Preview

Гигиена и санитария

Расширенный поиск

Оценка цитотоксичности реального промышленного аэрозоля, содержащего высокий процент аморфного диоксида кремния в нанометровом диапазоне

https://doi.org/10.47470/0016-9900-2021-100-9-938-942

Полный текст:

Аннотация

Введение. На данном этапе гигиенической оценки обоснование хотя бы ориентировочных безопасных концентраций в атмосферном воздухе населённых мест наночастиц, является актуальной задачей, нерешённость которой размывает ориентиры управления рисками и лишает надзорные органы нормативной опоры. Одним из принципов научного обоснования гигиенических нормативов допустимого содержания вредных веществ в воздухе является проведение сравнительной токсикологической оценки изучаемого вещества и его химического аналога, который уже имеет ранее установленные гигиенические нормативы (ПДК или ОБУВ).

Материалы и методы. Для изучения цитотоксичности исследуемых наночастиц использована методика сдвига клеточного состава жидкости бронхоальвеолярного лаважа (БАЛЖ) и исследование некоторых биохимических показателей надосадочной жидкости БАЛЖ. Аутбредным крысам-самкам в виде взвеси интратрахеально вводили взвесь частиц в объёме 1 мл в различных концентрациях, в качестве растворителя использована дистиллированная вода. Статистический анализ полученных результатов проводили с использованием t-критерия Стьюдента.

Результаты. При сравнительной оценке цитоксичности реального промышленного аэрозоля, содержащего 72% аморфного диоксида кремния со средним размером частиц 90 нм (ПА SiO2), искусственно созданных «engineered» частиц аморфного диоксида кремния со средним размером 43 нм (НЧ SiO2), коммерческого промышленного образца 100% аморфного диоксида кремния с размером частиц от 5 до 60 нм (АК SiO2) и образца сравнения стандартного кварца DQ12 в объёме 1 мл водной суспензии. Судя по результатам сдвигов клеточного состава жидкости бронхоальвеолярного лаважа через 24 ч после интратрахеального введения указанных частиц, показано, что биологическая агрессивность (по показателю отношения НЛ/АМ) как НЧ SiO2, так и АК SiO2 статистически значимо выше исследуемого промышленного аэрозоля и выше стандартной кварцевой пыли DQ12. Таким образом, цитотоксичность ПА SiO2 может быть объяснена преимущественным содержанием в нём наночастиц аморфного диоксида кремния.

Заключение. Результаты исследования свидетельствуют о неправомерности применения ОБУВ 0,02 мг/м3 для кремния диоксида аморфного, поскольку в нормативном документе не сказано о размере частиц и не оговорено процентное содержание аморфного SiO2 в аэрозоле (хотя загрязнение атмосферного воздуха аэрозолем, состоящим только из этого вещества, нереально), в связи с чем данный норматив должен быть пересмотрен.

Участие авторов:

Соловьева С.Н. — сбор материала и обработка данных;

Сутункова М.П. — концепция и дизайн исследования, написание текста;

Кузьмин С.В. — концепция и дизайн исследования;

Привалова Л.И. — концепция и дизайн исследования, редактирование текста;

Гурвич В.Б. — концепция и дизайн исследования;

Кацнельсон Б.А. — концепция и дизайн исследования.

Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

 

Об авторах

Светлана Николаевна Соловьева
ФБУН «Екатеринбургский медицинский-научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
Россия

Науч. сотр. отд. клиники экспериментальных животных ФБУН ЕМНЦ ПОЗРПП, 620014, Екатеринбург.

e-mail: solovyevasn@ymrc.ru



М. П. Сутункова
ФБУН «Екатеринбургский медицинский-научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
Россия


С. В. Кузьмин
ФБУН «Федеральный научный центр гигиены имени Ф.Ф. Эрисмана» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
Россия


Л. И. Привалова
ФБУН «Екатеринбургский медицинский-научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
Россия


В. Б. Гурвич
ФБУН «Екатеринбургский медицинский-научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
Россия


Б. А. Кацнельсон
ФБУН «Екатеринбургский медицинский-научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
Россия


Список литературы

1. Vance M.E., Kuiken T, Vejerano E.P., McGinnis S.P., Hochella M.F., Rejeski D., et al. Nanotechnology in the real world: Redeveloping the nanomaterial consumer products inventory. Beilstein J. Nanotechnol. 2015; 6: 1769-80. https://doi.org/10.3762/bjnano.6.181

2. Park E.J., Park K. Oxidative stress and pro-inflammatory responses induced by silica nanoparticles in vivo and in vitro. Toxicol. Lett. 2009; 184(1): 18-25. https://doi.org/10.1016/j.toxlet.2008.10.012

3. Eom H.J., Choi J. Oxidative stress of silica nanoparticles in human bronchial epithelial cell, Beas-2B. Toxicol. In Vitro. 2009; 23(7): 1326-32. https://doi.org/10.1016/j.tiv.2009.07.010

