Биодоступность и биокинетические характеристики некоторых приоритетных наноматериалов в эксперименте

Распопов, Роман Владимирович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Биодоступность и биокинетические характеристики некоторых приоритетных наноматериалов в эксперименте
ВАК РФ 03.01.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Биодоступность и биокинетические характеристики некоторых приоритетных наноматериалов в эксперименте"

На правах рукописи

005006364

РАСПОПОВ РОМАН ВЛАДИМИРОВИЧ

БИОДОСТУПНОСТЬ И БИОКИНЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕКОТОРЫХ ПРИОРИТЕТНЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ

03.01.04 - Биохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1 5 ДЕК 2011

Москва - 2011

005006364

Работа выполнена в Учреждении Российской академии медицинских наук Научно-исследовательском институте питания РАМН

Научный руководитель: доктор биологических наук

Гмошинскин Иван Всеволодович

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор,

ч л ен-корреспо н дент РАМН Терентьев Александр Александрович

доктор биологических наук, профессор Васильев Андреи Валериевич

Ведущая организация:

Учреждение Российской академии медицинских наук Научно-исследовательский институт бпомеднциискон химии имени В.Н.Ореховича РАМН

Защита состои тся 26 декабря 2011 г. в 14 ч па заседании

Диссертационного Совета Д 001.002.01 в Учреждении Российской академии медицинских наук НИИ питания РАМП по адресу: Москва, Устьинский проезд, д. 2/14

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ПИИ пи тания РАМП.

Автореферат разослан_ноября 2011 г.

Ученый секретарь

Диссертационного совета

доктор биологических наук, профессор

„цл£<ъ .Коденцова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Нанотехнологии, направленные на конструирование и манипулирование материальными объектами в субмолекулярном диапазоне размеров менее 100 нм, являются быстро развивающимся направлением современной науки и техники [Maynard A.D., 2006; Priestly B.J. et al., 2007; Taylor M.R., 2008]. Область применения искусственно сконструированных наночастиц (НЧ) и наноматериалов постоянно расширяется и включает, в том числе, производство медицинских препаратов [Cheng X. et al., 2004; Ebbesen M. et al., 2006], пищевую промышленность [Baltes M.H., 2008; Chaudhry Q. et al., 2008; Dingman J., 2008; Shvedova A.A. et al., 2003], выпуск товаров народного потребления и многое другое [Dobrovolskaia М.А. et al., 2008; Roca M. et al., 2008; Li N. et al., 2008; Medina С. et al., 2007].

Приоритетными напоматериалами, в качестве перспективных компонентов пищевой продукции, являются НЧ оксидов цинка и железа, а также элементарного селена и серебра [Chaudhry Q. et al., 2008; Jia X. et al., 2005; Zhang J. et al., 2004]. Всё это предполагает возможность их поступления в организм человека [Онищенко Г.Г. и др., 2007; Онищенко Г.Г., Тутельян В.А., 2007; Florence А.Т. et al., 2001; Hoet Р.Н. et al., 2004]. Вместе с тем, всасывание НЧ в желудочно-кишечном тракте, их накопление в органах и тканях, пути выведения и возможность токсического действия при таком пути поступления изучены недостаточно.

В связи с наличием у наноразмерных объектов недостаточно изученных биологических свойств, в том числе потенциально неблагоприятных, актуальной является проблема оценки безопасности наноматериалов. Данный комплекс проблем, обозначаемый в литературе обобщённым термином «нанобезопасность», находится в центре внимания широкого ряда международных и национальных организаций, занимающихся вопросами здравоохранения и охраны окружающей среды [Oberobrster G. 2005; Maynard A.D. 2006, 2007; Bonn P.J.A. et al, 2006; Taylor M.R. 2008]. В Российской Федерации Постановлением Главного Государственного санитарного врача Российской Федерации в 2007 году была утверждена «Концепция токсикологических исследований, методологии оценки риска, методов идентификации и количественного определения наноматериалов» [Онищенко Г.Г. с соавт., 2007; Онищенко Г.Г., Тутельян В.А., 2007];, определяющая необходимость проведения исследований приоритетных наноматериалов с целью разработки современной нормативной и методической базы в области оценки безопасности наноматериалов.

Работа выполнена в соответствии с планом НИР НИИ питания РАМН в рамках темы № 086 «Разработка критериев и методов оценки безопасности нанотехнологий и наноматериалов, используемых при производстве пищевой продукции» и темы № 108 «Оценка безопасности различных видов наноматериалов, предлагаемых для использования в пищевой промышленности (НЧ металлического серебра, оксидов железа, кремния, цинка и другие)».

Целью настоящей работы является изучение в эксперименте проницаемости желудочно-кишечного тракта для отельных НЧ, их распределения и оценка эффективности использования в питании некоторых приоритетных видов наноматериалов.

Задачи исследования:

1. Определить физико-химические характеристики некоторых видов искусственных наноматериалов, являющихся потенциальными источниками эссенциальных микроэлементов (железа, цинка, селена) в питании.

2. Изучить возможность проникновения НЧ диоксида титана и окиси цинка через барьер желудочно-кишечного тракта.

3. Изучить биокинетические характеристики некоторых искусственных наноматериалов - источников эссенциальных микроэлементов при их поступлении в организм через желудочно-кишечный тракт.

4. Изучить в экспериментах на животных с алиментарным дефицитом эссенциальных микроэлементов (железа, цинка, селена) возможность восстановления нарушенного их статуса при использовании НЧ этих веществ.

Научная новизна

Установлено, что НЧ диоксида титана способны проникать через барьер желудочно-кишечного тракта, при этом проницаемость кишечного барьера зависит не только от дозы, но и от их формы.

С использованием метода радиоактивных индикаторов впервые установлена высокая биодоступность НЧ цинка и его распределение по органам и тканям. Показано, что в условиях дефицита цинка применение НЧ оксида цинка приводит к нормализации нарушенных показателей обмена этого микроэлемента.

В эксперименте на животных с алиментарным дефицитом железа впервые установлена возможность восстановления статуса этого микроэлемента при использовании трехвалентной формы НЧ железа.

Показана высокая биодоступпость НЧ элементарного селена при его поступлении в желудочно-кишечный тракт в количествах, близких к физиологической потребности в этом микроэлементе.

Практическая значимость

Материалы проведённых исследовании были использованы при разработке нормативно-методических документов в рамках выполнения Федеральной целевой программы «Развитие инфраструктуры в Российской Федерации на период 2008-2011 г.».

Результаты диссертационной работы внедрены в курс лекций по физической и коллоидной химии на факультете «Технология и производственный менеджмент» в разделе «Пищевые нанотехнологии» ФГБОУ ВПО Московского государственного университета пищевых производств.

Внедрение результатов в практику

Материалы исследований были использованы при разработке МР 1.2.2639-10 «Использование методов количественного определения наноматериалов на предприятиях наноиндустрии», МР 1.2.2641-10 «Определение приоритетных видов наноматериалов в объектах окружающей среды, пищевых продуктах и живых организмах», МУ 1.2. 2741-10 «Порядок отбора проб для выявления и идентификации наноматериалов в лабораторных животных», МУ 1.2.2745-10 «Порядок отбора проб для характеристики действия наноматериалов на лабораторных животных», МУ 1.2.2869-11 «Порядок оценки токсического действия наноматериалов на лабораторных животных», МР 1.2.0023-11 «Контроль наноматериалов в пищевой продукции», МУ 1.2.2874-11 «Порядок выявления и идентификации наноматериалов в лабораторных животных», утвержденных Главным государственным врачом Российской Федерации.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы доложены на XI Всероссийском Конгрессе диетологов и нутрициологов «Питание и здоровье» (Москва, 2009); на III Международном форуме по нанотехнологиям «Роснанотех 2010» (Москва, 2010); на XII Всероссийском Конгрессе диетологов и нутрициологов «Питание и здоровье», (Москва, 2010).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 13 работ, в том числе 7 статей в научных рецензируемых журналах, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией Министерства образования и науки РФ.

Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 178 страницах машинописного текста, состоит из введения, описания материалов и методов исследования, результатов собственных исследований, заключения, выводов, обзора литературы, включает 34 таблиц и иллюстрирована 20 рисунками. Указатель литературы включает 35 отечественных и 277 зарубежных источников.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИСЛЕДОВАШШ

В работе использовали крыс самцов линии Вистар (всего 345 животных).

Животные получали сбалансированный стандартный корм НИИ питания РАМН (общевиварный рацион, ОВР), стандартный полусинтетический рацион (по МУ 1.2.252009) или полусинтетические дефицитные по цинку, железу и селену корма, производства фирмы «MP Biomedicals, LLC.« (США). В экспериментальных исследованиях применяли НЧ диоксида титана (в форме анатазы и рутила), оксида цинка и оксида железа (III) производства фирмы «Sigma-Aldrich» (Германия-США). НЧ элементарного селена (Se) были получены в Институте общей физики им. А.Н.Прохорова РАН при помощи абляции массивной мишени элементарного (красного) Se квалификации х.ч. в деионизованной воде без добавления поверхностно-активных веществ [Shafeev G.A, 2008].

Перед использованием НЧ в эксперименте проводили исследования их

физических параметров (форма, размер частиц, распределение по размеру) в

соответствии с MP 1.2.2639-10, MP 1.2.2641-10 и MP 1.2.2636-10. Для этого применяли

методы электронной микроскопии1, рентгеновской дифракции и фотонно-

корреляционной спектрометрии .

Изучение влияние НЧ диоксида гитана на проницаемость кишечного барьера для макромолекул и накопление его в печени проводили на 102 крысах. Исследуемые материалы (НЧ ТЮ2 - анатаза, НЧ ТЮ2 - рутил, обычный ТЮ2) вводили внутрижелудочно в течение 28 дней. В последний день эксперимента животным за 3 ч до забоя вводили внутрижелудочно белок куриного яйца (ОВА). Через 3 ч крыс подвергали анестезии эфиром и обескровливали из нижней полой вены. Проницаемость кишечного барьера для ОВА оценивали по его концентрации в сыворотке крови с использованием твердофазного двухвалентного иммуноферментного теста. В печени животных определяли содержание титана методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой на масс-спектрометре «Agilent 7500» (Германия).

1 Электронно-микроскопические исследования проведены в Институте биохимии им. А.Н.Баха РАН и на кафедре биоинженерии Биологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова

Измерения методами фотонно-корреляционной спектроскопии и рентгеновской дифракции проведены в РНЦ «Курчатовский институт»

Для изучения проницаемости НЧ ТЮг (в виде рутила) через слизистую оболочку кишечника крыс после 16-часового голодания подвергали анестезии гексеналом. Через разрез брюшной стенки извлекали петлю подвздошной кишки, изолировали её лигатурами и дистальнее нижней лигатуры, вводили НЧ рутила. Лигатуры затягивали, брюшную стенку и кожу зашивали и крыс помещали в клетки на 3 ч. По окончании этого периода животным вводили гипердозу гексенапа, вскрывали брюшную полость и выделяли изолированную петлю подвздошной кишки. Определение НЧ ТЮг в клетках тонкой кишки проводили методом трансмиссионной электронной микроскопии на электронном микроскопе «LE0912AB Omega» (Германия).

Изучение острой токсичности НЧ ZnO в сравнении с ZnS04 при однократном внутрижелудочном их введении проводили в соответствии с МУ 1.2.2520-09. Продолжительность периода наблюдения составила 14 дней после введения препаратов. В ходе наблюдений определяли процент летальности и прирост массы тела.

Изучение биодоступности НЧ Zn, Fe и Se проводили у животных, имевших дефицит этих микроэлементов.

Исследование биодоступности Zn проведено на 73 животных. Алиментарную недостаточность Zn воспроизводили кормлением животных полусинтегическим цинкдефицитным кормом. В первой серии экспериментов, крысам 1-ой группы вводили внутрижелудочно дсионизованную воду, 2-ой группы - дисперсию НЧ ZnO, 3-ей группы - раствор ZnS04 в дозах 0,4 мг/кг массы тела в расчёте на Zn. Во второй серии экспериментов крысам 4-й группы вводили деионизованную воду, животным 5-й и 6-ой групп - НЧ ZnO и ZnSOjB дозе 13 мг Zn на кг массы тела соответственно. По окончании эксперимента у животных определяли абсолютную и относительную массу внутренних органов, содержание цинка в бедренной кости и сыворотке крови, активность щелочной фосфатазы (ЩФ) в сыворотке крови, гематологические, иммунологические показатели, а также показатели, характеризующие апоптоз гепатоцитов3 и содержание ОВА в крови.

Изучение распределения НЧ цинка по органам проводили в эксперименте на крысах, которым однократно внутрижелудочно вводили радиоактивную метку f'5Zn в составе НЧ оксида цинка. Введение радиоизотопной метки 65Zn в НЧ осуществляли в РНЦ «Курчатовский институт» путем активации в потоке тепловых нейтронов исходных НЧ на исследовательском ядерном реакторе ИР-8. В процессе эксперимента через 24 ч и 72 ч после введения радиоактивной метки у животных собирали мочу и фекалии для определения выведения цинка. Забой животных производили через 4, 24, 72 и 120 ч после

1 Цитофлуориметрическое и гематологические исследования проведены в лаборатории спортивного питания с группой алиментарной морфологии НИИ питания РАМН к.м.н. Трушиной Э.Н. и к.м.н. Мустафиной O.K.

введения НЧ ZnO. В органах, крови и тушке животных проводили измерение активности [65Zn] щ -спектрометрической установке с низкофоновым полупроводниковым германиевым детектором.

Изучение биодоступности НЧ оксида железа (III) было проведено на 43 растущих крысах. Недостаточность Fe воспроизводили путем кормления крыс железодефицитным кормом. После достижения железодефицитной анемии, которую контролировали по уровню НЬ в крови, животным внутрижелудочно вводили дисперсию НЧ Fe203 и раствор FeS04*7H20 в дозе 18 мг/кг массы тела в пересчете на Fe. По окончании эксперимента у животных определяли абсолютную и относительную массу внутренних органов, содержание железа в печени и сыворотке крови, общую и ненасыщенную железосвязывающую способность сыворотки крови, гематологические показатели, иммунологические показатели и показатели, характеризующие апоптоз гепатоцитов.

Исследование биодоступности Se проведено на 59 крысах, получавшим селенодефицитный корм (крысы 1 группы получали ОВР). Крысам 2-5 групп внутрижелудочно через зонд вводили: деионизованную воду (2 группа); НЧ Se в дозе 0,04 мг/кг массы тела (3 группа); НЧ Se в дозе 0,4 мг/кг массы тела (4 группа); раствор Na^SeOj в дозе 0,04 мг/кг массы тела (5 группа). По окончании эксперимента у животных определяли абсолютную и относительную массу внутренних органов, содержание селена

в печени и сыворотке крови, активность глутатионпероксидазы плазмы крови гематологические и иммунологические показатели, а также показатели, характеризующие апоптоз гепатоцитов.

Анализ проб на содержание цинка и железа проводили на атомно-абсорбционном спектрометре «Solar Unicam 96 АА» в соответствии с ГОСТ 30178-96 «Сырье и продукты пищевые. Атомно-абсорбционный метод определения токсичных элементов». Содержание титана в печени животных определяли методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой.5 Для оценки обеспеченности животных железом определяли содержание НЬ в крови, железо в сыворотке крови, общую железосвязывающую способность сыворотки крови (ОЖСС); концентрацию ферритина и трансферрина в сыворотке крови с использованием иммуноферментных наборов «Рапа test® Rat Ferritin» и «Рапа test® Rat Transferrin», производства фирмы «Mitsubishi Chemical Medience Corporation» (Япония). Активность ЩФ определяли спектрофотометрическим методом. Селен в сыворотке крови и печени определяли спектрофлуориметрическим методом (Alfthan G., 1984).

