Научная статья на тему 'Токсикологическая оценка наноструктурного диоксида кремния. Параметры острой токсичности'

Токсикологическая оценка наноструктурного диоксида кремния. Параметры острой токсичности Текст научной статьи по специальности «Биотехнологии в медицине»

CC BY
1708
168
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Вопросы питания
Scopus
ВАК
PubMed
Ключевые слова
ДИОКСИД КРЕМНИЯ / SILICA / НАНОЧАСТИЦЫ / NANOPARTICLES / МЫШИ / MICE / ОСТРАЯ ТОКСИЧНОСТЬ / ACUTE TOXICITY / МОРФОЛОГИЯ / MORPHOLOGY / ТОЩАЯ И ОБОДОЧНАЯ КИШКА / COLON / SMALL INTESTINE

Аннотация научной статьи по биотехнологиям в медицине, автор научной работы — Зайцева Нина Владимировна, Землянова Марина Александровна, Звездин Василий Николаевич, Довбыш Анастасия Александровна, Гмошинский Иван Всеволодович

Наноструктурный аморфный диоксид кремния (SiO 2) является одним из приоритетных видов наноматериалов (НМ), экспонирующих человека во все возрастающих масштабах в составе пищевых добавок, лекарственных препаратов и косметической продукции. По данным многочисленных работ, наночастицы (НЧ) SiO 2 могут оказывать повреждающее действие на клетки животных и человека in vitro, а также обладают ингаляционной токсичностью. Однако вопрос о биологических эффектах этих НЧ in vivo при пероральном поступлении в организм исследован недостаточно. Цель представленного в статье раздела работы идентификация диоксида кремния в качестве наноматериала и оценка острой токсичности. Результаты исследований размера и формы частиц в водной суспензии диоксида кремния методами электронной и атомно-силовой микроскопии, спектроакустического анализа и динамического лазерного светорассеяния показали, что тестируемое вещество является НМ. Определение острой токсичности водной суспензии наноструктурного диоксида кремния при однократном внутрижелудочном введении через зонд 10 самцам мышей линии BALB/C массой тела 25,0±2,0 г позволило заключить, что исследуемый материал при пероральном пути поступления по критерию LD 50 (больше 10 000 мг/кг) относится к IV классу опасности (вещества малоопасные). Патоморфологические изменения тощей и ободочной кишки у мышей, получавших SiO2 в остром эксперименте (в дозе 10 000 мг/кг), через 14 сут после введения по сравнению с контрольной группой животных (n=10) не выявлены. Таким образом, НЧ SiO2 малотоксичны при введении в желудочно-кишечный тракт; имеющиеся данные, однако, не позволяют исключить возможного наличия у них отрицательных эффектов при долговременном поступлении в организм.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биотехнологиям в медицине , автор научной работы — Зайцева Нина Владимировна, Землянова Марина Александровна, Звездин Василий Николаевич, Довбыш Анастасия Александровна, Гмошинский Иван Всеволодович

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

Toxicological assessment of nanostructured silica. The acute oral toxicity

Nanostructured amorphous silica (SiO2) is one of the priorities of nanomaterials, exposing human to the ever-increasing scale as a component of food additives, drugs and cosmetic products. According to numerous publications SiO2 nanoparticles (NPs) possess deleterious effects on animal and human cells in vitro and also exhibit inhalation toxicity. However, the biological effects in vivo of silica NPs taken orally are studied insufficiently. This article represents the first section of this study which aim is identification of silica preparation as nanomaterial and estimating of acute toxicity after oral administration in the form of aqueous suspension. Studies of size and shape of the particles in aqueous suspension of silica used in the study by electron and atomic force microscopy, spectroaqustic analysis and dynamic laser light scattering showed that the test substance is a nanomaterial. Estimation of acute toxicity of an aqueous suspension of nanostructured silica with a single intragastric gavage to male BALB/C mice allowed to conclude that the test material has LD5Q by the oral route greater than 10 000 mg/kg and consequently belongs to class IV (low danger agents). Pathological changes in jejunum and colon of mice in the acute experiment (at a dose of 10 000 mg/kg) haven’t been identified. Thus SiO2 NPs possess low toxicity when administered in the gastrointestinal tract. The available data, however, do not exclude possible presence of adverse effects under their long-term administration by oral way.

