Токсикологическая оценка наноразмерного коллоидного серебра в экспериментах на мышах. поведенческие реакции, морфология внутренних органов

Файл статьи: 
УДК: 
УДК 544.773:546.57:57.044:613.2:615.9
Авторы: 

Н.В. Зайцева 1 , М.А. Землянова 1,2 , В.Н. Звездин 1 , А.А. Довбыш 1 , Т.И. Акафьева 2 , И.В. Гмошинский 3 , С.А. Хотимченко 3

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
3 ФГБНУ «Научно-исследовательский институт питания», Россия, 109240, г. Москва, Устьинский проезд, 2/14

Аннотация: 

Представлены результаты исследования токсичности наноразмерного коллоидного серебра (НКС), наиболее широко применяющегося в медицине, питании и быту. При оценке безопасных доз наноразмерных частиц (НЧ) серебра (использовали выпускаемый промышленностью раствор НКС, стабилизированный поливинилпирролидоном (ПВП), с размером НЧ серебра в интервале 5–80 нм) при пероральном введении мышам-самцам линии BALB/c в дозах 0,1; 1,0 и 10 мг/кг массы тела в расчете на серебро выявлены различные эффекты со стороны двигательной и ориентировочноисследовательской активности, для части которых была характерна зависимость от дозы вводимого НКС. Установлено: снижение двигательной активности по уменьшению частоты действий, требующих физических усилий, и сокращению времени выполнения данных действий; повышение тревожности по показателям частоты и длительности актов ориентировочно-исследовательской активности и умывания животных. Морфологическое исследование выявило серию изменений тканей внутренних органов (в первую очередь печени и селезенки, в меньшей степени – почек, толстой кишки и сердца) с нарастанием спектра и степени выраженности структурных изменений по мере увеличения дозы НКС. По совокупности полученных данных сделан вывод, что максимальная недействующая доза (NOAEL) данного наноматериала при подостром пероральном введении составляет не более 0,1 мг/кг массы тела.

