CC BY
172. Крюковский Н.И. Homo pulcher. Человек прекрасный. - Минск: БГУ, 1983. -303с.
3. Лем Ст. Собрание сочинений. - М.: АСТ, 2004-2008.
4. Моисеев Н.Н. Судьба цивилизации. Путь разума. - М.: МНЭПУ, 1998. - 205 с.
5. Небел Б. Наука об окружающей среде: Как устроен мир. М.: Мир, 1993. - 424 с.
6. Одум Ю. Экология. - М.: Мир, 1986. Т. 1 -328 с., Т. 2 - 316 с.
7. Саган К. Драконы Эдема. Рассуждения об эволюции человеческого разума. - М.: Знание, 1986. - 312 с.
8. Тетиор А.Н. Философия бинарной множественности разветвляющегося и сходящегося мира. - М.: Palmarшm, 2013. - 698 с.
9. Тетиор А.Н. Целостность, красота и целесообразность мира множественной природы. -Тверь: тверское издательство, 2003. - 423 с.
ГИСТОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ДЕЙСТВИЯ НАНОКОМПОЗИТА ВИСМУТА НА ОРГАНИЗМ БЕЛЫХ
Титов Е.А. ВокинаВ.А Соседова Л.М.
ФБГНУ Восточно-Сибирский институт медико-экологических исследований
Иркутский Научный Центр СО РАН
Ангарск
HISTOLOGICAL ASSESMENT OF ACTION OF BISMUTH NANOCOMPOSITE ON ORGANISM OF ALBINO RATS
Titov E.A. Vokina V.A. Sosedova L.M.
Federal State Budgetary Scientific Institution «East-Siberian Institution of Mediko-Ecological Researches»
Angarsk.
АННОТАЦИЯ
В данной статье приведены результаты гистологического анализа ткани головного мозга и печени при воздействии наночастиц висмута, инкапсулированных в полимерную матрицу арабиногалактана. Представлено два пути введения. Обследование включало оценку ультраструктурных изменений в нейронах коры головного мозга. Определено, что данный препарат обладает слабо выраженным токсическим действием. Возникший в результате воздействия нанокомпозита висмута патологический процесс является следствием развития компенсаторных механизмов и носит обратимый характер. Развитие патологического процесса имеет как общие закономерности, так и индивидуальные особенности, зависящие от пути поступления вещества в организм.
ABSTRACT
This article presents the results of a histological analysis of brain tissue and liver of albino rats under the action of bismuth nanoparticles encapsulated in a polymer matrix of arabinogalactan. Two ways of introduction are presented. The examination included an evaluation of ultrastructural changes in the neurons of the brain cortex of albino rats. It is determined that this drug has a weakly expressed toxic effect. The pathological process that arose as a result of the action of the bismuth nanocomposite is a consequence of the development of compensatory mechanisms and is reversible. The development of the pathological process has both general patterns and individual characteristics that depend on the way the entry of substances into the organism.
Ключевые слова: головной мозг, печень, нанокомпозит, гистология.
Keywords: brain, liver, nanocomposite, histology
В настоящее время все больший интерес вызывает разработка лекарственных и диагностических препаратов, содержащих различные наноразмер-ные компоненты, а также средства их адресной доставки [1,2]. Реализация их биологических эффектов позволит резко поднять на новый качественный уровень степень разрешения большинства диагностических и терапевтических задач. Размер наноча-
стиц обуславливает их специфические биологические свойства, зачастую отличные от биологических свойств этих же металлов, но в макроформе [3]. Поэтому, эффективное использование данных нанокомпозитов невозможно без предварительной оценки их безопасности и токсикологических исследований в экспериментальномбиомоделирова-нии.
Одними из наиболее популярных металлсодержащих нанокомпозитов на полимерных матрицах природного происхожденияявляютсянаноча-стицы металлов, инкапсулированных в полимерную матрицу арабиногалактана.Природный полисахарид арабиногалактан представляет собой водорастворимый белый или кремовый порошок цвета, без вкуса и запаха с запатентованной технологией производства [4]. Макромолекулы арабино-галактана представлены остатками двух моносахаридов: галактозы и арабинозы. Согласно патенту, в структуре полисахарида имеется главная цепь, состоящая из изгалактопиранозильных звеньев, соединенных в - (1 ^ 3) связями, и боковая цепь, представляющая собой различные сочетания галак-топиранозильных и арабинофуранозильных остатков, соединенных в - (1 ^ 6) связями.
В медицине висмут используется с 19 века - в зубопротезировании и в качестве противомикроб-ного препарата. Также висмут широко применяется в гастроэнтерологии для лечения диарей в качестве вяжущего препарата, энтероколитов, колитов, язвенной болезни[5], считается, что препараты висмута обладают некоторым сосудосуживающим действием. Однако растворимые соли висмута ядовиты.
Цель работы
Целью нашей работы являлось выявление характера биологического ответа организма белых крыс на воздействие нанокомпозита висмута, инкапсулированного в полимерную матрицу арабино-галактана.
