Состояние слизистой оболочки желудка, про- и антиоксидантной активности и биохимических показателей крови у крыс после скармливания нано- или микрочастиц диоксида титана | Вестник Томского государственного университета. Биология. 2011. № 2 (14) .

Состояние слизистой оболочки желудка, про- и антиоксидантной активности и биохимических показателей крови у крыс после скармливания нано- или микрочастиц диоксида титана

В хронических опытах на крысах проведено исследование биологического действия нано- или микрочастиц диоксида титана (TiO2) при физиологическом поступлении через желудочно-кишечный тракт. Установлено, что после физиологического поступления наночастиц TiO2 (δ50 12 нм, Sуд 95 м2/г) в дозе 250 мг/кг массы тела через желудочно-кишечный тракт наблюдаются нарушения в процессах образования и деградации пристеночного слизистого слоя желудка, усиление эрозивных повреждений слизистой оболочки желудка, увеличение про- и антиоксидантной активности пристеночной слизи. При исследовании хемилюминесцентных параметров плазмы крови было показано, что отсутствуют изменения в уровне индуцированной хемилюминесценции плазмы крови, которая характеризует количество свободных радикалов, при поступлении в организм как нано- так и микрочастиц TiO2. Уровень антиоксидантной активности плазмы крови, начиная с 5-й минуты реакции, повышался у крыс, получавших наночастицы TiO2, тогда как у крыс, получавших микрочастицы TiO2, этот показатель оставался на уровне контрольных значений. Это может быть проявлением компенсаторной реакции организма на поступление именно наночастиц TiO2. Биохимические показатели в крови крыс, получавших нано- или микрочастицы TiO2, демонстрируют отсутствие значимых нарушений в исследованных системах организма в условиях нашего эксперимента.

Condition of the stomach mucous coat, pro- and antioxidant activity,and biochemical blood indices in rats fed with nano- or microparticlesof titanium dioxide.pdf ВведениеОценка характера воздействия наночастиц TiO2 на организм приобретаетвсе большую актуальность в связи с их широким распространением в окру-жающей среде. По-видимому, на прохождение барьеров организма, распре-деление, накопление и выведение влияют многие факторы, например физико-химические характеристики наночастиц, пути поступления, особенности ме-таболизма. Наиболее вероятные пути поступления наночастиц TiO2 - черезлегкие, желудочно-кишечный тракт и кожу.Многочисленные исследования описывают неоднозначные последствия воз-действия TiO2: было продемонстрировано развитие цитотоксичности, токсично-сти для организма в целом или отдельных систем [1-5] или отсутствие токсично-сти либо очень незначительная токсичность [6-8] наночастиц TiO2. Было показа-но также, что после поступления в организм наночастицы могут накапливаться вотдельных органах или системах [9] или, возможно, не накапливаться, поэтомутребуется детальное изучение функционирования многих систем для того, чтобыприблизиться к оценке характера их биологического действия.Одним из основных путей, и часто неконтролированным, является посту-пление их через желудочно-кишечный тракт. Поступление нано- и микрочас-тиц диоксида титана (TiO2) в организм через желудочно-кишечный трактпроисходит разными путями: с пищей (как пищевая добавка Е 171), с лекар-ственными веществами (как вспомогательное вещества), из окружающеговоздуха и т.п. [10-13]. Однако до настоящего времени практически нет дан-ных о том, как в условиях целого организма взаимодействуют частицы TiO2разной степени дисперсности со структурными элементами желудка, преждевсего пристеночным слизистым слоем и слизистой оболочкой, которые явля-ются обязательными этапами транспорта веществ во внутреннюю среду ор-ганизма. При этом состояние пристеночного слизистого слоя и слизистойоболочки желудка в значительной степени определяют его функциональнуюактивность, состояние барьерной функции, эффективность всасывания, со-стоятельность интрамуральных регуляторных процессов и других функцийпищеварительной системы в целом [14].Целью данного исследования было изучение состояния желудка и его за-щитного барьера, а также биохимических параметров крови, характеризую-щих состояние основных систем организма, при физиологическом поступле-нии наночастиц TiO2 через желудочно-кишечный тракт крыс.