Экспериментальное изучение токсического действия металлосодержащих наночастиц на предприятиях чёрной и цветной металлургии и оценка риска для здоровья работающих

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В статье обобщены основные результаты токсикологических экспериментов на крысах, проведённых путём: а) однократной интратрахеальной инстилляции наночастиц серебра, золота, оксидов железа, меди, никеля, свинца, цинка и марганца в стабильных водных суспензиях без каких-либо химических добавок; б) повторных внутрибрюшинных введений, перечисленных наночастиц; в) хронической ингаляционной экспозиции к низкой концентрации наночастиц оксида железа. Найдено, что металлические и металлооксидные наночастицы значительно более токсичны как на клеточном, так и на органо-системном уровне по сравнению с микрометровыми и даже субмикронными частицами того же химического состава. Задержка и распределение металлических и металлооксидных наночастиц в организме управляются как физиологическими, так и физико-химическими процессами, зависят как от цитотоксичности, так и от растворимости в биосредах (присущей разным наночастицам в разной степени). Относительные вклады этих процессов в токсикокинетику различны для разных наночастиц, и конкретно для изученных в хроническом ингаляционном эксперименте частиц оксида железа, средний диаметр которых не превышает 20 нм и роль растворения преобладает. Впервые доказана высокая защитная активность макрофагального и нейтрофильного лёгочного фагоцитоза наночастиц, отложившихся в дыхательных путях, что указывает на принципиальную возможность безопасных уровней экспозиции к ним, но эти уровни должны быть намного ниже установленных для соответствующей микрометровой промышленной пыли.

Об авторах

Марина Петровна Сутункова

ФБУН «Екатеринбургский медицинский-научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий» Роспотребнадзора

Автор, ответственный за переписку.
Email: marinasutunkova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1743-7642

Канд. мед. наук, зав. лаб. токсикологии среды обитания ФБУН «Екатеринбургский медицинский-научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий» Рос-потребнадзора, 620014, Екатеринбург.

e-mail: marinasutunkova@yandex.ru

Россия

Список литературы

  1. Кацнельсон Б.А., Минигалиева И.А., Привалова Л.И., Сутункова М.П., Гурвич В.Б., Шур В.Я. и др. Реакция глубоких дыхательных путей крысы на однократное интратрахеальное введения наночастиц оксидов никеля и марганца или их комбинации и её ослабление биопротекторной премедикацией. Токсикологический Вестник. 2014; (6): 8-14
  2. Katsnelson B.A., Degtyareva T.D., Minigalieva I.A., Privalova L.I., Kuzmin S.V., Yeremenko O.S., et al. Sub-chronic systemic toxicity and bio-accumulation of Fe3O4 nano- and microparticles following repeated intraperitoneal administration to rats. Int. J. Toxicol. 2011; 30(1): 60-7.
  3. Katsnelson B.A., Privalova L.I., Gurvich V.B., Makeyev O.H., Shur V.Y., Beikin J.B., 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; 2(14): 2449-83.
  4. Katsnelson B.A., Privalova L.I., Kuzmin S.V., Degtyareva T.D., Sutunkova M.P., Yeremenko O.S., 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; 4(16): 508-24.
  5. Katsnelson B.A., Privalova L.I., Sutunkova M.P., Khodos M.Y., Shur V.Y., Shishkin E.I., et al. Uptake of some metallic nanoparticles by, and their impact on pulmonary macrophages in vivo as viewed by optical, atomic force, and transmission electron microscopy. J. Nanomed. Nanotechnol. 2012; 3: 1-8.
  6. Privalova L.I., Katsnelson B.A., Loginova N.V., Gurvich V.B., Shur V.Y., Valamina I.E., et al. Subchronic Toxicity of Copper Oxide Nanoparticles and Its Attenuation with the Help of a Combination of Bioprotectors. Int. J. Mol. Sci. 2014; 15(7): 12379-406.
  7. Privalova L.I., Katsnelson B.A., Loginova N.V., Gurvich V.B., Shur V.B., Beikin Y.B., et al. Some Characteristics of Free Cell Population in the Airways of Rats after Intratracheal Instillation of Copper-Containing Nano-Scale Particles. Int. J. Mol. Sci. 2014; 15(11): 21538-53.
  8. Minigalieva I.A., Katsnelson B.A., Panov V.G., Privalova L.I., Varaksin A.N., Gurvich V.B., et al. In vivo toxicity of copper oxide, lead oxide and zinc oxide nanoparticles acting in different combinations and its attenuation with a complex of innocuous bio-protectors. Toxicology. 2017; 380: 72-93.
  9. Sutunkova M.P., Katsnelson B.A., Privalova L.I., Gurvich V.B., Konysheva L.K., Shur V.B., et al. On the contribution of the phagocytosis and the solubilization to the iron oxide nanoparticles retention in and elimination from lungs under long-term inhalation exposure. Toxicology. 2016; 363: 19-28.
  10. Sutunkova M.P., Solovyeva S.N., Katsnelson B.A., Gurvich V.B., Privalova L.I., Minigalieva I.A., et al. A paradoxical response of the rat organism to long-term inhalation of silica-containing submicron (predominantly nanoscale) particles of a collected industrial aerosol at realistic exposure levels. Toxicology. 2017; 384: 59-68.
  11. Donaldson K., Stone V., Tran C.K., Kreyling W., Borm P.J. Nanotoxicology (Editorial). Occup. Environ. Med. 2004; 61(9): 727-8.
  12. Oberdörster G., Oberdörster E., Oberdörster J. Nanotoxicology: an emerging discipline evolving from studied of ultrafine particles. Environ. Health Persp. 2005; 113(7): 823-39.
  13. Fadeel B. Clear and present danger? Engineered nanoparticles and the immune system. Swiss Med. Wkly. 2012; 142: w13609.
  14. Sager T.M., Porter D.W., Robinson V.A., Lindsley W.G., Schwegler-Berry V.A., Castranova V. Improved method to disperse nanoparticles in vitro and in vivo investigation of toxicity. Nanotoxicol. 2007; 1(2): 118-29.
  15. 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. Environ. Health Perspect. 1980; 35: 205-18.
  16. Fröhlich E. Cellular targets and mechanisms in the cytotoxic action of non-biodegradable engineered nanoparticles. J. Curr. Drug Metab. 2013; 14(9): 976-88.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Сутункова М.П., 2024


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 37884 от 02.10.2009.