DETECTION OF GAMMA RADIATION-INDUCED DNA
DAMAGE OF RAT LIVER AND POSSIBLE PROTECTION
BY ANTIOXIDANTS *

ABDEL-AZEEM, M.G.

National Centre for Radiation Research and Technology,

AEA, Cairo, Egypt.

Key words: Antioxidants, Irradiated rats, Radioprotectors. 

دراسة تأثير أشعة جاما على الحامض النووى " د ن أ " فى كبد الجرذان
وإمكانية الحماية منها بمضادات الأكسدة

 منى جلال عبد العظيم

خلاصـــة

يؤدى التعرض للأشعة المؤينة، نتيجة الحوادث الإشعاعية أو العلاج الإشعاعى، إلى حدوث تكسير فى الحمض النووى ثم موت الخلايا المبرمج.  تم فى هذا البحث دراسة القدرة الوقائية لتناول زيت الثوم بجرعات مختلفة (200، 300، 500 مج/كجم من وزن الجسم) عن طريق الفم ثلاث مرات أسبوعياً مع حقن سيلينات الصوديوم (0.5 مج/كجم) تحت الغشاء البريتونى مرة واحدة أسبوعياً لمدة أسبوعين فى الجرذان المعرضة للإشعاع الجامى بجرعة مقدارها 6 جراى.

و باستخدام جهاز التدفق الخلوى، أظهرت النتائج أن التعرض للإشعاع أحدث إختلالاً فى انقسام الحمض النووى فى خلايا الكبد أدى إلى زيادة نسبة الخلايا aneuploidy.

لوحظ بفحص أنسجة الكبد بواسطة الميكروسكوب الالكترونى تغيرات بالغة وعديدة فى التراكيب الدقيقة المختلفة للخلايا فى الجرذان المعرضة للإشعاع و ظهرت أنوية خلايا الكبد غير طبيعية بجانب تهتك و انتفاخ فى الميتوكوندريا واضمحلال فى السيتوبلازم و الشبكة الإندوبلازمية وتحلل الكروماتين، فى حين أن تناول جرعات مختلفة من زيت الثوم مع حقن سيلينات الصوديوم قد أحدث تحسناً ملحوظاً فى كل من الدورة الخلوية و إنقسام الحمض النووى واستعادة الشكل الطبيعى لخلايا الكبد مع بقاء بعض التغيرات مثل مظاهر التحلل الدهنى مصحوباً بتحلل الكرات الدموية ووجود خلايا ليمفاوية و هذا التحسن يرجع إلى الدور الواقى لكل من زيت الثوم و سيلينات الصوديوم فى آلية الدفاع ضد نواتج التعرض الإشعاعى باعتبارها مواد مضادة للأكسدة (واقيات إشعاعية).

ABSTRACT

Exposure to ionizing radiation either accidentally or during radiotherapy induces internucleosomal DNA fragmentation in pattern consistent with apoptosis. In the present study, gamma irradiation induced DNA damage in rat liver assessed by flow cytometric DNA analysis and transmission electron microscope. Also, the possible in vivo protective effect of garlic oil was investigated by oral administration three times weekly for two weeks with different doses 200 or 300 or 500 mg/kg body weight in combination with i.p injection of sodium selenite (selenium) at a dose of 0.5 mg/ kg of body weight once weekly for two weeks before the exposure of rats to 6 Gy of gamma radiation. Flow cytometric DNA analysis showed an increase in the percentage of aneuploidy (abnormal pattern) and synthetic phase fraction (SPF) which indicated increased rate of cell proliferation in liver of irradiated rats comparable to control group.

Concerning the ultra structure studies, liver of irradiated rats showed abnormal shape of nucleus and nucleus membrane, swollen mitochondria with ruptured cristae, rupture of endoplasmic reticulum and lysis of cytoplasm.

Administration of garlic oil and sodium selenite to rats before exposure to gamma radiation minimized DNA damage and reduced the magnitude of DNA fragmentation and prevented irradiation-induced injuries as detected by investigation carried out using flow cytometry and transmission electron microscopy.

 Noticeable amelioration in the ultra structure changes of liver induced by irradiation indicated a beneficial radioprotective role of both garlic oil and selenium. It could be fairly recommended that the increase in consumption of garlic oil combined with sodium selenite could be a powerful and useful tool in radiation protection.