Ключевые слова: 
серебро, наночастицы, токсичность, морфология, поведенческие реакции
Токсикологическая оценка наноразмерного коллоидного серебра в экспериментах на мышах. поведенческие реакции, морфология внутренних органов / Н.В. Зайцева, М.А. Землянова, В.Н. Звездин, А.А. Довбыш, Т.И. Акафьева, И.В. Гмошинский, С.А. Хотимченко // Анализ риска здоровью. – 2015. – №2. – С. 62–81
Список литературы: 
  1. Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Д.П. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. – М.: Высшая Школа, 1991. – 268 с.
  2. Идентификация наночастиц серебра в тканях слизистой оболочки тонкой кишки, печени и селезенки крыс методом просвечивающей электронной микроскопии / Т.А. Платонова, С.М. Придворова, А.В. Жердев, Л.С. Василевская, Е.А. Арианова, И.В. Гмошинский, С.А. Хотимченко, Б.Б. Дзантиев, В.О. Попов, В.А. Тутельян // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. – 2013. – Т. 155, № 2. – С. 204–209.
  3. Изучение абсорбции и биораспределения наночастиц некоторых неорганических веществ, вводи-мых в желудочно-кишечный тракт крыс, с использованием метода радиоактивных индикаторов / Ю.П. Бу-зулуков, И.В. Гмошинский, Р.В. Распопов, В.Ф. Демин, В.Ю. Соловьев, П.Г. Кузьмин, Г.А. Шафеев, С.А. Хотимченко // Медицинская радиология и радиационная безопасность. – 2012. – Т. 57, № 3. – С. 5–12.
  4. Маянский А.Н., Маянский Д.Н. Очерки о нейтрофиле и макрофаге / под ред. В.П. Казначеева. – Новосибирск: Наука. Сиб. отделение, 1983. – 256 с.
  5. Развитие системы оценки безопасности и контроля наноматериалов и нанотехнологий в Россий-ской Федерации / Г.Г. Онищенко, В.А. Тутельян, И.В. Гмошинский, С.А. Хотимченко // Гигиена и санитария. – 2013. – № 1. – С. 4–11.
  6. Токсиколого-гигиеническая характеристика наночастиц серебра, вводимых в желудочно-кишечный тракт крыс / А.А. Шумакова, В.В. Смирнова, О.Н. Тананова, Э.Н. Трушина, Л.В. Кравченко, И.В. Аксенов, А.В. Селифанов, Х.С. Сото, Г.Г. Кузнецова, А.В. Булахов, И.В. Сафенкова, И.В. Гмошинский, С.А. Хотимченко // Вопросы питания. – 2011. – Т. 80, № 6. – С. 9–18.
  7. Bioaccumulation of silver and gold nanoparticles in organs and tissues of rats studied by neutron activation analysis / Yu.P. Buzulukov, E.A. Arianova, V.F. Demin, I.V. Safenkova, I.V. Gmoshinski, V.A. Tutelyan // Biology Bulletin. – 2014. – Vol. 41, № 3. – P. 255–263.
  8. Biopersistence of silver nanoparticles in tissues from Sprague–Dawley rats / J.H. Lee, Y.S. Kim, K.S. Song, H.R. Ryu, J.H. Sung, J.D. Park, H.M. Park, N.W. Song, B.S. Shin, D. Marshak, K. Ahn, J.E. Lee, I.J. Yu // Part. Fibre Toxicol. – 2013. Vol. 10, № 36 [Электронный ресурс]. – URL: http://www.particleandfibre-toxicology.com/content/10/1/36 (дата обращения: 19.05.2015).
  9. Characterization of particle emissions and fate of nanomaterials during incineration / E.P. Vejerano, E.C. Leon, A.L. Holder, L.C. Marr // Environ. Sci.: Nano. – 2014. – Vol. 1, № 2. – P. 133–143.
  10. Combined repeated-dose toxicity study of silver nanoparticles with the reproduction/developmental toxicity screening test / J.S. Hong, S. Kim, S.H. Lee, E. Jo, B. Lee, J. Yoon, I.C. Eom, H.M. Kim, P. Kim, K. Choi, M.Y. Lee, Y.R. Seo, Y. Kim, Y. Lee, J. Choi, K. Park // Nanotoxicology. – 2014. – Vol. 8, № 4. – P. 349–362.
  11. Distribution, elimination, and toxicity of silver nanoparticles and silver ions in rats after 28-day oral expo-sure / M. Van der Zande, R.J. Vandebriel, E.V. Doren, E. Kramer, Z.H. Rivera, C.S. SerranoRojero, E.R. Gremmer, J. Mast, R.J.B. Peters, P.C.H. Hollman, P.J.M. Hendriksen, H.J.P. Marvin, A.A.C.M. Peijnenburg, Y. Bouwmeester // ACS Nano. – 2012. – Vol. 6, № 8. – P. 7427–7442.
  12. Estimation of cumulative aquatic exposure and risk due to silver: contribution of nano-functionalized plastics and textiles / S.A. Blaser, M. Scheringer, M. MacLeod, K. Hungerbühler // Sci. Total Environ. – 2008. – Vol. 390, № 2–3. – P. 396–409.
  13. Guide for the care and use of laboratory animals. Eighth Edition / Committee for the Update of the Guide for the Care and Use of Laboratory Animals; Institute for Laboratory Animal Research (ILAR); Division on Earth and Life Studies (DELS); National Research Council of the national academies. – Washington: The national acad-emies press, 2011.
  14. Lapresta-Fernández A., Fernández A., Blasco J. Nanoecotoxicity effects of engineered silver and gold na-noparticles in aquatic organisms // Trends Anal. Chem. – 2012. – Vol. 32, № 2. – P. 40–59.
  15. Marambio-Jones C., Hoek E.M.V. A review of the antibacterial effects of silver nanomaterials and poten-tial implications for human health and the environment // J. Nanopart. Res. – 2010. – Vol. 12, № 5. – P. 1531–1551.
  16. Modeling interorgan distribution and bioaccumulation of engineered nanoparticles (using the example of silver nanoparticles) / V.A. Demin, I.V. Gmoshinsky, V.F. Demin, A.A. Anciferova, Yu.P. Buzulukov, S.A. Khotimchenko, V.A. Tutelyan // Nanotechnologies in Russia. – 2015. – Vol. 10, № 3–4. – P. 288–296.
  17. Negligible Particle-Specific Antibacterial Activity of Silver Nanoparticles / Z.M. Xiu, Q.B. Zhang, H.L. Puppala, V.L. Colvin, P.J.J. Alvarez // Nano Lett. – 2012. – Vol. 12, № 8. – P. 4271–4275.
  18. Repeated-dose toxicity and inflammatory responses in mice by oral administration of silver nanoparticles / E.J. Park, E. Bae, J. Yi, Y. Kim, K. Choi, S.H. Lee, J. Yoon, B.C. Lee, K. Park // Environ. Toxicol. Pharmacol. – 2010. – Vol. 30, № 2. – P. 162–168.
  19. Savage N., Diallo M.S. Nanomaterials and water purification: opportunities and challenges // J. Nanopart. Res. – 2005. – Vol. 7, № 4–5. – P. 331–342.
  20. Silver nanoparticles: behaviour and effects in the aquatic environment / J. Fabrega, S.N. Luoma, C.R. Tyler, T.S. Galloway, J.R. Lead // Environ. Int. – 2011. – Vol. 37, № 2. – P. 517–531.
  21. The effect of TiO(2) and Ag nanoparticles on reproduction and development of Drosophila melanogaster and CD-1 mice / N.A. Philbrook, L.M. Winn, A.R. Afrooz, N.B. Saleh, V.K. Walker // Toxicol. Appl. Pharmacol. – 2011. – Vol. 257, № 3. – P. 429–436.
  22. Toxicological studies on silver nanoparticles: challenges and opportunities in assessment, monitoring and imaging / M.C. Stensberg, Q. Wei, E.S. McLamore, D.M. Porterfield, A. Wei, M.S. Sepúlveda // Nanomedicine (Lond). – 2011. – Vol. 6, № 5. – P. 879–898.
  23. Twenty-eight-day oral toxicity, genotoxici-ty, and gender-related tissue distribution of silver nanoparticles in Sprague-Dawley rats / Y.S. Kim, J.S. Kim, H.S. Cho, D.S. Rha, J.M. Kim, J.D. Park, B.S. Choi, R. Lim, H.K. Chang, Y.H. Chung, I.H. Kwon, J. Jeong, B.S. Han, I.J. Yu // Inhal. Toxicol. – 2008. – Vol. 20, № 6. – P. 575–583.

Вы здесь