СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА К КОМБИНИРОВАННОМУ ЦИТОТОКСИЧЕСКОМУ ДЕЙСТВИЮ НАНОЧАСТИЦ ОКСИДОВ СЕЛЕНА И МЕДИ
БИОПРОФИЛАКТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ОКСИД МЕДИ ОКСИД СЕЛЕНА ЦИТОТОКСИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ УСТОЙЧИВОСТЬ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА НАНОЧАСТИЦЫ
Изобретение относится к медицине, а именно к профилактике профессиональной патологии, и может быть использовано для повышения устойчивости организма человека к комбинированному цитотоксическому действию наночастиц оксидов селена и меди. Лица из группы повышенного риска, которые подвергаются комбинированному цитотоксическому действию наночастиц оксидов селена и меди, принимают биопрофилактический комплекс, включающий 4 г глютаминовой кислоты, 25 мл рыбьего жира с 12-15%-ным содержанием полиненасыщенных жирных кислот класса омега-3, 50 мг рутина, 100 мг глицина и витамины А, В12, С, D, в дозах, обеспечивающих физиологические потребности организма, в течение 4-6 недель ежедневно. Способ обеспечивает снижение вредного комбинированного действия наночастиц оксидов селена и меди на организм за счет введения в организм вышеуказанного биопрофилактического комплекса. 5 ил., 2 табл.
Изобретение относится к медицине, в частности, к профилактике профессиональной патологии, и может быть использовано для снижения вредного комбинированного цитотоксического действия наночастиц оксидов селена и меди на организм работающих, которые подвергаются этому воздействию в производственных условиях на медеплавильных предприятиях (Производство селена и теллура на ОАО «Уралэлектромедь»: учебное пособие. А. Б. Лебедь, C. С.Набойченко, В. А. Шунин; под общ. ред. С.С.Набойченко. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2015; Vrček I. V. Molecular and Integrative Toxicology. Selenium Nanoparticles: Biomedical Applications. 2018; 393-412; В.В. Вапиров, М.Э. Шубина, Н.В. Вапирова, В.И. Беличенко, И.В. Шубин. Селен. Некоторые аспекты химии, экологии и участия в развитии патологии. //http://petrsu.karelia.ru/Chairs/Inorgchem/SELEN.rtf).
Токсическое действие наночастиц селена связано, в частности, со способностью оказывать прооксидантное действие (Mezes M., Balogh K. Prooxidant mechanisms of selenium toxicity. Acta Biol. 2009; 53: 15-18; Kondaparthi P., Flora S.J.S., Naqvi S. Selenium nanoparticles: An insight on its Pro-oxidant and antioxidant properties. Front Nanosci Nanotech. 2019; 6:1-5. DOI: 10.15761/FNN.1000189; Zheng Z., Liu L., Zhou K., Ding L., Zeng J., Zhang W. Anti-oxidant and anti-endothelial dysfunctional properties of nano-selenium in vitro and in vivo of hyperhomocysteinemic rats. Int J Nanomedicine. 2020; 15: 4501-4521. doi: 10.2147/IJN.S255392; Zhai X., Zhang C., Zhao G., Stoll S., Ren F. et al. Antioxidant capacities of the selenium nanoparticles stabilized by chitosan. Journal of Nanobiotechnology 2017; 15: 4.). Индуцирование окислительного стресса (Mezes M., Balogh K. Prooxidant mechanisms of selenium toxicity. Acta Biol. 2009; 53: 15-18; Mercan Y. U., Увеличенное изображение (открывается в отдельном окне) Uyar A., Kömüroğlu A.U., Keleş Ö.F. Use of an antiarrhythmic drug against acute selenium toxicity. J Trace Elem Med Biol. 2020 Jan 29;59:126471. doi: 10.1016/j.jtemb.2020.126471; Полубояринов П.А., Елистратов Д.Г., Швец В.И. Метаболизм и механизм токсичности селенсодержащих препаратов, используемых для коррекции дефицита микроэлемента селена // Тонкие химические технологии. 2019; 14 (1): 5-24. DOI: 10.32362/2410-6593-2019-14-1-5-24; Kondaparthi P., Flora S.J.S., Naqvi S. Selenium nanoparticles: An insight on its Pro-oxidant and antioxidant properties. Front Nanosci Nanotech. 2019; 6:1-5. DOI: 10.15761/FNN.1000189; Zheng Z., Liu L., Zhou K., Ding L., Zeng J., Zhang W. Anti-oxidant and anti-endothelial dysfunctional properties of nano-selenium in vitro and in vivo of hyperhomocysteinemic rats. Int J Nanomedicine. 2020; 15: 4501-4521. doi: 10.2147/IJN.S255392) происходит путем образования метилселенида (Mezes M., Balogh K. Prooxidant mechanisms of selenium toxicity. Acta Biol. 200953: 15-18), а так же свободных радикалов (Kondaparthi P., Flora S.J.S., Naqvi S. Selenium nanoparticles: An insight on its Pro-oxidant and antioxidant properties. Front Nanosci Nanotech. 2019; 6:1-5. DOI: 10.15761/FNN.1000189).