J Определение активное™ глутатионпероксидазы проведено в лаборатории клинической биохимии, иммунологии и аллергологии НИИ питания РАМН к.м.н. Г.Ю.Мальцевым и к.м.н. В.И.Соломатиной. ! Масс-спектрометрический анализ проведен в ООО «Интерлаб» (А.Н.Веденин, Г.В.Казыдуб)

Статистическую обработку данных проводили с помощью программы «SPSS 12.0 for Windows». Достоверность различий определяли по непараметрическому критерию Манна-Уитни, t - тесту Стьюдента и тесту на остаточную дисперсию ANOVA. Различия между группами признавали достоверными при уровне значимости Р<0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Физико-химические характеристики применяемых препаратов наночастиц

По данным трансмиссионной ЭМ НЧ диоксида титана (рутил) были представлены

стержневидными нанокристаллами диаметром 5-10 нм и длиной 40-50 нм; НЧ диоксида титана (анатаза) имели сферическую форму и диаметром 20-25 нм.

Препарат НЧ Fe203 по данным фотонно-корреляционной спектроскопии состоял из частиц средним размером 13,4 нм.

Определенный методом рентгеновской дифракции средний размер областей когерентного рассеяния НЧ ZnO отвечал среднему размеру НЧ около 30 нм.

Электронная микрофотография и распределение НЧ Se по размеру представлены на рисунках 1 и 2. Средний размер НЧ Se составил 65,3±1,6 нм (от 8 до 218 нм, 90-ый процентиль - 100 нм; вид распределения был близким к нормальному).

Оценка проницаемости желудочно-кишечного тракта в эксперименте для наночастиц диоксида титана и оксида цинка

В работе использовали НЧ диоксида титана (ТЮг) (рутил и анатаза), а также ТЮг с частицами микронного размера (пищевая добавка Е 171). Растущим крысам внутрижелудочно через зонд вводили дисперсии препаратов ТЮг в течение 28 дней в дозе 1 и 100 мг/кг массы тела, после чего в печени животных определяли содержание титана (табл. 1).

100НМ

Рис. 1. НЧ элементарного Se (.микрофотография, увеличение х 12000).

Рис. 2. Распределение НЧ по рашеру. Ось абсцисс - диаметр по большой оси эллипсоида, плг; ось ординат - число частиц в интервале ±7 им. Сплошной линией ука чана кривая нормального распределения, рассчитанного по выборочным среднему и дисперсии исследованной выборки частиц

В результате исследовании было установлено достоверное увеличение содержания титана в печени у животных, получавших НЧ ТЮ2 в форме рутила только в наибольшей дозе - 100 мг/кг. что свидетельствует о его проникновении через эпителиальный барьер тонкой кишки и накоплении в организме. Введение животным ТЮ2 в форме анатазы и пищевой добавки Е 171 в различных дозах, а также НЧ рутила в дозе 1,0 мг/кг массы тела не приводило к увеличению содержания титана в печени по сравнению с контрольной группой. Полученные данные указывают на то. что проницаемость кишечного барьера для ТЮ2 зависит не только от дозы, но и его формы.

Таблица 1. Содержания титана в печена крыс (п~3)

групп Вводимый препарат Доза, мг/кг массы тела Содержание титана, мг/кг, Мин Достоверность различия, Р (непараметрическяй критерий Маиа-Уитин)

1 Контроль - 0,456±0.004 -

2 НЧ анатазы 1 0,409*0,040 >0,1

3 то же 100 0,379*0,050 >0,1

4 НЧ рутила 1 0,500*0,036 >0,1

5 то же 100 0,937*0,267 <0,05

6 Диоксид титана Е 171 1 0,693*0,170 >0,1

7 то же 100 0,530*0,140 >0,1

В связи с этим в следующем эксперименте было изучено влияние кратковременного введения НЧ ТЮ2 (рутил) на структуру и организацию энтероцитов. Животным в изолированную петлю подвздошной кишки вводили дисперсию НЧ ТЮ2 (рутил). Внутрикишечный метод введения НЧ был обусловлен необходимостью обеспечить в модельных условиях максимально полный контакт НЧ со слизистой оболочкой кишки в условиях сохранённой микроциркуляции крови, дыхания и иннервации ткани, обеспечивающих нормальную всасывающую способность слизистой оболочки кишки.

Электронномикроскопическое исследование ультраструктуры клеток кишечного эпителия с использованием метода контрастирования соединениями тяжёлых металлов

показывает, что краткосрочное (3 ч) воздействие высоких концентраций НЧ TÍO; в форме рутила не оказало видимого повреждающего воздействия на эпителий подвздошной кишки крыс.

Введение 114 ТЮ2 (рутил) в подвздошную кишку привело к проникновению небольшого их количества в апикальную часть клеток. Идентификация обнаруженных в клетках НЧ осуществлена методом дифракции электронов. Таким образом, кратковременный контакт клеток слизистой оболочки подвздошной кишки с НЧ ПСЬ сопровождается проникновением НЧ в клетки кишечного эпителия, хотя и не приводит к выраженным патологическим изменениям энтероцитов.

11ри этом, в условиях 30-дневного введения НЧ TÍO? в форме как анатазы. так и рутила приводило к увеличению проницаемости кишечного барьера для макромолекул белка по сравнению с животными, получавшими диоксид титана в форме традиционной пищевой добавки. Таким образом, при длительном воздействии НЧ титана происходят изменения в состоянии слизистой оболочке, что не наблюдается при их однократном введении, даже в высокой концентрации.

Проницаемость кишечного барьера для макромолекул ОВА была изучена и у животных получавших НЧ Zп. На рис. 3 представлены результаты определения всасывания в кровь крыс макромолекул ОВА через 3 ч после его внутрижелудочного введения. Как следует из полученных данных, в группах животных, получавших различные формы Zn (группы 5 и 6). величина всасывания ОВА в кишечнике составила 0,25±0,05 и 0,45±0,09 %*]03 от введённой дозы, соответственно, и была в среднем ниже, чем у животных, имевших недостаточность Zn (группа 4 - 0,88 ±0,38 %* 10J). При сравнении групп 5 и 6 данный показатель достоверно не различался. Таким образом, введение НЧ ZnO крысам не приводит у них к усилению проникновения во внутреннюю среду организма из желудочно-кишечного тракта макромолекул белка в отличие от того, что было установлено для НЧ Ti02 в виде рутила.

Рис. 3 Результаты определения всасывания в кровь крыс ОВА у животпых:4 группа - дефицит Zn, 5 группа - введение НЧ /пО

■ ;„ K.I.-liWMl.

Экспериментальное обоснование использования папочастиц в качестве источников эссенциальных микроэлементов в питании

Наночастицы оксида железа (Ш)

Как известно, в желудочно-кишечном тракте человека железо всасывается только в форме Fe+2. В то же время на основании ряда данных литературы [Auffan М. et al,. 2006; Choi J.Y. et al., 2009; Wilhelm C. et al., 2007], есть основания полагать, что Fe+3 в виде НЧ может быть биодоступным.

Определяющим в настоящем эксперименте явилось то, что изучалась биодоступность НЧ Fe+3 в сравнении с группой животных, получавших Fe+2. Исследование биодоступности железа в составе НЧ Fe+3 проведено на 43 растущих крысах. Во избежание контакта животных с источниками железа в качестве клеток использовали полиэтиленовые клетки. На протяжении всего эксперимента крысы первых трех групп получали полусинтетический железодефицитный рацион и деионизованную воду. Животные четвертой группы получали ОВР.

Развитие дефицита железа контролировали по содержанию Hb в крови, взятой из хвостовой вены. Через 14 дней у животных, получавших железодефицитный корм, содержание Hb в крови снизилось более, чем в 2 раза (61,38 ± 3,27 г/л и 130,67 ± 8,24 г/л, Р<0,05), что свидетельствовало о развитии у них железодефицитной анемии. Начиная с 15 и по 37 день эксперимента животным 1-й группы, продолжавшим находится на железодефицитном корме, внутрижелудочно через зонд вводили деионизованную воду. Животные 2-й группы получали дисперсии НЧ РегОз в деионизованной воде из расчёта 18 мг Fe на кг массы тела. Крысы 3-й группы получали раствор соли двухвалентного железа (FeiSO,)) в деио жзо тнно й во де в то й же до s, что и живо иые 2 группы (в пересчёте на Fe). Данный источник Fe рассматривался как «традиционный» аналог НЧ в соответствии с МР 1.2.2520-09. Животные 4-й группы на протяжении всего эксперимента они получали ОВР.

В конце эксперимента у животных 1 группы наблюдалась выраженная железодефицитная анемия: у этой группы животных достоверно снижалась концентрация Hb в крови, количество эритроцитов, показатель гематокрита, среднее содержание Hb в эритроците, содержание железа и ферритина в сыворотке крови, степень насыщения трансферрина и содержание железа в печени (таблица 2), что сопровождалось отставанием в приросте массы тела. При этом проявлялись и клинические признаки дефицита железа: непропорциональность тела, дерматит, кожные выделения, бледность кожных покровов на открытых местах тела (нос, уши).

В обеих опытных группах животных, которые находились на железодефицитном рационе и которым вводили различные формы железа (группы 2 и 3), отмечался

стабильный прирост массы тела, существенное возрастание содержания железа и ферритина в сыворотке крови, железа в печени и степени насыщения трансферрина (таблица 2). Однако, в отличие от животных 2-ой группы, в печени животных 3-ей группы отмечалось значительно большее депонирование железа. Различия в относительной массе внутренних органов были незначительными и не могли быть однозначно соотнесены ни с типом рациона, ни с уровнем обеспеченности Ре. Важно отметить, что ранее наблюдаемые клинические признаки дефицита железа были полностью купированы в результате дополнительного введения как НЧ Ие, так и «традиционной» формы железа.

Аналогично динамике изменения сывороточных показателей, характеризующих обеспеченность организма железом, изменялись и гематологические показатели (общее количество и средний объём эритроцитов, показатель гематокрита и среднее содержание НЬ в эритроците). В конце эксперимента дополнительное введение как НЧ Ре, так и «традиционной» формы Ре приводили к достоверному, более чем двукратному, увеличению концентрации НЬ в крови, при этом у крыс 1 группы он оставался на прежнем уровне. У животных 4 группы уровень НЬ не изменялся.

Результаты исследования лейкоцитарной формулы (общее содержание лейкоцитов, доля нейтрофилов, лимфоцитов, моноцитов, базофнлов, процент незрелых клеток) не выявил каких-либо достоверных различий между всеми опытными группами. Однако следует отметить, что содержание эозннофилов у животных 2 (0,2!±0,06%) и 3 групп (0,24±0,04%) было достоверно выше как по сравнению с животными 1 группы, имевшими дефицит железа (0,10±0,06%), так и с животными контрольной группы, находившимися в течение всего эксперимента на ОВР (0,03±0,02%).

Данные о состоянии апоптоза клеток печени свидетельствуют о существенных отклонениях показателей числа живых и мертвых клеток, клеток, находящихся в стадии «раннего» апоптоза и суммарного содержания клеток, находящихся в апоптозе у животных, имевших дефицит железа. У животных 2 и 3 групп происходило восстановление нарушенных показателей, характеризующих состояние апоптоза в клетках печени и они не различались как между собой, так с животными контрольной группы.

Таким образом, судя по всем изученным индикаторным показателям (уровень железа в биосубстратах, содержание НЬ, параметры системы гемопоэза) НЧ оксида Ре+3 способны восстанавливать статус этого микроэлемента, нарушенный вследствие алиментарного его дефицита, во всяком случае, не менее эффективно, чем традиционная форма этого микроэлемента - растворимая соль Ре+:. Как известно, всасывание железа из ионных соединений происходит преимущественно в двухвалентной форме, тогда как

эффективность утилизации железа из соединений, содержащих Ре+3, жестко лимитируется определенным уровнем рН содержимого желудочно-кишечного тракта, а также наличием в составе рациона веществ, способных переводить Ре+3 в Ре+2 (аскорбиновая кислота, отдельные органические кислоты и т.д.). Вследствие этого наиболее часто используются двухвалентные соединения железа, обладающие хорошей растворимостью, высокой диссоциационной способностью или же органически связанные соединения Бе+\ а также железо в форме, связанной с гемом (в составе продуктов животного происхождения). Попадая в желудочно-кишечный тракт, соединения двухвалентного, но не трёхвалентного, железа проникают в мукозные клетки слизистой оболочки кишечника, а затем в кровь посредством механизма пассивной диффузии. В крови происходит процесс окисления Ре+2 до Ре+3, которое связывается с трансферрином и ферритином, и, таким образом, переносится в отдельные органы, где оно образует пул депонированного железа, используемого в дальнейшем в синтезе НЬ, миоглобина, других железосодержащих соединений (в том числе ферментов).

Особенностью настоящего исследования явилась оценка эффективности применения двух принципиально различных форм железа - НЧ железа в трехвалентной форме и «традиционного» двухвалентного железа. Если примять во внимание одинаковое исходное железодефицитное состояние животных 2 и 3 групп, то принципиально можно оценить эффективность применения этих двух форм железа. При этом следует отметить, что динамические показатели (такие как концентрация НЬ и эритроцитов в крови, показатель гематокрита, среднее содержание и средняя концентрация НЬ в эритроците, содержание железа в сыворотке крови, железосвязывающая способность сыворотки крови, степень насыщения трансферрина), характеризующие обмен железа в организме, были практически одинаковыми у животных 2 и 3 групп в конце эксперимента. В тоже время содержание железа в печени и концентрация ферритина в сыворотке крови были существенно выше, а содержание трансферрина в сыворотке крови ниже у животных, получавших двухвалентную форму железа. Это свидетельствует о том, что у животных этой группы произошло полное восстановление нарушенного метаболизма железа, что и предполагалось первоначально при планировании эксперимента. С другой стороны, использование НЧ железа в трехвалентной форме также почти полностью восстанавливало динамические показатели, характеризующие обмен железа в организме, однако концентрация ферритина в сыворотке крови и содержание железа в печени было ниже, чем у животных 3 группы, что указывало на то, что необходимые запасы железа не были полностью восстановлены. При дефиците железа происходит увеличение его всасывания в желудочно-кишечном тракте и железо сразу же используется на восстановление одной из важнейших функций организма - поддержание нормальной

концентрации Hb в крови, в то время как восстановление запасов этого микроэлемента в депо растянуто во времени. Таким образом, у животных, получавших НЧ железа в трехвалентной форме, за исследуемый период времени происходило восстановление гематологических и некоторых биохимических показателей, характеризующих обеспеченность организма железом, но депонирование железа в адекватных количествах еще не наступало. С одной стороны это можно рассматривать как несколько сниженную эффективность НЧ железа в трехвалентной форме, что требует пролонгированного его назначения. Однако, с. другой стороны, этот эффект можно рассматривать и с положительной стороны: использование двухвалентного железа (группа 3) в изучаемой дозе приводило к довольно выраженному, даже избыточному, депонированию железа в печени, что может иметь отрицательное значение. Таким образом, сравнивая эффективность использования изученных соединений железа, можно констатировать, что НЧ железа в трехвалентной форме обладают более «мягким» действием, чем «традиционная» двухвалентная форма железа: они полностью восстанавливают нарушенные показатели обмена железа и не приводят к его избыточному накоплению в печени.