Материалы и методики исследованияЭкспериментальные животные. Хронические опыты были поставлены накрысахвзвешены и распределены случайным образом на три серии опытов: кон-троль, закармливание наночастицами диоксида титана (12 нм) (наночастицыTiO2) и закармливание микрочастицами диоксида титана (175 нм) (микрочас-тицы TiO2). В каждой серии использовалось по 10 животных.При проведении хронического эксперимента в течение 7 дней опытныеживотные получали при кормлении по 50 мг (250 мг/кг) того или иного по-рошка диоксида титана. Процедура скармливания диоксида титана была раз-работана таким образом, чтобы обеспечить контролированный и физиоло-гичный способ поступления в организм нано- или микрочастиц TiO2: еже-дневно в 10 ч утра крыс рассаживали в индивидуальные клетки и предлагалиим порошок диоксида титана с привлекательным кормом (блинчик площадьюоколо 20 см2). Животные находились в индивидуальных клетках до тех пор,пока они полностью не съедали весь корм. Животные контрольной серии,аналогичным образом рассаженные в индивидуальные клетки, получалитолько привлекательный корм.После окончания опытов (через 24 ч после последнего скармливания по-рошков диоксида титана) все крысы были снова взвешены, затем под легкимэфирным наркозом из бедренной вены была взята кровь для изучения уровнябиохимических параметров крови, хемилюминесценции плазмы и ее антиок-сидантной активности. Эвтаназия проводилась с помощью декапитации жи-вотного под легким эфирным наркозом.Подготовка слизистой желудка. После эвтаназии животных из брюш-ной полости извлекали желудок, затем со стороны привратниковой части за-жимали его пинцетом и осторожно выворачивали наизнанку. Прополаскива-ли слизистую оболочку желудка проточной водой и помещали в физиологи-ческий раствор на 18 ч. Затем вывернутый наизнанку желудок натягивали наплоский пластиковый шпатель и собирали пристеночную слизь с обеих сто-рон при помощи тонкого металлического шпателя.Определение массы пристеночной слизи желудка. Первоначально на ве-сах AND (Япония) взвешивали пробирку, в которую был добавлен 1 мл фи-зиологического раствора, затем в эту пробирку помещали металлическийшпатель с собранной пристеночной слизью и смывали слизь со шпателя. Да-лее пробирку опять взвешивали. Массу слизи определяли по разнице междувторым и первым взвешиванием.Определение области эрозивного повреждения слизистой оболочкижелудка. После растягивания желудка на шпателе проводили макросъемкуслизистой желудка с обеих сторон при помощи цифрового фотоаппаратаCanon (Япония).Области эрозивного повреждения слизистой оболочки желудка определя-ли при помощи компьютерной программы Image J 1.42, предназначенной дляввода, автоматического преобразования и анализа изображений в медицине ибиологии.Определение прооксидантной и антиоксидантной активности плаз-мы крови и пристеночной слизи желудка. Прооксидантную активность(индуцированная хемилюминесценция) плазмы крови и пристеночной слизижелудка, их антиоксидантную активность определяли с помощью кюветногобиолюминометра Lumat LB9507 (Berthold Technologies, Германия). Индук-цию хемилюминесценции плазмы крови проводили с помощью люминола(Sigma), измерения проводили в течение 10 мин, время экспозиции 0,1 с.Антиоксидантную активность плазмы крови и пристеночной слизи же-лудка определяли как результат ингибирования индуцированной люми-нолзависимой хемилюминесценции после прибавления образцов плазмыили слизи, в качестве источника радикалов использовали 0,05 М растворсернокислого железа, измерения проводили в течение 10 мин, время экс-позиции 0,1 с.Количественно уровень хемилюминесценции и антиоксидантной активностивыражали в RLU/мл (мг слизи)/с, где RLU (relative light units) = 10 фотонам.Общие биохимические параметры плазмы крови. Определение в сыво-ротке крови концентрации альбумина, глюкозы, мочевины, мочевой кислоты,креатинина, холестерина, креатининфосфокиназы и ее изофермента, аспарта-таминотрансферазы, аланинаминотрасферазы, щелочной фосфатазы и лак-татдегидрогеназы проводилось стандартными методами с помощью унифи-цированных наборов производства ЗАО «Вектор-Бест» на биохимическомполуавтоматическом анализаторе Stat Fax 1904 (США).Химические вещества. В экспериментах исследовали влияние диоксидатитана (TiO2) в виде порошков двух степеней дисперсности:1) нанодисперсный - δ50 12 нм, Sуд 95 м2/г, производства MACH I, USA,получен плазмохимическим методом;2) микродисперсный - δ50 175 нм, Sуд 4,5 м2/г, производства ООО «Сиб-термохим» (Россия), получен методом электрического взрыва проводников.