RU2642674C1 - Method for increase of organism resistance to combined toxic action of nanoparticles of copper, zinc and lead oxides - Google Patents
Method for increase of organism resistance to combined toxic action of nanoparticles of copper, zinc and lead oxides Download PDFInfo
- Publication number
- RU2642674C1 RU2642674C1 RU2017105946A RU2017105946A RU2642674C1 RU 2642674 C1 RU2642674 C1 RU 2642674C1 RU 2017105946 A RU2017105946 A RU 2017105946A RU 2017105946 A RU2017105946 A RU 2017105946A RU 2642674 C1 RU2642674 C1 RU 2642674C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nanoparticles
- copper
- zinc
- complex
- vitamins
- Prior art date
Links
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 title claims abstract description 58
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 15
- 239000010949 copper Substances 0.000 title claims abstract description 15
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 13
- 239000011701 zinc Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 title abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 9
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 title abstract description 9
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 title description 7
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 title description 7
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N L-glutamic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N 0.000 claims abstract description 9
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 claims abstract description 8
- 235000021323 fish oil Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 235000020660 omega-3 fatty acid Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 239000001814 pectin Substances 0.000 claims abstract description 8
- 235000010987 pectin Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 claims abstract description 8
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000011669 selenium Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 235000011649 selenium Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 235000018417 cysteine Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N cysteine Natural products SCC(N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims abstract description 6
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000011630 iodine Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 claims abstract description 5
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 claims abstract description 5
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 claims abstract description 5
- 235000019155 vitamin A Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- 239000011719 vitamin A Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229940079593 drug Drugs 0.000 claims abstract description 4
- PWKSKIMOESPYIA-BYPYZUCNSA-N L-N-acetyl-Cysteine Chemical compound CC(=O)N[C@@H](CS)C(O)=O PWKSKIMOESPYIA-BYPYZUCNSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229960004308 acetylcysteine Drugs 0.000 claims abstract description 3
- 229940012843 omega-3 fatty acid Drugs 0.000 claims abstract 3
- 239000006014 omega-3 oil Substances 0.000 claims abstract 3
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 claims description 8
- WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N Glutamic acid Natural products OC(=O)C(N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 235000013922 glutamic acid Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000004220 glutamic acid Substances 0.000 claims description 5
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000020777 polyunsaturated fatty acids Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 14
- 230000001738 genotoxic effect Effects 0.000 abstract description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 12
- 239000011133 lead Substances 0.000 abstract description 8
- 231100000024 genotoxic Toxicity 0.000 abstract description 7
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 abstract description 6
- 239000008280 blood Substances 0.000 abstract description 6
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 6
- 230000001684 chronic effect Effects 0.000 abstract description 4
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 abstract description 4
- 231100000566 intoxication Toxicity 0.000 abstract description 3
- 230000035987 intoxication Effects 0.000 abstract description 3
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 abstract description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 abstract description 2
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 229960002989 glutamic acid Drugs 0.000 abstract 2
- 229960002449 glycine Drugs 0.000 abstract 1
- 229960000292 pectin Drugs 0.000 abstract 1
- 231100000873 signs of neurotoxicity Toxicity 0.000 abstract 1
- 241000700159 Rattus Species 0.000 description 13
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical class [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 8
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 8
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 7
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 6
- 231100000025 genetic toxicology Toxicity 0.000 description 6
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 6
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- HTUMBQDCCIXGCV-UHFFFAOYSA-N lead oxide Chemical compound [O-2].[Pb+2] HTUMBQDCCIXGCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 5
- 231100000607 toxicokinetics Toxicity 0.000 description 5
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 4
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 3
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 3
- 230000000513 bioprotective effect Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000001472 cytotoxic effect Effects 0.000 description 3
- 231100000135 cytotoxicity Toxicity 0.000 description 3
- 230000003013 cytotoxicity Effects 0.000 description 3
- 229930195712 glutamate Natural products 0.000 description 3
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 3
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 3
- 230000004224 protection Effects 0.000 description 3
- 231100000057 systemic toxicity Toxicity 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 230000002110 toxicologic effect Effects 0.000 description 3
- 231100000027 toxicology Toxicity 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N L-Cysteine Chemical compound SC[C@H](N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N 0.000 description 2
- 206010029350 Neurotoxicity Diseases 0.000 description 2
- 206010044221 Toxic encephalopathy Diseases 0.000 description 2
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 2
- 235000006708 antioxidants Nutrition 0.000 description 2
- 230000006907 apoptotic process Effects 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
- 210000004227 basal ganglia Anatomy 0.000 description 2
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 2
- 231100000433 cytotoxic Toxicity 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 2
- 208000008127 lead poisoning Diseases 0.000 description 2
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 2
- 238000013425 morphometry Methods 0.000 description 2
- 231100000228 neurotoxicity Toxicity 0.000 description 2
- 230000007135 neurotoxicity Effects 0.000 description 2
- 230000036542 oxidative stress Effects 0.000 description 2
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 231100000774 toxicodynamics Toxicity 0.000 description 2
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 2
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 2
- ZGXJTSGNIOSYLO-UHFFFAOYSA-N 88755TAZ87 Chemical compound NCC(=O)CCC(O)=O ZGXJTSGNIOSYLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000000412 Avitaminosis Diseases 0.000 description 1
- KSFOVUSSGSKXFI-GAQDCDSVSA-N CC1=C/2NC(\C=C3/N=C(/C=C4\N\C(=C/C5=N/C(=C\2)/C(C=C)=C5C)C(C=C)=C4C)C(C)=C3CCC(O)=O)=C1CCC(O)=O Chemical compound CC1=C/2NC(\C=C3/N=C(/C=C4\N\C(=C/C5=N/C(=C\2)/C(C=C)=C5C)C(C=C)=C4C)C(C)=C3CCC(O)=O)=C1CCC(O)=O KSFOVUSSGSKXFI-GAQDCDSVSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010007269 Carcinogenicity Diseases 0.000 description 1
- 230000005778 DNA damage Effects 0.000 description 1
- 231100000277 DNA damage Toxicity 0.000 description 1
- 230000004543 DNA replication Effects 0.000 description 1
- 230000037059 G2/M phase arrest Effects 0.000 description 1
- 108010024636 Glutathione Proteins 0.000 description 1
- 206010019851 Hepatotoxicity Diseases 0.000 description 1
- 206010021135 Hypovitaminosis Diseases 0.000 description 1
- 238000012313 Kruskal-Wallis test Methods 0.000 description 1
- 208000004852 Lung Injury Diseases 0.000 description 1
- 241001529936 Murinae Species 0.000 description 1
- 241000699660 Mus musculus Species 0.000 description 1
- 206010029155 Nephropathy toxic Diseases 0.000 description 1
- 206010057249 Phagocytosis Diseases 0.000 description 1
