Международный эндокринологический журнал Том 20, №6, 2024

Актуальність. Порушення цілісності гістогематичних бар’єрів (гематоенцефалічного, гематотестикулярного, гематоофтальмічного, гематолабіринтного, гематотиреоїдного) призводить до автоімунного ураження органів. Одним із проявів такого ушкодження щитоподібної залози є автоімунний тиреоїдит (АІТ), структурні та кількісні зміни якого можна інформативно точніше оцінити методами поляризаційної біомедичної оптики. Мета: обґрунтувати можливості застосування методів поляризаційної біомедичної оптики в діагностиці автоімунного тиреоїдиту на основі застосування патофізіологічного аналізу порушень цілісності гематотиреоїдного бар’єра. Матеріали та методи. Досліджувалися дві групи: контрольна група 1 — здорові донори (51 пацієнт), дослідна група 2 — хворі з АІТ (51 пацієнт). Використані інструментальні лазерні методи: поляризаційний, інтерференційний, мультифрактальний. Кількісно визначали статистичні параметри мап еліптичності поляризації, еліптичності поляризації фазових та мультифрактальних спектрів цифрових мікроскопічних зображень нативних гістологічних зрізів біопсії щитоподібної залози хворих на АІТ: середню, дисперсію, асиметрію, ексцес. Вірогідність відмінностей порівняно з контролем, прийнятим за 100 %, оцінювали за допомогою параметричного критерію Стьюдента (р < 0,05). Результати. Виявлено вірогідне зростання середньої та дисперсії за гальмування асиметрії та ексцесу еліптичності поляризації, вірогідне збільшення середньої та дисперсії за зниження асиметрії та ексцесу еліптичності поляризації фазових цифрових мікроскопічних зображень нативних гістологічних зрізів. Показано вірогідне зростання дисперсії та зниження асиметрії й ексцесу мультифрактальних спектрів мап еліптичності поляризації цифрових мікроскопічних зображень нативних гістологічних зрізів. Висновки. Виявлені вірогідні зростання біофізичних оптичних показників цифрових мікроскопічних зображень нативних гістологічних зрізів щитоподібної залози хворих на автоімунний тиреоїдит, зумовлені розростанням сполучної тканини в інтерстиції внаслідок автоімунного запалення. Встановлені вірогідні гальмування асиметрії та ексцесу еліптичності поляризації фазових цифрових та мультифрактальних спектрів мап еліптичності поляризації мікроскопічних зображень нативних гістологічних зрізів пояснюються зменшенням кількості колоїдів як кристалічного компонента у хворих на автоімунний тиреоїдит у результаті ушкодження гематотиреоїдного бар’єра щитоподібної залози.

Background. Violation of the integrity of the histohematologic barriers (blood-brain, blood-testis, blood-ocular, blood-labyrinth, blood-thyroid) leads to autoimmune damage to these organs. One of the manifestations of the latter is autoimmune thyroiditis, the structural and quantitative changes of which can be more informatively accurately assessed by polarization biomedical optics. The purpose of the study was to substantiate the possibility of using polarization biomedical optics methods in the diagnosis of autoimmune thyroiditis based on the use of pathophysiological analysis of blood-brain barrier integrity disorders. Materials and methods. Two groups of patients were studied: control group 1 — healthy donors (n = 51), study group 2 — people with autoimmune thyroiditis (n = 51) who underwent a puncture biopsy of the thyroid gland for diagnostic purposes. Instrumental laser methods were used: polarization, interference, multifractal. The statistical parameters of polarization ellipticity maps, polarization ellipticity of phase and multifractal spectra of digital microscopic images of native thyroid histological sections in patients with autoimmune thyroiditis were quantified: mean, dispersion, asymmetry, and kurtosis. The probability of differences compared to the controls, taken as 100 %, was evaluated using the Student’s parametric test (p < 0.05). Results. A significant increase in the mean and variance at inhibition of the asymmetry and kurtosis of polarization ellipticity, as well as in the mean and variance at reduction of the asymmetry and kurtosis of polarization ellipticity of phase digital microscopic images of thyroid native histological sections was revealed. There were a significant increase in dispersion and a decrease in the asymmetry and kurtosis of multifractal spectra of polarization ellipticity maps of digital microscopic images of native histological sections. Conclusions. A significant increase in the biophysical optical parameters of digital microscopic images of thyroid native histological sections from patients with autoimmune thyroiditis was found due to the growth of connective tissue in the interstitium as a result of an autoimmune inflammation. There was a significant inhibition of the asymmetry and kurtosis of the ellipticity of polarization of phase digital and multifractal spectra of polarization ellipticity maps of microscopic images of native histological sections in patients with autoimmune thyroiditis due to a decrease in the amount of colloids as a crystalline component caused by damage to the blood-thyroid barrier.

