Научная статья на тему 'БИОЛОГИЧЕСКИЙ ОТВЕТ ОРГАНИЗМА НА ВВЕДЕНИЕ НАНОКОМПОЗИТОВ МЕТАЛЛОВ'

БИОЛОГИЧЕСКИЙ ОТВЕТ ОРГАНИЗМА НА ВВЕДЕНИЕ НАНОКОМПОЗИТОВ МЕТАЛЛОВ Текст научной статьи по специальности «Науки о здоровье»

CC BY
58
10
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
АПОПТОЗ / ТОКСИЧНОСТЬ / НАНОЧАСТИЦЫ МЕТАЛЛОВ / КРЫСЫ / ЭКСПЕРИМЕНТ / APOPTOSIS / TOXICITY / METAL NANOPARTICLES / RATS / EXPERIMENT

Аннотация научной статьи по наукам о здоровье, автор научной работы — Соседова Лариса Михайловна, Рукавишников В.С., Титов Е.А.

Представлены результаты исследования на крысах токсичности наночастиц металлов висмута, гадолиния и серебра, инкапсулированных в природную биополимерную матрицу арабиногалактан. При поступлении в организм нанокомпозита серебра выявлена готовность клеток головного мозга к апоптозу. Воздействие нанокомпозитов висмута и гадолиния не вызывало нарастания процесса программируемой клеточной смерти.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о здоровье , автор научной работы — Соседова Лариса Михайловна, Рукавишников В.С., Титов Е.А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

BIOLOGICAL RESPONSE OF THE ORGANISM TO THE INTRODUCTION OF METAL NANOCOMPOSITES

The results of a study on rats toxicity of nanoparticles of metals bismuth, gadolinium and silver encapsulated in a natural biopolymer matrix arabinogalactan are presented. When intake of nanocomposite of silver revealed the readiness of the brain cell to apoptosis. The effect of bismuth and gadolinium nanocomposites did not cause an increase in the process of programmed cell death.

Текст научной работы на тему «БИОЛОГИЧЕСКИЙ ОТВЕТ ОРГАНИЗМА НА ВВЕДЕНИЕ НАНОКОМПОЗИТОВ МЕТАЛЛОВ»

со свинцом. Обследование включало определение уровня Pb в крови, содержание железа в сыворотке крови, уровень дельта-аминолевулиновой кислоты и Pb в моче, гематологические показатели, стандартные функциональные и инструментальные исследования.

Результаты. Результаты анализа структуры непрофессиональных заболеваний у обследованных показал, что ведущее место занимают болезни верхних, нижних дыхательных путей (48% и 26%) и органов кровообращения (45%). Патология органов кровообращения у рабочих I группы выявлена достоверно чаще 45,5% против 25,7% во II группе и 21,2% в III группе. Наиболее часто диагностирована гипертоническая болезнь. Артериальное давление 130-139/80-89 мм рт. ст. выявлено у 19,6, 13,8, 12,1% лиц в обследованных группах. У 15% и 20,5% лиц I группы преобладала артериальная гипертензия 1 и 2 степени. У 58% лиц I группы наблюдалась как систолическая, так и диастолическая гипертензия, у 16% — только систолическая, а у 5% — диастолическая. При этом, наиболее часто выявлено поражение органов-мишеней: ретинопатия, альбуминурия, снижение клубочковой фильтрации. Полученные данные согласуются с выводами экспериментальных исследований, в которых свинец в качестве экотоксиканта рассматривается как ведущий, доказанный фактор риска развития болезней сердца при изолированном низкоуровневом экспериментальном воздействии [1]. Среди заболеваний верхних дыхательных путей в I группе ведущее место занимали: искривление носовой перегородки с разной степенью нарушения носового дыхания (36% лиц), нейросенсорная тугоухость (23%), ринофарингиты (17%), которые у лиц вспомогательных

профессий (II группа) диагностированы достоверно реже (11%, 6%, 12%), на уровне заболеваемости в III группе. У лиц I группы преобладала хроническая обструктивная болезнь легких — 16,4%, преимущественно 2 стадия с умеренными вентиляционными нарушениями легких. У большинства лиц (49,7%) рентгенологические изменения представлены в виде эмфиземы легких. При корреляционном анализе выявлена умеренная отрицательная связь нарушений бронхиальной проходимости и стажа работы больных: у лиц I и II групп со стажем менее 5 лет объем форсированного выдоха за 1 сек. составил 70,64 ± 2,64%, со стажем более 5 лет 59,81 ± 2,7%.

