zdorПроблемы здоровья и экологииHealth and Ecology Issues2220-09672708-6011Gomel State Medical University10.51523/2708-6011.2026-23-1-11zdor-2925Research ArticleЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНА И БИОЛОГИЯEXPERIMENTAL MEDICINE AND BIOLOGYРадиационно-индуцированные изменения ткани легкого и размеров наночастиц крови крыс в ранний отдаленный период после облученияRadiation-induced changes in lung tissue and the size of rat blood nanoparticles in the early long-term period after irradiationhttps://orcid.org/0000-0002-0896-5611НадыровЭ. А.NadyrovE. A.

Надыров Эльдар Аркадьевич, к.м.н., доцент, доцент кафедры гистологии, цитологии и эмбриологии

г. Гомель  

Eldar A. Nadyrov, Candidate of Medical Sciences, Associate Professor, Associate Professor at the Department of Histology, Cytology and Embryology 

Gomel 

nadyrov2006@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5038-9670КравцоваИ. Л.KravtsovaI. L.

Кравцова Ирина Леонидовна, к.м.н., доцент, заведующий кафедрой гистологии, цитологии и эмбриологии 

г. Гомель 

Irina L. Kravtsova, Candidate of Medical Sciences, Associate Professor, Head of the Department of Histology, Cytology and Embryology

Gomel 

iuri_shpakovski@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8226-6843ПилотовичА. С.PilotovichN. S.

Пилотович Анастасия Станиславовна, младший научный сотрудник лаборатории устойчивости биологических систем 

г. Гомель 

Nastassia S. Pilotovich, Junior Researcher at the Laboratory of Biological Systems Stability 

Gomel 

ms.pilotovich@list.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6812-753XЧелноковаИ. А.ChelnokovaI. A.

Челнокова Ирина Александровна, научный сотрудник лаборатории устойчивости биологических систем 

г. Гомель 

Irina A. Chelnokova, Researcher at the Laboratory of Biological Systems Stability 

Gomel 

irenachelnokova@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-8516-0884СтародубцеваМ. Н.StarodubtsevaM. N.

Стародубцева Мария Николаевна, д.б.н., доцент, профессор кафедры медицинской и биологической физики; главный научный сотрудник лаборатории устойчивости биологических систем 

 г. Гомель 

Maria N. Starodubtseva, Doctor of Biological Sciences, Associate Professor, Professor at the Department of Medical and Biological Physics; Chief Researcher at the Laboratory of Stability of Biological Systems 

Gomel 

marysta@mail.ruГомельский государственный медицинский университетGomel State Medical UniversityГНУ «Институт радиобиологии Национальной академии наук Беларуси», Гомель, БеларусьInstitute of Radiobiology of the National Academy of Sciences of BelarusИнститут радиобиологии Национальной академии наук БеларусиInstitute of Radiobiology of the National Academy of Sciences of BelarusГомельский государственный медицинский университет; Институт радиобиологии Национальной академии наук БеларусиGomel State Medical University; Institute of Radiobiology of the National Academy of Sciences of Belarus20261604202623193103Copyright © Надыров Э.А., Кравцова И.Л., Пилотович А.С., Челнокова И.А., Стародубцева М.Н., 20262026Надыров Э.А., Кравцова И.Л., Пилотович А.С., Челнокова И.А., Стародубцева М.Н.Nadyrov E.A., Kravtsova I.L., Pilotovich N.S., Chelnokova I.A., Starodubtseva M.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/2925Цель исследования

Цель исследования. Оценить влияние локального рентгеновского облучения грудной клетки на гистологическую картину легочной ткани и размерный профиль наночастиц крови у молодых крыс в ранний отдаленный период после облучения.

Материалы и методы

Материалы и методы. Однократное локальное облучение 6-месячных крыс линии Wistar проводили с использованием рентгеновского аппарата биологического назначения X-RAD 320 Precision X-ray Inc в дозах 0,1, 1 и 15 Гр. После 3-недельного постлучевого периода были измерены размеры наноразмерных частиц крови методом динамического рассеяния света; проведено гистологическое исследование легких крыс, необлученных и облученных в различных дозах.

