ОСОБЛИВОСТІ ПРОДУКЦІЇ ВІЛЬНОРАДИКАЛЬНИХ СПОЛУК ЛІМФОЦИТАМИ ПЕРИФЕРИЧНОЇ КРОВІ ТА ІНТЕНСИВНІСТЬ ЇХ УТВОРЕННЯ ПІСЛЯ РЕНТГЕНІВСЬКОГО ОПРОМІНЕННЯ
DOI:
https://doi.org/10.32471/oncology.2663-7928.t-22-3-2020-g.9096Ключові слова:
вільнорадикальні сполуки, іонізуюче випромінювання, лімфоцити, периферична кровАнотація
Проблема оцінки шкідливого впливу іонізуючого випромінювання на нормальні клітини і тканини важлива для осіб, що зазнають його дії у зв’язку з професійною діяльністю, для онкологічних хворих при застосуванні променевої терапії та у разі його впливу на організм внаслідок забруднення довкілля. Його дія значною мірою реалізується за рахунок безпосереднього утворення вільнорадикальних сполук (ВРС) при опроміненні та опосередкованих змін інтенсивності вільнорадикальних процесів у тканинах і клітинах. Мета: дослідити особливості продукування ВРС лімфоцитами людини після рентгенівського опромінення крові в системі in vitro. Обґрунтувати використання цього показника як додаткового маркера негативних наслідків впливу іонізуючого випромінювання на організм людини. Об’єкт і методи: у дослідженні використовували зразки периферичної крові 36 умовно здорових осіб — 18 жінок віком 39–69 років та 18 чоловіків віком 18–58 років. Тестуюче рентгенівське опромінення крові (ТО) проводили у дозах 0,5; 1,0; 2,0 та 3,0 Гр. Загальну інтенсивність продукування ВРС у лімфоцитах периферичної крові визначали з використанням флуоресцентного зонда дихлоро-флуоресцеїн-діацетату та перераховували у мМ Н2О2 на тисячу клітин за годину (мМ/тис. кл./год). Результати: Середній рівень продукування ВРС в інтактних лімфоцитах становив 21,4 мМ/тис. кл./год і варіював від 1,6 до 64,3 мМ/тис. кл./год. У жінок рівень утворення ВРС був у 1,5 раза вищим, ніж у чоловіків. Інтенсивність утворення ВРС у лімфоцитах залежала від віку донорів. У віковій групі 18–30 років була достовірно вищою, ніж у групах 31–50 років та 51–69 років (у 1,7 та 2,0 раза відповідно). Така різниця зберігалась і після ТО у всьому використаному діапазоні доз. Середні показники інтенсивності утворення ВРС у лімфоцитах після ТО майже не відрізнялися від неопроміненого контролю. Водночас за низького вихідного рівня (до 10 мМ/тис. кл./год) ТО призводило до підвищення продукування ВРС у 1,84–2,34 раза, а при високому (вище 30 мМ/тис. кл./год) — до зниження їх продукування в 1,29–1,35 раза. Зміни продукції ВРС не мали дозозалежного характеру. При рівні утворення ВРС від 10 до 30 мМ/тис. кл./год ТО не впливало на середні значення цього показника. Висновок: показано, що рівень утворення ВРС у лімфоцитах залежить від статі та віку обстежених, а вплив ТО на цей показник залежить від вихідного рівня їх продукування. Отримані результати можуть слугувати підґрунтям для використання цього показника як маркера при оцінці індивідуальної небезпеки впливу іонізуючого випромінювання при професійній діяльності та проведенні променевої терапії.
Посилання
Wilczyńska U, Szeszenia-Dabrowska N. Occupational diseases caused by ionizing radiation in Poland, 1971–2006. Med Pr 2008; 59 (1): 1–8 (in Polish).
Djokovic-Davidovic J, Milovanovic A, Milovanovic J, et al. Analysis of chromosomal aberrations frequency, haematological parameters and received doses by nuclear medicine professionals. J BUON 2016; 21 (5):1307–15.
Gerić M, Popić J, Gajski G, et al. Cytogenetic status of interventional radiology unit workers occupationally exposed to low-dose ionising radiation: A pilot study. Mutat Res 2019; 843: 46–51.
Loganovsky KN, Marazziti D, Fedirko PA, et al. Radiation-Induced Cerebro-Ophthalmic Effects in Humans. Life (Basel) 2020; 10 (4): 41.
Ahmad IM, Abdalla MY, Moore TA, et al. Healthcare Workers Occupationally Exposed to Ionizing Radiation Exhibit Altered Levels of Inflammatory Cytokines and Redox Parameters. Antioxidants (Basel) 2019; 8 (1): 12.
Domina EA. Evaluation of the effect of professional irradiation on cytogenetic parameters of peripheral blood lymphocytes. Dopov Nac akad nauk Ukr 2018; 10: 112–9 (in Russian).
Domina EA. Radiogenic cancer: epidemiology and primary prevention. Kiev: Naukova Dumka, 2016. 195 p. (in Russian).
Yahyapour R, Motevaseli E, Rezaeyan A, et al. Reduction-oxidation (redox) system in radiation-induced normal tissue injury: molecular mechanisms and implications in radiation therapeutics. Clin Transl Oncol 2018; 20 (8): 975–88.
