Пострадіаційна перебудова екстрацелюлярного матриксу легень і метаболічна дисфункція м’язів у статевозрілих щурів

Abstract

Метою роботи є встановлення характеру й вираженості ранніх дозозалежних змін матриксних компонентів легень і порушень амінокислотно-ферментних показників у м’язовій тканині як складових системної пострадіаційної відповіді. За експериментальних умов досліджено ранні міжорганні патофізіологічні взаємозв’язки змін екстрацелюлярного матриксу легень і метаболічної відповіді серцевого та скелетного м’язів у статевозрілих щурів через 1 добу після одноразового тотального іонізуючого опромінення дозами 4,0 та 6,0 Гр. Через 24 год після опромінення у легенях відзначали ранню перебудову матриксу зі зростанням розчинної фракції колагену порівняно з інтактними тваринами, тоді як нерозчинний колаген істотно не змінювався. Сумарні глікозаміноглікани у легенях підвищувалися, відображаючи ранню перебудову протеогліканового компонента матриксу і потенційне посилення матрикс-залежних сигнальних взаємодій; сульфатовані глікозаміноглікани змінювалися різноспрямовано без чіткої дозозалежності, що може свідчити про перерозподіл їх фракцій. На тлі матриксних змін у легенях у м’язовій тканині домінували метаболічні порушення, більш виражені в міокарді. Отримані результати свідчать про формування єдиної ранньої системної пострадіаційної відповіді, у якій легені демонструють переважно матриксну реакцію з активацією колагенового та глікозаміногліканового компонентів, а м’язова система, особливо міокард, характеризується метаболічною дезадаптацією з виснаженням амінокислотного пулу та пригніченням трансамінувальних процесів. Виявлені показники можуть розглядатися як ранні дозочутливі біохімічні маркери матриксних змін у легенях і метаболічної дисфункції м’язової тканини після тотального опромінення.

The purpose of the study is to establish the nature and severity of early dose& dependent changes in lung matrix components and disturbances in amino acid and enzyme parameters in muscle tissue as components of the systemic post&radiation response. In experimental conditions, early interorganic pathophysiological relationships between changes in the extracellular matrix of the lungs and the metabolic response of the cardiac and skeletal muscles in sexually mature rats 1 day after a single total ionizing irradiation with doses of 4.0 and 6.0 Gy were investigated. 24 hrs after irradiation, early matrix remodelling was observed in the lungs with an increase in the soluble collagen fraction compared with intact animals, while insoluble collagen did not change significantly. Total glycosaminoglycans in the lungs increased, reflecting early remodelling of the proteoglycan component of the matrix and potential enhancement of matrix&dependent signalling interactions; sulfated glycosaminoglycans changed in different directions without a clear dose&dependence, which may indicate a redistribution of their fractions. Against the background of matrix changes in the lungs, metabolic disorders dominated in muscle tissue, more pronounced in the myocardium. The data obtained indicate the single early systemic post&radiation response formation, in which the lungs demonstrate a predominantly matrix reaction with activation of collagen and glycosaminoglycan components, and the muscular system, especially the myocardium, is characterized by metabolic maladaptation with depletion of the amino acid pool and inhibition of transamination processes. The detected indicators can be considered as early dose& sensitive biochemical markers of matrix changes in the lungs and metabolic dysfunction of muscle tissue after total irradiation.