Известно, что наночастицы меди токсичнее их микрометровых аналогов (Chen Z., Meng H., Xing G., Chen C. et al. Acute toxicological effects of copper nanoparticles in vivo. Toxicol. Lett., 2006; 163 (2):109-120; Katsnelson B. A., Privalova L.I., Sutunkova M. P., Minigalieva I. A. et al. Experimental Research into Metallic and Metal Oxide Nanoparticle Toxicity In Vivo. Bioactivity of Engineered Nanoparticles (Chapter).2017; 259-319). Вредные эффекты обычно связывают с высокой окислительно-восстановительной активностью, способностью продуцировать гидроксильные радикалы снаружи клеток, вызывая повреждение клеточных мембран (Connor E.E., Mwamuka J., Gole A., Murphy C.J., Wyatt M.D. Gold Nanoparticles Are Taken Up by Human Cells but Do Not Cause Acute Cytotoxicity. 2005; 1: 325-327. 10.1002/smll.200400093; Schrand A.M., Rahman M.F., Hussain S.M., Schlager J.J., Smith D.A., Syed A.F. Metal-based nanoparticles and their toxicity assessment. Wiley Interdisciplinary Reviews: Nanomedicine and Nanobiotechnology. 2010; 2: 544-568. 10.1002/wnan.103; Sarkar A., Das J., Manna P., Sil P.C. Nano-copper induces oxidative stress and apoptosis in kidney via both extrinsic and intrinsic pathways. Toxicology. 2011; 290: 209-218. doi: 10.1016/j.tox.2011.09.086; Angelé-Martínez C., Nguyen K. V. T., Ameer F. S., Anker J. N., Brumaghim J. L. Reactive Oxygen Species Generation by Copper(II) Oxide Nanoparticles Determined by DNA Damage Assays and EPR Spectroscopy. Nanotoxicology. 2017; 11(2): 278-288. doi: 10.1080/17435390.2017.1293750). Наночастицы меди способны индуцировать воспалительную реакцию (Zhou X., Zhao L., Luo J., Tang H. et al. The Toxic Effects and Mechanisms of Nano-Cu on the Spleen of Rats. Int J Mol Sci. 2019 Mar 22;20(6):1469. doi: 10.3390/ijms20061469).
При ингаляции и отложении в глубоких дыхательных путях малорастворимых пылевых частиц альвеолярные макрофаги (АМ) являются не только основным эффектором фагоцитарного звена пульмонарного клиренса, но и главной клеткой-мишенью цитотоксического действия. АМ не способен к обратной миграции в легочный интерстиций, акт фагоцитоза делает невозможной пенетрацию частицы, повышая вероятность ее пассивного продвижения в зону действия мукоцилиарного транспорта. Разрушение же клетки, приводя к освобождению частицы, вновь способствует пенетрации ее в интерстициальную ткань и лимфоток (Privalova L.I., Katsnelson B.A., Osipenko A.B., Yushkov B.G, Babushkina L.I. Response of a phagocyte cell system to products of macrophage breakdown as a probable mechanism of alveolar phagocytosis adaptation to deposition of particles of different cytotoxicity. Environ Health Perspect. 1980; 35: 205-218). В связи с чем задача поиска средств, повышающих устойчивость организма к цитотоксическим эффектам наночастиц оксидов селена и меди, является актуальной.
Информационный поиск по современной научно-технической и патентной литературе не обнаружил примеров испытания или теоретического обоснования средств профилактики от комбинированного вредного действия на организм наночастиц оксидов селена и меди.
Задачей изобретения является создание способа защиты, основанного на повышении устойчивости организма против комбинированного вредного действия на организм наночастиц оксидов селена и меди.
Для решения этой задачи разработан способ профилактики комбинированного вредного действия наночастиц оксидов селена и меди на организм.
