В настоящее время возросла необходимость изучения механизмов и направления повреждающего действия наноразмерных материалов. Респираторный тракт является одним их наиболее вероятных способов поступления наноразмерных веществ при непосредственном и непроизвольном контакте. В связи с этим проводят многочисленные исследования возможных последствий такого взаимодействия. Показано, что ингалированные Частицы размером меньше 10 нм остаются незаметными для альвеолярных макрофагов, вследствие чего они взаимодействуют с эпителиальными клетками, проникают в них и транспортируются в интерстициальное пространство [1]. Наночастицы могут перемещаться по эпителию воздушного пространства и вызывать увеличение воспаления [2]. В результате таких взаимодействий возможно повреждение и нарушение функционирования эпителиальных клеток и, как следствие, изменение реактивности гладких мышц (ГМ) воздухоносных путей. Гистамин вызывает сокращение ГМ, взаимодействуя со специфическими гистаминовыми рецепторами, происходит инициация рецептор управляемого входа Са2+ в клетку. Повышение уровня Са2+ приводит к активации NO-синтазы и увеличение концентрации оксида азота (NO). Под влиянием NO осуществляется активация растворимой гуанилатциклазы и повышение уровня цГМФ. Подавление активности ГЦ в изолированной трахее морских свинок может быть ответственно за гиперреактивность к гистамину. Любое препятствие в активности этой ферментной системы может принимать участие в патогенезе гиперреактивности дыхательных путей [3].

Цель: изучить влияние бронхиального эпителия на характер гистаминергических сократительных реакций гладких мышц воздухоносных путей при действии наночастиц феррита кобальта и магнетита.

Материал и методы. Изучали влияние гистамина в концентрациях 1нМ - 100мкМ на сократительную активность сегментов бронхов морских свинок ингалированных аэрозолями, содержащими на-ночастицы феррита кобальта (CoFe3O4) и магнетита(Fe3O4). Для получения аэрозоля приготавливали раствор наноразмерных структур в дистиллированной воде. Ингаляцию животных проводили ежедневно в течение 30 минут (курс 4 дня). Животных контрольной группы (интактные) подвергали воздействию дистиллированной воды по аналогичной схеме. 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 изучали методом механографии.

Результаты. Все сегменты отвечали на воздействие гистамина в концентрациях дозозависимым сокращением (рис.1). Максимальная амплитуда сокращения интактных сегментов контрольной группы на гистамин в концентрации составила 40,96±8,35% (п=15), деэпителизированных - 53,65±13,63% (n=9) (р<0,05). Сегменты, полученные от животных ингалированных нанопорошком феррита кобальта и магнетита отвечали дозозависимым сокращением при добавлении гистамина в концентрациях 0,1-100мкМ. Максимальная амплитуда сокращения интактных сегментов составила 100,97±4,2% (n=6), ЕС50 =2,64мкМ (при ингаляции ферритом кобальта) и 69,53±9,29% (n=6) (при ингаляции магнетитом). На протяжении всего диапазона исследуемых концентраций гистамина, кроме 100мкМ, величина механического напряжения развиваемого деэпителизированными сегментами была несколько больше 86,83±7,15% ЕС50 =0,45мкМ (при ингаляции ферритом кобальта) и 59,55±5,35% (n=6) (при ингаляции магнетитом).

 

Различия величин сократительных ответов в обоих случаях не являлись достоверно значимыми. Величина ЕС50 деэпителизированных сегментов была ниже по сравнению с ин-тактными, при ингаляции ферритом кобальта эти различия были достоверно значимыми (р<0,05). Изменение амплитуды сокращения при сохранном и удаленном эпителии свидетельствует о наличии факторов вызывающих расслабление ГМК. В роли такого фактора может выступать оксид азота (NO), выработанный эпителием интактных сегментов. У человека с NO связано, в частности, расширение бронхов без участия адренэргических или холинэргических рецепторов, блокирование брон-хоспазма вызванного действием гистамина [4]. Этим объясняется и повышение амплитуды сокращения при удалении эпителия.

Минимальные различия в амплитуде сокращения интактных и деэпителизированных сегментов могут быть обусловлены возможным повреждением эпителия воздухоносных путей при ингаляции животных аэрозолями, содержащими наночастицами и как следствие утратой способности модулировать сократительные ответы ГМ. Кроме того, происходит увеличение сродства гистаминовых рецепторов к агонисту.