zdorПроблемы здоровья и экологииHealth and Ecology Issues2220-09672708-6011Gomel State Medical University10.51523/2708-6011.2025-22-1-09zdor-2798Research ArticleЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНА И БИОЛОГИЯEXPERIMENTAL MEDICINE AND BIOLOGYВлияние внутреннего облучения на дыхательную активность тканевых фрагментов тонкого кишечника крысInternal irradiation effect on respiratory activity of tissue fragments of rat small intestinehttps://orcid.org/0000-0002-2713-9438МышковецН. С.MyshkavetsN. S.

Мышковец Надежда Сергеевна - старший преподаватель кафедры биологической химии.

Гомель

Nadeja S. Myshkavets - Senior lecturer at the Department of Biological Chemistry.

Gomel

jasjan@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0006-1005-1006БелоусЕ. М.BelousE. M.

Белоус Екатерина Михайловна - преподаватель кафедры биологической химии.

Гомель

Ekaterina M. Belous - Lecturer of the Department of Biological Chemistry.

Gomel

katy.belous@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3990-7780ЛогвиновичО. С.LogvinovichO. S.

Логвинович Ольга Степановна - к.б.н., заведующий кафедрой биологической химии.

Гомель

Olga S. Logvinovich - Candidate of Biological Sciences, Head of the Department of Biological Chemistry.

Gomel

Ologvinovich@rambler.ruhttps://orcid.org/0009-0004-9586-0034ЛитвинчукА. В.LitvinchukA. V.

Литвинчук Александра Васильевна - к.х.н., доцент кафедры биологической химии.

Гомель

Alexandra V. Litvinchuk - Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor at the Department of Biological Chemistry.

Gomel

litvinalexa@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-0797-6554КовальА. Н.KovalA. N.

Коваль Александр Николаевич - к.б.н., доцент, доцент кафедры биологической химии.

Гомель

Alexander N. Koval - Candidate of Biological Sciences, Associate Professor, Associate Professor at the Department of Biological Chemistry.

Gomel

akovalj@yandex.byhttps://orcid.org/0000-0003-3962-9722АлексейкоЛ. Н.AlekseykoL. N.

Алексейко Леонид Николаевич - д.х.н., профессор кафедры биологической химии.

Гомель

Leonid N. Alekseyko - Doctor of Chemical Sciences, Professor at the Department of Biological Chemistry.

Gomel

alexeiko.ln@mail.ruГомельский государственный медицинский университетGomel State Medical University2025300320252217279Copyright © Мышковец Н.С., Белоус Е.М., Логвинович О.С., Литвинчук А.В., Коваль А.Н., Алексейко Л.Н., 20252025Мышковец Н.С., Белоус Е.М., Логвинович О.С., Литвинчук А.В., Коваль А.Н., Алексейко Л.Н.Myshkavets N.S., Belous E.M., Logvinovich O.S., Litvinchuk A.V., Koval A.N., Alekseyko L.N.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/2798Цель исследования

Цель исследования. Оценить дыхательную активность тканевых фрагментов тонкого кишечника крыс на эндогенных и экзогенных субстратах в условиях внутреннего облучения.

Материалы и методы

Материалы и методы. В работе использовались 16 белых крыс-самцов массой 180–250 г. Радиоактивный корм животные опытной группы получали в течение 30 дней, контрольная группа содержалась на стандартном рационе вивария. Параметры энергетического обмена исследовали методом полярографии на устройстве Record 4.

Результаты

Результаты. Установлено снижение на 32 % показателя эндогенного дыхания ткани тонкого кишечника крыс опытной группы в условиях внутреннего облучения. Янтарная и глутаминовая кислоты оказали стимулирующее действие на митохондриальное окисление ткани интактных животных, в опытной группе данный эффект не наблюдался. Динитрофенол не показал разобщающего эффекта на окислительное фосфорилирование в опытной группе. В контрольной группе наблюдалось разобщение под действием динитрофенола, и интенсивность дыхания возрастала.

Заключение

Заключение. Исследование влияния внутреннего облучения на дыхательную активность тканевых фрагментов тонкого кишечника крыс в дозах, реально возможных у населения, показало высокую чувствительность системы митохондриального окисления и значимые изменения соотношения окисляющихся субстратов под действием инкорпорированного 137Cs. Проведенное исследование показало, что выбранный метод позволяет определить негативное влияние внутреннего облучения на энергетическую функцию тонкого кишечника.

Своевременное выявление нарушений энергетического обмена ткани кишечника позволит оптимизировать лечение кишечных патологий, разработать меры профилактики развития деструктивных процессов при использовании радиотерапии органов брюшной полости.

