ЭКСПРЕССИЯ АКВАПОРИНОВ 1 И 5 В ЛЕГКИХ КРЫС ПОСЛЕ ВНУТРЕННЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ РАДИОАКТИВНЫМ ПОРОШКОМ 56MnO2
Authors: Ы.О. Кайрханова , Н. Фуджимото , Н.Ж. Чайжунусова , М. Хоши , В.Ф. Степаненко 
Published: November 2024

Введение.Радионуклид 56Mn (T1/2 = 2,58 час) является одним из доминирующих гамма- и бета-излучателей в начальный период после нейтронной активации почвы и элементов зданий, поднявшихся в воздух в виде пыли после ядерных взрывов. С целью моделирования экспозиции пылевидными микрочастицами 56Mn O2, были проведены эксперименты при воздействии на экспериментальных крыс диспергированным порошком 56MnO2, полученным в результате нейтронной активации стабильных атомов Mn на ядерном реакторе. Цель. Изучить влияние воздействия диспергированным 56MnO2 на экспрессию генов в легких крыс. Материалы и методы. Дизайн исследования: экспериментальный. В экспериментах были использованы крысы-самцы линии Вистар в возрасте 10 недель, масса которых составляла 220 – 330 г. Всего было использовано 58 животных. Крысы были разделены на 5 групп: 56MnO2 (0,05 Гр), 56MnO2 (0,11 Гр), MnO2, 60Co и контроль. По 3 крысы каждой группы было умерщвлено и исследовано на 3, 14 и 60 сутки после воздействия. Статистический анализ. Все значения выражены в виде средних величин ± стандартная ошибка (S.E.). Использовали t-критерий Стьюдента для сравнения между экспонированными и контрольными группами. Было принято считать достоверными изменения экспрессии генов по сравнению с контролем при p <0,01 или p <0,05. Результаты. Установлено, что после воздействия диспергированным 56Mn при дозе внутреннего облучения легких 0,05 Гр и 0,11 Гр, экспрессия гена AQP1 была увеличена только на 3-и сутки, а экспрессия гена AQP5 была увеличена на третьи, 14-е и 60-е сутки после воздействия. Интересно отметить, что внешнее 60Co гамма-облучение в дозе 2 Гр не изменяет экспрессию этих генов по сравнению с контролем, за исключением кратковременного (на третьи сутки) повышения экспрессии гена AQP5. Выводы. Все это позволяет предположить, что воздействие распыленными микрочастицами 56MnO2, даже при малых средних дозах внутреннего облучения легких (0,11 Гр), оказывает весьма значительное биологическое воздействие на этот орган, о чем свидетельствует изменение уровней экспрессии генов AQP5 в течение весьма длительного периода времени – по сравнению с внешним гамма-облучении 60Со в существенно больших дозах (2 Гр). Воздействие диспергированным нерадиоактивным MnO2 не привело к изменению экспрессии изучаемых генов по сравнению с контролем.

Introduction: The radionuclide 56Mn (T1/2=2.58 hours) is one of the dominant beta- and gamma-emitters within few hours after the neutron irradiation of soil dust following nuclear explosion in atmosphere. The effects of exposure to residual radioactivity from nuclear explosions are the subject of discussions and research of the consequences of nuclear tests and the atomic bombing. In order to simulate the exposure of 56MnO2 pulverized microparticles, experiments were carried out when the experimental rats were exposed to 56MnO2 dispersed powder obtained as a result of neutron activation of stable Mn atoms on a nuclear reactor. Aim: To study the effect of dispersed 56MnO2 on the expression of genes in rat lung. Materials and methods: Study design: experimental. In the experiments were used ten week-old male Wistar rats, the mass of which was 220-330 g. A total of 58 animals were used. The rats were divided into 5 groups: 56MnO2 (0.05 Gy), 56MnO2 (0.11 Gy), MnO2, 60Co and control. Animals were examined on days 3, 14 and 60 after exposure. Statistical analysis. All values are presented as mean ± standard error (SEM). Student’s t-test was performed to compare between the control and the radiation- exposed groups. Indicate significantly different from each contol level by p<0.01 and p<0.05. Results: On day 3 after 56Mn exposure, the expression of aquaporin 1 (AQP1) increased. These changes were persistent even on day 14 or day 60 in case of AQP5 expression. Interestingly, external 60Co gamma-irradiation at a dose of 2 Gy did not change the expression of these genes (with excluding of slightly increased AQP5 gene expression on 3rdday after irradiation). Our data suggest that internal exposure to 56MnO2, even at low doses, has a significant biological impact on the lungs altering the gene expression levels for a prolonged period of time, when it is compared with the effects of external radiation. Conclusions. All this suggests that the effect of 56MnO2sprayed microparticles, even with small average doses of internal light irradiation (0.11 Gy), has a very significant biological effect on this organ, as evidenced by a change in the expression levels of AQP5 genes over a very long period of time - in comparison with the external gamma irradiation of 60Co in substantially higher doses (2 Gy). Exposure to dispersed non-radioactive MnO2did not result in a change in the expression of the studied genes compared to the control.

