RU2834031C1 - Method for increasing resistance to neurotoxic action of lead oxide nanoparticles - Google Patents
Method for increasing resistance to neurotoxic action of lead oxide nanoparticles Download PDFInfo
- Publication number
- RU2834031C1 RU2834031C1 RU2024118083A RU2024118083A RU2834031C1 RU 2834031 C1 RU2834031 C1 RU 2834031C1 RU 2024118083 A RU2024118083 A RU 2024118083A RU 2024118083 A RU2024118083 A RU 2024118083A RU 2834031 C1 RU2834031 C1 RU 2834031C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oxide nanoparticles
- lead oxide
- lead
- effect
- pbo
- Prior art date
Links
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 230000002887 neurotoxic effect Effects 0.000 title claims abstract description 14
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 title claims abstract description 10
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 claims abstract description 18
- 239000001814 pectin Substances 0.000 claims abstract description 17
- 235000010987 pectin Nutrition 0.000 claims abstract description 17
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- MBMBGCFOFBJSGT-KUBAVDMBSA-N all-cis-docosa-4,7,10,13,16,19-hexaenoic acid Chemical compound CC\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/CCC(O)=O MBMBGCFOFBJSGT-KUBAVDMBSA-N 0.000 claims abstract description 12
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- JMGZEFIQIZZSBH-UHFFFAOYSA-N Bioquercetin Natural products CC1OC(OCC(O)C2OC(OC3=C(Oc4cc(O)cc(O)c4C3=O)c5ccc(O)c(O)c5)C(O)C2O)C(O)C(O)C1O JMGZEFIQIZZSBH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- IVTMALDHFAHOGL-UHFFFAOYSA-N eriodictyol 7-O-rutinoside Natural products OC1C(O)C(O)C(C)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC=2C=C3C(C(C(O)=C(O3)C=3C=C(O)C(O)=CC=3)=O)=C(O)C=2)O1 IVTMALDHFAHOGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- -1 not less than 45% Chemical compound 0.000 claims abstract description 8
- FDRQPMVGJOQVTL-UHFFFAOYSA-N quercetin rutinoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC=2C(C3=C(O)C=C(O)C=C3OC=2C=2C=C(O)C(O)=CC=2)=O)O1 FDRQPMVGJOQVTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- IKGXIBQEEMLURG-BKUODXTLSA-N rutin Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](C)O[C@@H]1OC[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](OC=2C(C3=C(O)C=C(O)C=C3OC=2C=2C=C(O)C(O)=CC=2)=O)O1 IKGXIBQEEMLURG-BKUODXTLSA-N 0.000 claims abstract description 8
- ALABRVAAKCSLSC-UHFFFAOYSA-N rutin Natural products CC1OC(OCC2OC(O)C(O)C(O)C2O)C(O)C(O)C1OC3=C(Oc4cc(O)cc(O)c4C3=O)c5ccc(O)c(O)c5 ALABRVAAKCSLSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 235000005493 rutin Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 229960004555 rutoside Drugs 0.000 claims abstract description 8
- JAZBEHYOTPTENJ-JLNKQSITSA-N all-cis-5,8,11,14,17-icosapentaenoic acid Chemical compound CC\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCC(O)=O JAZBEHYOTPTENJ-JLNKQSITSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 235000020673 eicosapentaenoic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 229960005135 eicosapentaenoic acid Drugs 0.000 claims abstract description 7
- JAZBEHYOTPTENJ-UHFFFAOYSA-N eicosapentaenoic acid Natural products CCC=CCC=CCC=CCC=CCC=CCCCC(O)=O JAZBEHYOTPTENJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000011719 vitamin A Substances 0.000 claims abstract description 7
- 235000019155 vitamin A Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 claims abstract description 6
- 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 6
- 229960004308 acetylcysteine Drugs 0.000 claims abstract description 6
- 235000020669 docosahexaenoic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- 229940090949 docosahexaenoic acid Drugs 0.000 claims abstract description 6
- 235000020660 omega-3 fatty acid Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- 235000018417 cysteine Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N cysteine Natural products SCC(N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 235000013922 glutamic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- 239000004220 glutamic acid Substances 0.000 claims abstract description 5
- WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N Glutamic acid Natural products OC(=O)C(N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 235000021323 fish oil Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- HTUMBQDCCIXGCV-UHFFFAOYSA-N lead oxide Chemical compound [O-2].[Pb+2] HTUMBQDCCIXGCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 49
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 28
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 10
- 210000000653 nervous system Anatomy 0.000 abstract description 9
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 8
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract description 5
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000007170 pathology Effects 0.000 abstract description 3
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 2
- 231100000027 toxicology Toxicity 0.000 abstract description 2
- 241000700159 Rattus Species 0.000 description 23
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 14
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 13
- 210000002569 neuron Anatomy 0.000 description 13
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 12
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 9
- 238000011161 development Methods 0.000 description 9
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 9
- 231100000824 inhalation exposure Toxicity 0.000 description 9
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 8
- 235000006708 antioxidants Nutrition 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 8
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 8
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 8
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 8
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 8
- KISWVXRQTGLFGD-UHFFFAOYSA-N 2-[[2-[[6-amino-2-[[2-[[2-[[5-amino-2-[[2-[[1-[2-[[6-amino-2-[(2,5-diamino-5-oxopentanoyl)amino]hexanoyl]amino]-5-(diaminomethylideneamino)pentanoyl]pyrrolidine-2-carbonyl]amino]-3-hydroxypropanoyl]amino]-5-oxopentanoyl]amino]-5-(diaminomethylideneamino)p Chemical compound C1CCN(C(=O)C(CCCN=C(N)N)NC(=O)C(CCCCN)NC(=O)C(N)CCC(N)=O)C1C(=O)NC(CO)C(=O)NC(CCC(N)=O)C(=O)NC(CCCN=C(N)N)C(=O)NC(CO)C(=O)NC(CCCCN)C(=O)NC(C(=O)NC(CC(C)C)C(O)=O)CC1=CC=C(O)C=C1 KISWVXRQTGLFGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 102000047918 Myelin Basic Human genes 0.000 description 7
- 101710107068 Myelin basic protein Proteins 0.000 description 7
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 7
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 7
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 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 6
- 210000000936 intestine Anatomy 0.000 description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 6
- 239000011709 vitamin E Substances 0.000 description 6
- 235000019165 vitamin E Nutrition 0.000 description 6
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 5
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 5
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 5
- 230000008499 blood brain barrier function Effects 0.000 description 5
- 210000001218 blood-brain barrier Anatomy 0.000 description 5
- 210000001638 cerebellum Anatomy 0.000 description 5
- 210000001035 gastrointestinal tract Anatomy 0.000 description 5
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 5
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 5
- 230000003859 lipid peroxidation Effects 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 235000019156 vitamin B Nutrition 0.000 description 5
- 239000011720 vitamin B Substances 0.000 description 5
- GVJHHUAWPYXKBD-UHFFFAOYSA-N (±)-α-Tocopherol Chemical compound OC1=C(C)C(C)=C2OC(CCCC(C)CCCC(C)CCCC(C)C)(C)CCC2=C1C GVJHHUAWPYXKBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N L-glutamic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N 0.000 description 4
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 4
- 230000003542 behavioural effect Effects 0.000 description 4
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 4
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 4
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 4
- 208000008127 lead poisoning Diseases 0.000 description 4
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 239000002052 molecular layer Substances 0.000 description 4
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 4
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 4
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 4
- 210000000449 purkinje cell Anatomy 0.000 description 4
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 235000019166 vitamin D Nutrition 0.000 description 4
- 239000011710 vitamin D Substances 0.000 description 4
- 229930003316 Vitamin D Natural products 0.000 description 3
- 238000010171 animal model Methods 0.000 description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- 239000000090 biomarker Substances 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 210000003169 central nervous system Anatomy 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 3
- 235000015872 dietary supplement Nutrition 0.000 description 3
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 3
- 230000036541 health Effects 0.000 description 3
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 210000001320 hippocampus Anatomy 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000035987 intoxication Effects 0.000 description 3
- 231100000566 intoxication Toxicity 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 3
- 210000001331 nose Anatomy 0.000 description 3
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 3
- 230000036542 oxidative stress Effects 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 238000011321 prophylaxis Methods 0.000 description 3
- 230000001012 protector Effects 0.000 description 3
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 3
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 3
- 235000019154 vitamin C Nutrition 0.000 description 3
- 239000011718 vitamin C Substances 0.000 description 3
- 150000003710 vitamin D derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 235000005282 vitamin D3 Nutrition 0.000 description 3
- 239000011647 vitamin D3 Substances 0.000 description 3
- 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 3
- 229940046008 vitamin d Drugs 0.000 description 3
- 229940021056 vitamin d3 Drugs 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000178343 Butea superba Species 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010072063 Exposure to lead Diseases 0.000 description 2
- WZUVPPKBWHMQCE-UHFFFAOYSA-N Haematoxylin Chemical compound C12=CC(O)=C(O)C=C2CC2(O)C1C1=CC=C(O)C(O)=C1OC2 WZUVPPKBWHMQCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010027439 Metal poisoning Diseases 0.000 description 2
- 241000282339 Mustela Species 0.000 description 2
- 102000006386 Myelin Proteins Human genes 0.000 description 2
- 108010083674 Myelin Proteins Proteins 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 208000037273 Pathologic Processes Diseases 0.000 description 2
- 229920002230 Pectic acid Polymers 0.000 description 2
- AUNGANRZJHBGPY-SCRDCRAPSA-N Riboflavin Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)CN1C=2C=C(C)C(C)=CC=2N=C2C1=NC(=O)NC2=O AUNGANRZJHBGPY-SCRDCRAPSA-N 0.000 description 2
- 229930003427 Vitamin E Natural products 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 2
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 2
- 229940024606 amino acid Drugs 0.000 description 2
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000002225 anti-radical effect Effects 0.000 description 2
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 2
- 230000000513 bioprotective effect Effects 0.000 description 2
- 230000004094 calcium homeostasis Effects 0.000 description 2
- 210000003198 cerebellar cortex Anatomy 0.000 description 2
- 210000003591 cerebellar nuclei Anatomy 0.000 description 2
- HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N cholesterol Chemical compound C1C=C2C[C@@H](O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2 HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N 0.000 description 2
- 230000001447 compensatory effect Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000021824 exploration behavior Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- WIGCFUFOHFEKBI-UHFFFAOYSA-N gamma-tocopherol Natural products CC(C)CCCC(C)CCCC(C)CCCC1CCC2C(C)C(O)C(C)C(C)C2O1 WIGCFUFOHFEKBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 2
- 229930195712 glutamate Natural products 0.000 description 2
- 229940049906 glutamate Drugs 0.000 description 2
- 210000004884 grey matter Anatomy 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 2
- 150000002432 hydroperoxides Chemical class 0.000 description 2
- 230000000215 hyperchromic effect Effects 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 description 2
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229940056932 lead sulfide Drugs 0.000 description 2
- 229910052981 lead sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 210000003470 mitochondria Anatomy 0.000 description 2
- 210000001700 mitochondrial membrane Anatomy 0.000 description 2
- 210000003007 myelin sheath Anatomy 0.000 description 2
- 231100000623 nanotoxicology Toxicity 0.000 description 2
- 230000001537 neural effect Effects 0.000 description 2
- 210000000956 olfactory bulb Anatomy 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 2
- 230000008506 pathogenesis Effects 0.000 description 2
- 230000001575 pathological effect Effects 0.000 description 2
- 230000009054 pathological process Effects 0.000 description 2
- 210000001428 peripheral nervous system Anatomy 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- NGVDGCNFYWLIFO-UHFFFAOYSA-N pyridoxal 5'-phosphate Chemical compound CC1=NC=C(COP(O)(O)=O)C(C=O)=C1O NGVDGCNFYWLIFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LXNHXLLTXMVWPM-UHFFFAOYSA-N pyridoxine Chemical compound CC1=NC=C(CO)C(CO)=C1O LXNHXLLTXMVWPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007348 radical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012552 review Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 2
- 210000002784 stomach Anatomy 0.000 description 2
- 230000004960 subcellular localization Effects 0.000 description 2
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 2
- 231100000774 toxicodynamics Toxicity 0.000 description 2
- 231100000607 toxicokinetics Toxicity 0.000 description 2
