Особенности биологического действия наночастиц серебра в организме животных Текст научной статьи по специальности «Медицина и здравоохранение»

Научная статья на тему 'Особенности биологического действия наночастиц серебра в организме животных' по специальности 'Медицина и здравоохранение' Читать статью
Pdf скачать pdf Quote цитировать Review рецензии ВАКAGRIS
Авторы
Коды
  • ГРНТИ: 76 — Медицина и здравоохранение
  • ВАК РФ: 14.00.00
  • УДK: 61
  • Указанные автором: УДК:636.082:612.015

Статистика по статье
  • 50
    читатели
  • 15
    скачивания
  • 0
    в избранном
  • 0
    соц.сети

Ключевые слова
  • НАНОСЕРЕБРО
  • КРЫСЫ
  • МАССА ТЕЛА И ОРГАНОВ
  • НАКОПЛЕНИЕ СЕРЕБРА
  • NANOSILVER
  • RATS
  • BODY AND ORGANS WEIGHT
  • SILVER ACCUMULATION

Аннотация
научной статьи
по медицине и здравоохранению, автор научной работы — ШАМСУТДИНОВА ИРИНА РАФКАТОВНА, ДЕРХО МАРИНА АРКАДЬЕВНА

Изучено влияние наночастиц серебра на изменение массы тела и внутренних органов, уровень депонирования серебра в экскреторных органах лабораторных крыс. Установлено, что наносеребро в организме животных обладает анаболическим действием, которое в максимальной степени выражено при парентеральном поступлении металла в дозе 6,61 мг на 1 кг живой массы в сутки и способствует сохранению пропорциональности между приростом массы тела и увеличением массы органов. Органом преимущественного депонирования серебра является печень, в которой остаточное количество металла не превышает 80,74±4,75 мкг/кг.

Abstract 2016 year, VAK speciality — 14.00.00, author — SHAMSUTDINOVA IRINA RAFKATOVNA, DERHO MARINA ARKADIEVNA

The effect of silver nanoparticles on the changes in body weight and internal organs as well as the level of silver deposition in the excretory organs of laboratory rats has been studied. It has been found that nanosilver particles have an anabolic effect on the animals’ body, which is to the maximum extent expressed in the parenteral getting of metal into the organism at a dose of 6.61 mg per 1 kg of body weight per day, this contributing to the proportionality maintenance between the increase in body weight and increase in the mass of organs. The highest deposition of silver is observed in the liver, where the amount of residual metal is about 80.74±4.75 mg/kg.

Научная статья по специальности "Медицина и здравоохранение" из научного журнала "Известия Оренбургского государственного аграрного университета", ШАМСУТДИНОВА ИРИНА РАФКАТОВНА, ДЕРХО МАРИНА АРКАДЬЕВНА

 
close Похожие темы научных работ
Читайте также
Рецензии [0]

Похожие темы
научных работ
по медицине и здравоохранению , автор научной работы — ШАМСУТДИНОВА ИРИНА РАФКАТОВНА, ДЕРХО МАРИНА АРКАДЬЕВНА

Текст
научной работы
на тему "Особенности биологического действия наночастиц серебра в организме животных". Научная статья по специальности "Медицина и здравоохранение"

