Оценка бионакопления и токсического действия наночастиц кобальт (II) алюмината для задач обеспечения гигиенической безопасности
Автор: Землянова Марина Александровна, Степанков Марк Сергеевич, Пустовалова Ольга Васильевна, Недошитова Анна Владимировна
Журнал: Анализ риска здоровью @journal-fcrisk
Рубрика: Медико-биологические аспекты оценки воздействия факторов риска
Статья в выпуске: 3 (47), 2024 года.
Бесплатный доступ
Гигиенические основы безопасности играют важную роль в профилактике нарушений здоровья населения в условиях воздействия химических факторов. Базовым при этом является гигиеническое регламентирование содержания существующих и новых веществ в объектах окружающей среды, осуществляемое в рамках экспериментальных исследований их токсических свойств. Типичным примером нового материала являются наночастицы кобальт (II) алюмината (НЧ CoAl2O4), предположительно обладающие большим потенциалом токсического действия при пероральном пути поступления в сравнении с микрочастицами (МЧ). В связи с этим для разработки гигиенических нормативов актуальным является выявление отличных от МЧ особенностей негативного воздействия НЧ CoAl2O4 при пероральной экспозиции. Исследование проводили на крысах линии Wistar, экспонированных перорально НЧ и МЧ в течение 20 суток в суммарной дозе 10 550 мг/кг массы тела. НЧ имеют сходный с МЧ химический состав, меньший размер (в 87,11 раза) и большую удельную площадь поверхности (в 1,74 раза). НЧ обладают более выраженной степенью бионакопления в сердце, легких, печени и почках относительно МЧ (до 7,54 раза). При экспозиции НЧ отмечены более выраженные (до 3,60 раза) изменения показателей крови, ассоциированные с развитием окислительно-восстановительного дисбаланса, цитотоксического эффекта, нарушения функции печени, поджелудочной железы и почек, воспалительного процесса, тромбоцитопении. НЧ вызывают геморрагические инфаркты и отек легких, не установленные при экспозиции МЧ. Расчетная величина ориентировочно-допустимых уровней содержания НЧ в питьевой воде составила 0,02 мг/дм3, что в 10 раз меньше, чем величина для МЧ. Таким образом, НЧ CoAl2O4 при пероральной экспозиции в течение 20 суток в дозе 10 550 мг/кг массы тела относительно МЧ обладают более выраженным бионакоплением, что обусловливает развитие более выраженных негативных эффектов, отмеченных по изменению показателей крови и развитию патоморфологических изменений. Полученные результаты позволяют повысить точность и объективность разработки гигиенических нормативов содержания НЧ CoAl2O4 в пищевой продукции и питьевой воде для решения задач обеспечения гигиенической безопасности населения.
Гигиеническая безопасность, кобальт (ii) алюминат, наночастицы, микрочастицы, пероральная экспозиция, бионакопление, морфофункциональные нарушения, крысы
Короткий адрес: https://sciup.org/142242538
IDR: 142242538 | DOI: 10.21668/health.risk/2024.3.12
Список литературы Оценка бионакопления и токсического действия наночастиц кобальт (II) алюмината для задач обеспечения гигиенической безопасности
- Bright blue hallosite/CoAl2O4 hybrid pigments: preparation, characterization and application in water based painting / A. Zhang, B. Mu, Z. Luo, A. Wang // Dyes and Pigments. - 2017. - Vol. 139. - P. 473-481. DOI: 10.1016/j.dyepig.2016.12.055
