scbmtБИОМЕДИЦИНАJournal Biomed2074-59822713-0428Scientific center of biomedical technologies of Federal Medical and Biological Agencyscbmt-541Research ArticleСтатьиРадиационно-индуцированные повреждения коллагена в сухожилиях in vitroThe effects of gamma irradiation on the collagen in rat tail tendon in vitroИгнатьева¹Н. Ю.noemail@neicon.ruЗахаркина²О. Л.noemail@neicon.ruКочуева³М. В.noemail@neicon.ruМасленникова³А. В.noemail@neicon.ru⁴noemail@neicon.ruКаменский⁴В. А.noemail@neicon.ruБаграташвили²В. Н.bagrat@laser.ruМосковский государственный университет им. М.В. Ломоносова, МоскваRussian FederationИнститут проблем лазерных и информационных технологий РАН, ТроицкRussian FederationНижегородская государственная медицинская академия, Нижний НовгородRussian FederationИнститут прикладной физики РАН, Нижний НовгородRussian Federation201213022020113742Copyright © Игнатьева¹ Н.Ю., Захаркина² О.Л., Кочуева³ М.В., Масленникова³ А.В., ⁴ ., Каменский⁴ В.А., Баграташвили² В.Н., 20202020Игнатьева¹ Н.Ю., Захаркина² О.Л., Кочуева³ М.В., Масленникова³ А.В., ⁴ ., Каменский⁴ В.А., Баграташвили² В.Н.Игнатьева¹ Н.Ю., Захаркина² О.Л., Кочуева³ М.В., Масленникова³ А.В., ⁴ ., Каменский⁴ В.А., Баграташвили² В.Н.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.scbmt.ru/jour/article/view/541

В работе изучен эффект ионизирующего излучения аппарата для дистанционной лучевой тера- пии «Луч-1» (энергия пучка 1,25 МэВ, однократная доза 10 Гр) на коллаген сухожилий хвостов крыс. Уменьшение энтальпии денатурации коллагена и устойчивости к действию протеолитического фермен- та (трипсина) указывает на частичную деградацию макромолекул коллагена (19±7%). Появление после облучения дестабилизированной фракции макромолекул коллагена и изменение их взаимодействия с водой обнаружено с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии.

The effect of gamma irradiation therapy on the collagen structure of rat tail tendon has been studied. The decrease in the denaturation enthalpy and increase in trypsin susceptibility was related with a damage of triple helical macromolecules (19±7%). Destabilized collagen fraction and the alteration in biopolymers-water interaction were observed by differential scanning calorimetry. The loosing of secondary and tertiary fiber bundles was revealed by second harmonic generation microscopy. No significant degradation of anisotropic properties and tissue architectonics was revealed by cross-polarization optical coherent tomography technique. The instant response of collagen matrix on ionized radiation is related to degradation of collagen at the molecular level of organization.

