Токсическое влияние наночастиц диоксида титана на морфологические характеристики тимуса

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Цель. Изучение влияния наночастиц диоксида титана при их пероральном введении на морфофункциональное состояние вилочковой железы крыс.

Методы. В данной работе с использованием классических морфологических подходов и специфичных маркеров: пролиферации - Ki-67, апоптоза - белка p53 и макрофагов - CD68, позволяющих адекватно идентифицировать не только сами клетки, но и их функциональное состояние, проведено исследование тимуса крыс после перорального введения (10 мг/кг массы тела животного, 28 дней) нанодисперсной формы TiO2 (рутильная форма, 40-60 нм), полученной разведением порошка TiO2 в дистиллированной воде. Агрегацию наночастиц предотвращали обработкой суспензии нанодисперсного TiO2 в ультразвуковой ванне. Крысам контрольной группы перорально вводили дистиллированною воду в том же объеме. Серийные парафиновые срезы тимуса окрашивали гематоксилин-эозином, пикрофуксином по Ван Гизону, проводили иммуногистохимическое окрашивание с использованием антител к Ki-67, CD68, р53.

Результаты. Выявлены существенные изменения ткани вилочковой железы при воздействии НЧ TiO2. В тимусе экспериментальных животных установлено уменьшение доли коркового вещества на 17,6 %, отмечается значительное снижение плотности клеточной популяции за счет уменьшения количества тимоцитов. Иммуногистохимическое типирование позволило обнаружить, что в условиях воздействия НЧ TiO2 наблюдается снижение числа Ki-67-позитивных клеток в корковом веществе дольки вилочковой железы, что говорит об угнетении процессов пролиферации в этих условиях. На фоне воздействия НЧ TiO2 обнаружено увеличение в 5,18 раз количества клеток, вступающих в апоптоз в корковом веществе дольки тимуса опытной группы, о чем свидетельствуют результаты иммуногистохимического исследования экспрессии маркера апоптоза белка р53. Возможно, в качестве компенсаторного механизма происходит выраженное увеличение количества макрофагов, на что указывает повышение среднего числа CD68-иммунопозитивных клеток в корковом веществе тимуса опытной группы в 2,61, а в мозговом веществе - в 1,35 раз.

Вывод. Обнаруженные морфофункциональные изменения тимуса при пероральном введении наночастиц TiO2 свидетельствуют об их иммуносупрессивном действии.

Об авторах

Люция Ахтямовна Шарафутдинова

Башкирский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: sharafla@yandex.ru
г. Уфа, Россия

Кирилл Николаевич Синельников

Башкирский государственный университет

Email: sharafla@yandex.ru
г. Уфа, Россия

Виктор Владимирович Валиуллин

Казанский государственный медицинский университет

Email: sharafla@yandex.ru
г. Казань, Россия

Список литературы

  1. 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; 16 (6): 397-404. doi: 10.29252/ijrm.16.6.397.
  2. Winkler H.C., Notter T.,Meyer U.,Naegeli H. Critical review of the safety assessment of titanium dioxide additives in food. J. Nanobiotechnology. 2018; 16: 51. doi: 10.1186/s12951-018-0376-8.
  3. Weir A., Westerhoff P., Fabricius L., Hristovski K., von Goetz N. Titanium dioxide nanoparticles in food and personal care products. Environ. Sci. Technol. 2012; 46: 2242-2250. doi: 10.1021/es204168d.
  4. Ковалева Н.Ю., Раевская Е.Г., Рощин А.В. Проблемы безопасности наноматериалов: нанобезопасность, нанотоксикология, наноинформатика. Химическая безопасность. 2017; 1 (2): 44-87. doi: 10.25514/CHS.2017.2.10982.
  5. Wang X., Reece S.P., Brown J.M. Immunotoxicological impact of engineered nanomaterial exposure: mechanisms of immune cell modulation. Toxicol. Mech. Methods. 2013; 23 (3): 168-177. doi: 10.3109/15376516.2012.757686.
  6. 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; 30: 275-279. doi: 10.1177/009286159603000132.
  7. Hong F., Zhou Y., Zhou Y., Wang L. Immunotoxic effects of thymus in mice following exposure to nanoparticulate TiO2. Environ. Toxicol. 2017; 32 (10): 2234-2243. doi: 10.1002/tox.22439.
  8. Ngobili T.A., Daniele M.A. Nanoparticles and direct immunosuppression. Exp. Biol. Med. (Maywood). 2016; 241 (10): 1064-1073. doi: 10.1177/1535370216650053.
  9. Кварацхелия А.Г., Клочкова С.В., Никитюк Д.Б., Алексеева Н.Т. Морфологическая характеристика тимуса и селезенки при воздействии факторов различного происхождения. Журнал анатомии и гистопатологии. 2016; 5 (3): 77-83. doi: 10.18499/2225-7357-2016-5-3-77-83.
  10. Susan A. Elmore. Enhanced Histopathology of the Immune System: A Review and Update. Toxicol. Pathol. 2012; 40 (2): 148-156. doi: 10.1177/0192623311427571.
  11. Moon E.Y., Yi G.H., Kang J.S., Lim J.S., Kim H.M., Pyo S. An increase in mousetumorgrowth by an in vivo immunomodulating effect of titanium dioxide nanoparticles. J. Immunotoxicol. 2011; 8 (1): 56-67. DOI: 10.3109/ 1547691X.2010.543995.
  12. Dua Y., Liu J., Ma L., Li N., Liu H., Wang J., Zheng L., Liu C., Wang X., Zhao X., Yan J., Wang S., Wang H., Zhang X., Hang G.F. Toxicological characteristics of nanoparticulate anatasetitanium dioxide in mice. Biomaterials. 2010; 31: 894-899. DOI: 10.1016/ j.biomaterials.2009.10.003.
  13. Eom H.J., Choi J. P38 MAPK Activation, DNA Damage, Cell Cycle Arrest and Apoptosis As Mechanisms of Toxicity of Silver Nanoparticles in Jurkat T Cells.Environ. Sci. Technol. 2010; 44: 8337-8342. doi: 10.1021/es1020668.
  14. Fröhlich E. Cellular Targets and Mechanisms in the Cytotoxic Action of Non-biodegradable Engineered Nanoparticles. Curr. Drug. Metab. 2013. 14 (9): 976-988. doi: 10.2174/1389200211314090004.
  15. Liu Y., Gao Y., Liu Y., Li B., Chen C., Wu G. Oxidative stress and acute changes in murine brain tissues after nasal instillation of copper particles with different sizes. J. Nanosci. Nanotechnol. 2014; 14 (6): 4534-4540. doi: 10.1166/jnn.2014.8290.
  16. Park E., Yi J., Chung K. Oxidative stress and apoptosis induced by titanium dioxide nanoparticles in cultured BEAS-2B cells. Toxicol. Lett. 2008. 180: 222-229. doi: 10.1016/j.toxlet.2008.06.869.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© 2018 Шарафутдинова Л.А., Синельников К.Н., Валиуллин В.В.

Creative Commons License

Эта статья доступна по лицензии
Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.



Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».