Технический результат, достигаемый заявленным изобретением, заключается в снижении вредного комбинированного действия наночастиц оксидов селена и меди на организм.
Заявляемый способ повышения устойчивости организма к комбинированному цитотоксическому действию наночастиц оксидов селена и меди заключается в том, что лицам из группы повышенного риска, которые подвергаются комбинированному цитотоксическому действию наночастиц оксидов селена и меди, рекомендуется принимать данный биопрофилактический комплекс для профилактики их вредного действия повторными курсами 1-2 раза в год в течение 4-6-недель ежедневно - 4 г глютаминовой кислоты, 25 мл рыбьего жира с 12-15%-ным содержанием полиненасыщенных жирных кислот класса омега-3, 5 г, 50 мг рутина, 100 мг глицина, а также витамины А, B12, С, D, в дозах, обеспечивающих физиологические потребности организма. Дозы биомикроэлементов и витаминов обусловливаются нормальными физиологическими потребностями организма, включая компенсацию эндогенной витаминной недостаточности и микроэлементного дисбаланса, возникающих при интоксикации. Пересчет в указанные дозы осуществлен на основе определения соотношения уровней основного обмена, энергетической потребности, продолжительности жизни крысы и человека.
Изобретение поясняется иллюстрациями.
На Фиг.1 представлено изображение наночастиц SeO в суспензии (получено при помощи сканирующей электронной микроскопии с увеличением ×20200) и функция распределения частиц, использованных в эксперименте, по диаметру.
На Фиг.2 представлено изображение наночастиц CuO в суспензии (получено при помощи сканирующей электронной микроскопии с увеличением ×100000) и функция распределения частиц, использованных в эксперименте, по диаметру.
На Фиг.3 представлены цитологические характеристики жидкости, полученной при бронхоальвеолярном лаваже (БАЛ) через 24 часа после интратрахеального введения крысам суспензии наноразмерных частиц оксидов селена и меди, в дозе 0,25 мг в 1 мл деионизированной воды, и\или биопрофилактического комплекса. Знаком «*» отмечены значения, имеющие статистически достоверное отличие от контрольной группы; знаком «♦» отмечены значения, имеющие статистически достоверное отличие от группы «НЧ SeO+НЧ CuO» в группе «НЧ SeO+НЧ CuO+БПК» (по t-критерию Стьюдента при p≤0,05).
На Фиг.4 проиллюстрировано содержания фермента аспартатаминотрансферазы в надосадочной жидкости БАЛ, полученной при бронхоальвеолярном лаваже (БАЛ) через 24 часа после интратрахеального введения крысам суспензии наноразмерных частиц оксидов селена и меди, в дозе 0,25 мг в 1 мл деионизированной воды, и\или биопрофилактического комплекса (Х±Sx). Знаком «*» отмечены значения, имеющие статистически достоверное отличие от контрольной группы; знаком «♦» отмечены значения, имеющие статистически достоверное отличие от группы «НЧ SeO+НЧ CuO» в группе «НЧ SeO+НЧ CuO+БПК» (по t-критерию Стьюдента при p≤0,05).
На Фиг.5 проиллюстрированы результаты спонтанного НСТ-теста через 24 часа после интратрахеального введения крысам суспензии наноразмерных частиц оксидов селена и меди, в дозе 0,25 мг в 1 мл деионизированной воды, и\или биопрофилактического комплекса (Х±Sx). Знаком «♦» отмечены значения, имеющие статистически достоверное отличие от группы «НЧ SeO+НЧ CuO» в группе «НЧ SeO+НЧ CuO+БПК» (по t-критерию Стьюдента при p≤0,05).
