Preview

Российские нанотехнологии

Расширенный поиск

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ТКАНЕЙ ЛЕГКИХ МЫШЕЙ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ НАНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ ОКСИДА НИКЕЛЯ

Полный текст:

Аннотация

При однократной 4-часовой ингаляционной экспозиции оксидом никеля с размером частиц 17– 40 нм в фактической концентрации 1,34 ± 0,07 мг/дм3 в тканях легких мышей линии BALB/C массой 25–30 г опытной группы установлена очаговая периваскулярная и перибронхиальная лимфоидная инфильтрация с примесью макрофагов и эозинофилов. Данные изменения не обнаружены у мышей группы сравнения, подвергнутых аналогичному воздействию микродисперсного оксида никеля, и мышей контрольной группы. Исследование изменений альвеолярного рисунка, оцениваемых методом фрактального анализа изображений, показало, что более выраженные изменения фрактальной размерности возникают именно при воздействии наночастиц оксида никеля. Значение фрактальной размерности альвеолярного рисунка в легких мышей опытной группы на 7 % больше значения в контрольной группе и на 4 % больше значения в группе сравнения. Наибольшее значение фрактальной размерности установлено для участков, подверженных лимфоидной инфильтрации: на 11 % превышает данный показатель в контрольной группе и на 7 % — в группе сравнения. Наибольшее число альвеолярных элементов с коэффициентом сферичности 0,7–0,8 наблюдается в контрольной группе, для групп сравнения и опыта данный показатель снижается, возрастает число элементов с коэффициентом 0,4–0,5, появляются сильно деформированные элементы с коэффициентом 0,2. Наибольшее значение фактора дисперсности установлено в контрольной группе, наименьшее — в опытной группе. Выявленные изменения ткани легких свидетельствуют о большей токсичности наноразмерных частиц оксида никеля по сравнению с микродисперсным аналогом.

Об авторах

Н. В. Зайцева
Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения
Россия
614045, Пермь, ул. Монастырская, 82.


М. А. Землянова
Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения; Пермский государственный национальный исследовательский университет; Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Россия

614045, Пермь, ул. Монастырская, 82; 

614990, Пермь, ул. Букирева, 15; 

614990, Пермь, Комсомольский просп., 29.



А. М. Игнатова
Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения; Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Россия

614045, Пермь, ул. Монастырская, 82; 

614990, Пермь, Комсомольский просп., 29.



М. С. Степанков
Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения; Пермский государственный национальный исследовательский университет
Россия

614045, Пермь, ул. Монастырская, 82;

614990, Пермь, ул. Букирева, 15.



Список литературы

1. Макаров Д.В. Прогноз развития мирового рынка нанопорошков // Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки. 2014. Т. 1. № 8. C. 97–102.

2. Nickel(II) oxide nanopowder, <50 nm particle size (TEM), 99.8 % trace metals: material safety data sheet (MSDS) // SigmaAldrich. 2014. 8 p.

3. Horie M., Fukui H., Endoh Sh., Maru J., Miyauchi A., Shichiri M., Fujita K., Niki E., Hagihara Y., Yoshida Y., Morimoto Y., Iwahashi H. Comparison of acute oxidative stress on rat lung induced by nano and fine-scale, soluble and insoluble metal oxide particles: NiO and TiO 2 // Inhalation Toxicol. 2012. V. 24. № 7. P. 391–400.

4. Pietruska J.R., Liu X., Smith A., McNeil K., Weston P., Zhitkovich A., Hurt R., Kane A.B. Intracellular mobilization of nickel, and HIF-1α activation in human lung epithelial cells exposed to metallic nickel and nickel oxide nanoparticles // Toxicol Sci. 2011. V. 124. № 1. Р. 138–148.

5. Munoz A., Costa M. Elucidating the mechanisms of nickel compound uptake: A review of particulate and nano-nickel endocytosis and toxicity // Toxicol Appl Pharmacol. 2012. V. 260. № 1. Р. 1–16.

6. Capasso L., Camatini M., Gualtieri M. Nickel oxide nanoparticles induce inflammation and genotoxic effect in lung epithelial cells // Toxicol Lett. 2014. V. 226. № 1. Р. 28–34.

7. Nishi K., Morimoto Y., Ogami A., Murakami M., Myojo T., Oyabu T., Kadoya C., Yamamoto M., Todoroki M., Hirohashi M., Yamasaki S., Fujita K., Endo S., Uchida K., Yamamoto K., Nakanishi J., Tanaka I. Expression of cytokine-induced neutrophil chemoattractant in rat lungs by intratracheal instillation of nickel oxide nanoparticles // Inhalation Toxicol. 2009. V. 21. № 12. Р. 1030–1039.

