Влияние тиреоидных гормонов in vitro на функциональное состояние клеток гранулезы коров

Любые дисфункции щитовидной железы обусловливают аномальные изменения в работе репродуктивной системы, в первую очередь яичников. Поэтому представляется актуальным вопрос о возможном непосредственном влиянии тиреоидных гормонов на овариальную функцию коров путем модуляции функционального состояния или функциональной активности гранулезных клеток.

Цель: изучить in vitro влияние тироксина и трийодтиронина на пролиферативную и стероидогенную активность, а также апоптотические изменения клеток гранулезы коров.

Материалы и методы. Клетки гранулезы выделяли из фолликулов диаметром 1-5 мм и предварительно культивировали в течение двух суток в среде, содержащей 10 % сыворотки. Затем клетки помещали в среду без сыворотки, содержащую тироксин (25-200 нг/мл) или трийодтиронин (0,5-4,0 нг/мл), и инкубировали в течение следующих 48 ч. После культивирования определяли содержание эстрадиола- 17β и прогестерона в средах методом ИФА. Пролиферативную активность и апоптотические изменения в клетках оценивали методом иммуноцитохимического анализа по уровню экспрессии ядерного антигена пролиферирующих клеток PCNA и проапоптотического белка Bax, соответственно.

Результаты. Обнаружено, что доля клеток с позитивной реакцией на PCNA возрастает в 1,1 раза (P<0,01) по сравнению с таковой в контроле при концентрации трийодтиронина 1 нг/мл и не изменяется при ее дальнейшем повышении до 4 нг/мл. Кроме того, внесение в среду трийодтиронина в концентрации 1 нг/мл приводило к снижению относительного числа Bax-позитивных клеток с 25,6 ± 0,3 % до 23,3 ± 0,6 % (P<0,01). Дальнейшее увеличение этой концентрации до 4 нг/мл усиливало наблюдаемый антиапоптотический эффект в 1,1 раза (P<0,05). Характер влияния тироксина на пролиферативную активность и апоптотические изменения клеток гранулезы в культуре был аналогичен таковому для трийодтиронина. При этом ростостимулирующий и антиапоптотический эффекты тироксина достигались при концентрации 50-200 нг/мл. В то же время оба тиреоидных гормона не влияли на секрецию клетками эстрадиола-17β или прогестерона.

Заключение. Таким образом, тироксин и трийодтиронин могут стимулировать in vitro пролиферацию клеток гранулезы коров, а также ингибировать экспрессию проапоптотического белка Bax в этих клетках, что не связано с регуляцией продукции овариальных стероидных гормонов. В целом полученные данные предполагают, что тиреоидные гормоны в физиологических концентрациях способны оказывать регуляторное действие на рост и атрезию малых антральных фолликулов коров и, следовательно, непосредственно модулировать активность яичников.

1. Krassas G. E. Thyroid function and human reproductive health / G. E. Krassas, K. Poppe, D. Glinoer // Endocr. Rev. – 2010. – V. 31. – P. 702-755. doi: 10.1210/er.2009-0041

2. Mullur R. Thyroid hormone regulation of metabolism / R. Mullur, Y. Y. Liu, G.A. Brent // Physiol. Rev. – 2014. – V. 94. – P. 355-382. doi: 10.1152/physrev.00030.2013

3. Webster J. R. Role of the thyroid gland in seasonal reproduction. II. Thyroxine allows a season-specific suppression of gonadotropin secretion in sheep / J. R. Webster, S. M. Moenter, C. J. Woodfill, F. J. Karsch // Endocrinology. – 1991. – V. 129. – P. 176-183. doi: 10.1210/endo-129-1-176

4. Aghajanova L. Receptors for thyroid-stimulating hormone and thyroid hormones in human ovarian tissue / L. Aghajanova, M. Lindeberg, I. B. Carlsson et al. // Reprod. Biomed. Online. – 2009. – V. 18. – P. 337-347. doi: 10.1016/s1472-6483(10)60091-0

5. Wakim N. G. Triiodothyronine receptors in porcine granulosa cells / N.G. Wakim, N. Ramani, C. V. Rao // Am. J. Obstet. Gynecol. – 1987. – V. 156. – P. 237-240. doi: 10.1016/0002-9378(87)90244-4