На основе изучения данных современной литературы и опыта собственных исследований был обоснован состав биопротекторного комплекса включающий в себя:
(1) глютамат и глицин, как предшественники биосинтеза восстановленного глютатиона, являющегося системным протектором от оксидативного и свободно-радикального повреждения клетки и субклеточных структур, что характеризуют первичные механизмы цитотоксичности. Глутамат дополнительно является мембрано-стабилизирующим и, тем самым, анти-цитотоксическим фактором. Подобное его действие связано с интенсификацией синтеза АТ (Кацнельсон Б.А., Алексеева О.Г., Привалова Л.И., Ползик Е.В. Пневмокониозы: патогенез и биологическая профилактика. Екатеринбург.1995). Так же он относится к числу веществ, действующих одновременно как стимуляторы окислительно-энергетического обмена и как естественные физиологически активные метаболиты, повышающие неспецифическую сопротивляемость и активность компенсаторно-репаративных процессов (Мирогов Ю.В., Яснецов В.С. Влияние пиридоксина, рибофлавина, калия оротата, фолиевой и глутаминовой кислот на восстановление работоспособности у неполовозрелых крыс.Фармакол. и токсикол. 1985; 4: 110-112);
(2) полиненасыщенные жирные кислоты класса омега-3 введены в состав комплекса исходя из того, что их внутриклеточными производными являются эйкозаноиды. Эйкозапентаеновая кислота участвует в формировании клеточных мембран, регулировании воспалительных реакций, улучшении всасывания жиров и жирорастворимых витаминов (в состав комплекса были введены витамины также А и D) в желудочно-кишечном тракте. Докозагексаеновая кислота участвует в нормализации микроциркуляции крови, обладает мембранозащитным, иммуномодулирующим, противовоспалительным, противоаллергическим действием (Перова Н.В. Омега-3 полиненасыщенные жирные кислоты в кардиологии. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2005;4: 101-107; Государственный реестр лекарственных средств. - М.: Медицинский совет, 2009; 2(1): 560.);
(3) воспалительная реакция, помимо мобилизации нейтрофильных лимфоцитов (НЛ) в рамках реализации естественного механизма самоочищении легких от НЧ, может быть опосредована медью, вызывающей острые воспалительные изменения легочной ткани и повышение проницаемости сосудов (Сутункова М.П. Обоснование критериев токсиколого-гигиенической оценки и методов управления риском для здоровья, создаваемым металлсодержащими наночастицами. Дис.…докт.мед. наук. -Екатеринбург, 2019. - 317 с.) Витамин D был введен в состав биопротекторного комплекса, поскольку, согласно данным литературы, способен подавлять воспалительный ответ (Jono S., Mckee M.D., Murry C.E. et al. Phosphate regulation of vascular smooth muscle cell calcification. Circ Res.2000; 87: E10-E17; Levin A., Li Y.C. Vitamin D and its analogues: do they protect against cardiovascular disease in patients with kidney disease? Kidney Int. 2005; 68(5):1973-81);
(4) рутин был введен в состав биопротекторного комплекса как представитель группы флавоноидов, экзогенных природных антиоксидатов. Он обладает широким спектром биологического действия, в том числе антирадикальной активностью (Ильясов И.Р. Исследование антирадикальной активности композиции на базе диквертина: Автореф. дисс.… канд. фарм. Наук. М., 2009; 25), что актуально для нейтрализации токсического действия наночастиц оксидов селена и меди. Антиоксидантные свойства определяются не только способностью удалять свободные радикалы из среды путем непосредственного взаимодействия с ними, но также способностью связывать и выводить из среды вещества, инициирующие появление свободных радикалов (Тараховский Ю.С., Ким Ю.А., Абдрасилов Б.С., Музафаров Е.Н.. Флавоноиды: биохимия, биофизика, медицина. Пущино: Synchrobook, 2013; 310). Регулярное потребление приводит к достоверному снижению риска развития сердечно-сосудистых заболеваний (Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации: МР 2.3.1.2432-08. М., 2008). Флавоноиды рекомендуются к использованию в рамках антифиброзной терапии, поскольку способны снижать интенсивность воспалительных процессов, ингибируя инфильтрацию макрофагов (Li X., Jin Q., Yao Q., Xu B. et al. The flavonoid quercetin ameliorates liver inflammation and fibrosis by regulating hepatic macrophages activation and polarization in mice. Frontiers in Pharmacology. 2018; 9: 72). Так же рутин в силу своих антиоксидантных свойств предохраняет аскорбиновую кислоту от избыточного окисления, способствуя сохранению ее биологической активности и депонированию в тканях организма (Государственный реестр лекарственных средств. - М.: Медицинский совет, 2009; 2(1): 560.);
(5) аскорбиновая кислота обладает выраженными антиоксидантными свойствами, участвует в регулировании оксилительно-восстановительных и метаболических процессов, усиливает эффекты рутина (Государственный реестр лекарственных средств. - М.: Медицинский совет, 2009; 2(1): 560.).
