Ulyanovsk Medico-biological Journal

PHYSIOLOGY

Download  article

DOI 10.34014/2227-1848-2019-2-105-116

THYMUS VARIABILITY IN WHITE RATS EXPOSED TO FORMALDEHYDE

 

V.N. Voloshin, I.S. Voloshina, I.Yu. Vash

St. Luka Lugansk State Medical University, Lugansk, Ukraine

e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

 

The aim of the paper is to study thymus variability in white rats, which were exposed to formaldehyde, and to compare these data with the indicators in control animals.

Materials and Methods. The trial enrolled 72 white male rats, initial body weight 40–50 g. The animals were divided into 2 groups (36 rats in each). The first group consisted of control rats. Animals of the second group were exposed to formaldehyde inhalation, 2.766 mg/m3. To characterize the variability of the organ size, centroids were determined. The superposition of landmark configurations was performed using the generalized Procrustes analysis method, MorphoJ 1.06d program. The principal component analysis and canonical analysis of the obtained data were carried out.

Results. One-Way ANOVA revealed a high level of intergroup differences in Procrust distance (F=1.34; p<0.0001). The significant effect of the duration of formaldehyde exposure on centroid size was established. The Kruskal-Wallis criterion was 19.778 (p=0.0014). The analysis of the principal components indicated that each of the first 10 components stands for more than 1 % of Procrustes coordinate variance. In this case, the first 7 components compatibly explain 91.398 % of thymus variability. The proportion of the first main component to the total variance of the Procrustes coordinates is 40.236 %. PC1 (-) shows changes in the thymus shape, mostly affecting the tops of its lobes, the middle part of the right boundary and the entire left thymus boundary. The scattering ellipses of the thymus ordinates in rats exposed to formaldehyde, in the first two canonical variables are located higher than those in the control animals.

Conclusion. Formaldehyde inhalation leads to thymus changes in white rat. The most significant differences with control data are determined along the second canonical variable.

Keywords: thymus, form, rat, formaldehyde, geometric morphometry.

 

References

1. Kashchenko S.A., Zakharov A.A. Organometricheskie osobennosti stroeniya timusa belykh krys posle immunostimulyatsii i immunosupressii [Organometric characteristics of thymus structure in white rats after immunostimulation and immunosuppression]. Ukraїns'kiy zhurnal klіnіchnoї talaboratornoї meditsini. 2009; 4 (3): 50–52 (in Russain).

2. Petrenko V.M. Morfogenez v evolyutsii. Elementy sravnitel'noy anatomii [Morphogenesis in evolution. Elements of comparative anatomy]. Moscow; Berlin: Direkt-Media; 2019. 227 (in Rusian).

3. Dörnemann R., Koch R., Möllmann U., Falkenberg M.K., Möllers M., Klockenbusch W., Schmitz R. Fetal thymus size in pregnant women with diabetic diseases. Journal of perinatal medicine. 2017; 45 (5): 595–601.

4. Tangshewinsirikul C., Panburana P. Sonographic measurement of fetal thymus size in uncomplicated singleton pregnancies. Journal of clinical ultrasound. 2017; 45 (3): 150–159.

5. Bilfeld M.F., Dedouit F., Sans N., Rousseau H., Rougé D., Telmon N. Ontogeny of size and shape sexual dimorphism in the pubis: a multislice computed tomography study by geometric morphometry. Journal of forensic sciences. 2015; 60 (5): 1121–1128.

6. Bulant C.A., Blanco P.J., Lima T.P., Assunção A.N.Jr., Liberato G., Parga J.R., Ávila L.F., Pereira A.C., Feijóo R.A., Lemos P.A. A computational framework to characterize and compare the geometry of coronary networks. International journal for numerical methods in biomedical engineering. 2017; 33 (3): e02800.

7. Cavaignac E., Savall F., Chantalat E., Faruch M., Reina N., Chiron P., Telmon N. Geometric morphometric analysis reveals age-related differences in the distal femur of Europeans. Journal of experimental orthopaedics. 2017; 4 (1): 21.

8. Bookstein F.L. Morphometric tools for landmark data: geometry and biology. Cambridge: Cambridge Univ. Press; 1991. 198.