Текст научной работы на тему «Токсикологическая оценка наноструктурного диоксида кремния. Параметры острой токсичности»

ГИГИЕНА ПИТАНИЯ

Для корреспонденции

Гмошинский Иван Всеволодович - доктор биологических

наук, ведущий научный сотрудник лаборатории пищевой

токсикологии и оценки безопасности нанотехнологий

ФГБУ «НИИ питания» РАМН

Адрес: 109240, г. Москва, Устьинский проезд, д. 2/14

Телефон: (495) 698-53-71

Е-таИ: [email protected]

Н.В. Зайцева1, М.А. Землянова1, В.Н. Звездин1, А.А. Довбыш1, И.В. Гмошинский2, С.А. Хотимченко2, И.В. Сафенкова3, Т.И. Акафьева1, 4

#

Токсикологическая оценка наноструктурного диоксида кремния. Параметры острой токсичности

Toxicological assessment of nanostructured silica. The acute oral toxicity

N.V. Zaytseva1, M.A. Zemlyanova1, V.N. Zvezdin1, A.A. Dovbysh1, I.V. Gmoshinsky2, S.A. Khotimchenko2, I.V. Safenkova3, T.I. Akafyeva1, 4

1 ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Роспотребнадзора, Пермь

2 ФГБУ «НИИ питания» РАМН, Москва

3 ФГБУ «Институт биохимии им. А.Н. Баха» РАН, Москва

4 ФГБОУ ВПО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»

1 Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management Technologies, Perm

2 Research Institute of Nutrition of Russian Academy of Medical Sciences, Moscow

3 Institute of Biochemistry of A.N. Bach of the Russian Academy of Science, Moscow

4 Perm State National Research University

Наноструктурный аморфный диоксид кремния (SÍO2) является одним из приоритетных видов наноматериалов (НМ), экспонирующих человека во все возрастающих масштабах в составе пищевых добавок, лекарственных препаратов и косметической продукции. По данным многочисленных работ, наночастицы (НЧ) SÍO2 могут оказывать повреждающее действие на клетки животных и человека in vitro, а также обладают ингаляционной токсичностью. Однако вопрос о биологических эффектах этих НЧ in vivo при пероральном поступлении в организм исследован недостаточно. Цель представленного в статье раздела работы - идентификация диоксида кремния в качестве наноматери-ала и оценка острой токсичности. Результаты исследований размера и формы частиц в водной суспензии диоксида кремния методами электронной и атомно-силовой микроскопии, спектроакустическо-го анализа и динамического лазерного светорассеяния показали, что тестируемое вещество является НМ. Определение острой токсичности водной суспензии наноструктурного диоксида кремния при однократном внутрижелудочном введении через зонд 10 самцам мышей линии BALB/C массой тела 25,0±2,0 г позволило заключить, что исследуемый материал при пероральном пути поступления по критерию LD50 (больше 10 000 мг/кг) относится к IV классу опасности

42

#

(вещества малоопасные). Патоморфологические изменения тощей и ободочной кишки у мышей, получавших SiO2 в остром эксперименте (в дозе 10 000 мг/кг), через 14 сут после введения по сравнению с контрольной группой животных (п=10) не выявлены. Таким образом, НЧ SiO2 малотоксичны при введении в желудочно-кишечный тракт; имеющиеся данные, однако, не позволяют исключить возможного наличия у них отрицательных эффектов при долговременном поступлении в организм.

Ключевые слова: диоксид кремния, наночастицы, мыши, острая токсичность, морфология, тощая и ободочная кишка

Nanostructured amorphous silica (SO2) is one of the priorities of nanomaterials, exposing human to the ever-increasing scale as a component of food additives, drugs and cosmetic products. According to numerous publications SiO2 nanoparticles (NPs) possess deleterious effects on animal and human cells in vitro and also exhibit inhalation toxicity. However, the biological effects in vivo of silica NPs taken orally are studied insufficiently. This article represents the first section of this study which aim is identification of silica preparation as nanomaterial and estimating of acute toxicity after oral administration in the form of aqueous suspension. Studies of size and shape of the particles in aqueous suspension of silica used in the study by electron and atomic force microscopy, spectroaqustic analysis and dynamic laser light scattering showed that the test substance is a nanomaterial. Estimation of acute toxicity of an aqueous suspension of nanostructured silica with a single intragastric gavage to male BALB/C mice allowed to conclude that the test material has LD5Q by the oral route greater than 10 000 mg/kg and consequently belongs to class IV (low danger agents). Pathological changes in jejunum and colon of mice in the acute experiment (at a dose of 10 000 mg/kg) haven't been identified. Thus SiO2 NPs possess low toxicity when administered in the gastrointestinal tract. The available data, however, do not exclude possible presence of adverse effects under their long-term administration by oral way.

