ЗМІНИ ЦИТОКІНОВОГО ПРОФІЛЮ КРОВІ ЩУРІВ ЗА УМОВ СПІЛЬНОЇ ДІЇ НАНОЧАСТИНОК ДІОКСИДУ КРЕМНІЮ І ХІМІЧНОГО ТОКСИКАНТА АЦЕТАТУ СВИНЦЮ
DOI:
https://doi.org/10.11603/2415-8798.2017.3.8093Ключові слова:
наночастинки, діоксин кремнію, ацетат свинцю, цитокіни.Анотація
Резюме. Відома для наночастинок здатність посилювати транспорт хімічних речовин і лікарських засобів в клітини і через бар’єри організму робить актуальним питання про можливість потенціювання токсичної дії хімічних контамінантів при їх сумісному надходженні в організм з наночастинками.
Мета дослідження – оцінити інтегральний ефект наночастинок діоксиду кремнію і хімічного токсиканта ацетату свинцю на цитокіновий профіль сироватки крові.
Матеріали і методи. Досліди проведено на 40 безпородних білих щурах-самцях масою 150-160 г, яких було поділено на 4 групи. Тваринам 1-ї (контрольної) групи щоденно внутрішньошлунково вводили фізіологічний розчин. Щури 2-ї групи отримували колоїдний розчин наночастинок діоксину кремнію в дозі 50 мг/кг маси тіла. Тваринам 3-ї групи вводили ацетат свинцю у вигляді водного розчину в дозі 20 мг/кг маси тіла (у перерахунку на свинець), 4-ї – щоденно вводили розчин наночастинок діоксиду кремнію сумісно з ацетатом свинцю протягом 3-х тижнів у вищезазначених дозах. В сироватці крові щурів визначали концентрацію цитокінів TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-4, IL-10 методом імуноферментного аналізу. Отримані показники обробляли статистично.
Результати досліджень та їх обговорення. Встановлено, що під впливом наночастинок діоксиду кремнію досліджувані показники не зазнавали достовірних змін. У сироватці крові щурів, яким вводили ацетат свинцю, встановлено значне збільшення концентрації прозапальних цитокінівTNF-α, IL-1β, IL-6 і зниження рівня протизапальних IL-4 и IL-10. Найбільш суттєво цитокіновий профіль змінювався у сироватці крові тварин на фоні сумісного введення наночастинок діоксиду кремнію й ацетату свинцю. У цьому випадку концентрація TNF-α, IL-1β та IL-6 була достовірно вищою на 27, 18,8 і 36,9 % (p<0,05) відповідно, а вміст IL-4 і IL-10 достовірно зменшувався на 25,8 і 24,7 % (p<0,05) відповідно, порівняно з групою тварин, яким вводили тільки хімічний токсикант.
Висновки. Наночастинки діоксиду кремнію посилюють здатність хімічного токсиканта ацетату свинцю підвищувати продукцію прозапальних цитокінів та знижувати продукцію протизапальних цитокінів.
Посилання
Babiy, V.F., Kondratenko, O.YE., Artysyuk, M.V. (2011). Vplyv nanochastok metaliv ta yikh oksydiv na orhanizmy ta ekosystemy [Influence of nanoparticles of metals and their oxides on organisms and ecosystems]. Hihiyena naselenykh mistsʹ– Hygiene of populated places, 57, 438–442 [in Ukrainian].
Solov'yev, S.N., Bodu, S.ZH. (2010) Nano-Vyzovy: sotsial'no-ekologicheskiy aspekt [Nano-Challenges: The Socio-Ecological Aspect]. Naukovi pratsi. Seriya: Tekhnohenna bezpeka – Scientific works Series: Technological safety, 137(124), 33–41 [in Russian].
Chekman, I.S., Kozak, L.I., Nitsak, O.V., Voronin, YE.F. (2010). Novi mozhlyvosti zastosuvannya nanochastynok kremniyu u medytsyni ta farmatsiyi [New opportunities for the use of silicon nanoparticles in medicine and pharmacy]. Visnyk farmakolohiyi ta farmatsiyi – Bulletin of Pharmacology and Pharmacy, 4, 8–14 [in Ukrainian].
Peters, R., Kramer, E., Oomen A.G., et al. (2012). Presence of nano-sized silica during in vitro digestion of foods containing silica as a food additive. American Chemical Society Nano, 6, 2441–2451.
Ivanov, S., Zhuravsky, S., Yukina, G., Tomson, V., Korolev, D., Galagudza M. (2012). In VivoToxicity of Intravenously Administered Silica and Silicon Nanoparticles. Materials, 5, 1873-1889.
Slowing, I.I., Vivero-Escoto, J.L., Wu, C.W., Lin, V.S. (2008). Mesoporous silica nanoparticles as controlled release drug delivery and gene transfect ion carriers. Advanced Drug Delivery Reviews, 60, 1278–1288.
Malvindi, M.A., Brunetti, V., Vecchio, G., Galeone, A.; Cingolani, R., Pompa, P.P. (2012). SiO2 nanoparticles biocompatibility and their potential for gene delivery and silencing. Nanoscale, 4, 486–495.
Ye, Y.Y., Liu, J.W., Chen, M.C., Sun, L.J., Lan, M.B. (2010) In vitro toxicity of silica nanoparticles in myocardial cells. Environmental Toxicology and Pharmacology, 29, 131–137.