Тот факт, что НЧ Fe+3 обладают способностью восстанавливать статус железа в организме, в степени, сравнимой с «традиционной» формой Fe+2, свидетельствует о том, что для НЧ может быть характерен особый механизм всасывания в желудочно-кишечном тракте. Этот механизм может быть связан, например, с их непосредственным проникновением через барьер слизистой оболочки кишки по механизму эндоцитоза (известный из литературы процесс «персорбции») [Volkheimer, 1977; Морозов И.А. и др., 1985,1986, Мазо В.К. и др., 2008] с последующей солюбилизацией и утилизацией лизосомальным аппаратом клеток.

Наночастицы оксида цинка

В связи с тем, что литературе отсутствуют данные об острой токсичности НЧ ZnO, с целью определения дозы для дальнейших исследований был проведен эксперимент для установления LD50. При определении острой токсичности НЧ ZnO и раствор ZnS04 («традиционный» химический аналог НЧ) вводили крысам однократно внутрижелудочно в дозах 115; 1150 и 5750 мг/кг массы тела в расчёте на Zn. Летальность животных при этих трёх дозах составила: для ZnS04 - 0/9 (0%), 3/9 (33%) и 10/10 (100%); для НЧ ZnO -0/9 (0%), 0/9 (0%) и 2/10 (20%). Таким образом, LD50 при внутрижелудочном введении ZnS04 составила 2500 мг/кг массы тела (III класс опасности, «умеренно опасные» вещества).

Таблица 2. Показатели, характеризующие обеспеченность железом животных (М±т).

Группы №№ Число крыс ССЖ, мкг/ 100 см5 НЖСС, мкг/100 см3 ОЖСМ, мкг/ 100 см3 Степень насыщения трансферрина, % Ре в печени, мг/кг Трансферрин сыворотки, мг/ см3 Ферритин сыворотки, мкг/ см3

I. Дефицит железа 12 0,4±0,2 38,32±0,42 36,26±1,95 5,80±4,80 24,46±2,04 19,42± 2,90 65,88± 4,10

2. НЧ Ре203 12 35,1±5,6 34,58±1,58 69,71±5,28 46,99±4,68 59,20±7,00 24,38± 2,29 90,39± 7,79

3. Сульфат железа (II) 11 35,1±4,3 36,40±1,10 71,53±4,19 47,06±3,93 176,2±4б,6 17,18± 1,42 129,66± 12,65

4. ОВР 7 16,8±2,9 36,604=0,49 53,34±3,01 30,41±2,99 56,38±12,29 23,93± 3,19 138,68± 17,33

Однородность распределения, группы 1-4, АЫОУА, Р <0,05 >0,05 <0,05 <0,05 <0,05 >0,05 <0,05

Критерий Стьюдента, Р 1_2 <0,05 >0,05 <0,05 <0,05 <0,05 >0,05 <0,05

1_3 <0,05 >0,05 <0,05 <0,05 <0,05 >0,05 <0,05

1_4 <0,05 >0,05 <0,05 <0,05 >0,05 >0,05 <0,05

2_3 >0,05 >0,05 >0,05 >0,05 <0,05 <0,05 <0,05

2_4 <0,05 >0,05 <0,05 <0,05 <0,05 >0,05 <0,05

3_4 <0,05 >0,05 <0,05 <0,05 <0,05 >0,05 >0,05

Критерий Крускала и Уоллиса, группы 1-4, Р <0,05 >0,05 <0,05 <0,05 <0,05 >0,05 <0,05

Непараметрический критерий Манна-Уитни, Р 1_2 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 >0,05 >0,05

1_3 <0,05 >0,05 <0,05 <0,05 <0,05 >0,05 <0,05

<0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 >0,05 <0,05

2 3 >0,05 >0,05 >0,05 >0,05 <0,05 <0,05 <0,05

2_4 <0,05 >0,05 <0,05 <0,05 >0,05 >0,05 <0,05

3 4 <0,05 >0,05 >0,05 <0,05 <0,05 >0,05 >0,05

В то ж время летальность при введении НЧ ZnO была достоверно ниже. Оцененная путём экстраполяции величина ЬБ^о для НЧ ХпО составила не менее 10 ООО мг/кг массы тела. Таким образом, НЧ ХпО могут быть отнесены к IV классу опасности («малоопасные» вещества). Полученный результат показывает, что острая токсичность НЧ 7пО значительно ниже, чем у традиционной формы 2п804.

Задачей настоящего раздела явилось изучение эффективности применения НЧ 2пО в качестве источника 2х\ в питании. Содержание животных на цинкдефицитном корме в течение 14 суток приводило к отставанию в приросте массы тела животных, по сравнению с животными, получавшими ОВР. В первой серии экспериментов введение экспериментальным животным НЧ 2пО и 7п504 в дозе 0,4 мг/кг массы тела (в расчете на 2п) не приводило у них к нормализации темпов роста. Так, прирост массы тела за все 49 дней эксперимента у животных 2 и 3 групп недостоверно отличался от прироста массы животных 1 группы, имевших недостаточность Ъп (68,5±11,5%). За то же время прирост массы тела крыс, находившихся на ОВР составил 232±8%. В конце эксперимента у крыс, получавших цинкдефицитный корм, отмечалось достоверное снижение относительной массы всех внутренних органов по сравнению с контрольной группой животных. Активность ЩФ в сыворотке крови была значительно ниже (1,40±0,15; 1,19±0,32 и 1,01±0,29 мкмоль/мин/см3), чем у животных контрольной группы (3,44±0,56 мкмоль/мин/см3). Содержание Ъл в бедренной кости составило 51,2±2,3, 57,3±1,8 и 64,4±3,6 мг/кг против 99,2±6,5 мг/кг у животных контрольной группы.

Полученные результаты позволяют заключить, что доза Ъп, равная 0,4 мг/кг массы тела как в форме НЧ, так и в форле «традиционной» соли, в условиях данного эксперимента была недостаточной и не позволяла восстановить нарушенный его статус. Причина, этого, по-видимому, состоит в наличии в применяемом цинкдефицитном рационе компонентов, препятствующих абсорбции Ъл [Мазо В.К., 2002]. Ввиду этого, во второй серии экспериментов доза обеих форм Хп, вводимая животным, была увеличена до 13 мг/кг массы тела.

Через 14 суток введения НЧ 7пО и 2пБ04 масса тела животных обеих групп (5 и 6 группы) возрастала практически одинаково и достоверно быстрее, чем в животных, продолжавшим получать цинкдефицитный корм. На рис. 3 представлена фотография животных с недостаточностью Ъп и животных, получавших НЧ ХпО. Наблюдаемые проявления (отставание в росте, нарушение пропорций тела, дерматит) полностью устранялись в результате двухнедельного введения НЧ 2пО.

Рис.3. Фотография крыс одного возраста, имеющих дефицит цинка (сверху) и из группы, получавших

нчгпо.

Нахождение животных на цинкдефицитном рационе приводило к существенному снижению содержания 7л в бедренной кости (табл. 3). что является объективным критерием его недостаточности [Баяржаргал М. и др.. 2007]. При этом у животных 5 и 6 групп содержание 2п в бедренной кости существенно увеличивалось и практически не различалось между этими двумя группами экспериментальных животных. Активность ЩФ в сыворотке крови носила аналогичный характер: довольно существенное снижение в животных, находящихся на циндефицитном рационе, и полное восстановление при добавлении изучаемых соединений цинка (табл. 3). Таким образом, рассматриваемые показатели, характеризующие статус '¿п, и нарушенные при его дефиците, эффективно и приблизительно в равной степени нормализуется у животных 5 и 6 групп, получавших 2л как в форме НЧ, так и в форме его «традиционного» аналога.

Данные о состоянии апоптоза клеток печени также свидетельствовали о существенных отклонениях, наблюдаемых у животных, имевших дефицит Т.п. при этом они полностью нормализовались после коррекции рациона по 7.п, независимо от того, получали ли животные '¿пО или 7л804. Аналогичная динамика была отмечена и в отношении некоторых иммунологических показателей, нарушенных вследствие нахождения животных на цинкдефицитном рационе.

Таким образом, полученные данные указывают на то, что НЧ ¿пО позволяют восстанавливать статус этого микроэлемента, нарушенный при дефиците 2п, во всяком случае, не менее эффективно, чем традиционная форма этого микроэлемента -неорганическая соль, используемая, в частности, при обогащении специализированных продуктов энтерального питания и заменителей женского молока [Мазо В.К, 2002]. При этом введение крысам НЧ 7пО в дозе 13 мг/кг не вызывает каких-либо неблагоприятных изменений охарактеризованных показателей по сравнению с животными, получавшими «традиционную» форму этого микроэлемента, при том что острая токсичность НЧ ХпО значительно меньше чем 2п8С>4.

Таблица 3. Показатели, характеризующие обеспеченность цинком у животных опытных групп

Группы №№ Число крыс 7-п бедренной кости, мг/кг ткани (М±1п) Активность ЩФ (М±т)

4. Дефицит цинка 10 35,8±2,0 2,87±0,82

5. НЧ ?.пО, доза 13 мг/кг по 2п 10 2У2±7* 5,81 ¿0,36

6. Сульфат цинка, доза 13 мг/кг по /п 10 333±15* 6,54)0,49

Однородность распределения, группы 1-3, АЫОУА, Р 0,00 >0,05

Достоверность* различия при попарном сравнении с группой 1, для групп №№ гр.2 0,00 0,003

гр.З 0,00 0,001

Достоверность* различия при попарном сравнении групп гр2-грЗ >0,05 >0,05

*-различие групп 2 иЗ с группой I достоверно, Р<0,05, критерии Мана-Уипши; различие между группами 2 и 3 недостоверно, Р>0,1

Наночастнцы элементарного селена

Задачей настоящего раздела исследований была характеристика бнодоступности 114 селена в эксперименте на животных, имеющих алиментарную недостаточность данного микроэлемента. НЧ селена вводили животным в двух дозах, первая из которых (0,04 мг/кг) приблизительно соответствовала количеству селена, добавляемого к стандартному полусинтетическому рациону, а вторая (0,4 мг/кг) была агравирована в 10 раз (группы 3 и 4 соответственно). В качестве «традиционного» источника селена для животных 5 группы был выбран селенит натрия, характеризуемый достаточно высоким уровнем усвояемости [Гмошинский И.В. и др., 2006; Гмошпнский И.В., 2000). Животные 2 группы получали селендефицитный корм, а крысы 1 группы получали стандартный ОВР и были полностью обеспечены селеном в составе его натуральных ингредиентов.

Результаты исследований показали, что абсолютный и относительный приросты массы тела животных во всех группах (2-5 группы), получавших экспериментальный селенодефицитиый рацион на основе дрожжевого белка, на протяжении всего эксперимента не различались. Однако животные 1 группы, получавшие ОВР, росли существенно быстрее. В целом прирост массы тела у крыс в группах 2-5 за 30 дней составил 60^4; 58±3; 51±4, и 57±5 % от исходного и также не различался между группами.

Как следует из данных табл. 4. минимальный уровень Бе в сыворотке крови отмечался у животных 2 группы, находившихся на селенодефицитном рационе на протяжении всего эксперимента. По мере увеличения дозы НЧ Эе его концентрация в сыворотке крови дозозавнеимо нарастала и при дозе 0,4 мг/кг массы тела превышала этот уровень, имевшийся у крыс 1 группы, получавших ОВР. Вместе с тем, у животных, получавших селенит натрия, практически тог же уровень Яе в сыворотке отмечается уже при его дозе в 10 раз меньшей.

Группы №№ Число крыс Содержание Se (М±ш)

Se в печени, нг/г ткани Se в сыворотке крови, нг/смЗ

1 15 423±40 385±16

2 12 367±31 210±13

3 10 414±18 307±7

4 12 1065±110 481±30

5 10 933±56 461±14

Достоверность различия, при попарном сравнении групп, Р 1/2 >0,05 <0,001

1/3 >0,05 <0,001

1/4 <0,001 <0,01

1/5 <0,001 <0,003

2/3 >0,05 <0,001

2/4 <0,001 <0,001

2/5 <0,001 <0,001

3/4 <0,001 <0,001

3/5 <0,001 <0,001

4/5 >0,05 >0,05

Содержание Бе в ткани печени практически не различалось у крыс, получавших

ОВР и селенодефицитный корм с добавлением НЧ Se в дозе 0,04 мг/кг. В то же время у животных 2-ой группы имелась некоторая тенденция к снижению содержания Se в печени, свидетельствующая об уменьшении запасов микроэлемента в депо организма. У животных, получавших 10-кратно увеличенную до у НЧ Se или селенит натрия этот показатель резко и достоверно возрастал. Различия в динамике содержания Se в крови и его накопления в печени, по-видимому, связаны с тем, что концентрация Se в сыворотке крови, зависящая от уровня небольшого числа селенопротеинов, экспрессия которых определяется нутритивным статусом этого микроэлемента, представляет собой лабильный показатель обеспеченности, в то время, как уровень Se в ткани печени отражает, скорее, состояние его консервативного тканевого депо [Janghorbani М. et al., 1990; Waschulewski I.H., 1988]. Активность глутатионпероксидазы в плазме крови крыс 1-5 групп достоверно не различалась.

Концентрация тканевых тиолов печени (представленных у крыс, главным образом, глутатионом) была достоверно снижена у животных 2 группы, имевших недостаточность Se, и полностью восстанавливалась до контрольного уровня во всех группах крыс, получавших различные формы и дозы Se. Показатель всасывания белкового антигена (ОВА), по некоторым данным отрицательно коррелирующий у крыс со статусом Se и восстановленного глутатиона [Голубкина H.A. и др., 1998; Голубкина H.A. и др., 2000], достоверно не различался у крыс, получавших различные добавки Se.

Исследование апоптоза клеток печени выявило достоверное снижение относительного числа живых клето к в гейте гепатоцитов и повышение процента гепатоцитов в состоянии апоптоза у животных 2 группы, имевших недостаточность Se.

Таким образом, представленные результаты показывают, что НЧ элементарного Se могут усваиваться организмом, хотя, возможно, и несколько менее эффективно, чем селенит натрия.

При решении вопроса о выборе пищевого источника Se следует учитывать, что биодоступность неорганических солей Se(VI) (селенатов), является, по-видимому, максимальной [Гмошинский И.В. и др., 2006]. Биодоступность неорганического Se (IV) (селенит) также, по-видимому, очень велика в условиях нормальной обеспеченности серусодержащими аминокислотами, однако при их недостаточности может резко снижаться [Гмошинский И.В. и др., 2000]. Вместе с тем, высокая токсичность неорганических соединений Se (селенитов и селенатов) значительно ограничивает возможности их использования. Гораздо лучшие перспективы для профилактики недостаточности Se в это м отношении имеют его органически связанные формы (селенометионин, селенсодержащая спирулина, автолизат селеносодержащих дрожжей), усвояемость которых варьирует в достаточно широких пределах, не превосходя, однако, значений, характерных для неорганических солей. Вместе с тем, органически связанные формы селена менее токсичны, чем неорганические соли Se [Мазо В.К., 1999]. В этом ряду возможных источников Se находятся, как следует из полученных данных, также и НЧ нульвалентного Se, токсичность которых, судя по данным ряда работ, низкая [Jia X. et al., 2003; Wang H. et al.,2007; Zhang J. et al., 2005], а биодоступность вполне достаточна для восстановления статуса этого микроэлемента при поступлении на уровне, соответствующем физиологической потребности.

