Регистрация / Вход
Прислать материал

АНАЛИЗ НАРУШЕНИЯ МИТОХОНДРИАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ У DUGESIA TIGRINA ПОСЛЕ НИЗКОИНТЕНСИВНОГО РАДИАЦИОННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

Сведения об участнике
ФИО
Ускалова Дарья Вадимовна
ФИО (на английском языке)
Uskalova Daria Vadimovna
Название организации
ИАТЭ НИЯУ МИФИ
Информация о докладе
Вид доклада
Устный доклад
Секция
Биотестирование в нормировании и токсикологическом контроле
Название доклада
АНАЛИЗ НАРУШЕНИЯ МИТОХОНДРИАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ У DUGESIA TIGRINA ПОСЛЕ НИЗКОИНТЕНСИВНОГО РАДИАЦИОННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
Соавторы доклада (ФИО, организация, город, страна)
Маркина Е.С.,ИАТЭ НИЯУ МИФИ, Обнинск, РФ
Аннотация
Впервые в исследовании механизмов действия низкоинтенсивного радиационного воздействия in vivo на на планариях Dugesia tigrina использован МТТ-тест, традиционно применяемый in vitro для тестирования лекарственных препаратов на цитотоксичность.
Выявлено снижение митохондриальной активности планарий после воздействия ЭМИ с частотой 900 МГц и плотностью потока энергии 100 мкВт/см2 и экспозициями от 1 до 96 ч, а также гамма-облучения в дозах от 100 до 1000 мГр..
Эффект коррелирует с нарушением регенерационной активности планарий при облучении с указанными параметрами.
Ключевые слова
Dugesia tigrina, ланарии, МТТ-тест, митохондриальной активность, цитотоксичность, регенерация, радиочастотное излучение, гамма-излучение
Введение

Впервые в исследовании механизмов действия низкоинтенсивного радиационного воздействия на планариях Dugesia tigrina использован МТТ-тест, традиционно применяемый in vitro для тестирования лекарственных препаратов на цитотоксичность [3]. МТТ-анализ является колориметрическим тестом, который измеряет активность ферментов, восстанавливающих МТТ (желтый бромид тетразолия) до формазана в живых клетках. Показатель суммирует активность митохондриальных дегидрогеназ, в первую очередь сукцинатдегидрогеназы и других оксидаз, которые катализируют свободнорадикальные процессы в дыхательной цепи с образованием короткоживущего супероксид-анион радикала, а также широкого спектра долгоживущих активных форм кислорода (АФК), вызывающих окислительный стресс.

Целью работы являлся анализ нарушения митохондриальной активности у Dugesia tigrina после низкоинтенсивного радиационного воздействия как возможного механизма снижения регенерации.

Методы и материалы

 

Культивирование планарий  осуществляли в кристаллизационной чаше (кристаллизаторе), выполненной из стекла марки ТС (ГОСТ 25336–82) с дважды фильтрованной водопроводной  водой (рН 7,57±1,5, жесткость 6,1±0,6 мг/л, Fe 0,18 мг/л). Планарий содержали в климатостате с режимом освещения 12/12 свет/тьма при температуре 25±0.2 0С.  Кормление осуществляли 2 раза в неделю говяжьей печенью. Для проведения  экспериментов  случайным  образом  выбирали  особей примерно 10 мм в длину. За неделю до эксперимента кормление останавливали.

Опытные группы планарий по 5 особей декапитировали и выдерживали в электромагнитном поле с частотой 900 МГц и плотностью потока энергии 100 мкВт/см2 с экспозициями 1, 2, 3 и 96 ч, а также облучали γ-квантами 60Со в дозах 10, 100 , 1000 и 10000 мГр (мощность дозы 2,8 – 96 сГр/мин). МТТ-анализ проводили на 4 сутки после декапитации. Контрольная группа находилась в тех же условиях, но без облучения. Анализ дегидрогеназной активности проводили по  изменению оптической плотности суспензии клеток в ресуспендированных образцах. Регенерационную активность планарий оценивали по стандартной методике [6] с использованием программы «Image-pro» Статистическая обработка выполнена с помощью пакета программы STATISTICA 12. Значимость отличия с контролем оценена тестом Манна-Уитни.

Полученные результаты

На рис. 1 представлены результаты изменения митохондриальной активности планарий после радиационного воздействия с исследуемыми параметрами.

Рис. 1. Изменение митохондриальной активности планарий после воздействия ЭМИ и гамма-квантов.