- Photocatalytic study of cobalt aluminate nano-particles synthesised by solution combustion method / N. Babu, D. Devadathan, A. Sebasian, B. Vidhya // Materials Today Proceedings. - 2023. DOI: 10.1016/j.matpr.2023.05.641
- Production of copper and cobalt aluminate spinel and their application as supports for inulinase immobilization / E.R. Abaide, C.G. Anchieta, V.S. Foletto, B. Reinehra, L. Ferreira Nunesa, R.C. Kuhna, M.A. Mazuttia, E.L. Foletto // Materials Research. - 2015. - Vol. 18, № 5. - P. 1062-1069. DOI: 10.1590/1516-1439.031415
- Waste cooking oil processing over cobalt aluminate nanoparticles for liquid biofuel hydrocarbons production / M.A. Ibrahim, R. El-Araby, E. Abdelkader, M. El Saied, A.M. Abdelsalam, E.H. Ismail // Sci. Rep. - 2023. - Vol. 13, № 1. -P. 3876. DOI: 10.1038/s41598-023-30828-0
- Nanoscale aluminum oxide - bioaccumulation and toxicological features based on alimentary intake / N.V. Zaitseva, M.A. Zemlyanova, M.S. Stepankov, A.M. Ignatova // Nanobiotechnology Reports. - 2021. - Vol. 16, № 2. - P. 246-252. DOI: 10.1134/s263516762102018x
- Shaikh S.M., Desai P.V. Effect of CoO nanoparticles on the enzyme activities and neurotransmitters of the brain of the mice "Mus musculus" // Curr. Trends Clin. Toxicol. - 2018. - Vol. 1. - 8 p. DOI: 10.29011/CTT-103.100003
- Research on the fate of polymeric nanoparticles in the process of the intestinal absorbtion based on model nanoparticles with various characteristics: size, surface charge and pro-hydrofobics / S. Guo, Y. Liang, L. Liu, M. Yin, A. Wang, K. Sun, Y. Li, Y. Shi // J. Nanobiotechnology. - 2021. - Vol. 19, № 1. - P. 32. DOI: 10.1186/s12951-021-00770-2
- Dependence of nanoparticle toxicity on their physical and chemical properties / A. Sukhanova, S. Bozrova, P. Sokolov, M. Berestovoy, A. Karaulov, I. Nabiev // Nanoscale Res. Lett. - 2018. - Vol. 13, № 1. - P. 44. DOI: 10.1186/s11671-018-2457-x
- Lison D., Brule S., Van Maele-Fabry G. Cobalt and its compounds update on genotoxic and carcinogenic activities // Crit. Rev. Toxicol. - 2018. - Vol. 48, № 7. - P. 522-539. DOI: 10.1080/10408444.2018.1491023
- Toxicity of Nanoparticles and an Overview of Current Experimental Models / H. Bahadar, F. Maqbool, K. Niaz, M. Abdollahi // Iran. Biomed. J. - 2016. - Vol. 20, № 1. - P. 1-11. DOI: 10.7508/ibj.2016.01.001
- Manufactured Aluminum Oxide Nanoparticles Decrease Expression of Tight Junction Proteins in Brain Vasculature / L. Chen, R.A. Yokel, B. Hennig, M. Toborek // J. Neuroimmune Pharmacol. - 2008. - Vol. 3, № 4. - P. 286-295. DOI: 10.1007/s11481-008-9131-5
- Toxicological assessment of CoO and La2O3 metal oxide nanoparticles in human small airway epithelial cells / J.D. Sisler, S.V. Pirela, J. Shaffer, A.L. Mihalchik, W.P. Chisholm, M.E. Andrew, D. Schwegler-Berry, V. Castranova [et al.] // Toxicol. Sci. - 2016. - Vol. 150, № 2. - P. 418-428. DOI: 10.1093/toxsci/kfw005
- Xie Y., Zhuang Z.X. Chromium (VI) -induced production of reactive oxygen species, change of plasma membrane potential and dissipation of mitochondria membrane potential in Chinese hamster lung cell cultures // Biomed. Environ. Sci. -2001. - Vol. 14, № 3. - P. 199-206.