1. Морфофизиологические показатели зайца-русака (Lepus evropaeus Pallas, 1778) и кролика (Oryctolagus cuniculus, Linnaeus, 1758)
Показатель Заяц-русак Кролик td> 1
X±Sx CV%±mV X+Sx CV %±mV
Длина тела, см Длина хвоста, см Длина стопы, см Высота уха, см Масса тела, г Масса сердца, г Масса печени, г 59±1,414 10,2±0,389 14,5± 0,354 13,6±0,459 3747±214,0 17,75±1,449 91,15±4,137 0,07±0,035 0,11±0,055 0,07 ± 0,055 0,095±0,048 0,16±0,057 0,23±0,196 0,13±0,115 44±2,829 9,2±0,884 11,25±1,768 11,9±0,071 1045±292,1 6,59±2,207 53,64±33,07 0,18±0,090 0,27±0,135 0,22±0,110 0,02±0,007 0,79±0,395 0,95±0,336 0,91±0,455 0,38 1,097 1,3 1,56 1,58 1,66 1,66
Масса прав. почки, г лев. 7,9±0,071 7,85±0,248 0,03±0,015 0,09±0,045 4,48±1,273 4,81±1,499 0,90±0,450 0,88±0,440 1,93 1,79
Масса желудка, г Длина кишечника, см Длина слепой кишки, см 42,1±2,546 450,2±1,768 45,0±2,122 0,17±0,085 0,01±0,050 0,13±0,065 17,92±3,579 407,5±4,073 54,25±5842 0,56±0,198 0,28±0,140 0,30±0,150 1,81 1,81 1,04
достоверно (td= 1,04) превосходит аналогичный показатель зайца-русака (Lepus evropaeus Pallas, 1778) в 2,3 раза.
Структурная стабильность, характеризующая морфологический статус животного, определена для таких показателей у зайца-русака, как длина кишечника (CV% = 0,01) , масса почек (Cv% Прав. = 0,9; Cv% Лев. = 0,88), длина тела (Cv%=0,07), длина стопы (Cv% = 0,07) и высота уха (Cv% = 0,095), у кролика — высота уха (Cv% = 0,02), длина тела (Cv%=0,18), длина стопы (Cv% = 0,22) и длина хвоста (Cv%=0,22).
Выявленные закономерности, определяющие морфофункциональный тип животных, показали, что при сохранении общей тенденции кролик в целом более пластичен по сравнению с зайцем-русаком.
Анализ основных относительных параметров (индексов), характеризующих степень развития органа к общему уровню развития организма, позволил установить, что для кролика эти значения выше, чем для зайца-русака (табл. 2).
Следовательно, кролики (Oryctolagus cuniculus, Linnaeus, 1758) отличаются относительно более крупными размерами внутренних органов по сравнению с зайцем-русаком (Lepus evropaeus Pallas, 1778).
Выводы. Установлено, что, сохраняя тенденцию структурно-функционального оформления организма, кролики (Oryctolagus cuniculus, Linnaeus, 1758) являются более пластичными по сравнению с зайцем-русаком (Lepus evropaeus Pallas, 1778).
2. Относительная масса органов (индексы) зайца-русака (Lepus evropaeus Pallas, 1778) и кролика (Oryctolaguscuniculus, Linnaeus, 1758)
Показатель Индекс, %о
заяц-русак кролик
Сердце Печень 4,74 23,4 6,31 51,3
„ прав. Почки лев. 2,11 2,09 4,29 4,60
Желудок 120,1 17,15
Выявлено относительное увеличение внутренних органов у кролика по сравнению с зайцем-
русаком, что подтверждается повышением значений
индексов внутренних органов кролика.
Литература
1. Огнёв С.И. Грызуны. В 4 т. Звери СССР и прилежащих стран. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1940. 615 с.
2. Колосов А.М., Бакеев Н.Н. Биология зайца-русака. М.: Изд-во МИОП, 1947. 103 с.
3. Гуреев А.А. Фауна СССР. Млекопитающие. Зайцеобразные. Л.: Изд-во «Наука», 1964. Т. 3. Вып. 10. 275 с.
4. Львов И.А. Охота на зайцев. М.: Изд-во Физкультура и спорт, 1975. 47 с.
5. Груздев В.В. Экология зайца-русака. М.: Изд-во МГУ, 1974. 162 с.
6. Бакеев Н.Н. Численность зайца-русака в Западном Предкавказье и рациональное использование его запасов / Н.Н. Бакеев // Рациональзация охотничьего промысла. М.: Экономика, 1967. Вып. 13. С. 30-37.
7. Балакирев Н.А. Кролиководство / Н.А. Балакирев, Е.А. Ти-наева, Н.И. Тинаев, Н.Н. Шумилина; под ред. Н.А. Балакирева. М.: КолосС, 2007. 232 с.
8. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа, 1990. С. 13-124.
9. Плохинский Н.А. Биометрия. М.: Изд-во МГУ, 1970. 367 с.
10. Рокицкий П.Ф. Биологическая статистика. Минск: Высшая школа, 1973. 320 с.
