Новый подход к оценке последствий действия радиации на глаз

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Авторы предлагают новый подход к оценке последствий воздействия ионизирующего излучения на структуры глаза. Подход основан на недавно полученных авторами совместно с сотрудниками Объединённого института ядерных исследований в Дубне результатах, согласно которым радиационное воздействие вызывает в структурах глаза – сетчатке и ретинальном пигментном эпителии – окисление содержащихся в них бисретиноидов. В результате такого окисления спектр флуоресценции бисретиноидов смещается в синюю область видимого спектра. Сдвиг спектра флуоресценции неинвазивно может быть зарегистрирован при помощи общепринятого в настоящее время в офтальмологии метода регистрации аутофлуоресценции глазного дна. Поскольку окисление бисретиноидов происходит в ходе радиационного воздействия, становится возможным практически сразу после облучения оценить степень воздействия ионизирующего излучения как на структуры глаза, так и на организм в целом. Аналога подобной неинвазивной оценки воздействия радиации на организм не существует. Предлагаемый подход может стать важным для оценки радиационной безопасности работников атомной промышленности, космонавтов, пациентов, подвергающихся протонной или гамма-терапии.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Михаил Аркадьевич Островский

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: ostrovsky3535@mail.ru

академик РАН, заведующий кафедрой молекулярной физиологии биологического факультета, заведующий лабораторией физико-химических основ рецепции

Россия, Москва; Москва

Татьяна Борисовна Фельдман

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова; Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН

Email: feldmantb@mail.ru

доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник кафедры молекулярной физиологии биологического факультета, ведущий научный сотрудник