Key words: silica, nanoparticles, mice, acute toxicity, morphology, small intestine, colon

Широкое распространение и общественное признание достижений нанотехнологий сдерживается опасениями, обусловленными возможным наличием у наночастиц (НЧ) и наноматериалов (НМ) потенциально неблагоприятных эффектов для здоровья человека. Необходимость оценки безопасности НМ обосновывается в постановлении Главного государственного санитарного врача РФ № 54 от 23.07.2007 «О надзоре за продукцией, полученной с использованием нанотехнологий и содержащей наноматериалы» и информационном письме Роспотребнадзора «О надзоре за производством и оборотом продукции, содержащей наноматериалы» [5, 6]. В связи с этим в последние годы были проведены исследования по оценке безопасности НМ, наиболее важных с позиций перспектив их использования в пищевой и фармацевтической промышленности, в экспериментах на лабораторных животных при пероральном пути поступления [2, 3].

Одним из приоритетных видов наноматериалов, возможно, поступающих в организм человека во все возрастающих масштабах, является нано-структурный аморфный диоксид кремния (кремнезем). Этот НМ, известный также как «Аэросил» (ГОСТ 14922-77), широко используется в качестве сорбента и наполнителя, в том числе пищевой добавки, а также компонента косметической продукции и лекарственных препаратов [1, 10, 15, 16].

Вместе с тем, по данным ряда работ, можно предположить, что в определенных условиях наночастицы (НЧ) аморфного SiO2 могут оказывать неблагоприятное, в том числе токсическое, воздействие на организм. Для них характерна каталитическая генерация реакционноспособных форм кислорода, которая была выявлена в бесклеточной системе [21], в культуре кератиноцитов [17] и альвеолярных эпителиоцитов человека [11]. По данным [13], наночастицы SiO2 поглощались клетками HeLa и астроцитами по механизму эндо-

43

ГИГИЕНА ПИТАНИЯ

#

цитоза. В ряде исследований были охарактеризованы цитотоксические эффекты наноразмерного кремнезема в отношении культур нетрансформи-рованных клеток. Так, сообщается о токсичности этих НЧ диаметром 14-16 нм для клеток линии EAHY926 [18]. В отличие от них частицы субмикронного размера (100-330 нм) не были токсичны. В культуре стволовых клеток эмбриона мыши НЧ аморфного SiO2 диаметром 10 и 30 нм (но не 80 нм) подавляли дифференцировку в нормальные кардиомиоциты [19].Апоптоз и изменения в экспрессии белков р53, Вах и Bcl-2 под действием наночастиц SiO2 размером 21 нм были выявлены также в нормальных клетках печени линии L-02 [25]. О наличии у НЧ кремнезема цитотокси-ческих свойств и их влиянии на апоптоз указывают также данные работ, выполненных на альтернативных клеточных моделях [12, 23, 24].

Вместе с тем вопрос о биологических эффектах НЧ SiO2 in vivo при пероральном поступлении в организм исследован недостаточно.

В связи с этим токсикологическое исследование указанной формы наноструктурного диоксида кремния при пероральном пути поступления представляет большой интерес как для решения фундаментальных проблем нанотокси-кологии, так и для практики гигиенического нормирования.

Цель работы - идентификация исследуемого вещества физико-химическими методами в качестве НМ и оценка острой токсичности при его пероральном пути поступления в виде водной суспензии.

