РЕАКЦИЯ ГЛУБОКИХ ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЕЙ КРЫСЫ НА ОДНОКРАТНОЕ ИНТРАТРАХЕАЛЬНОЕ ВВЕДЕНИЕ НАНОЧАСТИЦ ОКСИДОВ НИКЕЛЯ И МАРГАНЦА ИЛИ ИХ КОМБИНАЦИИ И ЕЕ ОСЛАБЛЕНИЕ БИОПРОТЕКТОРНОЙ ПРЕМЕДИКАЦИЕЙ

Оксид никеля (II) и разнообразные химические формы марганца, включая оксид марганца (II, III), могут присутствовать вместе в субмикронной фракции сварочного дыма. Мы приготовили с помощью лазерной абляции в деионизированной воде металлических пластинок 99,99% чистоты суспензии наночастиц NiO со средним диаметром (±σ) 30±12 нм и Mn₃O₄ 32±10 нм. Эти суспензии вводились интратрахеально крысам одна немедленно после другой в чередующейся последовательности или же изолированно (при этом для второго введения использовалась вода), и через 24 часа мы получали жидкость бронхоальвеолярного лаважа (БАЛЖ). Увеличение общей клеточности БАЛЖ, числа альвеолярных макрофагов (АМ) и нейтрофильных лейкоцитов (НЛ), а особенно отношения НЛ/АМ (которое является надёжным сравнительным индексом цитотоксичности введенных частиц) было значительно выше при действии NiO, чем при действии Mn₃O₄. Полуконтактная атомно-силовая микроскопия топографии поверхности клеток продемонстрировала активный эндоцитоз наночастиц NiO и Mn₃O₄ лёгочными фагоцитами. Более высокая пульмонарная цитотоксичность наночастиц NiO по сравнению с наночастицами Mn₃O₄ была показана также по увеличению активности некоторых лизосомиальных энзимов в БАЛЖ. Математический анализ выявил субаддитивное комбинированное действие NiO и Mn₃O₄, судя по клеточным показателям, в то время как по разным биохимическим – аддитивность, субаддитивность либо синергизм. У крыс, которые в течение 4 недель перед введением NiO+Mn₃O₄ (по 0,25 мг каждого) получали перорально глютамат, глицин, ацетил-цистеин, иод и селенсодержащий поливитаминный препарат, наночастицы вызвали существенно менее выраженную мобилизацию НЛ, чем при такой же экспозиции без премедикации.

1. Кацнельсон Б.А. Комбинированное действие химических веществ. В кн.: Общая токсикология (ред. Б.А. Курляндский, В.А. Филов). М.: Медицина. 2002: 497–520.

2. Varaksin A.N., Katsnelson B.A., Panov V.G., Privalova L.I., Kireyeva E.P., Valamina I.E., Beresneva O.Yu. Some considerations concerning the theory of combined toxicity: a case study of subchronic experimental intoxication with cadmium and lead. Food Chem. Toxicol. 2014; 64: 144–156.

3. Keane M., Stone S., Chen B. Welding fumes from stainless steel gas metal arc processes contain multiple manganese chemical species. J. Environ. Monit. 2010; 12: 1130–1140.

4. Taube F. Manganese in occupational arc welding fumes – aspects on physiochemical properties, with focus on solubility. Ann. Occup. Hyg. 2012; 57: 6–25.

5. Andujar P., Simon-Deckers A., GalateauSalle F., Fayard B., Beaune G., Clin B., Billon-Galland M-A., Durupthy O., Pairon J-C., Doucet J., et al. Role of metal oxide nanoparticles in histopathological changes observed in the lung of welders. Part. Fibre Toxicol. 2014; 11: 23.

