Сотрудники Института теоретической и экспериментальной биофизики (ИТЭБ РАН) изучили ультраструктурные изменения ткани печени крыс — модельных организмов для исследования избыточной активности щитовидной железы. Оказалось, что более половины митохондрий в клетках органа патологически меняется. Результаты опубликованы в журнале Bioenergetics and Biomembranes. Работа поддержана грантом РНФ.

По данным Всемирной организации здравоохранения, заболевания щитовидной железы занимают второе место после сахарного диабета среди всех эндокринных (гормональных) нарушений, от которых страдают люди на Земле. Причем как избыточная (гипертиреоз, тиреотоксикоз), так и недостаточная (гипотиреоз) функциональная активность щитовидной железы приводит к серьезным изменениям в организме. Гипертиреоз – клинический синдром, вызванный гиперфункцией щитовидной железы; при этом она увеличивается в размерах и вырабатывает большое количество тиреоидных гормонов, оказывающих токсическое влияние на организм. Избыток гормонов щитовидной железы в крови вызывает резкое ускорение обмена веществ и приводит к нарушениям функционирования внутренних органов и систем.

Несмотря на длительную историю изучения патологий щитовидной железы, в их диагностике и лечении остается много вопросов. Исследование механизмов того, как эти патологии развиваются, может помочь нам понять процессы, которые лежат в основе нарушения обменов в организме, и поиску новых мишеней для их коррекции.

Микрофотография участков гепатоцита крысы в контроле (А) и при гипертиреозе (В). Шкала 0,5 µm. ИТЭБ РАН

Коллектив авторов под руководством доктора биологических наук Галины Мироновой из ИТЭБ РАН исследовали структурно-функциональные особенности ткани печени крыс при экспериментальном гипертиреозе. С помощью электронного микроскопа ученые обнаружили, что при введении подопытным животным избытка гормона тироксина, моделирующего гипертиреоз, наблюдается патологические изменения в ультраструктуре главных энергетических станций клеток — митохондрий. Они обнаружили, что 58% митохондрий в ткани печени крыс находятся в набухшем состоянии (имеют больший размер и менее плотный матрикс), по сравнению с митохондриями печени крыс контрольной группы.

Микрофотография митохондрий печени крысы при гипертиреозе. Ламеллярные структуры показаны стрелками. Шкала 0,5 µm. ИТЭБ РАН

«На данной экспериментальной модели гипертиреоза в митохондриях печени крыс нами впервые были обнаружены необычные мембранные структуры, названные ламеллярными тельцами, находящимися на разных стадиях своего развития: от образования до высвобождения из органелл», — рассказывает Миронова.

Этих ламеллярных структур, которые образуются из внутренней мембраны митохондрий, нет ни в ткани сердца, ни в мозге. Исследователи полагают, что они, вероятно, сформировались для выведения ненужных или токсичных продуктов катаболизма. Поскольку клетки печени отвечают за систему фильтрации и обезвреживания организма от различных токсических агентов, ученые предположили, что наблюдаемые структуры могут быть вовлечены в механизм выброса продуктов распада, то есть очищения организма. Состав и структура ламеллярных телец, а также их функциональная роль в митохондриях печени при гипертиреоидном состоянии организма требуют дальнейшего изучения.