Наночастицы металлов: биологические эффекты. Рубрика в журнале - Сельскохозяйственная биология
Морфобиохимические показатели крови у бройлеров при коррекции рациона солями и наночастицами Cu
Статья научная
Рационы современных кроссов и пород сельскохозяйственных животных нуждаются в обязательной коррекции минеральной питательности, которая покрывается в основном за счет ионных форм, для которых in vivo характерны низкая биодоступность, прооксидантный эффект, высокая токсичность. Поэтому особый интерес представляют низкотоксичные источники эссенциальных химических элементов, в числе которых могут рассматриваться нанокристаллические формы металлов. Мы впервые изучили эффективность использования нанопрепаратов меди при выращивании цыплят-бройлеров. Представлена сравнительная характеристика продуктивного и биологического действия наночастиц (НЧ) меди и сернокислой меди на цыплят-бройлеров кросса Смена 7 в возрасте 14-42 сут при различных способах введения в организм с оценкой гематологических и биохимических показателей, а также элементного состава тканей. При анализе морфологических показателей крови было обнаружено увеличение числа эритроцитов и количества гемоглобина на фоне снижения численности тромбоцитов в группах, получивших наивысшую дозу наночастиц меди как перорально, так и внутримышечно. Сравнение биохимических показателей выявило усиление пластических процессов в организме и, как следствие, ускоренный рост в экспериментальных группах. Максимальную разницу по содержанию общего белка с контролем (33,6 %, p 1 (основной рацион - ОР) на 13,5 % (p 2 (ОР без CuSO4∕5H2O) на 23,8 % (p 1 (на 8,5 %, p 2 (на 18,4 %, p
Бесплатно
Статья научная
Известны работы, показывающие перспективы применения наночастиц металлов в качестве препаратов, стимулирующих продуктивность сельскохозяйственных животных. В то же время наноформы проявляют различные негативные свойства, например обладают прооксидантным эффектом, провоцируют апоптоз, поражение почек. Возможный подход заключается в применении ультрадисперсных веществ в сочетании с агентами, нивелирующими неблагоприятные последствия применения наноформ. Мы впервые изучили перспективы совместного использования препаратов наночастиц железа и аргинина, механизм их взаимодействия и влияния на продуктивность сельскохозяйственной птицы и показали, что их одновременное применение способствует повышению прироста живой массы. Цыплятам-бройлерам кросса Смена 8, из которых в возрасте 11 сут сформировали 6 групп (по n = 28), на фоне 2-кратных инъекций наночастиц железа (с интервалом 2 нед) в состав рациона дополнительно включали аргинин (известно, что эта аминокислота проявляет различные метаболические и иммунологические эффекты и считается условно незаменимой при воспалительных и окислительных стрессах) или смесь аргинина, лизина и метионина. Как оказалось, при совместном применении наночастиц железа с аргинином происходило увеличение показателей живой массы (разница до 9,2 % в сравнении с контролем), а сочетание наночастиц железа со смесью аминокислот улучшало этот результат (прибавка до 20 %), тогда как их раздельное использование приводило к меньшему приросту живой массы (во II и III группах к окончанию эксперимента она увеличивалась соответственно на 6,1 и 5,9 %, Р £ 0,05). Внутримышечное введение наночастиц железа способствовало развитию иммунного ответа, что выражалось в активизации синтеза лейкоцитов в III, IV и VI группах в первые сутки эксперимента соответственно на 8,12; 10,50 и 3,88 % (Р £ 0,05) в сравнении с контролем, через 1 нед - соответственно на 7,30; 8,19 и 4,00 % (Р £ 0,05). При определении содержания NO-метаболитов выявили увеличение этого показателя в крови и тканях печени только в III, IV и VI группах (на 3-4 %). Внутримышечные инъекции наночастиц железа сопровождались изменением обмена аргинина в организме птицы, что выражалось в увеличении его содержания на 3,83 % (Р £ 0,05) у особей в III группе. Отмечается, что совместное применение препарата наночастиц железа и комплекса аргинина с другими аминокислотами наиболее целесообразно при производстве мяса птицы.