Изучение биокинетики наночастиц окиси цинка после однократного пероралыюго введения с использованием технологии меченых атомов

НЧ [65Zn]ZnO вводили крысам однократно внутрижелудочно через зонд на фоне стандартного полусинтетического рациона. На протяжении суток у экспериментальных животных собирали кал и мочу для регистрации определения экскреции меченых НЧ Zn и далее на протяжении последующих 4 суток определяли распределение метки по органам и тканям животных в целях установления метаболической «судьбы» меченых НЧ. 65Zn в мо ■е и кале определяли в процентах по отношению к полной введенной активности, а также проводили расчёт коэффициента всасывания, ретенции и эффективной ретенции Zn. Полученные данные свидетельствуют об очень высокой биодоступности цинка в составе НЧ его оксида на фоне потребления стандартного полусинтетического рациона, так как суммарная радиоактивность НЧ, не всосавшихся в кишечнике, составила всего около 20%. Следовательно, с учётом времени транзита кишечного содержимого, составляющего у крысы порядка 1 суток, количество

всосавшейся метки составило не менее 80%.

Полученные данные, свидетельствующие о высокой биодоступности Zn в составе НЧ его оксида, тем более значимы, что исследование проведено у животных, нормально обеспеченных данным микроэлементом. В условиях дефицита Zn, когда, как известно, отмечается эффект его «консервации» в организме [Мазо В.К. и др., 2002], величины кишечной абсорбции и ретенции могут оказаться ещё большими.

Как следует из данных, представленных в табл. 5, цинк, вводимый в составе НЧ в желудочной кишечный тракт крыс, поступает во внутреннюю среду, характеризуясь при этом различным тропизмом в отношении внутренних органов. Наибольшее количество метки выявляется в печени и почках, далее (в порядке убывания) следуют селезёнка, поджелудочная железа, берцовая кость, семенники, лёгкие, хрящ берцовой кости, сердце, кровь и головной мозг. Обращает на себя внимание относительно низкая степень включения цинка в мозг, несмотря на значительное число представленных в нём Zn-содержащих белков. Максимум включения метки во все органы и ткани наблюдается между 24 и 72 ч после введения. Через 120 ч наблюдения активность 65Zn во всех изученных биосубстратах снижается, что соответствует известным из литературы данным о быстрой обновляемости ряда Zn-содержащих тканевых белков (многие из которых являются ферментами) и отсутствии выраженного эффекта депонирования этого микроэлемента в условиях нормальной обеспеченности [Мазо В.К. и др., 2002].

Наибольшее количество 65Zn депонируется в костно-мышечном каркасе животных, в состав которого, по условиям эксперимента, был включён также кожно-волосяной покров и мочевой пузырь. Как и в случае внутренних органов, максимум включения метки в каркас отмечается через 72 ч, а к 120 ч начинает преобладать процесс выведение Zn из организма.

Наибольшее количество цинка, поступившего с препаратом НЧ, на протяжении первых суток после введения фиксируется в каркасе (13-40%) и выделяется с калом (1369%). Через 72 ч значительное количество метки выявляется также в составе желудочно-кишечного тракта (15-40%) и печени (3-5%). Относительная величина фиксации метки в остальных биосубстратах оказывается пренебрежимо малой. Через 120 ч подавляющая часть метки 65Zn (83-85%) экскретируется с калом, и только 11-13% задерживается в составе каркаса. Обращает на себя внимание очень низкий уровень экскреции цинка с мочой, наблюдаемый при всех сроках эксперимента. Таким образом, как следует из представленных данных, цинк, поступающий в составе НЧ ZnO в организм крыс, нормально обеспеченных этим микроэлементом, достаточно полно всасывается в желудочно-кишечном тракте и эффективно усваивается в организме.

Таблица 5. Распределение метки в органах и тканях крыс после однократно

внутрижелудочного введения препарата меченных 65Zn ИЧ оксида цинка (% от введённой дозыхЮ21 М±т)__

Орган Время после введения, ч

4 24 72 120

Кровь 12,6±2,5 24,4±5,3 47,5±0,9 17,1±2,0

Мозг 2,1 ±0,5 3,6±1,3 6,4±0,3 4,7±0,4

Сердце 6,1±1,6 11,2±4,2 16,6±7,8 4,9±1,0

Легкие 7,6±1,2 14,8±1,8 18,9±3,6 6,8±1,8

Семенники 7,8±1,2 18,0±2,5 19,6±2,9 7,2±1,1

Поджел. железа 17,7±3,7 21,4±8,2 22,7±3,7 2,9±0,8

Почки 37,6±9,4 42,8±10,1 53,6±6,5 11,6±0,7

Печень 250,2±48,9 387,8±55,8 397,7±78,9 131,6±11,5

Селезенка 19,9±7,2 25,6±4,5 35,4±9,3 10,5±2,9

ВЫВОДЫ

1. С использованием физических методов охарактеризованы наночастицы оксида железа (III), оксида цинка и элементарного селена. Указанные вещества представляют собой ультрадисперсные системы, слагаемые в основной своей массе не агрегированными или слабо агрегированными наночастицами с размером менее 100 нм.

2. Наночастицы диоксида титана при поступлении в желудочно-кишечный тракт в дозе до 100 мг/кг способны проникать в ограниченных количествах в клетки эпителия тонкой кишки и далее накапливаться в печени (в количестве 0,937±0,267 мг/кг ткани в пересчете на титан).

3. По величине острой токсичности наночастицы оксида цинка относятся к малоопасным веществам (IV класс опасности): LD5o для них составляет 10 000 мг/кг массы.

4. В эксперименте с использованием радиоизотопной метки 65Zn определены биокинетические характеристики наночастиц оксида цинка, однократно перорально вводимых в желудочно-кишечный тракт крыс. Показано, что наночастицы цинка эффективно всасываются в тонкой кишке, распределяется по органам и тканям и проникают в ограниченных количествах через гематоэнцефапический барьер. Величина истинной абсорбции цинка, вводимого в составе меченых наночастиц, составляет 80%, а коэффициент эффективной ретенции в первые сутки после введения - не менее 99%.

5. У крыс с алиментарной недостаточностью цинка введение наночастиц оксида цинка в течение 14 дней приводит к практически полному восстановлению показателей обеспеченности этим микроэлементом (содержание цинка в бедренной кости - 292±7 мг/кг, активность щелочной фосфатазы - 5,81±0,36 мккат/дм3) и не вызывает неблагоприятных изменений в гематологических и иммунологических показателях, а также проницаемости кишечного барьера для белковых макромолекул.

6. Установлена биодоступность железа в составе наночастиц оксида железа (III) при введении в желудочно-кишечный тракт крыс, имеющих железодефицитную анемию. По степени восстановления статуса железа наночастицы трехвалентного железа были сопоставимы с двухвалентной формой железа, но при этом отсутствовало избыточное накопление железа в печени (НЧ Fe (III) - 59,2±7 мг/кг, сульфат Fe (II) - 176,2±46,6 мг/кг).

7. Наночастицы селена в дозе, близкой к физиологической потребности, восстанавливают нарушенный статус селена вследствие его дефицита в корме, оцениваемый по концентрации селена в сыворотке крови и его содержанию в печени. Признаков токсического действия наночастиц нульвалентного селена на организм животных не выявлено даже в дозе, 10-кратно превышающей уровень физиологической потребности в данном микроэлементе.

8. В совокупности полученные результаты исследований позволяют предположить, что изученные наночастицы оксидов железа и цинка, а также нульвалентного селена можно рассматривать как возможные пищевые источники этих эссенциальных микроэлементов.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Работы, опубликованные в ведущих рецензируемых журналах, определенных ВАК

1. Распопов Р. В. Современные методы определения наночастиц и наноматериалов в природных объектах // Вопросы детской диетологии. - 2009. - Т.7. - №4. - С.69

2. Распопов Р.В., Берников В.М., Шумакова А.А., Сенцова Т.Е., Трушина Э.Н. и др. Токсиколого-гигиеническая характеристика наночастиц диоксида титана, вводимых в виде дисперсии в желудочно-кишечный тракт крыс. Сообщение 1. Интегральные, биохимические и гематологические показатели, степень всасывания макромолекул в тонкой кишке, повреждение ДНК // Вопросы питания. - 2010. - Т. 79. - № 4. - С. 21-30

3. Распопов Р.В., Бузулуков Ю.П., Марченков Н.С., Соловьев В.Ю., Демин В.Ф, и др. . Биодоступность наночастиц оксида цинка. Изучение методом радиоактивных индикаторов // Вопросы питания. - 2010. - Т.79. - № 6. - С.14-18

4. Котенко К.В., Беляев И.К., Бузулуков Ю.П., Буишанов А.Ю., Демин В. Ф., Распопов Р.В. и др. Экспериментальное исследование биокинетики наночастиц оксида цинка у крыс после однократного пероралъного введения с использованием технологии меченных атомов // Медицинская радиология и радиационная безопасность. - 2011. - Т. 56. - №2. -С.5-10

5. Распопов Р.В., Арианова Е.А., Трушина Э.Н., Мальцев Г.Ю., Кузьмин П.Г. и др. Характеристика биодоступности наночастиц нульвалентного селена у крыс статья // Вопросы питания. - 2011. - Т.80. - № 4. - С.36-41

6. Распопов Р.В., Трушина Э.Н., Гмошинский И.В., Хотимченко С.А. Биодостушюсть наночастиц оксида железа при использовании их в питании. Результаты экспериментов на крысах - Вопросы питания. - 2011. - Т.80. - № 3. - С.25-30

7. Тутельян В.А., Хотимченко С.А., Гмошинский И.В., Шумакова A.A., Распопов Р.В. Комплексная медико-биологическая оценка безопасности наноматериалов: информационно-аналитическая и экспериментальная составляющие // Здоровье населения и среда обитания. - 2011. - № 5. - С. 15 -19

Материалы научных конференций

1. Берников В.М., Тананова О.Н., Распопов Р.В., Аксенов И.В., Трусов Н.В. Влияние

наночастиц рутилыюй формы диоксида титана, вводимых внутрижелудочно, на биохимические и гематологические показатели у крыс // Материалы XI Всероссийского Конгресса диетологов и нутрициологов «Питание и здоровье». - М. -2009. - С.31-32

2. Распопов Р.В., Берников В.М., Тананова О.Н., Невзорова В.В., Селифанов A.B. Влияние наночастиц рутильной формы диоксида титана, вводимых внутрижелудочно, на рост, массу органов, проницаемость кишечного барьера, окислительное повреждение ДНК у крыс // Материалы XI Всероссийского Конгресса диетологов и нутрициологов «Питание и здоровье» - М. -2009. - С. 135

3. Смирнова В.В., Верников В.М., Арианова Е.А., Распопов Р.В. Токсиколого-гигиеничсская характеристика анатазной формы наночастиц диоксида титана // Материалы XI Всероссийского Конгресса диетологов и нутрициологов «Питание и здоровье» - М. - 2009. - С. 150-151

4. Шарапова Н.Э., Распопов Р.В. Исследование противовоспалительных цитокинов в сыворотке крови крыс, получавших наночастиц диоксида титана // Материалы XI Всероссийского Конгресса диетологов и нутрициологов «Питание и здоровье». - М. -

2009. - С.176-177

5. Распопов Р.В., Тананова О.Н., Смирнова В.В., Шумакова A.A. Биодоступность наноструктурированной и традиционной формы цинка в эксперименте // Материалы XII Всероссийского Конгресса диетологов и нутрициологов «Питание и здоровье». - М. -

2010.-С.70

6. Трушина Э.Н., Мустафина O.K., Распопов Р.В., Гмошинский Н.В. Изучение параметров клеточного иммунитета и апоптоза гепатоцитов крыс при алиментарном недостаточности цинка // Материалы XII Всероссийского Конгресса диетологов и нутрициологов «Питание и здоровье». - М. - 2010. - С.83-84

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

НЧ - наночастица

ОВА - овапьбумин куриного яйца

ОВР - общевиварный рацион

ОЖСС - общая железо-связывающая способность

ЩФ - щелочная фосфатаза

ЭМ - электронная микроскопия

ЭФ - электрофорез

GPX - глутатионпероксидаза

НЬ - гемоглобин

Заказ № 310-i/l 1/2011 Подписано в печать 22.11.2011 Тираж 150 экз. Усл. пл. 1,2

ООО "Цифровичок", тел. (495) 649-83-30 www.cfr.ru ; e-mail:info@cfr.ru

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Распопов, Роман Владимирович

стм Сканирующая туннельная микроскопия

СХПЭЭ Спектр характеристических потерь энергии электронов

СЭМ Сканирующая электронная микроскопия тэм Трансмиссионная (просвечивающая) электронная микроскопия

УФ у Ультрафиолетовый

УЦ Ультрацентрифугирование

ЩФ Щелочная фосфатаза эм Электронная микроскопия

ЭФ Электрофорез

ЯМР Ядерный магнитный резонанс

АпУ Аннексии- V

БЬ8 Динамическое лазерное светорассеяние

БЭ Коэффициент всасывания

ЕИБ Коэффициент эффективной ретенции

РЕЕ Проточно-полевое фракционирование

Е1ТС Флуоресцеина изотиоцианат вРХ Глутатионпероксидаза

С8Н Глутатион (восстановленный)

ИВ Гемоглобин

НЭС Гидродинамическая хроматография

1Л)50 Доза, отвечающая 50%-ной летальности

ЫВБ Спектроскопия лазерного разложения

РВБ Фосфатно-солевой буфер

Б^ Коэффициент ретенции вЕС Эксклюзионная хроматография

БРЮ Суперпарамагнитный оксид железа

СО Мембранный клеточный антиген

7-ААО 7-аминоактиномицин

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ.

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

2.1. Перспективы применения нанотехнологий при производстве пищевых продуктов.

2.2. токсичность наночастиц, содержащих эссенциальные микроэлементы.

2.2.1. Наночастицы оксида цинка.

2.2.2. Наночастицы оксида железа.

2.2.3. Наночастицы селена.

2.3. Механизмы проникновения наночастиц через барьер желудочно-кишечного тракта.

2.4. Методы исследования наночастиц в составе биологических объектов.

2.4.1. Микроскопия и родственные методы.

2.4.2. Хроматографические и родственные методики.

2.4.3. Методы фильтрации и центрифугирования.

2.4.4. Спектроскопия и родственные методы.

2.4.5. Масс- спектрометрия.

2.4.6. Электрофорез.

2.5. Краткое заключение по обзору литературы.

3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

3.1. Животные, экспериментальные рационы.

3.2. Материалы и реактивы.

3.2.1. Наночастицы и их традиционные химические аналоги.

3.2.2. Прочие материалы.

3.3. Оборудование.

3.3.1. Средства измерений.

3.3.2. Вспомогательное оборудование.

3.4. Методы экспериментов на животных.

3.4.1. Методы изучения воздействия наночастиц диоксида титана на слизистую оболочку тонкой кишки.

3.4.2. Методы изучения биодоступности наночастиц оксида железа (¡11).

3.4.3. Методы изучения биодоступности наночастиц оксида цинка.

3.4.4. Методы изучения биодоступности наночастиц селена.

3.5. Методы физико-химической характеристики наночастиц.

3.6. Методы получения [г,5гы]гкО наночастиц.

3.7. Радиохимические и радиобиологические методы.

3.7.1. Введение радиофармпрепарата наночастиц оксида цинка животным.

3.7.2. Отбор проб.

3.7.3. Обработка данных.

3.8. Химико- аналитические методы.

3.8. /. Определение содержания микроэлементов в составе биологических материалов атомпо-абсорбционной спектрофотометрией и масс-спектрометрией.

3.8.2. Определение содержания железа и общей железосвязывающей способности в сыворотке крови снектрофотометрическим методом.

