CC BY
14Научные статьи
8. Osteomyelitis in the head and neck / K. C. Prasad [et al.] // Acta otolaryngol. - 2007. - Vol. 127. - P. 194-205.
9. Pott P. Observations on the nature and consequences of those injuries to which the head is liable from external violence // London: HawesL., ClarkeW., CollinsR. - 1768. -P. 48.
10. Pott's puffy tumor, frontal sinusitis, frontal bone osteomyelitis and epidural abscess secondary to a wrestling injury / R. B. Tudor [et al.] // Am. j. sports. med. - 1981. - Vol. 9. - P. 390-391.
11. Pott's puffy tumour: still not an eradicated entity / A. Guillen [et al.] // Childs. nerv. syst. - 2001. - Vol. 17. - N 6. -P. 359-362.
Зинкин Андрей Николаевич - ассистент каф. ЛОР-болезней Кубанского ГМУ. 350063, г. Краснодар, ул. Седина, д. 4, тел.: 8-988-242-80-58, е-mail: [email protected]; Сергеев Михаил Михайлович - канд. мед. наук, доцент каф. ЛОР-болезней Кубанского ГМУ. 350063, Краснодар, ул. Седина, д. 4, тел.: 8-861-220-21-14, е-mail: mmsergeev@ yandex.ru
УДК:616.281-072.7:615.9
ОЦЕНКА ОТОТОКСИЧНОСТИ КРЕМНИЕВЫХ НАНОНОСИТЕЛЕЙ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ МЕТОДОМ ОТОАКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ С. А. Иванов1, 2, А. В. Пискун1
ASSESSMENT OTOTOXICITY SILICON NANOCARRIERS IN EXPERIMENT WITH OTOACOUSTIC EMISSION S. A. Ivanov, A. V. Piskun
1ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный медицинский университет
им. акад. И. П. Павлова»
(И. о. ректора - докт. мед. наук С. М. Яшин)
2 ФГУ «Федеральный центр сердца, крови и эндокринологии им. В. А. Алмазова», Санкт-Петербург
(Директор - член-кор. РАМН, проф. Е. В. Шляхто)
Экспериментальный скрининг ототоксичности является самостоятельным звеном доклинического исследования органной токсичности фармакологических препаратов. На 30 крысах-самцах линии Wistar изучено влияние на амплитуду отоакустической эмиссии однократного парентерального введения суспензии различных соединений кремния - претендентов на роль наноносителей лекарственных препаратов - коллоидного кремния с диаметром частиц 15-20 нм и кремнезема с диаметром 12-16 нм при концентрации кремния в обоих случаях 2 мг/мл. Показано отсутствие угнетающего воздействия изучаемых нанообъектов кремния на амплитуду отоакустической эмиссии на частоте продукта искажения спустя 21 и 60 дней после введения препаратов, что говорит об отсутствии их ототоксических свойств.
Ключевые слова: наноносители, соединения кремния, коллоидный кремний, кремнезем, ототоксичность.
Библиография: 22 источника.
Experimental screening of ototoxicity is a selfdependent level of preclinical studies of toxic effects on organs of pharmacological medicines. On 30 male rats of Wistar line have studied the effect on the amplitude of otoacoustic emission of single parenteral infusion of a suspension of various compounds of silicon - candidates for the role of nanocarriers of medicines - colloidal silicon particles with a diameter of 15-20 nm and oxide of silicon with a diameter of 12-16 nm with the concentration of silicon in both cases, 2 mg/ml. Observed the absence of inhibitory effect of studied silicon nanoobjects to the amplitude of distortion product otoacoustic emissions after 21 and 60 days of infusion of medicines which indicates to the absence of their ototoxic properties.
Key words: nanocarriers, compounds of silicon, colloidal silicon particles, oxide of silicon, ototoxicity.
Bibliography: 22 resources.
Российская оториноларингология № 2 (57) 2012
Центральная проблема фармакотерапии заболеваний улитки - наличие гемато-лабиринтного барьера (ГЛБ) [3, 16]. Под фармакологической отототропностью подразумевают свойство молекул вводимого вещества проникать через ГЛБ, взаимодействуя со специфическими рецепторами на базальной поверхности несенсорных клеточных элементов спирального органа [19]. Последние имеют непосредственный контакт с сосудистой сетью, образованной спиральными артериями. Подобное рецепторное взаимодействие показано, к сожалению, только у ототоксичных лекарственных веществ (аминогликозидных антибиотиков [12], препаратов из группы цисплатина [5], петлевых диуретиков [10, 16]). Известные лекарственные препараты, способные положительно влиять на гомеостаз внутреннего уха в условиях патологии, действуют опосредованно: либо путем нормализации нарушенного эндолимфатического давления, устраняя его гидропическое состояние (бетагистин [2, 22]), либо путем восстановления нарушенной проницаемости ГЛБ (глюкокортикостероиды [11], антиоксиданты [18]).
