DOI: https://doi.org/10.26641/1997-9665.2019.4.16-23

Ультраструктура мітохондріального апарату кардіоміоцитів лівого шлуночка серця щурів після дії різних експозицій електромагнітного опромінення за умов гіпотирозу.

V. V. Kosharnyi, V. G. Rutgizer, L. V. Abdul-Ohly, K. A. Kushnaryova, N. S. Bondarenko, I. V. Tverdokhlib

Анотація


Актуальність. Дина­міка морфогенетичних перебудов мітохондріому міокарда за умов впливу гіпотирозу та електромагнітного випромінювання залишається недостатньо дослідженою. Зазначені обставини обумовлюють актуальність і необхідність вивчення реакцій мітохондрій кардіоміоцитів за даних умов. Мета. Визначення реакцій мітохондріального апарату скоротливих кардіоміоцитів лівого шлуночка серця щурів за умов гіпотирозу на дію різних експозицій електромагнітного опромінення. Методи. Були досліджені зразки інтрамуральної зони вільної стінки лівого шлуночка серця статевозрілих щурів. Експериментальні тварини були розподілені на 6 груп: 1) контрольна (інтактні щури); 2) щури з гіпотирозом; 3) щури після загального електромагнітного опромінення з експозицією 45 хвилин; 4) щури після опромінення з експозицією 120 хвилин; 5) щури з гіпотирозом після опромінення з експозицією 45 хвилин; 6) щури з гіпотирозом після опромінення з експозицією 120 хвилин. Моделювання гіпотиреоїдного стану проводили за допомогою тиреоїдектомії. Вплив електромагнітного опромінення здійснювали щоденно впродовж 10 днів на все тіло. Ультраструктурний аналіз мітохондріальнгого апарату проводили за допомогою трансмісійної електронної мікроскопії. Результати. Експериментальний гіпотироз у щурів супроводжувався посиленням гетероморфії мітохондрій скоротливих кардіоміоцитів лівого шлуночка, кристолізисом міжміофібрилярних мітохондрій, появою гігантських органел з різким набряком матриксу. Після опромінення з експозицією 45 хвилин загальна структура мітохондріального апарату не змінювалась. Експозиція 120 хвилин викликала деструкцію субсарколемальних і парануклеарних органел, набряк і деградацію міжміофібрилярних мітохондрій. Після впливу опромінення в експозиції 45 хвилин за умов гіпотиреоїдного стану мітохондрії у парануклеарной локалізації були представлені збільшеними органелами з вакуолярним типом ушкодження, без ознак руйнування зовнішніх мембран, помірним кристолізисом, з електронно-світлим матриксом. Опромінення в експозиції 120 хвилин у тварин з гіпотирозом призводило до набряку та деструкції більшості мітохондрій, руйнування крист, явищ надмірної напруги збережених органел, ушкодження структури міжмітохондриальних контактів, пригнічення репродукції мітохондрій. Підсумок. Після впливу електромагнітного опромінення в експозиції 45 хвилин за умов гіпотиреоїдного стану відбувається компенсаторна перебудова енергетичного апарату скоротливих кардіоміоцитів лівого шлуночка за рахунок новоутворення мітохондрій та посилення їх контактної взаємодії. Після дії опромінення впродовж 120 хвилин спостерігається розвиток деструктивно-дегенеративних процесів у складі мітохондріального апарату кардіоміоцитів лівого шлуночка, поглиблення ушкоджень міжмітохондріальних контактів.

Ключові слова


щури; гіпотироз; електромагнітне опромінення; кардіоміоцити; мітохондрії; ультраструктура

Повний текст:

PDF

Посилання


Pankiv VI. [Practical thyroidology]. Donetsk: Zaslavskyi; 2011. 224 p. Ukrainian.

Prystupiuk OM. [Hypothyroidism: alterations of organs and systems]. Mezhdunarodnyi Endocrinologicheskiy Zhurnal. 2011;4(36):104-109.

Boelaert K, Franklyn JA. Thyroid hormones in health and disease. J Endocrinology. 2005;187:1-15.

Nazarpour S, Tehrani FR, Simbar M, Azizi F. Thyroid disfunction and pregnancy outcomes. Iran J Reprod Med. 2015; 13(7):387-396.

