КОРЕЛЯЦІЙНИЙ ПОРТРЕТ ЯК ЗАСІБ ДОСЛІДЖЕННЯ ВЗАЄМОЗВ’ЯЗКІВ УЛЬТРАСТРУКТУР ФОЛІКУЛЯРНИХ ТИРОЦИТІВ:  ПРОФІЛЬ ТРАНСПОРТУВАЛЬНОЇ МОЖЛИВОСТІ ПРИ ДІЇ ОРГАНІЧНОГО ЙОДУ ЗА УМОВ ПОТЕНЦІЮВАННЯ АЛІМЕНТАРНОГО ЙОДОДЕФІЦИТУ

О.І. Рябуха

doi:10.11603/mie.1996-1960.2022.1-2.13107

Автор(и)

О.І. Рябуха Львівський медичний інститут https://orcid.org/0000-0001-6220-4381

DOI:

https://doi.org/10.11603/mie.1996-1960.2022.1-2.13107

Анотація

Використання математичних методів для вивчення морфофункціональних особливостей ультраструктур фолікулярних тироцитів щитоподібної залози, зокрема транспортувального напряму її діяльності, при коригуванні органічним йодом потенційованого аліментарного йододефіциту є актуальним завданням цитофізіології. Метою мультидисциплінарного дослідження було дослідити особливості взаємозв'язків між ультраструктурами транспортувального напряму діяльності фолікулярних тироцитів (базальної цитоплазматичної мембрани, перикапілярного простору, мікрокапілярного русла, ендотеліоцитів) при прийманні різних доз органічного йоду в умовах потенціювання антитиреоїдним засобом мерказоліл (Thiamazol) дефіциту йоду в раціоні. Об'єкт дослідження: електронограми щитоподібних залоз білих нелінійних щурів-самців, яким дефіцит йоду в раціоні 30 днів коригували органічним йодом у гістологічно визначених малій (мінімально діючій), помірній і великій дозах. У дослідженні використано такі методи: електронномікроскопічне вивчення ультратонких зрізів щитоподібної залози, напівкількісний аналіз електронограм, визначення профілів спеціальних можливостей гормонопоетичних клітин, кореляційний аналіз із побудовою кореляційних портретів. Установлено, що вивчення особливостей впливу біологічних речовин, здатних як потенціювати, так і "пом'якшувати" явища йодного дефіциту, потребує спільних зусиль учених різних спеціальностей, зокрема із застосуванням відповідних математичних підходів, тоді як кореляційні портрети транспортувального напряму діяльності фолікулярних тироцитів є інформативним засобом дослідження механізмів функціонування щитоподібної залози. При аналізі кореляційних портретів установлено, що в умовах некоригованого потенційованого аліментарного йододефіциту попри порушення морфофункціонального стану мікрокапілярного русла існує певний ресурс для транспортування виробленого гормонального продукту. Приймання органічного йоду поліпшує інтра-органну гемоциркуляцію; при цьому особливості її поліпшення зумовлені спожитою дозою, оскільки коригування відбувається за участі різних ультраструктурних елементів профілю транспортувальної можливості фолікулярних тироцитів. Особливості впливу малої дози органічного йоду полягають у таких механізмах пристосування до транспортування тиреоїдних гормонів у несприятливих умовах як наявність у мікрокапілярному руслі явищ стазу та мі-кротромбозу, збільшення складчастості базальних мембран фолікулярних тироцитів, гіпертрофія ендотеліоцитів, збільшення кількості їхніх псевдоподій. Приймання помірної і великої доз органічного йоду в обговорюваних умовах наближає до характеристик інтактних тварин такі складові елементи досліджуваного профілю як складчастість базальних цитоплазматичних мембран фолікулярних тироцитів, стан ендотеліоцитів та їхніх псевдоподій, стан мікрокапілярного русла. Основна відмінність між впливом помірної і великої доз органічного йоду полягає в особливостях стану перикапілярного простору, що при прийманні помірної дози характеризується відсутністю в ньому включень, а при прийманні великої дози - його помірною (нормальною) шириною. Зроблено висновок, що кореляційні портрети є зручним засобом дослідження транспортувального напряму діяльності фолікулярних тироцитів щитоподібної залози.

