Сотрудники Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН изучили связь экспериментально-индуцированного гипертиреоза с патологиями митохондрий в ткани печени крыс. Оказалось, что это приводит к нарушению системы контроля их качества. Полученные результаты дают новые базовые знания о функционировании митохондрий и перспективы для разработки терапевтических стратегий для коррекции этой патологии и ряда других заболеваний, связанных с измененной биоэнергетикой митохондрий. Результаты работы опубликованы в международном журнале International Journal of Molecular Sciences.
Среди эндокринных заболеваний тиреоидная патология встречается довольно часто и по данным ВОЗ охватывает 7% населения земного шара. По прогнозам специалистов тенденция к увеличению числа заболеваний щитовидной железы сохранится в ближайшие годы. Это обусловлено быстрым ростом промышленности и загрязнением окружающей среды промышленными и радиоактивными отходами, изменениями микроэлементного состава почвы и наследственной предрасположенностью.
Тиреоидная патология сопровождается нарушениями выработки тиреоидных гормонов с развитием гипотиреоза или гипертиреоза. Гипертиреоз - это синдром, наличие которого связано с повышенным содержанием тиреоидных гормонов в крови, при этом наблюдаются многочисленные нарушения со стороны всех органов и систем. В печени при тиреотоксикозе развиваются выраженные функциональные и структурные изменения, такие как жировая дистрофия, цирроз, печеночная кома. Понимание механизмов возникновения патологий и взаимосвязи с гормонами щитовидной железы позволит определить мишени и стратегии для их терапии.
Группа ученых под руководством доктора биологических наук, профессора Галины Дмитриевны Мироновой из ИТЭБ РАН проводят исследования структурно-функциональных особенностей тканей крыс на модели экспериментального гипертиреоза.
Работу прокомментировала старший научный сотрудник Лаборатории митохондриального транспорта ИТЭБ РАН, кандидат биологических наук Наталья Венедиктова: «Мы исследовали влияние тироксина на биогенез и систему контроля качества митохондрий печени крыс. Хроническое введение тироксина экспериментальным животным вызывало гипертиреоз, при этом электронная микроскопия показала, что 36% митохондрий печени были набухшими, а 18% органелл были повреждены (Рисунок 1). В поврежденных митохондриях часто встречались так называемые мультиламеллярные тельца (множественные мембранные образования), расположенные либо по краю, либо внутри органеллы. Количество, площадь и периметр митохондрий у гипертиреоидных крыс увеличилось.
Митохондрии функционируют как динамическая сеть, постоянно претерпевая слияние и деление. Баланс между слиянием и делением важен для поддержания целостности митохондрий и облегчает перемешивание содержимого, мембран и обмен ДНК между митохондриями. Деление органелл помогает облегчить митофагию, которая представляет собой разрушение и переработку поврежденных митохондрий. У гипертиреоидных крыс было обнаружено значительное изменение динамики митохондрий и нарушение процессов митофагии».
По словам авторов, полученные данные, свидетельствуют о том, что избыток тиреоидных гормонов приводит к нарушению системы контроля качества митохондрий и, в конечном итоге, к включению потенциально токсичного материала в митохондриальный пул, что может привести к дисфункции всего органа.
При тиреотоксикозе усиливается генерация активных форм кислорода и индуцируются изменения в антиоксидантной защите в разных тканях. В дальнейшем авторы планируют подобрать средство коррекции развития окислительного стресса при гипертиреозе.
Работа поддержана Российским научным фондом (№20-015-00132).
Источник: Venediktova N, Solomadin I, Starinets V, Mironova G. Structural and Dynamic Features of Liver Mitochondria and Mitophagy in Rats with Hyperthyroidism. Int J Mol Sci. 2022 Nov 18;23(22):14327. doi: 10.3390/ijms232214327.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36430802/
Материал подготовила: Алсу Дюкина
Пресс-служба ИТЭБ РАН, iteb-press@yandex.ru
Среди эндокринных заболеваний тиреоидная патология встречается довольно часто и по данным ВОЗ охватывает 7% населения земного шара. По прогнозам специалистов тенденция к увеличению числа заболеваний щитовидной железы сохранится в ближайшие годы. Это обусловлено быстрым ростом промышленности и загрязнением окружающей среды промышленными и радиоактивными отходами, изменениями микроэлементного состава почвы и наследственной предрасположенностью.
Тиреоидная патология сопровождается нарушениями выработки тиреоидных гормонов с развитием гипотиреоза или гипертиреоза. Гипертиреоз - это синдром, наличие которого связано с повышенным содержанием тиреоидных гормонов в крови, при этом наблюдаются многочисленные нарушения со стороны всех органов и систем. В печени при тиреотоксикозе развиваются выраженные функциональные и структурные изменения, такие как жировая дистрофия, цирроз, печеночная кома. Понимание механизмов возникновения патологий и взаимосвязи с гормонами щитовидной железы позволит определить мишени и стратегии для их терапии.
Группа ученых под руководством доктора биологических наук, профессора Галины Дмитриевны Мироновой из ИТЭБ РАН проводят исследования структурно-функциональных особенностей тканей крыс на модели экспериментального гипертиреоза.
Работу прокомментировала старший научный сотрудник Лаборатории митохондриального транспорта ИТЭБ РАН, кандидат биологических наук Наталья Венедиктова: «Мы исследовали влияние тироксина на биогенез и систему контроля качества митохондрий печени крыс. Хроническое введение тироксина экспериментальным животным вызывало гипертиреоз, при этом электронная микроскопия показала, что 36% митохондрий печени были набухшими, а 18% органелл были повреждены (Рисунок 1). В поврежденных митохондриях часто встречались так называемые мультиламеллярные тельца (множественные мембранные образования), расположенные либо по краю, либо внутри органеллы. Количество, площадь и периметр митохондрий у гипертиреоидных крыс увеличилось.
Митохондрии функционируют как динамическая сеть, постоянно претерпевая слияние и деление. Баланс между слиянием и делением важен для поддержания целостности митохондрий и облегчает перемешивание содержимого, мембран и обмен ДНК между митохондриями. Деление органелл помогает облегчить митофагию, которая представляет собой разрушение и переработку поврежденных митохондрий. У гипертиреоидных крыс было обнаружено значительное изменение динамики митохондрий и нарушение процессов митофагии».
По словам авторов, полученные данные, свидетельствуют о том, что избыток тиреоидных гормонов приводит к нарушению системы контроля качества митохондрий и, в конечном итоге, к включению потенциально токсичного материала в митохондриальный пул, что может привести к дисфункции всего органа.
При тиреотоксикозе усиливается генерация активных форм кислорода и индуцируются изменения в антиоксидантной защите в разных тканях. В дальнейшем авторы планируют подобрать средство коррекции развития окислительного стресса при гипертиреозе.
Работа поддержана Российским научным фондом (№20-015-00132).
Источник: Venediktova N, Solomadin I, Starinets V, Mironova G. Structural and Dynamic Features of Liver Mitochondria and Mitophagy in Rats with Hyperthyroidism. Int J Mol Sci. 2022 Nov 18;23(22):14327. doi: 10.3390/ijms232214327.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36430802/
Материал подготовила: Алсу Дюкина
Пресс-служба ИТЭБ РАН, iteb-press@yandex.ru
Галерея
Ультраструктура митохондрий печени крысы в контроле (A) и при экспериментальном гипертиреозе (B-D). *, мультиламеллярные тельца.