Кіріспе: Радионуклид 56Mn (T1/2 = 2,58 сағ) ядролық жарылыстар кезінде көтерілген топырақ шаңы бөлшектерінің нейтрондық белсендендірілуінен кейінгі алғашқы сағаттардағы негізгі нейтронды –белсендендірілген бета- және гамма сәулелендіргіштердің бірі болып табылады. 56MnO2 шаң тәрізді микробөлшектерімен экспозицияны моделдеу мақсатында атом реакторында Mn тұрақты атомдарының нейтронды белсендендірілуі нәтижесінде алынған 56MnO2 диспергирленген ұнтағымен эксперименталды жануарларға әсер етумен тәжірибелер жүргізілді. Мақсаты. Диспергирленген 56MnO2 ұнтағының егеуқұйрықтардың өкпедегі гендер экспрессиясына әсерін зерттеу. Материалдар мен әдістер. Зерттеу дизаины: эксперименталды. Қойылған мақсатқа жету үшін салмағы 220-230 г болатын, 10 апталық ақ зертханалық «Wistar» тұқымының 58 егеуқұйрықтарына эксперимент жүргізілді. Егеуқұйрықтар 5 топқа бөлінд: 56MnO2 (0,05 Гр), 56MnO2 (0,11 Гр), MnO2, 60Co және бақылау. Зерттеу 3, 14 және 60 күндері жүргізілді. Статистикалық талдау. Барлық мәндер орташа шама ± стандартты қате (S.E.) түрінде көрсетілген. Экспонирленген және бақылау топтарын салыстыру үшін Стьюденттің t-критерийі қолданылды. Бақылау тобымен салыстырғандагендер экспрессиясының өзгерісі сенімді болып p <0,01 немесе p <0,05 болған жағдайда статистикалық мәнді деп саналды. Нәтижелері. Диспергирленген Ішкі сәулелену дозасы 0,05 және 0,11 Гр болатын 56MnO2 ұнтағымен әсер еткеннен кейін AQP1 генінің экспрессиясы алғашқы 3 тәулікте жоғарлады, ал AQP5 генінің экспрессиясы 3, 14 және 60 тәуліктерде де жоғары болды. Ал сыртқы 2 Гр дозадағы 60Co гамма сәулелену бақылау тобымен салыстырғанда бұл гендердің экспрессиясын өзгертпейді. Тек 3-ші тәулікте AQP5 гені экспрессиясы қысқа мерзімге жоғарлады. Қорытынды. Эксперимент нәтижесі бойынша 56MnO2микробөлшектерімен әсер ету, тіпті өкпенің аз дозада (0,11 Гр), ішкі сәулеленуі бұл мүшеге біршама биологиялық әсер көрсететіні анықталды. Оған жоғары дозадағы (2 Гр) 60Со гамма сәулеленумен салыстырғанда 56Mn микробөлшектерімен әсер ету тобындағы егеуқұйрықтар өкпесініңAQP5 гендер экспрессиясы деңгейінің ұзақ уақыт бойы өзгеруі дәлел болды.