Objective

Objective. To evaluate the respiratory activity of tissue fragments of the small intestine of rats on endogenous and exogenous substrates under conditions of internal irradiation.

Materials and methods

Materials and methods. The study involved 16 white male rats weighing 180-250 grams. The experimental group of animals received radioactive feed for 30 days, the control group was kept on a standard vivarium diet. The parameters of energy metabolism were studied by polarography on a Record 4.

Results

Results. A decrease in tissue respiration indices of the small intestine of rats under conditions of internal irradiation with the incorporation of 137Cs by 32% of the control group was established. Succinic and glutamic acids had a stimulating effect on mitochondrial oxidation of the tissue of intact and experimental animals. Dinitrophenol did not show an uncoupling effect on oxidative phosphorylation in the experimental group. Incoupling was observed under the action of dinitrophenol and the intensity of respiration increased In the control group.

Conclusion

Conclusion. The study of the internal irradiation effect on the respiratory activity of tissue fragments of the small intestine of rats in doses actually possible in the population showed high sensitivity of the mitochondrial oxidation system and significant changes in the ratio of oxidized substrates under the influence of incorporated 137Cs. The study showed that the chosen method allows determining the negative impact of internal irradiation on the energy function of the small intestine. Timely detection of disturbances in the energy metabolism of intestinal tissue will optimize the treatment of intestinal pathologies, work out measures to prevent development of destructive processes when using radiotherapy of abdominal organs.

