THE POTENTIAL RADIOPROTECTIVE ROLE OF SELENIUM ON GAMMA IRRADIATED RATS' SALIVARY GLANDS *

AHMAD, S.F.⁽¹⁾, DRAZ, A.I.⁽²⁾, EL-ROUBY, D.H.⁽²⁾
and EL-MAGHRABY, E.M.F.⁽¹⁾

(1) Health Radiation Research Department, National Centre for Radiation Research and Technology and (2) Oral Pathology Department, Faculty of Oral and Dental Medicine, Cairo University, Cairo, Egypt.

Key words: Selenium, Gamma radiation, Salivary glands, Antioxidants, Irradiated rats.

الدور الوقائى الكامن للسيلينيوم على الغدد اللعابية
للجرذان المعرضة لأشعة جاما

سلوى فريد أحمد و عواطف إبراهيم دراز و داليا الروبى
و إيمان محمد فتحى المغربى

خلاصـة

تهدف هذه الدراسة إلى تقييم مدى كفاءة السيلينيوم فى حماية الغدد اللعابية من أشعة جاما باعتباره مادة طبيعية مضادة للأكسدة، وذلك باستخدام طرق نسيجية و نسجية كيميائية و مناعية نسجية كيميائية. تم استخدام 48 جرذ ذكر أبيض تم تقسيمها إلى 6 مجموعات بكل مجموعة 8 جرذ وقد تم تعريض المجموعة الأولى والثانية لأشعة جاما بجرعة 4 و 6 جراى لمرة واحدة فقط، على التوالى، أما المجموعة الثالثة تم حقن الجرذان داخل الغشاء البريتونى بجرعة يومية من الصوديوم سيلينيت (15ميكروجرام لكل كيلو جرام وزن) لمدة ثلاثة أسابيع، بينما المجموعة الرابعة و الخامسة تم حقن الجرذان داخل الغشاء البريتونى بجرعة يومية من الصوديوم سيلينيت لمدة أسبوع قبل التعرض لجرعة واحدة بمقدار 4 و 6 جراى من أشعة جاما، على التوالى، لمدة أسبوعين بعد ذلك، أما المجموعة الضابطة لم يتم تعريض الجرذان فيها للإشعاع أو السيلينيوم. تم ذبح الجرذان بعد يوم وأسبوعين وأربعة وثمانية أسابيع من التعرض للأشعة وتم استخراج الغدتين تحت الفكية وتحت اللسانية ثم صباغة شرائح البرافين بالهيماتكسلين و الأيوسين و بصبغة الألشيان الأزرق المزدوجة مع الباس وصبغة الفولجين كذلك تم الكشف عن وجود دليل التكاثر الخلوى النووى (PCNA) باستخدام صبغة مناعية نسجية كيميائية. و قد تم تعيين النسبة المئوية للمساحة المصبوغة بكل من الفولجين و PCNA باستخدام الكمبيوتر لتحليل الصورة.

أوضح الفحص النسيجى وجود فجوات داخل سيتوبلازم خلايا الإفراز فى الغدة التحت فكية كذلك لوحظ نقص فى محتوى القنوات الملتوية المحببة من الحبيبات المفرزة وكانت هذه التغيرات أكثر وضوحاً فى المجموعة المشععة بجرعة 6 جراى حيث كانت خلايا الإفراز ضامرة أو متحللة تماماً. وقد أظهرت صبغة الألشيان الأزرق / باس المزدوجة و صبغة الفولجين نقصاً فى كلا من الغدد
اللعابية بعد يوم وأسبوعين من التشعيع وظهرت هذه التغيرات بشكل بسيط فى المجموعات المعالجة بالسيلينيوم قبل التشعيع. وأوضحت الصبغة المناعية النسجية الكيميائية لدليل التكاثر الخلوى النووى وجود تناقص مبدئى فى عدد الخلايا التى تتكاثر فى كل قطاعات الغدد اللعابية بعد يوم من التشعيع وقد تلى ذلك وجود زيادة فى تكاثر الخلايا بعد 14 يوم من التشعيع. و قد لوحظ تغيير مماثل فى المجموعات المشععة المعالجة بالسيلينيوم و إن كان معدل التكاثر أقل من المجموعات المشععة.

و بذلك أوضحت الدراسة دور السيلينيوم فى الوقاية من الآثار الضارة للإشعاع على الغدد اللعابية، حيث ساعد فى الحفاظ على النمط النسجى الطبيعى و على المعدل الطبيعى للبروتينات و الكربوهيدرات و الأحماض النووية داخل الخلايا.

ABSTRACT

This study was conducted to evaluate the radioprotective efficacy of selenium, a naturally occurring antioxidant nutrient, against gamma radiation damage in rats’ salivary glands by histological, histochemical and immunohistochemical assessments. A total of 48 male Albino rats were equally divided into 6 groups: Groups I and II were subjected to single gamma irradiation doses of 4Gy and 6Gy, respectively. Group III was injected with an intraperitoneal daily dose of sodium selenite (15 μg/kg) for three weeks. Groups IV and V were injected intraperitoneally with Se for one week before exposure to gamma rays at doses of 4 Gy and 6 Gy, respectively, and for two weeks after. The control group received neither radiation nor selenium. Animals were sacrificed 1 day, 2 weeks, 4 weeks and 8 weeks after radiation exposure. Paraffin sections of the submandibular and sublingual glands were stained by haematoxylin and eosin, alcian  /PAS stain and Feulgen reaction, in addition to proliferating cell nuclear antigen (PCNA) immunostaining. The Feulgen and PCNA reactivity was estimated by an image analyzer computer system.

Histological examination of the irradiated groups revealed intracytoplasmic vacuoles in the acinar cells of both glands. A reduction in the number and content of secretory granules was noted in the submandibular granular convoluted tubules (GCT). In the 6 Gy group, some acini appeared atrophied or completely degenerated. A decreased alcian/PAS and Feulgen histochemical staining was noted in both glands one day and 2 weeks after irradiation. A milder degree of these changes was noted in the selenium treated groups. Two months post irradiation, the glandular tissue appeared normal in both the irradiated and the selenium treated irradiated groups. PCNA immunostaining revealed an initial decline in the number of proliferating cells in all glandular compartments 1 day post-irradiation in both glands followed by a subsequent increase after 14 days. The same pattern was generally detected in the selenium treated irradiated groups.

 The results revealed that the selenium treatment prevented some of the deleterious effects of radiation and helped maintaining the normal histological appearance of the salivary glands and their contents of carbohydrates and nucleic acids.