Оценка токсических эффектов наночастиц оксида никеля при ингаляционных воздействиях

Приведены основные результаты, полученные в эксперименте, основанном на повторных низкоуровневых ингаляционных экспозициях лабораторных животных (белые крысы, аутбредные) к наночастицам оксида никеля (НЧ NiO) диаметром (23 ± 5) нм по 4 часа в день 5 раз в неделю продолжительностью до 10 месяцев в установке типа «только нос». Показано, что неспецифические реакции организма на действие НЧ NiO включают в себя: разнообразные проявления системной токсичности с особо выраженным влиянием на функцию печени и почек, окислительновосстановительный баланс, повреждение некоторых участков мозговой ткани, связанное с доказанным транспортом самих наночастиц со слизистой носа по ольфакторному тракту; некоторые цитологические признаки вероятного развития аллергического синдрома; парадоксально низкую выраженность пульмонарной патологии по пневмокониотическому типу, объяснимую малой хронической задержкой наночастиц в легких; генотоксический эффект организменного уровня даже при тех низких уровнях хронической экспозиции, при которых системная токсичность выражена довольно слабо. Наряду с этим НЧ NiO вызывают и относительно специфичную для токсических эффектов никеля фазовую стимуляцию эритропоэза.

наночастицы, оксид никеля, цитотоксичность, токсичность, nanoparticles, Nickel oxide, cytotoxicity, toxicity

1. Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, оборудованию и содержанию экспериментальнобиологических клиник (вивариев): СП 2.2.1.3218-14. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2015. 15 с

2. Ada K., Turk M., Oguztuzun S., Kilic M., Demirel M., Tandogan N. et al. Cytotoxicity and apoptotic effects of nickel oxide nanoparticles in cultured HeLa cells. Folia histochemica et cytobiologica. 2010; 48(4):524-529.

3. Canbay A., Feldstein A.E., Higuchi H., Werneburg N., Grambihler A., Bronk S.F. et al. Kupffer cell engulfment of apoptotic bodies stimulates death ligand and cytokine expression. Hepatology 2003; 38: 1188-1198.

4. Cao Z., Fang Y., Lu Y., Qian F., Ma Q., He M. et al. Exposure to nickel oxide nanoparticles induces pulmonary inflammation through NLRP3 inflammasome activation in rats. Int. J. Nanomedicine. 2016; 11: 3331-3346.

5. Capasso L., Camatini M., Gualtieri M. Nickel oxide nanoparticles induce inflammation and genotoxic effect in lung epithelial cells. Toxicol. Lett. 2014; 226(1): 28-34.

6. Chang X.H., Zhu A., Liu F.F., Zou L.Y., Su L., Liu S.K. et al. Nickel oxide nanoparticles induced pulmonary fibrosis via TGF-1 activation in rats. Human and Experimental Toxicology. 2017; 36(8): 802-812.

7. Dumala N., Mangalampalli B., Chinde S., Kumari S., Mahoob M., Rahman M. et al. Genotoxicity study of nickel oxide nanoparticles in female Wistar rats after acute oral exposure. Mutagenesis. 2017; 32(4): 417-427.

8. Elder A., Gelein R., Silva V., Feikert T., Opanashuk L., Carter J. et al. Translocation of Inhaled Ultrafine Manganese Oxide Particles to the Central Nervous System. Environ. Health Perspect. 2006; 114(8): 1172-1178.

9. Gonga N., Shaoc K., Lia G., Sun Y. Acute and chronic toxicity of nickel oxide nanoparticles to Daphnia magna: The influence of algal enrichment. NanoImpact. 2016; 34: 104-109.

10. Kao Y.-Y., Cheng T.-J., Yang D.-M., Liu P.-Sh. Demonstration of an olfactory bulb-brain translocation pathway for ZnO nanoparticles in rodent ells in vitro and in vivo. J. Molecular Neurosci. 2012; 48(2): 464-71.

11. Katsnelson B.A., Privalova L.I., Sutunkova M.P., Minigalieva I.A., Gurvich V.B., Shur V.Ya. et al. Experimental research into metallic and metal oxide nanoparticle toxicity in vivo. In: Bioactivity of Engineered Nanoparticles. Springer, 2017; Ch. 11: 259-319.

12. Lee S., Hwang S-H., Jeong J., Han Y., Kim S.-H., Lee D-K. et al. Nickel oxide nanoparticles can recruit eosinophils in the lungs of rats by the direct release of intracellular eotaxin. Part Fibre Toxicol. 2016; 13: 30. DOI: 10.1186/s12989-016-0142-8

13. Ogami A., Morimoto Y., Murakami M., Myojo T., Oyabu T., Tanaka I. Biological effects of nano-nickel in rat lungs after administration by inhalation and by intratracheal instillation. Journal of Physics, 2009; 151(1).

14. Oyabu T., Myojo T. , Lee B-W., Okada T., Izumi H., Yoshiura Y. et al. Biopersistence of NiO and TiO2 Nanoparticles Following Intratracheal Instillation and Inhalation. Int. J. Mol. Sci. 2017; 18(12): 2757.

15. Radauer-Preiml I., Andosch A., Hawranek T., Luetz-Meindl U., Wiederstein M., Horejs-Hoeck. J. Nanoparticle-allergen interactions mediate human allergic responses: protein corona characterization and cellular responses. Part Fibre Toxicol. 2016; 13: 3.

16. Tkeshelashvili L., Tsakadze K., Khulusauri O. Effect of some nickel compounds on erythrocyte characteristics. Biol. Trace Elem. Res. 1989; 21 (1): 337-342.