Морфометрические показатели пролиферации и апоптоза кератиноцитов после введения аскорбиновой кислоты при радиационно-индуцированном повреждении кожи

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Обоснование. В литературе описаны признаки радиационно-индуцированного повреждения и фиброза кожи после воздействия разных видов ионизирующего излучения. Электроны характеризуются относительно низкой цитотоксичностью в отношении здоровых органов по сравнению с другими видами ионизирующего излучения, однако их побочные эффекты до конца не изучены. Важной задачей является разработка способов протекции эпидермиса и дермы от цитотоксического действия электронов при проведении лечения злокачественных новообразований и при перкутанном воздействии на опухоли.

Цель — провести морфометрическую оценку пролиферации и апоптоза кератиноцитов после введения аскорбиновой кислоты в экспериментальной модели радиационно-индуцированного повреждения кожи.

Методы. Проведено одноцентровое проспективное контролируемое исследование. Объект исследования — фрагменты кожи наружной поверхности бедра самцов крыс линии Вистар (возраст 9–10 недель, вес 220±20 г). Животных (n=50) случайным образом разделили на четыре экспериментальные группы: I — контрольная (n=20); II — локальное облучение электронами в дозе 40 Гр (n=10); III — введение аскорбиновой кислоты (интраперитонеально в дозе 50 мг/ кг) перед локальным облучением электронами в дозе 40 Гр (n=10); IV — введение аскорбиновой кислоты без облучения (n=10). Через 10 суток фрагменты кожи из области облучения фиксировали для последующего проведения гистологического и иммуногистохимического (с использованием антител к Ki-67 и каспазе-3) исследований.

Результаты. Спустя 10 суток после облучения электронами на линейном акселераторе NOVAC-11 (Италия) в дозе 40 Гр в зоне воздействия наблюдаются признаки радиационно-индуцированного повреждения кожи: влажное шелушение, отёк, частичная десквамация базального слоя эпидермиса, образование микрополостей в области дермоэпидермального соединения, поражение большинства сальных желёз, а также дисбаланс в содержании малонового диальдегида и активности супероксиддисмутазы. Результаты оценки экспрессии Ki-67 и каспазы-3 свидетельствуют о снижении пролиферативной активности и об индукции апоптоза в кератиноцитах. Однако после предлучевого введения аскорбиновой кислоты количественные показатели пролиферации и апоптоза кератиноцитов, а также толщина эпидермиса близки к значениям в контрольной группе.

Заключение. Результаты исследования свидетельствуют о высокой радиопротективной эффективности аскорбиновой кислоты в отношении эпидермиса при локальном облучении электронами в дозе 40 Гр. Аскорбиновая кислота предотвращает радиационно-индуцированную апоптотическую гибель кератиноцитов путём снижения степени их оксидантного повреждения свободными радикалами, а также за счёт индукции экспрессии супероксиддисмутазы.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Григорий Александрович Демяшкин

Национальный медицинский исследовательский центр радиологии Минздрава России; Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова

Автор, ответственный за переписку.
Email: dr.dga@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8447-2600
SPIN-код: 5157-0177

д-р мед. наук

Россия, Москва; Москва

Матвей Анатольевич Вадюхин

Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова

Email: vma20@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6235-1020
SPIN-код: 9485-7722
Россия, Москва

Анна Хачиковна Марукян

Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова

Email: Marukyan87@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4619-7385
SPIN-код: 4320-6507
Россия, Москва

Сюзанна Вачагановна Саакян

Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова

Email: drsaakyan@icloud.com
ORCID iD: 0000-0001-8606-8716
SPIN-код: 7742-1420
Россия, Москва

Эльза Бахты-Гереевна Каракаева

Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова

Email: kchr09@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9833-3433
SPIN-код: 8221-3003
Россия, Москва

Сергей Николаевич Корякин

Национальный медицинский исследовательский центр радиологии Минздрава России

Email: korsernic@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0128-4538
SPIN-код: 8153-5789

канд. биол. наук

Россия, Москва

Елена Юрьевна Шаповалова

Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского

Email: shapovalova_l@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2544-7696
SPIN-код: 5321-1246

