actabiomedicaActa Biomedica ScientificaActa Biomedica Scientifica2541-94202587-9596Scientific Centre for Family Health and Human Reproduction Problems10.29413/ABS.2022-7.6.16actabiomedica-3893Research ArticleНЕВРОЛОГИЯ И НЕЙРОХИРУРГИЯNEUROLOGY AND NEUROSURGERYФакторы локальной конверсии йодтиронинов во взаимосвязи с показателями гормонального, биохимического и гематологического профилей крови у больных со стенозами позвоночного канала и дурального мешка на поясничном уровнеFactors of local conversion of iodothyronines correlate with indicators of hormonal, biochemical, and hematological profiles in patients with spinal canal and dural sac stenosis of the lumbar spinehttps://orcid.org/0000-0002-5080-9225РодионоваЛ. В.RodionovaL. V.

Родионова Любовь Викторовна – кандидат биологических наук, заведующая лабораторией клеточной патофизиологии и биохимии; доцент кафедры лучевой и клинической лабораторной диагностики  

664003, г. Иркутск, ул. Борцов Революции, 1, Россия 

664049, г. Иркутск, Юбилейный, 100, Россия 

Lyubov V. Rodionova – Cand. Sc. (Biol.), Head of the Laboratory of Cell Pathophysiology and Biochemistry; Associate Professor at the Department of X-Ray and Clinical Laboratory Diagnostics

Bortsov Revolyutsii str. 1,Irkutsk 664003, Russian Federation 

Yubileyniy 100, Irkutsk 664049, Russian Federation 

greidmacho@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4032-8575ЖивотенкоА. П.ZhivotenkoA. P.

Животенко Александр Петрович – научный сотрудник научно-клинического отдела нейрохирургии

664003, г. Иркутск, ул. Борцов Революции, 1, Россия 

Aleksandr P. Zhivotenko – Research Officer at the Clinical Research Department of Neurosurgery

Bortsov Revolyutsii str. 1,Irkutsk 664003, Russian Federation 

sivotenko1976@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4482-6130СамойловаЛ. Г.SamoilovaL. G.

Самойлова Лилия Григорьевна – младший научный сотрудник лаборатории клеточной патофизиологии и биохимии 

664003, г. Иркутск, ул. Борцов Революции, 1, Россия 

Liliya G. Samoilova – Junior Research Officer at the Laboratory of Cell Pathophysiology and Biochemistry

Bortsov Revolyutsii str. 1,Irkutsk 664003, Russian Federation 

popovalg@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6333-2860БархатовД. А.BarkhatovD. A.

Бархатов Дмитрий Александрович – младший научный сотрудник лаборатории клеточной патофизиологии и биохимии 

664003, г. Иркутск, ул. Борцов Революции, 1, Россия 

Dmitry A. Barkhatov – Junior Research Officer at the Laboratory of Cell Pathophysiology and Biochemistry 

Bortsov Revolyutsii str. 1,Irkutsk 664003, Russian Federation 

dimabiolog@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9159-9108ПушкаревА. С.PushkarevA. S.

Пушкарев Аркадий Сергеевич – младший научный сотрудник лаборатории клеточной патофизиологии и биохимии 

664003, г. Иркутск, ул. Борцов Революции, 1, Россия 

Arkady S. Pushkarev – Junior Research Officer at the Laboratory of Cell Pathophysiology and Biochemistry 

Bortsov Revolyutsii str. 1,Irkutsk 664003, Russian Federation 

hardmoster@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9189-3323ЛарионовС. Н.LarionovS. N.

Ларионов Сергей Николаевич – доктор медицинских наук, ведущий научный сотрудник научно-клинического отдела нейрохирургии

664003, г. Иркутск, ул. Борцов Революции, 1, Россия 

Sergey N. Larionov – Dr. Sc. (Med.), Leading Research Officer at the Clinical Research Department of Neurosurgery 

Bortsov Revolyutsii str. 1,Irkutsk 664003, Russian Federation 

snlar@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9167-637XПотаповВ. Э.PotapovV. E.

Потапов Виталий Энгельсович – кандидат медицинских наук, заведующий нейрохирургическим отделением, ведущий научный сотрудник научно-клинического отдела нейрохирургии 

664003, г. Иркутск, ул. Борцов Революции, 1, Россия 

Vitaly E. Potapov – Cand. Sc. (Med.), Head of the Neurosurgical Department, Leading Research Officer at the Clinical Research Department of Neurosurgery 

Bortsov Revolyutsii str. 1,Irkutsk 664003, Russian Federation 

pva454@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9008-6383СороковиковВ. А.SorokovikovV. A.