- 206010061924 Pulmonary toxicity Diseases 0.000 description 1
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 206010069363 Traumatic lung injury Diseases 0.000 description 1
- QYSXJUFSXHHAJI-XFEUOLMDSA-N Vitamin D3 Natural products C1(/[C@@H]2CC[C@@H]([C@]2(CCC1)C)[C@H](C)CCCC(C)C)=C/C=C1\C[C@@H](O)CCC1=C QYSXJUFSXHHAJI-XFEUOLMDSA-N 0.000 description 1
- 230000009102 absorption Effects 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000007059 acute toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000403 acute toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000005557 antagonist Substances 0.000 description 1
- 230000002225 anti-radical effect Effects 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 210000000941 bile Anatomy 0.000 description 1
- 230000037396 body weight Effects 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 230000007670 carcinogenicity Effects 0.000 description 1
- 231100000260 carcinogenicity Toxicity 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 210000003169 central nervous system Anatomy 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N copper nickel Chemical compound [Ni].[Cu] YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000035622 drinking Effects 0.000 description 1
- 238000002296 dynamic light scattering Methods 0.000 description 1
- 150000002066 eicosanoids Chemical class 0.000 description 1
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 210000005175 epidermal keratinocyte Anatomy 0.000 description 1
- 230000008995 epigenetic change Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000029142 excretion Effects 0.000 description 1
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 210000001035 gastrointestinal tract Anatomy 0.000 description 1
- RWSXRVCMGQZWBV-WDSKDSINSA-N glutathione Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(=O)N[C@@H](CS)C(=O)NCC(O)=O RWSXRVCMGQZWBV-WDSKDSINSA-N 0.000 description 1
- 244000144993 groups of animals Species 0.000 description 1
- 150000003278 haem Chemical class 0.000 description 1
- 230000007686 hepatotoxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000304 hepatotoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 210000001320 hippocampus Anatomy 0.000 description 1
- 238000010562 histological examination Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000002354 inductively-coupled plasma atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000031891 intestinal absorption Effects 0.000 description 1
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 210000002510 keratinocyte Anatomy 0.000 description 1
- 230000002147 killing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 description 1
- 231100000515 lung injury Toxicity 0.000 description 1
- 210000003712 lysosome Anatomy 0.000 description 1
- 230000001868 lysosomic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000000936 membranestabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 210000003470 mitochondria Anatomy 0.000 description 1
- 230000006676 mitochondrial damage Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000009456 molecular mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000037023 motor activity Effects 0.000 description 1
- 231100000219 mutagenic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003505 mutagenic effect Effects 0.000 description 1
- 210000004165 myocardium Anatomy 0.000 description 1
- 231100000623 nanotoxicology Toxicity 0.000 description 1
- 230000007694 nephrotoxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000417 nephrotoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 210000002569 neuron Anatomy 0.000 description 1
- 230000002887 neurotoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002858 neurotransmitter agent Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000000399 optical microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000008782 phagocytosis Effects 0.000 description 1
- 231100000374 pneumotoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 210000000557 podocyte Anatomy 0.000 description 1
- 230000003389 potentiating effect Effects 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000011814 protection agent Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000009979 protective mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000001012 protector Effects 0.000 description 1
- 229950003776 protoporphyrin Drugs 0.000 description 1
- 230000002685 pulmonary effect Effects 0.000 description 1
- 230000007047 pulmonary toxicity Effects 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- 230000009103 reabsorption Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 210000002345 respiratory system Anatomy 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 210000001995 reticulocyte Anatomy 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 210000000952 spleen Anatomy 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 210000004895 subcellular structure Anatomy 0.000 description 1
- 230000007666 subchronic toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000195 subchronic toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000009885 systemic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000901 systemic toxic effect Toxicity 0.000 description 1
- 210000001550 testis Anatomy 0.000 description 1
- 210000001541 thymus gland Anatomy 0.000 description 1
- 210000001685 thyroid gland Anatomy 0.000 description 1
- 231100000759 toxicological effect Toxicity 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 235000019154 vitamin C Nutrition 0.000 description 1
- 239000011718 vitamin C Substances 0.000 description 1
- QYSXJUFSXHHAJI-YRZJJWOYSA-N vitamin D3 Chemical compound C1(/[C@@H]2CC[C@@H]([C@]2(CCC1)C)[C@H](C)CCCC(C)C)=C\C=C1\C[C@@H](O)CCC1=C QYSXJUFSXHHAJI-YRZJJWOYSA-N 0.000 description 1
- 235000005282 vitamin D3 Nutrition 0.000 description 1
- 239000011647 vitamin D3 Substances 0.000 description 1
- 235000019165 vitamin E Nutrition 0.000 description 1
- 239000011709 vitamin E Substances 0.000 description 1
- 229940021056 vitamin d3 Drugs 0.000 description 1
- 208000030401 vitamin deficiency disease Diseases 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
- A61K31/185—Acids; Anhydrides, halides or salts thereof, e.g. sulfur acids, imidic, hydrazonic or hydroximic acids
- A61K31/19—Carboxylic acids, e.g. valproic acid
- A61K31/195—Carboxylic acids, e.g. valproic acid having an amino group
- A61K31/197—Carboxylic acids, e.g. valproic acid having an amino group the amino and the carboxyl groups being attached to the same acyclic carbon chain, e.g. gamma-aminobutyric acid [GABA], beta-alanine, epsilon-aminocaproic acid or pantothenic acid
- A61K31/198—Alpha-amino acids, e.g. alanine or edetic acid [EDTA]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
- A61K31/185—Acids; Anhydrides, halides or salts thereof, e.g. sulfur acids, imidic, hydrazonic or hydroximic acids
- A61K31/19—Carboxylic acids, e.g. valproic acid
- A61K31/20—Carboxylic acids, e.g. valproic acid having a carboxyl group bound to a chain of seven or more carbon atoms, e.g. stearic, palmitic, arachidic acids
- A61K31/202—Carboxylic acids, e.g. valproic acid having a carboxyl group bound to a chain of seven or more carbon atoms, e.g. stearic, palmitic, arachidic acids having three or more double bonds, e.g. linolenic
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
- A61K31/70—Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
- A61K31/715—Polysaccharides, i.e. having more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic linkages; Derivatives thereof, e.g. ethers, esters
- A61K31/732—Pectin
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K35/00—Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
- A61K35/56—Materials from animals other than mammals
- A61K35/60—Fish, e.g. seahorses; Fish eggs
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K2121/00—Preparations for use in therapy
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K2123/00—Preparations for testing in vivo
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Marine Sciences & Fisheries (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине, в частности к токсикологии наночастиц (нанотоксикологии), и может быть использовано для снижения неблагоприятных эффектов комбинированного действия наночастиц (НЧ) оксидов меди (CuO), цинка (ZnO) и свинца (PbO) на организм в группах риска, охватывающих лиц, которые подвергаются такому воздействию в производственных условиях, в частности в медеплавильной промышленности.The invention relates to medicine, in particular to the toxicology of nanoparticles (nanotoxicology), and can be used to reduce the adverse effects of the combined action of nanoparticles (NPs) of copper oxides (CuO), zinc (ZnO) and lead (PbO) on the body at risk, covering persons who are exposed to such effects in a production environment, in particular in the smelting industry.
