CHEMILUMINESCENT CHARACTERISTICS OF PERIPHERAL BLOOD WHEN EXPOSED TO “IN VITRO” IONIZING RADIATION AT DOSES OF 5 MGY, 50 MGY AND 500 MGY
Authors: Федотова А.С. 
Published: December 2023

Проблема и цель. В настоящее время оценке радиобиологических эффектов в клетках, тканях и организме в целом при воздействии малых доз ионизирующего излучения посвящено много исследований. Известно, что при воздействии ионизирующего излучения клетки организма увеличивают генерацию активных форм кислорода (АФК). Цель работы – определить основные параметры хемилюминесцентной кинетики АФК в периферической крови при облучении «in vitro» в дозах 5 мГр, 50 мГр и 500 мГр. Исследование расширит представление о степени воздействия малых доз ионизирующего излучения на ткани организма сельскохозяйственных животных. Результаты исследования могут быть использованы для прогнозирования радиобиологических эффектов многоклеточного организма. Исследования входят в практические и фундаментальные направления радиобиологии. Методология. Объект исследования – хемилюминесцентные характеристики периферической крови: амплитуда максимальной активности, время достижения максимума, светосумма АФК; индекс активации. Работа выполнена в период с 2020 по 2022 годы на базе кафедры внутренних незаразных болезней, акушерства и физиологии сельскохозяйственных животных института прикладной биотехнологии и ветеринарной медицины и НИИЦ ФГБОУ ВО Красноярский ГАУ. Облучение «in vitro» образцов периферической крови крупного рогатого скота проведено в дозах 5, 50, 500 мГр. Кинетика спонтанной и активированной генерации АФК регистрировалась хемилюминесцентным методом на 36-канальном хемилюминометре 3604-ПЭВМ. Результаты. В результате хемилюминесцентного анализа установлено, что при внешнем воздействии «in vitro» ионизирующего излучения в дозах 5 мГр, 50 мГр и 500 мГр изменялись основные хемилюминесцентные характеристики периферической крови. Поглощенная доза в 5 мГр стимулирующе действовала на клетки периферической крови, это выражалось в ускорении хемилюминесцентной реакции, увеличении максимальной интенсивности первого и второго пика антигенактивированной продукции первичных АФК и первого максимума активированной генерации вторичных АФК, и, как следствие, в росте количества антигенактивированной продукции первичных и вторичных радикалов. При облучении в дозе 50 мГр установлено ускоренное течение ХЛ-реакции, снижение амплитуды максимальной интенсивности первого пика спонтанной генерации вторичных радикалов и, как следствие, снижение количества спонтанных первичных АФК. Доза в 500 мГр замедляла формирование ХЛ-реакции, снижала максимальную интенсивность пиков, что демонстрировало ингибирование реакционной способности клеток крови к генерации первичных радикалов. Заключение. Внешнее гамма-облучение «in vitro» в венозной крови крупного рогатого скота в дозе 5 мГр стимулирует клетки периферической крови к генерации люцигенин и люминол зависимых радикалов. Облучение периферической крови в дозе 50 мГр и 500 мГр негативно влияет на кинетику генерации АФК в клетках. Доза в 50 мГр снижает количество спонтанных первичных радикалов, доза 500 мГр подавляет генерацию первичных и вторичных радикалов в периферической крови животных.

Problem and purpose. These days a lot of examinations are dedicated to evaluation of radiobiological effects in cells, tissue and organism as a whole under the impact of low doses of ionising radiation. It is known that under the impact of ionising radiation, the cells of an organism increase the generation of reactive oxygen species (ROS). The aim of the work is to determine basic parameters of chemiluminescent kinetics of ROS in peripheral blood under the impact of «in vitro» ionising radiation in 5 mGr, 50 mGr, 500 mGr doses. The research will extend the knowledge of impact degree of low doses of ionising radiation on organism tissue of farm animals. The results of the research can be used for prediction of radiobiological effects in multicellular organisms. The research is included in practical and fundamental directions of radiobiology. Methodology. The object of research is chemiluminescent characteristics of peripheral blood: maximum activity amplitude, time to reach the maximum, light sum of ROS, activation index. The work is done in 2020- 2022 in the Department of Internal Non-communicable Diseases, Obstetrics and Physiology of farm animals of the Institute of Applied Biotechnology and Veterinary Medicine Research Centre FSBEI HE Krasnoyarsk State Agrarian University. The kinetics of spontaneous and activated generation of ROS is registered by chemiluminescent method on 36-channel chemiluminometer 3604-PC. Results. As a result of the chemiluminescent analysis it was established that under external influence of «in vitro» ionising radiation in 5mGr, 50 mGr, 500 mGr doses, the basic chemiluminescent characteristics of peripheral blood were changed. The absorbed dose of 5mGr acted stimulating on peripheral blood cells, reflected in chemiluminescent reaction acceleration, increase of maximum intensity of the first and the second peaks of antigen activated production of primary ROS and the first maximum of activated generation of secondary ROS and as a consequence the growth of antigen activated production of primary and secondary radicals. Under 50 mGr radiation dose, accelerated chemiluminescent reaction time was found as well as reduction of maximum intensity amplitude of the first peak of spontaneous generation of secondary radicals and as a result reduction of the amount of spontaneous primary ROS. The absorbed 500 mGr dose slowed chemiluminescent reaction formation, lowered maximum intensity of the peaks showing inhibition of blood cells reactivity to generation of primary radicals. Conclusion. The external gamma radiation «in vitro» in cattle venous blood under 5 mGr radiation dose stimulates peripheral blood cells to generate lucigenin and luminol dependant radicals. The radiation of peripheral blood with 50 mGr and 500 mGr doses has negative impact on kinetics of ROS generation in cells. 50 mGr dose decreases the amount of spontaneous primary radicals, 500 mGr dose suppresses generation of primary and secondary radicals in animal peripheral blood.