Исследования уровней витамина С в плазме и антиоксидантной способности у некоторых животных показывает значительную положительную корреляцию между содержанием аскорбиновой кислотой и антиоксидантной способность плазмы. Аскорбиновая кислота экзогенной природы на грызунов, как правило, имеет незначительное влияние, однако известно о стимулирующих эффектах дополнительно введенного в рацион витамина С (Maeda N., Hagihara H., Nakata Y., Hiller S., Wilder J., Reddick R. Aortic wall damage in mice unable to synthesize ascorbic acid. Proc Natl Acad Sci U S A. 2000; 18; 97(2): 841-846. doi: 10.1073/pnas.97.2.841; Wambebe С., Sokomba Е. Some behavioural and EEG effects of ascorbic acid in rats. Psychopharmacology (Berl). 1986;89(2):167-70. doi: 10.1007/BF00310622)
(6) для подавления свободнорадикальных реакций в липидном бислое целесообразно использовать жирорастворимые антиоксиданты (Сутункова М.П. Научное обоснование и оценка эффективности комплекса средств биологической профилактики вредного действия пыли хризотил-асбеста: дис.... канд. мед. наук. - Екатеринбург, 2011), к которым относится включенный нами в биопрофилактический комплекс витамин А (Palace V. P., Khaper N., Qin Q., Singal P. K. Antioxidant potentials of vitamin A and carotenoids and their relevance to heart disease. Free Radic Biol Med. 1999; 26(5-6):746-61. doi: 10.1016/s0891-5849(98)00266-4; Dawson M.I. The importance of vitamin A in nutrition. Curr Pharm Des. 2000 Feb;6(3):311-25. doi: 10.2174/1381612003401190);
(7) витамин В12 был включен в качестве компонента, согласно литературным данным (Mercan Y. U.; Увеличенное изображение (открывается в отдельном окне) Uyar A.; Kömüroğlu A.U.; Keleş Ö.F. Use of an antiarrhythmic drug against acute selenium toxicity. J Trace Elem Med Biol. 2020, 59, 126471. doi: 10.1016/j.jtemb.2020.126471.), отвечающего за синтез S-аденозилметионина, способствующего трансформации селена в менее токсичную форму и его выведению из организма.
Механизмы защитного действия входящих в комплекс биопротекторов сложны и, по-видимому, взаимно потенцируют друг друга. Витамины способствуют повышению неспецифической сопротивляемости организма к действию вредных факторов, а также оказывают корригирующее действие на обменные процессы. Наряду с этим, некоторые витамины, активирующие ферментные системы, повреждаемые конкретным токсичным веществом, могут играть роль специфического протектора соответствующей интоксикации (Киреева Е.П. Связь начального поражения почек с экологически обусловленной токсической нагрузкой организма свинцом и кадмием и его профилактика (эпидемиологическое и экспериментальное исследование): дис.... канд. мед. наук. - Екатеринбург,2007). Особое значение имеют мембрано-стабилизирующее действие глютамата, поскольку оно может препятствовать повреждению митохондрий (Sutunkova M. P., Minigalieva I. A., Panov V. G., Riabova Iu. V. et al. Multisystemic damage to mitochondrial ultrastucture as an integral measure of the comparative in vivo cytotoxicity of metallic nanoparticles. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020: 918. https://doi.org/10.1088/1757-899X/918/1/012119) и тем самым - оксидативному стрессу, являющемуся, по современным представлениям, одним из основных механизмов цитотоксического действия и разное по молекулярным механизмам противорадикальное (в том числе, антиоксидантное) действие, в той или иной степени присущее ряду биопротекторов заявляемого комплекса (антиоксидантный синергизм).
Заявленный способ экспериментально опробован на аутбредных белых крысах-самках начальным весом тела 200-260 г по 10 животных в каждой группе. Животные содержались в условиях специально организованного вивария, соответствующих санитарно-эпидемиологическим и ветеринарным требованиям и с одобрением локальной комиссии по биоэтике ФБУН ЕМНЦ ПОЗРПП Роспотребнадзора. Крысы принимали полнорационный комбикорм (ГОСТ Р 50258-92), который сбалансирован по аминокислотному составу, минеральным веществам и витаминам и воду питьевую, доочищенную до первой категории качества (ТУ 11.07.11-006-06786053-2019). В качестве подстилочного материала использовались гранулы кукурузных початков. Средняя температура за день в помещении не выходила за пределы нормы (16-22°С и относительной влажности воздуха 30-70%).
Интратрахеальная инстилляция водных суспензий НЧ либо стерильной деионизированной воды без частиц (контроль) осуществлялась под контролем зрения (с помощью специальной воронки и лобного рефлектора) крысе под эфирным рауш-наркозом. Форма и размер вводимых частиц были охарактеризованы с использованием сканирующей электронной микроскопии и функции распределения частиц по диаметру. Указанные параметры проиллюстрированы на Фиг.1 и Фиг.2.
