Спосіб оцінки особливості впливу наночастинок кадмію на жирнокислотний склад ліпідів головного мозку експериментальних щурів

Реферат: UA 85299 U UA 85299 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель, що заявляється, належить до медицини, а саме до токсикології, і може бути використана при проведенні токсикологогігієнічних досліджень з метою оцінки нейротоксичної дії наночастинок хімічних сполук. З кінця 80 років XX століття починається черговий період розвитку нанонауки, нанотехнологій, наномедицини, нанофармакології, сприяючи активній розробці та впровадженню в різні галузі народного господарства наночастинок з вивченням їх властивостей [1]. Сьогодні у світі значна увага приділяється розвитку нанотехнологій, спрямованих на одержання та використання речовин і матеріалів, які формуються частинками з розміром у діапазоні до 100 нм. Наночастинки займають проміжне положення між окремими атомами (молекулами) та макротілами, їм присутні принципово інші у порівнянні з макросвітом фізичні та хімічні властивості. Малий розмір, форма, хімічний склад, заряд, структура наночастинки, велика площа поверхні обумовлюють їх унікальні властивості, як перспективного матеріалу для застосування у різних галузях господарства. Не дивлячись на те, що наноматеріали у світі використовуються вже друге десятиліття, жоден з їх різновидів не був вивчений у повному обсязі. Проблема безпеки наноматеріалів на сьогодні є одним з пріоритетних завдань сучасної профілактичної медицини [2, 3]. Наночастинки сполук кадмію широко використовуються при виробництві напівпровідників, наноплівок, у складі нанокристалів та квантових точок. Як напівпровідники р-типу, вони успішно застосовуються в електроніці, зокрема є активним середовищем у напівпровідникових лазерах, матеріалом для виготовлення фотоелементів, сонячних батарей, фото-і світлодіодів. Новий етап розвитку в сучасній індустрії радіоелектроніки та комп'ютерних технологій пов'язаний з мініатюризацією функціональних елементів інтегральних схем, пошуком нових видів носіїв інформації - матеріалів на основі "квантових точок". Проте, на даний час практично відсутня наукова інформація стосовно можливих негативних наслідків їх впливу на організм та можливих ризиків при їх застосуванні для працівників. Таким чином виправданий інтерес до вивчення особливості дії наночастинок кадмію на організм тварин з метою розробки методів та критеріїв їх токсичних ефектів та попередження негативних впливів. Найбільш близьким за технічним вирішенням до способу, що заявляється, є спосіб оцінки впливу наночастинок свинцю в експерименті на щурах [4], який виступає як аналог (прототип). Однак, його не можливо застосувати для оцінки впливу наночастинок кадмію. В основу корисної моделі поставлена задача оцінки впливу наночастинок сполук кадмію на центральну нервову систему дослідних тварин за рівнем метаболічних порушень у тканинах головного мозку. Технічний результат, який досягається, полягає в можливості визначення особливостей впливу наночастинок сполук кадмію в залежності від їх розміру та строку дії. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі шляхом дослідження гомогенату тканин головного мозку щурів, експонованих наночастинками сполук кадмію різних розмірів, згідно з корисною моделлю, визначають вміст пальмітинової, лінолевої та ліноленової жирних кислот за допомогою методу газорідинної хроматографії та розраховують співвідношення за наступною формулою: К=С16:0:(С18:2+С18:3), де: К - коефіцієнт, який характеризує метаболічні порушення, С16:0 - вміст пальмітинової жирної кислоти С18:2 - вміст лінолевої жирної кислоти, С18:3 - вміст ліноленової жирної кислоти порівнюють з контролем і оцінюють рівень метаболічних порушень за дії наночастинок сполук кадмію. -9 Перевагою цього способу є висока чутливість газорідинної хроматографії -10 А, інформативність та зручність у використанні. За допомогою цього способу можливо прогнозувати рівень метаболічних порушень у тканинах головного мозку дослідних тварин при проведенні токсикологогігієнічних досліджень. Спосіб здійснювався наступним чином: Дослідження проводили на 40 статевозрілих щурах-самцях лінії Вістар вагою 160-180 г. Утримувались тварини в умовах віварію на стандартизованому харчовому раціоні із вільним доступом до питної водогінної води. Досліджувані препарати вводили внутрішньоочеревинно щоденно 5 разів на тиждень (моделювання робочого тижня) у концентраціях із розрахунку 1/100 ЛД50 по кадмію для його іонної форми - хлориду кадмію. ЛД50 хлориду кадмію становить 90 мг/кг. 1 UA 85299 U 5 10 15 20 Колоїдні розчини наночастинок сульфіду кадмію готували так, щоб вони містили аналогічну концентрацію катіону кадмію, як і розчини іонної форми. Як стабілізатор наночастинок застосовувався поліфосфат натрію. Різний розмір наночастинок сульфіду кадмію у колоїдних розчинах досягався завдяки зміні температурного режиму перебігу хімічної реакції їх синтезу. Першій дослідній групі вводили наночастинки сульфіду кадмію, середній розмір яких становив 4,65±0,12 нм (далі – CdSnano1)> другій - наночастинки сульфіду кадмію, середній розмір яких становив 10,08±0,20 нм (далі – CdSnano2), третій - хлорид кадмію (іонна форма). Контрольній групі тварин вводили внутрішньоочеревинно фізіологічний розчин. Досліди проводили у двох серіях: 1) 30 введень протягом 6 тижнів - моделювання субхронічної інтоксикації; 2) 60 введень протягом 12 тижнів - моделювання хронічної інтоксикації. По закінченні дослідного періоду тварин знеживлювали під легким ефірним наркозом, забирали головний мозок та одразу піддавали високотемпературній заморозці. Підготовку і газохроматографічний аналіз ліпідів тканин головного мозку проводили за методикою [5]. Статистичний аналіз проводили за допомогою стандартизованих програм аналізу пакета Microsoft Excel та Statistica 7.0. Достовірність міжгрупових відмінностей показників визначали за критерієм Манна-Уїтні. Результати запропонованого способу приведені у таблицях. Із таблиць бачимо, що через 1,5 та 3 місяці експозиції наночастинок кадмію коефіцієнт метаболічних порушень знижений для усіх дослідних групп у порівнянні з контролем. При моделюванні субхронічної інтоксикації наночастинками сполук кадмію найбільш зниженим був коефіцієнт метаболічних порушень за дії наночастинок більшого розміру, тоді як при моделюванні хронічної інтоксикації - за дії наночастинок меншого розміру. Таким чином, вплив наночастинок кадмію залежить як від їх розміру, так і від тривалості експозиції. Таблиця 1 Зміни жирнокислотного складу ліпідів головного мозку експериментальних тварин після 1,5 місяці експозиції наночастинками сульфіду кадмію різних розмірів (у %), (М±m) Показники Пальмітинова (С16:0) Лінолева (С18:2) Ліноленова (С18:3) К=С16:0:(С18:2+С18:3) CdSnano1 23,0±1,3* 1,5±0,3* 5,2±0,5 3,4 CdSnano2 23,9±1,5* 3,2±0,7*~ 6,8±0,6* 2,4 CdCl2 23,0±1,3* 1,7±0,3* 5,1±0,5 3,4 Контроль 26,3±1,5 0,9±0,1 4,6±0,5 4,8 Примітка: *- статично достовірні відмінності від показників контрольної групи тварин; р