cardiotomskСибирский журнал клинической и экспериментальной медициныSiberian Journal of Clinical and Experimental Medicine2713-29272713-265XTSU publishing10.29001/2073-8552-2024-39-3-156-163cardiotomsk-2437Research ArticleЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯEXPERIMENTAL STUDIESИзменение электрических показателей сердца в экспериментальной модели роста злокачественной опухоли на фоне гипертиреозаChanges in electrical parameters of the heart in an experimental model of malignant tumor growth during of hyperthyroidismhttps://orcid.org/0000-0003-3618-6890ФранциянцЕ. М.FrantsiyantsE. M.

Франциянц Елена Михайловна, д-р биол. наук, профессор, заме- ститель генерального директора по науке

344037, Ростов-на-Дону, 14 линия, 63

Elena M. Frantsiyants, Dr. Sci. (Biol.), Professor, Deputy General Director for Science

63, 14 line, Rostov-on-Don, 344037

 

super.gormon@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3972-2452КаплиеваИ. В.KaplievaI. V.

Каплиева Ирина Викторовна, д-р мед. наук, заведующий лабораторией изучения патогенеза злокачественных опухолей

344037, Ростов-на-Дону, 14 линия, 63

Irina V. Kaplieva, Dr. Sci. (Med.), Head of Laboratory of Malignant Tumor Pathogenesis Study

63, 14 line, Rostov-on-Don, 344037

kaplirina@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9616-8996ШейкоЕ. А.SheikoE. A.

Шейко Елена Александровна, канд. биол. наук, младший научный сотрудник, лаборатория изучения патогенеза злокачественных опухолей

344037, Ростов-на-Дону, 14 линия, 63

Elena A. Sheiko, Cand. Sci. (Biol.), Junior Research Scientist, Laboratory of Malignant Tumor Pathogenesis Study

63, 14 line, Rostov-on-Don, 344037

esheiko@inbox.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4318-7587СуриковаЕ. И.SurikovaE. I.

Сурикова Екатерина Игоревна, канд. биол. наук, старший научный сотрудник, лаборатория изучения патогенеза злокачественных опухолей

344037, Ростов-на-Дону, 14 линия, 63

Ekaterina I. Surikova, Cand. Sci. (Biol.), Senior Research Scientist, Laboratory of Malignant Tumor Pathogenesis Study

63, 14 line, Rostov-on-Don, 344037

 

sunsur2000@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3376-9214ВасильеваЕ. О.VasilevaE. O.

Васильева Екатерина Олеговна, врач-радиотерапевт, отделение радиотерапии № 1

344037, Ростов-на-Дону, 14 линия, 63

Ekaterina O. Vasileva, Radiotherapist, Department of Radiotherapy No. 1

63, 14 line, Rostov-on-Don, 344037

vasilevaeo27@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7395-3086НескубинаИ. В.NeskubinaI. V.

Нескубина Ирина Валерьевна, д-р биол. наук, старший научный сотрудник, лаборатория изучения патогенеза злокачественных опухолей

344037, Ростов-на-Дону, 14 линия, 63

Irina V Neskubina, Dr. Sci. (Biol.), Senior Research Scientist, Laboratory of Malignant Tumor Pathogenesis Study

63, 14 line, Rostov-on-Don, 344037

 

neskubina.irina@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9426-9662ГусареваМ. А.GusarevaM. A.

Гусарева Марина Александровна, канд. мед. наук, заведующий отделением радиологии, врач-радиотерапевт

344037, Ростов-на-Дону, 14 линия, 63

Marina A. Gusareva, Cand. Sci. (Med.), Head of the Department of Radiology

63, 14 line, Rostov-on-Don, 344037

super.gormon@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4644-5171БыкадороваО. В.BykadorovaO. V.

Быкадорова Оксана Владимировна, врач функциональной диагностики, клинико-диагностическое отделение

344037, Ростов-на-Дону, 14 линия, 63

Oksana V. Bykadorova, Functional Diagnostics Doctor, Clinical and Diagnostic Department

63, 14 line, Rostov-on-Don, 344037

ksy1989@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9749-2747ТрепитакиЛ. К.TrepitakiL. K.

Трепитаки Лидия Константиновна, канд. биол. наук, научный сотрудник, лаборатория изучения патогенеза злокачественных опухолей

344037, Ростов-на-Дону, 14 линия, 63

Lidia K. Trepitaki, Cand. Sci. (Biol.), Research Scientist, Laboratory of Malignant Tumor Pathogenesis Study

63, 14 line, Rostov-on-Don, 344037

legolab69@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3711-8155ЧеряринаН. Д.CheryarinaN. D.

