Экспериментальное изучение морфофункциональных изменений внутренних органов животных при пероральном поступлении цилиндроспермопсина в условиях хронического воздействия

Введение. Цилиндроспермопсин (ЦСП) – токсин, вырабатываемый рядом видов цианобактерий, находящихся в водных объектах и усиленное размножение которых связано с климатическими изменениями на планете. В ряде зарубежных исследований указывается на возможность попадания ЦСП в организм человека как с питьевой водой, так и при условии рекреационного использования воды озёр и рек. Наряду с выявленными в экспериментах общетоксическими свойствами ЦСП, остаются малоизученными эффекты воздействия его малых доз на морфофункциональное состояние внутренних органов теплокровных животных в условиях длительного перорального поступления.

Цель исследования – изучить особенности морфофункциональных изменений внутренних органов животных при воздействии ЦСП на организм белых крыс при внутрижелудочном поступлении в условиях хронического эксперимента.

Материал и методы. Объектами исследования служили аналитический стандарт ЦСП, производство Испания, CAS 143545-90-8, внутренние органы беспородных белых крыс-самцов. Токсин вводили белым крысам-самцам внутрижелудочно в дозах 0,1 мкг/кг, 1,0 мкг/кг, 10,0 мкг/кг ежедневно на протяжении 90 сут. Морфофункциональные изменения внутренних органов изучали с использованием морфологических, морфометрических и стереометрических методов исследования.

Результаты. Установлено, что ЦСП только в дозе 10 мкг/кг в условиях хронического перорального воздействия вызывает у опытных животных следующие структурно-функциональные нарушения, выраженность которых по сравнению с контролем составила: в печени – жировая дистрофия в 2,1 раза, микронекрозов на 80%; в почках – некротические изменения в почечных клубочках в 2 раза; в желудке и толстом кишечнике – гиперсекрецию собственных желёз в 3,5 – 4 раза; в щитовидной железе – десквамацию тироцитов в 5 раз; в семенниках – выраженное разрежение сперматид и сперматозоидов при отсутствии в контрольной группе.

Ограничения исследования. Исследование ограничено условиями внутрижелудочного поступления в организм экспериментальных животных и использованием в эксперименте одного вида и пола теплокровных животных.

Заключение. Хроническое пероральное воздействие ЦСП в дозе 10 мкг/кг вызывает достоверные морфофункциональные изменения внутренних органов экспериментальных животных по сравнению с контролем, в наибольшей степени стимулирующего характера в желудке и толстом кишечнике, и структурно-функциональные отклонения в семенниках и щитовидной железе, а также нарушения некротического характера в печени и почках.

Соблюдение этических стандартов. Получено положительное заключение комиссии по биомедицинской этике ФБУН ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана (протокол № 03/22 от 21.11.2022 года).

Участие авторов:
Кузь Н.В. – концепция и дизайн исследования, сбор и обработка материала;
Турбинский В.В. – концепция и дизайн исследования, написание текста, редактирование;
Пушкарева М.В. – концепция и дизайн исследования, обобщение результатов, написание текста, редактирование;
Синицына О.О. – концепция и дизайн исследования, обобщение результатов, редактирование;
Масальцев Г.В. – обработка материала, написание текста;
Ширяева М.А., Вострикова М.В., Малиновская Н.Н., Беляева Н.Н. – сбор и обработка материала.
Все соавторы – утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Финансирование. Исследование выполнено в рамках реализации государственной программы «Обеспечение химической и биологической безопасности Российской Федерации» на 2021–2027 гг.

Поступила в редакцию: 27 февраля 2025 / Поступила после исправления: 27 мая 2025 / Принята в печать: 14 июля 2025 / Опубликована: 29 августа 2025

1. Волошко Л.Н., Плющ А.В., Титова Н.Н. токсины цианобактерий (cyanobacteria, cyanophyta). Альгология. 2008; 18(1): 3–20.

2. Falconer I.R. An overview of problems caused by toxic blue-green algae (cyanobacteria) in drinking and recreational water. Environmental Toxicology: An International Journal 1999; 14(1): 5–12.

3. Falconer I.R. Toxic cyanobacterial bloom problems in Australian waters: risks and impacts on human health. Phycologia. 2001; 40(3): 228–33.

4. Falconer I.R., Humpage A.R. Cyanobacterial (blue‐green algal) toxins in water supplies: Cylindrospermopsins. Environmental Toxicology: An International Journal. 2006; 21(4): 299–304.

5. Seawright J. Testing for necessary and/or sufficient causation: Which cases are relevant? Political Analysis. 2002; 10 (2): 178–93.

6. Shaw G.R. et al. Cylindrospermopsin, a cyanobacterial alkaloid: evaluation of its toxicologic activity. Therapeutic Drug Monitoring. 2000; 22(1): 89–92.

7. Chernoff N., Hill D.J., Chorus I., Diggs D.L., Huang H., King D., Lang J.R., Le T.-T., Schmid J.E., Travlos G.S., et al. Cylindrospermopsin toxicity in mice following a 90-d oral exposure. J. Toxicol. Environ. Health Part A. 2018; 81: 549–66. https://doi.org/10.1080/15287394.2018.1460787

8. Беляева Н.Н., Ракитский В.Н., Николаева Н.И., Вострикова М.В., Вещемова Т.Е. Количественная структурно-функциональная оценка различных систем организма лабораторных животных в гигиенических исследованиях. Гигиена и санитария. 2020; 99(12): 1438–45. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2020-99-12-1438-1445

9. Халафян А.А. Statistica 6. Статистический анализ данных. М.: ООО «Бином-Пресс»; 2007.

10. Poniedziałek B., Rzymski P., Kokociński M. Cylindrospermopsin: Water-linked potential threat to human health in Europe. Environ. Toxicol.Pharm. 2012; 34: 651–60. https://doi.org/10.1016/j.etap.2012.08.005

11. Hinojosa M.G., Prieto A.I., Muñoz-Castro C., Sánchez-Mico M.V., Vitorica J., Cameán A.M., Jos Á. Cytotoxicity and Effects on the Synapsis Induced by Pure Cylindrospermopsin in an E17 Embryonic Murine Primary Neuronal Culture in a Concentration- and Time-Dependent Manner. Toxins (Basel). 2022; 14(3): 175. https://doi.org/10.3390/toxins14030175

12. Guzmán-Guillén R., Lomares I., Moreno I.M., Prieto A.I., Moyano R., Blanco A., Cameán A.M. Cylindrospermopsin induces neurotoxicity in tilapia fish (Oreochromis niloticus) exposed to Aphanizomenon ovalisporum. Aquat. Toxicol. 2015; 161: 17–24. https://doi.org/10.1016/j.aquatox.2015.01.024