Перед началом эксперимента было проведено исследование удельнойповерхности (Sуд) материалов с помощью автоматического газоадсорб-ционного анализатора TriStar II (США), а также фазового состава и струк-турных параметров порошков TiO2 на дифрактометре XRD-6000 на CuKα-излучении (США). Анализ фазового состава, размеров областей когерент-ного рассеяния (ОКР), внутренних упругих напряжений (Δd/d) проведен сиспользованием баз данных PDF 4+, а также программы полнопрофильногоанализа POWDER CELL 2.4. В табл. 1 приводятся данные поТ а б л и ц а 1Характеристики используемых порошков TiO2ОбразецSуд(BET)m2\gaОбнаруженныефазыbСодержаниефаз, об.%bРазмеры ОКР(δ50), нмbΔd/d·10-3bTiO2 - rutile 4 13 1,9TiO2 - anatase 90 1 95 12 3,4TiO2 - brukite 6 22 1,4TiO2 - rutile 97,4 175 0,22 4,5 TiO2 - anatase 1,0 15 2,6TiO2 - brukite 1,6 12 2,0Примечание. а - анализ выполнен старшим научным сотрудником, кандидатом химиче-ских наук О.А. Магаевым в Центре сорбционных и каталитических исследований ТГУ(г. Томск); b - анализ выполнен профессором, доктором физико-математических наукЕ.П. Найденом в Центре материаловедения ТГУ (г. Томск).Результаты исследования и обсуждениеМасса пристеночной слизи желудка. У контрольных животных массапристеночной слизи желудка составляла 0,058±0,005 г, у животных, полу-чавших наночастицы TiO2, - 0, 045±0,007 г (р < 0,05 по сравнению с контро-лем), у животных, получавших микрочастицы TiO2, - 0,063±0,011 г (p < 0,05по сравнению с животными, получавшими наночастицы). Следовательно,масса пристеночной слизи желудка у крыс, получавших наночастицы TiO2,была самой низкой относительно групп сравнения. Снижение массы присте-ночной слизи свидетельствует о нарушениях в процессах синтеза и деграда-ции гликопротеинов пристеночного слизистого слоя, важнейшего защитногомеханизма желудка [15].В результате нарушений в процессах биосинтеза гликопротеинов присте-ночного слизистого слоя (изменение активности трансфераз) образуются такназываемые незрелые гликопротеины, для которых характерны не полностьюсформированные олигосахаридные цепочки, поэтому они не обеспечиваютнеобходимого уровня межмолекулярных взаимодействий и гелеобразования.Эти биосинтетические нарушения становятся причиной несостоятельностизащитной функции пристеночного слизистого слоя, нарушения целостностислизистой оболочки желудка и провоцируют развитие острой язвы, котораяявляется симптоматическим поражением и может развиваться в том числе врезультате воздействия токсических веществ [16]. Поэтому снижение массыпристеночной слизи желудка у крыс, получавших наночастицы TiO2, являетсяважной характеристикой токсическогоСледовательно, у животных, получавших наночастицы TiO2, площадьобласти эрозивного повреждения в условиях наших экспериментов быламаксимальной. Описаны 3 последовательных типа поражения слизистойоболочки пищеварительной системы: кровоизлияния в слизистую оболочку,которые могут варьировать от мелких петехий до образования сливных по-лей; эрозии, характеризующиеся поверхностной деструкцией слизистойоболочки без проникновения в подслизистый слой; острые язвы, при кото-рых округлый, «штампованный» дефект проникает до подслизистого и дажемышечного слоя стенки органов пищеварительной системы [17]. Обычноострые язвы пищеварительной системы существуют недолго и при благо-приятном течении основного заболевания или, как в нашем случае, послеустранения стрессорных факторов довольно быстро, в течение 1-2 недель,практически бесследно заживают. Если же токсическое воздействие приоб-ретает затяжной характер, то течение острых язв у 10-12% больных ослож-няется кровотечением и перфорацией, причем в отличие от хронических язвзначительно чаще наблюдается сочетание этих осложнений. Значительныйпо сравнению с контролем размер области эрозивного повреждения слизи-стой оболочки желудка крыс, получавших наночастицы TiO2, свидетельст-вует о токсическом характере воздействия этих наночастиц на слизистуюоболочку желудка крыс при поступлении их в организм через желудочно-кишечный тракт.Про- и антиоксидантная активность пристеночной слизи желудка.