Сибирский государственный медицинский университет, г. Томск
Кафедра биофизики и функциональной диагностики

Эта работа опубликована в сборнике статей по материалам Международной 68-й научной итоговой студенческой конференции им. Н.И. Пирогова (г.Томск, 20-22 апреля, 2009 год); под реакцией академика РАМН В.В. Новицкого, член. корр. РАМН Л.М. Огородовой

Посмотреть титульный лист сборника

Скачать сборник целиком (1,5 мб)

 

В последние годы отмечается быстрый рост научного, промышленного и коммерческого интереса к новому классу материалов–наноматериалам. К этому классу относят материалы с размером элементов менее 100 нм. Наряду с очевидными преимуществами внедрение нанотехнологий может приводить к негативным последствиям для окружающей среды и здоровья человека [1]. Важнейшими параметрами, определяющими негативное влияние наночастиц на здоровье, является их способность проникать в альвеолярные участки легких, вызывая механические, токсические, иммунологические повреждения. Для аэрозольных наночастиц характерны высокая удельная поверхность, а также, в ряде случаев, высокая степень неравновесности, приводящая к высокой концентрации радикальных центров на поверхности и, как следствие, к высокой токсичности [2]. Проявлением различных нарушений в системе дыхания может являться неадекватное реагирование стенки воздухоносных путей на воздействие различных физиологически и биологически активных веществ, что приводит, в конечном счете, к бронхоспазму.
Для изучения ингаляционного воздействия наночастиц готовили взвесь наночастиц CoFe2O4 в дистиллированной воде. Ингаляции животных выполняли с помощью ультразвукового небулайзера «Муссон-1М», размер дисперсных частиц до 5 мкм. Ингаляцию нанопорошком проводили ежедневно в течение 30 минут (курс 4 дня). В качестве объекта исследования использовали изолированные деэпителизированные гладкомышечные сегменты воздухоносных путей морских свинок. Группу контроля составили 12 половозрелых морских свинок самцов, 6 животных подвергались ингаляционному воздействию наночастиц.
Механическое напряжение гладкомышечных сегментов изучали с помощью метода механогpафии, в качестве механоэлектрического преобразователя использован изометрический датчик силы FT10G.
В первой серии экспериментов изучалось влияние ингаляций наночастиц на гистаминергические сократительные реакции гладких мышц. Все исследуемые сегменты на воздействие гистамина отвечали дозозависимым сокращением. При этом величина сократительного ответа сегментов проингалированных животных (n=6) была достоверно выше ответов сегментов контрольной группы на концентрации гистамина 1 - 100 мкМ (р<0,05 для обеих групп).
Во второй серии экспериментов изучалось влияние игаляционного введения нанопорошка на адренэргические реакции. В качестве действующего фактора использовался β2-адреномиметик - сальбутамол, в качестве предсокращающего – гистамин в концентрации 100 мкМ.
Сегменты отвечали дозозависимым расслаблением на воздействие сальбутамола в концентрациях 0,1 нМ – 10 мкМ. При сравнении изменения механического напряжения сегментов контрольной и экспериментальной групп было обнаружено, что амплитуда расслабления у сегментов (n=6 для сегментов животных, проингалированных нанопорошком) была достоверно больше (p0,05 для всех случаев), чем у сегментов контрольной группы (Рис.1).
Таким образом, воздействие взвесью нанодисперсных структур СоFе2О4 приводит к потенцированию сократительных реакций на гистамин и дилатационных реакций на сальбутамол. Объяснение таких результатов может находиться в области увеличения числа рецепторов к данным соединениям на поверхности мембраны, как и происходит в случае воспаления при некоторых заболеваниях дыхательной системы, таких как, бронхиальная астма [3].

Список литературы:
1.     Курляндский, В. А. О нанотехнологии и связанных с нею токсикологических проблемах / В. А. Курляндский // Токсикологический вестник. - 2007. - № 6. - С. 4 – 8.
2.    Acute Toxicological Effects of Copper Nanoparticles in vivo / Z. Chen, H. A. Meng, G. M. Xing et al. // Toxicology Letters. – 2006. – N. 163. - P. 109-120.
3.    Antigen-induced hyperreactivity to histamine: role of the vagus nerves and eosinophils / W.C. Richard, M.E. Christopher, L.Y. Bethany et al. // Am. J. Physiol. Lung Cell. Mol. Physiol. - 1999. - Vol. 276, N 5. - P. 709-714.