8. Horie M., Nishio K., Fujita K., Kato H., Nakamura A., Kinugasa S., Endoh S., Miyauchi A., Yamamoto K., Murayama H., Niki E., Iwahashi H., Yoshida Y., Nakanishi J. Ultrafine NiO particles induce cytotoxicity in vitro by cellular uptake and subsequent Ni(II) release // Chem Res Toxicol. 2009. V. 22. № 8. Р. 1415–1426.

9. Mizuguchi Y., Myojo T., Oyabu T., Hashiba M., Lee B.W., Yamamoto M., Todoroki M., Nishi K., Kadoya C., Ogami A., Morimoto Y., Tanaka I., Shimada M., Uchida K., Endoh S., Nakanishi J. Comparison of dose-response relations between 4-week inhalation and intratracheal instillation of NiO nanoparticles using polimorphonuclear neutrophils in bronchoalveolar lavage fluid as a biomarker of pulmonary inflammation // Inhalation Toxicol. 2013. V. 25. № 1. P. 29–36.

10. Braakhuis H.M., Park M.V., Gosens I., Jong W.H., Cassee F.R. Physicochemical characteristics of nanomaterials that affect pulmonary inflammation // Part Fibre Toxicol. 2014. V. 11. № 18. P. 1–25.

11. Исаева В.В., Каретин Ю.А., Чернышев А.В., Шкуратов Д.Ю. Фракталы и хаос в биологическом морфогенезе. Владивосток, 2004. 128 c.

12. Adam R.L., Silva R.C., Pereira F.G., Leite N.J., Lorand-Metze I., Metze K. The fractal dimension of nuclear chromatin as a prognostic factor in acute precursor B lymphoblastic leukemia // Cell Oncol. 2006. V. 28. № 1–2. P. 55–59.

13. Mashiah A., Wolach O., Sandbank J., Uziel O., Raanani P., Lahav M. Lymphoma and leukemia cells possess fractal dimensions that correlate with their interpretation in terms of fractal biological features // Acta Haematol. 2008. V. 119. № 3. P. 142–150.

14. Muniandy S.V., Stanlas J. Modelling of chromatin morphologies in breast cancer cells undergoing apoptosis using generalized Cauchy Field // Comput Med Imaging Graph. 2008. V. 32. № 7. P. 631–637.

15. Losa G.A. Fractals and their contribution to biology and medicine // Medicographia. 2012. V. 3. № 34. P. 364–374.

16. Guide for the care and use of laboratory animals // National Research Council of the national academies. Washington: The National academies press, 2011. 248 p.

17. Божокин С.В., Паршин Д.А. Фракталы и мультифракталы. Ижевск: Регулярная и хаотическая динамика, 2001. 128 с.

18. Игнатова А.М., Верещагин В.И. Применение метода анализа изображений в исследовании и статистической оценке параметров частиц твердой составляющей сварочных аэрозолей силикатного и оксидного состава // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. 2017. Т. 19. № 1. С. 41–57.

19. Беленко О.А. Влияние размеров и формы частиц на свойства атмосферных аэрозолей // Мониторинг окружающей среды, геоэкология, дистанционные методы зондирования Земли и фотограмметрия. Ч. 1: Сб. мат-лов междунар. науч. конгресса «Гео-Сибирь-2006». Новосибирск: СГГА, 2006. Т. 3. С. 163–167.

20. Weyn B., Jacob W., Van de Wouwer G., Da Silva V., Montironi R., Thompson D., Bartels H.G., Van Daele A., Bartels P.H. Fractal dimension, form and shape factors for the quantification of nuclear signature profiles // Fractals Biol Med. 2002. № 3. P. 42–49.

21. Weibel E.R. Fractal geometry: a design principle for living organisms // Am J Physiol. 1991. V. 261. № 6. P. 361–369.

22. Elsabahy M., Wooley K. Cytokines as biomarkers of nanoparticle immunotoxicity // Chem Soc Rev. 2013. V. 42. № 12. P. 5552–5576.

23. Mo Y., Zhu X., Hu X. Cytokine and NO release from peripheral blood neutrophils after exposure to metal nanoparticles: in vitro and ex vivostudies // Nanotoxicol. 2008. V. 2. № 2. P. 79–87.


Просмотров: 66


ISSN 1992-7223 (Print)