Эффекты субхронической экспозиции наночастиц оксида марганца на центральную нервную систему, перекисное окисление липидов и ферменты антиоксидантной системы крыс

Файл статьи: 
Иконка PDF health-risk-analysis-2014-4-9.pdf
УДК: 
615.9, 614.7
DOI: 
10.21668/health.risk/2014.4.09
Авторы: 

Н.В. Зайцева1, М.А. Землянова1, В.Н. Звездин1, Т.И. Акафьева2, Д.Л. Мазунина2, А.А. Довбыш1

Организация: 

1 ФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения», Россия, 614045, г. Пермь, ул. Монастырская, 82,
2 ФГБОУ ВПО «Пермский государственный национальный исследовательский университет», Россия, 614990, г. Пермь, ул. Букирева, 15

Аннотация: 

Нанодисперсные частицы оксида марганца (MnO) в силу высокой реакционной способности широко используются в качестве активной субстанции при производстве сорбентов и катализаторов, используемых в технологиях утилизации жидких отходов. Поступление MnO в составе сточных вод в открытые водоемы, являющиеся источниками питьевого водоснабжения населения, представляет собой потенциальную опасность для здоровья человека. Однако последствия воздействия на организм MnO при пероральном поступлении с питьевой водой практически не изучены. В исследовании выполнена оценка изменения показателей активности процессов перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты, баланса медиаторов ЦНС в сыворотке крови при пероральном введении через зонд крысам линии Wistar водной суспензии нанодисперсного MnO c размером частиц 15–29 нм. Дозы MnO 260, 50, 10 и 5 мг/кг массы тела/сут. вводили ежедневно в течение 90 дней. Показано, что MnO вызывает активацию перекисного окисления липидов (по повышению уровня гидроперекисей липидов и малонового диальдегида в сыворотке крови) и снижение активности антиоксидатной системы (по снижению уровня общего антиоксидатного статуса и Cu/Zn-супероксиддисмутазы в сыворотке крови). Установлено нарушение соотношения нейромедиаторов по повышению уровня глутамата и снижению уровня γ-аминомасляной кислоты в сыворотке крови. В дозе 5 мг/кг в день нанодисперсный MnO перечисленных эффектов не вызывает. Установленные негативные эффекты подтверждаются морфологическими изменениями в тканях мозга (в коре больших полушарий и мозжечке).