тонкий кишечниккрысытканевое дыханиевнутреннее облучение137Cssmall intestineratstissue respirationinternal irradiation137CsИсследование проведено без спонсорской поддержкиThe study was conducted without sponsorshipReferencesManens L, Grison S, Bertho J-M, Lestaevel Ph, Guéguen Y, Benderitter M, et al. Chronic exposure of adult, postnatal and in utero rat models to low-dose 137Cesium: impact on circulating biomarkers. Journal of Radiation Research 2016;57(6): 607-619. DOI: https://doi.org/10.1093/jrr/rrw067Manens L, Grison S, Bertho J-M, Lestaevel Ph, Guéguen Y, Benderitter M, et al. Chronic exposure of adult, postnatal and in utero rat models to low-dose 137Cesium: impact on circulating biomarkers. Journal of Radiation Research 2016;57(6): 607-619. DOI: https://doi.org/10.1093/jrr/rrw067Грицук А.И., Коваль А.Н., Сергеенко С.М., Грицук А.Н., Свергун В.Т., Матвеева В.В. Воздействие инкорпорированного 137- Cs на энергетические процессы в клетке – актуальная постчернобыльская проблема. В: Чернобыль: 30 лет спустя: сб. материалов; 2016, 21–22; Гомель. Гомель: Институт радиологии; 2016. С. 75-78. [дата обращения 2024 октябрь 8]. Режим доступа: https://drive.google.com/file/d/0B6K-Pvik5WACNkZKa0JidHBNcjQ/view?resourcekey=0-MmiE_g-U408fF-59yPCnqAGritsuk AI, Koval AN, Sergeenko SM, Gritsuk AN, Svergun VT, Matveeva VV. The impact of incorporated 137-Cs on energy processes in the cell is an urgent post-Chernobyl problem. In: Chernobyl: 30 years later: Sat. materials; 2016, 21–22; Gomel. Gomel: Institute of Radiology; 2016. pp. 75-78. [date of access 2024 October]. Available from: https://drive.google.com/file/d/0B6K-Pvik5WACNkZKa0JidHBNcjQ/view?resourcekey=0-MmiE_g-U408fF-59yPCnqA (In Russ.).Никитина И.А. Особенности тканевого дыхания тимуса крыс в различные сроки после воздействия гамма-облучения. Проблемы здоровья и экологии. 2011;27(1):102-106. DOI: https://doi.org/10.51523/2708-6011.2011-8-1-19Nikitina IA. Features of Tissue Respiration in Thymus of Rats in Different Terms after Gamma-Radiation Exposure. Health and Ecology Issues. 2011;(1):102-106. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.51523/2708-6011.2011-8-1-19Мышковец Н.С. Изменение уровня эндогенного дыхания слизистой тонкого кишечника в различные сроки после облучения. Проблемы здоровья и экологии. 2023;20(2):72-77. DOI: https://doi.org/10.51523/2708-6011.2023-20-2-10Myshkavets NS. Changes in the level of endogenous respiration of the small intestine mucosa at various times after irradiation. Health and Ecology Issues. 2023;20(2):72-77. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.51523/2708-6011.2023-20-2-10Chen L, Vasoya RP, Toke NH, Parthasarathy A, Luo S, Chiles E, et al. HNF4 Regulates Fatty Acid Oxidation and Is Required for Renewal of Intestinal Stem Cells in Mice. Gastroenterology. 2020 Mar;158(4):985-999.e9. DOI: https://doi.org/10.1053/j.gastro.2019.11.031Chen L, Vasoya RP, Toke NH, Parthasarathy A, Luo S, Chiles E, et al. HNF4 Regulates Fatty Acid Oxidation and Is Required for Renewal of Intestinal Stem Cells in Mice. Gastroenterology. 2020 Mar;158(4):985-999.e9. DOI: https://doi.org/10.1053/j.gastro.2019.11.031Аксенова Г.Е., Логвинович О.С., Фиалковская Л.А., Афанасьев В.Н., Игнатьев Д.А., Коломийцева И.К. Активность орнитиндекарбоксилазы в органах и тканях крыс при искусственной гипотермии. Биохимия. 2010;75(9):1257-1264.Aksyonova GE, Logvinovich OS, Fialkovskaya LA, Afanasyev VN, Ignat’ev DA, Kolomiytseva IK. Ornithine decarboxylase activity in rat organs and tissue under artificial hypobiosis. Biochemistry. 2010;75(9):1257-1264. (In Russ.).Bhattacharyya A, Chattopadhyay R, Mitra S, Crowe SE. Oxidative stress: an essential factor in the pathogenesis of gastrointestinal mucosal diseases. Physiol Rev. 2014 Apr;94(2):329-354. DOI: https://doi.org/10.1152/physrev.00040.2012Bhattacharyya A, Chattopadhyay R, Mitra S, Crowe SE. Oxidative stress: an essential factor in the pathogenesis of gastrointestinal mucosal diseases. Physiol Rev. 2014 Apr;94(2):329-354. DOI: https://doi.org/10.1152/physrev.00040.2012Fernandes A. The Effects of Ionizing Radiation on Gut Microbiota: What Can Animal Models Tell Us? – A Systematic Review. Curr Issues Mol Biol. 2023;45(5):3877-3910. DOI: https://doi.org/10.3390/cimb45050249Fernandes A. The Effects of Ionizing Radiation on Gut Microbiota: What Can Animal Models Tell Us? – A Systematic Review. Curr Issues Mol Biol. 2023;45(5):3877-3910. DOI: https://doi.org/10.3390/cimb45050249Родионов Г.Г., Ушал И.Э., Колобова Е.А., Светкина Е.В., Павлова Е.И. Cостояние микробиоты кишечника у ликвидаторов последствий аварии на Чернобыльской АЭС. Медико-биологические и социально-психологические проблемы безопасности в чрезвычайных ситуациях. 2016;(1):56-63. DOI: https://doi.org/10.25016/2541-7487-2016-0-1-56-63Rodionov GG, Ushal IE, Kolobova EA, Svetkina EV, Pavlova EI. Status of intestinal microbiota in liquidators of the Chernobyl accident aftermath. Medicо-Biological and Socio-Psychological Problems of Safety in Emergency Situations. 2016;(1):56-63. DOI: https://doi.org/10.25016/2541-7487-2016-0-1-56-63Титова А.А., Билялов А.И., Киясов А.П., Титова М.А. Лабораторные животные для научных исследований. Казань: Казан. ун-т; 2021. 71 с. [дата обращения 2024 октябрь 8]. Режим доступа: https://kpfu.ru/staff_files/F1280016632/metodichka_laboratornye_zhivotnye_pdfTitova AA, Bilyalov AI, Kiyasov AP, Titova MA. Laboratory animals for scientific research. Kazan: Kazan. University; 2021. 71 p. [date of access 2024 October]. Available from:https://kpfu.ru/staff_files/F1280016632/metodichka_laboratornye_zhivotnye_pdf (In Russ.).Turner PV, Brabb T, Pekow C, Vasbinder MA. Administration of substances to laboratory animals: routes of administration and factors to consider. J Am Assoc Lab Anim Sci. 2011 Sep;50(5):600-613.Turner PV, Brabb T, Pekow C, Vasbinder MA. Administration of substances to laboratory animals: routes of administration and factors to consider. J Am Assoc Lab Anim Sci. 2011 Sep;50(5):600-613.Франк ГМ, ред. Руководство по изучению биологического окисления полярографическим методом. Москва: Наука, 1973. 196 с.Frank GM, editor. Guidelines for the study of biological oxidation by the polarographic method. Moscow: Nauka, 1973. 196 p. (In Russ).

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