The effect of local and systemic administration of L-thyroxine on rate of regeneration and cytokine secretion in experimental burn wound model

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

BACKGROUND: Thermal skin injuries are among the most common traumatic lesions in humans; however, overall treatment outcomes for deep burns remain unsatisfactory. Thyroid hormones are key regulators of cellular processes, including cell proliferation and angiogenesis, which makes them potential stimulators of regeneration in skin injuries.

AIM: The work aimed to investigate systemic and topical effects of L-thyroxine on the wound healing process in an experimental model of deep burn wounds.

METHODS: The effect of pharmacologically altered thyroid status and 10 µg/mL thyroxine-containing hydrogel on an experimental third-degree (IIIB) skin burn was studied in 74 white non-linear male rats weighing 220–257 g. A third-degree (IIIB) burn was induced in the proximal dorsal region. Seventy-two hours after burn induction, the eschar was completely excised along the border with intact skin, and a splinting ring was applied; subsequently, in groups Ib and IIIa, the investigational drugs were applied topically. On day 10 after burn induction, levels of interferon gamma (IFN-γ), alpha-defensin 1 (DEFa1), transforming growth factor β1 (TGF-β1), and fibroblast growth factor 2 (FGF2) were measured in wound exudate using enzyme-linked immunosorbent assay. Changes in burn wound area were assessed over time using the Universal Desktop Ruler software.

RESULTS: Median time to 50% epithelialization in systemic and local hyperthyroidism groups was 20 (19; 21.5) and 21 (18; 22) days, respectively, significantly shorter than in the intact control group. Median time to 75% epithelialization in all experimental groups differed significantly from both control groups: in systemic and local hyperthyroidism groups, it was 29.5 (28; 32), 30.2 ± 0.9, and 33.3 ± 0.45 days, respectively; in propylthiouracil-induced hypothyroidism group, median time to 75% epithelialization was not reached. In systemic hyperthyroidism group, IFN-γ, DEFa1, TGFβ1, and FGF2 levels in wound exudate, and in local hyperthyroidism group, FGF2 and IFN-γ levels, were significantly higher than in both control groups. In contrast, in propylthiouracil-induced hypothyroidism group, FGF2 and IFN-γ levels were significantly lower compared with control groups.

CONCLUSION: Systemic hyperthyroidism and application of thyroxine-containing gel to wound surface accelerate natural wound healing. Thyroid hormones exhibit dose-dependent effects on FGF2 and IFN-γ secretion.

About the authors

Aleksandr A. Minchenko

Kirov Military Medical Academy

Email: minchenkoaleksandr@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4180-4430
SPIN-code: 6261-4387
Russian Federation, Saint Petersburg

Artur R. Khasanov

Kirov Military Medical Academy

Email: khasartrish@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0003-0763-7194
SPIN-code: 6054-7803
Russian Federation, Saint Petersburg

Alexandra S. Buntovskaya

Kirov Military Medical Academy

Email: sandrarebel@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5816-9736
SPIN-code: 5092-1833

MD

Russian Federation, Saint Petersburg

Anton I. Poloskov

Kirov Military Medical Academy

Email: a.i.poloskov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-1877-7948
SPIN-code: 3465-2522
Russian Federation, Saint Petersburg

Aleksandra E. Trandina

Kirov Military Medical Academy

Email: sasha-trandina@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0003-1875-1059
SPIN-code: 6089-3495

MD

Russian Federation, Saint Petersburg

Arina A. Kokorina

Kirov Military Medical Academy

Email: el-kaa@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6783-3088
SPIN-code: 9371-3658
Russian Federation, Saint Petersburg

Karen B. Ovanesov

North-Western State Medical University named after I.I. Mechnikov

Email: ovanesov2007@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7325-8027
SPIN-code: 1598-9971

MD, Dr. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Saint Petersburg

Eduard M. Mavrenkov

The Main Military Medical Directorate

Email: Ehd-Mavrenkov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8040-3720
SPIN-code: 8574-8891

MD, Dr. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Moscow

Ruslan I. Glushakov

Kirov Military Medical Academy; Saint Petersburg State Medical Pediatric University