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 2
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 description 2
- 108700012359 toxins Proteins 0.000 description 2
- 229940046009 vitamin E Drugs 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CXQWRCVTCMQVQX-LSDHHAIUSA-N (+)-taxifolin Chemical compound C1([C@@H]2[C@H](C(C3=C(O)C=C(O)C=C3O2)=O)O)=CC=C(O)C(O)=C1 CXQWRCVTCMQVQX-LSDHHAIUSA-N 0.000 description 1
- HSINOMROUCMIEA-FGVHQWLLSA-N (2s,4r)-4-[(3r,5s,6r,7r,8s,9s,10s,13r,14s,17r)-6-ethyl-3,7-dihydroxy-10,13-dimethyl-2,3,4,5,6,7,8,9,11,12,14,15,16,17-tetradecahydro-1h-cyclopenta[a]phenanthren-17-yl]-2-methylpentanoic acid Chemical compound C([C@@]12C)C[C@@H](O)C[C@H]1[C@@H](CC)[C@@H](O)[C@@H]1[C@@H]2CC[C@]2(C)[C@@H]([C@H](C)C[C@H](C)C(O)=O)CC[C@H]21 HSINOMROUCMIEA-FGVHQWLLSA-N 0.000 description 1
- 230000002407 ATP formation Effects 0.000 description 1
- 208000019901 Anxiety disease Diseases 0.000 description 1
- 201000001320 Atherosclerosis Diseases 0.000 description 1
- 208000000412 Avitaminosis Diseases 0.000 description 1
- 208000007333 Brain Concussion Diseases 0.000 description 1
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010006956 Calcium deficiency Diseases 0.000 description 1
- 208000024172 Cardiovascular disease Diseases 0.000 description 1
- 208000023890 Complex Regional Pain Syndromes Diseases 0.000 description 1
- 241000699800 Cricetinae Species 0.000 description 1
- AUNGANRZJHBGPY-UHFFFAOYSA-N D-Lyxoflavin Natural products OCC(O)C(O)C(O)CN1C=2C=C(C)C(C)=CC=2N=C2C1=NC(=O)NC2=O AUNGANRZJHBGPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZZZCUOFIHGPKAK-UHFFFAOYSA-N D-erythro-ascorbic acid Natural products OCC1OC(=O)C(O)=C1O ZZZCUOFIHGPKAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005778 DNA damage Effects 0.000 description 1
- 231100000277 DNA damage Toxicity 0.000 description 1
- 208000016192 Demyelinating disease Diseases 0.000 description 1
- 206010012305 Demyelination Diseases 0.000 description 1
- 235000001911 Ehretia microphylla Nutrition 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108010024636 Glutathione Proteins 0.000 description 1
- 206010021135 Hypovitaminosis Diseases 0.000 description 1
- 206010061218 Inflammation Diseases 0.000 description 1
- 206010067997 Iodine deficiency Diseases 0.000 description 1
- 206010022971 Iron Deficiencies Diseases 0.000 description 1
- 238000001276 Kolmogorov–Smirnov test Methods 0.000 description 1
- XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N L-Cysteine Chemical compound SC[C@H](N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- 208000008167 Magnesium Deficiency Diseases 0.000 description 1
- 102000014415 Muscarinic acetylcholine receptor Human genes 0.000 description 1
- 108050003473 Muscarinic acetylcholine receptor Proteins 0.000 description 1
- 102000012288 Phosphopyruvate Hydratase Human genes 0.000 description 1
- 108010022181 Phosphopyruvate Hydratase Proteins 0.000 description 1
- 208000001431 Psychomotor Agitation Diseases 0.000 description 1
- 108010042687 Pyruvate Oxidase Proteins 0.000 description 1
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 206010038743 Restlessness Diseases 0.000 description 1
- 241000283984 Rodentia Species 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000692 Student's t-test Methods 0.000 description 1
- 208000025865 Ulcer Diseases 0.000 description 1
- 229930003268 Vitamin C Natural products 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DFPAKSUCGFBDDF-ZQBYOMGUSA-N [14c]-nicotinamide Chemical compound N[14C](=O)C1=CC=CN=C1 DFPAKSUCGFBDDF-ZQBYOMGUSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000036982 action potential Effects 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 239000005557 antagonist Substances 0.000 description 1
- 230000036506 anxiety Effects 0.000 description 1
- 210000003050 axon Anatomy 0.000 description 1
- 210000004227 basal ganglia Anatomy 0.000 description 1
- 238000009227 behaviour therapy Methods 0.000 description 1
- 239000003613 bile acid Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 230000037396 body weight Effects 0.000 description 1
- 210000005013 brain tissue Anatomy 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002308 calcification Effects 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000032823 cell division Effects 0.000 description 1
- 230000011748 cell maturation Effects 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 230000004098 cellular respiration Effects 0.000 description 1
- 230000005754 cellular signaling Effects 0.000 description 1
- 210000003710 cerebral cortex Anatomy 0.000 description 1
- 230000002490 cerebral effect Effects 0.000 description 1
- 210000001175 cerebrospinal fluid Anatomy 0.000 description 1
- 239000013522 chelant Substances 0.000 description 1
- 230000009920 chelation Effects 0.000 description 1
- 235000012000 cholesterol Nutrition 0.000 description 1
- CXQWRCVTCMQVQX-UHFFFAOYSA-N cis-dihydroquercetin Natural products O1C2=CC(O)=CC(O)=C2C(=O)C(O)C1C1=CC=C(O)C(O)=C1 CXQWRCVTCMQVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005515 coenzyme Substances 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 1
- 238000010668 complexation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 239000006059 cover glass Substances 0.000 description 1
- 231100000135 cytotoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000003013 cytotoxicity Effects 0.000 description 1
- 230000000254 damaging effect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000001784 detoxification Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 description 1
- 230000037213 diet Effects 0.000 description 1
- 235000013325 dietary fiber Nutrition 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- PXEDJBXQKAGXNJ-QTNFYWBSSA-L disodium L-glutamate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C(=O)[C@@H](N)CCC([O-])=O PXEDJBXQKAGXNJ-QTNFYWBSSA-L 0.000 description 1
- 208000035475 disorder Diseases 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005315 distribution function Methods 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 150000002066 eicosanoids Chemical class 0.000 description 1
- 230000002996 emotional effect Effects 0.000 description 1
- 210000002889 endothelial cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 description 1
- YQGOJNYOYNNSMM-UHFFFAOYSA-N eosin Chemical compound [Na+].OC(=O)C1=CC=CC=C1C1=C2C=C(Br)C(=O)C(Br)=C2OC2=C(Br)C(O)=C(Br)C=C21 YQGOJNYOYNNSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000003743 erythrocyte Anatomy 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 1
- 235000019197 fats Nutrition 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- VWWQXMAJTJZDQX-UYBVJOGSSA-N flavin adenine dinucleotide Chemical compound C1=NC2=C(N)N=CN=C2N1[C@@H]([C@H](O)[C@@H]1O)O[C@@H]1CO[P@](O)(=O)O[P@@](O)(=O)OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)CN1C2=NC(=O)NC(=O)C2=NC2=C1C=C(C)C(C)=C2 VWWQXMAJTJZDQX-UYBVJOGSSA-N 0.000 description 1
- 235000019162 flavin adenine dinucleotide Nutrition 0.000 description 1
- 239000011714 flavin adenine dinucleotide Substances 0.000 description 1
- 229940093632 flavin-adenine dinucleotide Drugs 0.000 description 1
- 229930003935 flavonoid Natural products 0.000 description 1
- YTAQZPGBTPDBPW-UHFFFAOYSA-N flavonoid group Chemical group O1C(C(C(=O)C2=CC=CC=C12)=O)C1=CC=CC=C1 YTAQZPGBTPDBPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002215 flavonoids Chemical class 0.000 description 1
- 235000017173 flavonoids Nutrition 0.000 description 1
- 238000012632 fluorescent imaging Methods 0.000 description 1
- 235000019152 folic acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000002224 folic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 230000002496 gastric effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000002518 glial effect Effects 0.000 description 1
- 150000002307 glutamic acids Chemical class 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
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 210000004295 hippocampal neuron Anatomy 0.000 description 1
- 230000013632 homeostatic process Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 230000028709 inflammatory response Effects 0.000 description 1
- 231100000037 inhalation toxicity test Toxicity 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 210000001153 interneuron Anatomy 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 235000006479 iodine deficiency Nutrition 0.000 description 1
- 239000002085 irritant Substances 0.000 description 1
- 231100000021 irritant Toxicity 0.000 description 1
- 210000002510 keratinocyte Anatomy 0.000 description 1
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 1
- 208000017169 kidney disease Diseases 0.000 description 1
- 229940046892 lead acetate Drugs 0.000 description 1
- 230000006742 locomotor activity Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 210000002751 lymph Anatomy 0.000 description 1
- 235000004764 magnesium deficiency Nutrition 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- 210000004379 membrane Anatomy 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000028161 membrane depolarization Effects 0.000 description 1
- 230000000936 membranestabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 230000002438 mitochondrial effect Effects 0.000 description 1
- 230000009456 molecular mechanism Effects 0.000 description 1
- 235000013923 monosodium glutamate Nutrition 0.000 description 1
- 230000003562 morphometric effect Effects 0.000 description 1
- 238000013425 morphometry Methods 0.000 description 1
- 239000012120 mounting media Substances 0.000 description 1
- 210000004400 mucous membrane Anatomy 0.000 description 1
- 201000006417 multiple sclerosis Diseases 0.000 description 1
- 210000005012 myelin Anatomy 0.000 description 1
- 210000003928 nasal cavity Anatomy 0.000 description 1
- 230000001338 necrotic effect Effects 0.000 description 1
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 1
- 210000004126 nerve fiber Anatomy 0.000 description 1
- 210000000944 nerve tissue Anatomy 0.000 description 1
- 230000004770 neurodegeneration Effects 0.000 description 1
- 208000015122 neurodegenerative disease Diseases 0.000 description 1
- 239000002858 neurotransmitter agent Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 210000000196 olfactory nerve Anatomy 0.000 description 1
- 210000003463 organelle Anatomy 0.000 description 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000915 pathological change Toxicity 0.000 description 1
- 230000036285 pathological change Effects 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 210000000680 phagosome Anatomy 0.000 description 1
- 206010035653 pneumoconiosis Diseases 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 239000010318 polygalacturonic acid Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 235000013824 polyphenols Nutrition 0.000 description 1
- 235000020777 polyunsaturated fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 229940069337 potassium orotate Drugs 0.000 description 1
- DHBUISJCVRMTAZ-UHFFFAOYSA-M potassium;2,4-dioxo-1h-pyrimidine-6-carboxylate Chemical compound [K+].[O-]C(=O)C1=CC(=O)NC(=O)N1 DHBUISJCVRMTAZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000003518 presynaptic effect Effects 0.000 description 1
- 210000000063 presynaptic terminal Anatomy 0.000 description 1
- 238000004393 prognosis Methods 0.000 description 1
- 230000009993 protective function Effects 0.000 description 1
- 235000007682 pyridoxal 5'-phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011589 pyridoxal 5'-phosphate Substances 0.000 description 1
- 229960001327 pyridoxal phosphate Drugs 0.000 description 1
- 235000008160 pyridoxine Nutrition 0.000 description 1
- 239000011677 pyridoxine Substances 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003642 reactive oxygen metabolite Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 235000019192 riboflavin Nutrition 0.000 description 1
- 229960002477 riboflavin Drugs 0.000 description 1
- 239000002151 riboflavin Substances 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000003248 secreting effect Effects 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000002226 simultaneous effect Effects 0.000 description 1
- 229940073490 sodium glutamate Drugs 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000004895 subcellular structure Anatomy 0.000 description 1
- 230000009469 supplementation Effects 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 210000000225 synapse Anatomy 0.000 description 1
- 230000000946 synaptic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009885 systemic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000057 systemic toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 239000005495 thyroid hormone Substances 0.000 description 1
- 229940036555 thyroid hormone Drugs 0.000 description 1
- 230000000451 tissue damage Effects 0.000 description 1
- 231100000827 tissue damage Toxicity 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 230000018405 transmission of nerve impulse Effects 0.000 description 1
- 210000003901 trigeminal nerve Anatomy 0.000 description 1
- 230000036269 ulceration Effects 0.000 description 1
- 210000004509 vascular smooth muscle cell Anatomy 0.000 description 1
- 229940011671 vitamin b6 Drugs 0.000 description 1
- 208000030401 vitamin deficiency disease Diseases 0.000 description 1
- 150000003722 vitamin derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 210000004885 white matter Anatomy 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине, в частности, к профилактической токсикологии и профилактике профессиональной патологии, и может быть использовано для снижения вредных эффектов наночастиц оксида свинца (НЧ PbO) на нервную систему лиц, которые подвергаются этому воздействию в различных производственных условиях на предприятиях, связанных с добычей, переработкой и использованием свинец-содержащих компонентов и руд (WHO. Lead poisoning; 2022. 26.10.2023, https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/lead-poisoning-and-health).The invention relates to medicine, in particular to preventive toxicology and prevention of occupational pathology, and can be used to reduce the harmful effects of lead oxide nanoparticles (PbO NPs) on the nervous system of individuals who are exposed to this effect in various production conditions at enterprises associated with the extraction, processing and use of lead-containing components and ores ( WHO. Lead poisoning; 2022. 10.26.2023, https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/lead-poisoning-and-health ).