Сороковиков Владимир Алексеевич – доктор медицинских наук, профессор, директор;  заведующий кафедрой травматологии, ортопедии и нейрохирургии 

664003, г. Иркутск, ул. Борцов Революции, 1, Россия 

664049, г. Иркутск, Юбилейный, 100, Россия 

 

Vladimir A. Sorokovikov – Dr. Sc. (Med.), Professor, Director; Head of the Department of Traumatology, Orthopedics and Neurosurgery 

Bortsov Revolyutsii str. 1,Irkutsk 664003, Russian Federation

Yubileyniy 100, Irkutsk 664049, Russian Federation 

 

vasorokovikov@mail.ruФГБНУ «Иркутский научный центр хирургии и травматологии»; Иркутская государственная медицинская академия последипломного образования – филиал ФГБОУ ДПО «Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования» Минздрава РоссииIrkutsk Scientific Centre of Surgery and Traumatology; Irkutsk State Medical Academy of Postgraduate Education – Branch Campus of the Russian Medical Academy of Continuing Professional EducationФГБНУ «Иркутский научный центр хирургии и травматологии»Irkutsk Scientific Centre of Surgery and Traumatology20222912202276161173Copyright © Родионова Л.В., Животенко А.П., Самойлова Л.Г., Бархатов Д.А., Пушкарев А.С., Ларионов С.Н., Потапов В.Э., Сороковиков В.А., 20222022Родионова Л.В., Животенко А.П., Самойлова Л.Г., Бархатов Д.А., Пушкарев А.С., Ларионов С.Н., Потапов В.Э., Сороковиков В.А.Rodionova L.V., Zhivotenko A.P., Samoilova L.G., Barkhatov D.A., Pushkarev A.S., Larionov S.N., Potapov V.E., Sorokovikov V.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.actabiomedica.ru/jour/article/view/3893

Для выяснения механизмов патогенеза дегенеративно-дистрофических заболеваний позвоночника особенный интерес представляет поиск параметров организма, которые напрямую или опосредованно взаимосвязаны с ключевыми факторами периферической конверсии йодтиронинов очага патологии и составляют систему сетевых взаимодействий, отражаясь на показателях метаболизма на локальном и системном уровнях.Цель работы. Произвести поиск взаимосвязей локальных ключевых факторов периферической конверсии йодтиронинов Ligamentum flavum с показателями биохимического, гематологического и гормонального профилей крови пациентов со стенозирующими процессами позвоночного канала и дурального мешка на поясничном уровне позвоночника.Материалы и методы. Обследовано 33 пациента (15 мужчин, 18 женщин) со стенозирующими процессами позвоночного канала и дурального мешка на поясничном уровне (средний возраст 45,73 ± 1,95 года). В собранных во время оперативного лечения биоптатах Ligamentum flavum определяли экспрессию генов дейодиназ и других генов-кандидатов. В периферической крови определяли биохимические, гематологические и гормональные показатели. Полученный массив данных обрабатывали с целью выявления корреляционных связей между параметрами системного и локального метаболизма.Результаты. Обнаружены взаимосвязи дейодиназ с экспрессией GDF5, ММР1, ММР3 и TIMP1 в Ligamentum flavum (p < 0,05). Из гормонального профиля сыворотки крови наиболее значимыми показателями оказались тиреотропный гормон, свободный трийодтиронин и антитела к тиреопероксидазе. В биохимическом профиле совместно с экспрессией дейодиназ изменялись прямой билирубин, общий холестерин, холестерин липопротеинов высокой и низкой плотности, а также триглицериды. Коррелятивные связи с экспрессией дейодиназ выявлены для следующих гематологических аналитов цельной периферической крови: гемоглобин, средняя концентрация гемоглобина в эритроците, количество гранулоцитов, лимфоцитов, эозинофилов, моноцитов и палочкоядерных нейтрофилов, а также распределение эритроцитов по величине и тромбокрит. Полученные данные свидетельствуют о вовлечении факторов периферической конверсии в патогенетический процесс и дают информацию к размышлению для формирования нового взгляда на патогенез дегенеративно-дистрофических процессов в Ligamentum flavum пациентов со стенозирующими процессами позвоночного канала и дурального мешка поясничного отдела позвоночника.

