МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СЕЛЕЗЁНКИ КРЫС ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ НА ОРГАНИЗМ НАНОЧАСТИЦ ДИОКСИДА ТИТАНА

DOI: 10.22138/2500-0918-2018-15-6-830-839
УДК 616.8-092

Л.А. Шарафутдинова, В.В. Валиуллин


Башкирский государственный университет, г. Уфа, Республика Башкортостан, Российская Федерация;
Казанский государственный медицинский университет, г. Казань, Республика Татарстан, Российская Федерация

Резюме. Введение. Среди применяемых в настоящее время наноматериалов широко используются наночастицы (НЧ) диоксида титана (TiO2). Они обладают рядом потребительских достоинств, связанных с хорошей фотокаталитической активностью, высокой химической и термической стабильностью и относительно невысокой стоимостью. Однако быстрый рост числа публикаций о токсическом воздействии НЧ TiO2 на различные органы и ткани свидетельствует о высоком уровне интереса исследователей к биологической безопасности их использования. Это обусловлено в первую очередь тем, что последствия повреждения различных клеточных типов организма НЧ TiO2 и причины такой уязвимости к их воздействию практически не исследованы. Цель работы: Изучение морфофункциональных изменений селезенки крыс при длительном пероральном воздействии НЧ TiO2. Материал и методы. В данной работе с использованием классических морфологических подходов и специфичных маркеров: пролиферации — Ki-67 и макрофагов — CD68 проведено исследование селезенки крыс после ежедневного перорального введения (10 мг/кг массы тела животного, 28 дней) НЧ TiO2 (рутильная форма, 40-60 нм). Серийные парафиновые срезы селезенки окрашивали гематоксилином-эозином, проводили иммуногистохимическое окрашивание с использованием антител к Ki-67, CD68. Результаты. Морфометрический анализ ткани селезенки опытной группы животных выявил увеличение площади, занимаемой белой пульпой; возрастание общего количества лимфоидных узелков, среди которых значительно повышается доля первичных; снижение абсолютного числа клеток на единицу площади в зонах белой пульпы по сравнению с аналогичными показателями интактных животных. Иммуногистохимическое исследование выявило снижение интенсивности пролиферации клеток во всех компартментах селезенки и увеличение числа макрофагов в красной пульпе в ответ на воздействие изучаемых наночастиц. Заключение. При пероральном введении НЧ TiO2 крысам происходят негативные изменения структурных и иммуногистохимических характеристик селезенки, соответствующие иммунодепрессивному состоянию.

Ключевые слова: наночастицы, диоксид титана, селезенка, Ki-67, CD68

Конфликт интересов отсутствует.

Контактная информация автора, ответственного за переписку:
Шарафутдинова Люция Ахтямовна
sharafla@yandex.ru

Дата поступления 21.12.2018

Образец цитирования:
Шарафутдинова Л.А., Валиуллин В.В. Морфологическая характеристика селезёнки крыс при воздействии на организм наночастиц диоксида титана. Вестник уральской медицинской академической науки, 2018. – Том 15. – № 6. – C. 830–839. DOI: 10.22138/2500-0918-2018-15-6-830-839.