гістогематичні бар’єри; автоімунний тиреоїдит; щитоподібна залоза; поляризаційна оптика; патофізіологічний аналіз

histohematologic barriers; autoimmune thyroiditis; thyroid gland; polarization optics; pathophysiologic analysis

1. Khlamanova LI, Tkachenko YuV, Severylova MD. Structural and functional characteristics of various histohematic barriers of the body in normal and pathological changes, their medical significance and role in the formation of clinical thinking of junior year students. Ukrainian Journal of Medicine, Biology and Sports. 2018;3(10):245-252. doi: 10.26693/jmbs03.01.245 (in Ukrainian).
2. Ottenbacher N, Alkildani S, Korzinskas T, Pissarek J, Ulm C, Jung O, Sundag B, et al. Novel Histomorphometrical Approach to Eva–luate the Integration Pattern and Functionality of Barrier Membranes. Dent J (Basel). 2021 Oct 25;9(11):127. doi: 10.3390/dj9110127. PMID: 34821591; PMCID: PMC8618445.
3. Landers K, Richard K. Traversing barriers — How thyroid hormones pass placental, blood-brain and blood-cerebrospinal fluid barriers. Mol Cell Endocrinol. 2017 Dec 15;458:22-28. doi: 10.1016/j.mce.2017.01.041. Epub 2017 Jan 30. PMID: 28153799.
4. Ralli M, Angeletti D, Fiore M, D'Aguanno V, Lambiase A, Artico M, de Vincentiis M, Greco A. Hashimoto's thyroiditis: An update on pathoge–nic mechanisms, diagnostic protocols, therapeutic strategies, and potential malignant transformation. Autoimmun Rev. 2020 Oct;19(10):102649. doi: 10.1016/j.autrev.2020.102649. Epub 2020 Aug 15. PMID: 32805423.
5. Kenarlı K, Bahçecioğlu AB, Aksu ÖB, Güllü S. Are sonographic characteristics of Hashimoto's thyroiditis related with immunologic parameters? A cross-sectional study. J Endocrinol Invest. 2024 Jul;47(7):1701-1709. doi: 10.1007/s40618-023-02286-y. Epub 2024 Jan 21. PMID: 38245884.
6. Brix K, Szumska J, Weber J, Qatato M, Venugopalan V, Al-Hashimi A, et al. Auto-Regulation of the Thyroid Gland Beyond Classical Pathways. Exp Clin Endocrinol Diabetes. 2020;128(6-07):437-45. doi: 10.1055/a-1080-2969.
7. Grieco G, Wang T, Delcorte O, Spourquet C, Janssens V, Strickaert A, Gaide Chevronnay HP, et al. Class III PI3K Vps34 Controls Thyroid Hormone Production by Regulating Thyroglobulin Iodination, Lysosomal Proteolysis, and Tissue Homeostasis. Thyroid. 2020 Jan;30(1):133-146. doi: 10.1089/thy.2019.0182. Epub 2019 Dec 2. PMID: 31650902; PMCID: PMC6983755.
8. Rohovyi Y, Bilookyi O, Ushenko O, Bilookyi V. The principle of direct and negative feedback regulation of endocrine functions and the possibility of using polarization biomedical optic methods in the diagnosis of nodular goiter. International Journal оf Endocrinology (Ukraine). 2024;20(4):316-322. https://doi.org/10.22141/2224-0721.20.4.2024.1411.
9. Guimarães CF, Ahmed R, Marques AP, Reis RL, Demirci U. Engineering Hydrogel-Based Biomedical Photonics: Design, Fabrication, and Applications. Adv Mater. 2021 Jun;33(23):e2006582. doi: 10.1002/adma.202006582. Epub 2021 Apr 30. PMID: 33929771; PMCID: PMC8647870.