Посилання

Antomonov, М. Yu. (2018). Mathematical treatment and analysis of medico-biological data. 2nd ed. кугу: Medinform. [In Russian].

Antonenko, A. M., Korshun, M. M. (2017). Environmental factors as the reasons of thyroid gland pathology risk (analytical literary review, the second report). Environment & Health, 1, 59-64. DOI: 10.32402/dovkil2017.01.059. [In Ukrainian].

Korzun, V. N., Vorontsova, T.O., Antoniuk, I. Yu. (2018). Study of the Black Sea algae influence on thyroid function and prevention of iodine deficiency. In Ecology and diseases of thyroid gland. (рр. 607-622). Кугу: Medinform. [In Ukrainian].

Kosmynina, N. S., Gnateyko, O. Z., Pechenyk, S. O., & Chaykovska, G. S. (2014). Impact of ecologically unfriendly environment on the formation of thyroid pathology in children against iodine deficiency. Child's Health, 1, 45-48. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Zd_2014_1_10.[In Ukrainian].

Kravchenko, V. M., Orlova, V. O., Laryanovska, Yu. B., & Sakharova, T. S. (2017). Investigation of Laminaria aqueous extract effect on thyroid gland morphological status in rats with experimental hypothyroidism induced by sodium perchlorate. Ukrayinskyy biofarmatsevtychnyy zhurnal, 6, 50-55. DOI: 10.24959/ubphj.17.144. [In Ukrainian].

Kaminsky, O. V. (2022). Biomarkers of iodine deficiency, methods of its prevention and treatment. Miznarodnij endokrinologicnij zurnal, 18 (1), 4956. DOI: 10.22141/2224-0721.18.1.2022.1145. [In Ukrainian].

Mintser, O. P., Voronenko, Yu. V., Vlasov, V. V. (2003). Obroblennia klinichnykh i eksperymentalnykh danykh u medytsyni: navchalnyi posibnyk dlia studentiv vyshchykh navchalnykh zakladiv. [Processing of clinical and experimental data in medicine: textbook for students of higher education institutions]. Kyiv: Vyshcha shkola. [In Ukrainian].

Ryabukha, O. I. (2018). To the problem of application in hypothyrosis inorganic and organic iodine (review). Actual problems of transport medicine, 2, 7-21. DOI: 10.5281/zenodo.1319531. [In Ukrainian].

Ryabukha, O. I. (2021). Study of ultrastructure profile of follicular thyrocytes' transport capabilities by means of correlation analysis. Medical Informatics and Engineering, 3-4, 28-38. DOI: 10.11603/mie.1996-1960.2021.3-4.12638. [In Ukrainian].

Ryabukha, O. І. (2018). Body weight as an indicator of the organism's general condition while receiving iodine of organic and inorganic chemical origin under conditions of the optimal iodinesupplementing. Bulletin of problems in biology and medicine, 1, 1(142), 97-102. DOI: 10.29254/20774214-2018-1-1-142-97-102. [In Ukrainian].

Ryabukha, O. I. (2018). Substantiation of conceptual apparatus for mathematical studies on the hormone-producing cell activity. Bulletin of problems in biology and medicine, 3, 1(145), 234-237. DOI: 10.29254/2077-4214-2018-3-145-234-237. [In Ukrainian].

Matasar, I. T, Kravchenko, V. I., Petrishchenko, L. M., Vodopyanov, V. M. (2021). Socio-ecological and medical problems of iodine deficiency among the population of Ukraine. One Health and Nutrition Problems of Ukraine, 1, 21-33. DOI: 10.33273/26639726-2021-54-1-80-93. [In Ukrainian].