На существующем этапе развития фармакологии развитие ототропности в терапевтически значимых дозах лекарственных препаратов в условиях функционально сохранного ГЛБ становилось непреодолимым препятствием для решения актуальных задач кохлеарной патологии. Однако сегодня вхождение высоких технологий в медицину, в частности зарождающееся направление нанотерапии, интригует реальностью решать сурдологические вопросы принципиально новым способом. В последние годы обозначена перспективность для доклинического изучения в качестве потенциальных наноносителей ряда органических и неорганических соединений кремния, отвечающих всем требованиям, предъявляемым к нанообъектам.
Требования, предъявляемые к соединениям - потенциальным наноносителям фармакологических препаратов.
1. Диаметр от 10 до 100 нм.
2. Высокая удельная поверхность.
3. Возможность функционализации поверхности.
4. Способность к биодеградации.
5. Отсутствие иммуногенности.
6. Устойчивость к действию протеаз в кровотоке.
Цель исследования. Оценка влияния однократного парентерального введения двух соединений кремния, обсуждаемых в литературе в качестве возможных нанотранспортеров, на амплитуду отоакустической эмиссии у крыс.
Материалы и методы. Работа проведена на 30 самцах крыс линии Wistar с массой тела 350 г, соматически и отологически здоровых. Выделены 6 групп по 5 животных и соответственно с оценкой 10 ушей в каждой. Под наркозом (хлоралгидрат 500 мг/кг внутрибрюшинно) в асептических условиях выполнялась катетеризация бедренной вены с последующим введением: в контрольных группах - физиологического раствора - 1 мл (группы № 1 и 2), в экспериментальных группах - суспензии коллоидного кремния с диаметром частиц 15-20 нм в физиологическом растворе (группы № 3 и 4) и наночастиц кремнезема с диаметром 12-16 нм в физиологическом растворе (группы № 5 и 6) с концентрацией кремния 2 мг/мл в каждой. Препараты наночастиц вводили в объеме 1 мл со скоростью 0,1 мл/мин с помощью шприцево-го насоса.
Функциональное состояние слухового анализатора оценивали методом отоакустической эмиссии (ОАЭ) на частоте продукта искажения (ПИОАЭ) на приборе «Нейро-Аудио», оснащенном программным обеспечением «Нейро-МВП». Регистрация амплитуды ОАЭ проведена трижды: за 1-е сутки до внутривенного введения изучаемых веществ, а также спустя 21 и 60 дней после введения. Исследование выполняли под кратковременным наркозом (золетил 0,2 мл с ксилазином 0,02 мл внутримышечно).
ПИОАЭ регистрировали при использовании тональных стимулов / и /2 (/ < /2) в соотношении /2//1 = 1,22 с анализом разностного тона 2/ - /2. Интенсивность стимуляции = = Х2 = 70 дБ УЗД.
Амплитуда ПИОАЭ у крыс оценивали на максимально допустимых для клинического прибора частотах (4, 5 и 6,4 кГц) на том основании, что акустический диапазон 4-6 кГц составляет часть нижней границы слуха у крыс [8].
Научные статьи
Таблица
Зависимость ответа ПИОАЭ в разных группах через 21 и 60 дней после введения исследуемых препаратов [17]
Группа Дни До После
M ± m M ± m
Суспензия наночастиц кремнезема 21 24,1 ± 1,3 29,4 ± 1,3
60 27,3 ± 1,3 29,2 ± 1,3
Суспензия коллоидного кремния 21 28,5 ± 1,4 27,7 ± 1,3
60 27,1 ± 1,4 29,5 ± 1,4
Физиологический раствор 21 27,5 ± 1,3 27,6 ± 1,3
60 27,7 ± 1,3 28,1 ± 1,3
Значимость различий измеряемых параметров между экспериментальными группами в каждой точке оценивали с помощью дисперсионного анализа для повторных измерений (ANOVA). Для статистической обработки данных применялся программный пакет SPSS 17.0. Различия считали достоверными при р < 0,05.
Результаты и обсуждение. На исходном уровне статистически значимых различий между группами не отмечалось. Дисперсионный анализ для повторных измерений во времени показал несущественное увеличение показателей амплитуды ПИОАЭ (Fi 154 = 9,049, р = 0,03) спустя 21 и 60 дней после введения препаратов независимо от группы (табл.). Из этого следует заключение об отсутствии ототоксичности изучаемых нанообъектов.
Показатели амплитуды ПИОАЭ в контрольной и экспериментальных группах до и после введения препаратов приведены на рис. 1.
