Behavioral, biochemical and morphological characteristics of experimentally changed thyroid status of female mice C3H-A

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Abstract. The purpose of the paper was to study changes in neurogenesis and functional state of the central nervous system in female mice С3Н-А predisposed to hormone-dependent tumors in experimental hypo- and hyperthyroidism.

Methods. Experimental hyperthyroidism was modeled by intraperitoneal administration of L-thyroxine 50 ug/day and hypothyroidism by oral administration of propylthiouracil 0.4 mg/day for 40 weeks to female mice С3Н-А.

Results. Chronic hypo- and hyperthyroidism was characterized by motor (motility) and emotional disorders in mice beginning with 18 day of the experiment, with preferable increase of quantitative indexes of all component of explorative activity and grooming in hyperthyroid mice and disturbance of explorative activity (decrease of hole reflex) in hypothyroid animals. Behavioral disorders was increasing progressively within the experiment (till 40 weeks). In hyperthyroid mice, the dopamine level in the cortex and hippocampus was elevated and in hypothyroid animals, the level and turnover of serotonin was reduced in the same structures of the brain. The changes in thyroid status of С3Н-А mice (hypo- and hyperthyroidism) effected on expression of neurogenesis and angiogenesis factors contradirectory. In hypothyroidism, the expression of GFAP and VEGF was reduced preferably with elevation of expression of PDGFR-α in the neocortex and hippocampus, and in hyperthyroidism, on the contrary, the expression of GFAP and VEGF was increased with decrease of PDGFR-α expression  in the same structures of the brain. In the cortex of С3Н-А mice with hyperthyroidism, the stable structural signs of strengthening the protein synthesized activity in the cytoplasm was observed, that was appeared with reduction of heterochromatin density in the nucleus, increase of polysomes number and hypertrophy of Golgi complex. At the same time, there were mediate signs of destruction of myelin fibers and disturbances in axon-spine synapses, capillarostasis and signs of dystrophic changes of endotheliocytes and perivascular space. In hypothyroidism, disorders involved myelin fibers preferably, spine apparatus and only slight changes of presynaptic terminals.

Conclusion. Therefore, it is concluded on the base of behavioral, biochemical and morphological characteristics that hypothyroidism can provoke depressive state development.