Заключение. Результаты проведенного клинического обследования рабочих завода вторичной переработки свинцовых аккумуляторов свидетельствуют о значимости комбинированного воздействия свинца, как важного производственного фактора риска развития заболеваний сердечно-сосудистой системы, патологии верхних и нижних дыхательных путей.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Silveira E. A. et al. Low-dose chronic lead exposure increases systolic arterial pressure and vascular reactivity of rat aortas. Free Radical Biology and Medicine. 2014; 67: 366-76.

REFERENCES

1. Silveira E. A. et al. Low-dose chronic lead exposure increases systolic arterial pressure and vascular reactivity of rat aortas. Free Radical Biology and Medicine. 2014; 67: 366-76.

DOI: http://dx.doi.org/10.31089/1026-9428-2019-59-9-761-762 УДК 546.3:539.2:615

Соседова Л.М., Рукавишников В.С., Титов Е.А.

Биологический ответ организма на введение нанокомпозитов металлов

ФГБНУ «Восточно-Сибирский институт медико-экологических исследований», мкрн 12а, 3, Иркутская обл., г. Ангарск, Россия, 665827

Представлены результаты исследования на крысах токсичности наночастиц металлов висмута, гадолиния и серебра, инкапсулированных в природную биополимерную матрицу арабиногалактан. При поступлении в организм наноком-позита серебра выявлена готовность клеток головного мозга к апоптозу. Воздействие нанокомпозитов висмута и гадолиния не вызывало нарастания процесса программируемой клеточной смерти. Ключевые слова: апоптоз; токсичность; наночастицы металлов; крысы; эксперимент

Для цитирования: Соседова Л.М., Рукавишников В.С., Титов Е.А. Биологический ответ организма на введение нанокомпозитов металлов. Мед. труда и пром. экол. 2019; 59 (9). http://dx.doi.org/10.31089/1026-9428-2019-59-9-761-762 Для корреспонденции: Соседова Лариса Михайловна, E-mail: sosedlar@mail.ru Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки. Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Sosedova L.M., Rukavishnikov V.S., Titov E.A.

Biological response of the organism to the introduction of metal nanocomposites

East-Siberian Institute of Medical and Ecological Research, 3, microdistrict 12a, Angarsk, Russia, 665827

The results of a study on rats toxicity of nanoparticles of metals bismuth, gadolinium and silver encapsulated in a natural biopolymer matrix arabinogalactan are presented. When intake of nanocomposite of silver revealed the readiness of the brain cell to apoptosis. The effect of bismuth and gadolinium nanocomposites did not cause an increase in the process of programmed cell death.

Keywords: apoptosis; toxicity; metal nanoparticles; rats; experiment

For citation: Sosedova L.M., Rukavishnikov V.S., Titov E.A. Biological response of the organism to the introduction of metal nanocomposites. Med. truda iprom ekol. 2019; 59 (9). http://dx.doi.org/10.31089/1026-9428-2019-59-9-761-762

Медицина труда и промышленная экология — 2019; 59 (9)

For correspondence: Larisa M. Sosedova, E-mail: sosedlar@mail.ru Funding. The study had no funding.

Conflict of interests. The authors declare no conflict of interests.

Введение. Нанокомпозиты на основе оригинальных биологических полимеров и инкапсулированных в них на-ночастиц металлов (Ag, В1, Gd) не имеют аналогов и сопоставимых прототипов, открывают новые направления в диагностике и лечении соматических заболеваний в качестве антимикробных, противоязвенных средств, рентгено-позитивных контрастов. Эффективное применение данных нанокомпозитов невозможно без предварительной оценки их безопасности.

Цель исследования — изучение параметров острой токсичности и активности белков-модуляторов апоптоза Ьс1—2, сазраБв-З и белков теплового шока Ь$р70 в нейронах головного мозга белых крыс при введении нанокомпозитов, содержащих наночастицы Ag, В1, Gd.

Материалы и методы. В качестве исследуемых субстанций были выбраны нанокомпозиты, содержащие наносеребро, нановисмут и наногадолиний, инкапсулированные в стабилизирующую матрицу — природный полимер АГ, обладающий гастропротекторными, имму-номодулирующими, мембранотропными и антиоксидант-ными свойствами. При введении внутрижелудочно белым крысам в дозе 2000мг/кг массы определяли параметры острой токсичности нанобиокомпозитов. Подострую токсичность изучали внутрижелудочным введением нано-композитов в течение 9 дней из расчета 500 мкг/кг массы тела. Для исследования биологического ответа организма на субклеточном уровне применяли иммуногистохими-ческий метод определения активности белков — модуляторов апоптоза Ьс1-2 и сазраБв-З в нейронах головного мозга белых крыс и Ь$р70.

