Toxicological ReviewToxicological ReviewТоксикологический вестник0869-7922Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman64099610.36946/0869-7922-2017-1-27-34ArticlesСтатьиTOXICOLOGICAL AND HYGIENE CHARACTERIZATION OF SOME METAL-CONTAINING NANOPARTICLES AT VARIOUS EXPOSITION METHODS: BIOACCUMULATION AND MORPHOFUNCTIONAL EXPOSURE FEATURESТОКСИКОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НЕКОТОРЫХ МЕТАЛЛСОДЕРЖАЩИХ НАНОЧАСТИЦ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБАХ ЭКСПОЗИЦИИ: БИОНАКОПЛЕНИЕ И МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ВОЗДЕЙСТВИЯZaitsevаN. V.ЗайцеваН. В.
Russian Federation
ZemlianovaM. A.ЗемляноваМ. А.
Russian Federation
ZvezdinN. N.ЗвездинВ. Н.
Russian Federation
DovbyshA. A.ДовбышА. А.
Russian Federation
Federal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management TechnologiesФБУН ФНЦ медикопрофилактических технологий управления рисками здоровью населенияPerm State Medical University named after academician E.A. Wagner, RF Ministry of HealthГБО УВО Пермский государственный медицинский университет имени академика Е.А. Вагнера Минздрава России280220171273404112024Copyright ©; 2017, Zaitsevа N.V., Zemlianova M.A., Zvezdin N.N., Dovbysh A.A.Copyright ©; 2017, Зайцева Н.В., Землянова М.А., Звездин В.Н., Довбыш А.А.2017Zaitsevа N.V., Zemlianova M.A., Zvezdin N.N., Dovbysh A.A.Зайцева Н.В., Землянова М.А., Звездин В.Н., Довбыш А.А.https://journals.eco-vector.com/0869-7922/article/view/640996

Bioaccumulation and morphofunctional disorders induced by metal-containing nanoparticles were investigated on the example of potentially hazardous to health nanodispersed manganese and nickel oxides under various exposition conditions (particles size of 15-29 and 17-45 nanometers respectively). As a comparison, micro dimensional analogs which particles size was 300- to 1300- fold bigger were used. It was established that metalcontaining nanoparticles at intragastric and inhalation exposure had higher penetration power and low removal efficiency from the organism (14- to 39-fold lower); the profile of «critical» organs includes brain, liver, spleen, lungs; metal-containing NPs cause functional disorders in critical systems and target organs (in the form of disrupted balance in indicators of oxidative and antioxidant processes and neurotransmitters under effect of nano dispersed MnO), these disorders having dose-dependent character. A great degree of expressiveness of morphological changes in the blood circulatory system, macrophagal and lymphoid systems, and also the presence of changes in the tissue of liver, brain and heart not revealed under exposition to microdespersed analogs prove a big damaging ability of metal-containing nanoparticles and dependence of expressiveness degree of pathological process on the size of particles.

Проведено исследование бионакопления и морфофункциональных нарушений металлсодержащих наночастиц на примере потенциально опасных для здоровья нанодисперсного оксида марганца и никеля при различных условиях экспозиции (размер частиц 15-29 и 17-45 нм соответственно). В качестве сравнения использованы микроразмерные аналоги, размер частиц которых в 300-1300 раз больше. Установлено, что металлсодержащие наночастицы при внутрижелудочной и ингаляционной экспозиции обладают более высокой проникающей способностью и низкой эффективностью выведения из организма (в 14-39 раз); профиль «критических» органов включает головной мозг, печень, селезенку, легкие; обуславливают функциональные нарушения критических систем и органов-мишеней (в виде нарушения баланса показателей окислительно-антиоксидантных процессов и нейромедиаторов при воздействии нанодисперсного MnO), имеющие дозозависимый характер. Большая степень выраженности морфологических изменений в системе кровообращения, макрофагальной и лимфатической системах, а также наличие изменений в ткани печени, головного мозга и сердца, не выявленные при экспозиции микродисперсных аналогов, подтверждают большую повреждающую способность металлсодержащих наночастиц и зависимость степени выраженности патологического процесса от размера частиц.

metal-containing nanoparticlespotential hazardexpositionexperimental studybioaccumulationmorphofunctional changesметаллсодержащие наночастицыпотенциальная опасностьэкспозицияэкспериментальное исследованиебионакоплениеморфофункциональные измененияРезультаты анализа наноиндустрии в рамках ТС и ЕЭП (аналитический материал). 2014. Avaible at: http://www. nanonewsnet.ru/news/2015/rezultatyanalizananoindustrii-v-ramkakh-ts-eep (дата обращения: 15.08.2016).Рынок нанотехнологий в России. 2014. Avaible at: http://nanodigest.ru/ content/view/574/39 (дата обращения: 15.08.2016).Килимник А.Б., Острожкова Е.Ю. Электрохимический синтез нанодисперсных порошков оксидов металлов. Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ»; 2012: 144 с.Horie M., Fukui H., Endoh S., Maru J., Miyauchi A., Shichiri M. et al. Comparison of acute oxidative stress on rat lung induced by nano and fine-scale, soluble and insoluble metal oxide particles: NiO and TiO2. Inhalation Toxicology. 2012; 24(7): 391-400.Fabrega J., Luoma S.N., Tyler C.R., Galloway T.S., Lead J.R. Silver nanoparticles: behaviour and effects in the aquatic environment. Environ. Int. 2011; 37(2): 517-531.Онищенко Г.Г. Стратегия безопасности в наноиндустрии. Здоровье населения и среда обитания. 2011; 5: 4-8.Потапов А.И., Ракитский В.Н., Тулакин А.В., Луценко Л.А., Ильницкая А.В., Егорова А.М. и др. Безопасность наночастиц и наноматериалов для окружающей и производственной среды. Гигиена и санитария. 2013; 3: 8-14.Тутельян В.А., Хотимченко С.А., Гмошинский И.В., Шумакова А.А., Распопов Р.В. Комплексная медико-биологическая оценка безопасности наноматериалов: информационно-аналитическая и экспериментальная составляющие. Здоровье населения и среда обитания. 2011; 5: 15-18.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 ее ослабление биопротекторной премедикацией. Токсикологический вестник. 2014; 6: 8-14.Zaitseva N.V., Zemlyanova M.A., Zvezdin V.N., Akafieva T.I., Saenko E.V. Acute inhalation toxicity of manganese oxide nanoparticles. Nanotehnologies in Russia. 2015; 10(5‑6): 468-474.Кацнельсон Б.А., Привалова Л.И., Сутункова М.П., Гурвич В.Б., Минигалиева И.А., Логинова Н.В. и др. Основные результаты токсикологических экспериментов «ин виво» с некоторыми металлическими и металлооксидными наночастицами. Токсикологический вестник. 2015; 3: 26-38.Зайцева Н.В., Землянова М.А., Звездин В.Н., Довбыш А.А., Гмошинский И.В., Хотимченко С.А. и др. Токсикологическая оценка наноразмерного коллоидного серебра, стабилизированного поливинилпирролидоном, в 92-дневном эксперименте на крысах. II. Морфология внутренних органов. Вопросы питания. 2016; 85(1): 47-55.Зибарев Е.В., Чащин М.В., Кузьмин А.В., Никонова С.М., Кусраева З.С. Биомаркеры ингаляционного воздействия наноразмерных аэрозолей. Здоровье населения и среда обитания. 2011; 5: 21-23.Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. М: Мир, 1984: 306 с.