Первая группа животных получала на протяжении предшествующих 4 недель ежедневно перед затравкой получала per os комплекс биопротекторов в тех дозировках, которые приведены в Таблице 1. Вторая группа получала НЧ без предварительной премедикации. Животными опытной группы вводили водную суспензию наночастиц оксидов селена и меди концентрацией 0,25 мг/мл объемом по 0,5 мл на крысу (суммарный введенный объем составлял 1 мл для двух суспензий). Третьей и четвертой группе вводили стерильную деионизированную воду объемом 1 мл, при том последней на фоне приема БПК.
Таблица 1.
Способ введения и дозировка компонентов биопрофилактического комплекса
Биопротектор	Оцененная доза на 1 крысу и способ введения
Глутаминат натрия	В питье 160 мг (1,5% раствор вместо воды)
Глицин	12 мг, с кормом
Рутин	1,4 мг, с кормом
Омега-3 ПНЖК	13,3 мг, с кормом
Витамин А	0,0013 мг, с кормом
Витамин С	1,4 мг, с кормом
Витамин В12	0,69 мкг, с кормом
Витамин D	1,04 мг, с кормом
Бронхоальвеолярный лаваж (БАЛ) осуществлялся спустя 24 часа после инстилляции. У крыс под гексеналовым наркозом в препарированную трахею вводилась канюля, соединенная со шприцом Люэра, содержащим 10 мл физиологического раствора. Жидкость поступала в легкие медленно под тяжестью поршня при вертикальном положении животного и шприца. Затем крыса и шприц поворачивались на 180º, и бронхоальвеолярная лаважная жидкость (БАЛЖ) перетекала обратно в шприц. Извлеченные промывные воды помещались в силиконированные охлажденные пробирки.
Аликвотная проба промывной жидкости набиралась в меланжер для белых кровяных телец вместе с 3% уксусной кислотой и метиленовым синим. Подсчет клеток велся с помощью камеры Горяева методом оптической микроскопии. Для цитологического исследования БАЛЖ центрифугировали в течение 4 мин. при 200 g, затем жидкость декантировалась, а из осадка готовились мазки на два предметных стекла. После просушивания на воздухе мазки фиксировались метиловым спиртом и окрашивались азур-эозином. Мазки микроскопировались с иммерсией при увеличении х1000. Дифференциальный подсчет для определения процента альвеолярных макрофагов (АМ), нейтрофильных лейкоцитов (НЛ) и прочих клеток проводился до общего числа подсчитанных клеток, равного 100. С учетом общего числа клеток в БАЛЖ эти проценты пересчитывались на абсолютное число AM и НЛ. Биохимические показатели надосадочной жидкости БАЛ оценивались на биохимическом анализаторе «Кобас Интегра» с использованием соответствующих диагностических наборов. Были проведены клеточные тесты, отражающие активность фагоцитарного клеточного ответа на введенные суспензии в образцах БАЛЖ контрольных и подопытных животных. Биологическую жидкость смешивали с раствором частиц латекса (размер частиц 1,5 мкм), инкубировали в течение 20 минут при 37С, окрашивали по Романовскому. Спонтанный тест с нитросиним тетразолием (НСТ-тест) в модификации Киселевой Е.П. и Полевщикова А.В. проводили путем смешивания биологической жидкости с раствором нитросинего тетразолия, инкубировали 20 минут при 37°С, окрашивали нейтральным красным. Принцип метода основан на восстановлении поглощенного фагоцитом растворимого красителя НСТ в нерастворимый диформазан под влиянием супероксиданиона, образующегося в НАДФ-Н-оксидазной реакции (Киселева Е.П., Полевщиков А.В. Метод автоматизированного учета НСТ-теста. //Клин. лаб. диагн- 1994.-№4-С.27-29.).
Таблица 2.