In order to find out the mechanisms of pathogenesis of degenerative-dystrophic diseases of the spine, it is of particular interest to search for body parameters which are directly or indirectly interrelated with the key factors of peripheral conversion of nidus iodothyronines and constitute a system of network interactions, affecting metabolic indicators at the local and systemic level.The aim. To search for correlations of local key factors of peripheral conversion of Ligamentum flavum iodothyronines with indicators of biochemical, hematological and hormonal blood profiles of patients with stenosing processes of the spinal canal and dural sac in the lumbar spine.Materials and methods. 33 patients (15 males, 18 females) with stenosing processes of the spinal canal and dural sac in the lumbar spine were examined (mean age – 45.73 ± 1.95 years). The expression of deiodinase genes and other candidate genes was determined in Ligamentum flavum biopsies collected during surgical treatment. Biochemical, hematological and hormonal parameters were determined in peripheral blood. The resulting data array was processed in order to find correlations between the parameters of systemic and local metabolism.Results. The relationships of deiodinases with the expression of GDF5, MMP1, MMP3 and TIMP1 in Ligamentum flavum (p < 0.05) were found. Of the hormonal profile of the blood serum, the most significant indicators were thyreotropin, free triiodothyronine and thyroperoxidase antibodies. In the biochemical profile, levels of direct bilirubin, total cholesterol, HDL and LDL cholesterol and triglycerides changed along with the expression of deiodinases. Correlative relationships with the expression of deiodinases were found for the following hematological analytes of whole peripheral blood: hemoglobin, mean corpuscular hemoglobin concentration, numbers of granulocytes, lymphocytes, eosinophils, monocytes, band neutrophils, red cell distribution width and platelet crit. The data obtained indicate the involvement of peripheral conversion factors in the pathogenetic process and provide information to form a new view on the pathogenesis of degenerative-dystrophic processes in the Ligamentum flavum of patients with stenosing processes of the spinal canal and the dural sac in the lumbar spine.