9. Marcus L., Corti M., Loy A., Slice D., eds. Advances in morphometrics. N.Y.; L.: Plenum Press; 1996. 587.

10. Rohlf F.J. Shape statistics: Procrustes superimposition and tangent spaces. Journal of classification. 1999; 16 (1): 197–223.

11. Koudelová J., Brůžek J., Cagáňová V., Krajíček V., Velemínská J. Development of facial sexual dimorphism in children aged between 12 and 15 years: a three-dimensional longitudinal study. Orthodontics & craniofacial research. 2015; 18 (3): 175–184.

12. Li K., Cavaignac E., Xu W., Cheng Q., Telmon N., Huang W. Morphometric evaluation of the knee in Chinese population reveals sexual dimorphism and age-related differences. International Orthopaedics. 2018; 42 (10): 2349–2356.

13. Prasad P.K., Salunke P., Sahni D., Kalra P. "Soft that molds the hard:" Geometric morphometry of lateral atlantoaxial joints focusing on the role of cartilage in changing the contour of bony articular surfaces. Journal of craniovertebral junction & spine. 2017; 8 (4): 354–358.

14. Velemínská J., Danková S., Břízová M. Variability of facial movements in relation to sexual dimorphism and age: three-dimensional geometric morphometric study. Homo. 2018; 69 (3): 110–117.

15. Goodall C.R. Procrustes methods in the statistical analysis ofshapes. Journal of the royal statistical society. 1991; 53: 285–339.

16. Cower J.C. Generalized procrustes analysis. Psychometrica. 1975; 40 (1): 33–51.

17. Kendall D.G. Shape-manifolds, procrustean metrics andcomplex projective spaces. Bulletin of the London mathematical society. 1984; 16 (1): 81–121.

18. Klingenberg C.P. Size, shape, and form: concepts of allometry in geometric morphometrics. Development genes and evolution. 2016; 226 (3): 113–137.

 

Скачать статью

DOI 10.34014/2227-1848-2019-2-105-116

УДК 591.443:547.281.1

ИЗМЕНЧИВОСТЬ ФОРМЫ ТИМУСА БЕЛЫХ КРЫС, ПОДВЕРГАВШИХСЯ ВОЗДЕЙСТВИЮ ФОРМАЛЬДЕГИДА

 

В.Н. Волошин, И.С. Волошина, И.Ю. Ваш

ГУ ЛНР «Луганский государственный медицинский университет им. Святителя Луки», г. Луганск, Украина

e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

 

Цель. Изучение изменчивости формы тимуса белых крыс, находившихся в условиях влияния формальдегида, и сравнение этих данных с показателями, полученными у контрольных животных.

Материалы и методы. Работа выполнена на 72 белых крысах-самцах с начальной массой тела 40–50 г. Животные были разделены на 2 серии (по 36 крыс). Первую серию составляли контрольные крысы. Животные второй серии подвергались ингаляционному воздействию формальдегида (ФА) в концентрации 2,766 мг/м3. Для характеристики изменчивости размеров органов определяли размер их центроидов. Процедуру суперимпозиции конфигураций ландмарок выполняли методом генерализованного прокрустова анализа с использованием программы MorphoJ 1.06d. Проводили анализ главных компонент и канонический анализ полученных данных.

Результаты. Однофакторный дисперсионный анализ выявил высокий уровень межгрупповых различий по показателю прокрустовых расстояний (F=1,34; р<0,0001). Установлено значительное влияние продолжительности нахождения животных в условиях воздействия ФА на размер центроида. Критерий Краскела–Уоллиса составил 19,778 (р=0,0014). Анализ главных компонент указывал на то, что каждая из первых 10 компонент объясняет более 1 % дисперсии прокрустовых координат. При этом первые 7 компонент совместно объясняют 91,398 % изменчивости формы тимуса. Вклад первой главной компоненты в общую дисперсию прокрустовых координат составляет 40,236 %. РС1 (–) показывает изменения формы тимуса, в большей степени затрагивающие верхушки его долей, среднюю часть правого контура и весь левый контур тимуса. Эллипсы рассеивания ординат тимусов, принадлежащих крысам, подвергавшимся влиянию ФА, в пространстве первых двух канонических переменных расположены выше по отношению к таковым контрольных животных.

