CHANGES IN ENERGY METABOLISM INDUCED BY THE JOINED EFFECT OF FLUORIDE AND LOW DOSES OF RADIATION
DOI:
https://doi.org/10.32782/2786-9067-2025-29-6Keywords:
chronic fluoride intoxication, energy metabolism, ionizing radiation, cell membrane resistance, medium-mass moleculesAbstract
The study of the effect of environmental factors and the possibilities of correcting their influence, especially during war, can not occur without taking into account changes in the organism’s energy metabolism. The problem of exposure to small doses of radiation at the same time as other environmental factors, taking into account their possible potentiating interaction, has become relevant. Fluorides are fairly widespread pollutants of groundwater and drinking water, and their intake in high doses leads to increased lipid peroxidation processes, a decrease in antioxidant protection and the intensity of oxygen absorption by mitochondria. The aim of our research was to evaluate the state of energy metabolism in rats with chronic fluoride intoxication exposed to ionizing radiation. Fluoride intoxication was induced by oral administration of sodium fluoride (10 mg/kg) for 30 days. Rats were exposed to ionizing radiation four times (every other day) at a single dose of 0,25 Gy (total absorbed dose – 1 Gy) during the fourth week of sodium fluoride administration. It was revealed disturbances of anaerobic energetic metabolism in animals with chronic fluoride intoxication, in particular, the lactate content was reduced by 26,3%, and pyruvate was increased by 2 times. Besides, an increase in the content of medium-weight molecules and an increase in H2O2-induced hemolysis of erythrocytes under the influence of fluorides were also noted. The fractionated irradiation of animals in a total dose of 1 Gy caused an increase of lactic and pyruvic acids in blood, an increase in both erythrocyte hemolysis and the content of medium-mass molecules (by 72 and 25,4%, respectively). The joined effect of chronic fluoride intoxication and low doses of radiation had a more pronounced damaging effect compared to the single effect of fluoride intoxication or ionizing radiation. Particularly, an increase in the content of lactic and pyruvic acids in comparison with intact animals was found by 42,8% and 2,2 times, respectively. It is worth noting that a marked effect of a disturbance in the energy metabolism during the joined action of chronic fluoride intoxication and ionizing irradiation was indicated by ionizing radiation, but fluoride intoxication was demonstrated with the following effects: an increas of cell membrane resistance to hydrogen peroxide, as well as an enhance of medium-mass mol- ecules content.
References
Акімов О., Міщенко А. Роль транскрипційних факторів АР-1 у змінах продукції супероксиду мітохондріями слизової оболонки шлунка щурів за умов хронічної фторидної інтоксикації. Медична наука – 2021 : матеріали Української науково-практичної конференції, 3 грудня 2021 р. Полтава, 2021. C. 31–32.
Бакалюк О., Панчишин Р., Дзига С. Синдром ендогенної інтоксикації, механізм виникнення, методи ідентифікації. Вісник наукових досліджень. 2000. № 1. С. 11–13.
Безпека і здоров’я на роботі у воєнний та післявоєнний час. Досвід України в умовах російської агресії. Київ : Держпраці, 2023. 198 с. URL: https://drive.google.com/file/d/1JbP0eT8 gGikk14kFLLjeRNGGkERk1beM/view.
Коник У., Козак Л. Застосування інтервального гіпоксичного тренування та олії амаранту за умов хронічної фторидної інтоксикації. Фізіологічний журнал. 2024. 70. № 5. С. 72–78.
Коник У., Козак Л. Показники окислювального стресу у щурів із хронічною фторидною інтоксикацією. Сучасні проблеми гігієни, епідеміології, мікробіології та туберкульозу : збірник матеріалів Науково-практичної конференції з міжнародною участю, присвяченої пам’яті видатних учених, доктора медичних наук Генріха Мосінга та професора Леона Попєльського, 31 січня 2024 р. / ЛНМУ Данила Галицького. Львів ; Торунь : Liha-Pres, 2024. С. 52–59.
Коник У., Козак Л. Структурно-метаболічні зміни у щурів з хронічною фторидною інтоксикацією. Актуальні проблеми профілактичної медицини та медичної екології : збірник матеріалів Науково-практичної конференції, 22–23 травня 2024 р. / ЛНМУ імені Данила Галицького. Львів ; Торунь : Liha-Pres, 2024. С. 92–98.
Коршун М., Колесова Н., Ткаченко І., Литвиненко В. Закономірності вільнорадикального окислення та енергетичного обміну в життєво важливих органах експериментальних тварин при тривалій поєднаній дії малих доз іонізуючої радіації та хімічних забруднювачів ґрунту. Український журнал сучасних проблем токсикології. 2001. № 1. С. 32–38.
Лябах К. Регуляція кисневого режиму клітини, основана на дифузії. Фізіологічний журнал. 2019. 65. № 3. С. 12–21.
Bergmeyer H.U. Methods of Enzymatic Analysis. 2nd ed. Editor : Hans-Ulrich Bergmeyer, 1975.
Buss L.G., Rheinheimer B.A., Limesand K.H. Radiation-induced changes in energy metabolism result in mitochondrial dysfunction in salivary glands. Scientific Reports. 2024. № 14 (845). P. 1–15.
Jager F.C. Determination of vitamin E requirement in rats by means of spontaneous haemolysis in vitro. Nutr. Dieta Eur. Rev. Nutr. Diet. 1968. № 10 (3). P. 215–223.
Johnston N.R., Strobel S.A. Principles of fluoride toxicity and the cellular response: a review. Arch. Toxicol. 2020. № 94 (4). P. 1051–1069.
Kyzer J.L., Martens M. Metabolism and toxicity of fluoride compounds. Chem. Res. Toxicol. 2021. № 34 (3). P. 678–80.
Lowe D., Roy L., Tabochini M.A., Ruhm W., Wakeford R., Woloschak G.E. Radiation dose rate effects: what is new and what is needed? Radiation and Environmental Biophysics. 2022. № 61. P. 507–543.
Peters Ch.E., Quinn E.K, Rodriguez-Villamizar L.A, MacDonald H., Villeneuve P.J. Exposure to low-dose radiation in occupational settings and ischaemic heart disease: a systematic review and meta-analysis. Occup. Environ. Med. 2023. № 80 (12). P. 706–714.
Strunecka A., Strunecky O. Mechanisms of Fluoride Toxicity: From Enzymes to Underlying Integrative Networks. Appl. Sci. 2020. № 10 (20). P. 2–24.