стенозирующие процессы позвоночного каналапериферическая конверсиятироксинтрийодтирониндейодиназыLigamentum flavumлипидограммаэкспрессия геновspinal canal stenosisperipheral conversionthyroxinetriiodothyroninedeiodinasesLigamentum flavumlipid profilegene expressionРабота выполнена в рамках бюджетной темы ФГБНУ «Иркутский научный центр хирургии и травматологии» «Совершенствование методов диагностики, профилактики и лечения дегенеративно-дистрофических заболеваний позвоночника и таза на основе управления патофизиологическими механизмами в формировании патологии».ReferencesРодионова Л.В., Самойлова Л.Г., Невежина А.В., Шурыгина И.А. Экспрессия генов дейодиназ в интраоперационных образцах Ligamentum flavum пациентов со стенозирующими процессами позвоночного канала и дурального мешка на поясничном отделе позвоночника. Acta biomedica scientifica. 2019; 4(6): 20-25. doi: 10.29413/ABS.2019-4.6.3Rodionova LV, Samoilova LG, Nevezhina AV, Shurygina IA. Expression of deiodinase genes in intraoperative samples of Ligamentum flavum in patients with stenotic processes of the spinal canal and dural sac on the lumbar spine. Acta biomedica scientifica. 2019; 4(6): 20-25. (In Russ.). doi: 10.29413/ABS.2019-4.6.3Мохорт Е.Г. Роль селена в патогенезе йодной недостаточности. Белорусский медицинский журнал. 2003; 3: 88-94.Mokhort EG. The role of selenium in the pathogenesis of iodine deficiency. Medical Journal. 2003; 3: 88-94. (In Russ.).Родионова Л.В., Самойлова Л.Г., Богородская С.Л., Горохова В.Г., Сороковиков В.А. Исследование интраоперационных биоптатов Ligamentum flavum пациентов со стенозирующими процессами позвоночного канала методом полимеразной цепной реакции. Acta biomedica scientifica. 2020; 5(6): 144-150. doi: 10.29413/ABS.2020-5.6.16Rodionova LV, Samoilova LG, Bogorodskaya SL, Gorokhova VG, Sorokovikov VA. Molecular genetic studies of intraoperative Ligamentum flavum bioptates of patients with spinal canal stenosis. Acta biomedica scientifica. 2020; 5(6): 144-150. (In Russ.). doi: 10.29413/ABS.2020-5.6.16Родионова Л.В., Самойлова Л.Г., Шурыгина И.А., Скляренко О.В., Животенко А.П., Кошкарева З.В., и др. Особенности реакций ацетилирования у больных со стенозирующим процессом позвоночного канала и дурального мешка поясничного отдела позвоночника в зависимости от выраженности оссификации Ligamentum flavum. Патогенез. 2020; 18(3): 45-52. doi: 10.25557/2310-0435.2020.03.45-52Rodionova LV, Samoilova LG, Shurygina IA, Sklyarenko OV, Zhivotenko AP, Koshkareva ZV, et al. Characteristics of acetylation reactions in patients with stenosing process of the lumbar spinal canal and dural sac depending on severity of Ligamentum flavum ossification. Pathogenesis. 2020; 18(3): 45-52. (In Russ.). doi: 10.25557/2310-0435.2020.03.45-52National Center for Biotechnological Information. URL: https://ncbi.nlm.nih.gov [date of access: 09.10.2022].National Center for Biotechnological Information. URL: https://ncbi.nlm.nih.gov [date of access: 09.10.2022].Zhong ZM, Chen JT, Zhang Y, Zha DS, Lin ZS, Zhao CY, et al. Growth/differentiation factor-5 induces osteogenic differentiation of human Ligamentum flavum cells through activation of ERK1/2 and p38 MAPK. Cell Physiol Biochem. 2010; 26(2): 179-186. doi: 10.1159/000320526Zhong ZM, Chen JT, Zhang Y, Zha DS, Lin ZS, Zhao CY, et al. Growth/differentiation factor-5 induces osteogenic differentiation of human Ligamentum flavum cells through activation of ERK1/2 and p38 MAPK. Cell Physiol Biochem. 2010; 26(2): 179-186. doi: 10.1159/000320526Родионова Л.В., Самойлова Л.Г., Сороковиков В.А. Активность генов матричных металлопротеиназ и их ингибиторов в Ligamentum flavum пациентов со стенозирующими процессами позвоночного канала и дурального мешка. Acta biomedical scientifica. 2021; 6(6-2): 58-72. doi: 10.29413/ABS.2021-6.6-2.7Rodionova LV, Samoilova LG, Sorokovikov VA. Activity of genes of matrix metalloproteinases and their inhibitors in the Ligamentum flavum of patients with stenosing processes in spinal canal and dural sac. Acta biomedica scientifica. 2021; 6(6-2): 58-72. (In Russ.). doi: 10.29413/ABS.2021-6.6-2.7Hsu HT, Yue CT, Teng MS, Tzeng IS, Li TC, Tai PA, et al. Immuohistochemical score of matrix metalloproteinase-1 may indicate the severity of symptomatic cervical and lumbar disc degeneration. Spine J. 2020; 20(1): 124-137. doi: 10.1016/j.spinee.2019.08.004Hsu HT, Yue CT, Teng MS, Tzeng IS, Li TC, Tai PA, et al. Immuohistochemical score of matrix metalloproteinase-1 may indicate the severity of symptomatic cervical and lumbar disc degeneration. Spine J. 2020; 20(1): 124-137. doi: 10.1016/j.spinee.2019.08.004Cao J, Zucker S. Biology and chemistry of matrix metalloproteinases (MMPs). URL: http://www.abcam.com/index.html?pageconfig=resource&rid=11034 [date of access: 26.12.2011].Cao J, Zucker S. Biology and chemistry of matrix metalloproteinases (MMPs). URL: http://www.abcam.com/index.html?pageconfig=resource&rid=11034 [date of access: 26.12.2011].Xue M, March L, Sambrook PN, Jackson ChJ. Differential regulation of matrix metalloproteinase 2 and matrix metalloproteinase 9 by activated protein C relevance to inflammation in rheumatoid arthritis. Arthritis Rheumatism. 2007; 56(9): 2864-2874. doi: 10.1002/art.22844Xue M, March L, Sambrook PN, Jackson ChJ. Differential regulation of matrix metalloproteinase 2 and matrix metalloproteinase 9 by activated protein C relevance to inflammation in rheumatoid arthritis. Arthritis Rheumatism. 2007; 56(9): 2864-2874. doi: 10.1002/art.22844Fernandez CA, Butterfield C, Jackson G, Moses MA. Functional uncoupling of the enzymatic and angiogenic inhibitory activities of tissue inhibitor of metalloproteinase-2 (TIMP-2). J Biol Chemistry. 2003; 278(42): 40989-40995. doi: 10.1074/jbc.M306176200Fernandez CA, Butterfield C, Jackson G, Moses MA. Functional uncoupling of the enzymatic and angiogenic inhibitory activities of tissue inhibitor of metalloproteinase-2 (TIMP-2). J Biol Chemistry. 2003; 278(42): 40989-40995. doi: 10.1074/jbc.M306176200Ruf J, Carayon P. Structural and functional aspects of thyroid peroxidase. Arch Biochem Biophys. 2006; 445(2): 269-277. doi: 10.1016/j.abb.2005.06.023Ruf J, Carayon P. Structural and functional aspects of thyroid peroxidase. Arch Biochem Biophys. 2006; 445(2): 269-277. doi: 10.1016/j.abb.2005.06.023Буркутбаева М.М., Буркутбаева Л.М., Лебедева Е.Н. Механизмы действия неклассических гормонов щитовидной железы. Международный студенческий научный вестник. 2015; 2-3; URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=12262 [дата доступа: 06.10.2022].Burkutbaeva MM, Burkutbaeva LM, Lebedeva EN. Mechanisms of action of non-classical thyroid hormones. Mezhdunarodnyy studencheskiy nauchnyy vestnik. 2015; 2-3; URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=12262 [date of access: 06.10.2022]. (In Russ.).

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