zdorПроблемы здоровья и экологииHealth and Ecology Issues2220-09672708-6011Gomel State Medical University10.51523/2708-6011.2023-20-3-12zdor-2594Research ArticleЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНА И БИОЛОГИЯEXPERIMENTAL MEDICINE AND BIOLOGYВлияние γ-облучения в дозе 1 Гр на аденилати гуанилатциклазную системы тромбоцитов крыс в различные сроки постлучевого периодаThe effect of γ-irradiation at a dose of 1 Gy on the adenylate- and guanylate cyclase systems of rat platelets at different times of the post-radiation periodhttps://orcid.org/0000-0002-7066-5513ПархимовичО. Г.ParkhimovichV. G.

Пархимович Ольга Георгиевна, преподаватель кафедры экологической химии и биохимии

г. Минск

Volha G. Parkhimovich, Lecturer of the Department of Ecological Chemistry and Biochemistry

Minsk

olga_parkhimovich@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7850-4888БичанО. Д.BichanV. D.

Бичан Ольга Дмитриевна, заведующая учебной лабораторией физического факультета

г. Минск

Volha D. Bichan, Head of the Educational Laboratory of the Faculty of Physics

Minsk

bichan@bsu.byhttps://orcid.org/0000-0002-6770-581XБулановаК. Я.BulanovaC. Ya.

Буланова Клавдия Яковлевна, к.б.н., доцент кафедры экологической химии и биохимии

г. Минск

Claudia Ya. Bulanova, Candidate of Biological Sciences, Associate Professor of the Department of Ecological Chemistry and Biochemistry

Minsk

bulanova_home@tut.byМеждународный государственный экологический институт имени А. Д. Сахарова Белорусского государственного университетаInternational Sakharov Environmental Institute of Belarusian State UniversityБелорусский государственный университетBelarusian State University2023260920232039499Copyright © Пархимович О.Г., Бичан О.Д., Буланова К.Я., 20232023Пархимович О.Г., Бичан О.Д., Буланова К.Я.Parkhimovich V.G., Bichan V.D., Bulanova C.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.gsmu.by/jour/article/view/2594

Цель исследования. Изучить влияние общего γ-облучения организма крыс в дозе 1 Гр на аденилат- и гуанилатциклазную системы и их взаимоотношений с уровнями Са2+ в цитоплазме тромбоцитов.Материалы и методы. Исследования проводились на беспородных белых крысах-самцах зрелого возраста (6–7 мес.) весом 250 ± 30 г. Животных облучали (однократно и равномерно) на установке ИГУР γ-квантами 137Сs в дозе 1 Гр (мощность дозы — 0,62 Гр/мин, в течение 1,61 мин.). Контролем служили животные соответствующего возраста. Для определения содержания циклических нуклеотидов использовали наборы реактивов РИО цАМФ/цГМФ-иод125-М-ИБОХ. Количество кальция в тромбоцитах определяли с помощью флуоресцентного зонда Fura-2/АМ с использованием спектрофлуориметра СМ 2203 «СОЛАР» (Минск, Беларусь).Результаты. В ближайшие сроки после облучения наблюдается увеличение активности аденилатциклазной системы. Уровень цАМФ повышается в 1,8–1,5 раза в течение 3–30-х суток постлучевого периода. Однако рост [Са2+]цит на 3-и сутки после облучения приводит к его преобладанию в 1,8 раза по соотношению к цАМФ, что объясняет появление увеличенной агрегационной активности кровяных пластинок в ближайшие сроки постлучевого периода. Повышение активности гуанилатциклазной системы и рост внутриклеточного содержания цГМФ наблюдается на 90-е сутки, что приводит к уменьшению соотношения Са2+/цГМФ в 1,83 раза и соответствует сниженной агрегационной активности тромбоцитов и вероятности возникновения кровоточивости в отдаленные сроки периода реабилитации.Заключение. Эффекты действия радиации на тромбоциты крыс, облученных в дозе 1 Гр, обусловлены системными нарушениями главных внутриклеточных регуляторных механизмов: Са2+, цАМФ, цГМФ. Исходя из полученных данных, можно сделать вывод о том, что фармакологическая коррекция в ближайшие сроки после облучения должна быть направлена на ингибирование эффектов [Ca2+]цит и активности аденилатциклазной системы, а в отдаленные — на торможение активности гуанитатциклазной системы.