Опубликованы работы, в которых различными тестами и на различных биологических объектах демонстрируется, что цитотоксическое, системно-токсическое и генотоксическое действие металлических и металлооксидных частиц нанометрового диапазона значительно выше, чем соответствующее действие химически аналогичных частиц с размерами >100 нм (Boris A Katsnelson, Larisa I Privalova, Marina P Sutunkova, Vladimir В Gurvich, Nadezhda V Loginova, Ilzira A Minigalieva et al. (2015)). Some inferences rom in vivo experiments with metal and metal oxide nanoparticles: the pulmonary phagocytosis response, subchronic systemic toxicity and genotoxicity, regulatory proposals, searching for bioprotectors (a self-overview). International Journal of Nanomedicine, 10: 3013-309).Works have been published in which various tests and on various biological objects demonstrate that the cytotoxic, systemic toxic and genotoxic effects of metal and metal oxide particles of the nanometer range are significantly higher than the corresponding action of chemically similar particles with sizes> 100 nm (Boris A Katsnelson, Larisa I Privalova, Marina P Sutunkova, Vladimir B. Gurvich, Nadezhda V Loginova, Ilzira A Minigalieva et al. (2015)). Some inferences rom in vivo experiments with metal and metal oxide nanoparticles: the pulmonary phagocytosis response, subchronic systemic toxicity and genotoxicity, regulatory proposals, searching for bioprotectors (a self-overview). International Journal of Nanomedicine, 10: 3013-309).
В частности, имеется немало экспериментальных данных о высокой токсичности и опасности наночастиц CuO (например, Chen Z, Meng Н, Xing G et al (2006) Acute toxicological effects of copper nanoparticles in vivo. J Toxicol Lett 25:109-120; Karlsson H, Cronholm P, Gustafsson J et al (2008) Copper oxide nanoparticles are highly toxic: A comparison between metal oxide nanoparticles and carbon nanotubes. J Chem Res Toxicol 21:1726-1732; Studer AM, Limbach LK, Van Duc L et al (2010) Nanoparticle cytotoxicity depends on intracellular solubility: comparison of stabilized copper metal and degradable copper oxide nanoparticles. J Toxicol Lett 1:169-174; Magaye R, Zhao J, Bowman L et al (2012) Genotoxicity and carcinogenicity of cobalt-, nickel- and copper-based nanoparticles. J Exp Ther Med 4:551-561; Alarifi S, Ali D, Verma A et al (2013) Cytotoxicity and genotoxicity of copper oxide nanoparticles in human skin keratinocytes cells. Int J Toxicol 32: 296-307; Xu J, Li Z, Xu P et al (2013) Nanosized copper oxide induces apoptosis through oxidative stress in podocytes. J Arch Toxicol 87:1067-1073; Privalova L.I., Katsnelson, B.A., Loginova, N.V., Gurvich, V.B., et al. (2014). Subchronic toxicity of copper oxide nanoparticles and its attenuation with the help of a combination of bioprotectors. International Journal of Molecular Sciences 15, 12379-12406); ZnO (Wang B, Feng W-Y, Wang T-C et al (2006) Acute toxicity of nano- and micro-scale zinc powder in healthy adult mice. J Toxicol Lett 161(2):115-123; Cho W-S, Duffin R, Howie S et al (2011) Progressive severe lung injury by zinc oxide nanoparticles; the role of Zn2+ dissolution inside lysosomes. J Part Fib Toxicol 8:27; Adamcakova-Dodd A, Stebounova LV, Kim JS et al (2014) Toxicity assessment of zinc oxide nanoparticles using sub-acute and sub-chronic murine inhalation models. J Part Fib Toxicol 11:15; Jacobsen NR, Stoeger T, van den Brule S et al (2015) Acute and subacute pulmonary toxicity and mortality in mice after intratracheal instillation of ZnO nanoparticles in three laboratories. Food Chem Toxicol 85:84-95; Gao F, Ma NJ, Zhou H et al (2016) Zinc oxide nanoparticles induced epigenetic change and G2/M arrest are associated with apoptosis in human epidermal keratinocytes. Int J of Nanomedicine 11:3859-3874) и, в меньшей степени, PbO (Shaikh SM, Shyama SK, Desai PV (2015) Absorption, LD50 and effects of CoO, MgO and PbO nanoparticles on mice "Mus musculus". IOSR-JESTFT 9(2):32-38; Amiri A, Mohammadi M, Shabani M (2016) Synthesis and Toxicity Evaluation of lead oxide (PbO) nanoparticles in rats. Electronic J Biol 12:2).In particular, there are many experimental data on the high toxicity and danger of CuO nanoparticles (for example, Chen Z, Meng H, Xing G et al (2006) Acute toxicological effects of copper nanoparticles in vivo. J Toxicol Lett 25: 109-120; Karlsson H , Cronholm P, Gustafsson J et al (2008) Copper oxide nanoparticles are highly toxic: A comparison between metal oxide nanoparticles and carbon nanotubes. J Chem Res Toxicol 21: 1726-1732; Studer AM, Limbach LK, Van Duc L et al ( 2010) Nanoparticle cytotoxicity depends on intracellular solubility: comparison of stabilized copper metal and degradable copper oxide nanoparticles. J Toxicol Lett 1: 169-174; Magaye R, Zhao J, Bowman L et al (2012) Genotoxicity and carcinogenicity of cobalt-, nickel - and copper-based nanoparticles. J Exp Ther Med 4: 551-561; Alarifi S, Ali D, Verma A et al (2013) Cytotoxicity and genotoxicity of copper oxide nanoparticles in hum an skin keratinocytes cells. Int J Toxicol 32: 296-307; Xu J, Li Z, Xu P et al (2013) Nanosized copper oxide induces apoptosis through oxidative stress in podocytes. J Arch Toxicol 87: 1067-1073; Privalova L.I., Katsnelson, B.A., Loginova, N.V., Gurvich, V.B., et al. (2014). Subchronic toxicity of copper oxide nanoparticles and its attenuation with the help of a combination of bioprotectors. International Journal of Molecular Sciences 15, 12379-12406); ZnO (Wang B, Feng WY, Wang TC et al (2006) Acute toxicity of nano- and micro-scale zinc powder in healthy adult mice. J Toxicol Lett 161 (2): 115-123; Cho WS, Duffin R, Howie S et al (2011) Progressive severe lung injury by zinc oxide nanoparticles; the role of Zn2 + dissolution inside lysosomes. J Part Fib Toxicol 8:27; Adamcakova-Dodd A, Stebounova LV, Kim JS et al (2014) Toxicity assessment of zinc oxide nanoparticles using sub-acute and sub-chronic murine inhalation models. J Part Fib Toxicol 11:15; Jacobsen NR, Stoeger T, van den Brule S et al (2015) Acute and subacute pulmonary toxicity and mortality in mice after intratracheal instillation of ZnO nanoparticles in three laboratories. Food Chem Toxicol 85: 84-95; Gao F, Ma NJ, Zhou H et al (2016) Zinc oxide nanoparticles induced epigenetic change and G2 / M arrest are associated with apoptosis in human epidermal keratinocytes. Int J of Nanomedicine 11: 3859-3874) and, to a lesser extent, PbO (Shaikh SM, Shyama SK, Desai P V (2015) Absorption, LD50 and effects of CoO, MgO and PbO nanoparticles on mice "Mus musculus". IOSR-JESTFT 9 (2): 32-38; Amiri A, Mohammadi M, Shabani M (2016) Synthesis and Toxicity Evaluation of lead oxide (PbO) nanoparticles in rats. Electronic J Biol 12: 2).
