CC BY
9УДК 57.085.23
Прокопьева С.Б.
лаборант-исследователь Отдел ботанических исследований Института биологических проблем криолитозоны ЯНЦ СО РАН (г. Якутск, Россия)
Ефремова С.И.
лаборант-исследователь НИИ прикладной экологии Севера, Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова
(г. Якутск, Россия)
Спиридонов А.М.
кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник Институт естественных наук, Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова
(г. Якутск, Россия)
ЦИТОТОКСИЧНОСТЬ ЦЕОЛИТА ИЗ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ХОНГУРУУ ПО ОТНОШЕНИЮ К ФИБРОБЛАСТАМ ЖИВОТНЫХ
Аннотация: в работе проведен цитотоксический анализ природного цеолита из месторождения Хонгуруу Республики Саха (Якутия)по отношению к дермальным фибробластам крупного рогатого скота. Представлен статистический анализ. Сведения о цитотоксичности разных фракций цеолитов на клетки организма животных в дальнейшем могут дать основу в их токсикологической оценке и позволят выработать стратегию их безопасного применения в качестве кормовой добавки.
Ключевые слова: цеолит, фибробласты, цитотоксичность.
Широкую известность в кормлении сельскохозяйственных животных в Якутии получили местные нетрадиционные кормовые добавки такие как цеолит хонгурин местонахождения Хонгуруу Сунтарского улуса, свойства которых повышают продуктивность и улучшают физиологическое состояние животных в условиях Якутии.
Важным аспектом, регламентирующим применение сорбентов в сельскохозяйственной практике, является характеристика цитотоксического воздействия на организм продуктивных животных. Цитотоксические эффекты могут быть обусловлены несколькими факторами: так, например, высокую канцерогенную активность некоторых цеолитов связывают с их морфологией, фиброгенную и мутагенную активность, повышенную радиоактивность - с особенностями месторождения. Установлено, что токсичность цеолитов напрямую зависит от размеров их частиц. Цеолит известен и своими антимикробными свойствами.
Учитывая то, что состав цеолита чрезвычайно вариабелен, в том числе и по содержанию микроэлементов, большинство отечественных цеолитовых туфов, в том числе цеолит из месторождения Хонгуру, не оценено с точки зрения возможной цитотоксичности.
Целью данной работы является определение цитотоксичности цеолита месторождения Хонгуруу по отношению к фибробластам крупного рогатого скота.
Материалы и методы. Работа была выполнена в период с июня 2022 по апрель 2023 в лаборатории "Молекулярная палеонтология" НИИ прикладной экологии Севера и лаборатории полимерных композитов для Севера Северо -восточного федерального университета им. М.К. Аммосова
В качестве модели были выбраны смешанные породы крупного рогатого скота из центральных районов Якутии. Культивирование и изучение
морфометрических показателей фибробластов, полученных от крупного рогатого скота, проводили по стандартной методике. Для получения стабильных культур, свободных от грибковой и бактериальной контаминации, нами была модифицирована методика культивирования дермальных фибробластов крупного рогатого скота. Для характеристики цитотоксичности были отобраны цеолиты 3 фракций, с размерами частиц: №1 - 1,25 мм и меньше, №2 - 0,5 мм, №3 - 0,13 мм, из месторождения - Хонгуруу Сунтарского улуса Республики Саха (Якутия). Для определения цитотоксичности цеолиты были добавлены в культуры клеток в зависимости от размеров фракций. В качестве отрицательного контроля использовали интактные клеточные монослои. Жизнеспособность клеток оценивали по активности митохондриальной дегидрогеназы по стандартной методике, основанной на восстановлении тетразолиевого красителя МТТ (3-(4,5-диметилтиазол 2-ил)-2,5-дифенил-тетразолиум бромид). Статистический анализ проводился с использованием программы SPSS 23.0 (разработчик StatSoft.Inc). Для сравнения независимых совокупностей ввиду отсутствия признаков нормального распределения данных использовался U-критерий Манна-Уитни. Критическое значение уровня значимости (р) принималось равным 0,05.