Wason MS, Lu H, Yu L, et al. Cerium Oxide Nanoparticles Sensitize Pancreatic Cancer to Radiation Therapy through Oxidative Activation of the JNK Apoptotic Pathway. Cancers (Basel) 2018; 10 (9): 303.
Ping Z, Peng Y, Lang H, et al. Oxidative Stress in Radiation-Induced Cardiotoxicity. Review Oxid Med Cell Longev 2020; V. 2020, Art. ID 3579143, 15 p.
Franco A, Ciccarelli M, Sorriento D, et al. Rays Sting: The Acute Cellular Effects of Ionizing Radiation Exposure. Transl Med UniSa 2016; 14 (8): 42–53.
Choi KM, Kang CM, Cho ES, et al. Ionizing radiation-induced micronucleus formation is mediated by reactive oxygen species that are produced in a manner dependent on mitochondria, Nox1, and JNK. Oncol Rep 2007; 17 (5):1183–8.
Pereboeva L, Westin E, Patel T, et al. DNA damage responses and oxidative stress in dyskeratosis congenital. PLoS One 2013; 8 (10): e76473.
Kawamura K, Qi F, Kobayashi J. Potential relationship between the biological effects of low-dose irradiation and mitochondrial ROS production. J Radiat Res 2018; 59 (Suppl. 2): ii91-ii97.
Sangsuwan T, Haghdoost S. The nucleotide pool, a target for low-dose gamma-ray-induced oxidative stress. Radiat Res 2008; 170 (6): 776–83.
Farhood B, Ashrafizadeh M, Khodamoradi E, et al. Targeting of cellular redox metabolism for mitigation of radiation injury. Life Sci 2020; 250:117570.
Domina EA. Radiogenic cancer: Epidemiology and primary prevention. Kiyv: Naukova Dumka, 2016. 196 p. (in Russian).
Grinevich YuA, Domina EA. Immune and cytogenetic effects of dense and rarely ionizing radiation. Kiev: Zdorov’ya, 2006. 200 p. (in Russian).
Ogawa Y, Kobayashi T, Nishioka A, et al. Radiation-induced reactive oxygen species formation prior to oxidative DNA damage in human peripheral T cells. Int J Mol Med 2003; 11 (2): 149–52.
Tang Y, Zhang Y, Guo L, et al. Relationship between individual radiosensitivity and radiation encephalopathy of nasopharyngeal carcinoma after radiotherapy. Strahlenther Onkol 2008; 184 (10): 510–4.
Borgmann K, Hoeller U, Nowack S, et al. Individual radiosensitivity measured with lymphocytes may predict the risk of acute reaction after radiotherapy. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2008; 71 (1): 256–64.
Guogytė K, Plieskienė A, Ladygienė R, et al. Assessment of Correlation between Chromosomal Radiosensitivity of Peripheral Blood Lymphocytes after In vitro Irradiation and Normal Tissue Side Effects for Cancer Patients Undergoing Radiotherapy. Genome Integr 2017; 8: 1.
Adamczyk A, Biesaga B, Klimek M, et al. Comet assay is not useful to predict normal tissue response after radiochemotherapy in cervical and larynx cancer patients Pol J Pathol 2018; 69 (4): 410–21.
Pajic J, Rovcanin B, Kekic D, et al. The influence of redox status on inter-individual variability in the response of human peripheral blood lymphocytes to ionizing radiation. Int J Radiat Biol 2018; 94 (6): 569–75.
Product Information Histopaque®-1077 Hybri-Max™ (H8889) (https://www.sigmaaldrich.com/content/dam/sigma-aldrich/docs/Sigma/Product_Information_Sheet/2/h8889pis.pdf).
Bokunyaeva NI, Zolotnitskaya RP. Handbook of clinical laboratory research methods. Moscow: Meditsina, 1975. 338 р. (in Russian).
Yao K, Wu W, Wang K, et al. Electromagnetic noise inhibits radiofrequency radiation-induced DNA damage and reactive oxygen species increase in human lens epithelial cells. Mol Vis 2008; 19 (14): 964‑9.
Tarpey MM, Wink DA, Grisham MB. Methods for detection of reactive metabolites of oxygen and nitrogen: in vitro and in vivo considerations. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 2004; 286: R431–44.
Lakin GF. Biometry. Moskow: Vyschaya Shkola, 1990. 352 p. (in Russian).
Song Y, Xie L, Lee Y, et al. Integrative assessment of low-dose gamma radiation effects on Daphnia magna reproduction: Toxicity pathway assembly and AOP development. Sci Total Environ 2020; 705: 135912.
Gomes T, Song Y, Brede DA, et al. Gamma radiation induces dose-dependent oxidative stress and transcriptional alterations in the freshwater crustacean daphnia magna. Sci. Total Environ 2018; (628–629): 206–16.
Hoeller U, Borgmann K, Bonacker M, et al. Individual radiosensitivity measured with lymphocytes may be used to predict the risk of fibrosis after radiotherapy for breast cancer. Radiother Oncol 2003; 69 (2): 137–44.
