Влияние наночастиц диоксида кремния на морфологию печени крысы при парентеральном введении

Проблема потенциальной безопасности диоксида кремния в виде дисперсных частиц наноразмерной величины сохраняет свою актуальность. В связи с этим для использования в биомедицинских целях уникальных возможностей наноструктур кремния, а также для нивелирования их токсических эффектов, необходимо детальное изучение взаимодействия этих наночастиц с клетками и тканями in vivo.

Цель работы – изучение морфофункциональных изменений в печени крысы после однократного парентерального введения наночастиц диоксида кремния размером 12 нм в течение 6 мес.

Материал и методы. С помощью общегистологических и иммуногистохимических методов исследована печень крыс после однократного парентерального введения 1 мл наночастиц диоксида кремния в дозе 7 мг/кг массы тела в концентрации 2 мг/мл. Контрольным животным вводили 1 мл физиологического раствора. Материал забирали через 21 сутки, 2, 4 и 6 месяцев и фиксировали в 10% нейтральном формалине.

Результаты. Показано формирование гранулем в печени на 21-е сут эксперимента и увеличение числа клеток Купфера. Однако к 2-му мес эксперимента число гранулем значимо снижается по сравнению с 21-ми сут эксперимента и продолжает снижаться на последующих сроках. Средний размер гранулем уменьшается на 2-м мес эксперимента и на последующих сроках эксперимента не изменяется. Через 6 мес эксперимента морфофункциональное состояние печени характеризуется незначительно выраженным асептическим воспалением.

Заключение. Однократное парентеральное введение наночастиц диоксида кремния вызывает выраженное асептическое воспаление печени, уменьшающееся к 6-му мес эксперимента. На всех сроках эксперимента не наблюдается соединительнотканного ремоделирования в печени.

1. Зайцева Н.В., Землянова М.А., Звездин В.Н., Довбыш А.А., Гмошинский И.В., Хотимченко С.А. Влияние наночастиц диоксида кремния на морфологию внутренних органов у крыс при пероральном введении. Анализ риска здоровью. 2016;(4):80–94

2. Подколодная О.А., Игнатьева Е.В., Подколодный Н.Л., Колчанов Н.А. Пути поступления наночастиц в организм млекопитающих, их биосовместимость и клеточные эффекты. Успехи современной биологии. 2012;132(1):3–15

3. Сутункова М.П., Соловьева С.Н., Кацнельсон Б.А., Гурвич B.Б., Привалова Л.И., Минигалиева И.А., и др. Некоторые особенности реакции организма на хроническую ингаляцию SIO2-содержащих субмикронных (преимущественно наноразмерных) частиц реального промышленного аэрозоля. Токсикологический вестник. 2017;(3):17–26

4. Юкина Г.Ю., Журавский С.Г., Паневин А.А., Галагудза М.М., Томсон В.В., Блюм Н.М. Взаимодействие тканевых макрофагов и тучных клеток как начало органного ремоделирования в рамках хронической токсичности наночастиц кремнезема. Трансляционная медицина. 2016;3(2):70–9

5. Ebbesen M, Jensen TG. Nanomedicine: Techniques, Potentials, and Ethical Implications. Journal of Biomedicine and Biotechnology. 2006;1:1–11. doi: 10.1155/jbb/2006/51516

6. Eom H-J, Choi J. Oxidative stress of silica nanoparticles in human bronchial epithelial cell, Beas-2B. Toxicology in Vitro. 2009 Oct;23(7):1326–32. doi: 10.1016/j.tiv.2009.07.010

7. Lu X, Tian Y, Zhao Q, Jin T, Xiao S, Fan X. Integrated metabonomics analysis of the size-response relationship of silica nanoparticles-induced toxicity in mice. Nanotechnology. 2010 Dec 23;22(5):055101. doi: 10.1088/0957-4484/22/5/055101

8. Nabeshi H, Yoshikawa T, Matsuyama K, Nakazato Y, Tochigi S, Kondoh S, et al. Amorphous nanosilica induce endocytosis-dependent ROS generation and DNA damage in human keratinocytes. Particle and Fibre Toxicology. 2011 Jan 15;8(1):1–10. doi: 10.1186/1743-8977-8-1

9. Napierska D, Thomassen LCJ, Rabolli V, Lison D, Gonzalez L, Kirsch-Volders M, et al. SizeDependent Cytotoxicity of Monodisperse Silica Nanoparticles in Human Endothelial Cells. Small. 2009 Apr 6;5(7):846–53. doi: 10.1002/smll.200800461

10. Park MVDZ, Annema W, Salvati A, Lesniak A, Elsaesser A, Barnes C, et al. In vitro developmental toxicity test detects inhibition of stem cell differentiation by silica nanoparticles. Toxicology and Applied Pharmacology. 2009 Oct;240(1):108–16. doi: 10.1016/j.taap.2009.07.019

11. Thomassen LCJ, Aerts A, Rabolli V, Lison D, Gonzalez L, Kirsch-Volders M, et al. Synthesis and Characterization of Stable Monodisperse Silica Nanoparticle Sols for in Vitro Cytotoxicity Testing. Langmuir. 2009 Aug 21;26(1):328–35. doi:10.1021/la902050k

12. Ye Y, Liu J, Xu J, Sun L, Chen M, Lan M. NanoSiO2 induces apoptosis via activation of p53 and Bax mediated by oxidative stress in human hepatic cell line. Toxicology in Vitro. 2010 Apr;24(3):751–8. doi: 10.1016/j.tiv.2010.01.001