Ультраструктурні зміни печінки при експериментальній гіпергомоцистеїнемії на тлі гіпо- та гіпертиреозу

В.М. Нечипорук; Зоя М.  Небесна; О.В. Ковальчук; Л.О. Пентюк; Михайло Михайлович Корда

Резюме. Гормони щитоподібної залози відіграють вирішальну роль у підтриманні метаболічного гомеостазу протягом усього життя. Загальновідомо, що печінка та щитоподібна залоза тісно пов’язані між собою, при цьому тиреоїдні гормони відіграють важливу роль у ліпогенезі de novo, бета-окисненні жирних кислот, обміні холестеролу та вуглеводному обміні. Високий рівень циркулюючого гомоцистеїну (ГЦ) (гіпергомоцистеїнемія (ГГЦ)) є незалежним фактором розвитку атеросклерозу, індукує завершення клітинного циклу, пришвидшує процеси старіння, викликає апоптоз в ендотеліальних клітинах та нейронах. Мета дослідження – встановити реорганізацію структурних компонентів печінки за умов змодельованої гіпергомоцистеїнемії, гіпер- та гіпотиреозу та при їх поєднаному впливові. Матеріали і методи. Тіолактонову ГГЦ моделювали введенням тваринам екзогенного ГЦ у вигляді тіолактону в дозі 100 мг/кг маси тіла один раз на добу протягом 28 діб. Гіпертиреоз моделювали шляхом щоденного введення L-тироксину в дозі 200 мкг/кг протягом 21-ї доби, гіпотиреоз – шляхом щоденного введення мерказолілу в дозі 10 мг/кг упродовж 21-ї доби. Окремій групі тварин вводили L-тироксин і мерказоліл паралельно з ГЦ. Результати. Встановлено, що за умов змодельованої ГГЦ, гіпо- та гіпертиреозу в печінці дослідних тварин спостерігаються розлади мікроциркуляції, що на субмікроскопічному рівні проявляється сладжами та стазами формених ементів крові у розширених просвітах синусоїдів, ушкодження ультраструктури ендотеліальних клітин, розширені окремі канальці ендоплазматичної сітки, вакуолі й канальці комплексу Гольджі, поодинокі мітохондрії із гомогенним, світлим матриксом і лізованими кристами, розширені простори Діссе, в яких наявні клітини Купфера, просвітлена, набрякла та деструктивно змінена цитоплазма ендотеліоцитів синусоїдів, в просвітах яких наявні формені елементи крові, вакуолеподібні структури. Висновки. Результати дослідження показали, що і ГГЦ, і гіпо- чи гіпертиреоз окремо та особливо їх поєднання зумовлюють розвиток деструктивних та некротичних змін у печінці. Розвиваються незворотні ушкодження компонентів ядер та органел гепатоцитів, що призводить до порушення синтетичних, енергетичних та детоксикаційних процесів у печінці

гіпертиреоз, гіпотиреоз, гіпергомоцистеїнемія, печінка

[1] Homocysteine induces hepatic steatosis involving ER stress response in high methionine diet-fed mice / Y. Ai, Z. Sun, C. Peng [et al.] // Nutrients. – 2017. – Vol. 1, No. 9 (4). – P. 346.

[2] Al Mutairi F. Hyperhomocysteinemia: Clinical insights / F. Al Mutairi // J. Cent. Nerv. Syst. Dis. – 2020. – Vol. 12. 1179573520962230.

[3] Azzini E. Homocysteine: Its possible emerging role in at-risk population groups / E. Azzini, S. Ruggeri, A. Polito // Int. J. Mol. Sci. – 2020. – Vol. 21 (4). – P. 1421.

[4] Molecular functions and clinical impact of thyroid hormone-triggered autophagy in liver-related diseases / H. C. Chi, C. Y. Tsai, M. M. Tsai [et al.] // J. Biomed. Sci. – 2019. – Vol. 26 (1). – P. 24.

[5] Potential harmful correlation between homocysteine and low-density lipoprotein cholesterol in patients with hypothyroidism / X. Dong, Z. Yao, Y. Hu [et al.] // Medicine (Baltimore). – 2016. – Vol. 95 (29). – P. 4291.

[6] Hyperhomocysteinemia in liver cirrhosis: mechanisms and role in vascular and hepatic fibrosis / E. R. García-Tevijano, C. Berasain, J. A. Rodríguez [et al.] // Hypertension. – 2001. – Vol. 38 (5). – P. 1217–1221.

[7] Thyroid hormones in diabetes, cancer, and aging / B. R. Gauthier, A. Sola-García, M. Á. Cáliz-Molina [et al.] // Aging Cell. – 2020. – Vol. 19 (11). – P. 13260.

[8] Горальський Л. П. Основи гістологічної техніки і морфофункціональні методи досліджень у нормі та при патології. – Вид. 3-є, випр. і допов. : навч. посіб. / Л. П. Горальський, В. Т. Хомич, О. І. Кононський ; за ред. Л. П. Горальського. – Житомир : Полісся, 2015. – 286 с.

[9] Liver enzyme profile and progression in association with thyroid autoimmunity in Graves' disease / A. Hsieh, S. Adelstein, S. V. McLennan [et al.] // Endocrinol. Diabetes Metab. – 2019. – Vol. 2 (4). – P. 00086.