Патологическое действие НЧ PbO, как и многих металлосодержащих НЧ, на нервную систему связано с их непосредственным проникновением в мозг через носовую полость, где происходит их поглощение и транспорт по нейронам обонятельного или тройничного нерва и параклеточным путям в обонятельную луковицу или другие структуры. Кроме того, НЧ, попавшие в кровоток при всасывании из легких или ЖКТ, также способны транспортироваться в мозговые отделы как через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ), так и через некоторые участки, где ГЭБ отсутствует (Dumková J, Smutná T, Vrlíková L, Le Coustumer P, Večeřa Z, Dočekal B, Mikuška P, Čapka L, Fictum P, Hampl A, Buchtová M. Sub-chronic inhalation of lead oxide nanoparticles revealed their broad distribution and tissue-specific subcellular localization in target organs. Part Fibre Toxicol. 2017 Dec 21;14(1):55. doi: 10.1186/s12989-017-0236-y). The pathological effect of PbO NPs, like many metal-containing NPs, on the nervous system is associated with their direct penetration into the brain through the nasal cavity, where they are absorbed and transported through the neurons of the olfactory or trigeminal nerve and paracellular pathways into the olfactory bulb or other structures. In addition, NPs that enter the bloodstream upon absorption from the lungs or gastrointestinal tract are also capable of being transported to brain regions both through the blood-brain barrier (BBB) and through some areas where the BBB is absent ( Dumková J, Smutná T, Vrlíková L, Le Coustumer P, Večeřa Z, Dočekal B, Mikuška P, Čapka L, Fictum P, Hampl A, Buchtová M. Sub-chronic inhalation of lead oxide nanoparticles revealed their broad distribution and tissue-specific subcellular localization in target organs. Part Fibre Toxicol. 2017 Dec 21;14(1):55. doi: 10.1186/s12989-017-0236-y ).
Одной из причин развития патологических процессов под действием НЧ PbO выступает их способность прямо или косвенно нарушать гомеостаз ферментов, микроэлементов и нейротрансмиттеров. Помимо этого, для поглощенных НЧ PbO характерно растворение в кислой среде фагосом, сопровождающееся высвобождением ионов свинца (Pb2+), которые, как известно, индуцируют повреждение ГЭБ (Oszlánczi G, Papp A, Szabó A, Nagymajtényi L, Sápi A, Kónya Z, Paulik E, Vezér T. Nervous system effects in rats on subacute exposure by lead-containing nanoparticles via the airways. Inhal Toxicol. 2011 Mar;23(4):173-81. doi: 10.3109/08958378.2011.553248). Pb2+ также оказывают негативное влияние на нервную систему в связи с их сходством с ионами кальция (Ca2+): Pb2+ блокируют потенциалзависимые Ca-каналы на пресинаптических окончаниях, нарушая поступление Ca2+ в клетку и, как следствие, препятствуя деполяризации и распространению потенциала действия. С другой стороны, Pb2+ могут активировать ряд Ca-опосредованных процессов, индуцируя тем самым спонтанное высвобождение медиаторов (Suszkiw JB. 2004. Presynaptic disruption of transmitter release by lead. Neurotoxicology 25:599–604). Помимо этого, кальций также играет важную роль в процессах формирования памяти. Нарушение же баланса внутриклеточного свободного кальция, индуцируемое воздействием свинца, ведет к нарушению клеточной сигнализации и способности к обучению и запоминанию (Cao Y, Liu H, Li Q, Wang Q, Zhang W, Chen Y, Wang D, Cai Y. Effect of lead sulfide nanoparticles exposure on calcium homeostasis in rat hippocampus neurons. J Inorg Biochem. 2013 Sep;126:70-5. doi: 10.1016/j.jinorgbio.2013.05.008).One of the reasons for the development of pathological processes under the influence of PbO NPs is their ability to directly or indirectly disrupt the homeostasis of enzymes, microelements and neurotransmitters. In addition, absorbed PbO NPs are characterized by dissolution in the acidic environment of phagosomes, accompanied by the release of lead ions (Pb 2+ ), which are known to induce damage to the BBB ( Oszlánczi G, Papp A, Szabó A, Nagymajtényi L, Sápi A, Kónya Z, Paulik E, Vezér T. Nervous system effects in rats on subacute exposure to lead-containing nanoparticles via the airways. Inhal Toxicol. 2011 Mar;23(4):173-81. doi: 10.3109/08958378.2011.553248 ). Pb 2+ also have a negative effect on the nervous system due to their similarity to calcium ions (Ca 2+ ): Pb 2+ block voltage-dependent Ca-channels at presynaptic terminals, disrupting the entry of Ca 2+ into the cell and, as a result, preventing depolarization and propagation of the action potential. On the other hand, Pb 2+ can activate a number of Ca-mediated processes, thereby inducing spontaneous release of mediators ( Suszkiw JB. 2004. Presynaptic disruption of transmitter release by lead. Neurotoxicology 25:599–604 ). In addition, calcium also plays an important role in memory formation processes. The imbalance of intracellular free calcium induced by lead exposure leads to disruption of cellular signaling and the ability to learn and remember ( Cao Y, Liu H, Li Q, Wang Q, Zhang W, Chen Y, Wang D, Cai Y. Effect of lead sulfide nanoparticles exposure on calcium homeostasis in rat hippocampus neurons. J Inorg Biochem. 2013 Sep;126:70-5. doi: 10.1016/j.jinorgbio.2013.05.008 ).
Негативные эффекты НЧ PbO на нервную систему также могут быть обусловлены вызываемой ими демиелинизацией нервных волокон головного мозга. В нескольких экспериментальных исследованиях авторы наблюдали, что интраназальное и ингаляционное воздействие нанооксида свинца индуцировало деградацию миелиновой оболочки аксонов, о чем говорили результаты электронной микроскопии и повышение уровня основного белка миелина в сыворотке крови, а также негативные изменения в поведенческих тестах – снижение исследовательского поведения и двигательной активности крыс (Sutunkova MP, Solovyeva SN, Chernyshov IN, Klinova SV, Gurvich VB, Shur VY, Shishkina EV, Zubarev IV, Privalova LI, Katsnelson BA. Manifestation of Systemic Toxicity in Rats after a Short-Time Inhalation of Lead Oxide Nanoparticles. Int J Mol Sci. 2020 Jan 21;21(3):690. doi: 10.3390/ijms21030690; Sutunkova MP, Minigalieva IA, Shelomencev IG, Privalova LI, Ryabova YV, Tazhigulova AV, Amromin LA, Minigalieva RF, Sutunkova YM, Gurvich VB, Makoveeva EV, Toropova LV. Electron microscopy study on the transport of lead oxide nanoparticles into brain structures following their subchronic intranasal administration in rats. Sci Rep. 2022 Nov 14;12(1):19444. doi: 10.1038/s41598-022-24018-7). Кроме того, было доказано, что экспозиция к НЧ PbO приводила к дефектам внутренней мембраны митохондрий в клетках тканей обонятельной луковицы и базальных ганглиев. Такие повреждения в дальнейшем ведут к значительным нарушениям функционирования данных органелл, что, в свою очередь, тесно связано с развитием окислительного стресса и дисбалансом антиоксидантной системы. Вкупе эти процессы могут повышать восприимчивость коры головного мозга к повреждающему действию активных форм кислорода (Sutunkova MP, Minigalieva IA, Shelomencev IG, Privalova LI, Ryabova YV, Tazhigulova AV, Amromin LA, Minigalieva RF, Sutunkova YM, Gurvich VB, Makoveeva EV, Toropova LV. Electron microscopy study on the transport of lead oxide nanoparticles into brain structures following their subchronic intranasal administration in rats. Sci Rep. 2022 Nov 14;12(1):19444. doi: 10.1038/s41598-022-24018-7). Было отмечено также, что длительное ингаляционное поступление НЧ PbO способно индуцировать чрезмерное перекисное окисление липидов в головном мозге мышей (Bláhová L, Nováková Z, Večeřa Z, Vrlíková L, Dočekal B, Dumková J, Křůmal K, Mikuška P, Buchtová M, Hampl A, Hilscherová K, Bláha L. The effects of nano-sized PbO on biomarkers of membrane disruption and DNA damage in a sub-chronic inhalation study on mice. Nanotoxicology. 2020 Mar;14(2):214-231. doi: 10.1080/17435390.2019.1685696).The negative effects of PbO NPs on the nervous system may also be due to the demyelination of nerve fibers in the brain that they cause. In several experimental studies, the authors observed that intranasal and inhalation exposure to nanolead oxide induced degradation of the myelin sheath of axons, as evidenced by the results of electron microscopy and an increase in the level of myelin basic protein in the blood serum, as well as negative changes in behavioral tests - a decrease in exploratory behavior and locomotor activity in rats ( Sutunkova MP, Solovyeva SN, Chernyshov IN, Klinova SV, Gurvich VB, Shur VY, Shishkina EV, Zubarev IV, Privalova LI, Katsnelson BA. Manifestation of Systemic Toxicity in Rats after a Short-Time Inhalation of Lead Oxide Nanoparticles. Int J Mol Sci. 2020 Jan 21;21(3):690. doi: 10.3390/ijms21030690; Sutunkova MP, Minigalieva IA, Shelomencev IG, Privalova LI, Ryabova YV, Tazhigulova AV, Amromin LA, Minigalieva RF, Sutunkova YM, Gurvich VB, Makoveeva EV, Toropova LV. Electron microscopy study on the transport of lead oxide nanoparticles into brain structures following their subchronic intranasal administration in rats. Sci Rep. 2022 Nov 14;12(1):19444. doi: 10.1038/s41598-022-24018-7 ). In addition, it was shown that exposure to PbO NPs led to defects in the inner mitochondrial membrane in the cells of the olfactory bulb and basal ganglia tissues. Such damage further leads to significant disruptions in the functioning of these organelles, which, in turn, is closely associated with the development of oxidative stress and imbalance of the antioxidant system. Together, these processes can increase the susceptibility of the cerebral cortex to the damaging effects of reactive oxygen species ( Sutunkova MP, Minigalieva IA, Shelomencev IG, Privalova LI, Ryabova YV, Tazhigulova AV, Amromin LA, Minigalieva RF, Sutunkova YM, Gurvich VB, Makoveeva EV, Toropova LV. Electron microscopy study on the transport of lead oxide nanoparticles into brain structures following their subchronic intranasal administration in rats. Sci Rep. 2022 Nov 14;12(1):19444. doi: 10.1038/s41598-022-24018-7 ). It was also noted that long-term inhalation of PbO NPs can induce excessive lipid peroxidation in the brain of mice ( Bláhová L, Nováková Z, Večeřa Z, Vrlíková L, Dočekal B, Dumková J, Křůmal K, Mikuška P, Buchtová M, Hampl A, Hilscherová K, Bláha L. The effects of nano-sized PbO on biomarkers of membrane disruption and DNA damage in a sub-chronic inhalation study on mice. Nanotoxicology. 2020 Mar;14(2):214-231. doi: 10.1080/17435390.2019.1685696 ).