Россия, Москва; Москва

Список литературы

  1. Таирбеков М.Г., Петров В.М. Медико-биологические эффекты ионизирующих излучений. М.: МИФИ, 2005.
  2. Yakovleva M.A., Feldman T.B., Lyakhova K.N. et al. Ionized radiation-mediated retinoid oxidation in the retina and retinal pigment epithelium of the murine eye // Radiat. Res. 2022. V. 197. P. 270–279.
  3. Feldman T., Yakovleva M., Utina D. et al. Short-Term and Long-Term Effects after Exposure to ionizing radiation and visible light on retina and retinal pigment epithelium of mouse eye // Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24. 17049.
  4. Schmitz-Valckenberg S., Holz F.G., Bird A.C. et al. Fundus autofluorescence imaging // Retina. 2008. V. 28. P. 385-409.
  5. Островский М.А. Молекулярная физиология зрительного пигмента родопсина. Актуальные направления // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2020. Т. 106. № 4. С. 401–420.
  6. Boulton M., Dontsov A., Jarvis-Evans J. et al. Lipofuscin is a photoinducible free radical generator. J. Photochem. Photobiol. B Biol. 1993, no.19, pp. 201–204.
  7. Sparrow J.R., Vollmer-Snarr H.R., Zhou J. et al. A2E-epoxides damage DNA in retinal pigment epithelial cells. Vitamin E and other antioxidants inhibit A2E-epoxide formation. J. Biol. Chem. 2003, vol. 278, no. 20, pp. 18207–18213.
  8. Dontsov A., Yakovleva M., Trofimova N. et al. Water-soluble products of photooxidative destruction of the bisretinoid A2E cause proteins modification in the dark. Int. J. Mol. Sci. 2022, vol. 23(3), 1534.
  9. Feldman T., Ostrovskiy D., Yakovleva M. et al. Lipofuscin-mediated photic stress induces a dark toxic effect on ARPE-19 cells. Int. J. Mol. Sci. 2022, vol. 23(20), 12234.
  10. Feldman T.B., Yakovleva M.A., Larichev A.V. et al. Spectral analysis of fundus autofluorescence pattern as a tool to detect early stages of degeneration in the retina and retinal pigment epithelium. Eye. 2018, vol. 32, pp. 1440–1448.
  11. Bourauel L., Vaisband M., von der Emde L. et al. Spectral analysis of human retinal pigment epithelium cells in healthy and AMD eyes. Invest Ophthalmol. Vis. Sci. 2024, vol. 65, 10.
  12. Schweitzer D., Gaillard E.R., Dillon J. et al. Time-resolved autofluorescence imaging of human donor retina tissue from donors with significant extramacular drusen. Invest. Ophth. Vis. Sci. 2012, vol. 53, pp. 3376–3386.
  13. Schweitzer D., Quick S., Schenke S., et al. Comparison of parameters of time-resolved autofluorescence between healthy subjects and patients suffering from early AMD. Ophthalmologe. 2009, vol. 106, pp. 714–722.
  14. Schweitzer D., Deutsch L., Klemm M. et al. Fluorescence lifetime imaging ophthalmoscopy in type 2 diabetic patients who have no signs of diabetic retinopathy. J. Biomed. Opt. 2015, vol. 20, pp. 61106.
  15. Ramm L., Jentsch S., Augsten R. et al. Fluorescence lifetime imaging ophthalmoscopy in glaucoma. Graefes. Arch. Clin. Exp. Ophthalmol. 2014, vol. 252, pp. 2025–2026.
  16. Jentsch S., Schweitzer D., Schmidtke K.U. et al. Retinal fluorescence lifetime imaging ophthalmoscopy measures depend on the severity of Alzheimer’s disease. Acta ophthalmologica. 2014, vol. 93, pp. 241–247.
  17. Патент РФ на изобретение № 2651126 (18.04.2018): Фельдман Т.Б., Островский М.А., Яковлева М.А., Ларичев А.В., Борзенок С.А., Арбуханова П.М. Способ раннего выявления возрастной макулярной дистрофии сетчатки.
  18. Патент на полезную модель № 176795 (29.01.2018): Ларичев А.В., Панченко В.Я., Островский М.А., Фельдман Т.Б. Оптическое устройство для исследования глазного дна с целью выявления возрастной макулярной дистрофии сетчатки.
  19. Feldman T.B., Dontsov A.E., Yakovleva M.A. et al. Photobiology of lipofuscin granules in the retinal pigment epithelium cells of the eye: norm, pathology, age. Biophys. Rev. 2022, vol. 14, pp. 1051–1065.
  20. Mao X.W., Boerma M., Rodriguez D. et al. Acute effect of low-dose space radiation on mouse retina and retinal endothelial cells. Radiat. Res. 2018, vol. 190, pp. 45–52.
  21. Mao X.W., Pecaut M.J., Stodieck L.S. et al. Space flight environment induces mitochondrial oxidative damage in ocular tissue. Radiat. Res. 2013, vol. 180, pp. 340–350.
  22. Mao X.W., Archambeau J.O., Kubinova L. et al. Quantification of rat retinal growth and vascular population changes after single and split doses of proton irradiation: translational study using stereology methods. Radiat. Res. 2003, vol. 160, pp. 5–13.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема глаза позвоночных. Облучение мыши ускоренными протонами или гамма-лучами в дозе 4 Гр. А – структуры глаза: зрачок, хрусталик, сетчатка и ретинальный пигментный эпителий; Б – сетчатка, фоторецепторные клетки (палочки и колбочки), ретинальный пигментный эпителий, сосудистая оболочка; В – спектры флуоресценции хлороформных экстрактов, полученных из сетчаток и ретинального пигментного эпителия глаз мышей, облучённых дозой 4 Гр. Длина волны возбуждения составляла 488 нм. Спектры флуоресценции нормализованы при длине волны 550 нм Источник: рисунок адаптирован из [2].

Скачать (67KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Картина аутофлуоресценции глазного дна человека: большое тёмное пятно справа – слепое пятно (выход зрительного нерва); маленькое тёмное пятно в центре – область центрального зрения (макула)

Скачать (26KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Принцип спектрального анализа аутофлуоресценции глазного дна – доклиническая диагностика возрастной макулярной дегенерации [9, 18] А – сравнительный статистический анализ спектральных характеристик суспензий клеток ретинального пигментного эпителия из кадаверных глаз доноров без признаков патологии (норма) и с признаками возрастной макулярной дегенерации (ВМД). Длина волны возбуждения – 488 нм. Спектры флуоресценции нормализованы при 592 нм; Б – спектры флуоресценции суспензий клеток ретинального пигментного эпителия, полученных из отдельных кадаверных глаз здорового донора (норма) в возрасте 58 лет и донора с признаками возрастной макулярной дегенерации (ВМД) в возрасте 59 лет; определены интегральные интенсивности в спектральных диапазонах I1 (530–580 нм) и I2 (600–650 нм) Источник: рисунок адаптирован из [10].

Скачать (33KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

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».