Материал и методы

Использован коммерческий препарат высокодисперсного аморфного диоксида кремния «Ори-сил 300» (ООО «Силика», Россия, Московская обл., г. Долгопрудный). Индекс «300» в наименовании продукта означает удельную площадь поверхности в м2/г, определенную методом изотерм адсорбции инертных газов. По физическим свойствам это рентгеноаморфный легкий белый порошок, дающий при диспергации ультразвуком в воде опа-лесцирующий бесцветный коллоидный раствор, стабильный в течение не менее 2 сут.

Размер и форму тестируемого материала оценивали методом трансмиссионной электронной микроскопии (ТЭМ) на просвечивающем электронном микроскопе «JEM-100CX» («JEOL», Япония); методом атомно-силовой микроскопии (АСМ) на приборе «SmartSPM» («АИСТ-НТ», Россия); спек-троакустическим методом на спектроакустичес-ком анализаторе «DT-1202» («Dispersion technology Inc.», США); методом динамического лазерного светорассеяния на анализаторе размера частиц

«Nanotrack Wave» («Microtrac Inc.», США). В двух последних случаях исследование образца проводили после ультразвуковой обработки.

Параметры острой токсичности водной суспензии диоксида кремния при пероральном пути поступления оценивали в соответствии с МУ 1.2.252009 [9]. Для получения водной суспензии препарат диспергировали в дистиллированной воде с помощью ультразвукового гомогенизатора «Sonopuls Hd 3200» («Bandelin», Германия) при комнатной температуре в режиме непрерывной пульсации при 65% мощности в течение 4 мин. Концентрация диоксида кремния в водной суспензии составила 195 мг/мл.

Для установления параметров острой токсичности выполнен эксперимент методом одной точки [7] на 20 половозрелых самцах белых мышей BALB/C массой тела 25,0±2,0 г, возрастом 2,2±0,2 мес. Опытной группе (10 особей) исследуемую водную суспензию диоксида кремния в дозе 10 000 мг/кг вводили однократно внутрижелудочно через зонд в объеме не более 1,5 мл. Во избежание нефизиологического растяжения желудка животных вещество вводили в 2 приема с перерывом в 35 мин; при этом вводимый одномоментно объем жидкости не превышал 0,75 мл. Контрольная группа (10 особей) получала аналогичным способом дистиллированную воду в соответствующем объеме. Критерии токсичности: летальный эффект, среднее время гибели животных, клиническая картина развития интоксикации. Срок наблюдения за животными после введения тестируемого вещества составил 14 сут.

Работа с животными выполнена в соответствии с «Руководством по уходу и использованию лабораторных животных (ILAR, DELS)» [14]. Содержание животных и наблюдение за ними в течение инкубационного периода и во время проведения эксперимента выполняли в соответствии с МУ 1.2.2520-09 [9]. Для унификации исследований животные на протяжении всего эксперимента получали полусинтетический рацион, пищевая и биологическая ценность которого полностью удовлетворяла физиологические потребности [20]. Корма и вода для экспериментальных животных не содержали патогенных организмов и вредных примесей и не влияли на результаты исследований. Доступ к пище и воде не ограничивали.

Животных (контрольной и опытной групп) выводили из эксперимента в соответствии с существующими правилами [14]. Отобранный материал (ободочную и тощую кишку) фиксировали в 10% нейтральном забуференном формалине, далее проводили обезвоживание кусочков тощей и ободочной кишки в спиртах восходящей концентрации, пропитывание хлороформом и парафином, а затем заливали гомогенизи-

44

рованной парафиновой средой «Histomix». Для получения гистологических препаратов изготавливали срезы толщиной 4 мкм на санном микротоме «JUNG SM 2000R» («Leica», Германия) и окрашивали по общепринятой методике гематоксилином и эозином. Полученные препараты исследовали в светооптическом микроскопе «Axiostar» («Carl Zeiss», Германия). Микрофотографии выполняли на светооптическом микроскопе «MEIJI» («Techno», Япония), снабженном камерой «microscopy VISION» («VISION», Канада), при увеличении х100, х200, х400, х800.

Статистическую обработку результатов проводили с использованием двустороннего i-критерия Стьюдента в программе SPSS 17.0.

Результаты и обсуждение

На основании результатов проведенных исследований размера и формы частиц диоксида кремния независимыми методами установлено, что изученный образец диоксида кремния является НМ. Об этом свидетельствует исследование суспензии образца в концентрации 1 мкг/мл методом ТЭМ (рис. 1, а-в). Установлено, что НЧ диоксида кремния на сеточке распределялись в основном в виде больших агрегатов, состоящих из первичных частиц размером 5, 20, 30, 40, 100 нм, и очень небольшого количества отдельных частиц размером 5-20 нм.