Черярина Наталья Дмитриевна, врач-лаборант, лаборатория изучения патогенеза злокачественных опухолей

344037, Ростов-на-Дону, 14 линия, 63

Natalia D. Cheryarina, Laboratory Assistant, Laboratory of Malignant Tumor Pathogenesis Study

63, 14 line, Rostov-on-Don, 344037

scalolas.92@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9902-0487СердюковаЕ. В.SerdyukovaE. V.

Сердюкова Елизавета Владимировна, врач функциональной диагностики, клинико-диагностическое отделение

344037, Ростов-на-Дону, 14 линия, 63

Elizaveta V. Serdyukova, Functional Diagnostics Doctor, Clinical and Diagnostic Department

63, 14 line, Rostov-on-Don, 344037

Lizagav.08.11@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7017-3781ВерескуноваА. А.VereskunovaA. A.

Верескунова Александра Алексеевна, студент

344022, Ростов-на-Дону, пер. Нахичеванский, 29

Alexandra A. Vereskunova, Student

29, Nahichevanskij str., Rostov-on-Don, 344022

super.gormon@ya.ruНациональный медицинский исследовательский центр онкологии Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ НМИЦ онкологии Минздрава России)РоссияNational Medical Research Centre for Oncology of the Ministry of Health of the Russian Federation (FSBI NMRC for Oncology)Russian FederationРостовский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО РостГМУ Минздрава России)Russian FederationRostov State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation (Rostov State Medical University)Russian Federation202402102024393156163Copyright © Франциянц Е.М., Каплиева И.В., Шейко Е.А., Сурикова Е.И., Васильева Е.О., Нескубина И.В., Гусарева М.А., Быкадорова О.В., Трепитаки Л.К., Черярина Н.Д., Сердюкова Е.В., Верескунова А.А., 20242024Франциянц Е.М., Каплиева И.В., Шейко Е.А., Сурикова Е.И., Васильева Е.О., Нескубина И.В., Гусарева М.А., Быкадорова О.В., Трепитаки Л.К., Черярина Н.Д., Сердюкова Е.В., Верескунова А.А.Frantsiyants E.M., Kaplieva I.V., Sheiko E.A., Surikova E.I., Vasileva E.O., Neskubina I.V., Gusareva M.A., Bykadorova O.V., Trepitaki L.K., Cheryarina N.D., Serdyukova E.V., Vereskunova A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.sibjcem.ru/jour/article/view/2437

Экспериментальные и клинические исследования демонстрируют возможность модуляции развития злокачественных опухолей при тиреоидном дисбалансе, в частности при гипертиреозе, который негативно влияет на электрофизиологию сердца. В экспериментальной модели роста опухоли на фоне гипертиреоза показана активация опухолевого процесса.

Цель

Цель: изучить электрофизиологические параметры сердца мышей на начальных этапах роста перевивной опухоли в условиях гипертиреоза.

Материал и методы

Материал и методы. На самках мышей линии С57BL/6 (n = 20) создавали модель роста меланомы В16/F10 в условиях гипертиреоза, который индуцировали ежедневным введением лиотиронина натрия (Т3) внутрибрюшинно длительно и подтверждали определением в крови содержания тиреотропного гормона и трийодтиронина радиоиммунным методом. На 5-е сут введения Т3 перевивали меланому. Электрокардиограмму (ЭКГ) регистрировали неинвазивно (ecgTUNNEL, ПО ecgAVG, emka TECHNOLOGIES, Франция) на 1-е и 3-и сут введения Т3, в группах с опухолью – на 6-е сут после ее перевивки.

Результаты

Результаты. Выявлены патологические изменения: в группе с гипертиреозом – нерегулярность ритма, снижение амплитуды Р, Т ниже изолинии, расширение QRS. На 3-и сут отмечена гибель одной мыши вследствие крупноочагового инфаркта миокарда; в группе с меланомой зарегистрирована только синусовая аритмия и снижение частоты сердечных сокращений (ЧСС); в группе с сочетанием патологий – практически нормальная ЭКГ за исключением роста амплитуды P и небольшого увеличения QRS.