Objective. To study the effect of total γ-irradiation of the organism of rats at a dose of 1 Gy on the adenylate- and guanylate cyclase systems and their relationship with Ca2+ levels in the platelet cytoplasm.Materials and methods. The studies were carried out on outbred white male rats of mature age (6-7 months) weighing 250±30 g. Animals were irradiated (once and evenly) on the IGUR unit with 137Сs γ-quanta at a dose of 1 Gy (dose rate 0.62 Gy/min, for 1.61 min). Animals of the corresponding age served as controls. To determine the content of cyclic nucleotides, RIO cAMP/cGMP-iodine125-M-IBOX reagent kits were used. The amount of calcium in platelets was determined using a Fura-2/AM fluorescent probe using spectrofluorimeter SM 2203 “SOLAR” (Minsk, Belarus).Results. In the short period after irradiation, an increase in the activity of the adenylate cyclase system is observed. The cAMP level rises 1.8-1.5 times during 3-30 days of the post-radiation period. However, the increase in [Ca2+]cyt on the 3rd day after irradiation leads to its predominance by 1.8 times in relation to cAMP, which explains the appearance of an increased aggregation activity of the blood platelets in the immediate post-radiation period. An increase in the activity of the guanylate cyclase system and an increase in the intracellular content of cGMP are observed on the 90th day, which leads to a decrease in the Ca2+/cGMP ratio by 1.83 times and corresponds to a reduced platelet aggregation activity and the probability of bleeding in the long term of the rehabilitation period.Conclusion. The effects of radiation on the platelets of rats irradiated at a dose of 1 Gy are due to systemic disorders of the main intracellular regulatory mechanisms: Ca2+, cAMP, cGMP. Based on the data obtained, it can be concluded that pharmacological correction in the short-term after irradiation should be aimed at inhibiting the effects of [Ca2+]cyt and adenylate cyclase system activity, and in the long-term, at inhibition of guanylate cyclase system activity.

