СУБМІКРОСКОПІЧНІ ЗМІНИ НИРКИ ЗА УМОВ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЇ ГІПЕРГОМОЦИСТЕЇНЕМІЇ НА ФОНІ ГІПЕР- ТА ГІПОТИРЕОЗУ

В. М. Нечипорук; М. М. Корда

doi:10.11603/1811-2471.2021.v.i4.12811

Автор(и)

В. М. Нечипорук Вінницький національний медичний університет імені М. І. Пирогова
М. М. Корда Тернопільський національний медичний університет імені І. Я. Горбачевського МОЗ України

DOI:

https://doi.org/10.11603/1811-2471.2021.v.i4.12811

Ключові слова:

гіпертиреоз, гіпотиреоз, гіпергомоцистеїнемія, нирки

Анотація

РЕЗЮМЕ. Дисфункція щитоподібної залози може спричинити значні зміни у функції нирок та серцево-судинної системи. Встановлено, що гіпотиреоз пов’язаний зі зниженням ниркового плазмотоку та низькою швидкістю клубочкової фільтрації. Показано, що при хронічній хворобі нирок зростає рівень гомоцистеїну (ГЦ) в плазмі крові, а проблема гіпергомоцистеїнемії (ГГЦ) залишається предметом постійної уваги нефрологів. ГГЦ є незалежним фактором ризику серцево-судинних ускладнень, особливо серед хворих з порушеною функцією нирок та пацієнтів з гіпотиреозом.

Метою роботи було встановлення реорганізації субмікроскопічних структурних компонентів нирок за умов змодельованої ГГЦ на тлі гіпер- та гіпортиреозу. ГГЦ моделювали введенням тваринам 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-го дня, гіпотиреоз - щоденного введення мерказолілу в дозі 10 мг/кг протягом 21-го дня. Окремим групам тварин вводили L-тироксин або мерказоліл паралельно з ГЦ.

Встановлено, що за умов поєднання ГГЦ та гіпотиреозу в нирках спостерігалися найбільш виражені деструктивно-дегенеративні зміни усіх складових компонентів нефронів та гемомікроциркуляторного русла. Гемокапіляри мали розширені просвіти з деструктивно зміненими форменими елементами крові (затромбовані та колабовані гемокапіляри), органели були деструктивно змінені і пошкоджені, спостерігалося руйнування зовнішньої мембрани мітохондрій. Також виявлені клітини з проявами апоптозу.

Висновок. Як ГГЦ, так і гіпер- чи гіпотиреоз викликають розлади мікроциркуляції, відбувається порушення транскапілярного обміну і ультрастуктурної реорганізації ядер і цитоплазми епітеліоцитів ниркових тілець і канальців нефронів, ендотеліоцитів гемокапілярів. Деструктивно-дегенеративні зміни компонентів нефронів, альтерація та ультраструктурне ремоделювання компонентів нирки були особливо виражені при поєднаному впливі ГГЦ та гіпотиреозу.

Посилання

Anugwom, C.M., & Leventhal, T.M. (2021). Thyroid disease-induced hepatic dysfunction: a clinical puzzle. ACG Case Rep. J., 8(4), e00555. DOI: 10.14309/crj.0000000000000555.

Azo Najeeb, H., Ahmad Qasim, B., & Ahmad Mohammed, A. (2020). Parental history of coronary artery disease among adults with hypothyroidism: case controlled study. Ann. Med. Surg. (Lond)., 60, 92-101. DOI: 10.1016/j.amsu.2020.10.034.

Barbieri, L., Verdoia, M., Schaffer, A., Niccoli, G., Perrone-Filardi, P., Bellomo, G., ..., & Luca, G.D. (2015). Elevated homocysteine and the risk of contrast-induced nephropathy: a cohort study. Angiology, 66(4), 333-338. DOI: 10.1177/0003319714533401.

Barroso, M., Handy, D.E., & Castro, R. (2017). The link between hyperhomocysteinemia and hypomethylation: implications for cardiovascular disease. J. Inborn Errors Metab. Screen., 5. DOI: 10.1177/2326409817698994.