Однако ни примеров изучения хронической системной токсичности тройной комбинации рассматриваемых оксидов, ни испытания или хотя бы теоретического обоснования средств биологической защиты (биопротекторов) от вредных эффектов длительного комбинированного воздействия на организм этих наночастиц информационный поиск не обнаружил. Что же касается изолированного действия компонентов рассматриваемой комбинации, то только в отношении токсичности наночастиц оксида меди ранее был предложен эффективный комплекс биопротекторов (патент Российской Федерации №2560682). Однако применение того же самого комплекса с целью биологической защиты от вредного действия комбинации наночастиц недостаточно обосновано, учитывая, что наночастицы оксидов меди, цинка и свинца имеют, наряду с общими для многих наночастиц, также метало-специфичные (в частности, характерные для свинца - самого опасного компонента этой комбинации) механизмы вредного действия, которые при комбинированной экспозиции вступают в сложные взаимодействия (И.А. Минигалиева (2016) Некоторые закономерности комбинированной токсичности металлооксидных наночастиц. Токс Вестник, №6:18-24).However, neither an example of studying the chronic systemic toxicity of the triple combination of the oxides under consideration, nor testing or even theoretical justification of biological protection agents (bioprotectors) from the harmful effects of prolonged combined exposure of these nanoparticles to the body, an information search was found. As for the isolated action of the components of the combination in question, it was only with respect to the toxicity of copper oxide nanoparticles that an effective complex of bioprotectors was previously proposed (patent of the Russian Federation No. 2560682). However, the use of the same complex for the purpose of biological protection against the harmful effect of a combination of nanoparticles is not sufficiently substantiated, given that the nanoparticles of copper, zinc and lead oxides have, along with common to many nanoparticles, also metal-specific ones (in particular, characteristic of lead itself dangerous component of this combination) harmful mechanisms that, when combined exposure, enter into complex interactions (I.A. Minigalieva (2016) Some patterns of combined toxicity of metal oxide Tox Herald's nanoparticles, №6:. 18-24).
Задачей изобретения является создание способа защиты, основанного на повышении устойчивости организма к вредным эффектам комбинированного действия наночастиц оксидов меди, цинка и свинца.The objective of the invention is to provide a protection method based on increasing the body's resistance to the harmful effects of the combined action of nanoparticles of copper, zinc and lead oxides.
Технический результат заключается в снижении вредных эффектов токсического и генотоксического комбинированного действия наночастиц оксидов меди, цинка и свинца на организм.The technical result consists in reducing the harmful effects of the toxic and genotoxic combined effects of nanoparticles of copper, zinc and lead oxides on the body.
Заявляется способ профилактики вредных эффектов органо-системного уровня, обусловленных комбинированным хроническим общетоксическим и генотоксическим действием указанных наночастиц на организм. Он заключается в том, что лицам, относящимся к группе риска этого действия, назначают комплекс биологически активных препаратов, включающий глютаминовую кислоту, глицин, цистеин в метаболически активной форме N-ацетилцистеина. пектиновый энтеросорбент, селен, йод, железо, кальций, препарат рыбьего жира, богатый полиненасыщенными жирными кислотами класса омега-3, а также витамины A, Д3, E и C, причем лица группы риска принимают препараты комплекса повторными курсами 1-2 раза в год в течение 4-6 недель ежедневно в дозах, обеспечивающих получение в день 300 мг глицина, 600 мг цистеина, 4 г глютаминовой кислоты, 25 мл рыбьего жира с 12-15%-ным содержанием полиненасыщенных жирных кислот класса омега-3, 4-5 г пектина, а также микроэлементы и витамины в дозах, обеспечивающих нормальные физиологические потребности организма.A method for preventing the harmful effects of the organo-systemic level due to the combined chronic general toxic and genotoxic effects of these nanoparticles on the body is claimed. It lies in the fact that people belonging to the risk group of this action are prescribed a complex of biologically active drugs, including glutamic acid, glycine, cysteine in the metabolically active form of N-acetylcysteine. pectin enterosorbent, selenium, iodine, iron, calcium, a fish oil preparation rich in omega-3 polyunsaturated fatty acids, as well as vitamins A, D3, E and C, and people at risk take complex preparations with repeated courses 1-2 times a year for 4-6 weeks daily in doses providing 300 mg of glycine per day, 600 mg of cysteine, 4 g of glutamic acid, 25 ml of fish oil with 12-15% content of omega-3 polyunsaturated fatty acids, 4-5 g pectin, as well as trace elements and vitamins in doses that ensure normal phi iologicheskie needs of the body.
Входящие в комплекс аминокислоты, а именно глютамат, глицин и цистеин, включены в него как предшественники биосинтеза восстановленного глютатиона, который является системным протектором от оксидативного и свободно-радикального повреждения клетки и субклеточных структур, характеризующего первичные механизмы цитотоксичности и генотоксичности различных металлосодержащих наночастиц, при том, что глютамат является еще и мощным стабилизатором клеточных мембран, а также важнейшим нейромедиатором центральной нервной системы, специфически повреждаемым свинцом. Антиоксидантным действием обладают также селен и витамины А, Е и C. Введение йода в состав биопротекторного комплекса обусловлено тем, что свинцовая интоксикация связана с нарушениями функции щитовидной железы, а введение железа - тем, что под влиянием свинца тормозится синтез гемма, в том числе, на заключительном этапе включения этого металла молекулу протопорфирина IX. Кальций в сочетании с витамином Д3 используется как хорошо известный антагонист многих токсикокинетических и токсикодинамических механизмов действия на организм того же свинца.The amino acids included in the complex, namely glutamate, glycine and cysteine, are included as precursors for the biosynthesis of reduced glutathione, which is a systemic protector from oxidative and free radical damage to cells and subcellular structures that characterizes the primary mechanisms of cytotoxicity and genotoxicity of various metal-containing nanoparticles, that glutamate is also a powerful stabilizer of cell membranes, as well as the most important neurotransmitter of the central nervous system, specifically and lead damage. Selenium and vitamins A, E, and C also have antioxidant effects. The introduction of iodine into the bioprotective complex is due to the fact that lead intoxication is associated with impaired thyroid function, and the introduction of iron is due to the inhibition of heme synthesis under the influence of lead, including at the final stage of inclusion of this metal, the protoporphyrin molecule IX. Calcium in combination with vitamin D3 is used as a well-known antagonist of many toxicokinetic and toxicodynamic mechanisms of action on the body of the same lead.
Пектиновый энтеросорбент в заявленном комплексе предназначен для блокирования кишечной абсорбции ионов металлов, образующихся при растворении наночастиц, перенесенных в желудочно-кишечный тракт после отложения в дыхательных путях, а также реабсорбции ионов выделенных печенью с желчью.The pectin enterosorbent in the claimed complex is designed to block intestinal absorption of metal ions generated by the dissolution of nanoparticles transferred to the gastrointestinal tract after deposition in the respiratory tract, as well as reabsorption of ions excreted by the liver with bile.