11. Снегов А. Самый полный справочник кроликовода. М.: АСТ. Владимир: ВТК, 2011. 320 с.
Особенности биологического действия наночастиц серебра в организме животных
И.Р. Шамсутдинова, аспирантка, М.А. Дерхо, д.б.н, профессор, ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ
В последние годы установлено, что серебро является не только биоцидным металлом, но и
микроэлементом. Содержание серебра в организме животных и человека составляет 20 мкг га на 100 г сухого вещества, депонируется оно преимущественно в клетках мозга, желёз внутренней секреции, печени, почках, костях скелета [1].
Ионы серебра принимают участие в обменных процессах в организме животных и человека. В частности, они способны (в низких дозах) усиливать энергетический обмен за счёт интенсификации процессов окислительного фосфорилирования, увеличивать в клетках мозга количество нуклеиновых кислот, стимулировать восстановительные процессы в тканях [1], повышать уровень специфической защиты организма [2]. Однако ионы серебра при энтеральном введении очень мало абсорбируются из желудочно-кишечного тракта в кровь, так как быстро связываются с кислотными анионами, образуя малорастворимые соединения.
Поэтому в последние годы в биологии значительно повысился интерес к наносеребру, которое по сравнению с серебром в обычном физико-химическом состоянии отличается более выраженной биологической активностью. Наночастицы серебра, как и ионы серебра, обладают в животном организме антимикробным и противовоспалительным действием. Кроме того, они изменяют видовой состав микрофлоры желудочно-кишечного тракта птиц за счёт увеличения количества бифидобактерий [3], проявляют антитоксические свойства при кадмиевом токсикозе [4], стимулируют накопление биомассы растительными организмами [5], увеличивают упругость клеток [6], обнаруживают антиоксидантные свойства [7]. Несмотря на имеющиеся данные, биологическая роль наносеребра в организме человека и животных до сих пор изучена недостаточно.
В связи с этим целью нашей работы явилось изучение влияния наночастиц серебра на изменение массы тела и внутренних органов, уровень депонирования металла в экскреторных органах лабораторных крыс на фоне парентерального введения водной дисперсии.
Материал и методы исследования. Экспериментальная часть работы выполнена на базе вивария и кафедры органической, биологической и физкол-лоидной химии Южно-Уральского ГАУ в 2015 г. Объектом исследования являлись самцы крыс линии Вистар, которых содержали в стандартных условиях вивария при естественном освещении. Воду и корм им давали без ограничения.
Для проведения эксперимента были сформированы одна контрольная и три опытные группы по 7 особей в каждой. Животным I, II, III опытных групп в течение 30 сут. добавляли в питьевую воду наночастицы серебра, полученные химическим методом и стабилизированные цитратом натрия, в дозе соответственно 4,25; 6,61 и 12,81 мг на 1 кг живой массы в сутки.
Материал для исследования — печень, сердце, почки, селезёнку — получали после декапитации крыс, которую проводили под наркозом эфира с хлороформом с соблюдением принципов гуманности, изложенных в директивах Европейского сообщества (86/609/ЕЕС) и Хельсинкской декларации. Массу тела и внутренних органов определяли с помощью электронных весов марки В К, концентрацию остаточного серебра в печени и почках — вольтамперометрическим методом.
Статистическую обработку данных проводили методом вариационной статистики на ПК с помощью табличного процессора «Microsoft Ехсе1-2003» и пакета прикладной программы «Биометрия». Для оценки достоверности различий сравниваемых средних между малыми выборками использовали параметрический критерий Стьюдента.