В ряде экспериментальных исследований показано, что воздействие свинецсодержащих НЧ вызывало повышение содержания свинца в структурах головного мозга, а особенно в гиппокампе, ответственном за процессы запоминания и обучения (Cao Y, Liu H, Li Q, Wang Q, Zhang W, Chen Y, Wang D, Cai Y. Effect of lead sulfide nanoparticles exposure on calcium homeostasis in rat hippocampus neurons. J Inorg Biochem. 2013 Sep;126:70-5. doi: 10.1016/j.jinorgbio.2013.05.008). Нанооксид свинца вызывал дистрофические и некротические повреждения нейронов гиппокампа и волокон, окружающих его (Dumková J, Smutná T, Vrlíková L, Le Coustumer P, Večeřa Z, Dočekal B, Mikuška P, Čapka L, Fictum P, Hampl A, Buchtová M. Sub-chronic inhalation of lead oxide nanoparticles revealed their broad distribution and tissue-specific subcellular localization in target organs. Part Fibre Toxicol. 2017 Dec 21;14(1):55. doi: 10.1186/s12989-017-0236-y; Lebedová J, Nováková Z, Večeřa Z, Buchtová M, Dumková J, Dočekal B, Bláhová L, Mikuška P, Míšek I, Hampl A, Hilscherová K. Impact of acute and subchronic inhalation exposure to PbO nanoparticles on mice. Nanotoxicology. 2018 May;12(4):290-304. doi: 10.1080/17435390.2018.1438679.). A number of experimental studies have shown that exposure to lead-containing NPs caused an increase in lead content in brain structures, especially in the hippocampus, which is responsible for memory and learning processes ( Cao Y, Liu H, Li Q, Wang Q, Zhang W, Chen Y, Wang D, Cai Y. Effect of lead sulfide nanoparticles exposure on calcium homeostasis in rat hippocampus neurons. J Inorg Biochem. 2013 Sep;126:70-5. doi: 10.1016/j.jinorgbio.2013.05.008 ). Lead nanooxide caused dystrophic and necrotic damage to hippocampal neurons and fibers surrounding it ( Dumková J, Smutná T, Vrlíková L, Le Coustumer P, Večeřa Z, Dočekal B, Mikuška P, Čapka L, Fictum P, Hampl A, Buchtová M. Sub-chronic inhalation of lead oxide nanoparticles revealed their broad distribution and tissue-specific subcellular localization in target organs. Part Fiber Toxicol. 2017 Dec 21;14(1):55. doi: 10.1186/s12989-017-0236-y; Dočekal B, Bláhová L, Mikuška P, Míšek I, Hampl A, Hilscherová K. Impact of acute and subchronic inhalation exposure to PbO nanoparticles on mice. Nanotoxicology. 2018 May;12(4):290-304. doi:10.1080/17435390.2018.1438679 .).
Информационный поиск по современной научно-технической и патентной литературе не обнаружил примеров испытания или теоретического обоснования средств профилактики, направленных на повышение устойчивости к нейротоксическому действию наночастиц оксида свинца. An information search of modern scientific, technical and patent literature did not reveal any examples of testing or theoretical justification of preventive measures aimed at increasing resistance to the neurotoxic effects of lead oxide nanoparticles.
Задачей изобретения является создание способа защиты, основанного на повышении устойчивости организма к нейротоксическому действию наночастиц оксида свинца.The objective of the invention is to create a method of protection based on increasing the body's resistance to the neurotoxic effects of lead oxide nanoparticles.
Для решения этой задачи разработан способ профилактики нейротоксического действия наночастиц оксида свинца.To solve this problem, a method for preventing the neurotoxic effects of lead oxide nanoparticles has been developed.
Технический результат, достигаемый заявленным изобретением, заключается в снижении нейротоксического действия наночастиц оксида свинца за счет специально подобранных компонентов с учетом данных о патогенетических, защитно-компенсаторных механизмах развития интоксикаций и об эффектах биологически активных веществ, которые могут благоприятно вмешиваться в эти механизмы, с учётом токсикодинамических и токсикокинетических эффектов наночастиц оксида свинца.The technical result achieved by the claimed invention consists in reducing the neurotoxic effect of lead oxide nanoparticles due to specially selected components taking into account data on pathogenetic, protective and compensatory mechanisms of intoxication development and on the effects of biologically active substances that can favorably interfere with these mechanisms, taking into account the toxicodynamic and toxicokinetic effects of lead oxide nanoparticles.
Заявляемый технический результат достигается тем, что способ повышения устойчивости организма к нейротоксическому действию наночастиц оксида свинца заключается в том, что лица группы риска такого воздействия принимают биопрофилактический комплекс повторными 4-х недельными курсами 2 раза в год в дозах, обеспечивающих получение в день 100 мг глицина, 600 мг цистеина в метаболически активной форме N-ацетилцистеина, 4 г глютаминовой кислоты, 25 мл рыбьего жира с 12-15%-ным содержанием полиненасыщенных жирных кислот класса омега-3 с преобладанием докозагексаеновой кислоты, не менее 45 %, и эйкозапентаеновой кислоты, не менее 40 %, 50 мг рутина, 5 г пектина, а также йод, магний, кальций, витамины А, группы В – В1-В3, В5-В6, В9, В12, С, D3 и Е в дозах, обеспечивающих физиологические потребности организма. The claimed technical result is achieved by the fact that the method for increasing the body's resistance to the neurotoxic effect of lead oxide nanoparticles consists in the fact that individuals at risk of such exposure take the bioprophylactic complex in repeated 4-week courses 2 times a year in doses that ensure the daily intake of 100 mg of glycine, 600 mg of cysteine in the metabolically active form of N-acetylcysteine, 4 g of glutamic acid, 25 ml of fish oil with a 12-15% content of polyunsaturated fatty acids of the omega-3 class with a predominance of docosahexaenoic acid, at least 45%, and eicosapentaenoic acid, at least 40%, 50 mg of rutin, 5 g of pectin, as well as iodine, magnesium, calcium, vitamins A, group B - B1-B3, B5-B6, B9, B12, C, D3 and E in doses that meet the physiological needs of the body.
Изобретение поясняется иллюстрациями.The invention is explained with illustrations.
На Фиг. 1 представлены ингаляционная камера «только нос» в процессе отработки режима генерации НЧ, а также расположение животных по время экспозиции.Fig. 1 shows the “nose only” inhalation chamber during the development of the LF generation mode, as well as the location of the animals during exposure.
На Фиг. 2 представлено изображение наночастиц PbO, собранных на поликарбонатные фильтры из ингаляционной камеры типа «только нос» (получено при помощи сканирующей электронной микроскопии с увеличением ×80 000), и функция распределения их по диаметру.Fig. 2 shows an image of PbO nanoparticles collected on polycarbonate filters from a nose-only inhalation chamber (obtained using scanning electron microscopy at ×80,000 magnification) and their diameter distribution function.
На Фиг. 3 представлены диаграммы, иллюстрирующие эффекты наночастиц PbO и положительный эффект компонентов биологической профилактики на поведенческие параметры крыс, оцененных в тесте «Открытое поле с норкам».Fig. 3 shows diagrams illustrating the effects of PbO nanoparticles and the positive effect of the components of the biological prophylaxis on the behavioral parameters of rats assessed in the Open Field with Minks test.
На Фиг. 4 и 5 представлены микрофотографии гистологических препаратов головного мозга экспериментальных животных контрольной и опытных групп, а также диаграммы, иллюстрирующие эффекты наночастиц PbO и положительный эффект компонентов биологической профилактики на структуру головного мозга крыс – в частности, червя и зубчатого ядра мозжечка экспонированных и контрольных животных.Fig. 4 and 5 show micrographs of histological preparations of the brain of experimental animals from the control and experimental groups, as well as diagrams illustrating the effects of PbO nanoparticles and the positive effect of the components of biological prophylaxis on the structure of the rat brain – in particular, the vermis and dentate nucleus of the cerebellum of exposed and control animals.
В число специально подобранных компонентов вошел, в первую очередь, пектин. Пектины, попадая в желудочно-кишечный тракт, образуют гели. При разбухании масса пектина обезвоживает пищеварительный тракт и, продвигаясь по кишечнику, захватывает токсичные вещества, выводит их из организма. В то же время, пектиновые гели обволакивают, выстилают стенки желудка и кишечника и препятствуют всасыванию в лимфу и кровь токсинов, устраняют острое физическое воздействие ряда веществ на стенки желудка и кишечника, чем в значительной мере снижают воспалительные процессы слизистой оболочки и язвообразование. Основной эффект пектина против нейротоксического действия НЧ PbO связан с особенностями его химической структуры. Полимерная цепь полигалактуроновой кислоты, наличие химически активных свободных карбоксильных групп и спиртовых гидроксидов способствуют образованию прочных нерастворимых хелатных комплексов с поливалентными металлами и выведению последних из организма. Пектин адсорбирует уксуснокислый свинец сильнее активированного угля. Он обладает активной комплексообразующей способностью по отношению к радиоактивному кобальту, стронцию, цезию, цирконию, рутению, иттрию и другим металлам, образуя соли пектиновой и пектовой кислот. Наиболее благоприятные условия для комплексообразования пектинов с металлами создаются в кишечнике при рН среды от 7,1 до 7,6. Объясняется это тем, что при увеличении рН пектины деэтерифицируются и происходит более интенсивное взаимодействие между кислотными радикалами пектиновой молекулы и ионами металлов. Пектины также образуют комплексы с токсинами органического происхождения, образующимися в организме человека в результате жизнедеятельности, поскольку они содержат в своей структуре группировки основного характера – аминогруппу, спиртовой или фенольный гидроксил и т.п. В частности, пектины способны связывать продуценты желчных кислот в кишечнике и этим препятствовать накоплению холестерина в организме, прежде всего в кровеносных сосудах (профилактика атеросклероза). Пищевые волокна, в частности, яблочный пектин, способны связывать ионы тяжелых металлов, что было показано в ряде исследований (Кацнельсон Б.А.; Дегтярева Т.Д.; Привалова Л.И. Принципы биологической профилактики профессиональной и экологически обусловленной патологии от воздействия неорганических веществ. Екатеринбург. 1999; С. 106).The specially selected components include, first of all, pectin. Pectins, getting into the gastrointestinal tract, form gels. When swelling, the pectin mass dehydrates the digestive tract and, moving along the intestines, captures toxic substances, removing them from the body. At the same time, pectin gels envelop, line the walls of the stomach and intestines and prevent the absorption of toxins into the lymph and blood, eliminate the acute physical impact of a number of substances on the walls of the stomach and intestines, which significantly reduces inflammatory processes of the mucous membrane and ulceration. The main effect of pectin against the neurotoxic effect of PbO NPs is associated with the features of its chemical structure. The polymer chain of polygalacturonic acid, the presence of chemically active free carboxyl groups and alcohol hydroxides contribute to the formation of strong insoluble chelate complexes with polyvalent metals and the removal of the latter from the body. Pectin adsorbs lead acetate more strongly than activated carbon. It has an active complexing ability with respect to radioactive cobalt, strontium, cesium, zirconium, ruthenium, yttrium and other metals, forming salts of pectic and pectic acids. The most favorable conditions for the complexation of pectins with metals are created in the intestine at a pH of 7.1 to 7.6. This is explained by the fact that with an increase in pH, pectins are de-esterified and a more intensive interaction occurs between the acid radicals of the pectin molecule and metal ions. Pectins also form complexes with toxins of organic origin formed in the human body as a result of vital activity, since they contain basic groups in their structure - an amino group, an alcoholic or phenolic hydroxyl, etc. In particular, pectins are capable of binding bile acid producers in the intestine and thus preventing the accumulation of cholesterol in the body, primarily in the blood vessels (prevention of atherosclerosis). Dietary fiber, in particular apple pectin, is capable of binding heavy metal ions, which has been shown in a number of studies ( Katsnelson B.A.; Degtyareva T.D.; Privalova L.I. Principles of biological prevention of professional and environmentally conditioned pathology from exposure to inorganic substances. Ekaterinburg. 1999; p. 106 ).
