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

Abstract

Цель исследования. Установить гистологические изменения легкого и взаимосвязи этих изменений со свойствами наноразмерных частиц крови у лабораторных животных, вызванных 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 (rs = 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.

Objective. To establish histological changes in lung tissue and the interrelationship of these changes with the properties of nanoscale blood particles in laboratory animals caused by local irradiation of their upper torso with X-rays. Materials and methods. Local irradiation of Wistar rats was carried out using a X-RAD 320 Biological Irradiator (Precision X-Ray, USA) in doses of 0.1, 1, and 15 Gy. After a 3-week post-irradiation period, the activity of catalase and superoxide dismutase, sizes and zeta-potential of nanoparticles were measured in blood; a histological analysis of the lungs was carried out for rats non-irradiated and irradiated by various X-rays doses. Results. A semi-quantitative assessment of the pulmonary fibrosis progression showed an increase in the fibrosis grade depending on the irradiation dose (rs = 0.5531, p˂0.0001). In the blood of irradiated animals, the size and zeta potential of nanoscale particles increased significantly after irradiation of rats with a dose of 0.1 Gy (p<0.05). The activities of superoxide dismutase and catalase in the irradiated rat’s blood changed non-monotonically depending on the dose. Conclusion. In the experimental animal model, significant changes in the body state were found after irradiation with a low dose (0.1 Gy) at different hierarchical levels. The changes are more pronounced in the blood antioxidant system and the system of nanoparticles of blood, less — at the level of composition and structure of the organ (lung). Further study of radiation and induced changes of blood nanoparticles is advisable not only to deepen the understanding of mechanisms of development of post-radiation pathological conditions but also to evaluate the efficacy of new radioprotective drugs in an experiment with a view to their subsequent introduction into clinical practice.