Радиационно-индуцированные изменения ткани легкого и размеров наночастиц крови крыс в ранний отдаленный период после облучения

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. 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. 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. 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.

1. Rahi 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/clinpract11030056

2. Zhou 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-x

3. Chen 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.2018.09.009

4. Barriger 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.2010.08.056

5. Taghian 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/93.23.1806

6. Kimura 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/32629867

7. Jin 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.2008.09.009

8. 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.

9. 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.

10. 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//10.1080/09553002.2021.1980630

11. Надыров 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//10.51523/2708-6011.2024-21-4-11

12. Andreollo 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/s0102-67202012000100011

13. Henderson NC, Rieder F, Wynn TA. Fibrosis: from mechanisms to medicines. Nature. 2020;587(7835):555-566. DOI: https://doi.org//10.1038/s41586-020-2938-9

14. Nija 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-y

15. Шклярова 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/10.29235/1561-8358-2025-70-3-198-208