Число клеток в жидкости, полученной при бронхоальвеолярном лаваже (БАЛ) через 24 часа после интратрахеального введения крысам суспензии наноразмерных частиц оксидов селена и меди, в дозе 0,25 мг в 1 мл деионизированной воды, и\или биопрофилактического комплекса (Х±Sx)
Группа крыс, получавшая:	Контроль	НЧ SeO+НЧ CuO	НЧ SeO+НЧ CuO+БПК	Контроль+БПК
Число клеток* 106	общее	3,62±0,35	15,97±3,88 *	6,04±0,17 *♦	2,74±0,50
нейтрофильные лейкоциты (НЛ)	0,68±0,11	10,24±2,72 *	2,84±0,30 *♦	0,543±0,083
альвеолярные макрофаги (АМ)	2,57±0,19	4,93±1,23	2,85±0,19	1,69±0,40
НЛ/АМ	0,264±0,043	2,16±0,43 *	1,04±0,13 *♦	0,51±0,11*
АСТ, Е/л	11,18±1,51	26,10±5,07 *	13,45±2,37 ♦	12,77±1,83
НСТ-тест	1,43±0,20	3,00±0,67	1,17±0,17 ♦	2,83±0,98
Примечание - знаком «*» отмечены значения, имеющие статистически достоверное отличие от контрольной группы; знаком «♦» отмечены значения, имеющие статистически достоверное отличие от группы «НЧ SeO+НЧ CuO» в группе «НЧ SeO+НЧ CuO+БПК» (по t-критерию Стьюдента при p≤0,05)
Как видно из таблицы 2 и Фиг.3, под влиянием наночастиц оксидов селена и меди отмечается статистически значимое увеличение числа общей клеточности в сравнении с контролем. Это увеличение происходило преимущественно за счет возрастания числа нейтрофильных лейкоцитов. Эти показатели служат многократно испытанным критерием количественной оценки цитотоксического действия различных частиц. Известно, что мобилизация АМ, и в еще большей степени НЛ, регулируются массой продуктов разрушения макрофагов, происходящего под действием фагоцитируемых ими цитотоксичных частиц. Повышение соотношения НЛ/АМ является косвенным, но высоко информативным показателем цитотоксического действия любых интратрахеально введенных или ингалированных малорастворимых частиц, поскольку его увеличение связано с преобладающей мобилизацией НЛ в ответ на действие продуктов разрушения АМ (Privalova L.I., Katsnelson B.A., Osipenko A.B., Yushkov B.G, Babushkina L.I. Response of a phagocyte cell system to products of macrophage breakdown as a probable mechanism of alveolar phagocytosis adaptation to deposition of particles of different cytotoxicity. Environ Health Perspect. 1980; 35: 205-218; Privalova L.I., Katsnelson B.A., Yelnichnykh L.N. Some peculiarities of the pulmonary phagocytotic response, dust kinetics, and silicosis development during long term exposure of rats to high quartz levels. British Journal of Industrial Medicine. 1987; 4: 228 - 235; Privalova L.I., Katsnelson B.A., Sharapova N.Y., Kislitsina N.S. On the relationship between activation and the breakdown of macrophages in pathogenesis of silicosis. Med. Lav. 1995; 86: 511-521; Katsnelson B.A., Privalova L.I. Recruitment of phagocytizing cells into the respiratory tract as a response to the cytotoxic action of deposited particles. Environ. Health Perspect. 1984; 55:313-325).
Под влиянием биопрофилактического комплекса в группе «НЧ SeO+НЧ CuO+БПК» основные цитологические характеристики БАЛЖ, включая общее число клеток, число НЛ и отношение числа НЛ/АМ были существенно и статистически достоверно с группой «НЧ SeO+НЧ CuO» снижены, что может свидетельствовать об ослаблении цитотоксического действия изученной комбинации наночастиц оксидов селена и меди после проведения курса биологической профилактики. По числу АМ отмечается недостаточно статистически значимая, но благоприятная тенденция, отмечено некоторое их повышение в группе «НЧ SeO+НЧ CuO» и нормализация в сравнении с контролем под влиянием БПК в группе «НЧ SeO+НЧ CuO+БПК».
Практически все цитологические показатели у крыс, получавших только БПК, не отличались от контрольных значений. Исключение составляет соотношение НЛ/АМ, статистически достоверное изменение которого может быть объяснено вариабельностью выборки: отмечалось недостоверное в сравнении с контрольными значениями снижение числа общей клеточности за счет числа АМ, при том практически не изменилось число НЛ. Вышесказанное свидетельствует о безвредности используемого биопрофилактического комплекса.
Как видно из данных, представленных в таблице 2 и на Фиг.4, при интратрахеальном введении комбинации наночастиц оксидов селена и меди в надосадочной жидкости БАЛ отмечалось статистически значимое увеличение содержания фермента аспартатаминотрансферазы (АСТ). В группе «НЧ SeO+НЧ CuO+БПК» отмечается нормализация активности АСТ в сравнении с группой, экспонированной к комбинации НЧ без применения БПК. Вышеперечисленное можно считать благоприятным эффектом, оказанного, предположительно, за счет входящего в состав биопрофилактического комплекса глутамата, известного как эффективный мембрано-стабилизирующий фактор, и, соответственно, антицитотоксический фактор.