[10] Clinicopathological and biochemical findings of thyroid amyloid in hereditary transthyretin amyloidosis with and without liver transplantation / G. Huang, M. Ueda, M. Tasaki [et al.] // Amyloid. – 2017. – Vol. 24 (1). – P. 24–29.

[11] Kalra S. Thyroid dysfunction and dysmetabolic syndrome: The need for enhanced hyrovigilance strategies / S. Kalra, S. Aggarwal, D. Khandelwal // Int. J. Endocrinol. – 2021. – Vol. 2021. – P. 9641846.

[12] Larsson S. C. Homocysteine and small vessel stroke: A mendelian randomization analysis / S. C. Larsson, M. Traylor, H. S. Markus // Ann. Neurol. – 2019. – Vol. 85 (4). – P. 495–501.

[13] Latteri S. Homocysteine serum levels as prognostic marker of hepatocellular carcinoma with portal vein thrombosis / S. Latteri, G. Malaguarnera, V. E. Catania // Curr. Mol. Med. – 2019. – Vol. 19 (7). – P. 532–538.

[14] Lin Y. H. Thyroid hormone in hepatocellular carcinoma: Cancer risk, growth regulation, and anticancer drug resistance / Y. H. Lin, K. H. Lin, C. T. Yeh // Front Med. (Lausanne). – 2020. – Vol. 7. – P. 174.

[15] Nechiporuk V. Sulphur-containing amino acids metabolism in experimental hyper- and hypothyroidism in rats / V. Nechiporuk, N. Zaichko, М. Korda // Georgian Med News. – 2017. – Vol. 271. – P. 96–102.

[16] Nechyporuk V. Morphological changes of the liver under conditions of hyperhomocysteinemia in the background of hypo- and hyperthyroidism / V. Nechyporuk, M. Korda, O. Kovalchuk // Reports of Morphology [Internet]. – 2020. – Vol. 26 (2). – P. 19–25.

[17] Metabolism of cysteine in experimental hyper- and hypothyroidism in rats / V. M. Nechyporuk, M. M. Korda // MCCh [Internet]. – 2018. – Vol. 4. – P. 32–40.

[18] Netyazhenko V. Thyroid dysfunction and cardiovascular diseases: problem and ways to solve it / V. Netyazhenko, A. Liakhotska // Mìžnarodnij endokrinologìčnij žurnal [Internet]. – 2020. – Vol.16 (4). – P. 333–336.

[19] Dysregulated hepatic methionine metabolism drives homocysteine elevation in diet-induced nonalcoholic fatty liver disease / T. Pacana, S. Cazanave, A. Verdianelli [et al.] // PLoS One. – 2015. – Vol. 10 (8). – P. 0136822.

[20] A study of thyroid dysfunction in cirrhosis of liver and correlation with severity of liver disease / P. Punekar, A. K. Sharma, A. Jain // Indian J. Endocrinol Metab. – 2018. – Vol. 22(5). – P. 645–650.

[21] Effects of hyperhomocysteinemia and betaine-homocysteine S-methyltransferase inhibition on hepatocyte metabolites and the proteome / I. Selicharová, M. Kořínek, Z. Demianová // Biochim. Biophys. Acta. – 2013. – Vol. 1834 (8). – P. 1596–1606.

[22] Homocysteine thiolactone-induced hyperhomo-cysteinemia does not alter concentrations of cholesterol and SREBP-2 target gene mRNAS in rats / G. I. Stangl, K. Weisse, C. Dinger [et al.] // Exp. Biol. Med. (Maywood). – 2007. – Vol. 232 (1). – P. 81–87.

[23] Hypothyroidism-induced nonalcoholic fatty liver disease (HIN): Mechanisms and emerging therapeutic options / D. M. Tanase, E. M. Gosav, E. Neculae [et al.] // Int. J. Mol. Sci. – 2020. – Vol. 21 (16). – P. 5927.

[24] Teixeira P. F. D. S. The role of thyroid hormone in metabolism and metabolic syndrome / P. F. D. S. Teixeira, P. B. Dos Santos, C. C. Pazos-Moura // Ther. Adv. Endocrinol. Metab. – 2020. – Vol. 11. – P. 2042018820917869.

[25] Liver cirrhosis and thyroid function: Friend or foe? / S. Vincken, H. Reynaert, J. Schiettecatte [et al.] // Acta Clin. Belg. – 2017. – Vol. 72 (2). – P. 85–90.

[26] Risk factors of hepatic dysfunction in patients with Graves' hyperthyroidism and the efficacy of 131iodine treatment / R. Wang, J. Tan, G. Zhang [et al.] // Medicine (Baltimore). – 2017. – Vol. 96 (5). – P. 6035.

[27] Homocysteine inhibits hepatocyte proliferation via endoplasmic reticulum stress / X. Yu, J. Lv, Y. Zhu [et al.] // PLoS One. – 2013. – Vol. 8 (1). – P. 54265.

[28] Hyperhomocysteinemia results from and promotes hepatocellular carcinoma via CYP450 metabolism by CYP2J2 DNA methylation / D. Zhang, J. Lou, X. Zhang [et al.] // Oncotarget. – 2017. – Vol. 8 (9). – P.15377–15392.

[29] Elevated homocysteine level and folate deficiency associated with increased overall risk of carcinogenesis: meta-analysis of 83 case-control studies involving 35,758 individuals / D. Zhang, X. Wen, W. Wu [et al.] // PloS One. – 2015. – Vol. 10. – P. 0123423.