Повна стаття (PDF), УКР
Вступ. Серед наночастинок (НЧ) сполук металів широкого застосування набули НЧ сполук свинцю (PbS) та НЧ сполук заліза (Fe2O3) у різних сферах господарства, медицині, фармації, косметології. Небезпека їхнього впливу на організм пов’язана з фізико-хімічними властивостями металів та розмірів НЧ їхніх сполук. Результати раніше проведених морфофункціональних досліджень шкіри при тривалих аплікаціях (3 міс.) на її поверхню НЧ PbS (12,5 нм і 100 нм) та НЧ Fe2O3 (19 нм і 75 нм) дозволили виявити в порівняльному аспекті різний характер ушкоджень бар’єрних структур епідермісу та дерми залежно від сполук різних металів та розмірів їхніх НЧ. Ранні та характерні ознаки структурних змін демонструвалися вже через 1 місяць після дії НЧ сполук свинцю та заліза малих розмірів (12,5 нм і 19 нм відповідно). Ці зміни створюють більш сприятливі умови для їхнього проникнення крізь шкіру. Сьогодні механізм цього процесу залишається не вивченим.
Мета дослідження – визначити в порівняльному аспекті ранні (1 міс.) механізми процесів всмоктування НЧ сполук металів (PbS, Fe2O3) крізь шкіру за умов тривалих аплікацій (3 міс.) і наявності відмінностей характеру морфофункціональних ушкоджень бар’єрних структур епідермісу та дерми.
Матеріали та методи дослідження. Об’єкт дослідження – НЧ PbS і НЧ Fe2O3 та щури-самці лінії Вістар (n = 40), які розподілені на 5 груп (1 контрольна, 4 дослідні). Піддослідним щурам щодня (5 днів на тиждень) упродовж 1 місяця (3-міс. експерименту) наносили на неушкоджену (вистрижену) шкіру площею 2 см2 колоїдні розчини PbS з НЧ розміром 12,5 нм і 100 нм і колоїдні Fe2O3 з НЧ розміром 19 нм і 75 нм з розрахунку 0,001 Моль/100 г маси тіла щура. Морфологічні дослідження шкіри виконані з використанням загальноприйнятих і спеціальних гістологічних, гістохімічних методик, а також морфометричних показників товщини всіх шарів епідермісу шкіри та об’єму клітин базального шару (визначення малого та великого діаметрів).
Результати. При тривалих аплікаціях на шкіру НЧ сполук PbS морфофункціональні зміни характеризувалися порушенням хімічного складу білково-ліпідного конверту корнеоцитів рогового шару (наявність кислих білків) та ускладненням процесу ороговіння епідермісу (атрофія всіх шарів), що свідчить про ранні прояви механізму всмоктування їх безпосередньо крізь епідерміс. Аплікації на шкіру НЧ сполук заліза (Fe2O3) не викликали морфометричних змін епідермісу. Зберігався процес кератинізації, але наявність ранніх дистрофічних змін клітин базального шару та дрібних білкових кристалоподібних включень в їхній цитоплазмі свідчать про процес проникнення НЧ сполук заліза (Fe2O3) крізь верхні шари епідермісу в його базальний шар. Всмоктування наночастинок сполук свинцю та заліза крізь епідерміс у дерму визначається насамперед їхньою спорідненістю з білками, більшою за дії НЧ Fe2O3. Наявність дрібних гранулярних щільних включень у структурах дерми порівняно з дією НЧ PbS асоціюється з різними морфофункціональними змінами в них. Ці зміни визначають відмінні механізми процесу проникнення НЧ Fe2O3 і НЧ PbS у кров. За дії НЧ PbS особливу увагу в дермі привертають деструктивні пошкодження колагенових фібрил, колагену ІІІ типу базальної пластинки та м’язових волокон з накопиченням у них кислих білків, що свідчить про порушення механічних властивостей структур дерми та визначає зовсім інший механізм процесу їхнього проникненні крізь неї.
Висновки. Відмінності характеру морфофункціональних змін шкіри при тривалих аплікаціях на її поверхню НЧ PbS і НЧ Fe2O3 визначають різні механізми процесу їхнього проникнення. Ранній механізм процесу всмоктування НЧ PbS безпосередньо крізь епідерміс визначається більш широким спектром його морфофункціональних ушкоджень порівняно з дією НЧ Fe2O3. Різні механізми процесу всмоктування крізь дерму НЧ PbS і НЧ Fe2O3 визначаються їхніми фізико-хімічними властивостями, розміром НЧ, спорідненістю з протеїнами та характером ушкоджень колагену ІІІ типу, колагенових фібрил волокон і м’язових міофібрил. Підвищена секреторна активність тканинних базофілів (гіперплазія, гіпертрофія, дегрануляція) сприяє посиленню капілярної та тканинної проникності для НЧ PbS і НЧ Fe2O3 малих розмірів.
Ключові слова: механізм проникнення, епідерміс, дерма, наночастинки, сполуки, оксид заліза, сульфід свинцю, кислі білки, глікозамінглікани, волокна (колагенові, м’язові), тканинні базофіли
Література