14-е сутки). Соответственно процессы нагноения обнаруживались у 40% крыс на 7-е сутки и у 60% - на 14-е сутки после операции. Воспалительная патология в десне у крыс с экспериментальным гипертиреозом сопровождалась менее интенсивным ростом числа нейтрофилов, чем у крыс с экспериментальным гипотиреозом. Нагноительные процессы начинаются с 7-х суток, и число крыс с нагноением было почти в 2 раза ниже, чем у крыс с гипотиреозом (см. табл. 1). Определение функциональной активности нейтрофилов проводили в крови у интактных крыс и у крыс с экспериментальной дисфункцией щитовидной железы. Результаты спонтанного теста с нитросиним тетразолием показали, что количество диформазан-положительных клеток у крыс с гипотиреозом было примерно таким же, как и у интактных крыс, однако функциональные резервы (по индексу стимуляции) у них были ниже. Такое же снижение уровня функциональных резервов, но на фоне повышения не стимулированной биоцидности нейтрофилов, было найдено у животных с гипертиреозом (табл. 2). В качестве показателей, характеризующих кислород-независимую биоцидность лейкоцитов использовали уровень активности лизосомальных ферментов. Активность маркёрных ферментов лизосом (кислой фосфатазы и катепсина D) в гомогенатах десны у крыс с экспериментальным гипотиреозом не отличалась от соответствующих показателей интактных крыс. В сыворотке крови определялась довольно высокая активность катепсина D. Активность кислой фосфатазы была достоверно ниже у крыс с экспериментальным гипотиреозом, что согласуется с понижением функциональных резервов биоцидности лейкоцитов. Таблица 2 Показатели биоцидности нейтрофилов при воспалении в десне у крыс с экспериментальным гипои гипертиреозом и у крыс без эндокринной патологии Показатели Интактные крысы Оперированные, 7-е сутки сНСТ: I II III 14,4±1,41 17,3±0,61 12,6±2,52# 28,6±2,87 зНСТ: I II III 26,1±2.51 27,5±1,03 16,1±0,82# 19,2±1,30 ИС: I II III 1,81±0,09 1,59±0,05 1,28±0,04# 0,67±0,14*# Примечание: сНСТ - спонтанный тест с нитросиним тетразолием, зНСТ - индуцированный зимозаном тест с нитросиним тетразолием, ИС - индекс стимуляции зимозаном (отношение показателей зНСТ к сНСТ); I - крысы с нормальным содержанием тиреоидных гормонов; II - крысы с экспериментальным гипотиреозом; III - крысы с экспериментальным гипертиреозом; *р <0,05 по сравнению с интактными; #достоверные отличия от соответствующих показателей у крыс с экспериментальной раной без гипо-или гипертиреоза р <0,05. Таблица 3 Изменения активности лизосомальных ферментов при воспалении в десне у крыс с экспериментальным гипоили гипертиреозом и у крыс без эндокринной патологии Показатели Интактные крысы Оперированные 7-е сутки КФ, мкмоль/г ткани: I II III 39,9±0,45 52,4±2,08* 43,6±1,75 102,3±11,01*# Катепсин D, мкмоль/г ткани I II III 0,27±0,03 0,38±0,02* 0,75±0,04*# 0,70±0,03*# ФНОα, пкг/мл I II III 48,5±2,32 73,2±4,00* 67,4±4,10* 141,0±7,56*# Примечание: I - крысы с нормальным содержанием тиреоидных гормонов; II - крысы с экспериментальным гипотиреозом; III - крысы с экспериментальным гипертиреозом; *р <0,05 по сравнению с интактными, #достоверные отличия от соответствующих показателей у крыс с экспериментальной раной без гипо-или гипертиреоза, р <0,05; в каждой группе 10 животных; КФ - кислая фосфатаза; ФНОα - фактор некроза опухоли альфа. В отличие от крыс с гипотиреозом, у животных с гипертиреозом к 7-м суткам после операции в зоне воспаления в десне обнаруживалось повышение активности маркёрных ферментов лизосом: активность кислой фосфатазы возросла в 2,5 раза, катепсина D - в 4,5 раза. В сыворотке крови у крыс с гипертиреозом также зарегистрировано повышение активности лизосомальных гидролаз, но в меньшей степени, чем в очаге воспаления. Определение концентрации фактора некроза опухоли альфа показало, что её изменения в значительной мере соответствовали показателям биоцидности фагоцитарных клеток: в крови крыс с экспериментальным гипотиреозом воспаление в десне сопровождалось менее выраженным повышением, чем у крыс с экспериментальным гипертиреозом (табл. 3). Кроме того, в крови у крыс с дисфункцией щитовидной железы измеряли показатели активности перекисного окисления липидов и ферментов антиоксидантной защиты (табл. 4). Результаты показали, что в группе животных как на фоне экспериментального гипотиреоза, так и у крыс с гипертиреозом, происходило нарастание содержания малонового диальдегида Таблица 4 Показатели интенсивности перекисного окисления липидов и антиоксидантной активности в крови Показатели Интактные крысы Оперированные, 7-е сутки МДА, мкмоль/л I II III 16,9±1,90 19,5±0,98 19,7±1,61 22,1±1,21* Дикетоны, ЕД/мл I II III 0,27±0,03 0,47±0,04* 0,48±0,04* 0,49±0,04* ДК, ЕД/мл I II III 1,15±0,09 1,39±0,08 1,49±0,05* 1,44±0,09* СОД, усл.ед/л I II III 2,46±0,18 1,86±0,13* 5,60±0,37*# 6,88±0,32*# Каталаза, моль/л/ мин I II III 6,51±0,34 4,87±0,50* 6,61±0,48# 7,13±0,45# Глутатион в гемолизате, мг% I II III 9,50±0,19 1,22±0,53* 5,40±0,27# 7,66±0,24# Примечание: I - крысы с нормальным содержанием тиреоидных гормонов; II - крысы с экспериментальным гипотиреозом; III - крысы с экспериментальным гипертиреозом; *р <0,05 по сравнению с интактными; #достоверные отличия от соответствующих показателей у крыс с экспериментальной раной без гипо- или гипертиреоза, р <0,05; в каждой группе 10 животных; МДА - малоновый диальдегид; ДК - диеновые конъюгаты, СОД - супероксиддисмутаза. и диеновых конъюгатов в крови к 7-м суткам в отличие от показателей у крыс без экспериментального гипотиреоза, которые не отличались достоверно от контроля. Уровень дикетонов во всех случаях был достоверно выше, чем в контроле (см. табл. 4). У животных с гипертиреозом уже в 1-е сутки увеличивалась концентрация диеновых конъюгатов и дикетонов. Однако к 7-м суткам концентрация малонового диальдегида снизилась до контрольного уровня. Определение уровня активности ферментов антиоксидантной защиты показало, что у крыс с дисфункцией щитовидной железы после операции он был существенно ниже, чем в контроле, но выше, чем у оперированных животных с нормальным содержанием тиреоидных гормонов. Наиболее значительной была компенсация антиоксидантной защиты у крыс с экспериментальным гипертиреозом. Таким образом, при экспериментальном гипотиреозе снижаются биоцидность фагоцитов и резервы полиморфноядерных лейкоцитов как в ткани пародонта, так и в крови, что проявляется в снижении показателей индекса стимуляции и уменьшении активности лизосомальных ферментов и ферментов антиоксидантной защиты. При экспериментальном воспалении в тканях пародонта у крыс с гипотиреозом нагноительные процессы выявляются в 1,5 раза чаще, чем у крыс с нормальным уровнем тиреоидных гормонов, за счёт более низкой биоцидной активности фагоцитирующих клеток и антиоксидантной защиты. ВЫВОДЫ 1. Экспериментальный гипотиреоз сопровождается усилением напряжённости системы перекисного окисления липидов - антиокси УДК 613.632: 616.71-007.234: 616.71-073.175 (470.57) дантной защиты. В этих условиях снижается способность тканей к репарации. При экспериментальном гипертиреозе происходят повышение биоцидности и снижение функциональных резервов фагоцитирующих клеток как в ткани пародонта, так и в крови, менее выраженное снижение компенсаторных возможностей антиоксидантной системы и рост интенсивности перекисного окисления липидов по сравнению с показателями крыс с гипотиреозом. Изменения концентрации фактора некроза опухоли альфа в сыворотке крови в обеих моделях дисфункции щитовидной железы соответствуют изменениям биоцидности фагоцитов. Нагноительные процессы в пародонте у крыс с экспериментальным гипертиреозом на 7-е сутки выявляются в 2 раза реже, чем у крыс с нормальным или пониженным уровнем тиреоидных гормонов, за счёт более высокой биоцидной активности тканевых макрофагов и нейтрофилов крови.
×

