You are using an outdated browser. For a faster, safer browsing experience, upgrade for free today.

Дослідження морфофункшонального стану нейроцитів головного мозку щурів після інтратрахеальної інстиляції наночастинок високодисперсного аморфного кремнезему

4(37) 2013

DOI xxxxxxxx

Діденко М. М., Стежка В. А., Зінченко В. М.

Дослідження морфофункшонального стану нейроцитів головного мозку щурів після інтратрахеальної інстиляції наночастинок високодисперсного аморфного кремнезему

ДУ «Інститут медицини праці НАМН України», м. Київ

Повна стаття (PDF), UKR 

 

Вступ. Одним із найнебезпечніших проявів загальнотоксичної дії різних за походженням наночастинок (НЧ) незалежно від джерел та шляхів надходження до організму (з повітрям, водою, їжею, ліками, з одягу) є їхня транслокація до внутрішнього середовища і розподіл між органами, включаючи легені, серце, печінку, селезінку, сіменники та мозок. Стосовно механізму проникнення НЧ до мозку дискутуються два можливих шляхи: 1) безпосередньо через гематоенцефалічний бар’єр; 2) через назальні нерви.Мета дослідження. Вивчити особливості токсикодинамічного впливу НЧ високодисперсного аморфного кремнезему різних розмірів на морфофункціональний стан нейроцитів головного мозку щурів після одноразової інтратрахеальної інстиляції у вигляді суспензій.Матеріали та методи дослідження. Дослідження проведено на 128 щурах-самцях Вістар з вихідною масою тіла 190—200 г, які були розподілені на контрольну та три дослідні групи. Досліджували морфофункціональний стан нейроцитів глибоких шарів кори великих півкуль головного мозку щурів після одноразової інтратрахеальної інстиляції під етаміналовим наркозом (3,0 мг/200 г маси тіла) НЧ високодисперсного аморфного кремнезему трьох розмірів (А300 — 9 нм, А100 — 38 нм, А50 — 87 нм) у дозах, стандартизованих по: питомій площі поверхні (0,25 м2), що забезпечувало контакт НЧ з 25 % поверхні альвеол (серія S); їхній кількості (1000 НЧ/1 клітину альвеолярної поверхні легень, 3,0-10и/щура, серія N7; масі речовини (25 мг/щура, серія М). Зрізи глибоких шарів великих півкуль головного мозку щурів забарвлювали гематоксиліном і еозином та тіоніном по Нісслю.Результати. Встановлено, що всі НЧ, незалежно від їхнього розміру та концентрацій, що досліджувалися, викликали структурні зміни в нейроцитах та окремих зонах їхньої цитоплазми, які можна звести до трьох типів: а) підвищення функціональної активності нейроцитів, яке підтверджувалося частковим хроматолізом базофільної речовини і краєвою та перинуклеарною вакуолізацією цитоплазми та частковим її гіперхроматозом при збереженні структури ядра і ядерця (НЧ усіх кремнеземів, серії S, N М); б) гальмування, зниження, або часткове припинення функціональної активності нейроцитів, про що свідчили краєвий або центральний хроматоліз базофільної речовини цитоплазми з частковим лізисом хроматину ядра, або різке гіперхромне забарвлення цитоплазми (НЧ усіх кремнеземів, серії S, N М); в) дистрофічні та некробіотичні зміни, які проявлялися тотальним хроматолізом базофільної речовини в цитоплазмі з пікнозом ядра, яке розташоване ектопічно (через 4 місяці, НЧ кремнеземів A100S, A300S, А100№), перинуклеарним набряком, появою в цитоплазмі нейроцитів крупних вакуолів, що призводило до ектопії ядра (через 4 міс, НЧ кремнезему А100М), зморщеними нейроцитами та нейроцитами- «тінями», як свідченням незворотності їхнього ушкодження (через 1 місяць, НЧ кремнеземів A50S, A100S, A300S, А300М; через 4 міс, НЧ кремнеземів А50М, A50S, А300М). Перші два типи (а, б) зміни функціонального стану нейроцитів супроводжувалися проліферацією нейрогліальних клітин, що, виходячи з їхньої захисної фізіологічної ролі відносно нейроцитів, свідчить, з одного боку, за наявність несприятливого хімічного впливу, а з іншого, за розвиток компенсаторно-пристосувальних процесів у центральній нервовій системі. Другий та третій типи (б, в) структурних змін у нейроцитах поєднувалися зі зменшенням відносної кількості нейрогліальних клітин і значно частіше виявлялися в щурів через 1 та 4 міс експерименту, вказуючи на підсилення токсичного впливу НЧ на тканину мозку.Заключення. Отримано підтвердження здатності НЧ високодисперсного аморфного кремнезему проникати через гематоенцефалічний бар’єр та чинити пошкоджуючу дію на тканину мозку.

Ключові слова: нейроцити головного мозку, мікроглія, наночастинки (9, 38, 87 нм), високодисперсний аморфний кремнезем, інтратрахеальна інстиляція, щури-самці Вістар

Література

  1. Jung-Taek Know, Soon-Kung Hwang, Hua Jin, et al. 2008, «Body distribution of inhaled fluorescent magnetic nanoparticles in the mice», J. Occup. Health, Vol. 50, no. 1, pp. 1-6.
  2. Problems of the norm in toxicology. 1991, (ed. I. M. Trakhtenberg). Moscow: Meditsina, 61 p. (in Russian).
  3. Volkova, O. V., Yeletsky, Y. K. 1982, Fundamentals of histology with histological engineering. Moscow: Meditsina, 304 p. (in Russian).
  4. Veronique Menet, Minerva Gimenez Y Ribotta, Francoise Sandillon, [et al.]. 2000, «GFAP null astrocytes are a favorable substrate for neuronal survival and neurine growth», GLIA, no. 31, pp. 267-272.