Глутамат, цистеин в метаболически активной форме N-ацетилцистеина и глицин, были включены в число специально подобранных компонентов как предшественники биосинтеза восстановленного глутатиона, являющегося системным протектором от оксидативного и свободнорадикального повреждения клеток и субклеточных структур центральной и периферической нервных систем. Глутамат дополнительно является мембраностабилизирующим фактором. Подобное его действие связано с интенсификацией синтеза АТФ (Кацнельсон Б.А., Алексеева О.Г., Привалова Л.И., Ползик Е.В. Пневмокониозы: патогенез и биологическая профилактика. Екатеринбург. 1995). Также он относится к числу веществ, действующих одновременно как стимуляторы окислительно-энергетического обмена и как естественные физиологически активные метаболиты, повышающие неспецифическую сопротивляемость и активность компенсаторно-репаративных процессов (Мирогов Ю.В., Яснецов В.С. Влияние пиридоксина, рибофлавина, калия оротата, фолиевой и глутаминовой кислот на восстановление работоспособности у неполовозрелых крыс. Фармакол. и токсикол. 1985; 4: 110-112).Glutamate, cysteine in the metabolically active form of N-acetylcysteine and glycine were included in the specially selected components as precursors of the biosynthesis of reduced glutathione, which is a systemic protector against oxidative and free-radical damage to cells and subcellular structures of the central and peripheral nervous systems. Glutamate is also a membrane-stabilizing factor. Its similar action is associated with the intensification of ATP synthesis ( Katsnelson B.A., Alekseeva O.G., Privalova L.I., Polzik E.V. Pneumoconiosis: pathogenesis and biological prevention. Ekaterinburg. 1995 ). It also belongs to the number of substances that act simultaneously as stimulators of oxidative-energy metabolism and as natural physiologically active metabolites that increase non-specific resistance and the activity of compensatory-reparative processes ( Mirogov Yu.V., Yasnetsov V.S. The effect of pyridoxine, riboflavin, potassium orotate, folic and glutamic acids on the restoration of performance in immature rats. Pharmacol. and Toxicol. 1985; 4: 110-112 ).
Рутин был введен в число специально подобранных компонентов как представитель группы флавоноидов, экзогенных природных антиоксидантов. Он обладает широким спектром биологического действия, в том числе антирадикальной активностью (Ильясов И.Р. Исследование антирадикальной активности композиции на базе диквертина: Автореф. дисс. …. канд. фарм. Наук. М., 2009; 25), что актуально для нейтрализации нейротоксического действия НЧ PbO. Антиоксидантные свойства определяются не только способностью удалять из среды свободные радикалы путем непосредственного взаимодействия с ними, но также способностью связывать и выводить вещества, инициирующие появление свободных радикалов (Тараховский Ю.С., Ким Ю.А., Абдрасилов Б.С., Музафаров Е.Н. Флавоноиды: биохимия, биофизика, медицина. Пущино: Synchrobook, 2013; 310). Также рутин в силу своих антиоксидантных свойств предохраняет аскорбиновую кислоту от избыточного окисления, способствуя сохранению ее биологической активности и депонированию в тканях организма (Государственный реестр лекарственных средств. – М.: Медицинский совет, 2009; 2(1): 560.). Rutin was included in the specially selected components as a representative of the flavonoid group, exogenous natural antioxidants. It has a wide range of biological effects, including antiradical activity ( Ilyasov I.R. Study of antiradical activity of a composition based on diquertin: Abstract of a PhD thesis. Moscow, 2009; 25 ), which is important for neutralizing the neurotoxic effect of PbO NPs. Antioxidant properties are determined not only by the ability to remove free radicals from the environment by directly interacting with them, but also by the ability to bind and remove substances that initiate the appearance of free radicals ( Tarakhovsky Yu.S., Kim Yu.A., Abdrasilov B.S., Muzafarov E.N. Flavonoids: biochemistry, biophysics, medicine. Pushchino: Synchrobook, 2013; 310 ). Also, rutin, due to its antioxidant properties, protects ascorbic acid from excessive oxidation, helping to preserve its biological activity and deposition in the body's tissues ( State Register of Medicines. - M.: Medical Council, 2009; 2(1): 560 ).
Витамин С (аскорбиновая кислота) в число специально подобранных компонентов как вещество, обладающее выраженными антиоксидантными свойствами, участвует в регулировании окислительно-восстановительных и метаболических процессов, усиливает эффекты рутина (Государственный реестр лекарственных средств. – М.: Медицинский совет, 2009; 2(1): 560.). Исследования уровней витамина С в плазме и его антиоксидантной способности у некоторых животных показывает значительную положительную корреляцию между содержанием аскорбиновой кислоты и антиоксидантной способностью плазмы. Аскорбиновая кислота экзогенной природы, как правило, не оказывает значительного влияния на грызунов, однако известно о ее стимулирующих эффектах при дополнительном введении в рацион (Maeda N., Hagihara H., Nakata Y., Hiller S., Wilder J., Reddick R. Aortic wall damage in mice unable to synthesize ascorbic acid. Proc Natl Acad Sci U S A. 2000; 18; 97(2): 841–846. doi: 10.1073/pnas.97.2.841; Wambebe С., Sokomba Е. Some behavioural and EEG effects of ascorbic acid in rats. Psychopharmacology (Berl). 1986;89(2):167-70. doi: 10.1007/BF00310622). Vitamin C (ascorbic acid) is one of the specially selected components as a substance with pronounced antioxidant properties, participates in the regulation of oxidation-reduction and metabolic processes, enhances the effects of rutin (State Register of Medicines. - M.: Medical Council, 2009; 2 (1): 560.). Studies of plasma vitamin C levels and its antioxidant capacity in some animals show a significant positive correlation between the content of ascorbic acid and the antioxidant capacity of plasma. Exogenous ascorbic acid, as a rule, does not have a significant effect on rodents, however, its stimulating effects are known when additionally introduced into the diet ( Maeda N., Hagihara H., Nakata Y., Hiller S., Wilder J., Reddick R. Aortic wall damage in mice unable to synthesize ascorbic acid. Proc Natl Acad Sci US A. 2000; 18; 97(2): 841–846. doi: 10.1073/pnas.97.2.841; Wambebe C., Sokomba E. Some behavioural and EEG effects of ascorbic acid in rats. Psychopharmacology (Berl). 1986;89(2):167–70. doi: 10.1007/BF00310622).
Полиненасыщенные жирные кислоты класса омега-3 (с преобладанием докозагексаеновой кислоты не менее 45% и эйкозапентаеновой кислоты не менее 40%) введены в число специально подобранных компонентов, поскольку их внутриклеточными производными являются эйкозаноиды. Эйкозапентаеновая кислота участвует в формировании клеточных мембран, регулировании воспалительных реакций, улучшении всасывания жиров и жирорастворимых витаминов (в состав комплекса были введены витамины А и D) в желудочно-кишечном тракте. Omega-3 polyunsaturated fatty acids (with a predominance of docosahexaenoic acid of at least 45% and eicosapentaenoic acid of at least 40%) are included in the specially selected components, since their intracellular derivatives are eicosanoids. Eicosapentaenoic acid is involved in the formation of cell membranes, regulation of inflammatory reactions, improvement of absorption of fats and fat-soluble vitamins (vitamins A and D were introduced into the complex) in the gastrointestinal tract.
Кальций использовался, так как усиливающее действие кальциевого дефицита на развитие свинцовой интоксикации и ее торможение кальциевой добавкой доказано многими экспериментальными исследованиями. Дефициты кальция, железа, фосфата, селена, цинка, а также витамина D усиливают всасывание свинца в кишечнике (Ершов Ю.А. Механизмы токсического действия неорганических соединений. Москва. 1989; С. 199-207), а также способствуют нарушению метаболизма витаминов (Хотимченко С.А. Влияние свинца на обмен витаминов группы В при алиментарной недостаточности желез у крыс. Вопросы мед. химии. 1997; 43(3): С.158-164). При недостаточном содержании в пище кальция и железа желудочно-кишечная абсорбция свинца повышается, что особенно характерно для детей в возрасте до 8 лет, у которых всасывание свинца из желудочно-кишечного тракта может достичь 50%. Кроме того, кальций играет ключевую роль в передаче нервного импульса в синаптических соединениях, а его дефицит вызывает нарушение проводимости нервных тканей (Никольский Е.Е. Молекулярные механизмы передачи информации через синапсы химического типа. Казанский медицинский журнал. 2010. №4. С.433-437). Calcium was used because the enhancing effect of calcium deficiency on the development of lead intoxication and its inhibition by calcium supplementation have been proven by many experimental studies. Deficiencies of calcium, iron, phosphate, selenium, zinc, and vitamin D enhance lead absorption in the intestine ( Yershov Yu.A. Mechanisms of the toxic action of inorganic compounds. Moscow. 1989; pp. 199-207 ), and also contribute to disruption of vitamin metabolism ( Khotimchenko S.A. Effect of lead on the metabolism of B vitamins in rats with alimentary iron deficiency. Questions of medical chemistry. 1997; 43(3): pp. 158-164 ). With insufficient calcium and iron content in food, gastrointestinal absorption of lead increases, which is especially characteristic of children under 8 years of age, in whom lead absorption from the gastrointestinal tract can reach 50%. In addition, calcium plays a key role in the transmission of nerve impulses in synaptic connections, and its deficiency causes a violation of the conductivity of nerve tissue ( Nikolsky E.E. Molecular mechanisms of information transmission through chemical synapses. Kazan Medical Journal. 2010. No. 4. Pp. 433-437).
Йод вошел в состав специально разработанного комплекса, поскольку он является неотъемлемым компонентом гормонов щитовидной железы (Gunnarsdóttir I, Brantsæter AL. Iodine: a scoping review for Nordic Nutrition Recommendations 2023. Food Nutr Res. 2023 Dec 26;67. doi: 10.29219/fnr.v67.10369), которая косвенно влияет на нервную систему; точный механизм влияния йода на мозг неясен (Redman K, Ruffman T, Fitzgerald P, Skeaff S. Iodine Deficiency and the Brain: Effects and Mechanisms. Crit Rev Food Sci Nutr. 2016 Dec 9;56(16):2695-713. doi: 10.1080/10408398.2014.922042), однако йод хорошо зарекомендовал себя в составе биопротекторных комплексов против общетоксических и органоспецифических эффектов свинца (Дегтярева Т.Д., Кацнельсон Б.А., Привалова Л.И., Береснева О.Ю., Конышева Л.К., Демченко П.И. Оценка эффективности средств биологической профилактики свинцовой интоксикации // Мед. труда и пром. экол. 2000.№3. С.40-43). Iodine is included in the specially developed complex, since it is an integral component of thyroid hormones.(Gunnarsdóttir I, Brantsæter AL. Iodine: a scoping review for Nordic Nutrition Recommendations 2023. Food Nutr Res. 2023 Dec 26;67. doi: 10.29219/fnr.v67.10369), which indirectly affects the nervous system; the exact mechanism of iodine's effect on the brain is unclear (Redman K, Ruffman T, Fitzgerald P, Skeaff S. Iodine Deficiency and the Brain: Effects and Mechanisms. Crit Rev Food Sci Nutr. 2016 Dec 9;56(16):2695-713. doi: 10.1080/10408398.2014.922042),However, iodine has proven itself well in the composition of bioprotective complexes against general toxic and organ-specific effects of lead (Degtyareva T.D., Katsnelson B.A., Privalova L.I., Beresneva O.Yu., Konysheva L.K., Demchenko P.I. Evaluation of the effectiveness of biological prophylaxis of lead intoxication // Med. truda i prom. ekologiya. 2000.№3. pp.40-43).
Витамин D3 был в числе специально подобранных компонентов, поскольку, согласно данным литературы, способен подавлять воспалительный ответ (Jono S., Mckee M.D., Murry C.E. et al. Phosphate regulation of vascular smooth muscle cell calcification. Circ Res.2000; 87: E10-E17; Levin A., Li Y.C. Vitamin D and its analogues: do they protect against cardiovascular disease in patients with kidney disease? Kidney Int. 2005; 68(5):1973-81). Витамин D имеет особое значение специфического противосвинцового протектора, наряду с кальцием и железом. Витамин D3 принимает участие в усвоении кальция. Витамин D3 в сочетании с кальцием используется как хорошо известный антагонист многих токсикокинетических и токсикодинамических механизмов действия ряда токсичных металлов (Привалова Л.И. Свинец и его соединения. Вредные вещества в окружающей среде. Элементы I-IV групп периодической системы и их неорганические соединения (под ред. В.А. Филова). СПб. 2005; С. 400-427). Vitamin D3 was among the specially selected components, since, according to literature data, it is capable of suppressing the inflammatory response ( Jono S., Mckee MD, Murry CE et al. Phosphate regulation of vascular smooth muscle cell calcification. Circ Res. 2000; 87: E10-E17; Levin A., Li YC Vitamin D and its analogues: do they protect against cardiovascular disease in patients with kidney disease? Kidney Int. 2005; 68(5):1973-81 ). Vitamin D has a special significance as a specific anti-lead protector, along with calcium and iron. Vitamin D3 takes part in the absorption of calcium. Vitamin D3 in combination with calcium is used as a well-known antagonist of many toxicokinetic and toxicodynamic mechanisms of action of a number of toxic metals ( Privalova L.I. Lead and its compounds. Harmful substances in the environment. Elements of groups I-IV of the periodic table and their inorganic compounds (ed. V.A. Filov). St. Petersburg. 2005; pp. 400-427 ).