Mintser, O. P., Babintseva, L. Yu., Zaliskyi, V. M., Popova, M. A., Nadutenko, M. V., Kharchenko, N. V., Ladychuk, O. K. (2020). Theoretical approaches to the creation of systemic biomedicine (Based on the materials of the report on SRW 'System-biological and system-medical regularities of development and course of ischemic heart disease'). Medical Informatics and Engineering, 4, 16-72. DOI: 10.11603/mie.1996-1960.2020.4.11889. [In Ukrainian].

Tronko, M. D., Kravchenko, V. I. (2021). The importance of iodine for the body, its most important research and prospects of introduction for iodine prevention in Ukraine. Endocrinology, 26(1), 59-74. DOI: 10.31793/1680-1466.2021.26-1.59. [In Ukrainian].

Chukur, O. O. (2018). Dynamics of morbidity and expansion of pathology of the thyroid gland among adult population of Ukraine. Visnyk sotsialnoi hihiieny ta orhanizatsii okhorony zdorovia Ukrainy, 4, 19-25. DOI: 10.11603/1681-2786.2018.4.10020. [In Ukrainian].

Uurtio, V., Monteiro, J. M., Kandola, J., Shawe-Taylor, J., Fernandez-Reyes, D., Rousu, J. (2018). A tutorial on canonical correlation methods. ACM Computing Surveys, 50, 6 (95), 1-33. DOI: 10.1145/3136624.

Bajaj, J. K., Salwan, P., Salwan, S. (2016). Various possible toxicants involved in thyroid dysfunction: A review. J. Clin. Diagn. Res, 10 (1), FE01-FE03. DOI: 10.7860/JCDR/2016/15195.7092.

Barrett, E. J. (2016). The thyroid gland. In W. F. Boron & E. L. Boulpaep (Eds.), Medical Physiology, 3rd ed. (pp. 1006-1017). Philadelphia: Elsevier.

Bost, M., Martin, A., Orgiazzi, J. (2014). Iodine deficiency: epidemiology and nutritional prevention. Trace Elements in Medicine, 15(4), 3-7. URL:http://journal.microelements.ru/trace_elements_in_medicine/2014_4/3_15(4)_2014.pdf.

Caplan, M. J. (2016). Functional Organization of the Cell. In W. F. Boron & E. L. Boulpaep (Eds.), Medical Physiology, 3rd ed. (pp. 8-46). Philadelphia: Elsevier.

Cherella, C. E., Wassner, A. J. (2017). Congenital hypothyroidism: insights into pathogenesis and treatment. Int J Pediatr Endocrinol, 11. DOI: 10.1186/ s13633-017-0051-0.

Cooper, D. S., Biondi, B. (2012). Subclinical thyroid disease. Lancet, 379 (9821), 1142-1154. DOI: 10.1016/S0140-6736(11)60276-6.

Dietrich, J. W., Landgrafe, G., Fotiadou1, E. H. (2012). TSH and thyrotropic agonists: Key actors in thyroid homeostasis. Journal of Thyroid Research, ID 351864, 29. DOI: 10.1155/2012/351864.

Aburto, N., Abudou, M., Candeias, V., Wu, T. (2014). Effect and safety of salt iodization to prevent iodine deficiency disorders: a systematic review with meta-analyses / WHO eLibrary of Evidence for Nutrition Actions (eLENA). Geneva: World Health Organization. URL: https://www.who.int/publications/i/item/9789241508285.

Li X., Gao Y., Wang J., Ji G., Lu Y., Yang D., ... Zhu B. (2017). Exposure to environmental endocrine disruptors and human health. J Public Health Emerg,1 (8). DOI: 10.21037/jphe.2016.12.09.

Taylor, P. N., Albrecht, D., Scholz, A., Gutierrez-Buey, G., Lazarus, J. H., Dayan, C. M., Okosieme, O. E. (2018). Global epidemiology of hyperthyroidism and hypothyroidism. Nat Rev Endocrinol, 15 (5), 301-316. DOI: 10.1038/nrendo.2018.18.