6. Costa N. N. Effect of triiodothyronine on developmental competence of bovine oocytes / N. N. Costa, M. S. Cordeiro, T. V. Silva et al. // Theriogenology. – 2013. – V. 80. – P. 295-301. doi: 10.1016/j.theriogenology.2013.04.011

7. Cai Y. Y. Serum and follicular fluid thyroid hormone levels and assisted reproductive technology outcomes / Y. Y. Cai, N. Lin, L.P. Zhong et al. // Reprod. Biol. Endocrinol. – 2019. – V. 17. – P. 90. doi: 10.1186/s12958-019-0529-0.

8. Ashkar F. A. Thyroid hormone concentrations in systemic circulation and ovarian follicular fluid of cows / F. A. Ashkar, P. M. Bartlewski, J. Singh, et al. // Exp. Biol. Med (Maywood). – 2010. – V. 235. – P. 215-221. doi: 10.1258/ebm.2009.009185

9. Zhang C. Interactions of thyroid hormone and FSH in the regulation of rat granulosa cell apoptosis / C. Zhang, G. Xia, B.K. Tsang // Front. Biosci. (Elite Ed). – 2011. – V. 3. – P. 1401-1413. doi: 10.2741/E342

10. Asahara, S. Thyroid hormone synergizes with follicle stimulating hormone to inhibit apoptosis in porcine granulosa cells selectively from small follicles / S. Asahara, A. Sato, A. Aljonaid, T. Maruo // Kobe J. Med. Sci. – 2003. – V. 49. – P. 107-116.

11. Spicer L. J. Effects of thyroid hormones on bovine granulosa and thecal cell function in vitro: dependence on insulin and gonadotropins / L. J. Spicer, J. Alonso, C. S. Chamberlain // J. Dairy. Sci. – 2001. – V. 84. – P. 1069-1076. doi: 10.3168/jds.S0022-0302(01)74567-5

12. Cecconi S. Thyroid hormone effects on mouse oocyte maturation and granulosa cell aromatase activity / S. Cecconi, N. Rucci, M. L. Scaldaferri et al. // Endocrinology. – 1999. – V. 140. – P. 1783-1788. doi: 10.1210/endo.140.4.6635

13. Kafi M. Relationships between thyroid hormones and serum energy metabolites with different patterns of postpartum luteal activity in high-producing dairy cows / M. Kafi, A. Tamadon, M. Saeb et al. // Animal. – 2012. – V. 6. – P. 1253-1260. doi: 10.1017/S1751731112000043

14. Митяшова О. С. Липидный обмен и тиреоидный статус у коров-первотелок с разным функциональным состоянием яичников / О. С. Митяшова, А. А. Соломахин, Н. В. Боголюбова и др. // Достижения науки и техники АПК. – 2020. – Т. 34. – № 2. – С. 69-74. doi: 10.24411/0235-2451-2020-10215

15. Quirk S. M. Ovarian follicular growth and atresia: the relationship between cell proliferation and survival / S. M. Quirk, R. G. Cowan, R. M. Harman et al. // J. Anim. Sci. – 2004. – V. 82. – E-Suppl. – P. E40-E52. doi: 10.2527/2004.8213_supplE40x

16. Verga Falzacappa C. Thyroid hormones induce cell proliferation and survival in ovarian granulosa cells COV434 / C. Verga Falzacappa, C. Mangialardo, V. Patriarca et al. // J. Cell. Physiol. – 2009. – V. 221. – P. 242-253. doi: 10.1002/jcp.21849

17. Canipari, R. Thyroid hormones act as mitogenic and pro survival factors in rat ovarian follicles / R. Canipari, C. Mangialardo, V. Di Paolo et al. // J. Endocrinol. Invest. – 2019. – V. 42. – P. 271-282. doi: 10.1007/s40618-018-0912-2

18. Di Paolo, V. Thyroid hormones T3 and T4 regulate human luteinized granulosa cells, counteracting apoptosis and promoting cell survival / V. Di Paolo, C. Mangialardo, C. Zacà et al. // J. Endocrinol. Invest. – 2020. – V. 43. – P. 821-831. doi: 10.1007/s40618-019-01169-5