Витамины группы В необходимы для нормального функционирования центральной и периферической нервной системы (Морозова Т.Е., Дурнецова О.С. Витамины группы В в клинической практике // МС. – 2014. – №18. – С. 72-77), посредством корригирующего действия на систему пируватоксидазы (Chelation: Harnessing and Enhancing Heavy Metal Detoxification — A Review / Margaret E. Sears // Scientific World Journal. – 2013. – P. 219-224), катализации процессов клеточного дыхания клеток нервной системы (Левчук Л. В., Стенникова О. В. Витамины группы В и их влияние на состояние здоровья и интеллектуальное развитие детей // Вопросы современной педиатрии. – 2009. – Т. 8. – Вып. 3. – С. 42-47), синтеза коферментов флавинадениндинуклеотид, никотинамида, пиридоксальфосфата (Левчук Л. В., Стенникова О. В. Витамины группы в и их влияние на состояние здоровья и интеллектуальное развитие детей // Вопросы современной педиатрии. – 2009. – Т. 8. – Вып. 3. – С. 42-47). Антиоксиданты могут оказывать действие на разных стадиях перекисного окисления липидов: ингибировать начальную стадию процесса перекисного окисления липидов – отделение атома водорода от α-метиленового углеродного атома (витамин E); ингибировать образование гидропероксидов – предотвращать цепную реакцию перекисного окисления липидов (витамины E и C); удалять свободные радикалы – нейтрализующая активность (витамины E и A) (Free Radical Reactions in Medicine / J. Feher; G. Csomos; A. Vereckei et al. – Berlin: Springer, 1987. – 199 р.). B vitamins are essential for the normal functioning of the central and peripheral nervous system (Morozova T.E., Durnetsova O.S. B vitamins in clinical practice // MS. - 2014. - No. 18. - P. 72-77) , through a corrective effect on the pyruvate oxidase system ( Chelation: Harnessing and Enhancing Heavy Metal Detoxification - A Review / Margaret E. Sears // Scientific World Journal. - 2013. - P. 219-224), catalysis of cellular respiration processes in nervous system cells (Levchuk L.V., Stennikova O.V. B vitamins and their impact on health and intellectual development of children // Issues of modern pediatrics. - 2009. - Vol. 8. - Issue 3. - P. 42-47 ), synthesis of coenzymes flavin adenine dinucleotide, nicotinamide, pyridoxal phosphate ( Levchuk L. V., Stennikova O. V. B vitamins and their impact on health and intellectual development of children // Issues of modern pediatrics. - 2009. - Vol. 8. - Issue 3. - Pp. 42-47 ). Antioxidants can act at different stages of lipid peroxidation: inhibit the initial stage of lipid peroxidation - the separation of a hydrogen atom from the α-methylene carbon atom (vitamin E); inhibit the formation of hydroperoxides - prevent the chain reaction of lipid peroxidation (vitamins E and C); remove free radicals - neutralizing activity (vitamins E and A) ( Free Radical Reactions in Medicine / J. Feher; G. Csomos; A. Vereckei et al. - Berlin: Springer, 1987. - 199 p.).
Магний, являясь незаменимым двухвалентным микроэлементом, может выступать в качестве протектора против нейротоксического действия свинца и других тяжелых металлов, ввиду сходства физико-химических свойств, обуславливающих их конкуренцию. Магний в качестве кофактора связан с широким спектром ферментативных реакций (de Baaij J.H., Hoenderop J.G., Bindels R.J. Magnesium in man: implications for health and disease. Physiol Rev. 2015, 95(1), 1-46. doi: 10.1152/physrev.00012.2014), он участвует в делении и созревании клеток, функционировании митохондриального комплекса (Kubota T., Shindo Y., Tokuno K., Komatsu H., Ogawa H., Kudo S., Kitamura Y., Suzuki K., Oka K. Mitochondria are intracellular magnesium stores: investigation by simultaneous fluorescent imagings in PC12 cells. Biochim Biophys Acta. 2005, 1744(1),19-28. doi: 10.1016/j.bbamcr.2004.10.013), что также вносит вклад в его протекторную функцию. Кроме того, дефицит данного эссенциального элемента, снижая пороговую антиоксидантную способность, приводит к усилению повреждения клеток, в том числе и нейронов (Fujita K., Shindo Y., Katsuta Y., Goto M., Hotta K., Oka K. Intracellular Mg2+ protects mitochondria from oxidative stress in human keratinocytes. Commun Biol. 2023, 6(1), 868. doi: 10.1038/s42003-023-05247-6; Dickens B.F., Weglicki W.B., Li Y.S., Mak I.T. Magnesium deficiency in vitro enhances free radical-induced intracellular oxidation and cytotoxicity in endothelial cells. FEBS Lett. 1992, 311(3),187-91. doi: 10.1016/0014-5793(92)81098-7; Freedman AM, Mak IT, Stafford RE, Dickens BF, Cassidy MM, Muesing RA, Weglicki WB. Erythrocytes from magnesium-deficient hamsters display an enhanced susceptibility to oxidative stress. Am J Physiol. 1992, 262, C1371-5. doi: 10.1152/ajpcell.1992.262.6.C1371).Magnesium, being an essential divalent microelement, can act as a protector against the neurotoxic effects of lead and other heavy metals, due to the similarity of physicochemical properties that determine their competition. Magnesium as a cofactor is associated with a wide range of enzymatic reactions ( de Baaij JH, Hoenderop JG, Bindels RJ Magnesium in man: implications for health and disease. Physiol Rev. 2015, 95(1), 1-46. doi: 10.1152/physrev.00012.2014 ), it is involved in cell division and maturation, functioning of the mitochondrial complex ( Kubota T., Shindo Y., Tokuno K., Komatsu H., Ogawa H., Kudo S., Kitamura Y., Suzuki K., Oka K. Mitochondria are intracellular magnesium stores: investigation by simultaneous fluorescent imaging in PC12 cells. Biochim Biophys Acta. 2005, 1744(1),19-28. doi: 10.1016/j.bbamcr.2004.10.013 ), which also contributes to its protective function. In addition, deficiency of this essential element, by reducing the threshold antioxidant capacity, leads to increased damage to cells, including neurons ( Fujita K., Shindo Y., Katsuta Y., Goto M., Hotta K., Oka K. Intracellular Mg2+ protects mitochondria from oxidative stress in human keratinocytes. Commun Biol. 2023, 6(1), 868. doi: 10.1038/s42003-023-05247-6; Dickens BF, Weglicki WB, Li YS, Mak IT Magnesium deficiency in vitro enhances free radical-induced intracellular oxidation and cytotoxicity in endothelial cells. FEBS Lett. 1992, 311(3),187-91. doi: 10.1016/0014-5793(92)81098-7; Freedman AM, Mak IT, Stafford RE, Dickens BF, Cassidy MM, Muesing RA, Weglicki WB. Erythrocytes from magnesium-deficient hamsters display an enhanced susceptibility to oxidative stress. Am J Physiol. 1992, 262, C1371-5. doi: 10.1152/ajpcell.1992.262.6.C1371 ).
Заявленный способ экспериментально опробован на аутбредных белых крысах-самках начальной массой тела около 270 г по 14 животных в каждой группе. Животные содержались в условиях специально организованного вивария, соответствующих санитарно-эпидемиологическим и ветеринарным требованиям и с одобрением локальной комиссии по биоэтике ФБУН ЕМНЦ ПОЗРПП Роспотребнадзора (ЛЭК № 5 от 16 октября 2023 г.). Крысы принимали полнорационный комбикорм (ГОСТ Р 50258-92), который сбалансирован по аминокислотному составу, минеральным веществам и витаминам и воду питьевую, доочищенную до первой категории качества (ТУ 11.07.11-006-06786053-2019). В качестве подстилочного материала использовались гранулы кукурузных початков. Средняя температура за день в помещении не выходила за пределы нормы (16-22˚С и относительной влажности воздуха 30-70%). The claimed method was experimentally tested on outbred white female rats with an initial body weight of about 270 g, 14 animals in each group. The animals were kept in a specially organized vivarium that met sanitary-epidemiological and veterinary requirements and with the approval of the local bioethics commission of the Federal Budgetary Institution of Science EMNC POZRPP of Rospotrebnadzor (LEK No. 5 dated October 16, 2023). The rats received complete compound feed ( GOST R 50258-92 ), which is balanced in amino acid composition, minerals and vitamins, and drinking water, purified to the first quality category ( TU 11.07.11-006-06786053-2019 ). Corn cob granules were used as bedding material. The average daily temperature in the room did not exceed the normal range (16-22˚C and relative air humidity 30-70%).
В ингаляционном эксперименте витающие в аэрозоле наночастицы оксида свинца были получены искровым разрядом с помощью генератора наночастиц PALAS DNP-3000 (Palas, Германия). Для получения НЧ оксида свинца в ООО «Гирмет» были изготовлены химически чистые (99,99 %) стержни из свинца марки С-0000 (ГОСТ 22861-91) диаметром 5,6 мм. Искровой разряд происходит в среде азота (ос.ч., ГОСТ 9293-74), далее поток частиц Pb смешивается с воздухом, окисляясь до PbO и поступает в ингаляционную камеру «только нос» (SH technologies, USA), где циркулирует в зоне дыхания крыс (Фиг. 1).In the inhalation experiment, lead oxide nanoparticles floating in the aerosol were obtained by spark discharge using a PALAS DNP-3000 nanoparticle generator (Palas, Germany). To obtain lead oxide NPs, Girmet LLC manufactured chemically pure (99.99%) lead rods of the C-0000 grade ( GOST 22861-91 ) with a diameter of 5.6 mm. The spark discharge occurs in a nitrogen environment ( special purity, GOST 9293-74 ), then the flow of Pb particles mixes with air, oxidizes to PbO and enters the “nose only” inhalation chamber (SH technologies, USA), where it circulates in the breathing zone of rats (Fig. 1).
Ингаляционная экспозиция моделировалась с использованием НЧ PbO размером 18,2 ± 4,2 нм в концентрации 1,55 ± 0,06 мг/м3 5 дней в неделю по 4 часа в день в течение 4 недель. Химическая идентичность НЧ, отобранных на поликарбонатные фильтры, была определена как PbO с помощью Рамановской спектроскопии (Фиг. 2). Животные делились на 4 группы: группа 1 – контроль (без воздействия НЧ PbO); группа 2 – ингаляционное воздействие НЧ PbO; группа 3 – ингаляционное воздействие НЧ PbO на фоне перорального приёма диетической добавки; группа 4 – диетическая добавка перорально (без воздействия НЧ PbO).Inhalation exposure was simulated using 18.2 ± 4.2 nm PbO NPs at a concentration of 1.55 ± 0.06 mg/ m3 5 days a week for 4 hours a day for 4 weeks. The chemical identity of the NPs collected on polycarbonate filters was determined to be PbO using Raman spectroscopy (Fig. 2). Animals were divided into 4 groups: group 1 – control (no exposure to PbO NPs); group 2 – inhalation exposure to PbO NPs; group 3 – inhalation exposure to PbO NPs against the background of oral administration of a dietary supplement; group 4 – oral dietary supplement (no exposure to PbO NPs).
