РЕЗЮМЕ.
В работе представлены результаты исследований прооксидантного действия ультрадисперсных частиц (УДЧ) титана при высоких дозировках (0,06–6 мг/дм3
). В качестве тест-объекта использовали рыб
Danio rerio. На 14-е сутки эксперимента наблюдалось снижение содержания малонового диальдегида (МДА).
Увеличение сроков экспозиции привело к усилению продукции МДА, а также к снижению активности супероксиддисмутазы (СОД) во всех группах по сравнению с началом эксперимента, но при этом в опытных группах показатель СОД был выше контроля в 2,5 раза. Анализ активности каталазы показал существенное ее увеличение в течение всего срока экспозиции во всех опытных группах по сравнению с контролем. В конце эксперимента зафиксирована максимальная активность каталазы. Этот результат можно рассматривать как адаптационно-приспособительную реакцию организма на развитие оксидативного стресса, что подтверждает токсический эффект УДЧ титана при высоких дозировках.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: титан, ультрадисперсные частицы, токсичность.
Для цитирования: Аринжанов А.Е., Мирошникова Е.П., Килякова Ю.В., Аринжанова М.С. Прооксидантное действие ультрадисперсных частиц титана при высоких дозировках (на модели Danio rerio). Микроэлементы в медицине. 2024;25(2):11−12. DOI: 10.19112/2413-6174-2024-25-2-4.
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время нанотехнологии развиваются быстрыми темпами и тем самым создают
опасность загрязнения водной среды. Установлено, что ультрадисперсные частицы (УДЧ) металлов
способны вызывать у гидробионтов окислительный стресс. Например, УДЧ ZnO увеличивают токсическую нагрузку в печени костистых рыб посредством митохондриально-зависимых путей, а также индуцируют накопление липидов, низкий липолиз и активирует митофагию (Chen et al., 2022).
Ц е л ь р а б о т ы – определение биологических эффектов ультрадисперсных частиц титана при высоких дозировках в водной среде на модели Danio rerio.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
В качестве тест-объекта использовали рыб Danio rerio. Ультрадисперсные частицы титана (d =
60–80 нм) получены методом электрического взрыва проводника в атмосфере аргона. В рамках исследований были сформированы 4 группы (n=15): контроль, I опытная – УДЧ Ti, доза 0,06 мг/дм3
, II
опытная – УДЧ Ti, доза 0,6 мг/дм3
и III опытная – УДЧ Ti, доза 6 мг/дм3
. Ультрадисперсные частицы
после диспергирования вводили с кормом в форме лиозолей (личинки комаров Chironomidae) каждые 7 суток, в контроль УДЧ Ti не добавляли. Продолжительность эксперимента – 84 суток. Активность ферментов определяли в ЦКП ФНЦ БСТ РАН (https://цкп-бст.рф) по стандартным методикам.
РЕЗУЛЬТАТЫ
На 14-е сутки эксперимента контакт рыб с УДЧ Ti сопровождался снижением содержания
МДА во всех опытных группах по сравнению с контролем в 3–6 раза. Увеличение сроков экспозиции привело к усилению продукции МДА и, следовательно, к активизации перекисного окисления
липидов. Так, на 84-е сутки в I и III группах концентрация МДА была ниже контроля в 2 раза, а во II
группе находилась на одном уровне. Анализ активности ферментов антиоксидантной защиты рыб
показал на 14-е сутки повышение СОД в I и II группах на 50,2 и 23,1% соответственно. В III группе,
при максимальной дозе, констатировали снижение СОД на 39,4% относительно контроля. Увеличение сроков экспозиции привело к снижению СОД во всех группах по сравнению с началом эксперимента, но при этом в опытных группах СОД был выше контроля в 2,5 раза. Снижение активности СОД к концу эксперимента вполне ожидаемо и свидетельствует об ингибирование активности фермента при хроническом воздействии УДЧ. Анализ активности каталазы показал существенное ее
увеличение в течение всего срока экспозиции во всех опытных группах по сравнению с контролем,
при этом к концу экспозиции была зафиксирована максимальная ее активность – выше контроля в
11–12 раз. Полученный результат можно рассматривать как адаптационно-приспособительную реакцию организма на развитие оксидативного стресса, что подтверждает токсический эффект УДЧ
при высоких дозировках (Bagirov et al., 2019).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, контакт рыб с УДЧ титана при высоких дозировках приводит к активизации
системы антиоксидантной защиты организма в ответ на образование свободных радикалов. Хроническое воздействие и высокие дозы истощают антиоксидантную систему организма на фоне
гиперпродукции свободных радикалов при окислительном стрессе.
Исследования выполнены при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект №23-76-10054).
ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES
Bagirov V.A., Miroshnikova E.P., Sizova E.A., et al. Intestinal Microbiocenosis Disorders in Danio rerio (Hamilton, 1882)
and Inhibition of Protective Mechanisms under Nickel-Containing Nanoparticle-Induced Effects. Inland Water Biology. 2019;
12(1): 115–123.
Chen G.H., Song C.C., Zhao T., et al. Mitochondria-Dependent Oxidative Stress Mediates ZnO Nanoparticle (ZnO NP)-
Induced Mitophagy and Lipotoxicity in Freshwater Teleost Fish. Environ Sci Technol. 2022; 56(4): 2407–2420.