Basu, G., & Mohapatra, A. (2012). Interactions between thyroid disorders and kidney disease. Indian J. Endocrinol. Metab., 16(2), 204-213. DOI: 10.4103/2230-8210.93737.

Chen, C.H., Yeh, E.L., Chen, C.C., Huang, S.C., & Huang, Y.C. (2017). Vitamin B-6, independent of homocysteine, is a significant factor in relation to inflammatory responses for chronic kidney disease and hemodialysis patients. BioMed. Res. Int., 2017. DOI: 10.1155/2017/ 7367831.

Ciancolo, G., De Pascalis, A., Di Lullo, L., Ronco, C., Zannini, C., & La Manna, G. (2017). Folic acid and homocysteine in chronic kidney disease and cardiovascular disease progression: which comes first? Cardiorenal. Med., 7(4), 255-266. DOI: 10.1159/000471813.

Collins, A.J., Foley, R.N., Herzog, C., Chavers, B., Gilbertson, D., Herzog, C., ..., & Agodoa, L. (2013). US Renal Data System 2012 Annual Data Report. Am. J. Kidney Dis., 61(1) A7, e1-476. DOI: 10.1053/j.ajkd.2012.11.031.

Dolomatov, S.I., & Sataieva, T.P. (2015). Effect of ras-blockers and no-cycle metabolites on the renal functions of rats exposed to thyroxine injections. J. Educ. Health Sport, 5(1), 41-55. DOI: 10.5281/zenodo.13902.

Drechsler, C., Kalim, S., Wenge, J.B., Suntharalingam, P., Hod, T., Thadhani, R.I., ..., & Berg, A.H. (2015). Protein carbamylation is associated with heart failure and mortality in diabetic patients with end-stage renal disease. Kidney Int., 87(6), 1201-1208. DOI: 10.1038/ki.2014.429.

El Ters, M., Patel, S.M., & Norby, S.M. (2014). Hypothyroidism and reversible kidney dysfunction: an essential relationship to recognize. Endocr Pract., 20(5), 490-499. DOI: 10.4158/EP12084.RA.

Elmariah, S., Farrell, L.A., Daher, M., Shi, X., Keyes, M.J., Cain, C.H., …, & Gerszten, R.E. (2016.) Metabolite profiles predict acute kidney injury and mortality in patients undergoing transcatheter aortic valve replacement. J. Am. Heart Assoc., 5(3), e002712. DOI: 10.1161/JAHA.115.002712.

Ertek, S., & Cicero, A.F. (2013). Hyperthyroidism and cardiovascular complications: a narrative review on the basis of pathophysiology. Arch. Med. Sci., 9(5), 944-952. DOI: 10.5114/aoms.2013.38685.

Falk, E., Zhou, J., & Møller, J. (2001). Homocysteine and atherothrombosis. Lipids., 36, S3-11. DOI: 10.1007/s11745-001-0676-x.

Goralskiy, L.P., Homich, V.Т., & Kononskiy, О.І. (2011). Osnovy histolohichnoi tekhniky i morfofunktsionalni metody doslidzhen u normi ta pry patolohii [Fundamentals of histological technique and morphofunctional methods of research in norm and in pathology]. Zhytomyr: Polissia [in Ukrainian].

Iglesias, P., Bajo, M.A., Selgas, R., & Díez, J.J. (2017). Thyroid dysfunction and kidney disease: an update. Rev. Endocr. Metab. Disord., 18(1), 131-144. DOI: 10.1007/s11154-016-9395-7.

Jiang, F., Wang, H., Bao, S., Zhou, H., Zhang, Y., Yan, Y., …, & Shan, Z. (2018). Thyrotropin regulates eNOS expression in the endothelium by PGRN through akt pathway. Front. Endocrinol. (Lausanne), 9, 353. DOI: 10.3389/fendo.2018.00353.