- Mohamed H.R.H., Hussein N.A. Amelioration of cobalt oxide nanoparticles induced genomic and mitochondrial DNA damage and oxidative stress by omega-3 co-administration in mice // Caryologia. - 2018. - Vol. 71, № 4. - P. 357-364. DOI: 10.1080/00087114.2018.1473943
- Bhatti J.S., Bhatti G.K., Reddy P.H. Mitochondrial dysfunction and oxidative stress in metabolic disorders - a step towards mitochondria based therapeutic strategies // Biochim. Biophys. Acta. Mol. Basis Dis. - 2017. - Vol. 1863, № 5. -P. 1066-1077. DOI: 10.1016/j.bbadis.2016.11.010
- Cytotoxicity, permeability, and inflammation of metal oxide nanoparticles in human cardiac microvascular endothelial cells: cytotoxicity, permeability, and inflammation of metal oxide nanoparticles / J. Sun, S. Wang, D. Zhao, F.H. Hun, L. Weng, H. Liu // Cell Biol. Toxicol. - 2011. - Vol. 27, № 5. - P. 333-342. DOI: 10.1007/s10565-011-9191-9
- Antagonistic efficacy of luteolin against lead acetate exposure-associated with hepatotoxicity is mediated via antioxidant, anti-inflammatory, and anti-apoptotic activities / W.A. Al-Megrin, A.F. Alkhuriji, A.O.S. Yousef, D.M. Metwally, O.A. Habotta, R.B. Kassab, A.E. Abdel Moneim, M.F. El-Khadragy // Antioxidants (Basel). - 2019. - Vol. 9, № 1. - P. 10. DOI: 10.3390/antiox9010010
- Curcumin ameliorates lead-induced hepatotoxicity by suppressing oxidative stress and inflammation, and modulating Akt/GSK-3p signaling pathway / A. Alhusaini, L. Fadda, I.H. Hasan, E. Zakaria, A.M. Alenazi, A.M. Mahmoud // Biomolecules. - 2019. - Vol. 9, № 11. - P. 703. DOI: 10.3390/biom9110703
- Lead exposure-induced changes in hematology and biomarkers of hepatic injury: protective role of Trévo™ supplement / O.B. Ilesanmi, E.F. Adeogun, T.T. Odewale, B. Chikere // Environ. Anal. Health Toxicol. - 2022. - Vol. 37, № 2. - P. e2022007-0. DOI: 10.5620/eaht.2022007
- Biomarkers of hepatic toxicity: an overview / S. Thakur, V. Kumar, R. Das, V. Sharma, D.K. Mehta // Curr. Ther. Res. Clin. Exp. - 2024. - Vol. 100. - P. 100737. DOI: 10.1016/j.curtheres.2024.100737
- Karakas D., Xu M., Ni H. GPIba is the driving force of hepatic thrombopoietin generation // Res. Pract. Thromb. Haemost. - 2021. - Vol. 5, № 4. - P. e12506. DOI: 10.1002/rth2.12506
- Overview of the mechanisms of oxidative stress: impact in inflammation of the airway diseases / G.D. Albano, R.P. Gagliardo, A.M. Montalbano, M. Profita // Antioxidants (Basel). - 2022. - Vol. 11, № 11. - P. 2237. DOI: 10.3390/antiox11112237
- Cai Y., Yang F., Huang X. Oxidative stress and acute pancreatitis (Review) // Biomed. Rep. - 2024. - Vol. 21, № 2. -P. 124. DOI: 10.3892/br.2024.1812
- Kruse P., Anderson M.E., Loft S. Minor role of oxidative stress during intermediate phase of acute pancreatitis in rats // Free Radic. Biol. Med. - 2001. - Vol. 30, № 3. - P. 309-317. DOI: 10.1016/S0891-5849 (00) 00472-X
- The role of oxidative stress in kidney injury / N. Piko, S. Bevc, R. Hojs, R. Ekart // Antioxidants (Basel). - 2023. -Vol. 12, № 9. - P. 1772. DOI: 10.3390/antiox12091772
- Pulmonary infarction in acute pulmonary embolism / F.H.J. Kaptein, L.J.M. Kroft, G. Hammerschlag, M.K. Ninaber, M.P. Bauer, M.V. Huisman, F.A. Klok // Thromb. Res. - 2021. - Vol. 202. - P. 162-169. DOI: 10.1016/j.thromres.2021.03.022
- Lentsch A.B., Ward P.A. Regulation of inflammatory vascular damage // J. Pathol. - 2000. - Vol. 190, № 3. -P. 343-348. DOI: 10.1002/(SICI)1096-9896(200002)190:3<343::AID-PATH522-3.0.C0;2-M
