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

Експериментальне дослідження впливу наночастинок Fe2O3 на організм щурів ізольовано та на фоні вживання препарату «Кверцетин»

Експериментальне дослідження впливу наночастинок Fe2O3 на організм щурів ізольовано та на фоні вживання препарату «Кверцетин»

ISSN 2223-6775 Український журнал з проблем медицини праці Том.17, №1, 2021

Експериментальне дослідження впливу наночастинок Fe2O3 на організм щурів ізольовано та на фоні вживання препарату «Кверцетин»

Трахтенберг І.М., Дмитруха Н.М., Короленко Т.К., Лагутіна О.С., Бакало Л.В., Легкоступ Л.А.

https://doi.org/10.33573/ujoh2021.01.003

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

Повна стаття (PDF), УКР

Вступ. Наночастинки (НЧ) оксидів заліза при їх виробництві та застосуванні можуть потрапляти в організм людини з повітрям, їжею та ліками. З огляду на високу біологічну активність НЧ, важливим питанням для профілактичної медицини є дослідження особливостей їх токсичності та обґрунтування засобів профілактики негативного впливу.

Мета дослідження – визначення токсичності розчинів Fe2O3 з частинками різного розміру та оцінка ефективності застосування препарату «Кверцетин» як засобу профілактики їх негативного впливу на організм щурів.

Матеріали та методи дослідження. Експеримент проведено на статевозрілих щурах лінії Вістар з початковою масою тіла 180–200 г, які перебували в умовах віварію на стандартному харчовому і водному режимах. Щури були розділені на 6 дослідних і 2 контрольні групи. Першим 3-м дослідним групам ізольовано в очеревину вводили колоїдні розчини Fe2O3 (з розміром частинок 19 нм, 75 нм і 400 нм), іншим 3-м групам вводили колоїдні розчини Fe2O3 на фоні вживання препарату «Кверцетин» (4 мг на 100 г маси тіла). Контрольним щурам вводили стабілізатор НЧ - 0,1% розчин желатини ізольовано і на фоні вживання Кверцетину. У щурів у динаміці експерименту вимірювали масу тіла. Після 30-ти введень забирали кров та органи, визначали відносну масу органів, проводили загальний аналіз крові з підрахунком лейкоцитарної формули; визначали біохімічні показники, що характеризують стан печінки, нирок, білкового та ліпідного обмінів; оцінювали активність перитонеальних макрофагів та вміст циркулируючих імунних комплексів (ЦІК) у крові.

Результати. Встановлено, що ізольоване введення щурам колоїдних розчинів Fe2O3 викликало в динаміці експерименту збільшення маси тіла. Зміни гематологічних показників характеризувались зниженням рівня гемоглобіну, кількості еритроцитів, лімфоцитів, моноцитів і гранулоцитів, збільшенням рівня цинкпротопорфірину, стимуляцією респіраторного вибуху в перитонеальних макрофагах. Отримані дані вказують на розвиток анемії та активацію клітин неспецифічного природного імунітету. Досліджено, що колоїдні розчини Fe2O3 чинили токсичну дію на клітини печінки й нирок, стимулювали синтез антитіл та утворення ЦІК. Вживання Кверцетину одночасно з уведенням розчинів Fe2O3 сприяло нормалізації окремих гематологічних та біохімічних показників, що свідчить про зменшення їхнього токсичного впливу на периферичну кров, печінку й нирки. Найбільш виразний профілактичний ефект від застосування Кверцетину було встановлено у групі щурів, яким вводили НЧ Fe2O3 19 нм.

Висновки. Порушення клітинного складу крові, підвищення активності внутрішньоклітинних ферментів, утворення ЦІК є ознаками токсичного ураження органів і тканин, що вказує на потенційну гемато-, гепато- та нефротоксичну дію Fe2O3, особливо НЧ 19 нм. Препарат «Кверцетин», який щури вживали одночасно з уведенням Fe2O3 виявляв мембранопротекторну, антиоксидантну та детоксикаційну дію, що дозволяє рекомендувати його для профілактики негативного впливу НЧ Fe2O3 на організм.

Ключові слова: Fe2O3, наночастинки, токсичність, Кверцетин, профілактика.