Результаты. По параметрам острой токсичности испытуемые нанокомпозиты Ag, В1, Gd при остром внутри-желудочном пути поступления характеризуются как ве-

щества, имеющие низкую опасность острой токсичности, и относятся к V классу опасности (DL50>2000 мг/кг). Вместе с тем, при изучении нейротоксичности, несмотря, на одинаковую матрицу — арабиногалактан, ответная реакция организма имела свои особенности в зависимости от инкапсулированных в матрицу наночастиц металлов. При поступлении в организм Ag-AG выявлена готовность клеток головного мозга к апоптозу, доказательством чего является возрастание числа темных клеток с необратимыми структурными изменениями, снижение общего числа нормальных нейронов сенсомоторной зоны и повышение экспрессии в них проапоптотического белка сазраБв 3. Высокого уровня экспрессии антиапоптотического белка Ьс1 — 2 не хватило для формирования внутриклеточных защитных механизмов. Повышение экспрессии белка теплового шока Ь$р70 косвенно свидетельствует о напряжении функционального состояния нервных клеток после воздействия повреждающего агента. При введении Gd-AG выявлен избирательный эффект на экспрессию в нейронах антиапоптотического белка Ьс1 — 2 и повышение активности Ь$р70, что свидетельствует о влиянии наночастиц Gd на внутриклеточный гомеостаз, механизм которого нуждается в дальнейшем изучении. Поступление в организм Bi-AG не вызывает нарастания процесса программируемой клеточной смерти, тем самым подтверждая низкую токсичность препаратов висмута.

Заключение. В целом изучение биологических эффектов воздействия нанокомпозитов, содержащих наночастицы металлов, показывает отсутствие токсичных свойств при оценке методами классической токсикологии. Однако наличие потенциальной нейротоксичности свидетельствует о необходимости исследования ответной реакции организма на клеточном и внутриклеточном уровнях.

DOI: http://dx.doi.org/10.31089/1026-9428-2019-59-9-762-763 УДК 613.648.4

Соснина С.Ф., Сокольников М.Э., Окатенко П.В.

Структура лейкозов у персонала, нанятого на производственное объединение «Маяк» в 19481958 гг.

ФГУП «Южно-Уральский институт биофизики», Озерское шоссе, 19, Озерск, Россия, 456780

Представлен спектр лейкозов персонала первого в стране предприятия атомной энергетики, нанятого в годы становления производства. Дана характеристика латентного периода злокачественных опухолей кроветворной ткани и индивидуальных накопленных доз внешнего гамма-облучения персонала с установленными исходами в виде лейкоза. Ключевые слова: лейкозы; радиационное воздействие; персонал; внешнее гамма-облучение; система кроветворения Для цитирования: Соснина С.Ф., Сокольников М.Э., Окатенко П.В. Структура лейкозов у персонала, нанятого на производственное объединение «Маяк» в 1948-1958 гг. Мед. труда и пром. экол. 2019; 59 (9). http://dx.doi.org/10.31089/1026-9428-2019-59-9-762-763 Для корреспонденции: Соснина Светлана Фаридовна, E-mail: sosnina@subi.su Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки. Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Sosnina S.F., Sokolnikov M.E., Okatenko P.V.

The structure of leukemia in the personnel employed at the production Association «Mayak» in 1948-1958

Southern Urals Biophysics Institute, 19, Ozyorskoe highway, Ozyorsk, Russia, 456780 762

The spectrum of leucosis among the workers of the first production facility of Russian atomic industry employed in the period of production development — 1948-1958 is presented. The characteristic of the latent period of malignant neoplasms of hematopoietic tissue and individual accumulated doses of external gamma irradiation of personnel with established outcomes in the form of leukemia is given.

Keywords: leukemia; radiation exposure; personnel; external gamma irradiation; hematopoiesis system

For citation: Sosnina S.F., Sokolnikov M.E., Okatenko PV. The structure ofleukemia in the personnel employed at the production Association «Mayak» in 1948-1958. Med. truda i prom ekol. 2019; 59 (9). http://dx.doi.org/10.31089/1026-9428-2019-59-9-762-763 For correspondence: Svetlana F. Sosnina, E-mail: sosnina@subi.su Funding. The study had no funding.

Conflict of interests. The authors declare no conflict of interests.