Спонтанный тест с НСТ позволяет оценить состояние кислородзависимого механизма функциональной активности фагоцитов in vitro и характеризует состояние и степень активации внутриклеточной НАДФ-Н-оксидазной фагоцитарной системы. Согласно полученным результатам НСТ-теста, приведенным в таблице 2 и на Фиг.5, обнаружено увеличение, хотя и не достоверное, способности к фагоцитозу и степень спонтанного кислородного метаболизма в группе «НЧ SeO+НЧ CuO». Этот процесс сопровождается повышенным потреблением глюкозы и кислорода, а также увеличением продукции активных форм кислорода (АФК) (Зинкин В. Ю. Фотометрический НСТ-тест с нейтрофилами крови человека и его клинико-иммунологическая значимость у больных с травмой опорно-двигательного аппарата: дисс.… канд. мед. наук. М., 2004; 129). В группе, получавшей предварительную предикацию БПК перед введением наночастиц, по результатам НСТ-теста отмечена статистически значимая разница с экспонированной наночастицами группой: под влиянием БПК нормализуется уровень активации фагоцитов до контрольных значений.
Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что при использовании заявленного способа биологической профилактики против вредного комбинированного цитотоксического действия наночастиц оксидов селена и меди, состоящего из глутаминовой кислоты, глицина, омег-3 ПНЖК, рутина, витамина А, витамина D, витамина В12, судя по цитологическим и биохимическим показателям бронхоальвеолярного лаважа их вредное действие существенно ослаблено.
Формула изобретения
Способ повышения устойчивости организма человека к комбинированному цитотоксическому действию наночастиц оксидов селена и меди, заключающийся в том, что лица из группы повышенного риска, которые подвергаются комбинированному цитотоксическому действию наночастиц оксидов селена и меди, принимают биопрофилактический комплекс, включающий в себя 4 г глютаминовой кислоты, 25 мл рыбьего жира с 12-15%-ным содержанием полиненасыщенных жирных кислот класса омега-3, 50 мг рутина, 100 мг глицина, а также витамины А, В12, С, D, в дозах, обеспечивающих физиологические потребности организма, в течение 4-6 недель ежедневно.
Профилактическая медицина, токсикология
Лариса
Привалова
Ивановна
Заведующий лабораторией научных основ  биологической профилактики
Доктор медицинских наук
Профессор
T-4904-2018
7005211869
1001247
https://www.researchgate.net/profile/Larisa_Privalova
0000-0002-1442-6737
РОССИЯ
Марина
Сутункова
Петровна
директор
РОССИЯ
34.47.15
Общая токсикология
03.01.YO
TOXICOLOGY
Ильзира
Минигалиева
Амировна
РОССИЯ
Владимир
Гурвич
Борисович
РОССИЯ
Ирина
Валамина
Евгеньевна
РОССИЯ
Олег
Макеев
Германович
РОССИЯ
Светлана
Соловьева
Николаевна
РОССИЯ
Анастасия
Тажигулова
Валерьевна
РОССИЯ
Борис
Кацнельсон
Александрович
РОССИЯ
Марина
Сутункова
Петровна
РОССИЯ
Лариса
Привалова
Ивановна
РОССИЯ
Юлия
Рябова
Владимировна
РОССИЯ
Роспотребнадзор
Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
1047796261512
Организация
Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
Федеральные государственные казенные учреждения
ФБУН ЕМНЦ ПОЗРПП РОСПОТРЕБНАДЗОРА
ФЕДЕРАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ "ЕКАТЕРИНБУРГСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ - НАУЧНЫЙ ЦЕНТР ПРОФИЛАКТИКИ И ОХРАНЫ ЗДОРОВЬЯ РАБОЧИХ ПРОМПРЕДПРИЯТИЙ" ФЕДЕРАЛЬНОЙ СЛУЖБЫ ПО НАДЗОРУ В СФЕРЕ ЗАЩИТЫ ПРАВ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ И БЛАГОПОЛУЧИЯ ЧЕЛОВЕКА
1026602331733
МАРИНА
СУТУНКОВА
ПЕТРОВНА
Организация
Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
Федеральные государственные бюджетные учреждения