Заявленный комплекс содержит также препарат рыбьего жира, богатый не только вышеупомянутыми витаминами А и Д3, но также полиненасыщенными жирными кислотами класса омега-3, внутриклеточными производными которых являются эйкозаноиды, активирующие репликацию ДНК, тем самым играя важную роль в репарации ее повреждений.The claimed complex also contains a fish oil preparation rich in not only the aforementioned vitamins A and D3, but also omega-3 polyunsaturated fatty acids, the intracellular derivatives of which are eicosanoids that activate DNA replication, thereby playing an important role in the repair of its damage.
То, что лицам группы риска рекомендовано принимать препараты комплекса повторными курсами 1-2 раза в год в течение 4-6-недель ежедневно в дозах, обеспечивающих получение в день 300 мг глицина, 600 мг цистеина, 4 г глютаминовой кислоты, 25 мл рыбьего жира с 12-15%-ным содержанием полиненасыщенных жирных кислот класса омега-3, 4-5 г пектина, а также селен, кальций, железо, йод и витамины в дозах, обеспечивающих нормальные физиологические потребности организма, обосновано пересчетом содержания перечисленных активных факторов в биопротекторном комплексе (БПК), защитная эффективность которого доказана в эксперименте, проведенном на лабораторных белых крысах. Пересчет в указанные дозы для человеческого применения осуществлен на основе соотношения уровней основного обмена крысы и человека с учетом также справочных и литературных данных о суточной потребности человека в этих факторах. Только дозы биомикроэлементов и витаминов обусловлены не таким пересчетом, а нормальными физиологическими потребностями организма, включая компенсацию эндогенной витаминной недостаточности и микроэлементного дисбаланса, возникающих при интоксикации.The fact that people at risk are recommended to take complex preparations with repeated courses 1-2 times a year for 4-6 weeks daily in doses that ensure that 300 mg of glycine, 600 mg of cysteine, 4 g of glutamic acid, 25 ml of fish oil are received per day with a 12-15% content of polyunsaturated fatty acids of the omega-3 class, 4-5 g of pectin, as well as selenium, calcium, iron, iodine and vitamins in doses that ensure normal physiological needs of the body, it is justified by recalculating the content of the listed active factors in bioprotective complex ( PC) protective efficacy has been proved in an experiment carried out on laboratory white rats. Recalculation to the indicated doses for human use was carried out on the basis of the ratio of the levels of the main metabolism of the rat and the person, taking into account also reference and literature data on the daily human need for these factors. Only doses of biomicroelements and vitamins are caused not by such a conversion, but by normal physiological needs of the body, including compensation for endogenous vitamin deficiency and microelement imbalance arising from intoxication.
Механизмы защитного действия входящих в комплекс биопротекторов сложны и, по-видимому, взаимно потенцируют друг друга. Важное значение могут иметь: (а) разное по молекулярным механизмам противорадикальное (в том числе, антиоксидантное) действие, в той или иной степени присущее ряду биопротекторов заявляемого комплекса (антиоксидантный синергизм); (б) мембрано-стабилизирующее действие глютамата, поскольку оно может препятствовать повреждению митохондрий наночастицами оксидов металлов и тем самым - оксидативному стрессу, являющемуся, по современным представлениям, одним из основных механизмов цитотоксического и генотоксического действия металлических наночастиц (например, , Е. Cellular targets and mechanisms in the cytotoxic action of non-biodegradable engineered nanoparticles. J. Curr. Drug. Metab. 2013, 14, 976-988).; (в) компенсация некоторых функциональных и биохимических нарушений, связанных с токсикодинамическими механизмами как общего характера, так и специфичных для конкретного вида наночастиц.The protective mechanisms of the bioprotectors included in the complex are complex and, apparently, mutually potentiate each other. The following may be important: (a) the anti-radical (including antioxidant) effect, different in molecular mechanisms, to one degree or another inherent in a number of bioprotectors of the claimed complex (antioxidant synergism); (b) the membrane-stabilizing effect of glutamate, since it can prevent damage to mitochondria by nanoparticles of metal oxides and thereby oxidative stress, which, according to modern concepts, is one of the main mechanisms of the cytotoxic and genotoxic effects of metal nanoparticles (for example, , E. Cellular targets and mechanisms in the cytotoxic action of non-biodegradable engineered nanoparticles. J. Curr. Drug. Metab. 2013 , 14, 976-988) .; (c) compensation of certain functional and biochemical disturbances associated with toxicodynamic mechanisms of both a general nature and specific for a particular type of nanoparticles.
Характерной особенностью заявленного способа является комплексное использование всех вышеперечисленных механизмов. Впервые показано, что на фоне перорального назначения предложенной комбинации биопротекторов хроническая системная токсичность и генотоксичность наночастиц оксидов меди, цинка и свинца, воздействующих на организм совместно, могут быть существенно ослаблены. В результате поиска по источникам научно-технической и патентной литературы не выявлены средства, направленные на решение такой задачи.A characteristic feature of the claimed method is the integrated use of all of the above mechanisms. It has been shown for the first time that, against the background of oral administration of the proposed combination of bioprotectors, chronic systemic toxicity and genotoxicity of copper, zinc and lead oxide nanoparticles acting on the body together can be significantly attenuated. As a result of a search by sources of scientific, technical and patent literature, no means were identified that aimed at solving such a problem.
Заявляемый способ экспериментально опробован на аутбредных белых крысах-самцах с начальным весом тела 150-220 г. Животные содержались в условиях специально организованного вивария, соответствующих ветеринарным требованиям. В питье они получали артезианскую воду, доочищенную до первой категории качества, в пищу - полнорационный комбикорм ООО «Лабораторкорм». Суспензии наночастиц изготавливались методом лазерной абляции соответствующих чистых (99,99%) металлов в деионизированной воде с помощью лазерной системы для обработки материалов Fmark-20 RL (ЦЛТ, Россия). Химический состав наночастиц определялся методом Рамановской спектроскопии и был идентифицирован как CuO, ZnO и PbO. Характеристика распределения размеров наночастиц давалась их прямым измерением при сканирующей электронной микроскопии и методом динамического рассеяния света с помощью анализатора Zetasizer Nano ZS (Malvern Instruments, UK). Частицы CuO и PbO имели сферическую форму со средним диаметром (±σ) 24,5±4,8 нм и 47,0±16,0 нм соответственно. Частицы ZnO имели палочкообразную (близкую к цилиндрической) форму со средними размерами 83,0±20,0×30,0±11,0 нм. Для каждого введения животным использовались свежеприготовленные суспензии.The inventive method was experimentally tested on outbred white male rats with an initial body weight of 150-220 g. Animals were kept in a specially organized vivarium, corresponding to veterinary requirements. In drinking, they received artesian water, purified to the first quality category, and for food - full-feed compound feed of LLC Labkorm. Suspensions of nanoparticles were prepared by laser ablation of the corresponding pure (99.99%) metals in deionized water using a Fmark-20 RL laser system for processing materials (CLT, Russia). The chemical composition of the nanoparticles was determined by Raman spectroscopy and was identified as CuO, ZnO and PbO. The size distribution of nanoparticles was characterized by direct measurement using scanning electron microscopy and dynamic light scattering using a Zetasizer Nano ZS analyzer (Malvern Instruments, UK). The CuO and PbO particles had a spherical shape with an average diameter (± σ) of 24.5 ± 4.8 nm and 47.0 ± 16.0 nm, respectively. ZnO particles had a rod-shaped (close to cylindrical) shape with average sizes of 83.0 ± 20.0 × 30.0 ± 11.0 nm. For each administration to animals, freshly prepared suspensions were used.