Kumar, R., Roy, I., Ohulchanskky, T.Y., Vathy, L.A., Bergey, E.J., Sajjad, M., Prasad, P.N. (2010). In vivo biodistribution and clearance studies using multimodal organically modified silica nanoparticles. American Chemical Society Nano, 4, 699–708.
Xie, G., Sun, J., Zhong, G., Shi, L., Zhang, D. (2010). Biodistribution and toxicity of intravenously administered silica nanoparticles in mice. Archives of Toxicology, 84, 183–190.
Isoda, K.; Hasezaki, T.; Kondoh, M.; Tsutsumi, Y.; Yagi, K. (2011). Effect of surface charge on nano-sized silica particle-induced liver injury. Pharmazie, 66, 278–281.
Ryman-Rasmussen, J. P., Riviere, J. E. Monteiro-Riviere N. A. (2006). Penetration of intact skin by quantum dots with diverse physicochemical properties. Toxicological Sciense, 91,159–165.
Vallhov, H., Qin, J., Johansson, S. M., et al. (2006). The importance of an endotoxin-free environment during the production of nanoparticles used in medical applications. Nano Letters, 6, 1682–1686.
Hordiyenko, V.V., Kosuba R.B. (2016) Vikovi osoblyvosti ekolohichno obumovlenoho nakopychennya vazhkykh metaliv v orhanakh intaktnykh laboratornykh shchuriv [Age peculiarities of ecologically conditioned accumulation of heavy metals in organs of intact laboratory rats]. Klinichna ta eksperymentalʹna patolohiya – Clinical and Experimental Pathology, XV, 3 (57), 26-29 [in Ukrainian].
Trakhtenberh, I.M. Luhovsʹkyy, S.P., Dmytrukha, N.M., Lubyanova, I.P. , Talakin, YU.M., Marchenko T.D. (2013). Svyntseva nebezpeka v Ukrayini: suchasni realiyi, problemy ta shlyakhy vyrishennya [Leading danger in Ukraine: current realities, problems and solutions]. Naukovyy zhurnal MOZ Ukrayiny – Scientific Journal of the Ministry of Health of Ukraine, 3(4), 50-60 [in Ukrainian].
Onishchenko, G. G., Tutel'yan, V. A., Gmoshinskiy, I. V. i dr. (2011). Poryadok i metody otsenki vozdeystviya iskusstvennykh nanochastits i nanomaterialov na toksicheskoye deystviye khimicheskikh veshchestv: metodicheskiye rekomendatsii. MR 1.2.0054–11 [Order and methods for assessing the impact of artificial nanoparticles and nanomaterials on the toxic effect of chemicals: methodological recommendations. MR 1.2.0054-11]. M.: Federal Center for Hygiene and Epidemiology of Rospotrebnadzor, 39 [in Russian].
European convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purposes. (1986). Council of Europe. Strasbourg, 123, 52.
Prokhorenko, T. S., Saprina, T. V., Lazarenko, F. E., Ryazantseva, N. V., Vorozhtsova, I. N., Novitskiy V. V. (2011). Sistema faktora nekroza opukholey a v patogeneze autoimmunnogo sakharnogo diabeta [System of tumor necrosis factor α in the pathogenesis of autoimmune diabetes mellitus]. Byulleten' sibirskoy meditsiny – Bulletin of Siberian Medicine, 1, 64–69 [in Russian].
Offor, S.J., Mbagwu, H.O.C., Orisakwe O.E. (2017). Lead Induced Hepato-renal Damage in Male Albino Rats and Effects of Activated Charcoal. Frontiers in Pharmacology, 8, 107.
Singh, V. K., Mishra, K. P., Rani, R. et al. (2003). Immunomodulation by Lead. Immunologic Research, 28/2, 151–165.
Flora, G., Gupta, D., Tiwari A. (2012). Toxicity of lead: a review with recent updates. Interdisciplinary Toxicology, 5, 47–58.
Chekman I.S. (2011). Nanonauka v Ukrayini: do problemy doslidzhennya. (Istorychnyy aspekt i suchasnistʹ) [Nanoscience in Ukraine: to the research problem. (Historical aspect and modernity)]. Sovremennyye problemy toksikologii – Modern problems of toxicology, 1/2, 16–21 [in Ukrainian].
Puja Khanna, Cynthia Ong, Boon Huat Bay and Gyeong Hun Baeg Nanotoxicity: An Interplay of Oxidative Stress, Inflammation and Cell Death // Nanomaterials 2015, 5, 1163-1180.
Park, E.-J., Park, K. (2009). Oxidative stress and pro-inflammatory responses induced by silica nanoparticles in vitro and in vitro. Toxicological. Letters, 184, 18–25.
Kusaka, T., Nakayama, M., Nakamura, K., Ishimiya, M., Furusawa, E., Ogasawara, K. (2014). Effect of silica particle size on macrophage inflammatory responses. PLoS One, 9(3), e92634.
Wallach, D., Kang, T.-B., Kovalenko, A. (2014). Concepts of tissue injury and cell death in inflammation: A historical perspective. Nature Reviews Immunology, 14, 51–59.
Li, J.J.E., Muralikrishnan, S., Ng, C.-T., Yung, L.-Y.L., Bay, B.-H. (2010). Nanoparticle-induced pulmonary toxicity. Experimental Biology and Medicine, 235, 1025–1033.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