Література

  1. Mornet S., Vasseur S., Grasset F. et al. Magnetic nanoparticle design for medical applications. J. Progress in Solid State Chemistry. 2006, V.34. P. 237-247.
  2. Gorbyk P.P. Chechun V.F. Nanocomposites of medicobiologic destination: reality and perspectives for oncology. Functional materials, 2012. V.19, N 2. P. 145-156.
  3. Чехун В.Ф. Создание новых лекарственных форм на основе нанокомпозитных материалов для решения современных проблем онкологии. Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: зб. наук. праць. Т. 9, Вип. 1. Київ, 2011. С. 261–27.
  4. Нариси з токсикології важких металів. Випуск V – Залізо: за загю ред. акад. НАМНУ І.М. Трахтенберга, Київ : ВД «Авіцена», 2017. 88 с. ISBN 978-966-2144-96-3.
  5. Лубянова И. П. Избыточное железо и патология у рабочих сварочных профессий: под общей ред. акад. Ю. И. Кундиева. Киев : ВД «Авіцена», 2013. 240 с. ISBN 978-966-2144-59-8.
  6. Ghio A. J. Disruption of iron homeostasis and lung disease. Biochimica et Biophysica Acta. 2009. V.1790(7). Р. 731–739.
    https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2008. 11.004.
  7. Endothelial dysfunction and inflamation induced by iron oxide nanoparticle exposur: Risk factors for early atherosclerosis. M. T. Zhu, B. Wang, Y. Wang et al. Toxicology Letters. 2011. V. 203 (2). Р. 162–171. https://doi.org/10.1016/j.toxlet.2011.03.021.
  8. Katsnelson B.A., Privalova L.I., Kuzmin S.V., Degtyareva T.D. et al Some peculiarities of pulmonary clearence mechanisms in rats after intratracheal instillation of magnetite (Fe3O4) suspensions with different particle sixes in nanometer and micrometer ranges: Are we defenseless against nanoparticles? International Journal of Occupational and Environmental Health. 2010 16:508-524.
  9. Katsnelson B.A., Degtyareva T.D., Minigalieva I.A., Privalova L.I., Kuzmin S.V. et al.Sub-chronic systemic toxicity and bioaccumulation of Fe3O4 nano- and microparticles following repeated intraperitonial administration to rats. International Journal of Toxicology 2011, 30:60-67.
  10. Zhu M. T., Feng W. Y., Wang B. et al. Comparative study of pulmonary responses to nano- and submicron-sized ferric oxide in rats. International Journal of Toxicology. 2008. V. 247, Iss. 2–3. P. 102–111. https://doi.org/10.1016/j.tox.2008. 02.011.12.
  11. Трахтенберг І.М., Дмитруха Н.М., Короленко Т.К., Легкоступ Л.А., Лагутіна О.С., Козлов К.П., Бакало Л.В.. Експериментальне дослідження впливу наночастинок оксиду заліза на організм щурів за умови однократного інтратрахеального введення. Український журнал з проблем медицини праці. Т. № 4. С. 251-260.
  12. Бакало Л.В., Дмитруха Н.М., Андрусишина І.М. та ін. Накопичення заліза в печінці та зміни біохімічних показників сироватки крові щурів за введення колоїдних розчинів Fe2O3 з різними розмірами частинок. Сучасні проблеми токси кології, харчо­вої та хімічної безпеки. 2017. №3(78). С.48–55. https://doi.org/10.33573/ujoh03.228
  13. Луговський С.П., Дмитруха Н.М., Діденко М.М., Бакало Л.В., Лагутіна О.С. та ін. Морфофункціональні зміни у внутрішніх органах щурів при тривалому введенні у черевну порожнину наночастинок оксиду заліза (Fe2O3). Український журнал з проблем медицини праці. 2019. V.15, No 3. С. 228–239. https://doi.org/10.33573/ujoh2019.03.228.
  14. Привалова Л.И., Кацнельсон Б.А., Минигалиева И.А., Сутункова М.П. и др. Биопрофилактика в системе управления профессиональными рисками, связанными с воздействием металлсодержащих наночастиц. Гигиена и санитария. 2017. Т. 96(12). С.1187-1191.
  15. Перспективы применения кверцетина: современный взгляд на проблему (обзор). Рациональная фармакотерапия. 2014. №2(31) 2014. С.25-28.
  16. Дмитруха Н.М., Голуб І.О. Експериментальне дослідження впливу ацетату свинцю, препаратів „Альгінат кальцію” та „Кверцетин” на на імунологічну реактивність організму білих щурів. Наук. Журн. Актуальні проблеми транспортної медицини, 2005. №2. С.74-80.
  17. Профілактична токсикологія та медична екологія. Вибрані лекції для науковців, лікарів та студентів: за заг. ред. акад. НАМНУ І. М. Трахтенберга. Київ : ВД «Авіцена», 2010. 248 с. ISBN 978-966-2144-27-7.
  18. European convention for the protection of vertebrate animal used for experimental and other scientific purposes. Counsul of Europe. Strasburg, 1986. 53 р.14.
  19. Медицинские лабораторные технологии. Справочник /Под редакцией проф. А.И. Карпищенко. – Санкт-Петербург: Интермедика.2002. 600с.
  20. Пастер Е.У., Овод В.В., Позур В.К., Віхоть Н.Е. Иммунология : Практикум. К.: Вища шк., 1989. 304 с.