Investigation of triiodothyronine, thyroxine, and thyroid-stimulating hormone levels’ influence on atrial myocardial electrical instability in experimental hypothyroidism

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: Identifying the association between thyroid dysfunction and the development of nonvalvular atrial fibrillation (AF) remains one of the complex and pressing issue in contemporary cardiology. To date, only a limited number of studies have examined the relationship between AF and the hypothalamic-pituitary-thyroid (HPT) axis, and the available findings are often contradictory. Few papers have explored the association between AF and HPT axis in experimental conditions.

AIM: The work aimed to evaluate the association between AF and the HPT axis in experimental models of hypothyroidism, euthyroidism, and thyrotoxicosis in rats.

METHODS: The study included 146 outbred rats. Group 1 comprised 42 rats with euthyroidism. Group 2 included 15 rats with overt thyrotoxicosis. Group 3 included 22 rats with subclinical thyrotoxicosis. Group 4 comprised 67 rats with euthyroid sick syndrome. The methods included electrocardiographic monitoring and measurement of thyroid hormone concentrations.

RESULTS: The frequency of AF paroxysms was found to depend on thyroid hormone levels: under euthyroid conditions, on thyroid-stimulating hormone (β = −0.250; p < 0.001) and thyroxine (β = 0.838; p = 0.012); in overt thyrotoxicosis, on thyroxine (β = 0.732; p = 0.00008) and triiodothyronine (β = 0.352; p = 0.043); and in subclinical thyrotoxicosis, on thyroxine (β = 2.1; p = 0.0002) and triiodothyronine (β = −0.970; p = 0.019). Threshold values of thyroid hormones were determined for euthyroid, subclinical, and overt thyrotoxic states.

CONCLUSION: A relationship between atrial fibrillation and thyroid functional status was established.

About the authors

Ruslan F. Rakhmatullov

Penza State University

Email: capitalofgreat@icloud.com
ORCID iD: 0000-0002-2157-544X
SPIN-code: 5748-7530

MD, Cand. Sci. (Medicine), Associate Professor

Russian Federation, Penza

Renata E. Dementeva

Penza State University

Author for correspondence.
Email: rdementyeva@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1497-5338
SPIN-code: 8461-0433

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

Russian Federation, 40 Krasnaya st, Penza, 440026

Alina E. Sheina

Penza State University

Email: alina_silukova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9373-7268
SPIN-code: 5785-5658
Russian Federation, Penza

Kristina P. Kondrateva

Penza State University

Email: free-tina@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-8540-2054
SPIN-code: 4214-9987
Russian Federation, Penza

Fagim K. Rakhmatullov

Penza State University

Email: pgu-vb2004@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2587-8325
SPIN-code: 3232-7425

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Penza

Ludmila V. Melnikova

Russian Medical Academy of Continuous Professional Education

Email: pgu-vb2004@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4688-1272
SPIN-code: 6907-5327