About the authors

Elena V. Kozyrko

Institute of Experimental Medicine

Author for correspondence.
Email: lenochka525@gmail.com

Fellow, S.V. Anichkov Department of Neuropharmacology

Russian Federation, Saint Petersburg

Ruslan I. Glushakov

S.M. Kirov Military Medical Academy

Email: glushakovruslan@gmail.com

PhD, Scientific Researcher, Department of Obstetrics and Gynecology

Russian Federation, Saint Petersburg

Petr D. Shabanov

Institute of Experimental Medicine

Email: pdshabanov@mail.ru

Dr. Med. Sci., Professor, Head, S.V. Anichkov Department of Neuropharmacology

Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Балаболкин М.И., Клебанова Е.М., Креминская В.М. Фундаментальная и клиническая тиреоидология. – М.: Медицина, 2007. [Balabolkin MI, Klebanova EM, Kreminskaya VM. Fundamental and clinical thyroidology. Moscow: Meditsina; 2007. (In Russ.)]
  2. Власьева О.В., Глушаков Р.И., Соболев И.В., и др. Риск возникновения злокачественных новообразований у женщин с длительно протекающим гипертиреозом в анамнезе: ретроспективное рандомизированное исследование // Педиатр. – 2015. – Т. 6. – № 2. – С. 17–21. [Vlas’eva OV, Glushakov RI, Sobolev IV, et al. The risk of malignancies in women with long flowing hyperthyroidism in history: a retrospective randomized study. Pediatr. 2015;6(2):17-21. (In Russ.)]
  3. Глушаков Р.И., Козырко Е.В., Раскин Г.А., и др. Влияние экспериментально измененного тиреоидного статуса на исследовательскую активность и ангио генез в головном мозге самок мышей линии С3Н-А // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. – 2013. – Т. 11. – № 3. – С. 33–39. [Glushakov RI, Kozyrko EV, Raskin GA, et al. The influence of experimentally changedthyroid status on cognitive activity and angiogenesis in the brain of female inbred С3Н-А mice. Reviews on clinical pharmacology and drug therapy. 2013;11(3):33-39. (In Russ.)]
  4. Глушаков Р.И., Козырко Е.В., Соболев И.В., и др. Заболевания щитовидной железы и риск возникновения нетиреоидной патологии // Казанский медицинский журнал. – 2017. – Т. 98. – № 1. – С. 77–84. [Glushakov RI, Kozyrko EV, Sobolev IV, et al. Diseases of thyroid gland and risk of development of nonthyroid pathology. Kazan Med Zh. 2017;98(1):77-84. (In Russ.)]
  5. Карпова И.В., Бычков Е.Р., Марышева В.В., и др. Влияние окситоцина на уровень и обмен моноаминов в мозге изолированных мышей высоко- и низкоагрессивных линий // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. – 2017. – Т. 15. – № 2. – С. 23–30. [Karpova IV, Bychkov ER, Marysheva VV, et al. Effect of oxytocin on the level and turnover of monoamines in the brain of isolated mice of high and low aggressive lines. Reviews on clinical pharmacology and drug therapy. 2017;15(2):23-30. (In Russ.)]
  6. Мазо Г.Э., Вассерман Л.И., Шаманина М.В. Выбор шкал для оценки послеродовой депрессии // Обозрение психиатрии и медицинской психологии им. В.М. Бехтерева. – 2012. – № 2. – С. 41–50. [Mazo GE, Vasserman LI, Shamanina MV. Choice of the scales for assessment of postdelivery depression. Obozrenie psikhiatrii i meditsinskoy psikhologii im. V.M. Bekhtereva. 2012;(2):41-50. (In Russ.)]
  7. Миронов А.А., Комиссарчик Я.Ю., Миронов В.А. Методы электронной микроскопии в биологии и медицине: методическое руководство. – СПб.: Наука, 1994. [Mironov AA, Komissarchik YY, Mironov VA. Methods of electronic microscopy in biology and medicine: methodical guide. Saint Petersburg: Nauka; 1994. (In Russ.)]
  8. Чурилов Л.П., Васильев А.Г. Патофизиология иммун ной системы. – СПб.: Фолиант, 2014. [Churilov LP, Vasil’ev AG. Pathophysiology of immune system. Saint Petersburg: Foliant; 2014. (In Russ.)]
  9. Чурилов Л.П., Строев Ю.И., Смирнов В.В., и др. Аутоиммунный тироидит – актуальная проблема современной эндокринологии // Вестник Санкт-Петербургского университета. Медицина. – 2006. – № 2. – С. 1–25. [Churilov LP, Stroev YI, Smirnov VV, et al. Autoimmune thyroiditis as an actual problem of modern endocrinology. Vestnik Sankt-Peterburgskogo universiteta. Seriia 11, Meditsina. 2006;(2):1-25. (In Russ.)]