Karanikas, G., Schütz, M., Szabo, M., Becherer, A., Wiesner, K., Dudczak, R., & Kletter, K. (2004). Isotopic renal function studies in severe hypothyroidism and after thyroid hormone replacement therapy. Am. J. Nephrol., 24(1), 41-45. DOI: 10.1159/000075628.

Kim, K., Cho, S.W., Park, Y.J., Lee, K.E., Lee, D.W., & Park, S.K. (2021). Association between iodine intake, thyroid function, and papillary thyroid cancer: a case-control study. Endocrinol. Metab. (Seoul)., 36(4), 790-799. DOI: 10.3803/EnM.2021.1034.

Kim, S.J., Lim, K.S., Song, M.S., Kang, Y., & Lee, S.Y. (2009). Prevalence of hyperhomocysteinemia and related factors in a community-based health examination survey: a cross-sectional study. J. Prev. Med. Public. Health., 42(5), 337-342. DOI: 10.3961/jpmph.2009.42.5.337.

Klein, I., & Danzi, S. (2016). Thyroid disease and the heart. Curr. Probl. Cardiol., 41(2), 65-92. DOI: 10.1016/j.cpcardiol.2015.04.002.

Li, S., Qiu, B., Lu, H., Lai, Y., Liu, J., Luo, J., ..., & Nie, J. (2019). Hyperhomocysteinemia accelerates acute kidney injury to chronic kidney disease progression by downregulating heme Oxygenase-1 expression. Antioxid. Redox. Signal., 30(13), 1635-1650. DOI: 10.1089/ars.2017.7397.

Lin, Y.H., Lin, K.H., & Yeh, C.T. (2020). Thyroid hormone in hepatocellular carcinoma: cancer risk, growth regulation, and anticancer drug resistance. Front. Med. (Lausanne), 7, 174. DOI: 10.3389/fmed.2020.00174.

Long, Y., & Nie, J. (2016). Homocysteine in renal injury. Kidney Dis. (Basel)., 2(2), 80-87. DOI: 10.1159/000444900.

Long, Y., Zhen, X., Zhu, F., Hu, Z., Lei, W., Li, S., ..., & Nie, J. (2017). Hyperhomocysteinemia exacerbates cisplatin-induced acute kidney injury. Int. J. Biol. Sci., 13(2), 219-231. DOI: 10.7150/ijbs.16725.

Mariani, L.H., & Berns, J.S. (2012). The renal manifestations of thyroid disease. J. Am. Soc. Nephrol., 23(1), 22-26. DOI: 10.1681/ASN.2010070766.

McCullough, P.A., Steigerwalt, S., Tolia, K., Chen, S.C., Li, S., Norris, K.C., & Whaley-Connell, A. (2011). Cardiovascular disease in chronic kidney disease: data from the Kidney Early Evaluation Program (KEEP). Curr. Diab. Rep., 11(1), 47-55. DOI: 10.1007/s11892-010-0162-y.

Narasaki, Y., Sohn, P., & Rhee, C.M. (2021). The interplay between thyroid dysfunction and kidney disease. Semin. Nephrol., 41(2), 133-143. DOI: 10.1016/j.semnephrol. 2021.03.008.

Niemczyk, S., Dudek, M., Bartoszewicz, Z., Szamotulska K., Woźniacki, L., Brodowska-Kania, D., ..., & Matuszkiewicz-Rowińska, J. (2013). Determining the enzymatic activities of iodothyronine 5'-deiodinases in renal medulla and cortex. Endokrynol. Pol., 64(3), 182-185.

Ninomiya, T., Kiyohara, Y., Kubo, M., Tanizaki, Y., Tanaka, K., Okubo, K., ..., & Iida, M. (2004). Hyperhomocysteinemia and the development of chronic kidney disease in a general population: the Hisayama study. Am. J. Kidney Dis., 44(3), 437-445.

Pan, Q., Gao, S., Gao, X., Yang, N., Yao, Z., Hu, Y., ..., & Wang, G. (2021). Relation of kidney function and homocysteine in patients with hypothyroidism. Endocr. Connect., 10(5), 502-510. DOI: 10.1530/EC-21-0069.