4. Kim J.H., Kim C.S., Ignacio R.M., Kim D.H., Sajo M.E., Maeng E.H., et al. Immunotoxicity of silicon dioxide nanoparticles with different sizes and electrostatic charge. Int. J. Nanomedicine. 2014; 9(Suppl. 2): 183-93. https://doi.org/10.2147/ijn.s57934

5. Sergent J.A., Paget V., Chevillard S. Toxicity and genotoxicity of nano-SiO2 on human epithelial intestinal HT-29 cell line 48. Ann. Occup. Hyg. 2012; 56(5): 622-30. https://doi.org/10.1093/annhyg/mes005

6. Du Z., Zhao D., Jing L., Cui G., Jin M., Li Y., Liu X., et al. Cardiovascular toxicity of different sizes amorphous silica nanoparticles in rats after intratracheal instillation. Cardiovasc. Toxicol. 2013; 13(3): 194-207. https://doi.org/10.1007/s12012-013-9198-y

7. Землянова М.А., Звездин В.Н., Довбыш А.А., Акафьева Т.И. Сравнительная оценка токсичности водной суспензии нано- и микродисперсного диоксида кремния в субхроническом эксперименте. Анализ риска здоровью. 2014; (1): 74-82.

8. Зайцева Н.В., Землянова М.А., Звездин В.Н., Довбыш А.А., Гмошинский И.В., Хотимченко С.А. Влияние наночастиц диоксида кремния на морфологию внутренних органов у крыс при пероральном введении. Анализ риска здоровью. 2016; (4): 80-94. https://doi.org/10.21668/health.risk/2016.4.10

9. Шумакова А.А., Арианова Е.А., Шипелин В.А., Сидорова Ю.С., Селифанов А.В., Трушина Э.Н. и соавт. Токсикологическая оценка наноструктурного диоксида кремния. I. Интегральные показатели, аддукты ДНК, уровень тиоловых соединений и апоптоз клеток печени. Вопросы питания. 2014; 83(3): 52-62.

10. Шумакова А.А., Авреньева Л.И., Гусева Г.В., Кравченко Л.В., Сото С.Х., Ворожко И.В. и соавт. Токсикологическая оценка наноструктурного диоксида кремния. II. Энзимологические, биохимические показатели, состояние системы антиоксидантной защиты. Вопросы питания. 2014; 83(4): 58-66.

11. Шумакова А.А., Ефимочкина Н.Р., Минаева Л.П., Быкова И.Б., Батищева С.Ю., Маркова Ю.М. и соавт. Токсикологическая оценка наноструктурного диоксида кремния. III. Микроэкологические, гематологические показатели, состояние системы иммунитета. Вопросы питания. 2015; 84(4): 55-65.

12. Petrick L., Rosenblat M., Paland N., Aviram M. Silicon dioxide nanoparticles increase macrophage atherogenicity: Stimulation of cellular cytotoxicity, oxidative stress, and triglycerides accumulation. Environ. Toxicol. 2014; 31(6): 713-23. https://doi.org/10.1002/tox.22084

13. Guo H., Callaway J.B., Ting J.P. Inflammasomes: mechanism of action, role in disease, and therapeutics. Nat. Med. 2015; 21(7): 677-87. https://doi.org/10.1038/nm.3893

14. Wang W., Li Y., Liu X., Jin M., Du H., Liu Y., et al. Multinucleation and cell dysfunction induced by amorphous silica nanoparticles in an L-02 human hepatic cell line. Int. J. Nanomedicine. 2013; 8: 3533-41. https://doi.org/10.2147/ijn.s46732

15. Величковский Б.Т., Кацнельсон Б.А. Этиология и патогенез силикоза. М.: Медицина; 1964.

16. Кацнельсон Б.А., Алексеева О.Г., Привалова Л.И., Ползик Е.В. Пневмокониозы: патогенез и биологическая профилактика. Екатеринбург; 1995.


Для цитирования:


Соловьева С.Н., Сутункова М.П., Кузьмин С.В., Привалова Л.И., Гурвич В.Б., Кацнельсон Б.А. Оценка цитотоксичности реального промышленного аэрозоля, содержащего высокий процент аморфного диоксида кремния в нанометровом диапазоне. Гигиена и санитария. 2021;100(9):938-942. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2021-100-9-938-942

For citation:


Solovyeva S.N., Sutunkova M.P., Kuzmin S.V., Privalova L.I., Gurvich V.B., Katsnelson B.A. Assessment of cytotoxicity of an original industrial aerosol containing a high percentage of amorphous silica in the nanometer range. Hygiene and Sanitation. 2021;100(9):938-942. (In Russ.) https://doi.org/10.47470/0016-9900-2021-100-9-938-942

Просмотров: 22


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0016-9900 (Print)
ISSN 2412-0650 (Online)