doi:10.15389/agrobiology.2016.6.929rus
УДК 615.9:546.77-022.532]:57.084.1
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 14-36-00023). Исследования проводились в лаборатории «Агроэкология техногенных наноматериалов» и Испытательном центре (ФГБНУ Всероссийский НИИ мясного скотоводства, аттестат аккредитации RA. RU.21ПФ59 от 02.12.15). Анализ образцов на содержание химических элементов проводили в лаборатории АНО «Центр биотической медицины», г. Москва (аттестат аккредитации ГСЭН.RU.ЦАО.311, Регистрационный номер в Государственном реестре РОСС RU. 0001.513118).
ЦИТОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ И БИОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ У
КРЫС ЛИНИИ Wistar ПОД ВЛИЯНИЕМ МОЛИБДЕНСОДЕРЖАЩИХ
НАНОЧАСТИЦ
Е.А. СИЗОВА1, 2, С.А. МИРОШНИКОВ1, В.В. КАЛАШНИКОВ3
Несмотря на широкое применение наночастиц Mo в различных отраслях промышленности и в медицине, информация о последствиях взаимодействия вновь создаваемых на их основе наноматериалов и биологических объектов ограничена. Анализ накопленных данных о молибденсодержащих наночастицах позволяет предположить наличие у них токсического действия. Нами впервые выполнено сравнительное исследование биологических эффектов наночастиц Mo и его оксида в отношении модельных теплокровных животных. Для этого мы изучили состояние метаболических процессов и обмен химических элементов у крыс линии Wistar под влиянием наночастиц молибдена (Mo НЧ) в дозе 1 и 25 мг/кг живой массы и его оксида (MoO3 НЧ) в дозе 1,2 и 29 мг/кг живой массы при внутрибрюшинном введении. Морфологические показатели крови и гематокрит определяли с использованием автоматического гематологического анализатора, состояние антиоксидантной системы (активность какталазы, супероксиддисмутазы), а также функцию основных ферментов метаболизма (активность аланинаминотрансферазы — АлАТ, аспартатаминотрансферазы — АсАТ, лактатдегидрогеназы — ЛДГ, γ-глутамилтрансферазы — ГГТ, креатинкиназы) и ряд биохимических показателей (концентрация креатинина, билирубина, мочевины) — на автоматическом биохимическом анализаторе в динамике (на 1-е, 7-е и 14-е сут). Концентрацию микроэлементов определяли методами атомно-эмиссионной и масс-спектрометрии. При введении Mo НЧ и MoO3 НЧ уже на 1-е сут содержание лейкоцитов снижалось на 11,3 % (Р < 0,05) и 58,5 % (Р < 0,01). Особенностью действия наночастиц оказалось уменьшение числа моноцитов в 1-е сут на 18,9 (Р < 0,05); 41,9 (Р < 0,01); 51,7 (Р < 0,05) и 83,3 % (Р < 0,001) в зависимости от вида и дозы наночастиц с сохранением достоверных различий с контролем только при введении MoO3 НЧ в дозе 29 мг/кг (54,5 %, Р < 0,05). На 7-е и 14-е сут у крыс проявлялись признаки молибденовой интоксикации, сильнее выраженной для MoO3 НЧ. При максимальных дозировках наночастиц число тромбоцитов увеличивалось к 14-м сут, что приводило к повышению вязкости крови и затруднению перфузии через микрососуды. Полученные результаты показали возрастание активности сывороточных аминотрансфераз (АлАТ, АсАТ), а также ГГТ и ЛДГ, наличие признаков окислительного стресса, анемии, капиллярно-трофической недостаточности у животных, получавших высокие дозы молибдена и его оксида. Со временем наблюдаемые эффекты прогрессировали, наиболее заметно проявляясь в случае MoO3 НЧ. Таким образом, Mo НЧ (при сопоставимости доз введения) менее токсичны, чем MoO3 НЧ.
Ключевые слова: каталаза, супероксиддисмутаза, g-глутамилтрансфераза, лактатдегидрогеназа, аминотрансферазы, наночастицы молибдена, наночастицы оксида молибдена.
Е.А. Sizova1, 2, S.A. Miroshnikov1, V.V. Kalashnikov3
Despite widespread use of nanoparticles in industry and medicine, there is very little information about how the newly developed nanomaterials interact with biological objects. Certain properties of the Mo-containing nanoparticles (NPs) suggest their possible toxic effect on warm-blooded animals. In this paper we compared the effect of Mo NPs (at 1 and 25 mg/kg) and its oxide MoO3 NPs (at 1.2 and 29 mg/kg), when administrated parenterally, on metabolic parameters and the exchange of chemical elements in Wistar laboratory rats. There, we assessed the red and white blood cell counts, the hemoglobin level, the activity of catalase (CAT) and superoxide dismutase (SOD) (for oxidative status), the ALT, AST, LDH, GGT, creatine kinase activity, blood creatinine, bilirubin and urea concentrations (for metabolic status) at days 1, 7 and 14. A day after Mo NPs and MoO3 NPs administration the number of blood leukocyte lowered by 11.3 % (Р < 0.05) and 58.5 % (Р < 0.01), respectively. Also, a decrease in monocyte number by 18.9 (Р < 0.05), 41.9 (Р < 0.01), 51.7 (Р < 0.05) and 83.3 % (Р < 0.001) as depending on NPs chemical composition and doses was characteristic, though on day 14 a significant difference to control (54.5 %, Р < 0.05) was found only for MoO3 NPs at a dose of 29 mg/kg. The number of thrombocytes was the highest on day 14 for the maximum dosage of both NPs leading to hindered blood microcirculation. The experiments also showed an increase in serum aminotransferases, GGT and LDH activity. In sum, we observed manifestations of oxidative stress, anemia and capillary-trophic insufficiency in the animals administrated with high doses of molybdenum and Mo oxide NPs. These signs were progressing and the most apparent for molybdenum oxide NPs. Given the comparable doses used, the molybdenum nanoparticles exhibit lower toxicity as compared to its oxide.
Keywords: catalase, superoxide dismutase, glutamyl transferase, lactate dehydrogenase, aminotransferase, nanoparticles of molybdenum, nanoparticles of molybdenum trioxide.
1ФГБНУ Всероссийский НИИ мясного скотоводства, |
Поступила в редакцию |
Оформление электронного оттиска