3.8.3. Определение содержания селена в составе биологических материалов микрофлуориметрическим методом.

3.8.4. Определения гемоглобина гемоглобинцианидным методом.

3.8.5. Опреде.1епие щелочной фосфатачы.

3.8.6. Определение активности глутатионпероксидаз.

3.9. Определение гематологических показателей.

3.10. Иммунологические и иммунохимическне методы.

3.10.1. Цшпофлуориметрия.

3.10.2. Иммунофермешпный анализ овсиьбумина в сыворотке крови.

3.10.3. Иммунофермешпный анализ ферршпина и трапсферрипа в сыворотке крови.

3.11. Метод изучения апоптоза.

3.12. Методы статистической обработки.

4. результаты и обсуждение.

4.1. Физико-химические характеристики применяемых препаратов наночастиц.

4.2. Оценка проницаемости ЖКТ и влияние наночастиц диоксида титана на состояние слизистой оболочки тонкой кишки крыс.

4.3. Экспериментальное обоснование использования наночастиц в качестве источников эссенциальных микроэлементов в питании.

4.3.1. Наночастицы оксида железа (III).

4.3.2. Наночастицы оксида цинка.

4.3.3. Наночастицы элементарного селена.

4.4. Результаты изучение биокипетики наночастиц окиси цинка после однократного перорального введения с использованием технологии меченых атомов.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Биодоступность и биокинетические характеристики некоторых приоритетных наноматериалов в эксперименте"

Нанотехнологии, состоящие в конструировании и направленном манипулировании материальными объектами в субмолекулярном диапазоне размеров менее 100 нм, являются быстро развивающимся направлением современной науки и техники [165; 198; 237]. Область применения искусственно сконструированных наночастиц и наноматериалов постоянно расширяется и включает, в том числе, производство медицинских препаратов [75 ;92], пищевую промышленность [4, 52; 72; 89; 221], выпуск товаров народного потребления и многое другое [61; 83; 84]. При этом следует учитывать, что из-за своих малых размеров и высокоразвитой межфазной поверхности наночастицы обладают комплексом физических, химических свойств и биологическим действием, которые могут резко отличаться от свойств их аналогов в макродисперсной форме [49; 217]. Нельзя исключить, что для многих наноматериалов может быть характерно легкое проникновение через барьеры организма, поступление внутрь клеток, взаимодействие с клеточными структурами и биологическими макромолекулами (ДНК, РНК, белок) [90; 206; 152; 170]. В результате возможно появление у наноматериалов непредсказуемых неблагоприятных свойств, в том числе токсичности. С другой стороны, это открывает возможности использования искусственных наноматериалов как новых источников пищевых веществ, в особенности, микроэлементов, а также в качестве транспортных систем, улучшающих биодоступность и усвоение традиционных форм нутриентов [72; 207; 272].

Приоритетными наноматериалами, рассматриваемыми в настоящее время в качестве перспективных компонентов пищевой продукции, являются наночастицы диоксида титана, оксидов цинка и железа, а также элементарного селена [72; 127; 270]. Всё это предполагает возможность поступления наночастиц в организм пероральным путём, через желудочно-кишечный тракт [99, 114]. Вместе с тем, возможность всасывания наночастиц в желудочно-кишечном тракте, их накопление в органах и тканях, пути выведения, возможность токсического действия при таком пути поступления изучены пока крайне недостаточно.

В связи с наличием у- наноразмерных объектов недостаточно изученных биологических свойств, в том числе потенциально неблагоприятных, актуальной является проблема оценки безопасности наноматериалов, а в случае выявления у них токсического действия на организм - также и их регуляции, контроля и гигиенического нормирования [20, 30]. Данный комплекс проблем, обозначаемый в литературе обобщённым термином «нанобезопасность», находится в центре внимания широкого ряда международных и национальных организаций, ведающих вопросами здравоохранения и охраны окружающей среды [178, 165, 166, 61, 237]. В Российской Федерации постановлением Главного Государственного санитарного врача Российской Федерации в 2007 году была утверждена «Концепция4 токсикологических исследований, методологии оценки риска, методов идентификации и количественного определения наноматериалов», которая ставит задачу разработать нормативную и методическую базу в области безопасности наноматериалов и провести токсиколого-гигиенические исследования приоритетных наноматериалов [20, 24, 25, 26, 30].

Исследования безопасности наноматериалов и перспектив использования некоторых из них в питании человека исследуются в рамках темы РАМН «Нанотехнологии и наноматериалы в медицине на период 2008-2015 гг». В порядке реализации заданий данной программы в НИИ питания РАМН в 20072011 гт выполнялись,темы НИР № 086 «Разработка критериев и методов оценки безопасности нанотехнологий и наноматериалов, используемых при производстве пищевой продукции» и № 108 «Оценка безопасности различных видов наноматериалов, предлагаемых для использования в пищевой промышленности (наночастицы металлического серебра, оксидов железа, кремния, цинка и другие)», целью которых является, в том числе, разработка критериев и методов оценки безопасности и эффективности наноматериалов при алиментарном пути их поступления.

В связи с вышеизложенным, целыо работы является изучение в эксперименте проницаемости желудочно-кишечного тракта для отельных НЧ, их распределения и оценка эффективности использования в питании некоторых приоритетных видов наноматериалов.

В соответствии с целью работы были поставлены следующие задачи:

Для решения поставленных задач в работе использованы методы экспериментальной нутрициологии, радиохимические, химико-аналитические методы (атомно-абсорбционная спектрометрия, спектрофлуориметрия, спектрофотометрия), биохимические и энзимологические методы (определение метабол ом ных и энзиматических биомаркеров обеспеченности организма микроэлементами, оценка показателей антиоксидантного статуса организма и процессов перекисного окисления), морфологические методы (электронная микроскопия), иммунологические и цитологические методы.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ

Показана высокая биодоступность НЧ элементарного селена при его поступлении в желудочно-кишечный тракт в количествах, близких к физиологической потребности в этом микроэлементе.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ

Материалы проведённых исследований использованы при разработке следующих нормативно-методических документов в' рамках выполнения Федеральной целевой программы «Развитие инфраструктуры в Российской Федерации на период 2008-2011 г» по государственному контракту с Министерством образования и науки РФ на тему «Создание проектов нормативно-правового и методического обеспечения комплексной системы безопасности в процессе исследований, освоения, производства, обращения и утилизации наноматериалов в Российской Федерации»:

1) Методические рекомендации МР 1.2.2639-10 «Использование методов количественного определения наноматериалов на предприятиях наноиндустрии » (Утверждены руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации 24.05.2010 г.).

2) Методические рекомендации МР 1.2.2641-10 «Определение приоритетных видов наноматериалов в объектах окружающей среды, пищевых продуктах и живых организмах» (Утверждены руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации 24.05.2010 г.).

3) Методические указания МУ 1.2.2741-10 «Порядок отбора проб для выявления и идентификации наноматериалов в лабораторных животных » (Утверждены руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации 23.09.2010 г.).

4) Методические указания МУ 1.2.2745-10 «Порядок отбора проб для характеристики действия наноматериалов на лабораторных животных» (Утверждены руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации

23.09.2010 г.).

5) Методические указания МУ 1.2.2869-11 «Порядок оценки токсического действия наноматериалов на лабораторных животных» (Утверждены руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации

17.06.2011 г.).

6) Методические указания МУ 1.2.2874-11 «Порядок выявления и идентификации наиоматериалов в лабораторных животных» (Утверждены руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации 17.06.2011 г. г.).

7) Методические рекомендации МР 1.2.0023-11 «Контроль наноматериалов в пищевой продукции» (Утверждены руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации 17.06.2011 Г.06.20П г.).

Материалы, полученные в ходе исследования, используются при чтении лекций на тему «Пищевые нанотехнологии» в рамках лекционного курса физической и коллоидной химии для студентов ГОУ ВПО «Московский Государственный университет пищевых производств».

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Основные положения диссертационной работы доложены на XI Всероссийском Конгрессе диетологов и нутрициологов «Питание и здоровье» (Москва, 2009); на III Международном форуме по нанотехнологиям «Роснанотех 2010» (Москва, 2010); на XII Всероссийском Конгрессе диетологов и нутрицнологов «Питание и здоровье», (Москва, 2010).

ПУБЛИКАЦИИ

По материалам диссертации опубликовано 13 печатных работ, в том числе 7 статей в научных журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации («Вопросы питания», «Здоровье населения и среда обитания», «Вопросы детской диетологии», «Медицинская радиология и радиационная безопасность»),

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

Экспериментальные доказательства проникновения наночастиц неорганических веществ в условиях, близких к физиологическим, через барьер желудочно-кишечного тракта, их всасывания в кишечнике и ассимиляции в организме.

Экспериментальные доказательства высокой биодоступности в форме наночастиц минеральных веществ, не биодоступных или мало биодоступных в форме макроскопической дисперсности. Экспериментальные доказательства возможности использования наночастиц неорганических соединений железа и цинка и элементарного селена для коррекции алиментарной недостаточности этих микроэлементов путем приема с пищей в количествах, отвечающих физиологической норме потребности.

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Заключение Диссертация по теме "Биохимия", Распопов, Роман Владимирович

6. выводы

Г. С использованием физических методов охарактеризованы наночастицы оксида железа (III), оксида цинка и элементарного селена. Указанные вещества представляют собой ультрадисперсные системы, слагаемые в основной своей массе не агрегированными, или слабо агрегированными наночастицами с размером менее, 100 нм.

3. По величине острой токсичности наночастицы оксида цинка относятся к малоопасным: веществам (IV класс опасности): LD50. для них составляет 10 000 мг/кг массы.

4. В. эксперименте с использованием радиоизотопной метки 65Zn, определены биокинетические характеристики наночастиц оксида цинка, однократно перорально вводимых в, желудочно-кишечный тракт .крыс. Показано, что наночастицы цинка эффективно всасываются в тонкой кишке, распределяется по органам и тканям и проникают в ограниченных количествах; через гематоэнцефалический барьер. Величина истинной? абсорбции цинка, вводимого в составе меченых наночастиц; составляет 80%, а, коэффициент эффективной5 ретенции; в первые сутки после введения - не менее 99%.

5. У крыс с алиментарной недостаточностью; цинка введение наночастиц оксида цинка в течение 14 дней приводит к. практически полному восстановлению показателей обеспеченности этим; микроэлементом (содержание цинка в бедренной кости - 292±7 мг/кг, активность щелочной фосфатазы - 5,81±0,36 мккат/дмЗ) и не вызывает неблагоприятных изменений в гематологических и иммунологических показателях, а также проницаемости кишечного барьера1 для белковых макромолекул.

6. Установлена биодоступность железа в составе наночастиц оксида железа (III) при введении в желудочно-кишечный тракт крыс, имеющих железодефицитную анемию. По степени восстановления статуса железа наночастицы трехвалентного железа были сопоставимы с двухвалентной формой железа, но при этом отсутствовало избыточное накопление железа в печени (НЧ Бе (III) - 59,2±7 мг/кг, сульфат Бе (И) - 176,2±46,6 мг/кг).

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом; результаты,; проведенных исследований показали, что НЧ неорганических веществ (диоксида1 титана, оксида цинка, оксида железа (III), элементарного селена) способны, проникать через барьер желудочно-кишечного тракта;, всасываться при пероральном пути, поступления' и обладают биодоступностью, сопоставимой (в случае НЧ, содержащих Ъп, Ее и Бе) с таковой у их соединений; традиционно используемых при обогащении специализированных пищевых. продуктов (водорастворимых минеральных солей). При? этом важно? отметить, что; аналоги этих веществ ■ в форме традиционной; дисперсности1, (порошки оксида- цинка, оксида железах (III): и в особенности элементарный селен) обладают низкой биодоступностыо для организмах животных и человека, или, полностью!- не биодоступны. Причина; значительного возрастания' биодоступности минеральных веществ в виде НЧ заключается, в первую очередь, в особых свойствах НЧ, обусловленных их крайне малыми размерами и высокой кривизной поверхности- В результате этого значительно» возрастает растворимость, компонентов; НЧЗ в; биологических жидкостях, повышается химический- потенциал и реакционная способность входящих в состав НЧ минеральных всщсств. Помимо этого, вследствие своего малого размера НЧ приобретают дополнительную способность проникать через клеточные мембраны и физиологические барьеры организма. Проницаемость, кишечного барьера, для НЧ в настоящем исследовании была; смоделирована с помощью - НЧ диоксидах титана; Данное вещество не является, нутриентом (титан не принадлежит к. числу эссенциальных ДЛЯ: организма минеральных веществ), оно практически нерастворимо в; воде и биологических жидкостях при физиологических значениях рН и, по всей видимости, не подвержено какой-либо биотрансформации в организме. Традиционная форма диоксида титана (титановые белила) является разрешенной к использованию в качестве белого пищевого красителя пищевой добавкой Е171. Безопасность её применения определяется тем, что частицы диоксида титана микронного и более крупного размера неспособны проникать через кишечный барьер, и, будучи приняты, в составе пищевых продуктов, полностью удаляются из организма с калом. Вместе с тем, как показали полученные нами-данные, диоксид титана (рутильная форма) в виде НЧ, представляющих собой короткие стержни (нанокристаллы) длиной 20-40 нм и диаметром 5 нм, способен захватываться и транспортироваться1 энтероцитами тонкой кишки, что сопровождается накоплением повышенных уровней титана в печени. Таким образом, барьер слизистой, оболочки кишки проницаем для минеральных НЧ и не является препятствием для их проникновениям внутреннюю'среду организма.

В отличие от диоксида титана, НЧ оксида* цинка подвержены биологической трансформации под действием как кислоты желудочного сока, а также во>внутриклеточных лизосомальных компартментах. При этом, как показали результаты исследований.с использованием метки цинк, входящий в состав НЧ, включается* после их внутрижслудочного введения в обмениваемый пул этого элемента в организме, накапливается в ряде органов и тканей и впоследствии выводится из организма, главным образом, с калом. Показатели всасываемости, усвояемости и ретенции цинка в составе НЧ его оксида, определённые с использованием радиоактивного индикатора, оказались весьма высокими и сопоставимыми по величине с соответствующими параметрами органически связанных (хелатных) форм этого микроэлемента. В- экспериментах на крысах, испытывающих алиментарную недостаточность цинка вследствие потребления обеднённого по цинку рациона, показана достаточно высокая эффективность коррекции этого состояния за счёт перорального приёма НЧ ZnO. НЧ- проявляли этот эффект в дозе, сопоставимой с дозой традиционной формы этого микроэлемента - сульфата цинка, однако обладали значительно меньшей токсичностью, что было отдельно подтверждено в остром токсикологическом эксперименте. В ходе длительного введения НЧ оксида цинка животным не было выявлено каких-либо вредных воздействий этого НМ на гематологические показатели, и параметры апоптоза клеток печени. Всё это может послужить основанием для использования НЧ 7л\0 в целях обогащения данным микроэлементом специализированных продуктов лечебно-профилактического действия, однако для подтверждения-безопасности этого нового источника цинка могут потребоваться дополнительные' токсиколого-гигиенические исследования по оценке его возможной хронической токсичности и отдалённых последствий воздействия на организм, включая аллергенность.

