НАНОЧАСТИНКИ ОКСИДУ ЦИНКУ ПОСИЛЮЮТЬ ВИКЛИКАНИЙ ГЕРБІЦИДОМ ГЛІФОСАТОМ ОКСИДАТИВНИЙ ТА НІТРООКСИДАТИВНИЙ СТРЕС
DOI:
https://doi.org/10.11603/1811-2471.2020.v.i2.11314Ключові слова:
наночастинки оксиду цинку, гліфосат, оксидативний та нітрооксидативний стресАнотація
Розвиток нанотехнологій сприяє появі нових ультрависокодисперсних форм речовин – наноматеріалів, які широко використовують у наукових дослідженнях, промисловості та медицині. Характерна для наночастинок здатність посилювати транспорт хімічних речовин і лікарських засобів у клітини і через бар’єри організму робить актуальним питання про можливість потенціювання токсичної дії хімічних контамінантів при їх сумісному надходженні в організм.
Мета – вивчити вплив наночастинок оксиду цинку на здатність гербіциду гліфосату викликати оксидативний та нітрооксидативний стрес у сироватці крові й печінці експериментальних щурів.
Матеріал і методи. Досліди виконані на щурах-самцях, яким внутрішньошлунково протягом 14 днів вводили у вигляді суспензії 0,5 мл наночастинок ZnO у дозі 100 мг/кг та гліфосат (у формі гербіциду раундапу) в дозі 250 мг/кг маси тіла. Токсиканти вводили сумісно та окремо. У сироватці й печінці визначали сумарну активність NO-синтази, каталази, супероксиддисмутази, вміст NOх, ТБК-активних продуктів, окисномодифікованих білків, відновленого глутатіону, церулоплазміну і загальну антиоксидну активність сироватки.
Результати. Встановлено, що під впливом наночастинок оксиду цинку більшість показників зазнавали негативних змін. Введення щурам гербіциду гліфосату призводило до більш вираженого зсуву всіх досліджуваних показників. Проте максимальні зміни показників зареєстровано у групі тварин, яким сумісно вводили наночастинки оксиду цинку та гліфосат. У цьому випадку показники вмісту ТБК-активних продуктів, NOx, окисно-модифікованих білків й активності NO-синтази і супероксиддисмутази в сироватці крові та гомогенаті печінки щурів достовірно погіршувалися, порівняно з аналогічними показниками у групі тварин, яким вводили тільки гербіцид.
Висновок. Наночастинки оксиду цинку посилюють здатність гербіциду гліфосату викликати оксидативний і нітрооксидативний стрес у сироватці крові й печінці експериментальних щурів.
Посилання
Andreyeva, L.I., Kozhemyakin, L.A., & Kishkun A.A. (1988). Modifikatsiya metoda opredeleniya perekisey lipidov v teste s tiobarbiturovoy kislotoy [Modification of the method of lipid peroxides determination by the test with thiobarbituric acid]. Laboratornoye delo – Laboratory Work, 11, 41-43 [in Russian].
Kolb, V.G., & Kamyshnikov, V.S. (1982). Spravochnik po klinicheskoy khimii [Manual oт Сlinical Chemistry]. Minsk: Belarus[in Russian].
Koroliuk, M.A., Ivanova, L.I., & Mayorova, I.G. (1988). Metod opredeleniya aktivnosti katalazy [Method of catalase activity determination]. Laboratornoye delo – Laboratory Work, 1, 16-19 [in Russian].
Lakhtin, V.M., Afanasev, S.S., Lakhtin, M.V. ( 2008). Nanotekhnologii i perspektivy ikh ispolzovaniya v meditsine i biotekhnologii [Nanotechnology and the prospects for their use in medicine and biotechnology]. Vestn. RAMN – Bulletin of RAMN, 4, 50-55 [in Russian].
Leonenko, N.S., Demetska, O.V., & Leonenko, O.B. (2016). Osoblyvosti fizyko-khimichnykh vlastyvostei ta toksychnoi dii nanomaterialiv – do problemy otsinky yiknoho nebezpechnoho vplyvu na zhyvi orhanizmy (ohliad literatury) [Features of physicochemical properties and toxic effects of nanomaterials – to the problem of assessing their dangerous effects on living organisms]. Suchasni problemy toksykolohii, kharchovoi ta khimichnoi bezpeky – Modern Problems of Toxicology, Food and Chemical Safety, 1, 64–77 [in Ukrainian].
Meshchyshen, I.F. (1998). Metod vyznachennia okysliuvalnoi modyfikatsii bilkiv plazmy (syrovatky) krovi [Method of determination of oxidative modification of plasma (blood serum) proteins]. Bukovynskyi medychnyi visnyk – Bukovynian Medical Journal, 1 (2), 156-158 [in Ukrainian].