Специально разработанная диетическая добавка, содержащая биопротекторные компоненты, состояла из из глутамата натрия в питье, 160 мг на крысу в сутки, пектина яблочного 0,2 г, глицина 12 мг, ацетилцистеина 30 мг омега-3 ПНЖК с преобладанием докозагексаеновой кислоты, не менее 45 %, и эйкозапентаеновой кислоты, не менее 40 %, общей массой 13,3 мг, рутина 1,8 мг, кальция 186 мг, магния 3,2 мг, йода 4,8 мг, витаминов: А 0,033 мг, В1 0,064 мг, В2 0,075 мг, В3 0,8 мг, В5 0,16 мг, В6 0,085 мг, В9 10,7 мкг, В12 0,107 мг, С 4,9 мг, D3 2,3 мкг, Е 0,25 мг с кормом на крысу в сутки. Расчет доз витаминов и минералов проводили с учетом их физиологической нормы для крыс, которая увеличивалась в 2-4 раза, принимая во внимание предположительно повышенный расход витаминов и антиоксидантов на фоне нейротоксического действия НЧ PbO. При этом учитывались также витамины и минеральные вещества, входящие в состав корма.A specially developed dietary supplement containing bioprotective components consisted of sodium glutamate in drink, 160 mg per rat per day, apple pectin 0.2 g, glycine 12 mg, acetylcysteine 30 mg of omega-3 PUFA with a predominance of docosahexaenoic acid, not less than 45%, and eicosapentaenoic acid, not less than 40%, with a total weight of 13.3 mg, rutin 1.8 mg, calcium 186 mg, magnesium 3.2 mg, iodine 4.8 mg, vitamins: A 0.033 mg, B1 0.064 mg, B2 0.075 mg, B3 0.8 mg, B5 0.16 mg, B6 0.085 mg, B9 10.7 mcg, B12 0.107 mg, C 4.9 mg, D3 2.3 mcg, E 0.25 mg with feed per rat per day. The doses of vitamins and minerals were calculated taking into account their physiological norm for rats, which was increased by 2-4 times, taking into account the presumably increased consumption of vitamins and antioxidants against the background of the neurotoxic effect of PbO NPs. Vitamins and minerals included in the feed were also taken into account.
По окончании ингаляционной экспозиции проводилась оценка состояния нервной системы животных. Поведенческие реакции оценивали с помощью теста «Открытое поле с норками». Этот тест, нацеленный на изучение врожденного исследовательского поведения, двигательного компонента и эмоциональной реактивности лабораторных животных в новых условиях, проводился с помощью специализированной платформы, расчерченной на 16 равных квадратов (4x4). Для гистоморфологического исследования мозг экспериментальных животных был извлечен из черепной коробки и помещен в нейтральный забуференный 10% формалин для фиксации. Спустя 48 часов были сделаны вырезки из головного мозга крыс, а именно мозжечка, согласно анатомическому расположению исследуемых областей. Далее кусочки извлекались из формалина и промывались под проточной водой в течение 30 минут. Дальше вырезанные фрагменты были проведены по батарее изопропиловых спиртов одинаковой концентрации и перемещены в емкости с парафином, нагретым до 59°С. После парафинизации кусочки заливались в парафиновые блоки и нарезались на микротоме. Полученные срезы толщиной 3-5 мкм помещались на предметное стекло, окрашивались гематоксилином и эозином и монтировались под покровное стекло с помощью монтировочной среды. Изучение гистологических препаратов, их микрофотографирование и морфометрические подсчеты проводили с использованием компьютерной программы Zen 3.0 при помощи микроскопа Zeiss с цветной цифровой камерой. Различия между среднегрупповыми количественными результатами обрабатывали с помощью t-критерия Стьюдента, предварительно проверяя выборку на нормальность с помощью критерия Колмогорова-Смирнова. Различия между средними величинами считались статистически значимыми, если вероятность различия не превышала 5% (р < 0,05).At the end of the inhalation exposure, the state of the nervous system of the animals was assessed. Behavioural reactions were assessed using the Open Field with Minks test. This test, aimed at studying the innate exploratory behaviour, motor component and emotional reactivity of laboratory animals in new conditions, was carried out using a specialized platform divided into 16 equal squares (4x4). For histomorphological examination, the brain of the experimental animals was removed from the cranium and placed in neutral buffered 10% formalin for fixation. After 48 hours, excisions were made from the rat brain, namely the cerebellum, according to the anatomical location of the areas under study. Then the pieces were removed from the formalin and washed under running water for 30 minutes. Then the excised fragments were passed through a battery of isopropyl alcohols of the same concentration and transferred to containers with paraffin heated to 59°C. After paraffinization, the pieces were embedded in paraffin blocks and cut on a microtome. The resulting 3-5 μm thick sections were placed on a glass slide, stained with hematoxylin and eosin, and mounted under a cover glass using a mounting medium. The study of histological preparations, their microphotography, and morphometric calculations were performed using the Zen 3.0 computer program using a Zeiss microscope with a color digital camera. Differences between average group quantitative results were processed using Student's t-test, preliminarily checking the sample for normality using the Kolmogorov-Smirnov test. Differences between average values were considered statistically significant if the probability of difference did not exceed 5% ( p < 0.05 ).
При анализе данных, полученных при оценке поведенческих реакций животных после ингаляционной экспозиции к НЧ PbO, отмечалось статистически значимое увеличение количества пересеченных квадратов, заглядываний в норки и отрывов передних лап от поверхности платформы, что может свидетельствовать о высокой степени тревожности и беспокойства крыс, а также стремлении найти убежище без наличия существенного раздражителя. У группы животных, получавших ингаляционное воздействие на фоне приема БПК, все эти показатели нормализовались, то есть не имели статистически значимых отличий от соответствующих контрольных величин. Все перечисленные показатели у крыс, получавших только БПК не имели значимых отличий от контрольных значений, что свидетельствует о его безвредности (Фиг. 3). When analyzing the data obtained during the assessment of the behavioral reactions of animals after inhalation exposure to PbO NPs, a statistically significant increase in the number of crossed squares, peering into holes, and lifting the front paws off the platform surface was noted, which may indicate a high degree of anxiety and restlessness in rats, as well as a desire to find shelter without a significant irritant. In the group of animals that received inhalation exposure against the background of taking BPC, all these indicators were normalized, i.e., they had no statistically significant differences from the corresponding control values. All of the listed indicators in rats that received only BPC did not have significant differences from the control values, which indicates its harmlessness (Fig. 3).
Как видно из данных, полученных при гистоморфологической оценке, в группе животных, которые подвергались воздействию НЧ PbO, заметно снизилась толщина коры мозжечка (Фиг. 4Д), а также визуально наблюдаются некоторые патологические изменения (красной стрелкой отмечены дегенеративно-измененные клетки Пуркинье, черной – отсутствие ядрышка в ядре, Фиг. 4Б). При ингаляционном воздействии токсикантов на фоне приема специально подобранного комплекса биопротекторов толщина коры мозжечка снизилась в меньшей степени – на 4,56%, но не на 7,81%, как после воздействия на животных только лишь нанооксида свинца. Утолщение коры червя мозжечка вероятно происходит за счет стимулирующего действия активных компонентов БПК, индуцирующих создание новых нейронных связей.As can be seen from the data obtained during the histomorphological assessment, in the group of animals exposed to PbO NPs, the thickness of the cerebellar cortex noticeably decreased (Fig. 4D), and some pathological changes are also visually observed (the red arrow indicates degeneratively altered Purkinje cells, the black arrow indicates the absence of a nucleolus in the nucleus, Fig. 4B). With inhalation exposure to toxicants against the background of taking a specially selected complex of bioprotectors, the thickness of the cerebellar cortex decreased to a lesser extent - by 4.56%, but not by 7.81%, as after exposure of animals to only lead nanooxide. Thickening of the cerebellar vermis cortex probably occurs due to the stimulating effect of the active components of the BPC, inducing the creation of new neural connections.
Основной белок миелина выступает ключевым компонентом миелиновой оболочки, занимающим второе место по распространённости среди белков миелина (Shubayev VI, Strongin AY, Yaksh TL. Structural homology of myelin basic protein and muscarinic acetylcholine receptor: Significance in the pathogenesis of complex regional pain syndrome. Mol Pain. 2018 14:1744806918815005. doi: 10.1177/1744806918815005.). Непосредственно увеличение концентрации основной белок миелина зачастую исследуется как возможный биомаркер повреждения тканей головного мозга и нейродегенеративных заболеваний как в сыворотке, так и в спинномозговой жидкости (Martinsen V, Kursula P. Multiple sclerosis and myelin basic protein: insights into protein disorder and disease. Amino Acids. 2022; 54(1):99-109. doi: 10.1007/s00726-021-03111-7; Kim HJ, Tsao JW, Stanfill AG. The current state of biomarkers of mild traumatic brain injury. JCI Insight. 2018 Jan 11;3(1):e97105. doi: 10.1172/jci.insight.97105). При развитии ряда заболеваний и патологических состояний, тесно связанных с разрушением нервной ткани, из повреждённых нейронов происходит высвобождение нейронспецифических белков. О повреждении ЦНС, сопровождающемся нарушением функции ГЭБ, повреждением миелина и высвобождением основного белка миелина можно судить по повышению уровня данного белка в сыворотке крови. Таким образом, изучение содержания этих белков в сыворотке крови может быть полезным для диагностики, дифференциации и прогнозирования развития патологического процесса (Астахин А.В., Евлашева О.О., Левитан Б.Н. Клиническое и диагностическое значение основного белка миелина и нейроспецифической енолазы в медицинской практике // Астраханский медицинский журнал. 2016. №4. С.9-17). Несмотря на известную значимость и чувствительность данного маркера, нами не было зафиксировано достоверных изменений - 0,13 ± 0,02 нг/мл в группе «Контроль», 0,17 ± 0,02 нг/мл в группе «НЧ PbO» , 0,2 ± 0,02 нг/мл в группе «НЧ PbO + БПК» и 0,2 ± 0,02 нг/мл в группе «БПК». Полученный результат говорит о том, что использованной дозы и сроков воздействия было недостаточно для того, чтоб получить достоверный эффект интоксикации по этому параметру.Myelin basic protein is a key component of the myelin sheath, ranking second in abundance among myelin proteins (Shubayev VI, Strongin AY, Yaksh TL. Structural homology of myelin basic protein and muscarinic acetylcholine receptor: Significance in the pathogenesis of complex regional pain syndrome. Mol Pain. 2018 14:1744806918815005. doi: 10.1177/1744806918815005.). Directly increased concentrations of myelin basic protein are often studied as a possible biomarker of brain tissue damage and neurodegenerative diseases both in serum and cerebrospinal fluid (Martinsen V, Kursula P. Multiple sclerosis and myelin basic protein: insights into protein disorder and disease. Amino Acids. 2022; 54(1):99-109. doi: 10.1007/s00726-021-03111-7; Kim HJ, Tsao JW, Stanfill AG. The current state of biomarkers of mild traumatic brain injury. JCI Insight. 2018 Jan 11;3(1):e97105. doi: 10.1172/jci.insight.97105) . In the development of a number of diseases and pathological conditions closely associated with the destruction of nervous tissue, neuron-specific proteins are released from damaged neurons. CNS damage, accompanied by a violation of the BBB function, damage to myelin and the release of myelin basic protein can be judged by an increase in the level of this protein in the blood serum. Thus, the study of the content of these proteins in the blood serum can be useful for diagnosis, differentiation and prognosis of the development of the pathological process (Astakhin A.V., Evlasheva O.O., Levitan B.N. Clinical and diagnostic significance of myelin basic protein and neuron-specific enolase in medical practice // Astrakhan Medical Journal. 2016. No. 4. Pp. 9-17). Despite the known significance and sensitivity of this marker, we did not record reliable changes - 0.13 ± 0.02 ng/ml in the "Control" group, 0.17 ± 0.02 ng/ml in the "NP PbO" group, 0.2 ± 0.02 ng/ml in the "NP PbO + BOD" group and 0.2 ± 0.02 ng/ml in the "BPD" group. The obtained result indicates that the dose and exposure time used were insufficient to obtain a reliable intoxication effect for this parameter.