НЧ оксида железа (III), перорально вводимые крысам, эффективно восстанавливали в их организме статус железа, нарушенный вследствие нахождения на железодефицитном рационе. По характеру своего действия на организм НЧ были* в наибольшей степени сходны с органически связанными формами железа, входящими в состав! натуральных пищевых продуктов, используемых в составе стандартного общевиварного рациона. В отличие от солевой формы двухвалентного железа НЧ не приводили к избыточному накоплению железа в печени, которое могло бы рассматриваться как потенциально неблагоприятный фактор: При этом важно учитывать, что аналог этих НЧ традиционной степени дисперсности - оксид железа (III) (гематит), а также хлорид и сульфат трёхвалентного железа практически совершенно не усваиваются- в организме при поступлении с пищей, поскольку переходят при поступлении в тонкую кишку в форму практически совершенно не растворимого и не биодоступного макродисперсного гидроксида железа (III). Можно предположить, что НЧ, в отличие своего традиционного аналога, способны проникать через кишечный барьер непосредственно, например, по механизму эндоцитоза, после чего происходит их солюбилизация и ассимиляция во внутриклеточных компартментах. Эффект биодоступности НЧ оксида Ре(Ш) для животных не был описан ранее в доступной литературе; в качестве его ближайшего аналога может рассматриваться только обнаруженная ранее ассимиляция животными НЧ фосфата железа (III) [207];

НЧ оксида железа (III) в качестве^ потенциального источника железа для обогащения специализированных продуктов лечебно-профилактического действия; имеют ряд преимуществ. По сравнению с таким традиционным источником; как соли Ее(П), они не ухудшают органолептических свойств;; продуктов, не способны; образовывать тёмно окрашенных и небиодоступных комплексов с содержащимися^ в ряде растительных продуктов' фенольными; соединениями: По сравнению с порошкообразным (пирофорным)' элементарным железом они гораздо более стабильны при хранении в кислородной атмосфере, а в ходе производства не являются пожаро- и взрывоопасными: В отличие от ряда: органически связанных форм железа-продуктов биотехнологии, таких как спирулина, они не содержат чужеродных белков? и полисахаридов клеточных, стенок,. ЯВЛЯЮЩИХСЯ:, потенциальными аллергенами;

Тем не менее, так лее, как и в случае НЧ оксида цинка, использование НЧ оксида железа: в питании, может быть рекомендовано только после их детальной токсиколого-гигиенической характеристики. .

Эффект усвоения НЧ элементарного селена в организме лабораторных животных известен из литературы [251,. 127, 271]. Однако в цитируемых работах введение НЧ в организмы лабораторных животных осуществлялось на фоне нормальной обеспеченности' этим1 микроэлементом и(или) в заведомо не физиологических, агравированных дозах; В нашем исследовании! биодоступность НЧ нульвалентного .селена выявлена у крыс, испытывающих алиментарную недостаточность этого элемента средней; степени тяжести. При этом показано; что НЧ? способны, восстанавливать нормальный; уровень селена сыворотки- крови (отвечающий продукции ряда, важных циркулирующих специфических селенопротеинов) при поступлении в дозе 0,04 мг/кг, что близко к физиологической потребности в этом микроэлементе. Таким; образом, НЧ 8е° могут рассматриваться как биодоступный пищевой источник этого микроэлемента, в отличие от красного селена традиционной степени дисперсности, который практически совершенно не биодоступен. Анализ данных литературы относительно механизмов обмена соединений селена в организме указывает на существование возможного метаболического пути усвоения нульвалентного селена в составе НЧ, что связано с системой селеноцистеинлиазы. При этом НЧ селена, используемые при профилактике недостаточности этого элемента и в терапии селенодефицитных состояний, могли бы иметь ряд преимуществ в сравнении с традиционными источниками этого элемента (селенит и селенат натрия), связанными с гораздо меньшей токсичностью и, соответственно, существенно сниженным риском случайной передозировки. По сравнению с современными источниками органически связанных форм селена - продуктами биотехнологий, такими как селеновые дрожжи и спирулина, НЧ могут иметь то преимущество, что они не содержат потенциально аллергенных белков и полисахаридных компонентов клеточных стенок. Вместе с тем, обоснование перспектив использования НЧ селена в питании, как принципиально нового источника этого элемента, требует их углублённого токсиколого-гигиенического исследования.

Подводя итог всему вышеизложенному, можно отметить, что цель настоящей работы — оценка биодоступности эссенциальных микроэлементов в составе искусственных минеральных НЧ и выяснение предварительных перспектив их использования в питании человека была выполнена.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Распопов, Роман Владимирович, Москва

1. Баяржаргал М. Получение и экспериментальная оценка новых пищевых источников органических форм цинка// Автореферат дисс. кандидата биол.наук. М.2007. 24 С.

2. Баяржаргал М., Мазо В.К., Гмошинский И.В., Зорин С.Н., Зилова И.С., Шевякова Л.В., Махова H.H., Ширина Л.И. Изучение биодоступности нового пищевого источника цинка // Вопросы детской диетологии. 2007.-Т.5, № 2. - С.11-14.

3. Брок Т. Мембранная фильтрация: Пер. с англ.- М.: Мир, 1987.- 464 С.

4. Верников В. М., Арианова Е. А., Гмошинский И. В. и др. Нанотехнологии в пищевых производствах: перспективы и проблемы // Вопросы питания.-2009.-Т. 78, №2.-Р. 4-17.

5. Гмошинский И.В., Зарецкая Е.С., Мазо В.К. Проблемы коррекции железодефицитных состояний: возможности биотехнологии//У спехи современного естествознания .- 2004.- Т.1., № 6, Приложение 1.-С.121-123.

6. Гмошинский И.В., Мазо В.К. Минеральные вещества в питании человека. Селен: всасывание и биодоступность// Вопросы питания.- 2006.- Т.75, № 5.-С.15-21.

7. Гмошинский И.В., Мазо В.К., Тутельян В.А., Хотимченко С.А. Микроэлемент селен: роль в процессах жизнедеятельности// Сборник научных трудов "Экология моря". Севастополь: Национальная академия наук Украины.- 2000.-Вып. № 54.- С.5-19.

8. Гмошинский И.В., Мазо В.К. Селен в питании: краткий обзор //Medicina Altera.- 1999.-№ 4.- С. 18-22.

9. Ю.Гмошинский И.В., Ширина Л.И. Новые источники эссенциальных микроэлементов- антиоксидантов. М.:Миклош. 2009.- 208 с.

10. Ивахненко В.И., Мальцев Г.Ю., Васильев A.B. Гмошинский И.В. Активность антиоксидантных ферментов при недостаточном содержании в рационе белка и избытке Си, Zn, Мп и Se//Bonpocbi питания:-2007,- Т.76, № 5.- С.11-17.

11. Конь И.Я., Копытько М.В., Алешко-Ожевский Ю.П., и др. Изучение обеспеченности цинком, медью и селеном московских детей дошкольного возраста//Гигиена и санитария.-2001.- № 1.-С.54-57.

12. Мазо В.К., Гмошинский И.В., Скальный A.B., Сысоев Ю.А. Цинк в питании человека: фактическое потребление и критерии обеспеченности //Вопросы питания.- 2002.- №5,- С.38-43.

13. Мазо В.К., Гмошинский И.В., Скальный A.B., Сысоев Ю.А. Цинк в питании человека: физиологические потребности и- биодоступность// Вопросы питания.-2002.- № 3.-С.46-51.

14. Миронов A.A., Комисарчук Я.Ю., Миронов В.А. Методы электронной микроскопии и биологии: Методическое руководство- СПб.: Знание.-1994. -400 с.

15. Пиотровский Л.Б., Киселев О.И. Фуллерены в биологии,- СПб: Издательство «Росток».- 2006.- 336 с.

16. Попов К.И., Котова H.H., Осташенкова Н.В., Красноярова О.В., ШапагинА.В., Матвеев В.В., Чалых А.Е. Методические аспекты анализа наночастиц серебра в молоке методом просвечивающей электронной микроскопии // Пищевая промышленность».-2010.- N 9.-С. 36 38.

17. Попов К.И., Красноярова О.В. Пищевые технологии: упаковка. //Маложирная промышленность.- 2010. -N 1.- С. 2-4.

18. Попов К.И., Филлипов А.Н., Красноярова О.В. Пищевые технологии: перспективы и проблемы//Мясные технологии.- 2010.- N 1.- С.3-10.

19. Попов К.И., Филлипов А.Н., Хуршудян С.А. Пищевые нанотехнологии// Российский химический журнал (Журнал ВХО им. Д.И. Менделеева).-2009.-Т. 53, N2.- С. 86-97.

20. Сафенкова И.В. Взаимодействие вирусов растений с антителами: количественные закономерности и практическое применение. Автореферат дисс. .кандидата биологических наук.-М.-2010.-27 с.

21. Сидорчук A.A., Глушков A.A. Инфекционные болезни лабораторных животных. Издательство «Лань», 2009 г. - 128 с.

22. Токсиколого-гигиеническая оценка безопасности наноматериалов». Методические указания МУ 1.2.2520-09 М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2009. - 36 с.

23. Тутельян В. А. Онищенко Г. Г. О концепции токсикологических исследований, методологии оценки риска, методов идентификации и количественного определения наномателиалов// Вопросы питания.-2007.-Т 76, № 6.-С. 4-8.

24. Тутельян В.А., Княжев В.А., Хотимченко С.А. и др. Селен в организме человека: метаболизм, антиоксидантные свойства, роль в канцерогенезе -М.: Изд-во РАМН, 2002.-260 с.

25. Федоренко Б.Н. Современные мембранные системы в пищевой промышленности • и биотехнологии: Обзорная информация.- М.: АгроНИИТЭИПП, 1992.- 36 С.

26. Химический состав пищевых продуктов. Кн. 2. Под ред. И.М. Скурихина, М.Н.Волгарева - М.: Пищевая промышленность, 1987. - 360 с

27. Храмцов А.А. Биомембранная технология молочных продуктов // Известия вузов. Пищевая технология.- 1999.- №2-3.- С.42-45.

28. Adams L.K., Lyon D.Y., Mcintosh A., Alvarez P.J. Comparative toxicity of nano-scale ТЮ2, Si02 and ZnO water suspensions // Water Sci. Technol.-2006. Vol.54, N.l 1-12. - P.327-334.

29. Aitken R.J., Creely K.S., Tran C.L. Nanoparticles: An occupational hygiene review // Institute of Occupational Medicine. 2004. - 102 p.

30. Andrievsky G.V., Klochkov V.K., Bordyuh A.B., Dovbeshko G.I. Comparative analysis of two aqueous-colloidal solutions of C-60 fullerene with help of FTIRreflectance and UV-Vis spectroscopy// Chem. Phys. Lett.- 2002.-Vol. 364, N 1. P.8-17.

31. Auffan M., Decome L., Rose J., et al. In vitro interactions between DMSA-coated maghemite nanoparticles and human fibroblasts: A physicochemical and cyto-genotoxical study // Environ. Sei. Technol. 2006. - Vol.40, N.14. -P.4367-4373.

32. Augustin M.A., Hemar Y. Nano- and micro-structured assemblies for encapsulation of food ingredients// Chem.Soc.Rev.-2009.-Vol.38, N 4.-P.902-912.

33. Auweter, et al. Production of carotenoid preparations in the form of coldwater-dispersible powders, and the use of the novel carotenoid preparations. US Patent № 5968251.- 1999.

34. Baalousha M., Lead J.R. Characterization of natural aquatic colloids (55 nm) by flow-field flow fractionation and atomic force microscopy// Environ. Sei. Technol.- 2007.- Vol. 41, N 4.-P.1111-1117.

35. Baalousha Mi, von der Kammer F., Motelica-Heino M., Le Coustumer P. Natural sample fractionation by F1FFF-MALLS-TEM: Sample stabilization, preparation, pre-concentration and fractionation// J. Chromatogr.A.- 2005a.-Vol.1093, N 1-2.- P.156-166.

36. Baatz M., Arini N., Schape A., et al. Object-oriented image analysis for high content screening: Detailed quantification of cells and sub cellular structures with the cellenger software// Cytometry A.- 2006.-Vol.69, N 7.- P. 652-658.

37. Balbus J:M;, Maynard' A.Di, Colvin V.L. et al. Meeting report: hazard assessment for nanoparticles report from an interdisciplinary workshop // Environ. Health Persp. - 2007. - Vol.115, N.l 1. - P. 1654-1659:

38. Balnois E., Wilkinson K.J. Sample preparation techniques for the observation of environmental' biopolymers by atomic force microscopy//Colloids Surf. A.-2002.- Vol.207.- P.229-242.

39. Baltes M.H. Nanotechnology and-food safety // Pharm. Belg. 2008. - Vol.63, N.1.-P.7-14.

40. Beck P.H., Kreuter J., Muller W.E.G., Schatton W. Improved peroral delivery of avarol with polybutylcyanoaciylate nanoparticles // Euro. J. of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 1994. - Vol.40. - P.134-137.

41. Beckett R., Hart B.T. Use of field-flow fractionation techniques to characterise aquatic particles, colloids, and macromolecules// Buffle J, van Leeuwen HP, eds/ Environmental Particles.- Boca Raton, FL: Lewis Publishers.- 1993. P. 165-205.

42. Beckett W.S., Chalupa D.F., Pauly-Brown A. Comparing inhaled ultraflne versus fine zinc oxide particles in healthy adults: A human inhalation study // Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2005. - Vol.171. - P. 1129-1135.

43. Berkman M.S.,Yazan Y. A validated HPLC method-for the determination of octocrylene in solid lipid nanoparticle systems // Pharmazie. 2011.-Vol. 66, N 2.-P. 105-110.

44. Biberthaler P., Athelogou M., Langer S., et al. Evaluation of murine liver transmission electron micrographs by an innovative object-based quantitative image analysis system (Cellengcr (R))// Eur. J. Med. Res.- 2003.- Vol. 8, N 7.-P.275-282.

45. Blom M.T., Chmela E., Oosterbroek R.E., et al. On-chip hydrodynamic chromatography separation and detection of nanoparticles and biomolecules// Anal. Chem.- 2003.-Vol. 75, N 24 .-P.6761-6768.

46. Borm P.J.A., Robbins D., Haubold S., et al. The potential risks of nanomaterials: a review carried out for ECETOC // Particle & Fibre Toxicol. -2006. Vol.3, N.ll. - P.1-35.

47. Brayner R., Ferrari-Iliou R., Brivois N. et al. Toxicological impact1 studies based on Escherichia coli bacteria in ultrafine ZnO nanoparticles colloidal medium //Nano Lett. 2006. - Vol.6, N.4. - P.866-870.

48. Bundschuh T., Knopp R., Kim J.I. Laser-induced breakdown detection (LIBD) of aquatic colloids with different laser systems// Colloids Surf A.- 2001a.-Vol. 177, N 1.- P.47-55.

49. Bundschuh T., Yun J.I., Knopp R. Determination of size, concentration, and elemental composition of colloids with laser-induced breakdown detection/spectroscopy (LIBD/S)// Fresenius J. Anal. Chem.- 2001b.-Vol.371, N8.- P.1063-1069.

50. Burleson D.J., Driessen M.D., Penn R.L. On the characterization of environmental nanoparticles// J. Environ. Sci. Health A Tox. Hazard Subst. Environ. Eng.- 2004.- Vol.39, N 10.- P. 2707-2753.

51. Buseck P.R., Adachi K. Transmission electron microscopy of individual aerosol particles//Abstr. 42-nd Western Regional Meeting of American Chemical Society.-Washington, DC: ACS.-P.180.

52. Cai Y., Peng W.P., Chang H.C. Ion trap mass spectrometry of fluorescently labeled nanoparticles//Anal. Chem.- 2003.-Vol. 75, N 8.-P. 1805-1811.