ЛИТЕРАТУРА
1. Rompelberg C., Heringa M.B., van Donkersgoed G., Drijvers J., Roos A., Westenbrink S., Peters R., van Bemmel G., Brand W., Oomen A.G. Oral intake of added titanium dioxide and its nanofraction from food products, food supplements and toothpaste by the Dutch population. Nanotoxicology. 2016. No. 10 (10). pp.1404-1414.
2. Piccinno, F., Gottschalk, F., Seeger, S. Bernd Nowack B. Industrial production quantities and uses of ten engineered nanomaterials in Europe and the world. J Nanopart Res. 2012. No. 14. p. 1109. https://doi.org/10.1007/s11051-012-1109-9.
3. Hongbo S., Ruth M., Vincent C., Jinsbun Z. Titanium dioxide nanoparticles: a review of current toxicological data. Particle and Fibre Toxicology. 2013. No. 10 (15). pp. 1-33.
4. Songo B., Liu J., Feng X., Wi L., Shao L. A review on potential neurotoxicity of titanium dioxide nanoparticles. Nanoscale res Lett. 2015. No. 10 (1). p 1042.
5. Syed N.S., Zahir S., Muzammal H., Muzaffar K. Hazardous Effects of Titanium Dioxide Nanoparticles in Ecosystem. Bioinorganic Chemistry and Applications. 2017; doi.org/10.1155/2017/4101735.
6. Шарафутдинова Л.А., Валиуллин В.В. Морфологические характеристики гиппокампа крыс на фоне воздействия наночастиц диоксида титана. Российские нанотехнологии. 2018. – No. 13 (3-4). – C. 104-107.
7. Шарафутдинова Л.А., Федорова А.М., Башкатов С.А., Синельников К.Н., Валиуллин В.В. Структурно-функциональная характеристика сперматогенного эпителия крыс в условиях воздействия наночастиц диоксида титана. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2018. – № 166(8). – С. 241-245.
8. Karimipour M., Zirak Javanmard M., Ahmadi A., Jafari A. Oral administration of titanium dioxide nanoparticle through ovarian tissue alterations impairs mice embryonic development. J Reprod Biomed (Yazd). 2018. No. 16 (6). pp. 397-404.
9. Tsang M.P., Hristozov D., Zabeo A., Koivisto A.J., Jensen A.C., Jensen K.A., Pang C., Marcomini A., Sonnemann G. Probabilistic risk assessment of emerging materials: case study of titanium dioxide nanoparticles. Nanotoxicology. 2017. No. 11 (4). pp. 558-568. DOI: 10.1080/17435390.2017.1329952
10. Rollerova E., Tulinska J., Liskova A., Kuricova M., Kovriznych J., Mlynarcikova A., Kiss A., Scsukova S. Titanium dioxide nanoparticles: some aspects of toxicity/focus on the development.Endocr Regul. 2015. No. 49 (2). pp. 97-112.
11. Tassinari R., Cubadda F., Moracci G., Aureli F., D'Amato M., Valeri M., De Berardis B., Raggi A., Mantovani A., Passeri D., Rossi M., Maranghi F. Oral, short-term exposure to titanium dioxide nanoparticles in Sprague-Dawley rat: focus on reproductive and endocrine systems and spleen.Nanotoxicology. 2014. No. 8 (6). pp. 654-62. doi: 10.3109/17435390.2013.822114.
12. Heringa M. B., Peters R. J. B., Bleys R. L. A. W., van der Lee M. K., Tromp P. C., van Kesteren P. C. E., van Eijkeren J. C. H., Undas A. K., Oomen A. G., Bouwmeester H. Part Fibre Toxicol. 2018. No. 15. p. 15. doi:10.1186/s12989-018-0251-7.
13. Hong F, Yu X, Wu N, Zhang Y-Q. Progress of in vivo studies on the systemic toxicities induced by titanium dioxide nanoparticles. Toxicology Research. 2017. No. 6 (2). pp. 115-133. doi:10.1039/c6tx00338a.
14. Wang X., Reece S.P., Brown J.M. Immunotoxicological impact of engineered nanomaterial exposure: mechanisms of immune cell modulation. Toxicology mechanisms and methods. 2013. No. 23 (3). pp. 168-177.
15. Ngobili T.A., Daniele M.A. Nanoparticles and direct immunosuppression. Experimental Biology and Medicine. 2016. No. 241 (10). pp. 1064–1073.
16. Fu Y., Zhang, Y., Chang, X., Zhang, Y., Ma, S., Sui, J., Yin L., Pu, Y., Liang G. Systemic Immune Effects of Titanium Dioxide Nanoparticles after Repeated Intratracheal Instillation in Rat. Int. J. Mol. Sci. 2014. No. 15. pp. 6961-6973.
17. Ngobili T.A., Daniele M.A.. Nanoparticles and direct immunosuppression. Experimental Biology and Medicine. 2016. No. 241 (10). pp. 1064-1073. doi:10.1177/1535370216650053.
18. van Loveren H., Vos J.G., De Waal E.J. Testing immunotoxicity of chemicals as a guide for testing approaches for pharmaceuticals. Drug Info J. 1996. No. 30. pp. 275–279.
19. Hong F., Zhou Y., Zhou Y., Wang L. Immunotoxic effects of thymus in mice following exposure to nanoparticulate TiO2. Environ Toxicol. 2017. No. 32 (10). pp. 2234-2243. doi: 10.1002/tox.224.
20. Cesta M.F. Normal Structure, Function, and Histology of the Spleen. Toxicologic Pathology. 2006. No. 34 (5). pp. 455–465.
21. Li N., Duan Y. M., Hong M. M., Zheng L., Fei M., Zhao X. Y., Wang J., Cui Y. L., Liu H. T., Cai J. W., Gong S. J., Wang H., Hong F. S. Spleen injury and apoptotic pathway in mice caused by titanium dioxide nanoparticules.Toxicol. Lett. 2010. No. 195 (2–3). pp. 161–168.
22. Wang J., Li N., Zheng L., Wang S. S., Wang Y., Zhao X. Y., Duan Y. M., Cui Y. L., Zhou M., Cai J. W., Gong S. J., Wang H., Hong F. S. P38-Nrf-2 signaling pathway of oxidative stress in mice caused by nanoparticulate TiO2. Biol. Trace. Elem. Res. 2011. No. 140 (2). pp. 186–197.
23. Sang X. Z., Zheng L., Sun Q. Q., Li N., Cui Y. L., Hu R. P., Gao G. D., Cheng Z., Cheng J., Gui S. X., Liu H. T., Zhang Z., Hong F. S. J. The chronic spleen injury of mice following long-term exposure to titanium dioxide nanoparticles.Biomed. Mater. Res., Part A. 2012. No. 100 (4). pp. 894–902.
24. Sang X. Z., Fei M., Sheng L., Zhao X. Y., Yu X.H., Hong J., Ze Y.G., Gui S.X., Sun Q.Q., Ze X., Wang L., Hong F. Immunomodulatory effects in the spleen-injured mice following exposure to titanium dioxide nanoparticlesJ. Biomed. Mater. Res., Part A. 2014. No. 102 A. pp. 3562–3572.
25. Sheng L., Wang L., Sang X.Z., Zhao X.Y., Hong J., Cheng S., Yu X.H., Liu D., Xu B.Q., Hu R.P., Sun Q.Q., Cheng J., Cheng Z., Gui S.X., Hong F.S. Nano-sized titanium dioxide-induced splenic toxicity: a biological pathway explored using microarray technology. J. Hazard. Mater. 2014. No. 278. pp. 180–188.

Авторы:
Шарафутдинова Люция Ахтямовна
Башкирский государственный университет
Кандидат биологических наук, доцент кафедры физиологии и общей биологии биологического факультета
Российская Федерация, 450076, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Заки Валиди, дом 32
sharafla@yandex.ru

Валиуллин Виктор Владимирович
Казанский государственный медицинский университет
Доктор биологических наук, профессор кафедры гистологии
Российская Федерация, 420012, Республика Татарстан, г. Казань, ул. Бутлерова, 49
valiullinvv@yandex.ru

 

 
 
 

Авторизация