  10. Шабанов П.Д., Виноградов П.М., Лебедев А.А., Морозов В.И. Грелиновая система мозга участвует в контроле эмоционально-исследовательского поведения и двигательной активности крыс, выращенных в усло виях стресса социальной изоляции // Психическое здоровье. – 2017. – Т. 15. – № 5. – С. 3–11. [Shabanov PD, Vinogradov PM, Lebedev AA, Morozov VI. Ghrelin system of the brain participates in control of emotional, explorative behavior and motor activity in rats rearing in conditions of social isolation stress. Psikhicheskoe zdorov’e. 2017;15(5):3-11. (In Russ.)]
  11. Шабанов П.Д., Морозов А.И., Лебедев А.А. Влияние грелина и его антагониста [D-Lys3]-GHRP-6 на условную реакцию предпочтения места этанола у хронически алкоголизированных крыс // Вопросы наркологии. – 2017. – № 7. – С. 22–31. [Shabanov PD, Morozov AI, Lebedev AA. The effects of ghrelin and its antagonist [d-lys3]-ghrp-6 on the conditioned place preference in chronically alcoholized rats. Voprosy narkologii. 2017;(7):22-31. (In Russ.)]
  12. Bernal J. Thyroid hormone regulated genes in cerebral cortex development. J Endocrinol. 2017;232(2):R83-R97. doi: 10.1530/JOE-16-0424.
  13. Clive ML, Boks MP, Vinkers CH, et al. Discovery and replication of a peripheral tissue DNA methylation biosignature to augment a suicide prediction model. Clin Epigenetics. 2016;8:113. doi: 10.1186/s13148-016-0279-1.
  14. Dama M, Steiner M, Lieshout RV. Thyroid peroxidase autoantibodies and perinatal depression risk: A systematic review. J Affect Disord. 2016;198:108-121. doi: 10.1016/j.jad.2016.03.021.
  15. Gauthreaux C, Negron J, Castellanos D, et al. The association between pregnancy intendedness and experiencing symptoms of postpartum depression among new mothers in the United States, 2009 to 2011: A secondary analysis of PRAMS data. Medicine. 2017;96(6):e5851. doi: 10.1097/MD.0000000000005851.
  16. Gkikas D, Tsampoula M, Politis PK. Nuclear receptors in neural stem/progenitor cell homeostasis. Cell Mol Life Sci. 2017;74(22):4097-4120. doi: 10.1007/s00018-017-2571-4.
  17. Groeneweg S, Visser WE, Visser TJ. Disorder of thyroid hormone transport into the tissues. Best Pract Res Clin Endocrinol Metab. 2017;31(2):241-253. doi: 10.1016/j.beem.2017.05.001.
  18. Gothie JD, Demeneix B, Remaud S. Comparative approaches to understanding thyroid hormone regulation of neurogenesis. Mol Cell Endocrinol. 2017;459:104-115. doi: 10.1016/j.mce.2017.05.020.
  19. Heyer DB, Meredith RM. Environmental toxicology: Sensitive periods of development and neurodevelopmental disorders. Neurotoxicology. 2017;58:23-41. doi: 10.1016/j.neuro.2016.10.017.
  20. Kapoor R, Fanibunda SE, Desouza LA, et al. Perspectives on thyroid hormone action in adult neurogenesis. J Neurochem. 2015;133(5):599-616. doi: 10.1111/jnc.13093.
  21. Karpova IV, Bychkov ER, Marysheva VV, et al. Effects of Oxytocin on the Levels and Metabolism of Monoamines in the Brain of White Outbred Mice during Long-Term Social Isolation. Bull Exp Biol Med. 2017;163(6):714-717. doi: 10.1007/s10517-017-3887-7.
  22. Liu X, Agerbo E, Li J, et al. Depression and Anxiety in the Postpartum Period and Risk of Bipolar Disorder: A Danish Nationwide Register-Based Cohort Study. J Clin Psychiatry. 2017;78(5):e469-e476. doi: 10.4088/JCP.16m10970.
  23. Raymaekers SR, Darras VM. Thyroid hormones and learning-associated neuroplasticity. Gen Comp Endocrinol. 2017;247:26-33. doi: 10.1016/j.ygcen.2017.04.001.
  24. Santana J, Marzolo MP. The functions of Reelin in membrane trafficking and cytoskeletal dynamics: implications for neuronal migration, polarization and differentiation. Biochem J. 2017;474(18):3137-3165. doi: 10.1042/BCJ20160628.
  25. Tolcos M, Petratos S, Hirst JJ, et al. Blocked, delayed, or obstructed: What causes poor white matter development in intrauterine growth restricted infants? Prog Neurobiol. 2017;154:62-77. doi: 10.1016/j.pneurobio.2017.03.009.

Copyright (c) 2018 Kozyrko E.V., Glushakov R.I., Shabanov P.D.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».