Бесплатно
О токсичности и прооксидантном эффекте наночастиц CeO2 и SiO2 (на модели Danio rerio)
Статья научная
Активное использование наноматериалов в различных сферах приводит к их интенсивному поступлению в окружающую среду и вовлечению в процессы ремедиации. В водной среде наноматериалы влияют на фауну аквабиоценоза, включая рыб. Содержание продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) у гидробионтов как биоиндикаторных организмов традиционно используют в качестве показателя при определении влияния техногенного загрязнения водоема. При анализе показателей ПОЛ следует учитывать, что выявляемое содержание продуктов окисления может быть связано не только с реакцией гидробионтов на антропогенное загрязнение водоема, но и с наличием соответствующих субстратов в тканях рыб. Нами впервые изучен эффект наночастиц диоксидов кремния и церия в условиях водной среды с непосредственной оценкой ферментативной системы тест-объекта. На модели Danio rerio мы определили токсическое действие наночастиц диоксида церия (CeO2 НЧ, 15,8 нм) и диоксида кремния (SiO2 НЧ, 40,9 нм), прооксидантный эффект CeO2 НЧ и SiO2 НЧ, зависимость показателей ПОЛ от дозовой нагрузки, а также наличие у Danio rerio механизмов, обеспечивающих адаптацию к присутствию этих наночастиц в среде обитания. Был установлен факт 100 % гибели тест-объекта к 80-м и 84-м сут под влиянием CeO2 НЧ. Первые признаки токсического эффекта CeO2 НЧ в дозе 10 мг/дм3 корма отмечали на 45-е сут, на 56-е сут численность сокращалась на 33 %, на 65-е сут - уже на 54 %. В случае SiO2 НЧ выживаемость снизилась на 33 %. Наночастицы в дозах 10 и 100 мг/дм3 приводили к уменьшению содержания малонового диальдегида (МДА) у Danio rerio во всех группах по сравнению с контролем: соответственно на 11 и 61 % - в варианте с CeO2 НЧ и на 50,0 и 41,5 % - с SiO2 НЧ, то есть влияние оказалось сходным. Ту же динамику наблюдали в течение первых 2 нед эксперимента. При добавлении CeO2 НЧ в воду аквариума (10 и 100 мг/дм3) активность супероксиддисмутазы (СОД) снизилась соответственно на 75 % и 69 %, на фоне SiO2 НЧ в тех же концентрациях - на 50 и 26 %. Похожий характер изменения активности регистрировали для каталазы (КТ). Таким образом, поступление CeO2 НЧ и SiO2 НЧ в среду обитания сопровождалось депрессией антиоксидантной системы Danio rerio в начале эксперимента, появлением признаков адаптации к концу 2-й нед и значительным увеличением активности КТ и СОД к окончанию срока наблюдения, что указывает на наличие у этих наночастиц токсического действия, требующего дальнейшего изучения.
Бесплатно
Статья научная
Несмотря на широкое применение наночастиц Mo в различных отраслях промышленности и в медицине, информация о последствиях взаимодействия вновь создаваемых на их основе наноматериалов и биологических объектов ограничена. Анализ накопленных данных о молибденсодержащих наночастицах позволяет предположить наличие у них токсического действия. Нами впервые выполнено сравнительное исследование биологических эффектов наночастиц Mo и его оксида в отношении модельных теплокровных животных. Для этого мы изучили состояние метаболических процессов и обмен химических элементов у крыс линии Wistar под влиянием наночастиц молибдена (Mo НЧ) в дозе 1 и 25 мг/кг живой массы и его оксида (MoO3 НЧ) в дозе 1,2 и 29 мг/кг живой массы при внутрибрюшинном введении. Морфологические показатели крови и гематокрит определяли с использованием автоматического гематологического анализатора, состояние антиоксидантной системы (активность какталазы, супероксиддисмутазы), а также функцию основных ферментов метаболизма (активность аланинаминотрансферазы - АлАТ, аспартатаминотрансферазы - АсАТ, лактатдегидрогеназы - ЛДГ, g-глутамилтрансферазы - ГГТ, креатинкиназы) и ряд биохимических показателей (концентрация креатинина, билирубина, мочевины) - на автоматическом биохимическом анализаторе в динамике (на 1-е, 7-е и 14-е сут). Концентрацию микроэлементов определяли методами атомно-эмиссионной и масс-спектрометрии. При введении Mo НЧ и MoO3 НЧ уже на 1-е сут содержание лейкоцитов снижалось на 11,3 % (Р 3 НЧ в дозе 29 мг/кг (54,5 %, Р 3 НЧ. При максимальных дозировках наночастиц число тромбоцитов увеличивалось к 14-м сут, что приводило к повышению вязкости крови и затруднению перфузии через микрососуды. Полученные результаты показали возрастание активности сывороточных аминотрансфераз (АлАТ, АсАТ), а также ГГТ и ЛДГ, наличие признаков окислительного стресса, анемии, капиллярно-трофической недостаточности у животных, получавших высокие дозы молибдена и его оксида. Со временем наблюдаемые эффекты прогрессировали, наиболее заметно проявляясь в случае MoO3 НЧ. Таким образом, Mo НЧ (при сопоставимости доз введения) менее токсичны, чем MoO3 НЧ.
Бесплатно