тромбоцитыцАМФцГМФкальцийplateletscAMPcGMPcalciumReferencesVarga-Szabo D, BraunA, Nieswandt B. Calcium signaling in platelets. J Thromb Haemost. 2009 Jul;7(7):1057-1066. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1538-7836.2009.03455.xVarga-Szabo D, BraunA, Nieswandt B. Calcium signaling in platelets. J Thromb Haemost. 2009 Jul;7(7):1057-1066. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1538-7836.2009.03455.xШатурный В.И., Шахиджанов С.С., Свешникова А.Н., Пантелеев М.А. Активаторы, рецепторы и пути внутриклеточной сигнализации в тромбоцитах крови. Биомедицинская химия. 2014;60(2):182-200. DOI: https://doi.org/10.18097/PBMC20146002182Shaturnyy VI, Shakhidzhanov SS, Sveshnikova AN, Panteleyev MA. Activators, receptors and intracellular signaling pathways in blood platelets. Biomedical Chemistry. 2014;60(2):182-200. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.18097/PBMC20146002182Berridge MJ ,Bootman MD, Roderick HL. Calcium signalling: dynamics, homeostasis and remodeling. Nat Rev Mol Cell Biol. 2003 Jul;4(7):517-529. DOI: https://doi.org/10.1038/nrm1155Berridge MJ ,Bootman MD, Roderick HL. Calcium signalling: dynamics, homeostasis and remodeling. Nat Rev Mol Cell Biol. 2003 Jul;4(7):517-529. DOI: https://doi.org/10.1038/nrm1155Smolenski А. Novel roles of cAMP/cGMP‐dependent signaling in platelets. J Thromb Haemost.2012 Feb 10(2):167-176. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1538-7836.2011.04576.x.Smolenski А. Novel roles of cAMP/cGMP‐dependent signaling in platelets. J Thromb Haemost.2012 Feb 10(2):167-176. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1538-7836.2011.04576.x.Borgognone А, Pulcinelli FM. Reduction of cAMP and cGMP inhibitory effects in human platelets by MRP4-mediated transport. Thrombosis and Haemostasis. 2012 Nov; 108(5):955-962. DOI: https://doi.org/10.1160/TH12-04-0232Borgognone А, Pulcinelli FM. Reduction of cAMP and cGMP inhibitory effects in human platelets by MRP4-mediated transport. Thrombosis and Haemostasis. 2012 Nov; 108(5):955-962. DOI: https://doi.org/10.1160/TH12-04-0232Свешникова А.Н., Якушева А.А., Рябых А.А., Ушакова О.Е., Абаева А.А., Обыденный С.И. и др. Современные представления о регуляции тромбоцитарного гемостаза. Креативная кардиология. 2018;12(3):260-274. DOI: https://doi.org/10.24022/1997-3187-2018-12-3-260-274Sveshnikova AN, Yakusheva AA, Ryabykh AA, Ushakova OYe, Abayeva AA, Obydennyy SI, et al. Modern ideas about the regulation of platelet hemostasis. Creative cardiology. 2018;12(3):260-274. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.24022/1997-3187-2018-12-3-260-274Begonja АJ, Gambaryan S,Schulze H, Italiano Jr JE, Hartwig JH, Walter U. Differential roles of cAMP and cGMP in megakaryocyte maturation and platelet biogenesis. Exp Hematol. 2013 Jan;41(1):91-101. DOI: https://doi.org/10.1016/j.exphem.2012.09.001Begonja АJ, Gambaryan S,Schulze H, Italiano Jr JE, Hartwig JH, Walter U. Differential roles of cAMP and cGMP in megakaryocyte maturation and platelet biogenesis. Exp Hematol. 2013 Jan;41(1):91-101. DOI: https://doi.org/10.1016/j.exphem.2012.09.001Li Z, Xi X, Gu M, Eigenthaler M, Hofmann F, Du X. А Stimulatory role for cGMP-dependent protein kinase in platelet activation. Cell. 2003 Jan 10;112(1):77-86. DOI: https://doi.org/10.1016/S0092-8674(02)01254-0Li Z, Xi X, Gu M, Eigenthaler M, Hofmann F, Du X. А Stimulatory role for cGMP-dependent protein kinase in platelet activation. Cell. 2003 Jan 10;112(1):77-86. DOI: https://doi.org/10.1016/S0092-8674(02)01254-0Noé L, Peeters K, Izzi B, Geet CV, Freson K. Regulators of platelet cAMP levels: clinical and therapeutic implications Curr Med Chem. 2010;17(26):2897-2905. DOI: https://doi.org/10.2174/092986710792065018Noé L, Peeters K, Izzi B, Geet CV, Freson K. Regulators of platelet cAMP levels: clinical and therapeutic implications Curr Med Chem. 2010;17(26):2897-2905. DOI: https://doi.org/10.2174/092986710792065018Карпищенко А.И., Алипов А.Н., Алексеев В.В. Медицинские лабораторные технологии: руководство по клинической лабораторной диагностике. Москва: ГЭОТАР-Медиа; 2013.Karpishchenko AI, Alipov AN, Alekseyev VV. Medical laboratory technologies: a guide to clinical laboratory diagnostics. Moscow: GEOTAR-Media; 2013. (In Russ.).Dean WL, Chen D, Brandt PC, Vanaman TC. Regulation of platelet plasma membrane Ca2+-ATPase by cAMPdependent and tyrosine phosphorylation. J Biol Chem.1997 Jun 13;272(24):15113-15119. DOI: https://doi.org/10.1074/jbc.272.24.15113Dean WL, Chen D, Brandt PC, Vanaman TC. Regulation of platelet plasma membrane Ca2+-ATPase by cAMPdependent and tyrosine phosphorylation. J Biol Chem.1997 Jun 13;272(24):15113-15119. DOI: https://doi.org/10.1074/jbc.272.24.15113Raslan Z, Aburima А, Naseem KM The spatiotemporal regulation of cAMP signaling in blood platelets-old friends and new players. Front Pharmacol. 2015 Nov 10;6:266. DOI: https://doi.org/10.3389/fphar.2015.00266Raslan Z, Aburima А, Naseem KM The spatiotemporal regulation of cAMP signaling in blood platelets-old friends and new players. Front Pharmacol. 2015 Nov 10;6:266. DOI: https://doi.org/10.3389/fphar.2015.00266Филькова А.А., Пантелеев М., Свешникова А.Н. Обратимая агрегация тромбоцитов в присутствии ионов кальция: механизмы и потенциальная значимость. Вопросы гематологии/онкологии и иммунопатологии в педиатрии. 2019;18(3):120-129. DOI: https://doi.org/10.24287/1726-1708-2019-18-3-120-129Fil’kova AA, Panteleyev M, Sveshnikova AN. Reversible platelet aggregation in the presence of calcium ions: mechanisms and potential significance. Issues of hematology/oncology and immunopathology in pediatrics. 2019;18(3):120-129. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.24287/1726-1708-2019-18-3-120-129Пархимович О.Г., Бичан О.Д., Буланова К.Я. Постлучевые изменения содержания в крови тромбоцитов и их функциональной активности. Журнал Белорусского государственного университета. Экология. 2022;(2):59-65.Parkhimovich OG, Bichan OD, Bulanova KYа.Post-radiation changes in the content of platelets in the blood and their functional activity. Journal of the Belarusian State University. Ecology.2022;(2):59-65. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.