Исследование суспензии образца в концентрации 1 мг/мл методом АСМ показало на сканированных изображениях присутствие НЧ диоксида кремния, находящихся преимущественно в агрегированном состоянии. Агрегаты НЧ присутствовали на всех сканах с размером сканируемой области 20х20 мкм2. Примеры характерных агрегатов приведены на рис. 2а (размеры агрегатов варьиро-

вали, достигая максимальной величины до 2 мкм в одном из измерений). Для всех агрегатов отмечено, что структурным элементом является частица с размерами менее 100 нм. Популяция НЧ в составе агрегатов была однородной по морфологии, состояла из сферических частиц размером от 20 до 60 нм. На рис. 2б представлены агрегаты, полученные при большом увеличении, в результате чего на изображениях хорошо различимы отдельные НЧ в составе агрегатов.

Спектроакустическое исследование водной суспензии диоксида кремния в концентрации 5% по массе показало бимодальное распределение частиц по размерам с преобладанием фракции НЧ со средним размером 20-40 нм (рис. 3).

Анализ размера частиц образца в концентрации 1% по массе методом динамического лазерного светорассеяния позволило установить, что в препарате преобладала фракция НЧ со сред-нечисловым гидродинамическим диаметром 56,6±32,1 нм, 90-й перцентиль размера - 91,7 нм (рис. 4). Содержание фракции частиц с диаметром более 100 нм не превышало 10% от общего числа частиц.

Результаты изучения острой токсичности показали, что клиническая картина при однократном внутрижелудочном введении через зонд водной суспензии наноструктурного диоксида кремния в высокой дозе (10 000 мг/кг массы тела) характеризовалась снижением двигательной активности животных в первые 20 мин после введения вещества, слабой реакцией на звуковые раздражители, поверхностным дыханием, что обусловлено неспецифической реакцией на процедуру введения через зонд. У мышей контрольной группы были зафиксированы схожие изменения. В последующий период наблюдения животные сохраняли обычную двигательную активность, безусловные рефлексы и реакции на внешние

ГИГИЕНА ПИТАНИЯ

500 nm

В

»

178 nm

0 nm

159 nm

25 nm

Рис. 2. Изображение суспензии наночастиц диоксида кремния, полученное методом АСМ: а - характерные агрегаты наночастиц диоксида кремния, б - отдельные наночастицы в агрегатах диоксида кремния

#

7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 -

10-2

i

1-1 Т i i i гп-1—I I I I I II

Л

i i i i

10-1

100

Рис. 3. Результаты спектроакустического исследования (бимодальная модель) частиц диоксида кремния по размерам через 27 мин после окончания ультразвуковой обработки

100

1— о 90

J 80

1— 70

га ^ 60

о; ^ 50

о 40

СЕ га 30

со о 20

о ст 10

га Ш 0

0,1

10

20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

1000 10000 Размер частиц, мкм

Рис. 4. Распределение числа частиц диоксида кремния по размерам по данным исследования методом динамического лазерного светорассеяния

0

1

раздражители исходной высоты, корм поедали охотно. Шерсть животных была чистая, блестящая, гладкая.

На протяжении всего срока наблюдения внешний вид, поведение и динамика прибавки массы тела у животных опытной группы не отличались от аналогичных показателей животных контрольной группы (см. таблицу). Снижения поедаемости корма, наличия признаков интоксикации и гибели животных в обеих группах в течение всего срока наблюдения не было.

