<<
>>

Результаты сравнительной оценки общетоксического и раздражающего действия в опытах in vivo и in vitro

При изучении общетоксического действия в экспериментах in vivo было установлено, что при остром воздействии доза 5000 мг/кг (150 мг/ на одно животное) не оказывает общетоксического эффекта и не вызывает признаков интоксикации и патоморфологических нарушений.

По показателям среднесмертельной дозы при однократном внутрижелудочном пути поступления наноразмерные частицы титана диоксида относятся к малоопасным веществам (4 класс опасности, DL>5000 мг/кг).

Тем не менее, в литературе имеется информация о проявлении общетоксического действия наноразмерных частиц титана диоксида при введении более низких доз, но в опытах по изучению субхронической токсичности.

В исследованиях Shrivastava R., Raza S., Yadav A. et al. [144] при пероральном введении мышам в течение 28 дней дозы 500 мг/кг (15 мг/ на одно животное) отмечались признаки окислительного стресса в виде повышения уровня активных форм кислорода (АФК) и антиоксидантых ферментов, дофамина и норадреналина в мозговой коре головного мозга. Анализ результатов трансмиссионной электронной микроскопии (ПЭМ) выявил наличие наночастиц титана диоксида в цитоплазме и ядре клеток печени и мозга.

В исследованиях других авторов Wang Y., Chen Z., Ba T., et al. [161] отмечалось общетоксическое действие наноразмерных частиц титана при воздействии более низких доз. После введения крысам 3 недельного возраста (молодая особь) и 8 недельного возраста (взрослая особь) в течение 30 дней дозы 200 мг/кг (10 мг/ на одно животное) было показано, что наночастицы титана диоксида индуцируют различные токсические воздействия на молодых и взрослых крыс. Наблюдались значительно более выраженные изменения в группе молодых крыс, проявляющиеся повреждением печени и почек, отмечались признаки окислительного стресса в виде повышения уровня восстановленного глутатиона (GSH). Эти результаты позволили предположить, что молодые организмы являются более чувствительными к действию наноразмерных частиц титана, чем взрослые особи.

В научных источниках имеются данные о проявлении общетоксического действия наноразмерных частиц титана диоксида при введении самцам и самкам нелинейных белых крыс в течение 2х месяцев дозы 100 мг/кг (3 мг/ на одно животное). При изучении биологической полноценности потомства, полученного от внутригруппового скрещивания данных животных, было обнаружено, что длительный контакт родительских особей с наноразмерными частицами титана диоксида не отражается на способности животных к фертильности, однако приводит к негативным отклонениям в постнатальном онтогенезе их совместного потомства. У потомства наблюдалось долговременное снижение силы мышечной хватки,

торможение формирования репродуктивной системы, возникали гематологические отклонения. Результаты проведенных исследований показали, что наночастицы титана имеют способность индуцировать у потомства дополнительные нарушения постнатального онтогенеза [4].

В исследованиях Gui S., Sang X., Zheng L., et al. [80] наблюдалось общетоксическое действие наноразмерных частиц титана диоксида при введении дозы 10 мг/кг (0,3 мг/животное) в условиях хронического эксперимента (90 дней). В данном исследовании наблюдались признаки индуцированной нефротоксичности животных, проявившиеся почечно- клеточным апоптозом и окислительным стрессом. Отмечалась имунно- воспалительная реакция, сопровождавшаяся увеличением клеточного ответа (увеличение уровня клеточных антител: Axud1, Cyp4a12a, Cyp4a12b, Cyp4a14, Cyp2d9). Кроме того, анализ микрочипов выявил значительные изменения экспрессии генов.

Следует отметить, что вышеперечисленные исследования проводились с использованием высокотехнологичного оборудования, которое в обычной практике при проведении санитарно-эпидемиологической экспертизы не применяется, в виду отсутствия оснащенности испытательных лабораторных центров таким дорогостоящим оборудованием.

В результате экспериментальных исследований по изучению общетоксического действия в опытах in vitro, было выявлено, что наноразмерные частицы титана диоксида оказывают дозозависимое действие на альтернативную модель фотобактерии «Эколюм».

Эффективная токсическая концентрация наноразмерных частиц титана диоксида составила 0,2 мг/мл для фотобактерий «Эколюм», что указывает на высокую чувствительность данной модели.

По имеющимся литературным данным аналогичные уровни концентраций наноразмерных частиц титана диоксида оказывали токсическое действие на лимфоциты периферической крови, макрофаги, эпителиальные клетки дыхательных путей и кишечника человека [71].

Наноразмерные частицы титана не оказывали общетоксического действия на альтернативную модель спермы КРС в концентрациях 250 г/л, 300 г/л, 400 г/л, индекс токсичности находился в нормативном интервале (70- 120%).

Для удобства сравнительной оценки общетоксического действия в экспериментах in vivo и in vitro величины доз и концентраций, оказывающих токсическое воздействие, были приведены к единообразным показателям (табл. 28).