Результаты исследования. Физиологические изменения, происходящие в организме крыс под воздействием испытываемых доз наночастиц серебра, оценивали по изменению массы тела и внутренних органов животных. Хотелось бы подчеркнуть, что до начала опыта крысы опытных групп достоверно не различались по величине массы тела, сердца, почек, печени и селезёнки, уровень которых колебался в пределах соответственно 248,86—251,57; 0,99—1,01; 0,89-0,92; 7,63-7,71 и 0,76-0,78 г (табл. 1).
Поступление наночастиц серебра в организм животных в составе питьевой воды инициировало сдвиги в их физиологическом состоянии, что отражалось на массе тела и внутренних органов и зависело от дозы вводимого препарата (табл. 1). Так, у крыс I и II опытных гр. абсолютная масса тела по сравнению с контролем увеличивалась соответственно на 9,43 (Р<0,05) и 20,28% (Р<0,001), что инициировало изменение массы внутренних
1. Изменения абсолютной массы тела и внутренних органов крыс, г (п=7, Х±Sx)
Показатель Время исследований Группа
контрольная I опытная II опытная III опытная
Масса тела до опыта ч/з 30 сут. 248,86±4,21 254,28±3,61 251,57±3,18 278,28±6,41* 249,43±6,20 305,85±1,56*** 250,43±5,55 267,14±11,44
Масса сердца до опыта ч/з 30 сут. 1,01±0,02 1,02±0,024 0,99±0,019 1,05±0,08 1,00±0,028 1,20±0,02* 0,99±0,018 0,93±0,05
Масса почек до опыта ч/з 30 сут. 0,92±0,022 0,92±0,02 0,89±0,019 0,91±0,13 0,90±0,017 1,09±0,014 0,90±0,027 0,88±0,035
Масса печени до опыта ч/з 30 сут. 7,69±0,18 7,77±0,18 7,71±0,11 9,02±0,09*** 7,67±0,15 9,30±0,35** 7,63±0,12 6,98±0,31
Масса селезёнки до опыта ч/з 30 сут. 0,78±0,038 0,78±0,026 0,76±0,014 0,83±0,069 0,77±0,016 0,92±0,039* 0,76±0,017 0,75±0,024
Примечание: * — Р<0,05; ** — Р<0,01; *** — Р<0,001 по отношению к величине «контроль»
органов. При этом достоверно возрастала масса печени, а у животных II гр. — сердца и селезёнки.
Живая масса крыс III опытной гр. тоже увеличивалась, но менее значительно, чем I и II гр. Однако при этом наблюдалось по сравнению с контролем снижение массы сердца на 8,82%, почек — на 4,35%, печени — на 10,17% и селезёнки — на 3,85% (табл. 1).
Для того чтобы оценить физиологичность данных изменений, мы определили относительную массу внутренних органов (табл. 2). У особей I опытной гр. увеличение массы тела сопровождалось непропорциональным приростом массы печени, сердца и почек. При этом относительная масса печени по сравнению с контролем увеличивалась на 6,23% (Р<0,05), сердца и почек, наоборот, снижалась, а селезёнки — сохранялась на уровне фона. Вероятно, наночастицы серебра в дозе 4,25 мг на 1 кг живой массы в сутки мало влияли на функциональное состояние селезёнки в организме животных.
У животных II опытной гр. абсолютная масса тела и внутренних органов изменялась максимально (табл. 2), но при этом сохранялась пропорциональность между приростом живой массы и увеличением размера печени, почек, сердца и селезёнки, так как их относительная масса практически не отличалась от фоновых значений.
Относительная масса внутренних органов крыс III опытной гр. по сравнению с контролем уменьшалась (табл. 2). Наибольшие изменения наблюдались в печени и сердце, относительная масса которых снизилась соответственно на 13,44 и 12,50% (Р<0,05). Совокупность полученных данных свидетельствовала, что поступление на-ночастиц серебра в дозе 12,81 мг на 1 кг живой
массы в сутки инициировало в клетках внутренних органов сдвиги по типу апоптоза.
Результаты наших исследований позволяют констатировать, что наночастицы серебра в организме крыс проявляли анаболическое действие, выраженность которого зависела от дозы поступления металла. Аналогичные данные получены Е.В. Тарабановой [8]. Автор установила, что добавление в рацион кормления птиц серебряного нанокомпозита положительно влияло на прирост массы тела утят и цыплят.
На следующем этапе нашей работы мы определили остаточное количество серебра в экскреторных органах крыс. До опыта серебро в остаточных количествах определялось только в печени, уровень металла не превышал 0,002 мкг/кг (табл. 3).
