Evaluación por Micro CT del efecto de dosis de radiación X fraccionadas y únicas en tibias de ratas
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v11i7.30510Palabras clave:
Microtomografía de Rayos X; Terapia de Rayos X; Fraccionamiento de dosis; Dosis de radiación; Radiación Ionizante.Resumen
El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de la radiación X en dosis únicas y fraccionadas en tibias de ratas mediante análisis microtomografía computarizada (µCT). La muestra estuvo constituida por 20 ratas macho, divididas en 3 grupos: Control, Dosis Única y Dosis Fraccionada. Las ratas fueron sometidas a una exposición a radiación X en las extremidades inferiores. El grupo de dosis única fue expuesto a sola radiación de 15 gray (Gy), mientras que el grupo fraccionado fue sometido a tres sesiones de irradiación de 5 Gy cada una, totalizando 15 Gy. Después de 24 horas y 25 días, las ratas fueron sacrificadas; las tibias se extrajeron y escanearon usando una unidad µCT, SkyScan 1174 Compact Micro-CT (Kontich, Bélgica). Se evaluaron los parámetros área total de la sección transversal (Tt.Ar) , área del hueso cortical (Ct.Ar) , relación total del área ósea de la sección transversal (Ct.Ar / Tt.Ar) y grosor cortical (Ct.Th) para hueso cortical, e relación de volumen óseo (BV / TV), número trabecular (Tb.N), espesor trabecular (Tb.Th) y distancia trabecular (Tb.Sp), para análisis de hueso trabecular. Los datos se sometieron a ANOVA unidireccional y prueba de Tukey (α = 0,05). La evaluación µCT mostró diferencias significativas en los parámetros Tt.Ar y Tb.Sp (p<0,05). Se observó una menor Tt.Ar en el grupo fraccionado en comparación con el control, y una mayor (Tb.Sp) en el grupo que recibió una dosis única en comparación con los grupos control y fraccionado. Se concluye, en relación a la microarquitectura ósea, que la radiación X en dosis fraccionadas presenta más efectos deletéreos sobre el hueso cortical y cuando en dosis únicas, más daño sobre los espacios trabeculares, lo que conduce a una mayor porosidad.
Citas
Baird, E., & Taylor, G. (2017). X-ray micro computed-tomography. Current Biology, 289-291. doi:10.1016/j.cub.2017.01.066.
Barth, H. D., Zimmermann, E. A., Schaible, E., Tang, S. Y., Alliston, T. & Ritchie, R. O. (2011). Characterization of the effects of x-ray irradiation on the hierarchical structure and mechanical properties of human cortical bone. Biomaterials, 8892-8904.
Baxter, N. N., Habermann, E. B., Tepper, J. E., Durham, S. B. & Virnig, B. A. (2005). Risk of Pelvic Fractures in Older Women Following Pelvic Irradiation. American Medical Association, 294, 2585-2593.
Bouxsein, M. L., Boyd, S. K., Christiansen, B. A., Guldberg, R. E., Jepsen, K. J., ... Müller, R. (2010). Guidelines for assessment of bone microstructure in rodents using micro-computed tomography. Journal of Bone and Mineral Research, 1468-1486. doi:10.1002/jbmr.141.
Chen, M., Huang, Q., Xu, W., She C., Xie, Z. G., ... Mao, Y. T. (2014). Lowdose X-ray irradiation promotes osteoblast proliferation, differentiation and fracture healing. PLoS One.
Fernandes, J. S., Appoloni, C. R., & Fernandes, C. P. (2016). Accuracy evaluation of an X-ray microtomography system. Micron, 34-38. doi:10.1016/j.micron.2016.03.007.
Furdui, C. M. (2014). Ionizing Radiation: Mechanisms and Therapeutics. Antioxidants & Redox Signaling, 218-220. doi:10.1089/ars.2014.5935.