Исследование индуцированной хемилюминесценции пристеночной слизижелудка показывает уровень свободных радикалов в данном объекте. В усло-виях наших опытов был получен максимальный уровень индуцированнойхемилюминесценции пристеночной слизи желудка (и, следовательно, сво-бодных радикалов) у животных, получавших наночастицы TiO2, достоверноотличающийся от контроля (рис. 1). Уровень индуцированной хемилюминес-ценции пристеночной слизи крыс, получавших микрочастицы TiO2, занимал промежуточное положение между контролем и уровнем индуцированной хеВремя, минХемилюминесценция слизи желудка(RLUx1000/мл слизи)/секконтроль наночастицы TiO2 микрочастицы TiO2Рис. 1. Уровень индуцированной хемилюминесценции пристеночной слизи желудкау контрольных крыс и крыс, получавших нано- или микрочастицы TiO2050001000015000200002500030000350000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Время, минАнтиоксидантная активностьслизи желудка (RLUx1000/мгслизи)/секконтроль наночастицы TiO2 микрочастицы TiO2Рис. 2. Уровень антиоксидантной активности пристеночной слизи желудка у контрольныхкрыс и крыс, получавших нано- или микрочастицы TiO2Ранее нами было обнаружено [19], что повышение уровня индуцирован-ной хемилюминесценции в пристеночной слизи сопровождается нарушения-ми в строении олигосахаридной части молекул гликопротеинов и усилениемпроцессов их деградации. В процессе деградации гликопротеинов происхо-дит освобождение терминальных групп в моносахарах, которые становятсяреакционно-способными и могут проявлять как про-, так и антиоксидантныесвойства.Таким образом, снижение массы пристеночной слизи, наибольшая пло-щадь эрозивных повреждений, высокий уровень индуцированной хемилюми-несценции и антиоксидантной активности пристеночной слизи свидетельст-вуют о значительных нарушениях защитной функции пристеночной слизи -важнейшего структурного элемента защитного слизистого барьера желудка укрыс, получавших наночастицы TiO2 через желудочно-кишечный тракт.Про- и антиоксидантная активность плазмы крови. Уровень индуци-рованной хемилюминесценции плазмы крови является интегральным показа-телем, характеризующим уровень свободных радикалов самого разного про-исхождения в плазме крови, в отличие от пристеночной слизи желудка, вкоторой источниками про- или антиоксидантной активности являются пре-имущественно молекулы гликопротеинов. Современные методы исследова-ний позволяют выявлять наличие в биологических системах от 300 до800 разных органических радикалов. Это могут быть радикалы липидов, бел-ков и низкомолекулярных пептидов, нуклеиновых кислот, фенолов, неорга-нических молекул… Удачная классификация таких соединений предложенаЮ.А. Владимировым, согласно которой все образующиеся в организме ак-тивные формы кислорода разделены на природные и чужеродные. Природ-ные активные формы кислорода можно разделить на первичные, вторичные итретичные; среди причин появления чужеродных активных форм кислородаможно выделить 3 основных фактора: радиация, оптические излучения и ксе-нобиотики [18, 20]. Различные органические радикалы вступают во взаимо-действия друг с другом, и поэтому общий уровень свободных радикалов втом или ином объекте не может быть их простой суммой. Интегральный уро-вень свободных радикалов отражают показания индуцированной хемилюми-несценции, являющейся результатом взаимодействия всех активных формкислорода между собой. Поэтому наиболее информативным в настоящеевремя методическим приемом считается не исследование уровня отдельныхпро- или антиоксидантных систем, а определение интегральной хемилюми-несцентной активности объекта [21].Полученные в условиях наших опытов результаты определения уровняиндуцированной хемилюминесценции плазмы крови не выявили различиймежду всеми группами сравнения: в контроле и у крыс, получавших нано-или микрочастицы TiO2 (рис. 3). Это может быть связано именно с многооб-разием возможных взаимодействий между свободными радикалами различ-ного происхождения.Уровень антиоксидантной активности плазмы крови у крыс, получавшихнаночастицы TiO2, начиная с 5-й минуты реакции, достоверно (p < 0,05 посравнению с контролем и животными, получавшими микрочастицы TiO2)выше, чем у групп сравнения (рис. 4). Это может быть связано с тем, что вразвитии антиоксидантных реакций у животных разных серий, получавшихчастицы TiO2 разной степени дисперсности, участвуют различные механиз-мы. В этом случае можно предполагать, что поступление в организм наноча-стиц TiO2 может вызвать развитие иных метаболических реакций, отличныхот тех, которые развиваются при поступлении микрочастиц TiO2.