Поступление наночастиц серебра в организм крыс способствовало накоплению металла в клетках печени и почек. При этом прослеживалась взаимосвязь между дозой поступления наносеребра в организм крыс и его остаточным количеством в экскреторных органах. Анализ данных таблицы 3 позволил выявить следующие особенности:
1. Серебро преимущественно депонировалось в печени. Вероятно, данный орган играет ведущую роль в процессах выведения металла из организма животных.
2. Количество накопленного серебра в печени и почках крыс было значительно меньше уровня его поступления, что свидетельствовало о достаточно быстрой элиминации металла из организма животных.
3. Накопление серебра в органах крыс не превышало 80,74+4,75 мкг/кг.
Результаты наших исследований согласуются с данными, полученными на примере организма
2. Изменение относительной массы внутренних органов крыс, %, (п=7, Х±Sx)
Показатель Время исследований Группа
контрольная I опытная II опытная III опытная
Печень до опыта ч/з 30 сут. 3,09±0,071 3,05±0,062 3,07±0,079 3,24±0,077* 3,09±0,10 3,03±0,11 3,06±0,09 2,64±0,15*
Сердце до опыта ч/з 30 сут. 0,41±0,016 0,40±0,014 0,40±0,010 0,38±0,030 0,40±0,019 0,39±0,007 0,40±0,013 0,35±0,023*
Селезёнка до опыта ч/з 30 сут. 0,31±0,010 0,30±0,013 0,30±0,006 0,30±0,028 0,30±0,006 0,30±0,012 0,30±0,010 0,28±0,015
Почки до опыта ч/з 30 сут. 0,36±0,010 0,36±0,009 0,35±0,010 0,33±0,049 0,36±0,005 0,35±0,004 0,36±0,012 0,33±0,018
Примечание: * — Р<0,05 по отношению к величине «контроль»
3. Остаточное количество серебра в органах крыс, мкг/кг (Х±Sx)
Показатель Время исследований Группа
контрольная I опытная II опытная III опытная
Печень до опыта ч/з 30 сут. 0,002±0,00074 0,002±0,00081 0,0017±0,00078 16,64±0,74*** 0,0019±0,00059 24,41±0,0,75*** 0,0017±0,00087 80,74±4,75***
Почки до опыта ч/з 30 сут. - 5,07±0,74*** 7,87±0,48*** 10,67±0,73***
Примечание: * — Р< 0,001 по отношению к величине «контроль»
бройлерных цыплят на фоне введения водной коллоидной дисперсии наночастиц серебра [9].
Таким образом, результаты наших исследований показали, что наночастицы серебра в организме крыс обладают анаболическим действием. Анаболический эффект в максимальной степени выражен при поступлении металла в организм крыс в дозе 6,61 мг на 1 кг живой массы в сутки. При этой дозе сохраняется пропорциональность между приростом массы тела и увеличением массы органов, что свидетельствует о физиологичности изменений. Серебро преимущественно депонируется в печени. Уровень накопления металла определяется количеством серебра, поступившего в организм крыс парентерально.
Литература
1. Кульский Л.А. Серебряная вода. Киев: Наукова думка, 1987. 152 с.
2. Нежинская Г.И., Копейкин В.В., Гмиро В.Е. Иммунотроп-ные свойства высокодисперсного металлического серебра // Серебро в медицине, биологии и технике. Препринт № 4. Новосибирск: СО РАМН, 1995. С. 151-153.
3. Зинина Е.Н. Местная защита слизистых оболочек и состояние резистентности у кур после применения серебросодержа-
щего препарата «Silvecoll»: автореф. дисс. ... канд. вет. наук. Саранск: Мордовский ГУ им. Н.П. Огарёва, 2013. 24 с.
4. Ткаченко Е.А., Дерхо М.А. Влияние б-токоферола и наночастиц серебра на морфологический состав крови мышей при экспериментальной кадмиевой интоксикации // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2015. № 1 (51). С. 84-87.
5. Юркова И.Н., Юркова А.В., Омельченко А.В. Влияние наночастиц серебра на ростовые процессы пшеницы // Вестник Восточно-Сибирского государственного университета технологий и управления. Научно-технический журнал. 2014. № 1 (46). С. 69-74.
6. Красочко П.А., Чижик С.А., Худолей А.Л. Оценка взаимодействия наночастиц серебра с перевариваемыми клетками МБДК. [Электронный ресурс]. URL: http: //86.57.180.90/ fulltext/ stat/ 418.pdf 2012 (дата обращения 26.03.2014).
