ДОСЛІДЖЕННЯ ТОКСИЧНОГО ВПЛИВУ ЗВАЖЕНИХ ЧАСТИНОК НАНОРОЗМІРНОГО ДІАПАЗОНУ В ПОВІТРІ РОБОЧОЇ ЗОНИ ПЛАВИЛЬНИКА МЕТАЛУ НА ОРГАНІЗМ ЩУРІВ ВІСТАР

²Державна установа «Інститут медицини праці імені Ю. І. Кундієва Національної академії медичних наук України», м. Київ

Вступ. Під час високотермічних процесів плавлення та зварювання металів, механічної обробки твердих матеріалів утворюються зважені частинки ультрадисперсного розміру, які мають в своєму складі різні за розміром, масовою концентрацією, площею поверхні, хімічним складом зважені частинки нанорозмірного діапазону. Таким чином, плавильники та зварювальники металу піддаються впливу комбінованого промислового аерозолю різного за фізико-хімічними властивостями, що потребує детального вивчення його наслідків для їхнього здоров’я.

Мета дослідження – вивчення токсичності зважених частинок нанорозмірного діапазону, що присутні в повітрі робочої зони плавильника металу, на організм щурів Вістар.

Матеріали та методи дослідження. Проведено моделювання хронічної інтоксикації зваженими частинками нанорозмірного діапазону промислового аерозолю на щурах Вістар. Зважені частинки відбирали в деіонізовану воду на робочому місці плавильника металу за допомогою пробовідбірника ТАЙФУН Р-20-2. Фізичні властивості зважених частинок визначали за допомогою портативного скануючого спектрометра NanoScan SMPS 3910 (США), хімічний склад – методом атомно-емісійної спектрометрії з індуктивно-зв’язаною плазмою. Колоїдний розчин із зваженими частинками вводили внутрішньоочеревинно щурам самцям лінії Вістар 5 разів на тиждень протягом 6 тижнів. Патоморфологічні зміни у внутрішніх органах оцінювали через 6 тижнів від початку експерименту та через 6 тижнів після припинення експозиції за допомогою програми морфометрії Відеотест – Морфологія 5.2.0.158.ось із використанням мікроскопа Axio Scope A1 «Carl Zeiss» (Німеччина) з камерою Jenoptik Рrogres gryphax® серії SUBRA (Німеччина).

Результати. Виражені патоморфологічні зміни у внутрішніх органах тварин визначалися через 12 тижнів від початку експерименту. Найбільші зміни були характерні для легеневої тканини, які проявлялися наявністю ділянок емфіземи з потовщенням міжальвеолярних перегородок. У бронхіальному епітелії були присутні дистрофічні зміни, які проявлялися вакуолізацією клітин, визначалася запальна інфільтрація підслизового шару бронха. У міокарді спостерігалися вогнещеві зміни у вигляді деформації ядер кардіоміоцитів з їхньою вакуолізацією. Структура печінки характеризувалася вакуолізацією гепатоцитів зі збільшенням їхнього об’єму, цитоплазма яких була неоднорідною, сітчастою, великозернистою. У селезінці спостерігалося порушення співвідношення білої та червоної пульпи, у білій пульпі визначено зменшення кількості лімфоцитів. У червоній пульпі спостерігалося повнокров’я з наявними ділянками гемосидерозу. У нирках спостерігалися прогресуючі дегенеративні та склеротичні зміни. Порушення в головному мозку мали вигляд селективного руйнування окремих нейронів.

Висновки. Отримані результати показали виражені морфологічні зміни у структурі внутрішніх органів експериментальних тварин через 12 тижнів від початку експерименту, що свідчить про кумулятивний ефект від впливу зважених частинок промислового аерозолю. Патоморфологічні зміни були виявлені в усіх досліджуваних органах (легені, серце, мозок, печінка, селезінка, нирки), які характеризувалися дистрофічними, дисциркуляторними, запальними та склеротичними процесами, що згодом може призводити до розвитку не зворотних патологічних змін із порушенням їхніх функцій цих органів.

Ключові слова: токсичний вплив, зважені частинки нанорозмірного діапазону, плавлення металу, щури Вістар

Література

Najahi-Missaoui W., Arnold R. D., Cummings B. S. Safe Nanoparticles: Are We There Yet? International Journal of Molecular Sciences. 2021. Vol. 22 (1). 385. https://doi.org/10.3390/ijms22010385.

Sharavara L. P., Dmytrukha N. M., Andrusyshyna I. M. Ultrafine industrial aerosol as a risk factor for
the health of smelting shop workers at a machinebuilding enterprise. Zaporozhye medical journal. 2024.
Vol. 26, No. 1. P. 44–52. https://doi.org/10.14739/2310-1210.2024.1.290499.

Mohd Ali. What function of nanoparticles is the primary factor for their hyper-toxicity? Advances in Colloid and Interface Science. 2023. Vol. 314. P. 102881.https://doi.org/10.1016/j.cis.2023.102881.

Titanium dioxide nanoparticles: A review of current toxicological data. H. Shi, R. Magaye, V. Castranova, J. Zhao. Part Fibre Toxicol. 2013. Vol. 10. P. 15. https://doi.org/10.1186/1743-8977-10-15.

Inoue K., Takano H. Aggravating impact of nanoparticles on immune-mediated pulmonary inflammation. Sci. World J. 2011. Vol. 11. Р. 382–390. https://doi.org/10.1100/tsw.2011.44.

Leikauf G. D., Kim S. H., Jang A. S. Mechanisms of ultrafine particle-induced respiratory health effects. Experimental & molecular medicine. 2020. Vol. 52 (3). Р. 329–337. https://doi.org/10.1038/s12276-020-0394-0.

Токсикологічні та морфологічні аспекти прояву гострої дії нано-TiO2 и нано-TiO2-Ag на печінку лабораторних мишей. О. П. Яворовський, С. І. Савосько, В. М. Рябовол, Т. О. Зінченко. Патологія. 2023. Т. 20, № 2 (58). С. 162–169. https://doi.org/10.14739/2310-1237.2023.2.277852.

Microglial Activation and Oxidative Stress in PM2.5-Induced Neurodegenerative Disorders. J. Song, K. Han, Y. Wang et al. Antioxidants (Basel, Switzerland).
2022. Vol. 11 (8). P. 1482. https://doi.org/10.3390/antiox11081482.

Wu T., Tang M. Review of the effects of manufactured nanoparticles on mammalian target organs. J. Appl. Toxicol. 2018. Vol. 38, No. 1. Р. 25–40. https://doi.org/10.1002/jat.3499.