Время, минХемилюминесценция плазмыкрови (RLUx1000/мл)/секконтроль наночастицы TiO2 микрочастицы TiO2Рис. 3. Уровень индуцированной хемилюминесценции плазмы крови у контрольных крыси крыс, получавших нано- или микрочастицы TiO201002003004005006000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Время, минАнтиоксидантная активностьплазмы крови(RLUx1000000/мл )/секконтроль наночастицы TiO2 микрочастицы TiO2Рис. 4. Уровень антиоксидантной активности плазмы крови у контрольных крыс и крыс,получавших нано- или микрочастицы TiO2В значительной части работ, посвященных биологическим эффектам TiO2,отмечается важная роль развивающихся окислительных повреждений [22-25]. В условиях наших опытов, наоборот, было показано развитие антиокси-дантных реакций в плазме крови. Предполагается, что это может быть прояв-лением компенсаторной реакции организма на поступление наночастиц TiO2.ыОбщие биохимические параметры сыворотки крови. Для того чтобыпопытаться оценить состояние метаболических и физиологических процессовв организме крыс, получавших нано- или микрочастицы TiO2, оценивали со-стояние общих биохимических параметров сыворотки крови. В предыдущихисследованиях было показано, что нано- или микрочастицы TiO2, поступаю-щие в организм через желудочно-кишечный тракт, не накапливались в сле-дующих исследованных тканях: крови, мозге, селезенке, печени, почках, жи-ровой ткани. Через 24 ч после скармливания крысам частиц TiO2 в дозе 250мкг/кг в сутки количество титана во всех исследованных органах не отлича-лось от контрольной группы и находилось на уровне физиологической нор-мы, что свидетельствует об отсутствии биоаккумуляции TiO2 в условияхопыта. Однако физиологическое влияние нано- или микрочастиц TiO2 моглоиметь инициирующий характер, поэтому состояние отдельных органов илисистем исследовалось по биохимическим параметрам в сыворотки крови(табл. 2).Т а б л и ц а 2Биохимические показатели в крови крыс,получавших нано- или микрочастицы TiO2 (M±m, n=10)Группа крысПоказатель Контроль НаночастицыTiO2МикрочастицыTiO2Глюкоза, мМ/л 5,36±0,09 5,54±0,012 5,33±0,07Холестерин, мМ/л 1,76±0,15 1,46±0,19 1,36±0,12Альбумины, г/л 42,51±1,63 40,89±1,15 42,9±1,04Аспартатаминотрансфераза, Ед/л 24,67±2,59 29,67±5,67 18,64±3,63Аланинаминотрасфераза, Ед/л 22,45±7,29 17,49±3,3 18,93±1,68Билирубин, мкМ/л 3,74±0,99 2,94± 0,83 3,06±0,5Креатинфосфокиназа, Ед/л 351,23±57,98 324,86±47,4 413,88±69,44Изофермент креатинфосфокиназы,Ед/л 40,64±10,28 34,33±9,0 44,88±10,0Мочевина, мМ/л 8,37±0,38 8,61±0,22 8,88±0,18Креатинин, мкМ/л 50,05±1,45 49,0±2,1 52,25±2,0Мочевая кислота, мкМ/л 261,91±15,16 295,0±19,83 274,38±11,87Щелочная фосфатаза, Ед/л 1282,0±104,16 1512,0±169,56 1425,1±132,83Лактатдегидрогеназа, Ед/л 487,84±63,43 444,24±59,31 330,1±39,78** p < 0,05.Результаты оценки биохимических параметров сыворотки крови показали,что почти во всех группах сравнения не установлено достоверных различиймежду контролем и группами крыс, получавших нано- или микрочастицыTiO2 (см. табл. 1), за исключением снижения уровня лактатдегидрогеназы укрыс, получавших микрочастицы TiO2. Это означает, что не было обнаруже-но изменений в уровне обмена белков, липидов и углеводов (глюкоза, холе-стерин, альбумины) у крыс, получавших нано- или микрочастицы TiO2, посравнению с контрольной группой.Билирубин образуется в клетках ретикулоэндотелиальной системы печенив результате катаболизма геминовой части гемоглобина и других гемсодер-жащих белков, аланинаминотрасфераза синтезируется внутриклеточно в пе-чени и попадает в кровь в результате цитолиза при повреждениях печени.Отсутствие изменений этих параметров у крыс, получавших нано- или мик-рочастицы TiO2, по сравнению с контрольной группой, свидетельствует оботсутствии повреждений печеночной ткани, которая наиболее часто страдаетпри токсикозах.Аспартатаминотрансфераза синтезируется внутриклеточно в тканях мио-карда и печени, широко используется для диагностики их повреждений.Отсутствие изменений содержания аспартатаминотрансферазы и ее соот-ношения с аланинаминотрансферазой характеризует отсутствие нарушенийв сердечной мышце и печени у крыс, получавших нано- или микрочастицыTiO2, по сравнению с контрольной группой. В отличие от наших данных вработе [26] показано увеличение соотношения аспартатаминотрансфера-зы/алани-наминотрансферазы в сыворотке крови у мышей после введениянаночастиц TiO2. Это может быть связано или с видовыми особенностямиэкспериментальных животных и/или с разницей в процедуре постановкиопыта: в работе [26] опыты были поставлены на мышах, однократно внут-рижелудочным зондом вводилась очень большая доза наночастиц TiO2(5 г /1 кг массы тела).