Результаты

Результаты. С ростом дозы облучения от 0,1 до 15,0 Гр нарастает интерстициальный отек с инфильтрацией лимфоцитами и нейтрофилами и с одновременным формированием интерстициальной пневмонии и бронхопневмонии (15 Гр), увеличивается соотношение строма/паренхима (rs = 0,365; р = 0,001), в крови размеры наночастиц существенно увеличивались после облучения молодых крыс с дозой 15 Гр. Проведенный сравнительный анализ влияния ионизирующего излучения на крыс молодого и зрелого возраста выявил, что если молодой организм склонен к более острой, деструктивной воспалительной реакции, то организм в зрелом возрасте быстрее запускает механизмы хронического воспаления и фиброзирования, что в долгосрочной перспективе увеличивает вероятность тяжелой дыхательной недостаточности.

Заключение

Заключение. Установлено, что возраст является критическим фактором, определяющим степень тяжести радиационного поражения легких. Полученные экспериментальные данные могут послужить теоретической базой для оценки радиационных повреждений с учетом возраста организма, способствующие минимизации рисков при лучевой терапии и различных радиоэкологических бедствиях.

Objective

Objective. To evaluate the effect of local chest X-ray irradiation on the histological picture of lung tissue and the size profile of blood nanoparticles in young rats in the early long-term period after irradiation.

Materials and methods

Materials and methods. A single local irradiation of 6-month-old Wistar rats was performed using a biological X-ray machine X-RAD 320 Precision X-ray Inc at doses of 0.1, 1 and 15 Gy. After a 3-week post-radiation period, the sizes of nanoscale blood particles were measured by dynamic light scattering method; a histological examination of the rats’ lungs, non-irradiated and irradiated, was performed.

Results

Results. With increase of the absorbed dose from 0.1 to 15.0 Gy, interstitial edema increases with infiltration by lymphocytes and neutrophils, and with the simultaneous formation of interstitial pneumonia and bronchopneumonia (15 Gy), the stroma/parenchyma ratio increases (rs= 0.365; p=0.001), the size of nanoparticles in the blood increased significantly after irradiation of young rats with a dose of 15 Gy. A conducted comparative analysis of the effects of ionizing radiation on young and mature rats revealed that if a young organism is prone to a more acute, destructive inflammatory reaction, then the body in adulthood triggers the mechanisms of chronic inflammation and fibrosis faster, which in the long term increases the likelihood of severe respiratory failure.

Conclusion

Conclusion. It was found that age is a critical factor determining the severity of radiation damage to the lungs. The experimental data obtained can serve as a theoretical basis for assessing radiation damage, taking into account the age of the body, helping to minimize the risks of radiation therapy and various radioecological disasters.

рентгеновское излучениемолодые крысылегкоефиброзстарениенаночастицы кровиX-ray radiationyoung ratslungfibrosisagingblood nanoparticlesРабота выполнена в рамках ГПНИ «Природные ресурсы и окружающая среда», подпрограмма «Радиация и биологические системы», задание 3.01.2 «Разработать критерии оценки радиационно-индуцированных изменений ткани внутренней среды, основанной на анализе структуры и механических свойств клеточного компонента на моделях in vitro и in vivo».The work was carried out within the State Programme of Scientific Research “Natural Resources and Environment”, Subprogram “Radiation and Biological Systems”, Task 3.01.2 “To develop criteria for assessing the radiation-induced changes in tissues of the internal environment based on an analysis of the structural and mechanical properties of the cellular component using in vitro and in vivo models”.ReferencesRahi MS, Parekh J, Pednekar P, Parmar G, Abraham S, Nasir S, Subramaniyam R, Jeyashanmugaraja GP, Gunasekaran K. Radiation-Induced LungInjury—Current Perspectives and Management. Clin Pract. 2021;11(3):410-429. DOI: https://doi.org/10.3390/clinpract11030056Rahi MS, Parekh J, Pednekar P, Parmar G, Abraham S, Nasir S, Subramaniyam R, Jeyashanmugaraja GP, Gunasekaran K. Radiation-Induced LungInjury—Current Perspectives and Management. Clin Pract. 2021;11(3):410-429. DOI: https://doi.org/10.3390/clinpract11030056Zhou Y, Yang X, Liu H, Luo W, Liu H, Lv T, et al. Value of [68Ga] Ga-FAPI-04 imaging in the diagnosis of renal fbrosis. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2021;48(11):3493-3501. DOI: https://doi.org//10.1007/s00259-021-05343-xZhou Y, Yang X, Liu H, Luo W, Liu H, Lv T, et al. Value of [68Ga] Ga-FAPI-04 imaging in the diagnosis of renal fbrosis. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2021;48(11):3493-3501. DOI: https://doi.org//10.1007/s00259-021-05343-xChen Z, Wu Z, Ning W. Advances in molecular mechanisms and treatment of radiation-induced pulmonary fbrosis. Transl Oncol. 2019;12(1):162-169. DOI: https://doi.org//10.1016/j.tranon.2018.09.009Chen Z, Wu Z, Ning W. Advances in molecular mechanisms and treatment of radiation-induced pulmonary fbrosis. Transl Oncol. 2019;12(1):162-169. DOI: https://doi.org//10.1016/j.tranon.2018.09.009Barriger RB, Forquer JA, Brabham JG, Andolino DL, Shapiro RH, Henderson MA, et al. A dose-volume analysis of radiation pneumonitis in non-small cell lung cancer patients treated with stereotactic body radiation therapy. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2012;82:457-462. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijrobp.2010.08.056Barriger RB, Forquer JA, Brabham JG, Andolino DL, Shapiro RH, Henderson MA, et al. A dose-volume analysis of radiation pneumonitis in non-small cell lung cancer patients treated with stereotactic body radiation therapy. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2012;82:457-462. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijrobp.2010.08.056Taghian AG, Assaad SI, Niemierko A, Kuter I, Younger J, Schoenthaler R, Roche M, Powell SN. Risk of pneumonitis in breast cancer patients treated with radiation therapy and combination chemotherapy with paclitaxel. J Natl Cancer Inst. 2001;93:1806-1811. DOI: https://doi.org/10.1093/jnci/93.23.1806Taghian AG, Assaad SI, Niemierko A, Kuter I, Younger J, Schoenthaler R, Roche M, Powell SN. Risk of pneumonitis in breast cancer patients treated with radiation therapy and combination chemotherapy with paclitaxel. J Natl Cancer Inst. 2001;93:1806-1811. DOI: https://doi.org/10.1093/jnci/93.23.1806Kimura T, Togami T, Takashima H, Nishiyama Y, Ohkawa M, Nagata Y. Radiation pneumonitis in patients with lung and mediastinal tumours: A retrospective study of risk factors focused on pulmonary emphysema. Br J Radiol. 2012;85(1010):135-141. DOI: https://doi.org/10.1259/bjr/32629867Kimura T, Togami T, Takashima H, Nishiyama Y, Ohkawa M, Nagata Y. Radiation pneumonitis in patients with lung and mediastinal tumours: A retrospective study of risk factors focused on pulmonary emphysema. Br J Radiol. 2012;85(1010):135-141. DOI: https://doi.org/10.1259/bjr/32629867Jin H, Tucker SL, Liu HH, Wei X, Yom SS, Wang S, Komaki R, Chen Y, Martel MK, Mohan R et al. Dose-volume thresholds and smoking status for the risk of treatment-related pneumonitis in inoperable non-small cell lung cancer treated with definitive radiotherapy. Radiother Oncol. 2009;91(3):427-432. DOI: https://doi.org/10.1016/j.radonc.2008.09.009Jin H, Tucker SL, Liu HH, Wei X, Yom SS, Wang S, Komaki R, Chen Y, Martel MK, Mohan R et al. Dose-volume thresholds and smoking status for the risk of treatment-related pneumonitis in inoperable non-small cell lung cancer treated with definitive radiotherapy. Radiother Oncol. 2009;91(3):427-432. DOI: https://doi.org/10.1016/j.radonc.2008.09.009Ward HE, Kemsley L, Davies L, Holecek M, Berend N The Effect of Steroids on Radiation-Induced Lung Disease in the Rat Radiation. Research. 1993;136(1):22-28.Ward HE, Kemsley L, Davies L, Holecek M, Berend N The Effect of Steroids on Radiation-Induced Lung Disease in the Rat Radiation. Research. 1993;136(1):22-28.Gurley LR, London JE Tietjen GL, van der Kogel AJ, Dethloff LA, Lehnert BE. Lung hyperpermeability and changes in biochemical constituents in bronchoalveolar lavage fluids following X irradiation of the thorax. Radiat. Res. 1993;134(2):151-159.Gurley LR, London JE Tietjen GL, van der Kogel AJ, Dethloff LA, Lehnert BE. Lung hyperpermeability and changes in biochemical constituents in bronchoalveolar lavage fluids following X irradiation of the thorax. Radiat. Res. 1993;134(2):151-159.Kadhim M, Cagatay ST, Elbakrawy EM. Non-targeted effects of radiation: a personal perspective on the role of exosomes in an evolving paradigm. Int J Radiat Biol. 2022;98(3):410-420. DOI: https://doi.org//10.1080/09553002.2021.1980630Kadhim M, Cagatay ST, Elbakrawy EM. Non-targeted effects of radiation: a personal perspective on the role of exosomes in an evolving paradigm. Int J Radiat Biol. 2022;98(3):410-420. DOI: https://doi.org//10.1080/09553002.2021.1980630Надыров ЭА, Кравцова ИЛ, Шклярова АН, Стародубцева МН. Интегральные взаимосвязи параметров соединительной ткани при реакции организма крыс на локальное облучение верхней половины туловища. Проблемы здоровья и экологии. 2024;21(4):103-112. DOI: https://doi.org//10.51523/2708-6011.2024-21-4-11Nadyrov E.A., Kravtsova I.L., Shkliarava N.M., Starodubtseva M.N. Integrated interrelations of connective tissue parameters during the rats’ body response to local irradiation. Health and Ecology Issues. 2024;21(4):103-112. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.51523/2708-6011.2024-21-4-11Andreollo NA, Santos EF, Araújo MR, Lopes LR. Rat’s age versus human’s age: what is the relationship? Arq Bras Cir Dig. 2012;25(1):49-51. DOI: https://doi.org//10.1590/s0102-67202012000100011Andreollo NA, Santos EF, Araújo MR, Lopes LR. Rat’s age versus human’s age: what is the relationship? Arq Bras Cir Dig. 2012;25(1):49-51. DOI: https://doi.org//10.1590/s0102-67202012000100011Henderson NC, Rieder F, Wynn TA. Fibrosis: from mechanisms to medicines. Nature. 2020;587(7835):555-566. DOI: https://doi.org//10.1038/s41586-020-2938-9Henderson NC, Rieder F, Wynn TA. Fibrosis: from mechanisms to medicines. Nature. 2020;587(7835):555-566. DOI: https://doi.org//10.1038/s41586-020-2938-9Nija RJ, Nithya TG. Pulmonary fibrosis and exosomes: pathways to treatment. Mol Biol Rep. 2025;52(1):749. DOI: https://doi.org//10.1007/s11033-025-10855-yNija RJ, Nithya TG. Pulmonary fibrosis and exosomes: pathways to treatment. Mol Biol Rep. 2025;52(1):749. DOI: https://doi.org//10.1007/s11033-025-10855-yШклярова АН, Стародубцева МН. АСМ-анализ неоднородности механических свойств поверхности фибробластов после радиационного воздействия Весці Нацыянальнай акадэміі навук Беларусi. Серыя фiзікатэхнічных навук. 2025;70(3):198-208. DOI: https://doi.org/10.29235/1561-8358-2025-70-3-198-208Shklyarova AN, Starodubtseva MN. ASM analysis of the heterogeneity of mechanical properties of fibroblast surfaces after radiation exposure. Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Series of Physical and Technical Sciences. 2025;70(3):198-208. DOI: https://doi.org/10.29235/1561-8358-2025-70-3-198-208

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