Заключение

Заключение. Уже на ранних этапах гипертиреоза или роста опухоли происходило нарушение процессов деполяризации / реполяризации миокарда, способное вызвать даже гибель животного. При коморбидности большинство показателей ЭКГ нормализовалось, что говорит о включении компенсаторных механизмов при взаимодействии патологий. Результаты демонстрируют необходимость более глубокого изучения механизмов взаимодействия нескольких одновременно существующих в организме патологий.

Experimental and clinical studies demonstrate the possibility of modulating the development of malignant tumors in thyroid imbalance, in particular hyperthyroidism, which negatively affects the electrophysiology of the heart. In an experimental model of tumor growth during of hyperthyroidism, activation of the tumor was shown.

Aim

Aim: To study electrophysiological parameters of the mouse heart at the initial stages of transplantable tumor growth during of hyperthyroidism.

Material and Methods

Material and Methods. In female mice of the C57BL/6 line (n = 20) was created a model of melanoma B16/F10 growth during of hyperthyroidism, which was induced by daily intraperitoneal administration of liothyronine sodium (T3) for a long time and confirmed by determining the content of thyroid-stimulating hormone and triiodothyronine in the blood using the radioimmune method. On the 5th day of T3 administration, the melanoma was transplanted. ECG was recorded non-invasively (ecgTUN- NEL, ecgAVG software, emka TECHNOLOGIES, France) on the 1st and 3rd days of T3 administration, in groups with a tumor – on the 6th day after its transplantation.

Results

Results. Pathological changes were revealed: in the group with hyperthyroidism – rhythm irregularity, decrease the amplitude of P and T below the isoline, widening of the QRS, on the 3rd day – the death of 1 mouse was noted due to large-focal myocardial infarction; in the group with melanoma – only sinus arrhythmia and decreased heart rate; in the group with a combination of pathologies – an almost normal ECG, with the exception of an increase in P amplitude and a slight increase in QRS.

Conclusion

Conclusion. Already in the early stages of hyperthyroidism or tumor growth, there was a violation of myocardial depolarization/ repolarization processes, capable of causing even death of the animal. In case of comorbidity, the majority of ECG parameters normalized, indicating the inclusion of compensatory mechanisms in the interaction of pathologies. The results demonstrate the need for a deeper study of the mechanisms of interaction of several simultaneously existing pathologies in the body.