Креатинфосфокиназа характеризует состояние мышечной ткани, в том чис-ле миокарда, а ее изофермент находится преимущественно в сердечной мышце,отсутствие изменений этих показателей у крыс, получавших нано- или микро-частицы TiO2, по сравнению с контрольной группой, свидетельствует об отсут-ствии воздействия TiO2 на эти системы в условиях нашего эксперимента.Лактатдегидрогеназа участвует в процессе окисления глюкозы и образо-вании молочной кислоты, содержится почти во всех органах и тканях, осо-бенно в мышцах. В условиях гипоксии лактатдегидрогеназа накапливается,вызывает нарушение тканевого дыхания. У контрольных животных и крыс,получавших наночастицы TiO2, этот показатель в крови не различается.У крыс, получавших микрочастицы TiO2, он снижается по сравнению с кон-тролем, следовательно, тканевое дыхание у этих животных усиливается посравнению с группами сравнения. В исследованиях [1] было получено увели-чение активности лактатдегидрогеназы в лаважной жидкости после интра-трахеального воздействия наночастиц TiO2. Авторы считают, что адаптивныйответ легочной ткани не компенсирует токсическое действие наночастицTiO2.Концентрация мочевины и креатинина в плазме крови отражает функциюгломерулярного аппарата почек. Не установлено снижение этих показателей,что свидетельствует об отсутствии патологических процессов в почках крыс,получавших нано- или микрочастицы TiO2, по сравнению с контрольнымиживотными.Увеличение уровня мочевой кислоты в плазме крови происходит при на-рушении функции почек и приводит к повреждениям различных органов итканей. Достоверных изменений этого показателя в условиях нашего экспе-римента не обнаружено, однако наблюдается тенденция к увеличению его укрыс, получавших наночастицы TiO2.Щелочная фосфатаза участвует в обмене фосфора, самый высокий ее уро-вень - в костной ткани. Анализ крови на щелочную фосфатазу проводят длядиагностики заболеваний костной системы, печени, желчевыводящих путей ипочек. Отсутствие изменения этого показателя у экспериментальных живот-ных, по сравнению с контрольными, показывает отсутствие изменений в этихсистемах.Следовательно, биохимические показатели в крови крыс, получавшихнано- или микрочастицы TiO2, демонстрируют отсутствие значимых нару-шений в основных исследованных системах организма в условиях нашегоэксперимента. Однако нельзя считать доказанным отсутствие токсичногобиологического эффекта TiO2 на исследованные системы. Некоторые авто-ры в своих исследованиях получали развитие легочного фиброза, проявле-ния нефротоксичности, поражения печени и проявления нарушений мио-карда [27]. Интересно, что в этой же работе было показано отсутствие пато-логических изменений в сердце, лёгком, яичнике и тканях селезёнки на гис-тологических срезах [27]. Возможно, различия в результатах исследованийсвязаны с различными условиями опытов и различными физико-химическими характеристиками исследованных наночастиц TiO2. Отсутст-вие значимых нарушений в биохимических показателях крови в условияхнашего эксперимента может также демонстрировать то, что были исследо-ваны далеко не все системы и функции организма. Например, серьезныенарушения состояния пристеночного слизистого слоя и слизистой оболочкижелудка, впервые установленные в условиях нашего опыта, показываютодин из начальных этапов возможного развития метаболических наруше-ний, которые могут реализоваться при более продолжительном поступле-нии наночастиц. Возможно, необходимо в дальнейшем более детально изу-чить функционирование отдельных систем с тем, чтобы определить преде-лы токсических или компенсаторных реакций.Таким образом, проведенные исследования показали, что после физио-логического поступлениятогда как у крыс, получавших микрочастицы TiO2, этот показатель оставал-ся на уровне контрольных значений. Это может быть проявлением компен-саторной реакции организма на поступление именно наночастиц TiO2. Био-химические показатели в крови крыс, получавших нано- или микрочастицыTiO2, демонстрируют отсутствие значимых нарушений в исследованныхсистемах организма в условиях нашего эксперимента.