Макроскопическое исследование тканей внутренних органов животных не выявило патологи-

46

ческих изменений в изучаемой дозе (10 ООО мг/кг массы тела). На примере морфологических исследований тощей и ободочной кишки показано, что у мышей опытной группы в гистологических препаратах ободочной кишки все слои хорошо дифференцируются (рис. 5): слизистая покрыта призматическим эпителием, видны бокаловидные клетки, крипты дифференцируются, имеют широкие просветы. Подслизистый слой рыхлый, представлен нежноволокнистой соединительной тканью с тонкостенными сосудами слабого кровенаполнения. В слизистой и подслизистой оболочках визуализируются единичные лимфоциты (рис. 6). Мышечная

Динамика средней массы тела экспериментальных животных после однократного внутрижелудочного введения через зонд водной суспензии наноструктурного диоксида кремния

Группа животных Средняя масса тела в группе, г (М±т) Прирост средней массы тела в группе к данному показателю до введения вещества, %

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

до введения вещества 3-й день эксперимента 14-й день эксперимента 3-й день эксперимента 14-й день эксперимента

Опыт 25,11±1,51 25,59±1,55 30,09±1,97 3,7 21,8

Контроль 24,71 ±1,38 25,78±1,16 31,43±1,23 4,2 21,4

Достоверность различия (р, критерий Стьюдента) >0,05 >0,05 >0,05 >0,05 >0,05

оболочка типичного вида: в виде 2 слоев (продольного и циркулярного) гладкомышечных клеток. Серозная оболочка тонкая. Гистологические препараты тощей кишки характеризуются сохранностью слоев (рис. 7): кишечные ворсины слизистой тонкие, крипты хорошо дифференцируются, бокаловидные клетки прослеживаются на всем протяжении. Во всех отделах слизистой оболочки небольшие скопления лимфоцитов (рис. 8). Мышечная оболочка тонкая, состоит из двух слоев разнонаправленных пучков гладко-мышечных волокон. Серозная оболочка тонкая, содержит единичные лимфоциты.

У животных контрольной группы (данные не приведены) в гистологических препаратах ободочной кишки визуализируется неизмененная структура стенки. В гистологических препаратах тощей кишки отмечается сохранность структуры стенки, кишечные ворсинки тонкие с рыхлой стромой, прослеживаются бокаловидные клетки. Таким образом, каких-либо различий в морфологии препаратов тощей и ободочной кишки между животными контрольной и опытной групп не выявлено.

Анализ полученных результатов позволяет сделать заключение, что водная суспензия нанострук-

турного диоксида кремния при однократном внут-рижелудочном введении через зонд мышам в дозе 10 000 мг/кг не вызывает гибели и явлений интоксикации. Изменений в интегральных показателях общего состояния экспериментальных животных не наблюдается. В гистологических препаратах ободочной и тощей кишки какие-либо морфологические изменения не выявлены. Таким образом, по критерию LD50 (больше 10 000 мг/кг) изученный наноструктурный диоксид кремния с размером первичных частиц 20-60 нм в виде водной суспензии относится к IV классу опасности (малоопасные вещества) при пероральном пути введения в соответствии с ГОСТ 12.1.007-76. Низкая острая токсичность НЧ диоксида кремния при их введении через желудочно-кишечный тракт может быть связана с весьма низкой биодоступностью (всасываемостью) НЧ диоксида кремния при однократном внутрижелудочном введении, как это можно предположить по аналогии с другими видами оксидных наночастиц (оксиды титана, лантана), не проникающих или очень слабо проникающих через слизистую оболочку кишки, по данным электронной микроскопии [4, 8]. Косвенно об этом свидетельствует и выявленное в настоящей работе отсутствие видимых морфологических изме-

Рис. 5. Неизмененная структура стенки ободочной кишки мыши после однократного перорального введения наноструктурного диоксида кремния в дозе 10 000 мг/кг. Окраска гематоксилином и эозином, х 200

Рис. 6. Единичные лимфоциты в базальных отделах слизистой оболочке ободочной кишки мыши после однократного перорального введения наноструктурного диоксида кремния в дозе 10 000 мг/кг. Окраска гематоксилином и эозином, х 400

47

ГИГИЕНА ПИТАНИЯ

Рис. 7. Неизмененная структура стенки тощей кишки мыши Рис. 8. Скопления лимфоцитов в стенке тощей кишки мыши после однократного перорального введения наноструктурного после однократного перорального введения наноструктурного диоксида кремния в дозе 10 000 мг/кг. Окраска гематоксили- диоксида кремния в дозе 10 000 мг/кг. Окраска гематоксилином

ном и эозином, х 100

и эозином,х 1000

нений в слизистой оболочке тощей и ободочной кишки животных, однократно получавших НЧ БЮ2 в высокой дозе.

