Indicators of the cell cycle in the thyroid gland in rats when applying infusion of 0.9% solution of NaCl, lactoprotein with sorbitol or HAES-LX 5%

Abstract

The thyroid gland is an important organ that is involved in the regulation of homeostasis and adaptation in various pathological conditions. However, the question of the study of the proliferative activity of thyroid cells by flow cytometry is still poorly understood. Purpose of study: to investigate the indices of the cell cycle and DNA fragmentation of thyroid cells in rats against the background of infusion of 0.9% NaCl solution, lactoprotein with sorbitol or HAES-LX 5%. Experimental studies were performed on 90 white male rats weighing 160-180 g. Infusion of 0.9% NaCl solution, lactoprotein with sorbitol or HAES-LX 5% was performed in the inferior vena cava after its catheterization in aseptic conditions through the femoral vein. The infusions were performed once a day for the first 7 days. Trunk catheterization and decapitation of animals (after 1, 3, 7, 14, 21, and 30 days) were performed under propofol anesthesia (60 mg/kg i/v). Within the framework of the agreement on scientific cooperation between the Research Center of National Pirogov Memorial Medical University, Vinnytsya and the Department of Histology, Cytology and Embryology of the Odessa National Medical University (from 01/01/2018), DNA content in the nuclei of thyroid cells of rats was determined by flow DNA cytometry. Cell cycle analysis was performed using the software FloMax (Partec, Germany) in full digital accordance with the mathematical model, which determined: G0G1 - the percentage of cells of the phase G0G1 to all cells of the cell cycle (DNA content = 2c); S - the percentage of the phase of DNA synthesis to all cells of the cell cycle (DNA content > 2c and < 4c); G2+M - the percentage ratio of the G2+M phase to all cells in the cell cycle (DNA = 4c). Determination of DNA fragmentation (SUB-G0G1, apoptosis) was performed by isolating the RN2 region on DNA histograms before the G0G1 peak, indicating nuclei of cells with a DNA content < 2c. The statistical processing of the obtained results was carried out in the license package "STATISTICA 6.1" using nonparametric estimation methods. The data obtained showed a virtually identical pattern of rat cell cycle and DNA fragmentation of the thyroid gland cells at all study times against the use of 0.9% NaCl solution, lactoprotein with sorbitol or HAES-LX 5%. Thyroid cells in rats are predominantly in the inactive phase of DNA synthesis (G0G1) (90.32% - 91.88%), significantly fewer cells are in the G2+M phase (7.56% - 9.17%), and there is a small percentage of cells in the S-phase (DNA synthesis) (0.52% - 0.67%) and the SUB-G0G1 interval (DNA fragmentation, apoptosis) (2.23% - 2.81%). We can state that the activity of the main part of the thyroid gland is rather low without pathological irritation.

Щитоподібна залоза є важливим органом, який бере участь у регуляції гомеостазу та адаптації при різних патологічних станах. Однак, питання вивчення проліферативної активності клітин щитоподібної залози методом проточної ДНКцитометрії залишається маловивченим. Мета роботи: дослідити показники клітинного циклу та фрагментації ДНК клітин щитоподібної залози у щурів на фоні інфузії 0,9% розчину NaCl, лактопротеїну із сорбітолом або HAES-LX 5%. Експериментальні дослідження проведені на 90 білих щурах-самцях масою 160-180 г. Інфузію 0,9% розчину NaCl, лактопротеїну із сорбітолом або HAES-LX 5% проводили у нижню порожнисту вену після її катетеризації в асептичних умовах через стегнову вену. Інфузії виконували раз на добу на протязі перших 7 діб. Катетеризацію магістральних судин та декапітацію тварин (через 1, 3, 7, 14, 21 та 30 діб) здійснювали в умовах пропофолового наркозу (60 мг/кг в/в). У рамках угоди про наукову співпрацю між науково-дослідним центром Вінницького національного медичного університету ім. М.І.Пирогова та кафедрою гістології, цитології та ембріології Одеського національного медичного університету (від 01.01.2018), вміст ДНК в ядрах клітин щитоподібної залози щурів визначали методом проточної ДНК-цитометрії. Аналіз клітинного циклу виконували засобами програмного забезпечення FloMax (Partec, Німеччина) у повній цифровій відповідності згідно математичної моделі, де визначали: G0G1 - відсоткове співвідношення клітин фази G0G1 до всіх клітин клітинного циклу (вміст ДНК = 2c); S - відсоткове співвідношення фази синтезу ДНК до всіх клітин клітинного циклу (вміст ДНК > 2c та < 4c); G2+M - відсоткове співвідношення фази G2+M до всіх клітин клітинного циклу (ДНК = 4c). Визначення фрагментації ДНК (SUB-G0G1, апоптоз) було виконано шляхом виділення ділянки RN2 на ДНК-гістограмах перед піком G0G1, яка вказує на ядра клітин з вмістом ДНК < 2с. Cтатистична обробка отриманих результатів була проведена в ліцензійному пакеті "STATISTICA 6.1" із застосуванням непараметричних методів оцінки. Отримані дані засвідчили практично ідентичну картину показників клітинного циклу та фрагментації ДНК клітин щитоподібної залози щурів в усі терміни дослідження на фоні використання 0,9% розчину NaCl, лактопротеїну з сорбітолом або HAES-LX 5%. Клітини щитоподібної залози в щурів переважно знаходяться в неактивній фазі синтезу ДНК (G0G1) (90,32% - 91,88%), значно менша кількість клітин перебувають в фазі G2+M (7,56% - 9,17%), наявний незначний відсоток клітин в S-фазі (синтез ДНК) (0,52% - 0,67%) та показника інтервалу SUB-G0G1 (фрагментація ДНК, апоптоз) (2,23% - 2,81%). Можемо стверджувати про досить невисоку активність основної частини клітин щитоподібної залози без патологічного подразнення.