Материалы и методы
Для решения поставленной задачи была проведена экспериментальная затравка белых крыс нано-композитом висмута, инкапсулированного в природную полимерную матрицу арабиногалактана. Животные содержались в стандартных условиях
вивария со свободным доступом к воде и пище в соответствии с правилами, принятыми Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и иных целей (Страсбург, 1986).В эксперименте участвовало 3 группы животных по 8 особей в каждой. Первой группе в течение 10 дней парентерально вводили нанокомпозит висмута в дозе 500 мг на кг массы животного. Вторая группа также в течение 10 дней получала аналогичную дозу интраназально, а третьей группе (контрольной) в те же сроки вводили физрастор. Животных содержали на стандартном рационе вивария. Белых крыс забивали путем дека-питации, на следующий день после введения, быстро извлекали головной мозг, почки и печень. Органы фиксировали в 10% растворе формалина, забуференного фосфатно-солевым буфером pH 7,4, с последующей заливкой в парафин. Парафиновые фронтальные срезы коры головного мозга, почек и печени толщиной 5 мкм окрашивали общепринятыми методиками: гематоксилин-эозином и по Ван-Гизону (почки, печень). Также, методом электронной микроскопии, была проведена оценка ультраструктурного состояние клеток ткани головного мозга.
Результаты
Ультраструктурный анализ обонятельных луковиц головного мозга белых крыс показал, что в группе интраназального введения нанокомпозита висмута отмечается деформация ядер, вследствие сдавливания ядра цитоплазматическими элементами и расширение перинуклеарного пространства (рис.1), в группе парентерального введения данных изменений не встречается. По-нашему мнению, данные изменения связаны со способом введения нанокомпозита в организм. Подобная патология является обратимой, и относится к дистрофическому типу повреждения.
Рис.1. Обонятельная луковица белой крысы при интраназальном введении наночастицBi. 1 -деформация ядра. 2 - расширение перинуклеарного пространства. Ув Х12000.
Морфологический анализ состояния центральной нервной системы показал наличие в ткани сенсо-моторной коры головного мозга процессов нейронофагии, что является естественным процессом удаления погибших и поврежденных нейронов из ткани. Однако, на данный момент не отмечено
значимых различий в регистрируемом количестве процессов нейронофагии от аналогичных показателей контрольной группы. Также отмечается пери-васкулярный отек сосудов. Данные изменения встречаются в обеих опытных группах (рис. 2).
Рис. 2. Ткань головного мозга белой крысы при воздействии нанокомпозитаЫ.Периваскулярный отек сосудов головного мозга (1). Окраска гематоксилин-эозин. Ув. Х100.
Морфологический анализ ткани почки обеих опытных групп не выявил каких-либо изменений относительно контрольной группы. В ткани печени отмечаются очаговые расширения синусойдов, увеличение числа макрофагов Купфера в синусойдах,
диффузия лейкоцитов в периваскулярное пространство портальных сосудов (рис. 3), однако процессов фиброза не отмечено (рис. 4). Данные изменения были характерны для обеих опытных групп.
Рис. 3: Печень белой крысы после воздействия нанокомпозитаЫ. Лейкоцитарный инфильтрат в периваскулярной области (1). Окраска гематоксилин-эозин. Ув Х 400.
Рис. 4: Печень белой крысы после воздействия нанокомпозитаЫ. 1 - расширение синусойдов. 2 -отсутствие признаков фиброза портальных трактов. 3 - увеличение числа макрофагов Купфера в
синусойдах. Окр. по Ван-Гизону. Ув. Х100.
Выводы
Таким образом, морфологические изменения в организме белых крыс при введении нанокомпо-зита висмута, инкапсулированного в природную полимерную матрицу арабиногалактан, имеют сла-бовыраженное токсическое действие, характеризующееся возникновением ангиопатии (периваску-лярный отек в ткани головного мозга и периваску-лярная лейкоцитарная инфильтрация в ткани печени) и расширением синусойдов печени. Данные изменения могут рассматриваться как компенсаторные реакции организма и могут носить обратимый характер. Также, наряду с общими патологическими изменениями, характерными для обеих опытных групп, существуют и свои особенности, зависящие от способа проникновения нанокомпо-зита в организм (деформация ядер в обонятельной луковице белых крыс при интраназальном введении).
Литература
1. Медведева Е. Н. и др. Арабиногалактан лиственницы - свойства и перспективы использования (обзор) // Химия растительного сырья, №1, 2003.
2. Sahoo S.K. et al. // Nanomedicine: Nanotech-nology, Biology and Medicine, №3, 2007.
3. Powers K. W. et al. Characterization of the size, shape, and state of dispersion of nanoparticles for toxicological studies / // Nanotoxicology, №1, 2007.
4. Пат. 2256668 Российская Федерация, МПК C 08 B 37/00 Способ получения арабиногалактана / В.А. Бабкин [и др.] ; заявитель и патентообладатель Иркутский институт химии имени А.Е. Фаворского СО РАН. - 2003122811/04 ; заявл. 20.02.2005 ; опубл. 20.07.2005, Бюл. № 20.
5. Плотникова Е.Ю. Висмут - разные ниши применения в гастроэнтерологии. // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопрок-тологии. Приложение. №5, 2015.