7. Ткач О.Б., Трохимчук А.К., Левицкий А.П. Биохимические маркеры воспаления и антиоксидантной защиты в тканях полости рта крыс при воздействии липополисахарида и на-ночастиц золота и серебра. [Электронный ресурс]. URL: http: www.herald.com.ua /2013/03_13. (Дата обращения 25.03.2015).
8. Тарабанова Е.В. Физиологический статус сельскохозяйственной птицы в раннем онтогенезе при выращивании с использованием серебряного нанокомпозита: автореф. дисс. ... канд. биол. наук. Новосибирск: НГАУ. 2013. 23 с.
9. Оценка уровня накопления серебра в тканях и органах цыплят-бройлеров при пероральном и аэрозольном применении коллоидного серебра / В.Ю. Коптев, М.А. Титова, Н.Ю. Балыбина [и др.] // Проблемы биологии продуктивных животных. 2014. № 3. С. 92-100.
Химический состав костей скелета цесарок
Е.В.Куликов, к.б.н., Е.Д. Сотникова, к.б.н., Т.С. Кубатбеков,
д.б.н, профессор, ФГАОУВО РУДН;В.И. Косилов, д.с.-х.н, профессор, ФГБОУ ВО Оренбургский ГАУ
Среди основных функций скелета особо выделяют метаболические — хранилище для кальция, фосфора и карбоната, карбонатный костный буфер, связывание токсинов и тяжёлых металлов. Всё это обусловливает крепость и твёрдость костей, а также своевременное выделение химических элементов в нужном количестве в кровь [1—4].
Установление характеристики химического состава костной ткани в породном, возрастном аспектах необходимо для оценки особенностей цесарок, для сравнительной и возрастной патологии птицы, для проведения различных экспериментов с целью определения адаптационных особенностей развития скелета [5].
Химический состав костей скелета цесарок белой волжской породы недостаточно изучен.
Цель исследования — изучение химического состава костей скелета цесарок белой волжской породы в постэмбриональный период онтогенеза.
Материал и методы исследования. Материалом для химического анализа служили грудная, тазовая кости, диафизы плечевой, бедренной, большебер-цовой костей и 7-й шейный позвонок. Кости брали у цесарок белой волжской породы в возрасте: 1, 60, 90, 180, 270 и 365 сут.
Для опытов отбирали птиц обоих полов, всего в экспериментах было задействовано 264 гол. цесарок. Все птицы были клинически здоровыми,
средней упитанности и находились на свободно-выгульном содержании.
Кальций и фосфор определяли в золе с помощью общепринятых методик. Содержание неорганических веществ в костях скелета определяли при помощи экспресс-метода, предложенного И.В. Хрусталевой [6].
Результаты исследования. Данные по химическому составу костей скелета цесарок белой волжской породы, содержанию золы, кальция и фосфора представлены в таблицах 1—3. Они свидетельствуют о том, что содержание золы и кальция в костях цесарок больше, чем у цесарей. В то же время полученные данные показывают, что по содержанию фосфора в костях лидируют цесари.
Так, у суточных цесарок общее содержание золы и кальция в костях скелета было больше на 7,13 и 13,95%, а фосфора меньше на 4,7%, чем у цесарей. В возрасте 60 сут. содержание золы и кальция у цесарок было больше на 9,26 и 18,46% соответственно, а фосфора меньше на 11,94%, чем у цесарей. В 90-суточном возрасте эта разница составляла: золы — на 8,05%, кальция — на 10,93% больше, а фосфора — на 3,93% меньше. В 180-суточном возрасте по содержанию золы в костях скелета цесарки превосходили цесарей на 7,79%, кальция — на 12,83%, но уступали по содержанию фосфора 3,93%. Преимущество цесарок над цесарями по содержанию золы и кальция в костях сохранилось и в возрасте 270 сут. — больше на 7,87 и 11,88% соответственно, но по содержанию фосфора они уступали цесарям этой возрастной группы на 5,15%. В возрасте 365 сут. была уста-

читать описание
Star side в избранное
скачать
цитировать
наверх