Guéguen, Y., Bontemps, A., & Ebrahimian, T. G. (2018). Adaptive responses to low doses of radiation or chemicals: their cellular and molecular mechanisms. Cellular and Molecular Life Sciences. doi:10.1007/s00018-018-2987-5.
Hamilton, S. A., Pecaut, M. J., Gridley, D.S., Travis, N. D., Bandstra, E. R., ... Willey, J. S. (2006). A murine model for bone loss from therapeutic and space-relevant sources of radiation. J Appl Physiol, 789-793.
Hong, J. H., Chiang C. S., Tsao, C. Y., Lin, P. Y., McBride W. H. & Wu C. J. (1999). Rapid induction of cytokine gene expression in the lung after single and fractionated doses of radiation. International Journal of Radiation Biology, 75(11), 1421-1427.
Hutchinson, F. (1966). The Molecular Basis for Radiation Effects on Cells. Cancer Research, 2045-2052.
Iliakis, G., Wang, Y., Guan, J. & Wang, H. (2003). DNA damage checkpoint control in cells exposed to ionizing radiation. Nature Publishing Group, 5834-5847.
Irie, M. S., Rabelo, G. D., Spin-Neto, R., Dechichi, P., Borges, J. S., & Soares, P. B. F. (2018). Use of Micro-Computed Tomography for Bone Evaluation in Dentistry. Brazilian Dental Journal, 227-238. doi:10.1590/0103-6440201801979.
Kondo, H., Searby, N. D., Mojarrab, R., Phillips, J., Alwood, J., Yumoto, K., … Globus, R. K. (2009). Total-Body Irradiation of Postpubertal Mice with 137CsAcutely Compromises the Microarchitecture of Cancellous Bone and Increases Osteoclasts. Radiation Research, 171(3), 283-289.
Lieshout, H. F. J., & Bots, C. P. (2013). The effect of radiotherapy on dental hard tissue—a systematic review. Clinical Oral Investigations, 17-24. doi:10.1007/s00784-013-1034-z.
Lima, F., Swift, J. M., Greene, E. S., Allen, M. R., Cunningham, D. A., ... Braby, L. A. (2017). Exposure to Low-Dose X-Ray Radiation Alters Bone Progenitor Cells and Bone Microarchitecture. Radiation Research, 188(4), 433–442.
Lucatto, S. C., Guilherme, A., Dib, L. L., Segreto, H. R. C., Alves, M. T. de S., Gumieiro, E. H., … Leite, R. A. (2011). Effects of ionizing radiation on bone neoformation: histometric study in Wistar rats tibiae. Acta Cirurgica Brasileira, 475-480. doi:10.1590/s0102-8650201100060.
Ma, Y., & Shen, G. (2012). Distraction osteogenesis after irradiation in rabbit mandibles. British Journal of Oral and Maxillofacial Surgery, 50(7), 662–667.
Mendes, E. M., Irie, M. S., Rabelo, G. D., Borges, J. S., Dechichi, P., Diniz, R. S., ... Soares, P. B. F.. (2019). Effects of ionizing radiation on woven bone: influence on the osteocyte lacunar network, collagen maturation, and microarchitecture. Clinical Oral Investigations. doi:10.1007/s00784-019-03138-x.
Miranda, R. R. de, Ribeiro, T. E., Silva, E. L. C. da, Simamoto Júnior, P. C., Soares, C. J., & Novais, V. R. (2021). Effects of fractionation and ionizing radiation dose on the chemical composition and microhardness of enamel. Archives of Oral Biology. doi:10.1016/j.archoralbio.2020.
Mitchell, M. J. & Logan, P. M.. (1998). Radiation-induced. Scientific Exhibit, 18(5), 1239-1246.
Nenoi, M., Wang, B., & Vares, G. (2014). In vivo radioadaptive response. Human & Experimental Toxicology, 34(3), 272–283. doi:10.1177/0960327114537537.
Oest, M. E., Franken, V., Kuchera, T., Strauss, J., & Damron, T. A. (2015). Long-term loss of osteoclasts and unopposed cortical mineral apposition following limited field irradiation. J Orthop Res, 334-342.