Author for correspondence.
Email: glushakoffruslan@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0161-5977
SPIN-code: 6860-8990

MD, Dr. Sci. (Medicine), Assistant Professor

Russian Federation, Saint Petersburg; Saint Petersburg

References

  1. Mantzouratou P, Malaxianaki E, Cerullo D, et al. Thyroid hormone and heart failure: Charting known pathways for cardiac repair/regeneration. Biomedicines. 2023;11(3):975. doi: 10.3390/biomedicines11030975
  2. Incerpi S, Ashur-Fabian O, Davis PJ, Pedersen JZ. Editorial: Crosstalk between thyroid hormones, analogs and ligands of integrin αvβ3 in health and disease. Who is talking now? Front Endocrinol (Lausanne). 2023;13:1119952. doi: 10.3389/fendo.2022.1119952
  3. Incerpi S, Gionfra F, De Luca R, et al. Extranuclear effects of thyroid hormones and analogs during development: An old mechanism with emerging roles. Front Endocrinol (Lausanne). 2022;13:961744. doi: 10.3389/fendo.2022.961744
  4. Glushakov RI, Proshin SN, Tapil’skaya, NI. The incidence of breast tumor during experimental hyperthyroidism. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2013;156(8):212–214. doi: 10.1007/s10517-013-2322-y EDN: QNLGNF
  5. Glushakov RI, Kozyrko EV, Sobolev IV, et al. Thyroid diseases and risk of non-thyroidal pathology. Kazan Medical Journal. 2017;98(1):77–84. doi: 10.17750/KMJ2017-77 EDN: XQTXXF
  6. Amin MF, Zubair MS, Ammar M. A short review on the role of thyroxine in fast wound healing and tissue regeneration. Tissue Cell. 2023;82:102115. doi: 10.1016/j.tice.2023.102115
  7. Minchenko AA, Prohorova ND, Beliy NV, et al. Proregenerative effects of iodothyronines: is there a possibility of their use as topical medication? Experimental and clinical pharmacology. 2023;86(4):38–43. doi: 10.30906/0869-2092-2023-86-4-38-43 EDN: DAXSXG
  8. Larionov KS, Poloskov AI, Yu Z, et al. Influence of gel matrix on the wound healing activity of adhesive dressings filled with silver nanoparticles and humic acid applied on a rat burn model. Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy. 2024;22(2):145–152. doi: 10.17816/RCF623329 EDN: MAURKE
  9. Yaglova NV. Relationship between functional activity of the thyroid gland and levels of proinflammatory and immunoregulatory cytokines in acute experimental endotoxicosis. Bull Exp Biol Med. 2009;147(6):698–700. doi: 10.1007/s10517-009-0603-2
  10. De Vito P, Incerpi S, Pedersen JZ, et al. Thyroid hormones as modulators of immune activities at the cellular level. Thyroid. 2011;21(8):879–890. doi: 10.1089/thy.2010.0429
  11. De Vito P, Balducci V, Leone S, et al. Nongenomic effects of thyroid hormones on the immune system cells: New targets, old players. Steroids. 2012;77(10):988–995. doi: 10.1016/j.steroids.2012.02.018
  12. Ferrari SM, Ruffilli I, Elia G, et al. Chemokines in hyperthyroidism. J Clin Transl Endocrinol. 2019;16:100196. doi: 10.1016/j.jcte.2019.100196
  13. Malik MH, Shahzadi L, Batool R, et al. Thyroxine-loaded chitosan/carboxymethyl cellulose/hydroxyapatite hydrogels enhance angiogenesis in in-novo experiments. Int J Biol Macromol. 2020;145:1162–170. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2019.10.043
  14. Satish A, Korrapati PS. Nanofiber-mediated sustained delivery of triiodothyronine: role in angiogenesis. AAPS PharmSciTech. 2019;20(3):110. doi: 10.1208/s12249-019-1326-y
  15. Waris TS, Abbas Shah ST, Mehmood A, et al. Design and development of thyroxine/heparin releasing affordable cotton dressings to treat chronic wounds. J Tissue Eng Regen Med. 2022:16(5):460–471. doi: 10.1002/term.3295

Copyright (c) 2025 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».