10. Tian L, Hunt B, Bell MAL, Yi J, Smith JT, Ochoa M, Intes X, Durr NJ. Deep Learning in Biomedical Optics. Lasers Surg Med. 2021 Aug;53(6):748-775. doi: 10.1002/lsm.23414. Epub 2021 May 20. PMID: 34015146; PMCID: PMC8273152. 
11. Ushenko A, Dubolazov A, Zheng J, Litvinenko A, Gorsky M, Ushenko Y, Soltys I, et al. 3D polarization-interference holographic histology for wavelet-based differentiation of the polycrystalline component of biological tissues with different necrotic states. Forensic applications. J Biomed Opt. 2024 May;29(5):052920. doi: 10.1117/1.JBO.29.5.052920. Epub 2024 Mar 15. PMID: 38495527; PMCID: PMC10943250.
12. Ushenko AG, Sdobnov A, Soltys IV, Ushenko YA, Dubolazov AV, Sklyarchuk VM, Olar AV, et al. Insights into polycrystalline microstructure of blood films with 3D Mueller matrix imaging approach. Sci Rep. 2024 Jun 13;14(1):13679. doi: 10.1038/s41598-024-63816-z. Erratum in: Sci Rep. 2024 Aug 13;14(1):18775. doi: 10.1038/s41598-024-69469-2. PMID: 38871757; PMCID: PMC11176350.
13. Peyvasteh M, Dubolazov A, Popov A, Ushenko A, Ushenko Yu, Meglinski I. Two-point Stokes vector diagnostic approach for characterization of optically anisotropic biological tissues. Journal of Physics D: Applied Physics. 2020;53(39):395401. doi: 10.1088/1361-6463/ab9571.
14. Hu Z, Tereikovskyi I, Chernyshev D, Tereikovska L, Tereikovskyi O, Wang D. Procedure for Processing Biometric Parameters Based on Wavelet Transformations. International Journal of Mo–dern Education and Computer Science (IJMECS). 2021;13(2):11-22, 2021. doi: 10.5815/ijmecs.2021.02.02.
15. Rogovyi YE, Arkhipova LG, Dikal MV, Filipova LO, Mil’ EN. Role of CD64, P53 and P21 proteins in the pathogenesis of the tubulo-interstitial syndrome in Masugi chronic nephritis. Bull Exp Biol Med. 2007 Oct;144(4):511-4. doi: 10.1007/s10517-007-0364-8. PMID: 18642700.
16. Ushenko Y. Wavelet analysis of polarization maps of polycrystalline biological fluids networks. Opto-Electron. Rev 2011;19(4):425-434. https://doi.org/10.2478/s11772-011-0041-3.
17. Kravchenko V, Zakharchenko T. Thyroid hormones and mi–nerals in immunocorrection of disorders in autoimmune thyroid diseases. Front Endocrinol (Lausanne). 2023 Aug 30;14:1225494. doi: 10.3389/fendo.2023.1225494. PMID: 37711890; PMCID: PMC10499380.
18. Pankiv V, Yuzvenko T, Pankiv I. Thyroid volume and nodules in patients with impaired fasting glucose and type 2 diabetes mellitus. Miznarodnij Endokrinologicnij Zurnal. 2022;18(5):273-277. doi: 10.22141/2224-0721.18.5.2022.1185
19. Martinez Quintero B, Yazbeck C, Sweeney LB. Thyroiditis: Evaluation and Treatment. Am Fam Physician. 2021 Dec 1;104(6):609-617. PMID: 34913664.
20. Mariani G, Tonacchera M, Grosso M, Fiore E, Falcetta P, Montanelli L, Bagattini B, et al. The Role of Nuclear Medicine in the Clinical Management of Benign Thyroid Disorders, Part 2: Nodular Goiter, Hypothyroidism, and Subacute Thyroiditis. J Nucl Med. 2021 Jul 1;62(7):886-895. doi: 10.2967/jnumed.120.251504. Epub 2021 Feb 12. PMID: 33579801. 39549103456&doi=10.1007%2fs10517-007-0364-8&partnerID=40&md5=89aa8f3d1cc526ad6a785f8ab42fb301.