Введение. Исследования лейкозогенного действия радиации в разных когортах не дают ответа о минимальной радиационной нагрузке на красный костный мозг (ККМ), вызывающей лейкозы [1,2]. Когорта персонала производственного объединения (ПО) «Маяк», функционирующего с 1948 г., является ценным источником для анализа риска лейкозов.

Цель исследования — анализ структуры лейкозов у персонала ПО «Маяк» 1948-1958 гг. найма.

Материалы и методы. Когорта персонала ПО «Маяк» 1948-1972 гг. найма включает 25757 работников основных и вспомогательных заводов. В настоящее время в когорте зарегистрировано 109 случаев смерти от лейкозов, из которых 96 (88,1%) выявлены у персонала первых лет работы предприятия — 1948-1958 гг.

Результаты. Средний возраст начала облучения на производстве составлял 26,3±0,8 лет. Среди всех случаев лейкоза у персонала этого периода найма 77,1% (74 сл.) диагностированы у мужчин, с пиком заболеваемости в первые две декады работы ПО «Маяк». Большинство лейкозов отмечено у персонала радиохимического производства. Средняя накопленная доза внешнего гамма-облучения на ККМ составляла 1,09±0,12 Гр с максимумом до 4,96 Гр. Отмечены достаточно интенсивные темпы накопления доз профессионального облучения:12,1 года у женщин, 14,3 у мужчин.

Среди всех случаев лейкемий 45,8% (44 сл.) относились к острому миелобластному лейкозу (ОМЛ). Второе место занимали лейкозы неуточненного клеточного типа (ЛНКТ) — 20 случаев (20,8%), большинство из которых по результатам цитологической диагностики отнесены к не-дифференцируемым и лейкозам со смешанным фенотипом. Лимфолейкоз (ЛЛ) диагностирован у 18 лиц, 88,9% (16 сл.) из них — хронические ЛЛ. Преобладание миелобластных лейкозов согласуется с литературными данными, национальной и мировой статистикой [2,3]. Другие уточненные лейкозы, включая острый и хронический эритромиелозы, встречались в 12,5% (12 сл.). Самыми редкими формами лейкоза были моноцитарные лейкозы — 2,1% (2 сл.).

Наиболее коротким латентным периодом от начала облучения до манифестации онкопроцесса отличался острый ЛЛ — 13 лет. ОМЛ диагностирован в среднем через 14,3 года от начала работы. Самым продолжительным латент-

ным периодом характеризовались ЛНКТ (41,3 года), хронический ЛЛ (41,4 года) и острый моноцитарный лейкоз (42 года).

Отмечен широкий диапазон дозовых нагрузок персонала, при которых формировались лейкозы. ОМЛ выявлен у персонала со средней накопленной дозой внешнего гамма-облучения на ККМ среди мужчин 1,85+0,34 Гр, среди женщин 1,06+0,44 Гр. Средние дозы до 0,2 Гр зафиксированы при хронических эритромиелозах и острых ЛЛ; более 2 Гр — среди мужчин с острыми эри-тромиелозами и хроническими ЛНКТ (2,21 Гр и 2,69 Гр соответственно).

Заключение. Спектр лейкемий у персонала ПО «Маяк» отличался большим разнообразием. Необходимо дальнейшее изучение лейкомогенного риска в когорте с учетом темпа накопления дозы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Рожко А.В., Чешик А.А. Заболеваемость лейкозами у лиц, пострадавших в результате радиационных аварий (обзор литературы). Медико-биологические проблемы жизнедеятельности. 2014; 2 (12): 6-13.

2. Соснина С.Ф., Кабирова Н.Р., Сокольников М.Э., Ока-тенко П.В. Гемобластозы у потомков работников радиационно опасных производств. Анализ риска здоровью. 2016; 4: 23-30.

3. Голивец Т.П., Коваленко Б.С. Анализ мировых и российских тенденций онкологической заболеваемости в XXI веке. Научный результат. Серия: Медицина и фармация. 2015; 1 (4): 79-86.

REFERENCES

1. Rozhko A.V., Cheshik A. A. Leukemia incidence in persons affected by radiation accidents (literature review). Mediko-biologicheskie problemi zhiznedeyatel'nosti. 2014; 2 (12): 6-13.

2. Sosnina S.F., Kabirova N.R., Sokol'nikov M.E., Okatenko P.V. Hemoblastosis in descendants of workers of radiation hazardous industries. Analiz riska zdorov'yu. 2016; 4: 23-30.

3. Golivets T.P., Kovalenko B.S. Analysis of world and Russian trends of cancer incidence in the XXI century. Nauchnii rezul'tat. Seriya: Meditsina i farmatsiya. 2015; 1 (4): 79-86.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.