* Р<0,05

Обнаружено, что γ-излучение в дозах 100, 1000 и 10000  мГр  вызывает значимое снижение митохондриальной активности. При облучении в дозе 10 мГр значимых различий с контрольной группой нет. При нахождении планарий в ЭМП токсический эффект облучения обнаружен при экспозициях от 1 ч.

На рис. 2 представлено изменение регенерационной активности планарий после радиационного воздействия с исследуемыми параметрами.

Рис. 2. Изменение индекса регенерации планарий после воздействия ЭМИ и малых доз гамма-излучения.

* Р<0,05

Выявлено, что снижение  индекса  регенерации при действии низкоинтенсивного  радиочастного  излучения происходит при  всех  экспозициях.  γ-Излучение вызывает регенерационные изменения после облучения в дозах выше 10 мГр, что коррелирует с нарушением митохондриальной активности  (коэффициент корреляции составил 0,09). 

Заключение

Цитотоксический эффект, выражающийся в  снижении  митохондриальной  активности планарий, был  выявлен как для малых доз гамма-излучения, так и для экспозиций  в электромагнитном поле. Возможно,  при низкоинтенсивном радиационном воздействии образуются АФК, которые инициируют процессы перекисного окисления липидов мембран и нарушают внутримембранные потоки энергии, связанные в митохондриях с синтезом АТФ, приводя к многочисленным функциональным нарушениям  в клетках  и  снижению  их жизнеспособности. Из-за этого нарушаются процесс пролиферации клеток, что объясняет снижение регенерационной активности планарий. [4, 1] Таким образом, изменение показателя митохондиральной  активности является информативным и  может  быть  применен наряду с индексом  регенерации в исследовании эффектов радиационного воздействия на планарий.  

Цитируемая литература
1. Ali S., van Mil H.G., Richardson M.K. Large-scale assessment of the zebrafish embryo as a possible predictive model in toxicity testing // PLоS One. 2011. 6 (6). e21076. doi: 10.1371/journal.pone.0021076
2. Hara Kang and Alejandro Saґnchez Alvarado. Flow Cytometry Methods for the Study of Cell-Cycle Parameters of Planarian Stem Cells// Developmental dynamics 238, 2009:1111–1117
3. Hatok J., Babusikova Е., Matakova Т., Mistuna D., Dobrota D., Racay P. In vitro assays for the evaluation of drug resistance in tumor cells // Clin Exp Med., 2009. 9 (1). P. 1–7. doi: 10.1007/s10238-008-0011-3
4. Repetto G., del Peso A., Zurita J.L. Neutral red uptake assay for the estimation of cell viability/cytotoxicity // Nature Protocols. 2008. 3 (7). Р. 1125–1131. doi: 10.1038/nprot.2008.75;
5. Ali S., van Mil H.G., Richardson M.K. Large-scale assessment of the zebrafish embryo as a possible predictive model in toxicity testing // PLоS One. 2011. 6 (6). e21076. doi: 10.1371/journal.pone.0021076
6. Тирас Х.П. Критерии и стадии регенерации у планарий / Х.П. Тирас, В.И. Хачко // Онтогенез. – 1990. – Т. 21. - С. 620 – 624

Благодарности
Не заполнено
Название, авторы, резюме (на английском языке)

ANALYSIS OF VIOLATIONS OF MITOCHONDRIAL ACTIVITY DUGESIA TIGRINA AFTER A SINGLE ELECTROMAGNETIC RF AND LOW DOSE GAMMA - IRRADIATION

Uskalova D., Markina E,

Obninsk Institute of Nuclear Power Engineering NRNU MEPhI, Obninsk, Kaluga region, 249040, Russian Federation

 

For the first time in the study of the mechanisms of low-intensity electromagnetic radiation of radio-frequency and low doses of gamma radiation in vivo in the planarian Dugesia tigrina used MTT test, which traditionally used for in vitro testing of drugs for cytotoxicity.

We find the changes of planarians dehydrogenase activity after exposure to EMI with a frequency of 900 MHz and the energy flux density of 100 mW / cm2, and small doses of gamma radiation.

A significant decrease in the optical density of the indicator under the influence of low-intensity radiation radiochastnogo occurs at exposures 1, 2, 3 and 96 hours

 The action of gamma-radiation in doses of 100, 1000 and 10000 mGy causes toxic effects. Irradiation at a dose of 10 cGy significant differences with the control group were found. The effect correlates with reduced regeneration index. MTT-method can be used in further research on this subject