злокачественная опухольгипертиреозкоморбидная патологияэлектрофизиология сердцаэлектрокардиографиямышиэкспериментальная модельmalignant tumorhyperthyroidismcomorbid pathologycardiac electrophysiologyelectrocardiographymiceexperimental modelРабота выполнена в рамках плановой НИР за счет средств федерального бюджета, выделяемых на выполнение Государственного заданияThe work was carried out within the framework of planned research work at the expense of federal budget funds allocated for the implementation of the State assignmentReferencesGauthier B.R., Sola-García A., Cáliz-Molina M.Á., Lorenzo P.I., Cobo-Vuilleumier N., Capilla-González V. et al. Thyroid hormones in diabetes, cancer, and aging. Aging Cell. 2020;19(11):e13260. DOI: 10.1111/acel.13260.Gauthier B.R., Sola-García A., Cáliz-Molina M.Á., Lorenzo P.I., Cobo-Vuilleumier N., Capilla-González V. et al. Thyroid hormones in diabetes, cancer, and aging. Aging Cell. 2020;19(11):e13260. DOI: 10.1111/acel.13260.Razvi S., Jabbar A., Pingitore A., Danzi S., Biondi B., Klein I. et al. Thyroid hormones and cardiovascular function and diseases. J. Am. Coll. Cardiol. 2018;71(16):1781–1796. DOI: 10.1016/j.jacc.2018.02.045.Razvi S., Jabbar A., Pingitore A., Danzi S., Biondi B., Klein I. et al. Thyroid hormones and cardiovascular function and diseases. J. Am. Coll. Cardiol. 2018;71(16):1781–1796. DOI: 10.1016/j.jacc.2018.02.045.Чаулин А.М., Григорьева Ю.В. Современные представления о сердечно-сосудистых эффектах гипо- и гипертиреоза. Современные проблемы науки и образование. Сетевое издание. 2021;(6). DOI: 10.17513/spno.31202.Chaulin A.M., Grigoreva Yu.V. Modern ideas about the cardiovascular effects of hypo – and hyperthyroidism. Modern problems of science and education. Online Publishing. 2021;(6). (In Russ.). DOI: 10.17513/spno.31202.Krashin E., Piekiełko-Witkowska A., Ellis M., Ashur-Fabian O. Thyroid hormones and cancer: A comprehensive review of preclinical and clinical studies. Front. Endocrinol. (Lausanne). 2019;10:59. DOI: 10.3389/fendo.2019.00059.Krashin E., Piekiełko-Witkowska A., Ellis M., Ashur-Fabian O. Thyroid hormones and cancer: A comprehensive review of preclinical and clinical studies. Front. Endocrinol. (Lausanne). 2019;10:59. DOI: 10.3389/fendo.2019.00059.Кит О.И., Каплиева И.В., Франциянц Е.М., Трепитаки Л.К., Погорелова Ю.А. Особенности тиреоидного статуса при экспериментальном метастазировании в печень. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2016;(11):53–58. URL: https://www.nogr.org/jour/article/view/324/324 (19.08.2024).Kit O.I., Kaplieva I.V., Frantsiyants E.M., Trepitaki L.K., Pogorelova Yu.A. Characteristics of thyroid status in experimental liver metastasis. Experimental and Clinical Gastroenterology. 2016;(11):53–58. (In Russ.). URL: https://www.nogr.org/jour/article/view/324/324 (19.08.2024).Goemann I.M., Romitti M., Meyer E.L.S., Wajner S.M., Maia A.L. Role of thyroid hormones in the neoplastic process: an overview. Endocr. Relat. Cancer. 2017;24(11):R367–R385. DOI: 10.1530/ERC-17-0192.Goemann I.M., Romitti M., Meyer E.L.S., Wajner S.M., Maia A.L. Role of thyroid hormones in the neoplastic process: an overview. Endocr. Relat. Cancer. 2017;24(11):R367–R385. DOI: 10.1530/ERC-17-0192.Reddy V., Taha W., Kundumadam S., Khan M. Atrial fibrillation and hyperthyroidism: A literature review. Indian Heart J. 2017;69(4):545–550. DOI: 10.1016/j.ihj.2017.07.004.Reddy V., Taha W., Kundumadam S., Khan M. Atrial fibrillation and hyperthyroidism: A literature review. Indian Heart J. 2017;69(4):545–550. DOI: 10.1016/j.ihj.2017.07.004.Locati E.T., Bagliani G., Padeletti L. Normal ventricular repolarization and QT interval: Ionic background, modifiers, and measurements. Card. Electrophysiol. Clin. 2017;9(3):487–513. DOI: 10.1016/j.ccep.2017.05.007.Locati E.T., Bagliani G., Padeletti L. Normal ventricular repolarization and QT interval: Ionic background, modifiers, and measurements. Card. Electrophysiol. Clin. 2017;9(3):487–513. DOI: 10.1016/j.ccep.2017.05.007.Овсепян А.А., Панченков Д.Н., Прохорчук Е.Б., Телегин Г.Б., Жигалова Н.А., Голубев Е.П. и др. Моделирование инфаркта миокарда на мышах: методология, мониторинг, патоморфология. Acta Naturae. 2011;3(1):107–115. DOI: 10.32607/20758251-2011-3-1-107-115.Ovsepyan A.A., Panchenkov D.N., Prokhortchouk E.B., Telegin G.B., Zhigalova N.A., Golubev E.P. et al. Modeling myocardial infarction in mice: methodology, monitoring, pathomorphology. Acta Naturae. 