д-р мед. наук, профессор

Россия, Симферополь

Алексей Александрович Канторович

Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова

Email: w.q.989@mail.ru
ORCID iD: 0009-0007-9370-3600
Россия, Москва

Анастасия Сергеевна Андриевских

Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова

Email: Andrievskikh2002@mail.ru
ORCID iD: 0009-0007-1787-5910
Россия, Москва

Список литературы

  1. Voshart DC, Wiedemann J, van Luijk P, Barazzuol L. Regional responses in radiation-induced normal tissue damage. Cancers (Basel). 2021;13(3):367. doi: 10.3390/cancers13030367 EDN: NIYBVY
  2. Reisz JA, Bansal N, Qian J, et al. Effects of ionizing radiation on biological molecules--mechanisms of damage and emerging methods of detection. Antioxid Redox Signal. 2014;21(2):260–292. doi: 10.1089/ars.2013.5489 EDN: UTDMBT
  3. Wang L, Lin B, Zhai M, et al. Deteriorative Effects of radiation injury combined with skin wounding in a mouse model. Toxics. 2022;10(12):785. doi: 10.3390/toxics10120785 EDN: DBGZGI
  4. Demyashkin G, Shapovalova Y, Marukyan A, et al. Immunohistochemical and histochemical analysis of the rat skin after local electron irradiation. Open Vet J. 2023;13(12):1570–1582. doi: 10.5455/OVJ.2023.v13.i12.7 EDN: YFSLDE
  5. Wieland LS, Moffet I, Shade S, et al. Risks and benefits of antioxidant dietary supplement use during cancer treatment: protocol for a scoping review. BMJ Open. 2021;11(4):e047200. doi: 10.1136/bmjopen-2020-047200 EDN: DTTCEQ
  6. Attia AA, Hamad HA, Fawzy MA, Saleh SR. The prophylactic effect of vitamin C and vitamin B12 against ultraviolet-C-induced hepatotoxicity in male rats. Molecules. 2023;28(11):4302. doi: 10.3390/molecules28114302 EDN: FYZPGK
  7. Sato T, Kinoshita M, Yamamoto T, et al. Treatment of irradiated mice with high-dose ascorbic acid reduced lethality. PLoS One. 2015;10(2):e0117020. doi: 10.1371/journal.pone.0117020
  8. Demyashkin GA, Atyakshin DA, Yakimenko VA, et al. Characteristics of proliferation and apoptosis of hepatocytes after administration of ascorbic acid in a model of radiation hepatitis. Morphology. 2023;161(3):31–38. (In Russ.) doi: 10.17816/morph.624714 EDN: LDQCJS
  9. King M, Joseph S, Albert A, et al. Use of Amifostine for cytoprotection during radiation therapy: A review. Oncology. 2020;98(2):61–80. doi: 10.1159/000502979
  10. Kawashima S, Funakoshi T, Sato Y, et al. Protective effect of pre- and post-vitamin C treatments on UVB-irradiation-induced skin damage. Sci Rep. 2018;8(1):16199. doi: 10.1038/s41598-018-34530-4 EDN: ONLVLU
  11. Ravetti S, Clemente C, Brignone S, et al. Ascorbic acid in skin health. Cosmetics. 2019;6(4):58. doi: 10.3390/cosmetics6040058
  12. Cox JD, Stetz J, Pajak TF. Toxicity criteria of the Radiation Therapy Oncology Group (RTOG) and the European Organization for Research and Treatment of Cancer (EORTC). Int J Radiat Oncol Biol Phys. 1995;31(5):1341–1346. doi: 10.1016/0360-3016(95)00060-C EDN: APLAHB
  13. Williams JP, Newhauser W. Normal tissue damage: its importance, history and challenges for the future. Br J Radiol. 2019;92(1093):20180048. doi: 10.1259/bjr.20180048 EDN: WXTPZI
  14. Zhao H, Zhuang Y, Li R, et al. Effects of different doses of X-ray irradiation on cell apoptosis, cell cycle, DNA damage repair and glycolysis in HeLa cells. Oncol Lett. 2019;17(1):42–54. doi: 10.3892/ol.2018.9566
  15. Nuszkiewicz J, Woźniak A, Szewczyk-Golec K. Ionizing radiation as a source of oxidative stress-the protective role of melatonin and vitamin D. Int J Mol Sci. 2020;21(16):5804. doi: 10.3390/ijms21165804 EDN: KOENZI
  16. Jiao Y, Cao F, Liu H. Radiation-induced cell death and its mechanisms. Health Phys. 2022;123(5):376–386. doi: 10.1097/HP.0000000000001601 EDN: SAYLYY
  17. Bontempo PSM, Ciol MA, Menêses AG, et al. Acute radiodermatitis in cancer patients: incidence and severity estimates. Rev Esc Enferm USP. 2021;55:e03676. doi: 10.1590/S1980-220X2019021703676 EDN: JAVVIL
  18. Bromberger L, Heise B, Felbermayer K, et al. Radiation-induced alterations in multi-layered, in-vitro skin models detected by optical coherence tomography and histological methods. PLoS One. 2023;18(3):e0281662. doi: 10.1371/journal.pone.0281662 EDN: ZXDUWC
  19. Kim JS, Park SH, Jang WS, et al. Gamma-ray-induced skin injury in the mini-pig: Effects of irradiation exposure on cyclooxygenase-2 expression in the skin. J Radiat Prot Res. 2015;40(1):65–72. doi: 10.14407/jrp.2015.40.1.065
  20. Kim JS, Jang H, Bae MJ, et al. Comparison of skin injury induced by β- and γ-irradiation in the minipig model. J Radiat Prot Res. 2017;42(4):189–196. doi: 10.14407/jrpr.2017.42.4.189
  21. Calvo FA, Serrano J, Cambeiro M, et al. Intra-operative electron radiation therapy: An update of the evidence collected in 40 years to search for models for Electron-FLASH studies. Cancers (Basel). 2022;14(15):3693. doi: 10.3390/cancers14153693 EDN: CQBIEW
  22. Gęgotek A, Skrzydlewska E. Antioxidative and anti-inflammatory activity of ascorbic acid. Antioxidants (Basel). 2022;11(10):1993. doi: 10.3390/antiox11101993 EDN: BZOSDJ

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Фрагменты кожи крыс на 10-е сутки эксперимента: a — контрольная (I) группа; b — после однократного облучения электронами в дозе 40 Гр (II группа); c — после предлучевого введения аскорбиновой кислоты (III группа). Окраска гематоксилином и эозином; увеличение ×100, масштабный отрезок 50 мкм.

Скачать (354KB)
3. Рис. 2. Фрагменты кожи на 10-е сутки эксперимента, иммуногистохимическое исследование с докраской ядер гематоксилином Майера: a–c — антитела к Ki-67, d–f — антитела к каспазе-3; a, d — контрольная (I) группа; b, e — после однократного облучения электронами в дозе 40 Гр (II группа); c, f — после предлучевого введения аскорбиновой кислоты (III группа). Увеличение ×400; масштабный отрезок 50 мкм.

Скачать (603KB)

© Эко-Вектор, 2025



Периодический печатный журнал зарегистрирован как СМИ Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор): 0110212 от 08.02.1993.
Сетевое издание зарегистрировано как СМИ Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор): ЭЛ № ФС 77 - 84733 от 10.02.2023.