Ключевые слова: 
оксид марганца, наночастицы, головной мозг, нейротоксичность, оксидантный стресс, антиоксидантная активность
Эффекты субхронической экспозиции наночастиц оксида марганца на центральную нервную систему, перекисное окисление липидов и ферменты антиоксидантной системы крыс / Н.В. Зайцева, М.А. Землянова, В.Н. Звездин, Т.И. Акафьева, Д.Л. Мазунина, А.А. Довбыш // Анализ риска здоровью. – 2014. – №4. – С. 66–77
Список литературы: 
  1. Гланц С. Медико-биологическая статистика: пер. с англ. – М.: Практика, 1998. – 459 с.
  2. Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. – М: Мир, 1984. – 306 с.
  3. Онищенко Г.Г. Стратегия безопасности наноиндустрии // Здоровье населения и среда обитания. – 2011. – № 5. – С. 4–8.
  4. Токсиколого-гигиеническая оценка безопасности нано- и микродисперсного оксида марганца (III, IV) / Н.В. Зайцева, М.А. Землянова, В.Н. Звездин, Е.В. Саенко, А.В. Тарантин, Р.Р. Махмудов, О.В. Лебе-динская, С.В. Мелехин, Т.И. Акафьева // Вопросы питания. – 2012. – Т. 81, № 5. – С. 13–19.
  5. Afeseh Ngwa H., Kanthasamy A., Gu Y., Fang N. Manganese nanoparticle activates mitochondrial depen-dent apoptotic signaling and autophagy in dopaminergic neuronal cells // Toxicol. Appl. Pharmacol. – 2011. – Vol. 256. – P. 227–240.
  6. Comparison of manganese oxide nanoparticles and manganese sulfate with regard to oxidative stress, uptake and apoptosis in alveolar epithelial cells / R. Frick, B. Müller-Edenborn, A. Schlicker, B. Rothen-Rutishauser // Toxicol Lett. – 2011. – Vol. 205. – P. 163–172.
  7. Сrittenden P.L, Filipov N.M. Manganese-induced potentiation of in vitro proinflammatory cytokine pro-duction by activated microglial cells is associated with persistent activation of p38 MAPK // Toxicology in Vitro. – 2008. – Vol. 22. – P. 18–27.
  8. Diana M. Neurotoxicity of manganese oxide nanomaterials // J. Nanopart. Res. – 2009. – Vol. 11. – P. 1957–1969.
  9. Expression changes of dopaminergic system-related genes in PC12 cells induced by manganese, silver, or copper nanoparticles / J. Wang, M. Rahman, H. Duhart, G. Newport // NeuroToxicology. – 2009. – Vol. 30. – P. 926–933.
  10. General and electrophysiological toxic effects of manganese in rats following subacute administration in dissolved and nanoparticle form / E. Horváth, Z. Máté, S. Takács, P. Pusztai, A. Sapi, Z. Kónya // Scientific World Journal. – 2012. DOI: 10.1100/2012/520632. – URL: http: //www.hindawi.com/journals/tswj/2012/520632/ (дата обращения: 26.09.2014).
  11. Hussan Saber M. The interaction of manganes nanoparticles with pc–12 cells induces dopamine deple-tion // Toxicol. Science. – 2006. – Vol. 92. – P. 456–463.
  12. NF–kB inhibits TNF–induced accumulation of ROS that mediate prolonged MAPK activation and necrotic cell death / S. Sakon, X. Xue, M. Takekawa, T. Sasazuki, T. Okazaki, Y. Kojima [et al.] // EMBO J. – 2003. – Vol. 22, № 15. – P. 3898–3909.
  13. Oberdorster G. Nanotoxicology: Am Emerging Discipline Evolving from Studies of Ultrafine Particles // Environmental Health Perspective. – 2005. – Vol. 7. – P. 823–839.
  14. Oberdorster G., Sharp Z., Atudorei V. Translocation of inhaled ultrafine particles to the brain // Inhal. Toxicol. – 2004. – Vol. 16. – P. 437–445.
  15. Ostiguy C., Malo S, Asselin P. Synthese des connaissances scientifiques sur les risques d’atteinte a la sante suite a une exposition professionnelle au manganese. Rapport IRSST № R-339 // IRSST. – Montreal, 2003. – 40 p.
  16. Prise en charge du manganisme d’origine professionnelle: Consensus d’un groupe d’experts. Rapport IRSST № R-416 / C. Ostiguy, P. Asselin, S. Malo, D. Nadeau // IRSST. – Montreal, 2005. – 62 p.
  17. Subacute intratracheal exposure of rats to manganese nanoparticles: behavioral, electrophysiological, and general toxicological effects / L. Sárközi, E. Horváth, Z. Kónya, I. Kiricsi // Inhal Toxicol. – 2009. – Vol. 21, suppl. 1. – P. 83–91.
  18. The World’s Manufacturer of Engineered & Advanced Materials: American Elements. 2014, available from: http: //www.americanelements.com/mnoxnp.html (last accessed: 8 July 2014).
  19. Translocation of Inhaled Ultrafine Manganese Oxide Particles to the Central Nervous System. Environ / A. Elder, R. Gelein, V. Silva, T. Feikert, L. Opanashuk, J. Carter [et al.] // Health Perspectives. – 2006. – Vol. 114. – P. 1172–8.
  20. Whitesides J., Eigler D., Anders R. Vision for Nanotechnology R&D in the Next Decade: IWGN Workshop Report. – Мoscow, 2002.
  21. Win-Shwe Tin-Tin, Fujimaki H. Nanoparticles and Neurotoxicity // J. Mol. Sci. – 2011. – Vol. 12. – P. 6267–6280.

Вы здесь

Главная