Интерес к соединениям кремния как к потенциальным наноносителям вызван следующими соображениями. Уже известно, что наночастицы кремнезема способны резорбироваться из кровяного русла фиксированными тканевыми макрофагами, в частности, речь идет о клетках легких, печени [6]. С другой стороны, поскольку ГЛБ является естественным препятствием
Рис. Изменение показателей ПИОАЭ в разных группах до и после введения препаратов (п = 60). Условные обозначения: Si (А175) - суспензия наночастиц кремнезема; Si коллоид - суспензия коллоидного кремния; Физ. р-р - физиологический раствор.
Российская оториноларингология № 2 (57) 2012
для проникновения в структуры улитки кровяных макрофагов, фагоцитарная функция в спиральном органе при необходимости эволюционно возложена на несенсорные эпителиальные элементы [1, 4, 9, 20]. Таким образом, в качестве рабочей гипотезы достижения неспецифической ототропности фармакопрепаратов предлагается их транспортировка через ГЛБ в сорбированном состоянии на поверхности наноносителя, способного активно захватываться из кровяного русла базальной поверхностью поддерживающих эпителиоцитов, имеющих непосредственный контакт с кровеносными капиллярами, образованными спиральными артериями.
Использование неорганических наночастиц для таргетной доставки лекарственных препаратов к органам-мишеням требует глубокого исследования острой и хронической системной токсичности материала носителя. Необходимо отметить, что имеющиеся литературные данные о токсичности наночастиц кремния и кремнезема весьма противоречивы. Так, в экспериментах на культуре клеток было показано, что добавление наночастиц кремнезема не влияет на жизнеспособность клеток и не нарушает целостности плазмалеммы [15]. В другом исследовании было установлено, что органически модифицированные наночастицы кремнезема диаметром 20-25 нм подвергаются полному удалению из организма мыши в течение 15 дней после внутривенного введения путем гепатобилиарной экскреции [13]. Однако на сходной модели другие авторы обнаружили выраженное повреждение печени в виде очагового некроза и моно-нуклеарной инфильтрации после введения таких же наночастиц, причем накопление частиц в органах ретикулоэндотелиальной системы было зафиксировано и спустя 30 дней после ин-фузии. Примечательно, что скорость биодеградации наночастиц кремнезема зависит от таких физико-химических свойств частиц, как диаметр и заряд поверхности [7, 21].
Таким образом, исследования, направленные на поиск материала, оптимизацию дозировки, а также модификацию поверхности наноразмерного носителя, решают задачу безопасности перспективной технологии доставки препаратов с помощью неорганических наночастиц к различным органам, в частности к кохлеарному отделу улитки.
ЛИТЕРАТУРА
1. Винников Я. А., Титова Л. К. Кортиев орган. Гистофизиология и гистохимия. - М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1961. -260 с.
2. Betahistine-induced vascular effects in the rat cochlea / E. Laurikainen [et al.] // Am. j. otol. - 1993. - N 14 (1) -Р. 24-30.
3. Biochemical aspects of inner ear fluids and possible implications for pharmacological treatment / S. K. Juhn [et al.] // Scand. audiol. suppl., - 1986. - N 26 - Р. 7-10.
4. Chodynicki S. Phagocytosis in the stria vascularis in guinea pigs // The Polish otolaryngology. - 1971. - N 25 -Р. 147-152.
5. Cisplatin ototoxicity and protection: clinical and experimental studies / L. P. Rybak [et al.] // Tohoku j. exp. med. -2009. - N 219 (3) - Р. 177-186.
6. Core-shell silica nanoparticles as fluorescent labels for nanomedicine / J. Choi [et al.] // J. biomed opt. - 2007. -N 12 - Р. 064007.
7. Effect of surface charge on nano-sized silica particles-induced liver injury / K. Isoda [et al.] // Pharmazie. - 2011. -N 66 (4) - Р. 278-281.
8. Fay R. R. Hearing in vertebrates: A psychophysics databook. Hill-Fay associates, Winnetka, USA. - 1988. - Р. 651.
9. Fredelius L., Rask-Andersen H. The role of macrophages in the disposal of degeneration products within the organ of corti after acoustic overstimulation // Acta otolaryngol. - 1990. - N 109 (1-2). - Р. 76-82.
10. Forge A. Gap junctions in the stria vascularis and effects of ethacrynic acid // Hear res. - 1984. - N 13 (2) - P. 189200.
11. Gloddek B., Lamm K., Arnold W. Pharmacological influence on inner ear endothelial cells in relation to the pathogenesis of sensorineural hearing loss // Adv. otorhinolaryngol. - 2002. - N 59. - Р. 75-83.
12. Huth M. E., Ricci A. J., Cheng A. G. Mechanisms of aminoglycoside ototoxicity and targets of hair cell protection // Int. j. otolaryngol. - 2011. - N 2011. - Article ID 937861.