MD, Dr. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Moscow

References

  1. Sagris M, Vardas EP, Theofilis P, et al. Atrial Fibrillation: Pathogenesis, Predisposing Factors, and Genetics. Int J Mol Sci. 2021;23(1):6. doi: 10.3390/ijms23010006 EDN: HLEQZD
  2. Ferreira M, V Geraldes, Felix AC, et al. Advancing atrial fibrillation research: the role of animal models, new technologies and challenges for translational medicine. Biomedicine. 2025;13(2):307. doi: 10.3390/biomedicines13020307 EDN: SMPMXL
  3. Marusenko IM, Petrova EG. Hyperthyroidism and Atrial Fibrillation. Rational Pharmacotherapy in Cardiology. 2017;13(3):398–402. doi: 10.20996/1819-6446-2017-13-3-398-402
  4. Demidova TY, Drozdova IN. Influence of subclinical hyperthyroidism on the cardiovascular system. Clinical and experimental thyroidology. 2015;11(2):33–37. doi: 10.14341/ket2015233-37 EDN: UHMYYH
  5. Kostopoulos G, Effraimidis G. Epidemiology, prognosis, and challenges in the management of hyperthyroidism-related atrial fibrillation. Eur Thyroid J. 2024;13(2):e230254. doi: 10.1530/ETJ-23-0254
  6. Kryzhanovskii SA, Tsorin IB, Ionova EO, et al. “Holiday heart” syndrome in rats: Features of microcirculation, functional state and anatomy of the heart. Pharmacokinetics and pharmacodynamics. 2024;(2):26–33. doi: 10.37489/2587-7836-2024-2-26-33 EDN: EYQMSH
  7. Abrashova TV, Sokolova AP, Selezneva AI, et al. Variability of biochemical and hematological parameters in laboratory rats depending on the line and age. International Bulletin of Veterinary Medicine. 2010(2):55–60. EDN: MTWSDP
  8. Abisheva ZS, Zhurunova MS, Dautova MB, et al. Influence of young individuals blood to the adult rats blood indicators under experimental conditions. International Journal of Applied and Fundamental Research. 2017;1(2):228–231. EDN: XXDXLB
  9. Rakhmatullov RF, Melnikova LV, Moiseeva IYa, Rakhmatullov FK. A pharmacotherapy of atrial fibrillation in subclinical thyrotoxicosis. University proceedings. Volga region. Medical sciences. 2021;(2):35–48. doi: 10.21685/2072-3032-2021-2-4 EDN: BDHKBR
  10. Ramirez RJ, Bergman SJ, Masri JA. Experimental and Computational Models of Atrial Fibrillation. From Supraventricular Tachycardia to Cardiac Resynchronization Therapy; 2024. doi: 10.5772/intechopen.113726
  11. Vaikhanskaya TG, Kaptiukh TM, Kozlov ID, Frolov AV. Interatrial block and abnormal p-wave electrocardiographic parameters as non-invasive predictors of atrial fibrillation. Journal of Arrhythmology. 2024;31(2):24–34. doi: 10.35336/VA-1329
  12. Giovanella L, Petranović Ovčariček P. Functional and molecular thyroid imaging. Q J Nucl Med Mol Imaging. 2022;66(2):86–92. doi: 10.23736/S1824-4785.22.03428-8 EDN: UZWMON
  13. Dementieva RE, Rakhmatullov FK, Sheina AE, et al. Morphological and electrocardiographic criteria for myocardial fibrosis and atrial fibrillation. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Povolzhskiy region. Meditsinskiye nauki. 2024(2):73–84. doi: 10.21685/2072-3032-2024-2-7 EDN: OLPLLN
  14. Cappola AR, Fried LP, Arnold AM, et al. Thyroid status, cardiovascular risk, and mortality in older adults. JAMA. 2006;295;(9):1033-1041. doi: 10.1001/jama.295.9.1033
  15. Voloshan OA, Gorshkov DA, Petrova OV, et al. Determination of blood parameters of laboratory rats with the formation of a regional protocol for experimental studies. Astrakhan Medical Journal. 2023;1(2):47–54. doi: 10.29039/1992-6499-2023-2-47-54 EDN: HQBSJE
  16. Tribulova N, Kurahara LH, Hlivak P, et al. Pro-Arrhythmic Signaling of Thyroid Hormones and Its Relevance in Subclinical Hyperthyroidism. Int J Mol Sci. 2020;21(8):2844. doi: 10.3390/ijms21082844 EDN: CDEUGG
  17. Rakhmatullov RF, Kondratieva KP, Sheina AE. Changes of the Heart Rhythm in Imbalance of Thyroid Gland Hormones and its Morphology in Outbred Rats. Kardiologiia. 2024;64(10):24–31. doi: 10.18087/cardio.2024.10.n2675 EDN: AOARDJ
  18. Collet TH, Gussekloo J, Bauer DC, et al. Subclinical hyperthyroidism and the risk of coronary heart disease and mortality. Archives of Internal Medicine. 2012;172(10):799–809. doi: 10.1001/archinternmed.2012.402

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Concept Design. ФП — atrial fibrillation, ЭКГ — electrocardiogram, ЩЖ — thyroid gland, ПФП — paroxysm of atrial fibrillation.

Download (171KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. ROC curves reflecting the threshold nature of thyroid hormones in rats with paroxysm of atrial fibrillation during euthyroidism: ТТГ — thyroid-stimulating hormone, T4 — thyroxine T3 — triiodothyronine.

Download (82KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. ROC curves reflecting the threshold nature of thyroid hormones in rats with paroxysm of atrial fibrillation during manifest thyrotoxicosis: ТТГ — thyroid-stimulating hormone, T4 — thyroxine T3 — triiodothyronine.

Download (77KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. ROC curves reflecting the threshold nature of thyroid hormones in rats with paroxysm of atrial fibrillation during subclinical thyrotoxicosis: ТТГ — thyroid-stimulating hormone, T4 — thyroxine T3 — triiodothyronine.

Download (80KB)
Indexing metadata

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».