Заключение. Ингаляционное воздействие формальдегида приводит к изменению формы тимуса белых крыс. Наибольшие различия с контрольными данными определяются вдоль второй канонической переменной.

Ключевые слова: тимус, форма, крыса, формальдегид, геометрическая морфометрия.

 

Литература

  1. Кащенко С.А., Захаров А.А. Органометрические особенности строения тимуса белых крыс после иммуностимуляции и иммуносупрессии. Український журнал клінічної та лабораторної медицини. 2009; 4 (3): 50–52.

  2. Петренко В.М. Морфогенез в эволюции. Элементы сравнительной анатомии. Москва; Берлин: Директ-Медиа; 2019. 227.

  3. Dörnemann R., Koch R., Möllmann U., Falkenberg M.K., Möllers M., Klockenbusch W., Schmitz R. Fetal thymus size in pregnant women with diabetic diseases. Journal of perinatal medicine. 2017; 45 (5): 595–601.

  4. Tangshewinsirikul C., Panburana P. Sonographic measurement of fetal thymus size in uncomplicated singleton pregnancies. Journal of clinical ultrasound. 2017; 45 (3): 150–159.

  5. Bilfeld M.F., Dedouit F., Sans N., Rousseau H., Rougé D., Telmon N. Ontogeny of size and shape sexual dimorphism in the pubis: a multislice computed tomography study by geometric morphometry. Journal of forensic sciences. 2015; 60 (5): 1121–1128.

  6. Bulant C.A., Blanco P.J., Lima T.P., Assunção A.N.Jr., Liberato G., Parga J.R., Ávila L.F., Pereira A.C., Feijóo R.A., Lemos P.A. A computational framework to characterize and compare the geometry of coronary networks. International journal for numerical methods in biomedical engineering. 2017; 33 (3): e02800.

  7. Cavaignac E., Savall F., Chantalat E., Faruch M., Reina N., Chiron P., Telmon N. Geometric morphometric analysis reveals age-related differences in the distal femur of Europeans. Journal of experimental orthopaedics. 2017; 4 (1): 21.

  8. Bookstein F.L. Morphometric tools for landmark data: geometry and biology. Cambridge: Cambridge Univ. Press; 1991. 198.

  9. Marcus L., Corti M., Loy A., Slice D., eds. Advances in morphometrics. N.Y.; L.: Plenum Press; 1996. 587.

  10. Rohlf F.J. Shape statistics: Procrustes superimposition and tangent spaces. Journal of classification. 1999; 16 (1): 197–223.

  11. Koudelová J., Brůžek J., Cagáňová V., Krajíček V., Velemínská J. Development of facial sexual dimorphism in children aged between 12 and 15 years: a three-dimensional longitudinal study. Orthodontics & craniofacial research. 2015; 18 (3): 175–184.

  12. Li K., Cavaignac E., Xu W., Cheng Q., Telmon N., Huang W. Morphometric evaluation of the knee in Chinese population reveals sexual dimorphism and age-related differences. International Orthopaedics. 2018; 42 (10): 2349–2356.

  13. Prasad P.K., Salunke P., Sahni D., Kalra P. "Soft that molds the hard:" Geometric morphometry of lateral atlantoaxial joints focusing on the role of cartilage in changing the contour of bony articular surfaces. Journal of craniovertebral junction & spine. 2017; 8 (4): 354–358.

  14. Velemínská J., Danková S., Břízová M. Variability of facial movements in relation to sexual dimorphism and age: three-dimensional geometric morphometric study. Homo. 2018; 69 (3): 110–117.

  15. Goodall C.R. Procrustes methods in the statistical analysis of shapes. Journal of the royal statistical society. 1991; 53: 285–339.

  16. Cower J.C. Generalized procrustes analysis. Psychometrica. 1975; 40 (1): 33–51.

  17. Kendall D.G. Shape-manifolds, procrustean metrics and complex projective spaces. Bulletin of the London mathematical society. 1984; 16 (1): 81–121.

  18. Klingenberg C.P. Size, shape, and form: concepts of allometry in geometric morphometrics. Development genes and evolution. 2016; 226 (3): 113–137.