Водные суспензии наночастиц в дозировке 0,5 мг на крысу (каждого вида наночастиц в 1 мл соответствующей суспензии) вводили крысам внутрибрюшинно в дозе 1 мг на крысу 18 раз по 3 раза в неделю. Во избежание прямого взаимодействия оксидов, ускоряющего агломерацию наночастиц, суспензии набирались в отдельные шприцы и вводились раздельно с интервалом около 1 минуты. Контрольным животным аналогичным образом вводили 3,0 мл той же стерильной деионизированной воды, на которой готовились суспензии. Отдельные группы животных получали те же инъекции на фоне перорального приема биопротекторного комплекса (БПК). Введение наночастиц и умерщвление животных разных групп проводились параллельно.Aqueous suspensions of nanoparticles at a dose of 0.5 mg per rat (each type of nanoparticles in 1 ml of the corresponding suspension) were administered to rats intraperitoneally at a dose of 1 mg per rat 18 times 3 times a week. In order to avoid direct interaction of oxides, accelerating the agglomeration of nanoparticles, suspensions were collected in separate syringes and injected separately with an interval of about 1 minute. 3.0 ml of the same sterile deionized water on which suspensions were prepared was similarly added to control animals. Separate groups of animals received the same injections against the background of oral administration of a bioprotective complex (BOD). The introduction of nanoparticles and the killing of animals of different groups were carried out in parallel.
Препараты, содержащие вышеперечисленные биопротекторы, давались тем способом и в тех дозировках, которые приведены в Таблице 1.Preparations containing the aforementioned bioprotectors were given in the same manner and at the dosages shown in Table 1.
Состояние организма крыс во всех группах оценивалось по большому числу (свыше 50) общепризнанных функциональных, биохимических и морфологических (с морфометрией при оптической и электронной микроскопии) критериев токсического действия. Для оценки генотоксического действия наночастиц «ин виво» использовали ПДАФ анализ (ПДАФ - полиморфизм длин амплифицированных фрагментов ДНК), причем для характеристики степени повреждения ДНК использовали «коэффициент фрагментации», то есть отношение суммарной радиоактивности всех фракций «хвоста» к радиоактивности «ядра». Накопление металлов в организме, оцениваемое по их содержанию в центральном токсикокинетическом пуле - в крови, и их содержание в выделениях оценивали с помощью атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно связанной плазмой на приборе ICAP 6500 DUO (Thermo scientific, USA).The state of the organism of rats in all groups was evaluated by a large number (over 50) of generally recognized functional, biochemical and morphological (with morphometry under optical and electron microscopy) criteria for toxic action. To assess the genotoxic effect of nanoparticles in vivo, we used the PDAF analysis (PDAF is the polymorphism of the lengths of amplified DNA fragments), and to characterize the degree of DNA damage, we used the “fragmentation coefficient”, that is, the ratio of the total radioactivity of all tail fractions to the “core” radioactivity. The accumulation of metals in the body, estimated by their content in the central toxicokinetic pool - in the blood, and their content in the secretions was evaluated using inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy on an ICAP 6500 DUO instrument (Thermo scientific, USA).
Как видно из данных, приведенных в Таблице 2, важнейшим токсикокинетическим результатом воздействия БПК оказалось статистически значимое снижение содержания всех трех металлов в крови по сравнению с соответствующим показателем при затравке наночастицами без БПК (в 1,3 раза по меди, в 3,3 раза по цинку, в 3,7 раза по свинцу). Поскольку в рамках закономерностей токсикокинетики первого порядка концентрация металла в выделениях находится в динамическом равновесии с концентрацией в крови, неудивительно, что и в моче, и в кале на момент исследования (конец периода затравки) содержание всех трех металлов было под влиянием БПК также снижено. Однако само по себе уменьшение задержки этих металлов в организме, оцениваемой по их концентрациям в центральном токсикокинетическом пуле, каким является кровь, свидетельствует о том. что на протяжении значительной части затравочного периода элиминационная функция почек и печени (играющей особенную роль в выведении меди) была улучшена. В свою очередь, это улучшение объясняется защитой указанных органов выделения от токсического повреждения, обеспеченной влиянием БПК (Таблица 3).As can be seen from the data presented in Table 2, the most important toxicokinetic result of exposure to BOD was a statistically significant decrease in the content of all three metals in the blood compared to the corresponding indicator when seeds were coated with nanoparticles without BOD (1.3 times for copper, 3.3 times for zinc, 3.7 times lead). Since, within the framework of the laws of first-order toxicokinetics, the concentration of metal in the secretions is in dynamic equilibrium with the concentration in the blood, it is not surprising that in both urine and feces at the time of the study (end of the seed period), the content of all three metals was also reduced by BOD. However, in itself, a decrease in the delay of these metals in the body, evaluated by their concentrations in the central toxicokinetic pool, which is blood, indicates that. that over a significant part of the seed period, the elimination function of the kidneys and liver (which plays a special role in the excretion of copper) was improved. In turn, this improvement is due to the protection of these excretory organs from toxic damage provided by the influence of BOD (Table 3).
Общая тенденция, выявленная при анализе функциональных показателей состояния организма, состоит в том, что все те, по которым при воздействии комбинации наночастиц без БПК выявлен тот или иной сдвиг по отношению к контрольной величине, особенно в том случае, если он статистически значим, как это имеет место почти по всем показателям, приведенным в Таблице 4. При таком же воздействии на фоне БПК он ослаблен - нередко до потери значимости отличия от контроля, в то время как отличие от группы, экспонированной к наночастицам без БПК, напротив, становится статистически значимым. В этом отношении особое внимание должно быть обращено на ослабление действием БПК:The general tendency revealed in the analysis of the functional indicators of the state of the body is that all those for which, when exposed to a combination of nanoparticles without BOD, revealed one or another shift in relation to the control value, especially if it is statistically significant, like this occurs for almost all indicators shown in Table 4. With the same effect against the background of BOD, it is weakened - often until the significance of the difference from the control is lost, while the difference from the group exposed to nanoparticles without BOD, on the contrary, is becomes statistically significant. In this regard, special attention should be paid to the weakening of the action of BOD:
- характерных для свинцовой интоксикации сдвигов содержания дельта-аминолевулиновой кислоты в моче и содержания ретикулоцитов в крови;- changes in the content of delta-aminolevulinic acid in urine and the content of reticulocytes in the blood, characteristic of lead intoxication;
- заторможенности исследовательского поведения и общей двигательной активности, являющейся, с одной стороны, одним из интегральных показателей большинства интоксикаций, но вместе с тем, вероятным признаком специфического нейротоксического действия свинца (преимущественно на гипокамп) и избыточной меди (преимущественно на базальные ядра).- inhibition of research behavior and general motor activity, which, on the one hand, is one of the integral indicators of most intoxications, but at the same time, a probable sign of the specific neurotoxic effect of lead (mainly on the hypocampus) and excess copper (mainly on the basal nuclei).