Таблица 28

Сравнительная оценка общетоксического действия наночастиц титана диоксида в экспериментах in vivo и in vitro

In vivo

Животные

In vitro

Альтернативные модели

Острая токсичность (14 дней)

150 мг/ животное (5000 мг/кг) DL50>5000 мг/кг общетоксическое действие не выявлено*

0,2 мг/мл доза (1 день) на одну пробу бактерий*

Субхроническая токсичность(28 дней) 15 мг/животное (500 мг/кг) [144]

10 мг/животное (200 мг/кг) [158]

3 мг/животное (100 мг/кг) [4]

Хроническая токсичность(90 дней) 0,3 мг/животное (10 мг/кг)[80]

0,2 мг/мл доза

на клеточных культурах [71]

*- результаты собственных исследований

Как показывает сравнительный анализ (табл.28) признаки общетоксического действия наноразмерных частиц титана диоксида не отмечались в дозе 150 мг/животное при проведении острых опытов но, тем не менее, отмечались в дозах 3-15 мг/животное при изучении субхронической токсичности и в дозе 0,3 мг/животное при проведении длительных экспериментов на животных.

Сравнительный анализ изучения общетоксического действия в опытах in vitro (табл.

28) показал, что токсическая концентрация наноразмерных частиц титана диоксида составила 0,2 мг/мл на одну пробу фотобактерий

«Эколюм», что указывает на высокую чувствительность данной модели.

Результаты сравнительных исследований общетоксического действия в экспериментах in vivo и in vitro свидетельствуют о том, что несмотря на то, что наноразмерные частицы титана диоксида не вызывают гибели лабораторных животных при однократном остром внутрижелудочном воздействии дозы 150 мг/ животное, они оказывают токсическое действие на организм человека на клеточном уровне.

При этом, как показали результаты экспериментальных исследований, традиционные методы in vivo не всегда позволяют выявить токсическое действие в острых опытах без использования высокотехнологичного оборудования. Для этого необходимо проведение длительных экспериментов на животных, что в условиях обычной практики проведения санитарно- эпидемиологической экспертизы представляется невозможным, в то время как чувствительность методов in vitro способна выявить токсический эффект в острых опытах.

При проведении исследований по изучению раздражающего действия в экспериментах in vivo было выявлено, что наноразмерные частицы титана не оказывают раздражающего действия на кожные покровы и слизистые оболочки. Отсутствие раздражающего действия на слизистые оболочки было подтверждено также исследованиями in vitro на сосудах ХАО куриного эмбриона (табл. 29).

Таким образом, сравнительные исследования раздражающего действия наноразмерных частиц титана диоксида на слизистые оболочки показали совпадения результатов, полученных в экспериментах in vivo и in vitro.

Таблица 29

Сравнительная оценка раздражающего действия на слизистые оболочки наночастиц титана диоксида в концентрации 250 г/л в

экспериментах in vivo и in vitro

In vivo

Животные

In vitro

Сосуды ХАО куриного эмбриона

Отсутствие раздражающего действия на слизистые оболочки

(0 баллов)

Отсутствие раздражающего действия на слизистые оболочки Х=4,0 % (P>0,05)

В заключении следует обратить внимание на способность альтернативных моделей в остром опыте улавливать токсический эффект тех доз, которые вызывают подобный эффект на животных лишь в условиях длительных экспериментов с использованием высокотехнологичного оборудования.

Этот факт представляется чрезвычайно важным, так как позволяет получить скрининговую оценку токсичности исследуемых наноматериалов или наносодержащей продукции, снижая тем самым использование лабораторных животных в длительных токсикологических исследованиях, что очень актуально в условиях нарастающих объемов токсикологической экспертизы наносодержащей продукции.

Принимая во внимание последние данные о значительно большей токсичности наноразмерных частиц титана диоксида для молодых особей, необходимо с особым вниманием подходить к вопросам оценки безопасности наноматериалов и нанопродукции, так как именно группы повышенного риска (беременные и дети) являются наиболее восприимчивой группой населения при воздействии продукции, содержащей наноматериалы.

Полученные результаты сравнительной оценки общетоксического и раздражающего действия в экспериментах in vivo и in vitro свидетельствуют о высокой чувствительности альтернативных методов и возможности их использования при оценке токсичности наноразмерных частиц.

<< | >>
Источник: Гуськова Оксана Альбертовна. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСПРЕСС-МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ТОКСИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НАНОМАТЕРИАЛОВ. ДИССЕРТАЦИЯ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА МЕДИЦИНСКИХ НАУК. Москва - 2014.

Еще по теме Результаты сравнительной оценки общетоксического и раздражающего действия в опытах in vivo и in vitro:

  1. Результаты сравнительной оценки общетоксического и раздражающего действия в опытах in vivo и in vitro
  2. Результаты сравнительной оценки общетоксического и раздражающего действия в опытах in vivo и in vitro
  3. Глава 3. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ОБЩЕТОКСИЧЕСКОГО И РАЗДРАЖАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ НЧ СЕРЕБРА IN VIVO и IN VITRO
  4. ГЛАВА 5. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ОБЩЕТОКСИЧЕСКОГО И РАЗДРАЖАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ НАНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ ТИТАНА ДИОКСИДА В ЭКСПЕРИМЕНТАХ IN VIVO И IN VITRO
  5. ГЛАВА 4. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ОБЩЕТОКСИЧЕСКОГО И РАЗДРАЖАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ НАНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ ЦИНКА В ЭКСПЕРИМЕНТАХ IN VIVO И IN VITRO
  6. Оценка раздражающего действия в опытах in vitro
  7. Оценка раздражающего действия в опытах in vitro
  8. Оценка раздражающего действия в опытах in vitro
  9. Оценка раздражающего действия в опытах in vivo
  10. Оценка раздражающего действия в опытах in vivo
  11. Оценка общетоксического действия в опытах in vitro
  12. Оценка общетоксического действия в опытах in vitro
  13. Оценка раздражающего действия в опытах in vivo