Оцінка токсичної дії ультрадисперсних частинок порошків феромарганцю і феросилікомарганцю на організм щурів

Abstract

Мета. Дослідження особливостей токсичної дії порошків феромарганцю та феросилікомарганцю на організм щурів після однократного інтратрахеального введення в ході динамічного спостереження. Матеріали та методи. Експеримент виконано на щурах-самцях лінії Вістар з початковою масою тіла 160-180 г. Суспензії порошків феромарганцю та феросилікомарганцю на дистильованій воді вводили однократно в трахею наркотизованим тіопенталом натрію тваринам у дозі 50 мг порошку (1/100 ЛД50) на кг маси тіла щура. Контрольним щурам аналогічно вводили 1 мл дистильованої води. Після введення (через 1 тиждень, 1 і 3 місяці) у крові контрольних і дослідних щурів визначали вміст заліза, марганцю та силіцію за допомогою методу атомно-емісійної спектрометрії з індуктивно зв’язаною плазмою на приладі Optima 2100 DV. В усіх групах щурів визначено біохімічні показники (активність ферментів АЛТ, АСТ, ЛФ, вміст глюкози, сечової кислоти, загального холестерину, тригліцеридів, вміст заліза, загальну залізозв’язуючу здатність сироватки (ЗЗЗС) та відсоток насичення залізом сироватки (НЗС), показники неспецифічного природного імунітету (фагоцитарна і бактерицидна активність нейтрофілів крові, рівень циркулюючих імунних комплексів (ЦІК)). Статистичний аналіз отриманих даних виконано з використанням програми Microsoft Exсel 2007. Результати. Однократне введення в трахею щурам суспензії порошків феросплавів призвело до збільшення вмісту Fe і Мn у крові, зокрема вмісту Fe після введення феромарганцю та феросилікомарганцю в усі терміни спостереження, тоді як збільшення рівня Мn виявлено через місяць. Вміст Si в крові щурів обох дослідних груп упродовж експерименту був на рівні контрольних значень. Встановлено, що збільшення вмісту Fe в крові дослідних щурів спричиняло порушення його метаболізму (зниження ЗЗЗС крові та збільшення відсотка НЗС). Через 3 місяці після введення порошків у сироватці крові обох дослідних груп щурів визначено підвищення активності ферментів (АЛТ, АСТ, ЛФ), а також збільшення вмісту сечової кислоти, що може вказувати на пошкодження клітин печінки та розвиток запального процесу. При введенні обох феросплавів визначено зниження фагоцитарної функції нейтрофілів крові та підвищення утворення реактивних форм кисню, збільшення рівнів низько- і високомолекулярних ЦІК у сироватці крові, особливо через 1 місяць після введення, що вказує на активацію гуморальної ланки неспецифічного природного імунітету на тлі порушення процесу фагоцитозу. Aim. Investigation of the peculiarities of the toxic effect of ferromanganese and ferrosilicomanganese powders on the body of rats after a single intratracheal administration during dynamic observation. Materials and Мethods. The experiment was performed on male Wistar rats with an initial body weight of 160–180 g. Suspensions of ferromanganese and ferrosilicomanganese powders in distilled water were administered once into the trachea of animals anesthetized with sodium thiopental at a dose of 50 mg of powder (1/100 LD50) per kg of rat body weight. Control rats were similarly administered 1 ml of distilled water. After administration (in one week, one month and three months), the content of iron, manganese and silicon in the blood of control and experimental rats was determined using the method of atomic emission spectrometry with inductively coupled plasma with the Optima 2100 DV device. Biochemical parameters were determined in all groups of rats (activity of ALT, AST, ALP enzymes; glucose, uric acid, total cholesterol, triglycerides, iron content, serum total iron-binding capacity (TIBC) and percentage of serum iron saturation (TfS), indicators of non-specific natural immunity (phagocytic and bactericidal activity of blood neutrophils, the level of circulating immune complexes (CICs)). Statistical analysis of the data was performed using Microsoft Excel 2007. Results. A single administration of a suspension of ferroalloy powders into the trachea of rats led to an increase in the content of Fe and Mn in the blood, in particular of the Fe content after the administration of ferromanganese and ferrosilicomanganese at all observation periods, while an increase in the level of Mn was detected after one month. The content of Si in the blood of rats of both experimental groups during the experiment was at the level of control values. It was established that an increase in the Fe content in the blood of experimental rats caused disruptions in its metabolism (a decrease in blood TIBC and an increase in the TfS percentage). 3 months after the administration of the powders, an increase in the activity of enzymes (ALT, AST, and ALP) was determined in the blood serum of both experimental groups of rats, as well as an increase in the content of uric acid, which may indicate damage to liver cells and the development of the inflammatory process. With the administration of both ferroalloys, a decrease in the phagocytic function of blood neutrophils and an increase in the formation of reactive oxygen species, an increase in the levels of low- and high-molecular weight CICs in the blood serum, especially one month after the administration, were determined, which indicates the activation of the humoral link of non-specific natural immunity against the background of a violation of the phagocytosis process.