Патофізіологічні механізми ремоделювання сполучної тканини та білкового обміну у тварин, підданих гамма-опроміненню

Abstract

Метою дослідження є вивчення патофізіологічних механізмів ремоделювання сполучної тканини та білкового обміну у тварин після одноразового гамма-опромінення дозами 1,0 та 4,0 Гр, що дозволяє визначити ранні метаболічні ланки радіаційно-індукованого ремоделювання та виявити інтегральні маркери дезінтеграції білкового пулу. Методологія. Дослідження проводились на 30 статевозрілих щурах лінії Вістар, які були піддані одноразовому гамма-опроміненню у дозах 1,0 та 4,0 Гр. Після опромінення проводили біохімічні аналізи, зокрема визначали рівень оксипроліну (загальний, вільний та зв’язаний) у сироватці крові, а також вміст гіалуронової кислоти, активність гіалуронатсинтази і гіалуронідази у шкірі тварин. Окрім того, вивчено вміст амінокислот у серцевому та скелетному м’язах, а також змінено виведення азоту з сечею. Наукова новизна. Вперше виявлено дозозалежні зміни у метаболізмі сполучної тканини та білковому обміні після гамма-опромінення, зокрема активацію колагенолізу, накопичення гіалуронової кислоти та зростання співвідношення синтази гіалуронату/гіалуронідази, що вказує на переважання синтезу гіалуронату над його деградацією. Крім того, вперше продемонстровано зв’язок між зниженням рівня зв’язаного оксипроліну та розвитком білково-енергетичного виснаження на фоні підвищення азотовиділення. Це свідчить про порушення гомеостазу сполучної тканини та перехід організму до катаболічного типу метаболічної відповіді. Висновки. Опромінення дозами 1,0 та 4,0 Гр спричиняє виражені порушення метаболізму сполучної тканини та білкового обміну, що проявляються в активації катаболізму колагену, накопиченні гіалуронової кислоти, а також зниженні рівня стабільного колагену та сироваткового білка. Зміни, що відбуваються у тканинах, вказують на порушення азотистого балансу та розвиток білково-енергетичного виснаження, що свідчить про дестабілізацію структурно-функціональної організації сполучної тканини. Виявлені метаболічні маркери можуть бути використані для раннього виявлення пострадіаційних змін та для ідентифікації інтегральних маркерів дезінтеграції білкового пулу.

Objective. The work investigated the pathophysiological mechanisms of connective tissue remodelling and protein metabolism in animals after a single total γ-irradiation at doses of 1.0 and 4.0 Gy. It was established that irradiation causes the expressed metabolic changes in the collagen and hyaluronic subsystems of the extracellular matrix, as well as in general protein metabolism. Activation of collagenolysis, an increase in the content of free oxyproline, the accumulation of hyaluronic acid and an increase in the ratio of hyaluronate synthase/hyaluronidase synthase were detected, which indicates the predominance of hyaluronate synthesis over its degradation. In parallel, a decrease in the level of bound oxyproline, serum protein, increased proteolysis and nitrogen excretion was observed, which reflects the development of negative nitrogen balance and protein-energy depletion. The detected changes indicate the transition of the organism to a catabolic type of metabolic response with destabilization of the structural and functional organization of connective tissue. The integral markers of protein pool disintegration were proposed to include an increase in the level of free oxyproline, hyaluronic acid, a shift in the ratio of hyaluronate synthase/hyaluronidase synthase, and increased nitrogen excretion. The results obtained deepen the understanding of the early metabolic links of radiation-induced connective tissue remodelling and can be used to identify early markers of post-radiation changes.