Важнейшее значение имеет также показанное в Таблице 5 статистически значимое ослабление на фоне приема БПК генотоксического (прогностически - мутагенного и канцерогенного) эффекта, присущего всем до сих пор изученным металлическим и металло-оксидным наночастицам.The statistically significant attenuation shown in Table 5 is also of paramount importance against the background of BOD taking the genotoxic (prognostically - mutagenic and carcinogenic) effect inherent in all metal and metal oxide nanoparticles studied so far.
В данном эксперименте как центральная нейротоксичность комбинации наночастиц оксидов меди, цинка и свинца, так и ослабление этого эффекта на фоне приема БПК подтверждены гистологическим исследованием головного мозга с морфометрией повреждения нейронов базальных ядер и гиппокампа (Таблица 6).In this experiment, both the central neurotoxicity of the combination of nanoparticles of copper, zinc and lead oxides, and the attenuation of this effect while taking BOD are confirmed by histological examination of the brain with morphometry of damage to the neurons of the basal nuclei and the hippocampus (Table 6).
Общее ослабление окислительно-восстановительных процессов в организме под влиянием токсического фактора, отражаемое снижением активности СДГ, которое теряет статистическую значимость при проведении затравки на фоне приема БПК (Таблица 4), также имеет морфологический коррелят - отмеченное во всех исследованных органах (печень, селезенка, почки, миокард, головной мозг, тимус, тестикулы) однотипное повреждение митохондрий с более или менее полным разрушением крист. При 3-балльной оценке распространенности такого повреждения получен (по всем органам в целом) общий балл, равный 2 в контрольной группе, 14 - при воздействии наночастиц без БПК и только 6 - при таком же воздействии на фоне приема БПК. На основе непараметрических критериев (the Friedman rank test and the Kruskal-Wallis test) найдено, что статистически значимы (Р<0,05) отличие обеих НЧ-экспонированных групп от контрольной, а также НЧ-экспонированной на фоне приема БПК от НЧ-экспонированной без БПК.The general weakening of redox processes in the body under the influence of a toxic factor, reflected by a decrease in the activity of LDH, which loses its statistical significance when seeds are taken while taking BOD (Table 4), also has a morphological correlate - noted in all examined organs (liver, spleen, kidneys) , myocardium, brain, thymus, testicles) homogeneous mitochondrial damage with more or less complete destruction of cristae. With a 3-point assessment of the prevalence of such damage, a total score of 2 in the control group was obtained (for all organs as a whole), 14 - when exposed to nanoparticles without BOD, and only 6 - with the same effect while taking BOD. Based on nonparametric criteria (the Friedman rank test and the Kruskal-Wallis test), it was found that the difference between both LF-exposed groups from the control, as well as LF-exposed while taking BOD from LF-exposed, is statistically significant (P <0.05) without BOD.
Сопоставление полученных данных с литературными свидетельствует о том, что впервые в токсикологическом эксперименте на целостном организме убедительно продемонстрированы, наряду с большим числом интегральных признаков хронической интоксикации, гепатотоксичность, нефротоксичность и специфическая нейротоксичность комбинации наночастиц оксидов меди, цинка и свинца, а также ее генотоксичность. При этом показано, что при использовании заявленного способа эти вредные эффекты существенно ослаблены.A comparison of the obtained data with the literature indicates that for the first time in a toxicological experiment on a whole organism, hepatotoxicity, nephrotoxicity, and specific neurotoxicity of a combination of copper, zinc and lead oxide nanoparticles, as well as its genotoxicity, were convincingly demonstrated for the first time in a toxicological experiment on a whole organism. It was shown that when using the claimed method, these harmful effects are significantly attenuated.
Статистически значимое отличие от контрольного показателя обозначено индексом *, а от показателя группы крыс, получавшей комбинацию НЧ без БПК, - индексом + (Р<0,05 по t Стьюдента).A statistically significant difference from the control index is indicated by the index *, and from the index of the group of rats receiving a combination of NPs without BOD, by the index + (P <0.05 by student t).
Статистически значимое отличие от контрольного показателя обозначено индексом *, а от показателя группы крыс, получавшей комбинацию НЧ без БПК, - индексом + (Р<0,05 по t Стьюдента).A statistically significant difference from the control index is indicated by the index *, and from the index of the group of rats receiving a combination of NPs without BOD, by the index + (P <0.05 by student t).
Статистически значимое отличие от контрольного показателя обозначено индексом *, а от показателя группы крыс, получавшей комбинацию НЧ без БПК, - индексом + (Р<0,05 по t Стьюдента).A statistically significant difference from the control index is indicated by the index *, and from the index of the group of rats receiving a combination of NPs without BOD, by the index + (P <0.05 by student t).
Статистически значимое отличие от контрольного показателя обозначено индексом *, а от показателя группы крыс, получавшей комбинацию НЧ без БПК, - индексом + (Р<0,05 по t Стьюдента).A statistically significant difference from the control index is indicated by the index *, and from the index of the group of rats receiving a combination of NPs without BOD, by the index + (P <0.05 by student t).
Статистически значимое отличие от контрольного показателя обозначено индексом *, а от показателя группы крыс, получавшей комбинацию НЧ без БПК, - индексом + (Р<0,05 по t Стьюдента).A statistically significant difference from the control index is indicated by the index *, and from the index of the group of rats receiving a combination of NPs without BOD, by the index + (P <0.05 by student t).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017105946A RU2642674C1 (en) | 2017-02-21 | 2017-02-21 | Method for increase of organism resistance to combined toxic action of nanoparticles of copper, zinc and lead oxides |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017105946A RU2642674C1 (en) | 2017-02-21 | 2017-02-21 | Method for increase of organism resistance to combined toxic action of nanoparticles of copper, zinc and lead oxides |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2642674C1 true RU2642674C1 (en) | 2018-01-25 |
Family
ID=61023877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017105946A RU2642674C1 (en) | 2017-02-21 | 2017-02-21 | Method for increase of organism resistance to combined toxic action of nanoparticles of copper, zinc and lead oxides |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2642674C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2694844C1 (en) * | 2018-03-29 | 2019-07-17 | Федеральное бюджетное учреждение науки "Екатеринбургский медицинский-научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН ЕМНЦ ПОЗРПП Роспотребнадзора) | Method for increasing body resistance to general toxic and genotoxic action of a combination of aluminum, titanium and silicon oxide nanoparticles |
| RU2712954C1 (en) * | 2019-08-27 | 2020-02-03 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ "ЕКАТЕРИНБУРГСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР ПРОФИЛАКТИКИ И ОХРАНЫ ЗДОРОВЬЯ РАБОЧИХ ПРОМПРЕДПРИЯТИЙ" (ФБУН ЕМНЦ ПОЗРПП Роспотребнадзора) | Method for increasing body resistance to combined harmful effect of lead and cadmium |
