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 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.

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

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».