ионизирующее излучениесухожилие хвоста крысыколлагенмногофотонная микроскопияionized radiationrat tail tendoncollagensecond harmonic generation microscopyReferencesГладкова Н.Д., Шахова Н.М., Сер-еев А.М. Руководство по оптической когерентной томографии. М.: ФИЗ- МАТЛИТ. 2007. 296 с.Гладкова Н.Д., Шахова Н.М., Сер-еев А.М. Руководство по оптической когерентной томографии. М.: ФИЗ- МАТЛИТ. 2007. 296 с.Логунова М.А. , Шахова М.А., Андре- ева И.В., Игнатьева Н.Ю., Камен- ский В.А., Баграташвили В.Н. Эф- фект уменьшения термостабильности коллагена при нарушении целостно- сти ткани щитовидного хряща горта- ни // Биофизика. 2008. т. 53. № 5. С. 202-210.Логунова М.А. , Шахова М.А., Андре- ева И.В., Игнатьева Н.Ю., Камен- ский В.А., Баграташвили В.Н. Эф- фект уменьшения термостабильности коллагена при нарушении целостно- сти ткани щитовидного хряща горта- ни // Биофизика. 2008. т. 53. № 5. С. 202-210.НиколаеваТ.И.,ТиктопулоЕ.Е., Ильясова Е.Н., Кузнецова С.М.Структурно-термодинамиче- ские аспекты упаковки коллагеновых фибрилл // Биофизика. 2007. т. 52. № 5. С. 899-911.НиколаеваТ.И.,ТиктопулоЕ.Е., Ильясова Е.Н., Кузнецова С.М.Структурно-термодинамиче- ские аспекты упаковки коллагеновых фибрилл // Биофизика. 2007. т. 52. № 5. С. 899-911.Церетели Г.И. Тепловая денатура- ция коллагена в растворе и фибрил- лах // Биофизика. 1982. т. 27. № 5. С. 780-784.Церетели Г.И. Тепловая денатура- ция коллагена в растворе и фибрил- лах // Биофизика. 1982. т. 27. № 5. С. 780-784.Bognar G., Szabo I., Balint L., Hepp B., Kereskai L., Lorinczy D. Thermal effects of shoulder electrothermal arthroscopic capsulorrhaphy monitored by differential scanning calorimetry - A preliminary study // Thermochimica Acta. 2007. v. 464. № 1-2. P. 78-82.Bognar G., Szabo I., Balint L., Hepp B., Kereskai L., Lorinczy D. Thermal effects of shoulder electrothermal arthroscopic capsulorrhaphy monitored by differential scanning calorimetry - A preliminary study // Thermochimica Acta. 2007. v. 464. № 1-2. P. 78-82.Deniset-Besseau A., Duboisset J.,Benichou E., Hache F., Brevet P.F.,Schanne-Klein M.-C. Measurement of the second-jrder hyperpolarizability of the collagen triple helix and determination of its physical origin // 2. 3. 4. 5. 6.J. Phys. Chem. B. 2009. v. 113. № 40. P. 13437-13445.Deniset-Besseau A., Duboisset J.,Benichou E., Hache F., Brevet P.F.,Schanne-Klein M.-C. Measurement of the second-jrder hyperpolarizability of the collagen triple helix and determination of its physical origin // 2. 3. 4. 5. 6.J. Phys. Chem. B. 2009. v. 113. № 40. P. 13437-13445.Friedl P., Wolf K., von Andrian U.H., Harms G. Biological second and third harmonic generation microscopy // Curr. Protoc. Cell Biol., Chapter 4, unit 4.15. 2007.Friedl P., Wolf K., von Andrian U.H., Harms G. Biological second and third harmonic generation microscopy // Curr. Protoc. Cell Biol., Chapter 4, unit 4.15. 2007.Gouk S.S., Lim T.M., Teoh S.H., Sun W.Q. Alterations of human acellular tissue matrix by gamma irradiation: histology, biomechanical property, stability, in vitro cell repopulation, and remodeling // J. Biomed. Mater. Res. Part B: Appl. Biomater. 2008. v. 84B. P. 205-217.Gouk S.S., Lim T.M., Teoh S.H., Sun W.Q. Alterations of human acellular tissue matrix by gamma irradiation: histology, biomechanical property, stability, in vitro cell repopulation, and remodeling // J. Biomed. Mater. Res. Part B: Appl. Biomater. 2008. v. 84B. P. 205-217.Miles C.A., Sioknowska A., Hullin S. L., Sims T. J., Avery N.C., Bailey A.J. Identification of an intermediate state in the helix-coil degradation of collagen by ultraviolet light // J. Biol. Chem. 2000. v. 275. № 42. P. 33014-33020.Miles C.A., Sioknowska A., Hullin S. L., Sims T. J., Avery N.C., Bailey A.J. Identification of an intermediate state in the helix-coil degradation of collagen by ultraviolet light // J. Biol. Chem. 2000. v. 275. № 42. P. 33014-33020.Miles C.A., Wardale R.J., Birch H.L.,Miles C.A., Wardale R.J., Birch H.L.,Bailey A.J. Differential scanning calorimetric studies of superficial digital flexor tendon degeneration in the horse // Equine Vet. J. 1994. v. 26. № 4. P. 291-296.Bailey A.J. Differential scanning calorimetric studies of superficial digital flexor tendon degeneration in the horse // Equine Vet. J. 1994. v. 26. № 4. P. 291-296.Roth S., Freund I. Optical second- harmonic scattering in rat-tail tendon // Biopolymers. 1981. v. 20. № 6. 1271 p.Roth S., Freund I. Optical second- harmonic scattering in rat-tail tendon // Biopolymers. 1981. v. 20. № 6. 1271 p.Seto A., Gatt Jr C.J., Dunn M.G. Radioprotection of tendon tissue via crosslinking and free radical scavenging // Clin. Orthop. Relat. Res. 2008. v. 466. P. 1788-1795.Seto A., Gatt Jr C.J., Dunn M.G. Radioprotection of tendon tissue via crosslinking and free radical scavenging // Clin. Orthop. Relat. Res. 2008. v. 466. P. 1788-1795.Shah N.B., Wolkers W.F., Morrissey M., Sun W.Q., Bischof J.C. Fourier transforminfraredspectroscopy investigation of native tissue matrix modifications using a gamma irradiation process // Tissue Engineering Part C: Methods. 2009. v. 15. № 1. P. 33-40.Shah N.B., Wolkers W.F., Morrissey M., Sun W.Q., Bischof J.C. Fourier transforminfraredspectroscopy investigation of native tissue matrix modifications using a gamma irradiation process // Tissue Engineering Part C: Methods. 2009. v. 15. № 1. P. 33-40.Sionkowska A. Thermal stability of UV-irradiated collagen in bovine lens capsules and in bovine cornea. // J. Photochem. Photobiol. B. 2005. v. 80. № 2. P. 87-92.Sionkowska A. Thermal stability of UV-irradiated collagen in bovine lens capsules and in bovine cornea. // J. Photochem. Photobiol. B. 2005. v. 80. № 2. P. 87-92.Sionkowska A. Thermal denaturation of UV-irradiated wet rat tail tendon collagen // Int. J. Biol. Macromol. 2005. v. 35. P. 145-149.Sionkowska A. Thermal denaturation of UV-irradiated wet rat tail tendon collagen // Int. J. Biol. Macromol. 2005. v. 35. P. 145-149.Sun W.Q., Leung P. Calorimetric study of extracellular tissue matrix degradation and instability after gamma irradiation // Acta Biomaterialia, 2008. v. 4. № 4. P. 817-826.Sun W.Q., Leung P. Calorimetric study of extracellular tissue matrix degradation and instability after gamma irradiation // Acta Biomaterialia, 2008. v. 4. № 4. P. 817-826.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.