Особенности токсического действия, обусловленного биораспределением и бионакоплением нано- и микрочастиц оксида меди (II)

Введение. С расширением применения наночастиц оксида меди (НЧ CuO) в различных сферах хозяйственной деятельности увеличивается риск экспозиции наноматериалом населения и работающих. Физико-химические свойства НЧ, отличные от микрочастиц (МЧ) химического аналога, могут обусловливать развитие более выраженных негативных эффектов, ассоциированных с экспозицией наноматериалом. В связи с этим для повышения эффективности мер профилактики необходимы исследования, направленные на изучение и уточнение патогенетических особенностей токсичности НЧ CuO, отличных от МЧ, при их длительном поступлении в организм различными путями. Цель работы – определение особенностей токсического действия НЧ и МЧ CuO, вызываемого биораспределением и бионакоплением, при хронической ингаляционной экспозиции в эксперименте. Материалы и методы. Исследованы физические свойства НЧ CuO в сравнении с МЧ. В хроническом ингаляционном эксперименте на крысах линии Wistar изучены отличные от МЧ особенности бионакопления и морфофункциональных нарушений, вызываемых НЧ CuO, при экспозиции в концентрации 0,012 мг/м3 в течение 180 сут. Результаты. НЧ CuO в сравнении с МЧ обладают меньшим размером (в 305 раз), большей удельной площадью поверхности (в 9,6 раза) и суммарным объёмом пор (в 9,3 раза), что обусловливает их большую проникающую способность. НЧ CuO обладают более выраженным биораспределением в сравнении с МЧ, что отмечено по количеству органов с повышенной концентрацией вещества (при экспозиции НЧ – в лёгких, печени и почках, в 1,43–2,29 раза выше относительно контроля; при экспозиции МЧ – в лёгких, в 1,35 раза). НЧ обладают более выраженной в сравнении с МЧ степенью бионакопления в лёгких, печени и почках (в 1,43–2,32 раза). Воздействие НЧ CuO вызывает изменения показателей негативных эффектов, характерных для активации окислительного процесса (увеличение активности МДА, снижение АОА в 1,29–1,96 раза относительно контроля), воспалительной реакции (увеличение концентрации СРБ и количества лейкоцитов приблизительно в 1,8 раза), нарушения функций печени (снижение содержание мочевины в 1,53 раза), цитотолиза (увеличение активности ЛДГ, АЛТ, АСТ в 1,81–2,39 раза). При экспозиции МЧ отмечены также окислительный процесс, воспаление и цитолиз, но степень изменения их показателей в 1,3–1,79 раза менее выражена. При экспозиции НЧ в лёгких крыс развиваются абсцесс, пневмония, бронхит, васкулиты, полнокровие; в тканях печени – гепатит, полнокровие; в тканях почек – пролиферация мезангиальных клеток. У крыс, экспонированных МЧ, отмечена лишь гиперплазия перибронхиальных лимфоузлов в лёгких. Ограничения исследования. Исследование выполнено только при хронической ингаляционной экспозиции НЧ и МЧ CuO на крысах линии Wistar. Заключение. НЧ CuO обладают более выраженными биораспределением и бионакоплением, что обусловливает больший спектр и степень проявления негативных эффектов (активация окислительного процесса, воспалительная реакция, нарушение функций печени, цитолиз, патоморфологические изменения тканей лёгких, печени и почек) в сравнении с микроразмерным химическим аналогом. Полученные результаты целесообразно учитывать для повышения эффективности научно обоснованных рекомендаций, направленных на профилактику и минимизацию негативных эффектов у человека, возникающих при воздействии НЧ CuO в процессах производства, потребления и утилизации содержащей их продукции.