Щитовидная железа является важным органом, который принимает участие в регуляции гомеостаза и адаптации при различных патологических состояниях. Однако, вопрос изучения пролиферативной активности клеток щитовидной железы методом проточной ДНК-цитометрии остается малоизученным. Цель работы: исследовать показатели клеточного цикла и фрагментации ДНК клеток щитовидной железы у крыс на фоне инфузии 0,9% раствора NaCl, лактопротеина с сорбитолом или HAES-LX 5%. Экспериментальные исследования проведены на 90 белых крысах-самцах массой 160-180 г. Инфузию 0,9% раствора NaCl, лактопротеина с сорбитолом или HAES-LX 5% проводили в нижнюю полую вену после ее катетеризации в асептических условиях через бедренную вену. Инфузии выполняли раз в сутки в течение первых 7 дней. Катетеризацию магистральных сосудов и декапитацию животных (через 1, 3, 7, 14, 21 и 30 суток) осуществляли в условиях пропофолового наркоза (60 мг/кг в/в). В рамках соглашения о научном сотрудничестве между научноисследовательским центром Винницкого национального медицинского университета им. Н.И. Пирогова и кафедрой гистологии, цитологии и эмбриологии Одесского национального медицинского университета (от 01.01.2018), содержание ДНК в ядрах клеток щитовидной железы крыс определяли методом проточной ДНК-цитометрии. Анализ клеточного цикла выполняли средствами программного обеспечения FloMax (Partec, Германия) в полном цифровом соответствии согласно математической модели, где определялись: G0G1 - процентное соотношение клеток фазы G0G1 ко всем клеткам клеточного цикла (содержание ДНК = 2c); S - процентное соотношение фазы синтеза ДНК ко всем клеткам клеточного цикла (содержание ДНК>2c и <4c); G2+M - процентное соотношение фазы G2+M ко всем клеткам клеточного цикла (ДНК = 4c). Определение фрагментации ДНК (SUB-G0G1, апоптоз) было выполнено путем выделения участка RN2 на ДНК-гистограммах перед пиком G0G1, указывающая на ядра клеток с содержанием ДНК < 2с. Статистическая обработка полученных результатов была проведена в лицензионном пакете "STATISTICA 6.1" с применением непараметрических методов оценки. Полученные данные показали практически идентичную картину показателей клеточного цикла и фрагментации ДНК клеток щитовидной железы крыс во все сроки исследования на фоне использования 0,9% раствора NaCl, лактопротеина с сорбитолом или HAES-LX 5%. Клетки щитовидной железы у крыс преимущественно находятся в неактивную фазу синтеза ДНК (G0G1) (90,32% - 91,88%), значительно меньшее количество клеток находятся в фазе G2+M (7,56% - 9,17%), имеется незначительный процент клеток в S-фазе (синтез ДНК) (0,52% - 0,67%) и показателя интервала SUB-G0G1 (фрагментация ДНК, апоптоз) (2,23% - 2,81%). Можем утверждать о достаточно невысокой активности основной части клеток щитовидной железы без патологического раздражения.