Reisz, J. A., Bansal, N., Qian, J., Zhao, W., & Furdui, C. M. (2014). Effects of Ionizing Radiation on Biological Molecules—Mechanisms of Damage and Emerging Methods of Detection. Antioxidants & Redox Signaling, 21(2), 260–292.
Rocha, F. S., Dias, P. C., Limirio, P. H. J. O., Lara, V. C., Batista, J. D., & Dechichi, P. (2017). High doses of ionizing radiation on bone repair: is there effect outside the irradiated site? Injury, 671-673. doi:10.1016/j.injury.2016.11.033.
Sinibaldi, R., Conti, A., Sinjari, B., Spadone, S., Pecci, R., Palombo, M., … Della Penna, S. (2017). Multimodal-3D imaging based on μMRI and μCT techniques bridges the gap with histology in visualization of the bone regeneration process. Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine, 750-761. doi:10.1002/term.2494.
Soares, P. B. F., Soares, C. J., Limirio, P. H. J. O., de Jesus, R. N. R., Dechichi, P., Spin-Neto, R. ... Zanetta-Barbosa, D. (2018). Effect of ionizing radiation after-therapy interval on bone: histomorphometric and biomechanical characteristics. Clinical Oral Investigations, 1-9.
Song, S. & Lambert, P. F. (1999). Different Responses of Epidermal and Hair Follicular Cells to Radiation Correlate with Distinct Patterns of p53 and p21 Induction. American Journal of Pathology, 155(4), 1121-1127.
Trejo-Iriarte, C. G., Serrano-Bello, J., Gutiérrez-Escalona, R., Mercado-Marques, C., García-Honduvilla, N. ... Buján-Varela, J. (2019). Evaluation of bone regeneration in a critical size cortical bone defect in rat mandible using microCT and histological analysis. Archives of Oral Biology. doi: 10.1016/j.archoralbio.2019.
Willey, J. S., Lloyd, S. A., Nelson, G. A., & Bateman, T. A. (2011). Ionizing radiation and bone loss: space exploration and clinical therapy applications. Clin Rev Bone Miner Metab, 54-62.
Williams, H. J., & Davies, A. M. (2005). The effect of X-rays on bone: a pictorial review. European Radiology, 16(3), 619–633.
Zebaze, R., & Seeman, E. (2014). Cortical Bone: A Challenging Geography. Journal of Bone and Mineral Research, 24-29. doi:10.1002/jbmr.2419.
Zhang, W. B., Zheng, L. W., Chua, D., & Cheung, L. K. (2010). Bone Regeneration After Radiotherapy in an Animal Model. Journal of Oral and Maxillofacial Surgery, 2802-2809. doi:10.1016/j.joms.2010.04.024.
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2022 Stefanya Dias de Oliveira; Luciana Neves Machado Rezende; Rafael Antônio Velôso Caixeta; Carolina Cintra Gomes; Priscilla Barbosa Ferreira Soares; Solange Maria de Almeida; Gabriella Lopes de Rezende Barbosa
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Los autores que publican en esta revista concuerdan con los siguientes términos:
1) Los autores mantienen los derechos de autor y conceden a la revista el derecho de primera publicación, con el trabajo simultáneamente licenciado bajo la Licencia Creative Commons Attribution que permite el compartir el trabajo con reconocimiento de la autoría y publicación inicial en esta revista.
2) Los autores tienen autorización para asumir contratos adicionales por separado, para distribución no exclusiva de la versión del trabajo publicada en esta revista (por ejemplo, publicar en repositorio institucional o como capítulo de libro), con reconocimiento de autoría y publicación inicial en esta revista.
3) Los autores tienen permiso y son estimulados a publicar y distribuir su trabajo en línea (por ejemplo, en repositorios institucionales o en su página personal) a cualquier punto antes o durante el proceso editorial, ya que esto puede generar cambios productivos, así como aumentar el impacto y la cita del trabajo publicado.