Получены культуры дермальных фибробластов крупного рогатого скота смешанной породы, размерами 20-40 мкм. В 60 мм культуральной чашке число клеток монослоя составило около 5500шт.
Результаты МТТ-теста представлены на рисунке 1. Из представленной диаграммы видно, что наиболее крупная фракция цеолита №1 и №2 не обладает цитотоксичностью для клеток, в данном случае к дермальным фибробластам животных. Возможно, это связано с крупным размером фракции.
Рис. 1. Анализ МТТ-теста оценки цитотоксичности Хонгуринского цеолита на клетки животных. 1,2,3 - фракции цеолита
При сопоставлении показателей, полученных после обработки дермальных фибробластов животных цеолитом, было обнаружено что мелкие фракции №2 и №3 имеют статистически значимые различия (табл. 1).
Таблица 1. Сравнение медиан экспериментальных групп с контрольной (тест Манна-Уитни)
Контроль 1 (50/1000) Р=0,002
Контроль 1 (100/1000) Р=0,002
Контроль 2 (50/1000)
Контроль 2 (100/1000) Р=0,009
Контроль 3 (50/1000)
Контроль
(100/1000)
Таким образом, было выявлено что пылевидные частицы (0,13 мм) природного цеолита из месторождения Хонгуруу Сунтарского улуса Республики (Саха) Якутия, обладают выраженной цитотоксичностью в отношении дермальных фибробластов животных.
Сведения о цитотоксичности разных фракций цеолитов на клетки организма животных в дальнейшем могут дать основу в их токсикологической оценке и позволят выработать стратегию их безопасного применения в качестве кормовой добавки.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Влияние минеральной кормовой добавки на рост и развитие молодняка крупного рогатого скота в Якутии / И. И. Слепцов, В. В. Панкратов, Н. М. Черноградская [и др.] // Наука и бизнес: пути развития. - 2018. - № 10(88). - С. 93-95.
2. Влияние цеолитовой и цеолито-сапропелевой кормовых добавок на молочную продуктивность кобыл мегежекской породы и качество кумыса в условиях Центральной Якутии : диссертация ... кандидата сельскохозяйственных наук : 06.02.08 / Сидоров Андрей Андреевич; [Место защиты: ФГБОУ ВО «Ульяновский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина»]. - Якутск, 2020. -137 с. : ил.
3. Рябезов М.Б. Использование природных цеолитов Южного Урала // Зоотехния. - 2002. - № 2. - С. 16.
4. Чернов, А. Н. Характеристика цитотоксичности нативного цеолита в отношении эпителиальных клеток крупного рогатого скота / А. Н. Чернов, Д. М. Афордоаньи, Е. А. Прищепенко // Аграрная наука. - 2022. - № 7-8. - С. 40-43. -БОТ 10.32634/0869-8155-2022-361 -7-8-40-43.
5. Черноградская, Н. М. Цеолит месторождения Хонгуруу в рационе молодняка гусей / Н. М. Черноградская, М. Ф. Григорьев, А. И. Григорьева // Птицеводство. - 2018. - № 3. - С. 18-21.
Prokopieva S.B.
Department of Botanical Research of the Institute of Biological Problems of the Permafrost, YSC SB RAS (Yakutsk, Russia)
Efremova S.I.
North-Eastern Federal University (Yakutsk, Russia)
Spiridonov A.M.
North-Eastern Federal University (Yakutsk, Russia)
CYTOTOXICITY OF ZEOLITE FROM THE HONGURUU DEPOSIT TO ANIMAL FIBROBLASTS
Abstract: in the work, a cytotoxic analysis of natural zeolite from the Khonguruu deposit of the Republic of Sakha (Yakutia) was carried out in relation to dermal fibroblasts of cattle. Statistical analysis is presented. Information on the cytotoxicity of different fractions of zeolites on the cells of the animal organism can further provide a basis for their toxicological assessment and allow developing a strategy for their safe use as a feed additive.
Keywords: zeolite, fibroblasts, cytotoxicity.