About the authors

N N Mayanskaya

Kazan State Medical University, Kazan, Russia

Email: nmayansk@mail.ru

S S Rimar

«Mir Zdorovya» medical centre, Novosibirsk, Russia

S D Mayanskaya

Kazan State Medical University, Kazan, Russia

References

  1. Маянский Д.Н. Лекции по клинической патологии. Руководство для врачей. - М.: ГЭТАР-Медиа, 2008. - 463 с.
  2. Barrett A.J. Lysosomes, a laboratory handbook. - Amsterdam-London, 1972. - P. 46-149.
  3. Kagiw I., Mirfit K.C. Determination of blood glutathione // Biochem. J. - 1960. - Vol. 74,N 1. - P. 203-208.
  4. Klein J.R. Physiological relevance of thyroid stimulating hormone and thyroid stimulating hormone receptor in tissues other than the thyroid // Autoimmunity. - 2003. - Vol. 36,N 6-7. - P. 417-421.
  5. Webster J.I., Tonelli L., Sternberg E.M. Neuroendocrine regulation of immunity //Annu Rev. Immunol. - 2002. - Vol. 20. - P. 125-163.

Statistics

Views

Abstract: 291

PDF (Russian): 244

Cited-by

CrossRef: 1

  1. Erkenova LD, Dzhikaev GD, Kubanova AB, Bayramkulov ED, Kogotyzheva MA. Results of protective action of antioxidants on liver in experimental hypothyroidism. Medical alphabet. 2020;(10):46. doi: 10.33667/2078-5631-2020-10-46-48

Dimensions

Article Metrics

Metrics Loading ...

PlumX


© 2013 Mayanskaya N.N., Rimar S.S., Mayanskaya S.D.

Creative Commons License

This work is licensed
under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.





This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies