Интегральные взаимосвязи параметров соединительной ткани при реакции организма крыс на локальное облучение

Цель исследования. Установить гистологические изменения легкого и взаимосвязи этих изменений со свойствами наноразмерных частиц крови у лабораторных животных, вызванныех локальным облучением верхней части туловища рентгеновским излучением.

Материалы и методы. Однократное локальное облучение 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 трехнедельного постлучевого периода были измерены активности каталазы и супероксиддисмутазы, размеры и дзета-потенциал наноразмерных частиц крови; проведено гистологическое исследование легких крыс, необлученных и облученных в различных дозах.

Результаты. Качественно-количественная оценка степени фиброза в легких показала рост степени фиброза в зависимости от уровня дозы облучения (r_s = 0,5531, р ˂ 0,0001). В крови облученных животных размеры и дзета-потенциал наноразмерных частиц существенно увеличивались после облучения крыс с дозой 0,1 Гр (р < 0,05). Активности супероксиддисмутазы и каталазы крови после облучения изменялись в зависимости от дозы облучения немонотонно.

Заключение. В экспериментальной животной модели установлены значительные изменения состояния организма после облучения в малой дозе — 0,1 Гр на разных иерархических уровнях. В большей степени изменения проявляются в антиокислительной системе крови и системе наночастиц крови, в меньшей — на уровне состава и строения органа (легкого). Дальнейшее изучение радиационно-индуцированных изменений наночастиц крови целесообразно не только для углубления понимания механизмов развития постлучевых патологических состояний, но и для оценки эффективности в эксперименте новых радиопротекторных лекарственных средств с целью их последующего внедрения в клиническую практику.

1. Ashokkumar M, Ajayan PM. Materials science perspective of multifunctional materials derived from collagen. International Materials Reviews. 2021;66(3);160-187. DOI: https://doi.org/10.1080/09506608.2020.1750807

2. Straub JM, New J, Hamilton CD, Lominska C, Shnayder Y, Thomas SM. Radiation-induced fibrosis: mechanisms and implications for therapy. Journal of cancer research and clinical oncology. 2015;141:1985-1994. DOI: https://doi.org/10.1007/s00432-015-1974-6

3. Purkayastha A, Sharma N, Sarin A, Bhatnagar S, Chakravarty N, Mukundan H, Suhag V, Singh S. Radiation Fibrosis Syndrome: the Evergreen Menace of Radiation Therapy. Asia Pac J Oncol Nurs. 2019;6(3):238-245. DOI: https://doi.org/10.4103/apjon.apjon_71_18

4. Fijardo M, Kwan JYY, Bissey PA, Citrin DE, Yip KW, Liu FF. The clinical manifestations and molecular pathogenesis of radiation fibrosis. EBioMedicine. 2024;103:105089. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ebiom.2024.105089

5. Матвеенкова ТД, Назаренко ИВ, Юрковский АМ, Стародубцева МН. Радиационно-индуцированные изменения свойств и функций фибробластов. Проблемы здоровья и экологии. 2023;20(4):7-17. DOI: https://doi.org/10.51523/2708-6011.2023-20-4-01

6. Chelnokova IA, Nikitina IA, Starodubtseva MN. Mechanical properties of blood exosomes and lipoproteins after the rat whole blood irradiation with X-rays in vitro explored by atomic force microscopy. Micron. 2024;184:103662. DOI: https://doi.org/10.1016/j.micron.2024.103662

7. Goth LA. Simple method for determination of serum catalase activity and revision of reference range. Clin Chim Acta. 1991;196:143-152. DOI: https://doi.org/10.1016/0009-8981(91)90067-M

8. Hübner RH, Gitter W, Eddine N, Mokhtari E, Mathiak M, Both M, Bolte H, Freitag-Wolf S, Bewig B. Standardized Quantification of Pulmonary Fibrosis in Histological Samples. BioTechniques. 2008;44(4):507-517. DOI: https://doi.org/10.2144/000112729

9. Bairamukov VY, Bukatin AS, Kamyshinsky RA, Burdakov VS, Pichkur EB, Shtam TA, Starodubtseva MN. Nanomechanical characterization of exosomes and concomitant nanoparticles from blood plasma by PeakForce AFM in liquid. Biochim Biophys Acta Gen Subj. 2022;1866(7):130-139. DOI: https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2022.130139