6. Katsnelson B.A., Privalova L.I., Kuzmin S.V., Degtyareva T.D., Sutunkova M.P., Yeremenko O.S., Minigalieva I.A., Kireyeva E.P., Khodos M.Y., Kozitsina A.N., et al. Some peculiarities of pulmonary clearance mechanisms in rats after intratracheal instillation of magnetite (Fe3O4) suspensions with different particle sizes in the nanometer and micrometer ranges: Are we defenseless against nanoparticles? Int. J. Occup. Environ. Health. 2010; 16: 508–524.

7. Katsnelson B.A., Privalova L.I., Degtyareva T.D., Sutunkova M.P., Yeremenko O.S., Minigalieva I.A., Kireyeva E.P., Kozitsina A.N., Malakhova N.A., Glazyrina J.A., et al. Experimental estimates of the toxicity of iron oxide Fe3O4 (magnetite) nanoparticles. Cent. Eur. J. Occup. Environ. Med. 2010; 16: 47–63.

8. Katsnelson B.A., Privalova L.I., Gurvich V.B., Makeyev O.H., Shur V.Y., Beikin J.B., Sutunkova M.P., Kireyeva E.P., Minigalieva I.A., Loginova N.V., et al. Comparative in vivo assessment of some adverse bio-effects of equidimensional gold and silver nanoparticles and the attenuation of nanosilver’s effects with a complex of innocuous bioprotectors. Int. J. Mol. Sci. 2013; 14: 2449–2483.

9. Привалова Л.И., Кацнельсон Б.А., Логинова Н.В., Гурвич В.Б., Шур В.Я., Бейкин Я.Б., Сутункова М.П., Минигалиева И.А., Шишкина Е.В., Пичугова С.В., Тулакина Л.Г., Беляева С.В., Рузаков В.О. Цитологические и биохимические особенности жидкости, получаемой при бронхо-альвеолярном лаваже у крыс после интратрахеального введения наноразмерных меднооксидных частиц // Токсикол. вестник. 2014; № 5.

10. Gessner P.K. Isobolographic analysis of interactions: an update on applications and utility. Toxicology. 1995; 105: 161–179.

11. Privalova L.I., Katsnelson B.A., Osipenko A.B., Yushkov B.H., Babushkina L.G. Response of a phagocyte cell system to products of macrophage breakdown as a probable mechanism of alveolar phagocytosis adaptation to deposition of particles of different cytotoxicity. Environm. Health Perspect.1980; 35: 205–218.

12. Katsnelson B.A., Privalova L.I. Recruitment of phagocytizing cells into the respiratory tract as a response to the cytotoxic action of deposited particles. Environ. Health Perspect.1984; 55: 313–325.

13. Gennings C. On testing for drug/ chemical interaction: definitions and inference. J. Biopharm. Stat. 2000; 10(4): 457–467.

14. Кацнельсон Б.А., Балезин С.Л., Давыдова В.И., Неизвестнова Е.М., Привалова Л.И., Конышева Л.И. Закономерности, экспериментальные и математические методы оценки комбинированного токсического действия металлов. Материалы докладов пленумов правлений Всесоюзного и армян. науч. обществ токсикологов, посвященные вопросам комбинированного действия химических веществ на организм. Ереван, 1989:14–17.

15. Donaldson K., Bolton R., Jones E. A., Brown G. M., Robertson M. D., Slight J., Cowie H., Davis J.M.G. Kinetics of the bronchoalveolar leucocyte response in rats during exposure to equal airborne mass concentrations of quartz, chrysotile asbestos, or titanium dioxide.Thorax. 1988;43: 525–533.

16. Zhang Q., Yukinori K., Sato K., Nakakuki K., Koyahama N., Donaldson K. Differences in the extent of inflammation caused by intratracheal exposure to three ultrafine metals: role of free radicals. J. Toxicol. Environ. Health. 1998; 53: 423–438.

17. Zhang Q., Yukinori K., Zhu X., Sato K., Mo Y., Kluz T., Donaldson K. Comparative toxicity of standard nickel and ultrafine nickel after intratracheal instillation. J. Occip. Health. 2003; 45: 23–30.