13. In vivo biodistribution and clearance studies using multimodal organically modified silica nanoparticles / R. Kumar [et al.] // ACS Nano. - 2010. - N 4(2) - Р. 699-708.
14. Juhn S. K. Barrier systems in the inner ear // Acta otolaryngol. suppl. - 1988. - N 458. - Р. 79-83.
15. Mesoporous silica nanoparticles as controlled release drug delivery and gene transfection carriers / I. I. Slowing [et al.] // Adv. drug deliv. rev. - 2008. - N 60 (11) - P. 1278-1288.
16. Molecular and clinical implications of loop diuretic ototoxicity / K. Ikeda [et al.] // Hear res. - 1997. - N 107 (1-2). -Р. 1-8.
17. Nanomedicine: design and applications of magnetic nanomaterials, nanosensors and nanosystems. John Wiley and Sons Ltd. - 2008. - 484 р.
Научные статьи
18. Reduced Formation of Oxidative Stress Biomarkers and Migration of Mononuclear Phagocytes in the Cochleae of Chinchilla after Antioxidant Treatment in Acute Acoustic Trauma / D. Xiaoping [et al.] // Int. J. Otolaryngol. -2011. - № 2011. - Р. 612-690.
19. Roland P. S., John A., Rutka M. D. Ototoxicity. BC Decker, ON. - 2004. - 220 p.
20. The fate of outer hair cells after acoustic or ototoxic insults / K. A. Abrashkin [et al.] // Hear Res. - 2006. - № 218 (1-2). - Р. 20-29.
21. The impact of size on tissue distribution and elimination by single intravenous injection of silica nanoparticles / M. Cho [et al.] // Toxicol Lett. - 2009. - № 189(3). - Р. 177-183.
22. The vascular mechanism of action of betahistine in the inner ear of the guinea pig / E. Laurikainen [et al.] // Eur. Arch. Otorhinolaryngol. - 1998. - № 255 (3). - Р. 19-23.
Иванов Сергей Александрович - очный аспирант лаб. слуха и речи НИЦ СПбГМУ им. акад. И. П. Павлова. мл. н. с. каф. клинической фармакологии НИИ кардиологии им. В. А. Алмазова. 197022, Санкт-Петербург, ул. Л. Толстого, д. 6/8; 194156, Санкт-Петербург, пр. Пархоменко, д. 15, тел сл.: 8-812-234-05-76, тел. моб.: 8-911-82470-46, e-mail: [email protected]; Пискун Альбина Владимировна - студент 1-го курса лечебного факультета им. акад. И. П. Павлова. 197022, Санкт-Петербург, ул. Л. Толстого, д. 6/8, тел. моб.: 8-953-343-97-43, e-mail: [email protected]
УДК: 616.28-008.14:611:615.9+615.332
ДИНАМИКА ПАТОМОРФОЛОГИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ В ЦЕНТРАЛЬНЫХ ОТДЕЛАХ СЛУХОВОГО АНАЛИЗАТОРА ПРИ ГЕНТАМИЦИНОВОЙ ИНТОКСИКАЦИИ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ КОРТЕКСИНА В ЭКСПЕРИМЕНТЕ
З. Х. Каримова
DYNAMIC OF PATHOMORPHOLOGICAL CHANGES IN THE CENTRAL PART OF AUDITORY ANALYZER DURING GENTAMICIN INTOXICATION EXPERIMENT UNDER INFLUENCE OF CORTEXIN Z. H. Karimova
Ташкентская медицинская академия, Республика Узбекистан (Ректор -академик Ш. И. Каримов)
При ГИ развиваются различной степени выраженности и распространенности деструктивные процессы в периферическом и центральном отделах слухового анализатора. Однако при применении препарата кортексин эти процессы носят обратимый характер, если при ГИ не наблюдалось разрушение цитоплазмы и ядра клетки. Именно поэтому применение кор-тексина в клинической практике при лечении больных с сенсоневральной тугоухостью, обусловленной приемом гентамицина сульфата, предотвращает дальнейшее развитие деструктивных процессов, способствуя улучшению и восстановлению слуха.
Ключевые слова: сенсоневральная тугоухость, гентамициновая интоксикация, кортек-син, морфология, трентал, лечение сенсоневральной тугохости, дистрофия, деструкция, височная кора, улитковые ядра продолговатого мозга.
Библиография: 4 источника.
During gentamicin intoxication developed varying degrees of severity and prevalence of destructive processes in the peripheral and central parts of the auditory analyzer. However, when using drug cortexin these processes are reversible, if destruction of the cytoplasm and nucleus of the cell was not observed in gentamicin intoxication. That's why the use of cortexin in clinical practice when treating patients with sensorineural hearing loss caused by intake of gentamicin sulfate, prevents the further development of destructive processes, contributing to the improvement and restoration of hearing.
