Эколого-морфологические особенности перорального пути поступления нано- и микрочастиц минералов

Автор: Голохваст К.С., Киселев Н.Н., Чайка В.В., Паничев А.М., Никифоров П.А., Ведягин А.А., Мишаков И.В., Памирский И.Э., Гульков А.Н.

Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc

Рубрика: Углеводородные и минеральные ресурсы

Статья в выпуске: 1-5 т.13, 2011 года.

Бесплатный доступ

В работе представлены результаты исследования влияния цеолититов Вангинского, Люльинского, Куликовского, Шивертуйского, Холинского месторождений на морфометрические параметры клеток желудка и кишечника мыши Mus musculus. Показано, что наночастицы всех 5 месторождений цеолититов, взятых в эксперимент, в дозировке 3-5% от массы тела и размерностью от 100 нм до 1 мкм являются токсичными.

Наночастицы, микрочастицы, цеолититы, мышь домашняя

Короткий адрес: https://sciup.org/148199843

IDR: 148199843

Текст научной статьи Эколого-морфологические особенности перорального пути поступления нано- и микрочастиц минералов

Чайка Владимир Викторович, соискатель

Паничев Александр Михайлович, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории экологии и охраны животных

Никифоров Павел Александрович, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры технологии металлов и металловедения

Ведягин Алексей Анатольевич, кандидат химических наук, ученый секретарь, старший научный сотрудник Мишаков Илья Владимирович, кандидат химических наук, старший научный сотрудник

Памирский Игорь Эдуардович, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник

Гульков Александр Нефедович, доктор технических наук, профессор, директор

Материалы и методы. Исследования проводились на базе НОЦ «Природные и синтетические наноматериалы» (создан совместно Дальневосточным государственным техническим университетом и Институтом катализа им. Г.К. Борескова СО РАН). В эксперимент были взяты цеолиты Люльинского, Вангинского, Куликовского, Холинского и Шивертуйского месторождений. Пробы измельчались согласно нашей методике [7] сначала в дробилке ВКДМ-6 (Вибротехника, Россия) до фракции от 1 мм до 20-50 мкм. Часть полученного материала обрабатывалась в ультразвуковом гомогенизаторе Bandelin Sonopuls 3400 (Bandelin, Италия) до фракции около 5-10 мкм. Следующая фракция получалась после обработки в планетарной мельнице Fritch Pulverisette 4 (Fritch, Германия) до размеров от 1 мкм до 100 нм. Мыши получали цеолит перорально в дозировке 3-5% от массы тела. Животные были разделены на 17 экспериментальных групп по 8 штук в каждой, в том числе: "Контроль" – животные, которые не получали цеолит; ("Куликов-м", "Куликов-у", "Куликов-н") – мыши, которые получали цеолиты Куликовского месторождения после механической, ультразвуковой и планетарной обработки соответственно; ("Вангин-м", "Вангин-у", "Вангин-н") – получали цеолиты Вангинского месторождения с аналогичной обработкой; ("Люльин-м", "Люльин-у", "Люльин-н") – получали цеолиты Люльинского месторождения с аналогичной обработкой; ("Шивертуй-м", "Шивертуй-у", "Шивертуй-н") – получали цеолиты Шивертуйского месторождения

Известия Самарского научного центра Российской академии наук, т. 13, №1(5), 2011

с аналогичной обработкой; ("Холин-м", "Холину", "Холин-н") – получали Холинские цеолиты с аналогичной обработкой. Цеолиты Чугуевского месторождения брались в эксперимент только после механического измельчения.

Рис. 1. Гистологическое строение кишечника при введении цеолитов Чугуевского месторождения после механического измельчения. Видны разрывы ворсинок. Увеличение x 600.

Наибольшее повреждение эпителия кишечника было отмечено в группах "Контроль" и группах с наноизмельченными цеолитами (табл. 1).