Ключевые слова

Авторы

ФИООрганизацияДополнительноE-mail
Кривова Наталья АндреевнаТомский государственный университетпрофессор, доктор биологических наук, зав. отделом физиологии ОСП «НИИ биологии и биофизики Томского государственного университета»nakri@res.tsu.ru
Заева Ольга БорисовнаТомский государственный университеткандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории экспериментальной физиологии ОСП «НИИ биологии и биофизики Томского государственного университета»nakri@res.tsu.ru
Ходанович Марина ЮрьевнаТомский государственный университетдоктор биологических наук, доцент, старший научный сотрудник лаборатории высшей нервной деятельности ОСП «НИИ биологии и биофизики Томского государственного университета»Khodanovich@mail.tsu.ru
Карелина Ольга АлександровнаТомский государственный университетмладший научный сотрудник лаборатории экспериментальной физиологии ОСП «НИИ биологии и биофизики Томского государственного университета»nakri@res.tsu.ru
Гуль Елизавета ВикторовнаТомский государственный университетмагистрант второго года обучения кафедры физиологии человека и животных Биологического институтаelizaveta-gul@yandex.ru
Зеленская Анна ЕвгеньевнаТомский государственный университетмагистрант второго года обучения кафедры физиологии человека и животных Биологического институтаan.zelenskaya@gmail.com
Всего: 6

Ссылки

Wang J., Zhou G., Chen C. et al. Acute toxicity and biodistribution of different sized titanium dioxide particles in mice after oral administration // Toxicol. Lett. 2007. Vol. 168, № 2. P. 176-180.
White R., Rabin, Clarkson T., Irons R. et al. Space Exploration and Toxicology: A New Frontier // Fundam. Appl. Toxicol. 1994. № 22. P. 161-171.
Zhang J., Johnson P.C., Popel A.S. Effects of erythrocyte deformability and aggregation on the cell free layer and apparent viscosity of microscopic blood flows // Microvasc. Res. 2009. Vol. 77, № 3. P. 265-272.
Reeves J.F., Davies S.J., Dodd N.J.F., Jha A.N. Hydroxyl radicals (OH-) are associated with titanium dioxide (TiO2) nanoparticle-induced cytotoxicity and oxidative DNA damage in fish cells // Mutat. Res.-Fund. Mol. M., 2008. Vol. 640, № 1-2. P. 113.
Gurr J.-R., Wang A. S.S., Chen C.-H., Jan K.-Y. Ultrafine titanium dioxide particles in the absence of photoactivation can induce oxidative damage to human bronchial epithelial cells // Toxicology. 2005. Vol. 213, № 1-2. P. 66-73.
Konaka R., Kasahara E., Dunlap W.C. et al. Ultraviolet irradiation of titanium dioxide in aqueous dispersion generates singlet oxygen // Redox Rep. 2001. № 6. P. 319-325.
Levin G.J. The antioxidant system of the organism. Theoretical basis and practical consequences // Med. Hypotheses. 1994. Vol. 42, № 4. P. 269-275.
Владимиров Ю.А. Свободные радикалы в биологических системах // Соросовский образовательный журнал. 2000. № 12. С. 13-19.
Кривова Н.А., Заева О.Б., Лаптева Т.А., Светличный В.А. Исследование взаимосвязей между составом гликопротеинов и антиоксидантной активностью пристеночной слизи желудочно-кишечного тракта // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2008. Т. 94, № 11. С. 1316-1334.