Вместе с тем в условиях длительного (подос-трого и хронического) введения НЧ БЮ2 в желудочно-кишечный тракт нельзя исключить проникновения их небольших количеств во внутреннюю среду организма по механизмам персорбции [22], накопления во внутренних органах и возможного токсического действия. Нельзя также исключить и наличия у этого наноматериала и косвенно-

го механизма воздействия на организм, через влияние на состав кишечного микробиоценоза. Поэтому следующим этапом токсикологической оценки НЧ диоксида кремния будет изучение их воздействий на организм лабораторных животных в длительном эксперименте.

Авторы благодарят А.А. Лошкарева, ведущего эксперта Метрологического центра РОСНАНО (г. Долгопрудный) за проведение спектроакустического исследования.

Сведения об авторах

Зайцева Нина Владимировна - доктор медицинских наук, профессор, член-корреспондент РАМН, заслуженный деятель науки РФ, директор ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Роспотребнадзора (Пермь) E-mail: [email protected]

Землянова Марина Александровна - доктор медицинских наук, профессор, заведующая отделом биохимических и цитогенетических методов диагностики ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Роспотребнадзора (Пермь) E-mail: [email protected]

Звездин Василий Николаевич - кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник лаборатории биохимической и наносенсорной диагностики ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Роспотребнадзора (Пермь) E-mail: [email protected]

Довбыш Анастасия Александровна - токсиколог лаборатории метаболизма и фармакокинетики ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Роспотребнадзора (Пермь) E-mail: [email protected]

Гмошинский Иван Всеволодович - доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории пищевой токсикологии и оценки безопасности нанотехнологий ФГБУ «НИИ питания» РАМН (Москва) E-mail: [email protected]

Хотимченко Сергей Анатольевич - доктор медицинских наук, профессор, заведующий лабораторией пищевой токсикологии и оценки безопасности нанотехнологий ФГБУ «НИИ питания» РАМН (Москва) E-mail: [email protected]

#

Сафенкова Ирина Викторовна - кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории имму-нобиохимии ФГБУ «Институт биохимии им. А.Н. Баха» РАН (Москва) E-mail: [email protected]

Акафьева Татьяна Игоревна - специалист по нанотехнологиям лаборатории биохимической и наносен-сорной диагностики ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Роспотребнадзора (Пермь) E-mail: [email protected]

Литература

1. Верников В.М., Арианова Е.А., Гмошинский И.В. и др. Нанотехнологии в пищевых производствах: перспективы и проблемы // Вопр. питания. - 2009. - Т. 78, № 2. - С. 4-17.

2. Верников В.М., Распопов Р.В., Арианова Е.А. и др. Ток-сиколого-гигиеническая оценка препаратов нанострук-турированного диоксида кремния в эксперименте на лабораторных животных // Материалы междунар. науч. конф. «АСТИНТЕХ-2010». - Астрахань: ИД «Астраханский университет», 2010. - Т. 3. - С. 4-7.

3. Зайцева Н.В., Землянова М.А., Звездин В.Н. и др. Токсиколого-гигиеническая оценка безопасности водной суспензии нанодисперсного диоксида кремния, синтезированного методом жидкокристаллического темплатирования // Анализ риска здоровью. - 2013. - № 1. - С. 65-72.

4. Морозов И.А., Хвыля С.И., Лысиков Ю.А. Электронномик-роскопическое изучение проницаемости энтероцитов тонкой кишки для коллоидного лантана в опытах in vitro и in vivo // Физиол. журн. им. И.М. Сеченова. - 1982. - Т. 68, № 9. -С. 1261-1268.

5. О надзоре за продукцией, полученной с использованием нанотехнологий и содержащей наноматериалы: Постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации № 54 от 23.07.2007.

6. О надзоре за производством и оборотом продукции, содержащей наноматериалы: Информационное письмо Роспотребнадзора № 0100/4502-07-02 от 02.05.2007 г.

7. Обоснование гигиенических нормативов химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования: Методические указания. МУ 2.1.5.720-98.

8. Онищенко Г.Е., Ерохина М.В., Абрамчук С.С. и др. Влияние наночастиц диоксида титана на состояние слизистой оболочки тонкой кишки крыс // Бюл. экспер. биол. - 2012. -Т. 154, № 8. - С. 231-237.