При гистоморфологической оценке препаратов зубчатого ядра мозжечка крыс в экспонированной свинцом группе (но не группе, которая подвергалась его воздействию на фоне специально подобранного протекторного комплекса) наблюдалось достоверное увеличение числа дегенеративно-значимых нейронов и тенденция к увеличению безъядерных нейронов (Фиг. 5Д). В некоторых полях зрения отмечается миграция клеток Пуркинье в сторону молекулярного или зернистого слоев (двух- и трехрядности). Некоторые грушевидные нейроны с большими базофильными ядрами - гиперхромны. Известно, что свинец оказывает влияние на нервную ткань и способен приводить к дефектам митохондриальной мембраны, что в свою очередь может индуцировать нарушение окислительно-восстановительных процессов (Sutunkova MP, Minigalieva IA, Shelomencev IG, Privalova LI, Ryabova YV, Tazhigulova AV, Amromin LA, Minigalieva RF, Sutunkova YM, Gurvich VB, Makoveeva EV, Toropova LV. Electron microscopy study on the transport of lead oxide nanoparticles into brain structures following their subchronic intranasal administration in rats. Sci Rep. 2022 Nov 14;12(1):19444. doi: 10.1038/s41598-022-24018-7). Учитывая, что грушевидные нейроны обладают секреторной функцией, появление гиперхромных нейронов можно отнести к начальным явлениям компенсаторных процессов в мозжечке. В молекулярном слое коры можно отметить уплотнение корзинчатых интернейронов. Вероятно, такие изменения с клетками молекулярного слоя происходит из-за усиления нервных импульсов на дендриты и тела клеток Пуркинье. Гистоморфологическая картина мозжечка в группе с одновременным воздействием оксида свинца и применением биопрофилактического комплекса (БПК) отличается незначительными изменениями. Ткань хорошо дифференцируется на серое и белое вещество. Серое вещество представлено корой и ядрами. Кора разделена на три слоя: молекулярный (наружный), слой клеток Пуркинье (средний) и зернистый (внутренний). Корзинчатые нейроны молекулярного слоя округлой или полигональной формы с округлыми ядрами и хорошо заметным ядрышком. Звездчатые нейроны молекулярного слоя овальной формы и расположены у поверхности коры. Заметно уменьшается объем перикарионов нейронов, их плотность, а также возрастает количество глиальных элементов. Такой эффект реализуется за счет того, что в состав комплекса входят антиоксиданты, которые способны оказывать действие на перекисное окисление липидов: ингибировать отделение атома водорода от α-метиленового углеродного атома (витамин E); ингибировать образование гидропероксидов (витамины E и C); удалять свободные радикалы – нейтрализующая активность (витамины E и A) (Free Radical Reactions in Medicine / J. Feher; G. Csomos; A. Vereckei et al. – Berlin: Springer, 1987. – 199 р). Histomorphological evaluation of preparations of the dentate nucleus of the cerebellum of rats in the lead-exposed group (but not in the group exposed to it against the background of a specially selected protective complex) showed a reliable increase in the number of degeneratively significant neurons and a tendency toward an increase in anuclear neurons (Fig. 5D). In some fields of vision, migration of Purkinje cells toward the molecular or granular layers (two- and three-row) is noted. Some pear-shaped neurons with large basophilic nuclei are hyperchromic. It is known that lead affects nervous tissue and can lead to defects in the mitochondrial membrane, which in turn can induce a violation of redox processes ( Sutunkova MP, Minigalieva IA, Shelomencev IG, Privalova LI, Ryabova YV, Tazhigulova AV, Amromin LA, Minigalieva RF, Sutunkova YM, Gurvich VB, Makoveeva EV, Toropova LV. Electron microscopy study on the transport of lead oxide nanoparticles into brain structures following their subchronic intranasal administration in rats. Sci Rep. 2022 Nov 14;12(1):19444. doi: 10.1038/s41598-022-24018-7 ). Considering that pear-shaped neurons have a secretory function, the appearance of hyperchromic neurons can be attributed to the initial phenomena of compensatory processes in the cerebellum. In the molecular layer of the cortex, one can note the compaction of basket interneurons. Probably, such changes with the cells of the molecular layer occur due to the amplification of nerve impulses to the dendrites and bodies of Purkinje cells. The histomorphological picture of the cerebellum in the group with the simultaneous effect of lead oxide and the use of the bioprophylactic complex (BPK) is distinguished by minor changes. The tissue is well differentiated into gray and white matter. The gray matter is represented by the cortex and nuclei. The cortex is divided into three layers: molecular (outer), Purkinje cell layer (middle) and granular (inner). Basket neurons of the molecular layer are round or polygonal in shape with round nuclei and a clearly visible nucleolus. Stellate neurons of the molecular layer are oval in shape and are located near the surface of the cortex. The volume of neuronal perikarya and their density are noticeably reduced, and the number of glial elements increases. This effect is achieved due to the fact that the complex contains antioxidants that can affect lipid peroxidation: inhibit the separation of a hydrogen atom from the α-methylene carbon atom (vitamin E); inhibit the formation of hydroperoxides (vitamins E and C); remove free radicals – neutralizing activity (vitamins E and A) (Free Radical Reactions in Medicine / J. Feher; G. Csomos; A. Vereckei et al. – Berlin: Springer, 1987. – 199 p).
Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что при использовании заявленного БПК против вредного нейротоксического действия наночастиц оксида свинца, воздействия НЧ PbO существенно ослаблено.The obtained experimental data indicate that when using the declared BPC against the harmful neurotoxic effect of lead oxide nanoparticles, the impact of PbO NPs is significantly weakened.
По результатам исследования лицам группы повышенного риска неблагоприятного влияния наночастиц оксида свинца необходимо принимать данный БПК повторными курсами 1-2 раза в год в течение 4 недель ежедневно – 5 г пектина, 100 мг глицина, 600 мг цистеина в метаболически активной форме N-ацетилцистеина, 4 г глутаминовой кислоты, 25 мл рыбьего жира с 12-15%-ным содержанием полиненасыщенных жирных кислот класса омега-3 с преобладанием докозагексаеновой кислоты, не менее 45 %, и эйкозапентаеновой кислоты, не менее 40 %, 50 мг рутина, а также кальций, магний, йод, витамины А, В1, В2, В3, В5, В6, В9, В12, С, D3, Е в дозах, обеспечивающих физиологические потребности организма. Дозы биомикроэлементов и витаминов обусловливаются нормальными физиологическими потребностями организма, включая компенсацию эндогенной витаминной недостаточности и микроэлементного дисбаланса, возникающих при интоксикации.According to the results of the study, individuals at high risk of adverse effects of lead oxide nanoparticles should take this BPC in repeated courses 1-2 times a year for 4 weeks daily - 5 g of pectin, 100 mg of glycine, 600 mg of cysteine in the metabolically active form of N-acetylcysteine, 4 g of glutamic acid, 25 ml of fish oil with 12-15% content of omega-3 polyunsaturated fatty acids with a predominance of docosahexaenoic acid, at least 45%, and eicosapentaenoic acid, at least 40%, 50 mg of rutin, as well as calcium, magnesium, iodine, vitamins A, B1, B2, B3, B5, B6, B9, B12, C, D3, E in doses that meet the physiological needs of the body. The doses of biomicroelements and vitamins are determined by the normal physiological needs of the body, including compensation for endogenous vitamin deficiency and microelement imbalance that occur during intoxication.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2834031C1 true RU2834031C1 (en) | 2025-02-03 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2530639C1 (en) * | 2013-05-30 | 2014-10-10 | 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 effect of general toxic and genotoxic action of nanosilver on human body |
| RU2601624C1 (en) * | 2016-03-18 | 2016-11-10 | Владимир Анатольевич Баранов | Agent possessing general strengthening and antioxidant action |
| RU2642674C1 (en) * | 2017-02-21 | 2018-01-25 | 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 increase of organism resistance to combined toxic action of nanoparticles of copper, zinc and lead oxides |
| 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 |
| RU2784169C1 (en) * | 2021-12-08 | 2022-11-23 | 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 of increasing the resistance of the body to the harmful effects of a toxic combination polluting the workspace air and the surrounding atmosphere with relation to the activities of blister copper manufacture |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2530639C1 (en) * | 2013-05-30 | 2014-10-10 | 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 effect of general toxic and genotoxic action of nanosilver on human body |
| RU2601624C1 (en) * | 2016-03-18 | 2016-11-10 | Владимир Анатольевич Баранов | Agent possessing general strengthening and antioxidant action |
| RU2642674C1 (en) * | 2017-02-21 | 2018-01-25 | 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 increase of organism resistance to combined toxic action of nanoparticles of copper, zinc and lead oxides |
| 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 |
| RU2784169C1 (en) * | 2021-12-08 | 2022-11-23 | 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 of increasing the resistance of the body to the harmful effects of a toxic combination polluting the workspace air and the surrounding atmosphere with relation to the activities of blister copper manufacture |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ПРИВАЛОВА Л.И. и др. Экспериментальная апробация эффективности биопрофилактического комплекса, направленного на снижение токсических эффектов комбинированного действия свинца и кадмия. Гигиена и санитария. 2020; 99 (1): 85-89. DOI: http://dx.doi.org/10.33029/0016-9900-2020-99-1-85-89. РЯБОВА Ю.В. и др. Положительный эффект биопрофилактики по показателю сперматогенеза крыс при субхронической интоксикации наночастицами оксидов свинца и кадмия. Медицина труда и экология человека. 2019: 4:58-66. K. KESSAS ET AL. Benefits of rutin on mitochondrial function and inflammation in an aluminum-induced neurotoxicity rat model: Potential interest for the prevention of neurodegeneration. Biochimie. 2024 Jul: 222: 1-8. doi: 10.1016/j.biochi.2024.02.010. Epub 2024 Feb 24. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liu et al. | Nicotinamide forestalls pathology and cognitive decline in Alzheimer mice: evidence for improved neuronal bioenergetics and autophagy procession | |
| Mimori et al. | Thiamine therapy in Alzheimer's disease | |
| Nicolson | Lipid replacement/antioxidant therapy as an adjunct supplement to reduce the adverse effects of cancer therapy and restore mitochondrial function | |
| Zhu et al. | Amorphous selenium inhibits oxidative stress injury of neurons in vascular dementia rats by activating NMDAR pathway | |
| Roe | Autism spectrum disorder initiation by inflammation-facilitated neurotoxin transport | |
| Ayinla et al. | Melatonin and Vitamin C modulate cholinergic neurotransmission and oxidative stress in scopolamine-induced rat model of memory impairment | |
| El-Waseif et al. | The modulatory effect of sodium molybdate against cisplatin-induced CKD: Role of TGF-β/smad signaling pathway | |
| Liu et al. | Research progress on correlations between trace element levels and epilepsy | |
| RU2834031C1 (en) | Method for increasing resistance to neurotoxic action of lead oxide nanoparticles | |
| Gong et al. | Retinal changes in magnesium-deficient rats | |
| Pradeep et al. | Trace elemental distribution in the scalp hair of bipolars using PIXE technique | |
| RU2560682C1 (en) | Method for prevention of adverse health effects of general toxic and genotoxic action of copper oxide nanoparticles | |
| Margedari et al. | The protective role of prenatal administration of ascorbic acid on autistic-like behavior in a rat model of autism | |
| WO2011150098A1 (en) | Compositions and methods for reduction of mercury toxicity | |
| RU2841927C1 (en) | Method of increasing resistance to cytotoxic effect of lead oxide nanoparticles | |
| Chojnacki et al. | Serotonin and melatonin secretion and metabolism in patients with liver cirrhosis | |
| Upchezhokov et al. | The Impact of Weather and Climatic Conditions on the Dental Health of Military Personnel | |
| Hamdan et al. | Influence of ginkgo biloba (Egb) extracts in apoptosis index and number of neurons at Rattus novergicus with lead (pb) exposure | |
| Lim et al. | Evaluation of subchronic Toxicity and genotoxicity of ethanolic extract of Aster glehni leaves and stems | |
| Shtanova et al. | Purine and lipid metabolism in rats with a rotenone model of Parkinson's disease under the influence of methanindiazenone. | |
| Ming et al. | Inhibitory effect of Garlic Powder on MPTP-induced dopaminergic neurodegeneration by activation of Nrf2-HO1 and mitochondrial dynamics | |
| RU2784169C1 (en) | Method of increasing the resistance of the body to the harmful effects of a toxic combination polluting the workspace air and the surrounding atmosphere with relation to the activities of blister copper manufacture | |
| Lopes et al. | Bioavailability of Li-enriched mushrooms and protection against oxidative stress in pigs: First study in vivo | |
| Obeid et al. | Assessment of Eruca sativa Leaves Extract ZnO NPs Effect on the Adverse Effects of Creatine-Induced Liver Injury | |
| EP1359929B1 (en) | Phytotherapeutic composition for eliminating heavy metals |