| RU2786819C1 (en) * | 2022-02-22 | 2022-12-26 | Федеральное бюджетное учреждение науки "Екатеринбургский медицинский-научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН ЕМНЦ ПОЗРПП Роспотребнадзора) | Method for increasing resistance of the human body to the combined cytotoxic effect of selenium and copper oxide nanoparticles |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4112191A (en) * | 1977-05-31 | 1978-09-05 | United Technologies Corporation | Detoxification of lead paint |
| RU2366415C1 (en) * | 2008-04-02 | 2009-09-10 | Юрий Михайлович Козлов | Method of heavy metal intoxication prevention and treatment for animals |
| CN101933937A (en) * | 2010-07-13 | 2011-01-05 | 范晓青 | Application of low molecular citrus pectin in clinic lead discharge and heavy metal discharge |
| RU2560682C1 (en) * | 2014-08-28 | 2015-08-20 | Федеральное бюджетное учреждение науки "Екатеринбургский медицинский-научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека | Method for prevention of adverse health effects of general toxic and genotoxic action of copper oxide nanoparticles |
-
2017
- 2017-02-21 RU RU2017105946A patent/RU2642674C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4112191A (en) * | 1977-05-31 | 1978-09-05 | United Technologies Corporation | Detoxification of lead paint |
| RU2366415C1 (en) * | 2008-04-02 | 2009-09-10 | Юрий Михайлович Козлов | Method of heavy metal intoxication prevention and treatment for animals |
| CN101933937A (en) * | 2010-07-13 | 2011-01-05 | 范晓青 | Application of low molecular citrus pectin in clinic lead discharge and heavy metal discharge |
| RU2560682C1 (en) * | 2014-08-28 | 2015-08-20 | Федеральное бюджетное учреждение науки "Екатеринбургский медицинский-научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека | Method for prevention of adverse health effects of general toxic and genotoxic action of copper oxide nanoparticles |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| БЕРЕСНЕВА О.Ю. Биологическая профилактика комбинированного действия токсичных металлов и органических веществ. Гигиена и санитария 2007 N3, с.37-40. * |
| БЕРЕСНЕВА О.Ю. Биологическая профилактика комбинированного действия токсичных металлов и органических веществ. Гигиена и санитария 2007 N3, с.37-40. Реферат [он лайн] [найдено 30.10.2017].Найдено из базы данных Электронная библиотека ДВГМУ. * |
| Реферат [он лайн] [найдено 30.10.2017].Найдено из базы данных Электронная библиотека ДВГМУ. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2694844C1 (en) * | 2018-03-29 | 2019-07-17 | Федеральное бюджетное учреждение науки "Екатеринбургский медицинский-научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН ЕМНЦ ПОЗРПП Роспотребнадзора) | Method for increasing body resistance to general toxic and genotoxic action of a combination of aluminum, titanium and silicon oxide nanoparticles |
| RU2712954C1 (en) * | 2019-08-27 | 2020-02-03 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ "ЕКАТЕРИНБУРГСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР ПРОФИЛАКТИКИ И ОХРАНЫ ЗДОРОВЬЯ РАБОЧИХ ПРОМПРЕДПРИЯТИЙ" (ФБУН ЕМНЦ ПОЗРПП Роспотребнадзора) | Method for increasing body resistance to combined harmful effect of lead and cadmium |
| RU2786819C1 (en) * | 2022-02-22 | 2022-12-26 | Федеральное бюджетное учреждение науки "Екатеринбургский медицинский-научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН ЕМНЦ ПОЗРПП Роспотребнадзора) | Method for increasing resistance of the human body to the combined cytotoxic effect of selenium and copper oxide nanoparticles |
| RU2841927C1 (en) * | 2023-12-22 | 2025-06-18 | Федеральное бюджетное учреждение науки "Екатеринбургский медицинский-научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека | Method of increasing resistance to cytotoxic effect of lead oxide nanoparticles |
| RU2834031C1 (en) * | 2024-06-29 | 2025-02-03 | Федеральное бюджетное учреждение науки "Екатеринбургский медицинский-научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека | Method for increasing resistance to neurotoxic action of lead oxide nanoparticles |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Singh et al. | Biochemical and molecular bases of lead-induced toxicity in mammalian systems and possible mitigations | |
| Rehman et al. | Prevalence of exposure of heavy metals and their impact on health consequences | |
| Zheng et al. | Hydrogen sulfide (H2S) attenuates uranium-induced acute nephrotoxicity through oxidative stress and inflammatory response via Nrf2-NF-κB pathways | |
| Deng et al. | Melatonin antagonizes Mn-induced oxidative injury through the activation of keap1–Nrf2–ARE signaling pathway in the striatum of mice | |
| Kocer et al. | The effect of L-carnitine in the prevention of ionizing radiation-induced cataracts: a rat model | |
| Keshavarz-Bahaghighat et al. | Acetyl-L-carnitine attenuates arsenic-induced oxidative stress and hippocampal mitochondrial dysfunction | |
| Park et al. | A 90-day study of sub-chronic oral toxicity of 20 nm positively charged zinc oxide nanoparticles in Sprague Dawley rats | |
| Linares et al. | Pro-oxidant effects in the brain of rats concurrently exposed to uranium and stress | |
| Bulcke et al. | Modulation of copper accumulation and copper-induced toxicity by antioxidants and copper chelators in cultured primary brain astrocytes | |
| Zhang et al. | The analog of Ginkgo biloba extract 761 is a protective factor of cognitive impairment induced by chronic fluorosis | |
| Kulikova et al. | Neuroprotective effect of the carnosine–α-lipoic acid nanomicellar complex in a model of early-stage Parkinson's disease | |
| RU2642674C1 (en) | Method for increase of organism resistance to combined toxic action of nanoparticles of copper, zinc and lead oxides | |
| Jaafarzadeh et al. | Protecting effects of N-acetyl cysteine supplementation against lead and cadmium-induced brain toxicity in rat models | |
| Banerjee et al. | Contributions and limitations of mitochondria-targeted and non-targeted antioxidants in the treatment of parkinsonism: an updated review | |
| RU2560682C1 (en) | Method for prevention of adverse health effects of general toxic and genotoxic action of copper oxide nanoparticles | |
| Yoo et al. | Effects of Ginkgo biloba extract on promotion of neurogenesis in the hippocampal dentate gyrus in C57BL/6 mice | |
| DiSilvestro et al. | Moderately high dose zinc Gluconate or zinc Glycinate: effects on plasma zinc and erythrocyte superoxide dismutase activities in young adult women | |
| Zarneshan et al. | Polydatin attenuates Alzheimer’s disease induced by aluminum chloride in rats: evidence for its antioxidant and anti-inflammatory effects | |
| Banik et al. | Protective effects of ajwain (Trachyspermum ammi L.) extract against cadmium-induced cytotoxicity and apoptosis in PC12 cells | |
| Tarbali et al. | Toxicity effects evaluation of green synthesized silver nanoparticles on intraperitoneally exposed male Wistar rats | |
| Abdel-Rahman et al. | Neurological study on the effect of CeNPs and/or La Cl3 on adult male albino rats | |
| Ivanova et al. | Comparative assessment of the effects of salinomycin and monensin on the biodistribution of lead and some essential metal ions in mice, subjected to subacute lead intoxication | |
| Zhao et al. | Selenium nanoparticles decorated with polysaccharides from Sargassum fusiforme protects against 6-OHDA-induced neurotoxicity in PC12 cells and rat model of Parkinson's disease | |
| Hedberg et al. | Silver | |
| Wang et al. | Allyl chloride-induced time dependent changes of lipid peroxidation in rat nerve tissue |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190222 |