9. Токсиколого-гигиеническая оценка безопасности нано-материалов: Метод. указания. МУ 1.2.2520-09.

10. EbbesenM., Jensen T.G. Nanomedicine: techniques, potentials, and ethical implications // J. Biomed. Biotechnol. - 2006. -N l. - Article ID51516. - P. 1-11.

11. Eom H.-J., Choi J. Oxidative stress of silica nanoparticles in human bronchial epithelial cell, Beas-2B // Toxicol. In Vitro. -2009. - Vol. 23, N 7. - P. 1326-1332.

12. Eom H.-J., Choi J. Nanoparticles induced cytotoxicity by oxidative stress in human bronchial epithelial cell, Beas-2B // Environ. Health Toxicol. - 2011. - Vol. 26. - P. e2011013.

13. Fisichella M., Dabboue H., Bhattacharyya S. et al. Mesoporous silica nanoparticles enhance MTT formazan exocytosis in HeLa

cells and astrocytes 2009 // Toxicol. In Vitro. - 2009. - Vol. 23, N 4. - P. 697-703.

14. Guide for the care and use of laboratory animals. 8th ed. / Committee for the Update of the Guide for the Care and Use of Laboratory Animals; Institute for Laboratory Animal Research (ILAR); Division on Earth and Life Studies (DELS); National Research Council of the national academies. - Washington: The National Academies Press, 2011. - 248 p.

15. Holsapple M.P., Farland W.H., Landry T.D. et al. Research strategies for safety evaluation of Nanomaterials. Part II. Toxicological and safety evaluation of nanomaterials, current challenges and data needs // Toxicol. Sci. - 2005. - Vol. 88, N 1. - P. 12-17.

16. Meynen P., Cool E., Vansant F. Verified syntheses of mesoporous materials // Microporous and Mesoporous Materials. -2009. - Vol. 125, N 3. - P. 170-223.

17. Nabeshi H., Yoshikawa T, Matsuyama K. et al. Amorphous nanosilica induce endocytosis-dependent ROS generation and DNA damage in human keratinocytes // Part. Fibre Toxicol. - 2011. - Vol. 8, N 1. - P. 1-10.

18. Napierska D., Thomassen L.C., Rabolli V. et al. Size-dependent cytotoxicity of monodisperse silica nanoparticles in hu-man endothelial cells // Small.- 2009.- Vol. 5, N 7.- P. 846-853.

19. Park M.V., Annema W, Salvati A. et al. In vitro developmental toxicity test detects inhibition of stem cell differentiation by silica nanoparticles // Toxicol. Appl. Pharmacol. - 2009. -Vol. 240, N 1.- P. 108-116.

20. Reeves P.G., Nielsen F.H., FaheyG.C. AIN-93 purified diets for laboratory rodents: final report of the American Institute of Nutrition ad hoc writing committee on the reformulation of the AIN-76A rodent diet // J. Nutr. - 1993. - Vol. 123, N 11. - P. 1939-1951.

21. Thomassen L.C., Aerts A., Rabolli V. et al. Synthesis and characterization of stable mono-disperse silica nanoparticle sols for in vitro cytotoxicity testing // Langmuir.- 2010.- Vol. 26, N 1.- P. 328-335.

22. Volkheimer G. Persorption of particles: physiology and pharmacology // Adv. Pharmacol. Chemother. - 1977. - Vol. 14. -P. 163-187.

23. Yang H., Wu Q., Tang M. et al. In vitro study of silica nanopar-ticle-induced cytotoxicity based on real-time cell electronic sensing system // J. Nanosci. Nanotechnol.- 2010.- Vol. 10, N 1.- P. 561-568.

24. Yang X., Liu J., He H. SiO2 nanoparticles induce cytotoxicity and protein expression alteration in HaCaT cells // Part Fibre Toxicol. - 2010. - Vol. 7, N 1. - P. 1-10.

25. Ye Y., Liu J, Xu J. et al. Nano-SiO2 induces apoptosis via activation of p53 and Bax mediated by oxidative stress in human hepatic cell line // Toxicol. In Vitro. - 2010. - Vol. 24, N 3. - P. 751-758.

49

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.