Установлено, что наноматериалы могут поступать в тело человека несколькими путями. Непроизвольные контакты, скорее всего, происходят через легкие. Это обусловлено тем, что поверхность легких - наибольшая площадь поверхности человеческого тела находящаяся в прямом контакте со средой, при этом барьер между воздухом и кровеносным руслом имеет малую величину. Показана способность ингалированных наночастиц проникать в кровеносные сосуды и, таким образом, достигать экстрапульмонарных органов. Механизмы транслокации наноразмерных частиц через альвеолярный эпителий, а также возможность их повреждающего действия на эти структуры в настоящее время не выяснены [1].

Цель - изучить регуляцию сократительной активности гладких мышц воздухоносных путей морских свинок при ингаляции наноразмерных частиц.

Материал и методы. В работе использовали магнетит (Fe3O4) и диоксид олова (SnO). Магнетит включает частицы сферической формы, диаметром 3-14 нм, из них 60% попадают в диапазон 3-7 нм [2]. В пробе наноразмерных частиц SnO 40мас% составляет легкая фракция сферической формы, размером 3-20 нм, остальная часть пробы - слабоагрегированные частицы размером 40-80 нм [3]. Для получения аэрозоля приготавливали раствор наноразмерных структур в дистиллированной воде. Для изучения эффектов наноматериала, поступившего in vivo, проводили ингаляцию животных ежедневно в течение 30 минут (курс 4 дня). Животных контрольной группы (интактные) подвергали воздействию дистиллированной воды по аналогичной схеме. Группу контроля составили 7 половозрелых морских свинок самцов, 10 животных подвергали воздействию наночастиц. Объект исследования - изолированные гладкомышечные сегменты воздухоносных путей (ВП) морских свинок - кольцевые сегменты трахеи и главных бронхов длиной 3-4 мм. Эпителий удаляли механически. Сократительные реакции сегментов изучались методом механографии.

Результаты. Для оценки влияния взвеси нанодисперсных частиц на гистаминергические сократительные реакции воздухоносных путей морских свинок, был использован гистамин в концентрации 0,001 мкМ - 100 мкМ. На воздействие гистамина сегменты отвечали дозозависимым сокращением. Достоверных различий между амплитудами сократительных ответов группы контроля и сегментов животных ингалированных магнетитом выявлено не было. ЕС50 экспериментальной группы составило 2,510мкМ что на 20% меньше чем в контроле. Амплитуда сокращения сегментов после ингаляции оксидом олова была достоверно больше контрольной группы. При этом происходило увеличение чувствительности гладких мышц к гистамину, о чем свидетельствует снижение ЕС50 до 0,014мкМ. Адренэргическую регуляцию гладких мышц изучали при действии агониста р2-адренорецепторов сальбутамола в концентрации 1нМ - 100мкМ. Предсокращение проводили, используя гистамин в концентрациях, вызывающих полумаксимальное сокращение сегментов. Для сегментов контрольной группы 7,7мкМ, для сегментов, полученных от животных проингалированных нанопорошками магнетита - 3,31мкМ, диоксида олова - 2,35мкМ. При воздействии сальбутамола в концентрациях 0,1нМ - 100мкМ наблюдали дозозависимое расслабление. Максимальная амплитуда расслабления сегментов группы контроля составила -111,15±2,53% (ЕС50=0,022мкМ, n=10) на концентрацию сальбутамо-ла 100 мкМ. Величины амплитуд расслабления сегментов ВП животных ингалированных магнетитом и диоксидом олова (-107,99±3,86% (ЕС50=0,035мкМ, n=10) и -106,23±2,58% (ЕС50=0,005мкМ, n=7) соответственно) не отличались достоверно значимо от контрольной.

Выводы. Воздействие взвесью нанодисперсных структур магнетита и диоксида олова приводит к потенцированию сократительных реакций на гистамин. Величина сократительного ответа сегментов, полученных от проингалированных животных была выше ответов сегментов контрольной группы. Подобное изменение ответных реакций может являться следствием возможного формирования неспецифического воспаления при ингаляции нанопорошками.

Изменение величины механического напряжения в ответ на действие сальбутамола, не являлось достоверно значимыми, по сравнению с контролем. Было отмечено, что более выраженное изменение величины ЕС50 наблюдали при ингаляции взвесью диоксида олова, при ингаляции частицами магнетита данная величина принимала более высокие значения при действии сальбутамола. Ингаляционное введение наноматериала ведет к изменению сродства рецепторов к агонисту (что проявляется в изменении величины ЕС50), возможно, запускаемых эффекторных механизмов и как следствие изменению механического напряжения гладких мышц. Механизм различий сокращений на действие биологически-активных веществ в зависимости от материала для ингаляций требует дальнейшего изучения.