Роль ферментативного колагенолізу та глікозаміногліканів у ранній відповіді тканин на променеве ушкодження

Abstract

У роботі досліджено біохімічні зміни в сполучній тканині після дії іонізуючого γ-випромінювання, з акцентом на метаболізм колагену та глікозаміногліканів (ГАГ). Було встановлено, що опромінення викликає дозозалежне підвищення вмісту розчинного колагену фракцій I та II у легеневій та шкірній тканинах, особливо у групах з вищими дозами. Водночас, рівень нерозчинного колагену залишався стабільним у легенях, але зростав у шкірі, що може свідчити про розвиток фіброзних процесів. Показники колагенолітичної активності достовірно збільшувались з дозою опромінення, досягаючи майже 6-кратного зростання в групі з максимальною дозою, що вказує на активацію протеолітичних систем. Аналіз вмісту ГАГ також показав істотне зростання у тканинах, що узгоджується з компенсаторною гіперсинтезою матриксних компонентів у відповідь на пошкодження. Найбільш виражені зміни реєструвалися у легенях, що, ймовірно, обумовлено їх високою чутливістю до променевого стресу. Виявлені зміни свідчать про ранню структурну перебудову позаклітинного матриксу, яка може бути підґрунтям для розвитку пізніх пострадіаційних ускладнень. Отримані дані дозволяють розглядати зростання рівня фракцій розчинного колагену, колагенолітичної активності та ГАГ як ранні біомаркери променевого ураження сполучної тканини.

This study investigates biochemical alterations in connective tissue following exposure to ionizing γ-radiation, with a focus on collagen and glycosaminoglycan (GAG) metabolism. It was established that radiation induces a dose-dependent increase in the content of soluble collagen fractions I and II in lung and skin tissues, particularly in the higher dose groups. At the same time, the level of insoluble collagen remained stable in the lungs but increased in the skin, which may indicate the development of fibrotic processes. Collagenolytic activity significantly increased with the radiation dose, reaching nearly a six-fold rise in the highest dose group, suggesting the activation of proteolytic systems. The analysis of GAG content also revealed a substantial increase in both tissues, consistent with compensatory hyperproduction of extracellular matrix components in response to damage. The most pronounced changes were observed in lung tissue, likely due to its high sensitivity to radiation-induced stress. These findings indicate early structural remodeling of the extracellular matrix, which may serve as a basis for the development of late radiation-induced complications. The obtained data suggest that elevated levels of soluble collagen fractions, increased collagenolytic activity, and GAG accumulation may serve as early biochemical markers of radiation-induced connective tissue injury.