В настоящее время в различных областях медицины находят широкое применение наноразмерные материалы. Значительное место среди современных наноматериалов занимают наночастицы различных металлов и наноуглеродные структуры, к которым относят фуллерены. Имея малые размеры и высокую реакционную способность наночастицы могут оказывать воздействие не только на входящие в состав клеток вещества, но и влиять на клетку в целом. Работы, посвящённые исследованию биологической активности производных фуллерена С₆₀ и наночастиц металлов, немногочисленны, в связи с чем вопрос о действии наночастиц на биологические объекты остаётся по прежнему актуальным. Данная работа посвящена изучению совместного биологического действия фуллерена С₆₀ и наночастиц железа. 

 Работа выполнена на трёхмесячных самцах белых беспородных мышей массой 20.0 ± 3.0 г, содержащихся на стандартном рационе вивария. Концентрация наночастиц составляла 2.5 мг/кг (или 50 мкг в расчёте на вес мыши).  Животных разделили на четыре экспериментальные группы: первая группа подвергалась воздействию фуллерена С₆₀, вторая группа животных получала наночастицы железа, третья группа получала смесь, состоящую из фуллерена С₆₀ и наночастиц железа в соотношении 1:1, четвёртая группа не подвергалась никаким воздействиям и служила контролем.  Наночастицы вводили перорально в виде масляных суспензий в количестве 0.01 мл однократно в сутки в течение трёх дней. 

Оценку эффектов действия наночастиц проводили с помощью биохимических исследований сыворотки крови. Биохимические исследования включали определение активности ферментов - креатинфосфокиназы (КФК), лактатдегидрогеназы (ЛДГ), аланинаминотрансферазы (АлАТ), аспартатаминотрансферазы (АсАТ) и содержания глюкоза, общего белка, креатинина и мочевины. Анализ проводился по унифицированным методам исследования  [1].  Результаты исследований сравнивали с данными группы интактных мышей, которая служила контролем.

В процессе работы было выявлено, что введение смеси фуллерена С₆₀ и наночастиц железа способствует  снижению активности КФК и ЛДГ, тогда как активность трансаминаз  АлАТ и АсАТ увеличивается. Изменение активности ферментов приведено на рис. 1.

Рис.1.  Изменение активности ферментов

Наибольшая активность трансаминаз отмечается при действии фуллерена С₆₀. Активность АсАТ при введении фуллерена С₆₀ увеличивается в 8 раз, а АлАТ – в 12 раз, в то время как совместное действие наночастиц способствует  увеличению активности АсАТ и АлАТ  в 4.8 раза.

Активность КФК при действии наночастиц железа увеличивается в 2.7 раза, а фуллерен С₆₀ и смесь наночастиц способствуют снижению активности в 11 раз и 6 раз соответственно.

Исследуемые наночастицы способствуют снижению активности ЛДГ в ряду: наночастицы железа > смесь фуллерена С₆₀  и наночастиц железа > фуллерен С₆₀. Снижение активности ЛДГ при действии фуллерена С₆₀ возможно происходит за счёт игибирующего действия, что согласуется с полученными нами ранее данными о действии фуллерена С₆₀ на препараты ЛДГ [2].

При введении наночастиц наблюдается увеличение содержания креатинина, глюкозы, общего белка и снижение содержания мочевины в сыворотки крови по сравнению с контролем (табл.1).  При этом надо отметить, что наибольшее увеличение содержания глюкозы наблюдается при введении наночастиц железа, общего белка –  при введении фуллерена С₆₀, а креатинина – при действии смеси наночастиц. Креатинин является конечным продуктом азотистого обмена, увеличение его концентрации в крови может быть связано с усилением распада белков.

Таблица 1.  Изменение биохимических показателей сыворотки крови под влиянием наночастиц.

 Существенное снижение концентрации мочевины в крови наблюдается при действии фуллерена С₆₀ совместно с наночастицами железа. Содержание мочевины при введении смеси наночастиц уменьшается в 7.4 раза, в то время как фуллерен С₆₀ способствует уменьшению концентрации в 6.8 раза, а введение наночастицы железа наоборот способствует увеличению содержания мочевины в крови.  Снижение уровня мочевины в крови под действием данных наночастиц может быть обусловлено ингибирующим действием их на мочевинсинтезирующую функцию печени.

Таким образом, анализируя полученные данные биохимического анализа можно предположить, что исследуемые наночастицы оказывают влияние на клеточные мембраны, которые являются одними из главных мишеней действия наночастиц на организм, что приводит к изменению их структуры и увеличению проницаемости, а также оказывают влияние на структурно-функциональное состояние печени. 

Литература:

1. Меньшиков В.В. и др. Лабораторные методы исследования клинике.- М.: Медицина, 1987.- 368 с.: ил.

2. Логинова Н.Ю. Получение модифицированных производных фуллерена С₆₀ и изучение его растворов в органических растворителях: дис. канд.хим.наук: 02.00.03.-Волгоград, 2007.- 139 с.