Меньщикова Е.Б., Ланкин В.З., Зенков Н.К. и др. Окислительный стресс. Прооксиданты и антиоксиданты. М.: Слово, 2006. 556 с.
Бобров О.Е. Острые язвы пищеварительной тубки. Ч. 1. URL: www.critical.ru/actual/ bobrov/acute_ ulcers_1.htm
Хохоля В.П., Саенко В.Ф., Доценко В.П. Клиника и лечение острых язв пищеварительного канала. Киев: Здоровье, 1989. 167 c.
Кривова Н.А., Селиванова Т.И., Заева О.Б. Видовые особенности состава надэпителиального слизистого слоя пищеварительного тракта у крыс и мышей // Физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 1994. Т. 80, № 8. С. 118-123.
Кривова Н.А., Дамбаев Г.Ц., Хитрихеев В.Е. Надэпителиальный слизистый слой желудочно-кишечного тракта и его функциональное значение. Томск: МГП «Раско», 2002. 316 с.
Owen R., Depledge M. Nanotechnology and the environment: Risks and rewards // Mar. Pollut. Bull. 2005. Vol. 50, № 6. P. 609-612.
Salomon M. Risks of synthetic nanomaterials for human health // Umweltmedizin in Forschung und Praxis. 2009. Vol. 14, № 1. P. 7-22.
Colvin V.L. The potential environmental impact of engineered nanomaterials // Nat. Biotechnol. 2003. Vol. 21, № 10. P. 1166-1170.
Warheit D.B., Webb T.R., Sayes C.M. et al. Pulmonary instillation studies with nanoscale TiO2 rods and dots in rats: toxicity is not dependent upon size and surface area // Toxicol. Sci. 2006. Vol. 91, № 1. P. 227-236.
Oberdorster G., White R., Rabin R. et al. Space Exploration and Toxicology: A New Frontier // Fundam. Appl. Toxicol. 1994. № 22. P. 61-171.
Liao C.-M., Chiang Y.-H., Chio C.-P. Assessing the airborne titanium dioxide nanoparticlerelated exposure hazard at workplace // J. Hazard. Mater. 2009. Vol. 162, № 1. P. 57-65.
Boffetta P., Soutar A., Cherrie J.W. et al. Mortality among workers employed in the titanium dioxide production industry in Europe // Cancer Causes Control. 2004. № 15. P. 697-706.
Fabian E., Landsiedel R., Ma-Hock L. et al. Tissue distribution and toxicity of intravenously administered titanium dioxide nanoparticles in rats // Arch. Toxicol. 2008. V. 82, № 3. P. 151-157.
Zhang R., Niu Y., Li Y. et al. Acute toxicity study of the interaction between titanium dioxide nanoparticles and lead acetate in mice // Environ. Toxicol. Pharmacol. 2010. Vol. 30, № 1. P. 52-60.
Chen J., Dong X., Zhao J., Tang G. In vivo acute toxicity of titanium dioxide nanoparticles to mice after intraperitioneal injection // J. Appl. Toxicol. 2009. Vol. 29, № 4. P. 330-337.
Wang J., Zhou G., Chen C., Yu H. et al. Acute toxicity and biodistribution of different sized titanium dioxide particles in mice after oral administration // Toxicology Letters. 2007. Vol. 168, is. 2. P. 176.
Warheit D.B., Webb T.R., Sayes C.M. et al. Pulmonary instillation studies with nanoscale TiO2 rods and dots in rats: toxicity is not dependent upon size and surface area // Toxicol. Sci. 2006. Vol. 91, №. 1. P. 227-236.
Afaq F., Abidi P., Matin R., Rahman Q. Cytotoxicity, pro-oxidant effects and antioxidant depletion in rat lung alveolar macrophages exposed to ultrafine titanium dioxide // J. Appl. Toxicol. 1998. № 18. P. 307-312.
 Состояние слизистой оболочки желудка, про- и антиоксидантной активности и биохимических показателей крови у крыс после скармливания нано- или микрочастиц диоксида титана | Вестник Томского государственного университета. Биология. 2011. № 2 (14)         .

Состояние слизистой оболочки желудка, про- и антиоксидантной активности и биохимических показателей крови у крыс после скармливания нано- или микрочастиц диоксида титана | Вестник Томского государственного университета. Биология. 2011. № 2 (14) .

Полнотекстовая версия