Vrijkotte TGM, Hrudey EJ, Twickler MB. Early maternal thyroid function during gestation is associated with fetal growth, particularly in male newborns. J Clinical Endocrinology Metabolism. 2017; 102(3): 1059-1066.

Shegedin AYu, Ambarova NA, Yashchenko AM. [Immunohistochemical investigation of testi-cular morphogenesis in offspring rats, developing under the influence of maternal hypothyroidism]. Morphologia. 2019;13(2):63-70. Ukrainian.

Ivanchenko MV, Tverdokhlib IV. [Formation of mitochondrial apparatus of contractile cardiomyocytes during normal and hypoxic injury of cardiogenesis]. Morphologia. 2013;7(1):5-20. Ukrainian.

Petruk NS, Ivanchenko MV, Tverdokhleb IV. [Interrelation of reactions of the mitochondrial apparatus and the distribution of nexus of contractile cardiomyocytes in postnatal ontogenesis in response to the effects of chronic intrauterine hypoxia in the experiment]. Bulletin of Volgograd State Medical University. 2014;50(2):97-100. Russian.

Ivanchenko MV, Tverdokhleb IV. [Character of the formation of intermitochondrial contacts during the ontogenetic formation of the mitochondrial apparatus under normal conditions and under conditions of hypoxic damage to cardiogenesis]. Russian medical and biological bulletin. 2014;2:12-9. Russian.

Ivanchenko MV, Tverdokhleb IV. [The influence of intrauterine hypoxia on the mitochondrial heterogeneity and the ways of its implementation during rat ventricular myocardial alteration]. Bulletin of Volgograd State Medical University. 2014;52(4):101-6.

Meyers DE. Mitochondrial cardiomyopathy: pathophysiology, diagnosis, and management. Tex. Heart Inst. J. 2013; 40(4):385–94.

Ibanez B, Fuster V, Jiménez-Borreguero J, Badimon JJ. Lethal myocardial reperfusion injury: a necessary evil? Int. J. Cardiol. 2011;151(1):3-11.

Dai DF, Hsieh EJ, Chen T. Global proteomics and pathway analysis of pressure-overload induced heart failure and its attenuation by mitochondrial targeted peptides. Circ. Heart Fail. 2013;6(5):1067-76.

Ishihara T, Ban-Ishihara R, Maeda M. Dynamics of mitochondrial DNA nucleoids regulated by mitochondrial fission is essential for maintenance of homogeneously active mitochondria during neonatal heart development. Mol. Cell Biol. 2015;35(1):211-23.

Sabbah HN, Gupta RC, Kohli S. Chronic therapy with a partial adenosine a1 receptor agonist, improves left ventricular function and remodeling in dogs with advanced heart failure. Circ. Heart Fail. 2013;6(3):563–71.

Mironov AA, Komissarchik YuYa, Mironov VA. Metody elektronnoy mikroskopii v biologii i meditsine: Metodicheskoe rukovodstvo. [Electron microscopy methods in biology and medicine : Methodological Guide]. St. Petersburg: Science; 1994. 400 p. Russian.

Tverdokhlib IV, Petruk NS, Ivanchenko MV, Silkina JuV, Khripkov IS, Pertseva NO, Shevchenko KM, Goodlett TO, Malkov II, Berehovenko IM, Zinenko DYu, Galaida NO, Varin VV, inventors; State Institution «Dnipropetrovsk medical academy of the Health Ministry of Ukraine». Method of determining the coordinates of ultrastructures in transmission electron microscopy of biological objects. Ukrainian patent UA 83611. 2013 Sep 25. Int. CI. G01N 1/28. Ukrainian.

Kuo J. Electron microscopy: methods and protocols. Totowa, New Jersey: Humana Press Inc. 2007. 608 p.

European convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purposes. Strasbourg: Council of Europe. 18 Mar 1986. 53 p.

Mishalov VD, Chaikovsky JuB, Tverdokhleb IV. [About legal, legislative, ethical standards and requirements at performance scientific morphological researches]. Morphologia. 2007;1(2):108-15. Ukrainian.




Morphologia