Mykytiuk, M. V. (2011). Nanochastynky ta perspektyvy yikh zastosuvannia v biolohii i medytsyni [Nanoparticles and prospects for their application in biology and medicine]. Problemy ekolohii ta medytsyny – Problems of Ecology and Medicine, 5-6, 41-49 [in Ukrainian].
Trakhtenberh, I.M., & Dmytrukha, N.M. (2013). Nanochastynky metaliv, metody otrymannia, sfery zastosuvannia, fizyko-khimichni ta toksychni vlastyvosti [Metal nanoparticles, production methods, areas of application, physicochemical and toxic properties]. Ukrainskyi zhurnal z problem medytsyny pratsi – Ukrainian Journal on Problems of Work Medicine, 4 (37), 62-74[in Ukrainian].
Chevari, S., Chaba, I., & Sekei, Y. (1985). Rol superoksiddismutazy v okislitelnykh protsessakh kletki i metod opredeleniya yeye v biologicheskom materiale [Importance of superoxide dismutase in oxidative processes of a cell and method of its determination in biological material]. Laboratornoye delo – Laboratory Work, 11, 678-681 [in Russian].
Chekman, I.S. (2009). Nanochastynky: vlastyvosti ta perspektyvy zastosuvannia [Nanoparticles: properties and usage perspectives]. Ukrainskyi biokhimichnyi zhurnal – Ukrainian Biochemistry Journal, 1 (81), 122-129 [in Ukrainian].
Chekman, I.S., Ulberh, Z.R., Rudenko, A.D., Marushko, Yu.V., Hruzina, T.H., Reznichenko, L.S., Dybkova, S.M., Hrebelnyk A.I. (2013). Tsynk i nanotsynk: vlastyvosti, zastosuvannia u klinichnii praktytsi [Zinc and nanozinc: dominance, stagnation in clinical practice]. Ukr. med. Chasopys – Ukrainian Medical Review, 2 (94, III/IV, 42-47 [in Ukrainian].
Ellman, G.L. (1959). Tissne sulfhydryl group. Arch. of Bioch. and Biophys. (82), 70-77. DOI: https://doi.org/10.1016/0003-9861(59)90090-6
Howaida, N., Atti, H., Shalaby, M., Arafah, M. (2013). Oral exposure to zinc oxide nanoparticles induced oxidative damage, inflammation and genotoxicity in rat’s lung. Life Science Journal, 10 (1), 1969-1979.
Jiang, J., & Cai, J. (2018). The advancing of zinc oxide nanoparticles for biomedical applications. Bioinorganic Chemistry and Applications. Article ID 1062562, 18. Retrieved from: https://doi.org/10.1155/2018/1062562. DOI: https://doi.org/10.1155/2018/1062562
Neiva, TJC., Moraes, ACR., Schwyzer, R., Rocha,TRF., Fries, DM., Silva, AM., & Benedetti, AL. (2010). In vitro effect of the herbicide glyphosate on human blood platelet aggregation and coagulation. Rev. Bras. Hematol. Hemoter., 32 (4), 291-294. DOI: https://doi.org/10.1590/S1516-84842010005000087
Ridnour, L., Sim, J.E. & Hayward, M. (2000). A spectrophotometric method for the direct detection and quantitation of nitric oxide, nitrite, and nitrate in cell culture media. Anal. Biochem., 281, 223-229. DOI: https://doi.org/10.1006/abio.2000.4583
Silva, E. Da., Kembouchea, Y., Tegnera, U., Baunb, A., & Keld A. (2019). Jensen Interaction of biologically relevant proteins with ZnO nanomaterials: Aconfounding factor for in vitro toxicity endpoints. Toxicology in Vitro, 56, 41-51. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tiv.2018.12.016
Stock, J., Gutteridge, J.M. & Sharp, R.J. (1974). Assay using brain homogenate for measuring the antioxidant activity of biological fluids. Clin. Sci. and Mol. Med., 47, 215-222. DOI: https://doi.org/10.1042/cs0470215
Stuehr, D.N., Kwon, N.S. & Nathan, C. (1991). Hydroxy-L-arginine is an intermediate in the biosynthesis of nitric oxide from L-arginine. J. Biol. Chem., 266, 6259-6263. DOI: https://doi.org/10.1016/S0021-9258(18)38112-2
Wang, B., Feng, W., & Wang, M. (2008). Acute toxicological impact of nano- and submicroscaled zinc oxide powder on healthy adult mice. Journal of Nanoparticle Research, 10 (2), 263-276. DOI: https://doi.org/10.1007/s11051-007-9245-3