53. Calzolai L., Gilliland D., Garcia C.P. at al. Separation and characterization of gold nanoparticle mixtures by flow-field-flow fractionation // Journal of Chromatography A. -2011. In Press, Corrected Proof

54. Carter R.S., Harley S.J., Power P.P., Augustine M.P. Use of NMR spectroscopy in the synthesis and characterization of air- and water-stable silicon nanoparticles from porous silicon// Chem. Mater.- 2005.-Vol.l7.-P.2932-2939.

55. Cedervall T., Lynch I., Lindman S., et al. Understanding the nanoparticles-protein corona using methods to quantify exchange rates and affinities of proteins for nanoparticles// Proc.Natl.Acad.Sci. USA.- 2007.- Vol.104, N 7.-P.2050-2055.

56. Chaudhry Q., Scotter M., Blackburn J., et al. // Food Additives and Contaminants. 2008. - Vol.25, N.3. - P.241-258.

57. Chen B.L., Beckett R. Development of SdFFF-ETAAS for characterising soil and sediment colloids//Analyst.- 2001.-Vol 126.- P.1588-1593.

58. Chen Z., Meng H., Xing G. et al. Acute toxicological effects of copper nanoparticles in vivo // Toxicol. Lett. 2006. - Vol.163. - P. 109-120.

59. Cheng X., Kan A. T., Tomson M. B. Naphthalene adsorbtion and desorption from aqueous Ceo, fullerene // J. Chem. Eng. Data. 2004. - Vol.49. - P.675-683.

60. Chiang C.K., Chen W.T., Chang H.T. Nanoparticle-based mass spectrometry for the analysis of biomolecules // Chem Soc Rev. 2011. - Vol. 40. - P. -1269-1281.

61. Chmela E., Tijssen R., Blom M., et al. A chip system for size separation of macromolecules and particles by hydrodynamic chromatography//Anal. Chem.-2002.-Vol.74, N 14.-P.3470-3475.

62. Choi J.Y., Lee S.H., Na H.B., et al. In vitro cytotoxicity screening of water-dispersible metal oxide nanoparticles in human cell lines// Bioprocess. Biosyst. Eng.- 2009.

63. Choi O., Clevenger T.E., Deng B., et al. Role of sulfide and ligand strength in controlling nanosilver toxicity// Water Res.- 2009a.- Vol.43, N 7.- P. 18791886.

64. Chuklanov A.P., Ziganshina S.A., Bukharaev A.A. Computer program for the grain analysis of AFM images of nanoparticles placed on a rough surface// Surf. Interface Anal.- 2006.-Vol.38.- P.679-681.

65. Científica Report. Nanotechnology opportunity report. Third edition.-London: Científica Ltd.- 2008. 49 p.

66. Colvin V.L. The potential environmental impact of engineered nanomaterials //Nat. Biotechnol. 2003. Vol.21, N. 10. - P. 1166-1170.

67. Crespilho F.N., Ghica M.E., Gouveia-Caridade C. et al. Enzyme immobilisation on electroactive nanostructured membranes (ENM): optimised architectures for biosensing // Talanta. 2008. - Vol.76, N.4. - P.922-928.

68. Deagen J.T., Butler J.A., Beilstein M:A., Whanger P.D. // J.Nutr.- 1987.-Vol.l 17, N 1.- P.91-98.

69. Desai M.P., Labhasetwar V., Amidon G.L., Levy RJ. Gastrointestinal uptake of biodegradable microparticles: effect of particle size // Phami. Res. 1996. - Vol. 13. -P.1838-1845.

70. Dingman J. Nanotechnology: its impact on food safety // Environ. Health. 2008. -Vol.70, N.6. - P.47-50., Siegrist M.

71. Dobrovolskaia M.A., Aggarwal P., Hall J.B. et al. Preclinical studies to understand nanoparticle interaction with the immune system and its potential effects on nanoparticle biodistribution // Mol. Pharm. 2008. - Vol.5, N.4. - P.487-495.

72. Doucet F.J., Maguire L., Lead J.R. Assessment of crossflow filtration for the size fractionation of freshwater colloids and particles// Talanta.- 2005b.-Vol.67, N 1.-P. 144-154.

73. Ebbesen M., Jensen T.G. Nanomedicine: techniques, potentials, and ethical implications // J. of Biomed. and Biotech. 2006. - N.l. - P.l-H.

74. EC patent application WP 2006-489267/200650.

75. El-Shabouri M.H. Positively charged nanoparticles for improving the oral bioavailability of cyclosporin-A // Int. J. Pharm. 2002. - Vol.249, N.l-2. -P.101-108.

76. Fabian E., Landsiedel R., Ma-Hock L., et al. Tissue distribution and toxicity of intravenously administered titanium dioxide nanoparticles in rats// Arch. Toxicol.- 2008.- Vol.82, N 3.- P. 151-157.

77. Falabella J.B., Cho T.J., Ripple D.C., at al. Characterization of gold nanoparticles modified with single-stranded DNA using analytical ultracentrifugation and dynamic light scattering // Langmuir.-2010.- Vol. 26, N 15.-P. 12740-12747.

78. Feris K., Bell J., et al. Selective toxicity of zinc oxide nanoparticles to prokaryotic and eukaryotic systems //Appl. Phys. Lett. 2007. - Vol.90, N.213902. - P.2139021-2139023.

79. Fischer Walker C., Kordas K., Stoltzfus R.J., Black R.E. Interactive effects of iron and zinc on biochemical and functional outcomes in supplementation trials// Am. J. Clin. Nutr.- 2005.- Volt 82, N 1.- P.5-12.

80. Florence A.T., Hussain N. Transcytosis of nanoparticle and dendrimer delivery systems: evolving vistas // Adv. Drug. Deliv. Rev. 2001. - Vol.50, Suppl.l.-P.S69-S89.

81. Gamarra Contreras L.F., Pavon L.F.,Marti L.C., et al. In vitro study od CD 133 human stem- cells labeled with superparamagnetic iron oxide nanoparticles// Nanomedicine.-2008.- Vol.4, N 4.-P.330-339.

82. Gates M.B., Tomer K.B., Deterding L.J. Comparison of metal and metal oxide media for phosphopeptide enrichment prior to mass spectrometric analyses // J Am Soc Mass Spectrom. 2010. - Vol. - 21. N 10. - P. 16491659.

83. Giddings J.C. Field-Flow Fractionation — Analysis of Macromolecular, Colloidal, and Particulate Materials// Science.- 1993.-Vol. 260, N 5113.-P.1456-1465.

84. Gimbert L.J., Haygarth P.M., Beckett R., Worsfold PJ. The influence of sample preparation on observed particle size distributions for contrasting soil suspensions using flow field-flow fractionation// Environ. Chem.- 2006.-Vol 3.1. P.184-191.

85. Gojova A., Guo B., Kota R.S., et al. Induction of inflammation in vascular endothelial cells by metal oxide nanoparticles: effect of particle composition// Enviro. Health.Persp.- 2007.- Vol.115, N 3.- P.403- 409.

86. Graff M., Frazier A.B. Resonance light scattering (RLS) detection of nanoparticle separations in a microelectrical field-flow fractionation system// IEEE Trans. Nanotechnol:- 2006.- Vol.5, N l.-P. 8-13.

87. Graveland-Bikker J.F., de Kruif C.G. Unique milk protein-based'nanotubes: food and nanotechnology meet // Trends in Food Science and Technology. -2006.-Vol.175.-P.196-203.

88. Häfeli U.O., Riffle J.S., Harris-Shekhawat L., et al. Cell Uptake and in Vitro Toxicity of Magnetic Nanoparticles Suitable for Drug Delivery// Mol. Pharm.-2009.

89. Hassellov M., Readman J.W.,Ranville J.F., Tiede K. Nanoparticle analysis and characterization methodologies in environmental risk assessment of engineered nanoparticles// Ecotoxicology.- 2008.- Vol.17, N 5.-P.344-361.

90. Helfrich A., Bruchert W., Bettmer J. Size characterization of Au nanoparticles by ICP-MS coupling techniques//.!. Anal. Atomic. Spectrom.-2006.-Vol.21.-P.431-434.

91. Hoet P.H., Briiske-Hohlfeld I., Salata O.V. Nanoparticles known and unknown health risks // J. Nanobiotechnology. - 2004. - Vol.2, N.l. - 12 p.

92. Hoffmann P.R., Berry M.J. The influence of selenium on immune responses // Mol. Nutr. Food Res.- 2008.- Vol.52, N 11.- P. 1273-80.

93. Hu M., Chen J., Marquez M., et al. Correlater Rayleigh scattering spectroscopy and scanning electron microscopy studies of Au-Ag bimetallic nanoboxes and nanocages// J.Phys.Chem. C Nanomater.Interfaces.- 2007.-Vol.lll, N 34.- P.12558-12565.

94. Hu X., Cook S., Wang P., Hwang H.M. In vitro evaluation of cytotoxicity of engineered metal oxide nanoparticles// Sci. Total. Environ.- 2009.- Vol.407, N 8.- P.3070-3072.

95. Huang M, Khor E, Lim LY. Uptake and cytotoxicity of chitosan molecules and nanoparticles: effects of molecular weight and degree of deacetylation // Pharm. Res. -2004.- Vol.21, N.2. P. 344-353.

96. Huang S., Chen J.C., Hsu C.W., Chang W.H. Effects of nano calcium carbonate and nano calcium citrate on toxicity in ICR mice and on bone mineral density in an ovariectomized mice model// Nanotechnology.- 2009.- Vol.20, N 37.- P.375102.

97. Huang X.Y., Mclean R.S., Zheng M. High-resolution length sorting and purification of DNA-wrapped carbon nanotubes by size-exclusion chromatography// Anal Chem. 2005.- Vol.77, N 19.-P.6225-6228.

98. Iannotti L.L., Tielsch J.M., Black M.M., Black R.E. Iron supplementation in early childhood: health benefits and risks//Am. J. Clin. Nutr.- 2006 .-Vol.84, N 6.-P.1261-1276.

99. Janghorbani M., Martin R.F., Kasper L.J., et al. // Amer. J. Clin.Nutr.-1990.-Vol.51.-P.670-677.

100. Jani P., Halbert G.W., Langridge J.3 Florence A.T. Nanoparticle uptake by the rat gastrointestinal mucosa: uantitation and particle size dependency // Pharm. Pharmacol. 1990. - Vol.42. - P.821-826.

101. Jani P., Halbert G.W., Langridge J., Florence A.T. The uptake and translocation of latex nanospheres and microspheres after oral administration to rats // J. Pharm. Pharmacol. 1989. - Vol.41, N.12. - P.809-812.

102. Janzen C., Kleinwechter H., Knipping J., et al. Size analysis in low-pressure nanoparticle reactors: comparison of particle mass spectrometry with in situ probing transmission electron microscopy// J. Aerosol. Sci.- 2002.-Vol.33, N 6.-P.833-841.

103. Jearanaikoon S., Braham-Peskir J.V. An X-ray microscopy perspective on the effect of glutaraldehyde fixation on cells//J. Microsc.- 2005.-Vol.218, Pt.2.-P.185-192.

104. Jia X., Li N., Chen J. A subchronic toxicity study of elemental Nano-Se in Sprague-Dawley rats // Life Sci. 2005. - Vol.76, N.17. - P. 1989-2003.

105. Jones E.H., Reynolds D.A., Wood A.L., Thomas D.G. Use of electrophoresis for transporting nano-iron in porous media // Ground Water. -2011.-Vol. 49, N2.-P. 172-183.

106. Jones N., Ray B., Ranjit K.T., Manna A.C. Antibacterial activity of ZnO nanoparticle suspensions on a broad spectrum of microorganisms // FEMS Microbiol. Lett. 2008. - Vol.279, N.l. - P.71-76.

107. Jose-Yacaman M., Marin-Almazo M., Ascencio J.A. High resolution TEM studies on palladium nanoparticles// J. Mol. Catal. A.- 2001.-Vol. 173, N 1.-61-74.

108. Kadar E., Simmance F., Martin O. et al. The influence of engineered Fe(2)0(3) nanoparticles and soluble (FeCl(3)) iron on the developmental toxicity caused by CO(2)-induced seawater acidification. // Environ Pollut. -2010. Epub ahead of print.

109. Kahn E., Baarine M., Pelloux S. et al. Iron nanoparticles increase 7-ketocholesterol-induced cell death, inflammation, and oxidation on murine cardiac HL1-NB cells. // Int J Nanomedicine. 2010. - Vol.5. - P. 185-195.

110. Katano S.,Torna K., Torna M.N, et al. Nanoscale coupling of photons to vibrational excitation of Ag nanoparticle 2D array studied by scanning tunneling microscope light emission spectroscopy // Phys Chem Chem Phys — 2010.-Vol.12, N 44 -P.14749-14753.

111. Kato H., Takahashi K., Saito T., et al. Accurate size determination of PS latex nanoparticles in aqueous solution using pulsed field gradient nuclear magnetic resonance spectroscopy// Chem.Phys.Lett.- 2008.- Vol.463, N 1-3.-P.150-154.

112. Katsnel'son B.A., Privalova L.I., Degtiareva T.D. et al. Comparative evaluation of alveolar phagocytosis response to intratracheally applied magnetite (Fe304) in nano- and micrometer ranges. // Med Tr Prom Ekol. — 2010.-Vol.2.-P.12-6.

113. Keren S., Zavaleta C., Cheng Z., et al. Noninvasive molecular imaging of small living subjects using Raman spectroscopy// Proc.Natl.Acad.Sei. USA.-2008,- Vol.105, N 15.- P.5844-5849.

114. Koeneman B.A., Zhang Y.,Westerhoff P., et al. Toxicity and cellular responses of intestinal cells exposed to titanium dioxide// Cell.Biol.Toxicol.-2010.-Vol.26.

115. Kreuter J. Drug targeting with nanoparticles // Eur. J. Drug .Metab. Pharmacokinet. 1994. - Vol.19, N.3.- P.253-256.

116. Kreuter J. Liposomes and nanoparticles as vehicles for antibiotics // Infection. 1991. - Vol.19, Suppl.4. - P.S224-S228.

117. Kraeger K.M., Al-Somali A.M., Falkner J.C., Colvin VL. Characterization of nanocrystalline CdSe by size exclusion chromatography// Anal. Chem.-2005.-Vol. 77, N 11.-P.3511-3515.

118. Kuzma J., Romanchek J., Kokotovich A. Upstream Oversight Assessment for Agrifood Nanotechnology: A Case Studies Approach // Risk. Anal. 2008. -Vol.286 N4.- P.1081-1098.

119. Kwon J.T., Kim D.S., Minai-Tehrani A., et al. Inhaled Fluorescent Magnetic Nanoparticles Induced Extramedullary Hematopoiesis in the Spleen of Mice// J Occup Health.- 2009.

120. Lead J.R., Muirhead D., Gibson C.T. Characterization of freshwater natural aquatic colloids by atomic forcemicroscopy (AFM)// Environ. Sci .Technol.-2005.-Vol.39, N 18.-P.6930-6936.

121. Lead J.R., Wilkinson K.J. Aquatic colloids and nanoparticles: Current knowledge and future trends//Environ.Chem.- 2006.-Vol. 3, N 2.-P. 159-171.

122. Ledin A., Karlsson S., Duker A., Allard B. Measurements In-Situ of Concentration and Size Distribution of Colloidal Matter in Deep Groundwaters by Photon-Correlation Spectroscopy// Water Res.- 1994. Vol.28.-P.1539-1545.

123. Lee D., Park K., Zachariah M.R. Determination of the size distribution of polydisperse nanoparticles with singleparticle mass spectrometry: The role of ion kinetic energy//Aerosol. Sci. Technol.- 2005.-Vol.39, N 2.-P. 162-169.