Perna, A.F., & Ingrosso, D. (2019). Homocysteine and chronic kidney disease: an ongoing narrative. J. Nephrol., 32(5), 673-675. DOI: 10.1007/s40620-019-00622-1.

Ponsoye, M., Paule, R., Gueutin, V., Deray, G., & Izzedine, H. (2013). Kidney and thyroid dysfunction. Nephrol. Ther., 9(1), 13-20. DOI: 10.1016/j.nephro.2012.06.005.

Rhee, C.M., Kalantar-Zadeh, K., Streja, E., Carrero, J.J., Ma, J.Z., Lu, J.L., & Kovesdy, C.P. (2015). The relationship between thyroid function and estimated glomerular filtration rate in patients with chronic kidney disease. Nephrol. Dial. Transplant., 30(2), 282-287. DOI: 10.1093/ndt/gfu303.

Lavado-Autric, R., Calvo, R.M., de Mena, R.M., de Escobar, G.M., & Obregon, M.J. (2013). Deiodinase activities in thyroids and tissues of iodine-deficient female rats. Endocrinol., 154(1), 529-536. DOI: 10.1210/en.2012-1727.

Sandsmark, D.K., Messé, S.R., Zhang, X., Roy, J., Nessel, L., Lee Hamm, L., ..., & Kasner, S.E. (2015) CRIC study investigators. Proteinuria, but not eGFR, predicts stroke risk in chronic kidney disease: chronic renal insufficiency cohort study. Stroke., 46(8), 2075-2080. DOI: 10.1161/STROKEAHA. 115.009861.

Vikrant, S., Chander, S., Kumar, S., & Gupta, D. (2013). Hypothyroidism presenting as reversible renal impairment: an interesting case report. Ren. Fail., 35(9), 1292-1294. DOI: 10.3109/0886022X.2013.824381.

Schairer, B., Jungreithmayr, V., Schuster, M., Reiter, T., Herkner, H., Gessl, A., ..., & Winnicki, W. (2020). Effect of thyroid hormones on kidney function in patients after kidney transplantation. Sci. Rep., 10(1), 2156. DOI: 10.1038/s41598-020-59178-x.

Sen, U., Mishra, P.K., Tyagi, N., & Tyag, S.C. (2010). Homocysteine to hydrogen sulfide or hypertension. Cell Biochem. Biophys., 57(2–3), 49-58. DOI: 10.1007/s12013-010-9079-y.

Stangl, G.I., Weisse, K., Dinger, C., Hirche, F., Brandsch, C., & Eder, K. (2007). Homocysteine thiolactone-induced hyperhomocysteinemia does not alter concentrations of cholesterol and SREBP-2 target gene mRNAS in rats. Exp. Biol. Med. (Maywood)., 232 (1), 81-87.

Sun, J., Shannon, M., Ando, Y., Schnackenberg, L.K., Khan, N.A., Portilla, D., & Beger, R.D. (2012). Serum metabolomic profiles from patients with acute kidney injury: a pilot study. J. Chromatogr. B. Analyt. Technol. Biomed. Life Sci., 893-894, 107-113. DOI: 10.1016/j.jchromb.2012. 02.042.

Vargas, F., Moreno, J.M., Rodríguez-Gómez, I., Wangensteen, R., Osuna, A., Alvarez-Guerra, M., & García-Estañ, J. (2006). Vascular and renal function in experimental thyroid disorders. Eur. J. Endocrinol., 154(2), 197-212. DOI: 10.1530/eje.1.02093.

Liakopoulos, V., Dovas, S., Simopoulou, T., Zarogiannis, S., Giannopoulou, M., Kourti, P., …, & Stefanidis, I. (2009). Acute renal failure: a rare presentation of hypothyroidism. Ren. Fail., 31(4), 323-326. DOI: 10.1080/08860220902780127.

Ward, F., Holian, J., & Murray, P.T. (2015). Drug therapies to delay the progression of chronic kidney disease. Clin. Med. (Lond)., 15(6), 550-557. DOI: 10.7861/clinmedicine.15-6-550.