Таблица 1. Морфометрические параметры эпителиоцитов кишечника в разных экспериментальных группах

Группа/ параметр	Длина ядра, мкм	Ширина ядра, мкм	Площадь ядра, мкм²	Длина клетки, мкм	Ширина клетки, мкм	Площадь клетки, мкм²
Контроль	5,06±0,32	4,31±0,21	15,81±0,97	15,82±0,89	11,70±0,65	97,44±8,67
Шивертуй-н	4,56±0,27	3,49±0,33	10,72±0,74	12,09±0,94	10,12±0,85	90,02±7,59
Люльин-н	некроз эпителия, не позволяющие провести достоверные морфометрические измерения
Куликов-н	некроз эпителия, не позволяющие провести достоверные морфометрические измерения
Вангин-н	4,91±0,43	3,83±0,31	14,04±1,23	17,57±1,75	10,66±1,22	105,48±10,12
Холин-н	некроз эпителия, не позволяющие провести достоверные морфометрические измерения

Рис. 2. Гистологическое строение кишечника при введении цеолитов Холинского месторождения после измельчения до нанодиапозона. Видны некротические изменения ткани. Увеличение x 300.

Как видно из морфометрии, выраженные некротические изменения в эпителии кишечника наблюдаются в группах с измельчением цеолитов Люльинского, Куликовского и Холинского месторождений в планетарной мельнице до на-нодиапозона (рис. 2).

Группа/ параметр	Длина ядра, мкм	Ширина ядра, мкм	Площадь ядра, мкм²	Длина клетки, мкм	Ширина клетки, мкм	Площадь клетки, мкм²
Контроль	4,89±0,44	4,09±0,32	14,93±1,23	15,36±1,09	10,21±1,03	100,25±10,03
Шивертуй-н	3,77±0,35	3,24±0,22	8,92±1,03	12,82±0,94	10,78±0,85	98,05±8,94
Люльин-н	5,00±0,43	3,96±0,35	14,03±0.95	10,62±0,92	9,09±0,85	70,03±7,31
Куликов-н	3,42±0,25	2,61±0,21	6,08±0,58	11,32±1,05	8,79±0,92	70,78±6,82
Вангин-н	5,50±0,47	4,10±0,38	16,02±1,14	15,49±1,21	11,80±1,13	126,22±11,12
Холин-н	4,04±0,34	3,75±0,32	12,18±1,03	13,03±1,08	10,84±1,24	104,01±10,04

Работа выполнена при поддержке Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научнотехнической сфере (программа У.М.Н.И.К.), гранта СО РАН ПСО-10 №114 и гранта для молодых ученых ведущих университетов РФ (компания Zeiss).

Список литературы Эколого-морфологические особенности перорального пути поступления нано- и микрочастиц минералов

Бгатова, H.П. Использование биологически активных добавок на основе природных минералов для детоксикации организма/Н.П. Бгатова, Я.Б. Новоселов. -Новосибирск, 2000. 237 с.
Бородин, Ю.И. Экологическая лимфология и субклеточные аспекты воздействия на организм минеральных комплексов/Ю.И. Бородин, Н.П. Бгатова//Вестник лимфологии. 2005. № 1. С. 19-25.
Брек, Д. Цеолитные молекулярные сита. -М.: Мир, 1976. 781 с.
Голохваст, К.С. Влияние нано-и микрочастиц цеолитов на морфологические параметры почек мыши домашней Mus musculus/К.С. Голохваст, Н.Н. Киселев, А.М. Паничев и др.//Известия Самарского научного центра РАН. 2010. Т. 12, №4(3). С. 706-709.
Пылев, Л.Н. Канцерогенная безопасность цеолита Холинского месторождения/Л.Н. Пылев и др.//Гигиена и санитария. 2003. №2. С. 53-56.
Рабо, Дж. Химия цеолитов и катализ на цеолитах. -М.: Мир, 1980. Т. 1. 506 с.; Т.2. 422 с.
Golokhvast, K.S. A method of comminuting natural zeolite for the production of biologically active additives//Pharmaceutical Chemistry Journal. 2010. Vol. 44, №2. P. 85-88.

Статья научная