Версия сайта: Английский Русский
Микроэлементы в медицине
Международный научно-практический рецензируемый журнал
Вернуться обратно

ПРООКСИДАНТНОЕ ДЕЙСТВИЕ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ ТИТАНА ПРИ ВЫСОКИХ ДОЗИРОВКАХ (НА МОДЕЛИ DANIO RERIO)

Скачать PDF

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.