2011;3(1):107– 115. (In Russ., In Engl.). DOI: 10.32607/20758251-2011-3-1-107-115.Nakamura M., Sadoshima J. Mechanisms of physiological and pathological cardiac hypertrophy. Nat. Rev. Cardiol. 2018;15(7):387–407. DOI: 10.1038/s41569-018-0007-y.Nakamura M., Sadoshima J. Mechanisms of physiological and pathological cardiac hypertrophy. Nat. Rev. Cardiol. 2018;15(7):387–407. DOI: 10.1038/s41569-018-0007-y.Джуманиязова И.Х., Смирнова О.В. Влияние тиреоидных гормонов на электрические и механические параметры сердца. Физиология человека. 2020;46(5):115–125. DOI: 10.31857/S0131164620050045.Dzhumaniiazova I.K., Smirnova O.V. Effects of thyroid hormones on electrical and mechanical parameters of the heart. Human Physiology. 2020;46(5):115–125. (In Russ.). DOI: 10.31857/S0131164620050045.Takawale A., Aguilar M., Bouchrit Y., Hiram R. Mechanisms and management of thyroid disease and atrial fibrillation: Impact of atrial electrical remodeling and cardiac fibrosis. Cells. 2022;11(24):4047. DOI: 10.3390/cells11244047.Takawale A., Aguilar M., Bouchrit Y., Hiram R. Mechanisms and management of thyroid disease and atrial fibrillation: Impact of atrial electrical remodeling and cardiac fibrosis. Cells. 2022;11(24):4047. DOI: 10.3390/cells11244047.Go M.T., George A.M., Tahsin B., Fogelfeld L. Tachycardia in hyperthyroidism: Not so common. PLoS One. 2022;17(9):e0273724. DOI: 10.1371/journal.pone.0273724.Go M.T., George A.M., Tahsin B., Fogelfeld L. Tachycardia in hyperthyroidism: Not so common. PLoS One. 2022;17(9):e0273724. DOI: 10.1371/journal.pone.0273724.McDermott M.T. Hyperthyroidism. Ann. Intern. Med. 2020;172(7):ITC49– ITC64. DOI: 10.7326/AITC202004070.McDermott M.T. Hyperthyroidism. Ann. Intern. Med. 2020;172(7):ITC49– ITC64. DOI: 10.7326/AITC202004070.Davis P.J., Leonard J.L., Lin H.Y., Leinung M., Mousa S.A. Molecular basis of nongenomic actions of thyroid hormone. Vitam. Horm. 2018;106:67–96. DOI: 10.1016/bs.vh.2017.06.001.Davis P.J., Leonard J.L., Lin H.Y., Leinung M., Mousa S.A. Molecular basis of nongenomic actions of thyroid hormone. Vitam. Horm. 2018;106:67–96. DOI: 10.1016/bs.vh.2017.06.001.Meijers W.C., Maglione M., Bakker S.J.L., Oberhuber R., Kieneker L.M., de Jong S. et al. Heart failure stimulates tumor growth by circulating factors. Circulation. 2018;138(7):678–691. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.117.030816.Meijers W.C., Maglione M., Bakker S.J.L., Oberhuber R., Kieneker L.M., de Jong S. et al. Heart failure stimulates tumor growth by circulating factors. Circulation. 2018;138(7):678–691. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.117.030816.Awwad L., Aronheim A. Cardiac dysfunction promotes cancer progression via multiple secreted factors. Cancer Res. 2022;82(9):1753–1761. DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-21-2463.Awwad L., Aronheim A. Cardiac dysfunction promotes cancer progression via multiple secreted factors. Cancer Res. 2022;82(9):1753–1761. DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-21-2463.Avraham S., Abu-Sharki S., Shofti R., Haas T., Korin B., Kalfon R. et al. Early cardiac remodeling promotes tumor growth and metastasis. Circulation. 2020;142(7):670–683. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.120.046471.Avraham S., Abu-Sharki S., Shofti R., Haas T., Korin B., Kalfon R. et al. Early cardiac remodeling promotes tumor growth and metastasis. Circulation. 2020;142(7):670–683. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.120.046471.Achlaug L., Awwad L., Langier Goncalves I., Goldenberg T., Aronheim A. Tumor growth ameliorates cardiac dysfunction and suppresses fibrosis in a mouse model for duchenne muscular dystrophy. Int. J. Mol. Sci. 2023;24(16):12595. DOI: 10.3390/ijms241612595.Achlaug L., Awwad L., Langier Goncalves I., Goldenberg T., Aronheim A. Tumor growth ameliorates cardiac dysfunction and suppresses fibrosis in a mouse model for duchenne muscular dystrophy. Int. J. Mol. Sci. 2023;24(16):12595. DOI: 10.3390/ijms241612595.Da Silva I.B., Gomes D.A., Alenina N., Bader M., Dos Santos R.A., Barreto-Chaves M.L.M. Cardioprotective effect of thyroid hormone is mediated by AT2 receptor and involves nitric oxide production via Akt activation in mice. Heart Vessels. 2018;33(6):671–681. DOI: 10.1007/s00380-017-1101-5.Da Silva I.B., Gomes D.A., Alenina N., Bader M., Dos Santos R.A., Barreto-Chaves M.L.M. Cardioprotective effect of thyroid hormone is mediated by AT2 receptor and involves nitric oxide production via Akt activation in mice. Heart Vessels. 2018;33(6):671–681. DOI: 10.1007/s00380-017-1101-5.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.