Santos, J. A. R., Christoforou, A., Trieu, K., McKenzie, B. L., Downs, S., Billot, L., . Li, M. (2019). Iodine fortification of foods and condiments, other than salt, for preventing iodine deficiency disorders. Cochrane Database of Systematic Reviews, 2 (2), CD010734. DOI: 10.1002/14651858.CD010734. pub2.

Ishikawa, A., Kitano, J. (2012). Ecological genetics of thyroid hormone physiology in humans and wild animals. In N. K. Agrawal (Ed.), Thyroid Hormone. (pp. 37-50). London: IntechOpen.

Kesic, S. (2019). Rethinking the pragmatic systems biology and systems-theoretical biology divide: Toward a complexity-inspired epistemology of systems biomedicine. Medical Hypotheses, 131. DOI: 10.1016/j.mehy.2019.109316.

Menon, K., Skeaff, S. (2016). Iodine: Iodine Deficiency Disorders (IDD). In B. Caballero, P. M.Finglas, F. Toldra (Eds.), Encyclopedia of Food and Health. (pp. 437-443). New York: Academic Press.

Murray, J. D. (2003). Mathematical Biology ІІ: Spatial Models and Biomedical Applications (Interdisciplinary applied mathematics). 3rd ed; Vol. 18. New York (N.Y.): Springer.

Panichev, A. M. (2015). Rare earth elements: Review of medical and biological properties and their abundance in the rock materials and mineralized spring waters in the context of animal and human geophagia reasons evaluation. Achievements in the Life Sciences, 9, 2, 95-103. DOI: 10.1016/j.als.2015.12.001.

Azizi, F., Mehran, L., Hosseinpanah, F., Delshad, H. & Amouzegar, A. (2017). Primordial and primary preventions of thyroid disease. Int J Endocrinol Metab, 15 (4), e57871. DOI: 10.5812/ijem.57871.

Ryabukha, O. I. (2018). Search for markers of changes of the synthetic activity of thyrocyte under the influence of iodine reception in iodine deficiency conditions. World of Medicine and Biology, 3, 179185. DOI: 10.26724/2079-8334-2018-3-65-179-185.

Ryabukha, O. I. (2020). Conceptual approaches to the study of the thyroid gland at different levels of its integration into the body. Endocrinology and Disorders, 4 (1). DOI: 10.31579/2640-1045/047.

Ryabukha, O., Gregus, ml M. (2019). Correlation analysis as a thyroid gland, adrenal glands, and liver relationship tool for correcting hypothyroidism withorganic and inorganic iodine. Procedia Comput Sci, 160, 598-603. DOI: 10.1016/j.procs.2019.11.041.

Ryabukha, O. I., Fedorenko, V. I. (2021). Environmental determinants of thyroid pathology. Medicni perspective, 26 (3), 169-178. DOI: 10.26641/2307-0404.2021.3.242253.

Ryabukha, O., Dronyuk, I. (2018). The portraits creating method by correlation analysis of hormone-producing cells data. CEUR Workshop Proc, 2255, 135-145. URL: http://ceur-ws.org/Vol-2255/paper13.pdf.

Ryabukha, O., Dronyuk, I. (2021). Modern аpproaches to the applying of mathematical methods in the analysis of the transport direction of follicular thyrocytes. CEUR Workshop Proc, 3038, 302-316. URL: http://ceur-ws.org/Vol-3038/paper19.pdf.

Franceschi, C., Ostan, R., Mariotti, S., Monti D., & Vitale G. (2019). The aging thyroid: A reappraisal within the geroscience integrated perspective. Endocrine Reviews, 40 (5), 1250-1270. DOI: 10.1210/ er.2018-00170.

Tiwari, M. (2012). A mathematical applications into the cells. J Nat Sci Biol Med, 3 (1), 19-23. DOI: 10.4103/0976-9668.95937.