124. Lee J.H., Roh Y., Hur H.G. Microbial production and characterization of superparamagnetic nanoparticles produced by Shewanella sp. HN-41// J.Microbiol.Biotechnol.- 2008.-Vol.18, N 9.- P. 1572-1577.

125. Lee M.J., Veiseh O., Bhattarai N. et al. Rapid pharmacokinetic and biodistribution studies using cholorotoxin-conjugated iron oxide nanoparticles: a novel non-radioactive method. // PLoS One. 2010. - Vol.5, N.3. - P.e9536.

126. Lewi P.J., Marsboom R.P. Toxicology reference data Wistar rat. -Amsterdam: Els'evier/North-Holland biochemical P.,1981,- 381 p.

127. Li F., Zhou X., Zhu J et al. High content image analysis for human H4 neuroglioma cells exposed to CuO nanoparticles// BMC Biotechnology.- 2007.-Vol.7,N 66 .-P. 1-11.

128. Li N., Xia T., Nel A.E. The role of oxidative stress in ambient particulate matter-induced lung diseases and its implications in the toxicity of engineered nanoparticles // Free Radic. Biol. Med. 2008. - Vol.44, N.9. - P. 1689-1699.

129. Lim D.K., Jeon K.S., Hwang J.H., Kim.H., Kwon S., Suh Y.D., Nam J.M. Highly uniform and, reproducible surface-enhanced Raman scattering from DNA-tailorable nanoparticles with 1-nm interior gap // Nat Nanotechnol. -2011. In Press, Corrected Proof

130. Limpens J., Schroder F.H., de Ridder C.M.A., et al. Combined*, lycopene vitamin a treatment suppresses the growth of PC-346C humann prostate cancer cells in nude mice // J. of Nutrition. 2006. - Vol.136. - P. 1287-1293.

131. Lin K.H., Chu T.C., Liu F.K. On-line enhancement and separation of nanoparticles using capillary electrophoresis// J'. Chromatogr A.- 2007.-Vol.l 161, N 1-2.-P.314-321.

132. Liu R.X., Lead J.R., Baker A. Fluorescence characterization of cross flow ultrafiltration derived freshwater colloidal and dissolved organic matter. Chemosphere. -2007.-Vol. 68.-P.1304-1311.

133. Luykx D.M., Peters R.J., van Ruth S.M., Bouwmeester H. A review of analytical methods for the identification and characterization of nano delivery systems in food// J.Agr.Food Chem.-2008.- Vol.56, N 18.- P.8231-8247.

134. Ma H., Bertsch P.M., Glenn T.C., et al. Toxicity of manufactured zinc oxide nanoparticles in the nematode caenorhabditis elegans// Environ. Toxicol. Chem.- 2009.

135. Mahmoudi M., Simchi A., Imani M. et al. A new approach for the in vitro identification of the cytotoxicity of superparamagnetic iron oxide nanoparticles. // Colloids Surf B Biointerfaces. -2010. Vol.75, N.l. -P.300-309.

136. Mahmoudi M., Simchi A., Milani A.S., Stroeve P. Cell toxicity of superparamagnetic iron oxide nanoparticles//J. Colloid Interface Sci.- 2009.-Vol.336, N 2.- P.510-518.

137. Maincent P., Le Verge R., Sado P., et al. Disposition kinetics and oral bioavailability of vincamine-loaded polyalkyl cyanoacrylate nanoparticles // J. Pharm. Sci.- 1986.- Vol.75, N.10.- P.955-958.

138. Mavrocordatos D., Pronk W., Boiler M. Analysis of environmental particles by atomic force microscopy, scanning and transmission electron microscopy// Water. Sci. Technol.- 2004.-Vol. 50, N 12.-P.9-18.

139. Maynard A.D. Nanotechnology: assessing the risks // Nano today. 2006. -Vol.1, N.2.-P.22-33.

140. Maynard A.D. Nanotechnology: the next big thing, or much ado about nothing? // Ann. Occup. Hyg. 2007. - Vol.51, N.l. - P. 1-12.

141. Maynard A.D. Overview of methods for analyzing single ultrafine particles//Philos. Trans. R. Soc. Lond. A.- 2000.-Vol. 358.-P.2593-2609.

142. Mazo V.K., Gmoshinski I.V., Zorin S.N. New food sources of essential trace elements produced by biotechnology facilities// Biotechnology J.- 2007.- Vol 2, N 10.- P.1297-1305.

143. McGowan G.R., Langhorst M.A. Development and Application of An Integrated, High-Speed, Computerized Hydrodynamic Chromatograph// J. Colloid Interface Sci.- 1982.-Vol.89, N 1.-P.94-106.

144. Medina C., Santos-Martinez M.J., Radomski A., et al. Nanoparticles: pharmacological and toxicological significance // British Journal of Pharmacology. 2007. - Vol. 150. - P.552-558.

145. Mittal V., Vollcel A., Colfen H. Analytical ultracentrifugation of model nanoparticles: comparison of different analysis methods // Macromol Biosci.-2010. Vol. 10, N 7.- P.754-762.

146. Mondi C., Leifer K., Mavrocordatos D., Perret D.J. Analytical electron microscopy as a tool for accessing colloid formation process in natural waters// Microsc.- 2002.- Vol.207, Pt 3.- P.180-190.

147. Motskin M., Wright D.M., Muller K., et al. Hydroxyapatite nano and microparticles: correlation of particle properties with cytotoxicity and biostability// Biomaterials.- 2009.- Vol.30, N 19.- P.3307-3317.

148. Mroz P., Pawlak A., Satti M., et al. Functionalized fullercnes mediate photodynamic killing of cancer cells: Type I versus Type II photochemical mechanism //Free Radic. Biol. Med. 2007. - Vol.43, N.5. - P.711-719.

149. Mu Q., Yang L., Davis J.C. et al. Biocompatibility of polymer grafted core/shell iron/carbon nanoparticles. // Biomaterials. 2010. - Vol.31, N.19. -P.5083-5090.

150. Nomura H,, Katayama K. Development of heterodyne detection of dynamic light scattering enhanced by the Talbot effect for the size measurement of nanoparticles // Anal.Sci.-2008.- Vol.24, N 4.- P.459-462.

151. Nurmi J.T., Tratnyek P.G., Sarathy V., et al. Characterization and properties of metallic iron nanoparticles: Spectroscopy, electrochemistry, and kinetics//Environ. Sc.i TechnoL- 2005.-Vol. 39, N 5.-P.1221-1230.

152. Oberdorster G., Maynard A., Donaldson K., et al. Principles for characterizing the potential human health effects from exposure to nanomaterials: elementsof a screening strategy 11 Part, and Fibre Toxicol. 20056. - Vol.2, N.l. - P.8-43.104.

153. Oberdorster G., Oberdorster E., Oberdorster J. Nanotoxicology: an emerging discipline evolving from studies of ultrafine particles // Environ. Health Perspect. 2005a. - Vol.113. - P.823-839.

154. O'Hagan D. T. The intestinal uptake of particles and the implications for drug and antigen delivery // J. Anal. 1996. - Vol.189. - P.477-482.

155. Oliveira L.T., Garcia G.M., Kano E.K. HPLC-FLD methods to quantify chloroaluminum phthalocyanine in nanoparticles, plasma and tissue: application in pharmacokinetic and biodistribution studies // J Pharm Biomed Anal. -2011. In Press, Corrected Proof.

156. Park E.J., Kim H., Kim Y. et al. Inflammatory responses may be induced by a single intratracheal instillation of iron nanoparticles in mice. // Toxicology. -2010. Vol.275, N.l-3. - P.65-71.

157. Park H.S., Ahn J., Kwak H.S. Effect of nano-calcium-enriched milk on calcium metabolism in ovariectomized rats// J. Med. Food.- 2008.- Vol.11, N 3.- P.454-459.

158. Pellegrino T., Sperling R.A., Alivisatos A.P., Parak W.J. Gel electrophoresis of gold-DNA nanoconjugates//J. Biomed. Biotechnol.- 2007.- N 2007.-P.26796.

159. Peng D., Zhang J., Liu Q., Taylor E.W. Size effect of elemental selenium nanoparticles (Nano-Se) at supranutritional levels on selenium accumulation and glutathione S-transferase activity // J. Inorg.Biochem. 2007. - Vol.101, N.10. - P.1457-163.

160. Peng H.Q, Alvarez N.T, Kittrell C., et al. Dielectrophoresis field flow fractionation of single-walled carbon nanotubes// J. Am. Chem. Soc.- 2006.-Vol.128, N 26.-P.8396-8397.

161. Peng W.P., Cai Y., Lee Y.T., Chang H.C. Laserinduced fluorescence/ion trap as a detector for mass spectrometric analysis of nanoparticles// Int. J. Mass Spectrom.- 2003.- Vol.229, N 1.-P.67-76.

162. Pesilca N.S., Stebe K.J., Searson P.C. Relationship between absorbance spectra and particle size distributions for quantum-sized nanocrystals// J. Phys. Chem. B.- 2003.-Vol.107.-P. 10412-10415.

163. Pipan-Tkalec Z., Drobne D., Jemec A., et al. Zinc bioaccumulation in a terrestrial invertebrate fed a diet treated with particulate ZnO or ZnCl(2) solution// Toxicology.- 2009.

164. Pisanic T.R., Blackwell J.D., Shubayev V.l., et al. Nanotoxicity of iron oxide nanoparticle internalization in growing neurons // Biomaterials. 2007. -Vol.28, N.16.-P.2572-2581.

165. Plaschke M., Schäfer T., Bundschuh T., et.al. Size characterization of bentonite colloids by different methods//Anal.Chem.- 2001.- Vol.73, N 17.-P.4338-4347.

166. Poda A.R., Bednar A.J., Kennedy A.J., at al. Characterization of silver nanoparticles using flow-field flow fractionation interfaced to inductively coupled plasma mass spectrometry // Journal of Chromatography A. -2011. In Press, Corrected Proof

167. Powell C.J., Seah S.M. Precision accuracy and uncertainty in quantitativesurface analyses by Auger electron spectroscopy and x-ray photoelectronspectroscopy// J. Vac. Sei .Technol. A.- 1980.-Vol.8.-P.735-763.

168. Power A.C., Betts A.J., Cassidy J.F. Non aggregated colloidal silver nanoparticles for surface enhanced resonance Raman spectroscopy // Analyst. -2011. In Press, Corrected Proof

169. Prasad V., Semwogerere D., Weeks E.R. Confocal microscopy of colloids//

170. J. Phys: Condens. Matter. 2007.-Vol. 19.-P.113102.

171. Rabinski G., Thomas D. Dynamic digital image analysis: Emerging technology for particle characterization// Water. Sci. Technol.- 2004.-Vol.50, N 1.-P. 19-26.

172. Reddy A.M., Kwalc B.K., Shim H.J. et al. In vivo tracking of mesenchymal stem cells labeled with a novel chitosan-coated superparamagnetic iron oxide nanoparticles using 3.0T MRI. // J Korean Med Sci. 2010. - Vol.25, N.2. -P.211-219.

173. Reddy K.M., Feris. K., Bell J., et al. Selective toxicity of zinc oxide nanoparticles to prokaryotic and eukaryotic systems //Appl. Phys. Lett. 2007. -Vol.90, N.213902. - P:2139021-2139023.

174. Reiber H., Koller T., Palberg T., et al. Salt concentration and particle density dependence of electrophoretic mobilities of spherical colloids in aqueous suspension//!. Colloid Interface. Sci.-2007.-Vol. 309, N 2.- P.315-322.

175. Richman J.D., Livi K.J., Geyh A.S. A scanning transmission electron microscopy method for, determining manganese composition in welding fume as a function of primary particle size//J Aerosol Sci. 2011 - Vol. 42, N 6.-P. 408-418.

176. Rieux A., Fievez V., Theate I., et al. An improved in vitro model of human intestinal follicle-associated epithelium to study nanoparticle transport by M cells // Eur. J. Pharm. Sci. 2007. - Vol.30, N.5. - P.380-391.

177. Roca M., Haes A.J. Probing cells with noble metal nanoparticle aggregates // Nanomed. 2008. - Vol.3, N.4. - 555-565.

178. Rohner F., Ernst F.O., Arnold M., et al. Synthesis, characterization, and bioavailability in rats of ferric phosphate nanoparticles // J. Nutr. 2007. -Vol.137. -P.614-619.

179. Römer I., White T.A., Baalousha M. at al. Aggregation and dispersion of silver nanoparticles in exposure media for aquatic toxicity tests // Journal of Chromatography A. -2011. In Press, Corrected Proof.

180. Ruktanonchai U., Bejrapha P., Sakulkhu U., et al. Physicochemical characteristics, cytotoxicity, and antioxidant activity of three lipid nanoparticulate formulations of alpha-lipoic acid// AAPS PharmSciTech.-2009.- Vol. 10, N 1.- P.227-234.

181. Safenlcova I.V., Zherdev A.V., Dzantiev B.B. Con-elation between the composition of multivalent antibody conjugates with colloidal gold nanoparticles and their affinity // Journal of Immunological Methods. 2010. Vol. 357. № 1-2. P. 17-25

182. Safi M., Sarrouj H., Sandre O., Mignet N., Berret J.F. Interactions between sub-10-nm iron and cerium oxide nanoparticles and 3T3 fibroblasts: the role of the coating and aggregation state. // Nanotechnology. 2010. - Vol.21, N.14. -P.145103.

183. Sandri G., Bonferoni M.C., Rossi S., et al. Nanoparticles based on N-trimethylchitosan: evaluation of absorption properties using in vitro (Caco-2 cells) and ex vivo (excised rat jejunum) models // Eur. J. Pharm. Biopharm. -2007.-Vol.65, N.1.-P.68-77.

184. SCCNFP (2003). Opinion concerning zinc oxide (Colipan°S76). CCNFP/0649/03. SCCNP: Brussels, www.europa.eu.int/comm/health/ph risk/ committees/sccp/ documents/out 222en.pdf.

185. Schimpf M., Caldwell K., Giddings J.C. Field-Flow Fractionation Handbook. -New York: Wiley.- 2000.-300 P.

186. Schmitt-Kopplin P, Junkers J. Capillary zone electrophoresis of natural organic matter// J. Chromatogr. A. 2003.-Vol.998, N 1-2.-P.1-20.

187. Seaton A., Donaldson K. Nanoscience, nanotechnology and the need to think small // Lancet. 2005. - Vol.365, N.9463. - P.923-924

188. Shafeev G.A //Nanoparticles: New Research, editor Simone Luca Lombardi, pp. 1 -37, ISBN: 978-1-60456 704 - 5, 2008, Nova Science Publishers, Inc., New York.

189. Sharma H.S., Hussain S., Schlager J., Ali S.F., Sharma A. Influence of nanoparticles on blood-brain barrier permeability and brain edema formation in rats. // ActaNeurochir Suppl. 2010. - Vol.106. - P.359-364.

190. Shluger A., Trevethan T. Microscopy — Atomic fingerprinting// Nature.2007.-Vol.446, N 7131.-P.34-35.

191. Shvedova A.A., Castranova V., Kisin E.R., et al. Exposure to carbon nanotube material: assessment of nanotube cytotoxicity using human keratinocyte cells // J. Toxicol. Environ Health A. 2003. - Vol.66, N.20. -P.1909-1926.

192. Sigubayashi K., Todo H., Kimura E. Safety evaluation of titanium dioxide nanoparticles by their absorption and elimination profiles// J.Toxicol. Sci.2008.-Vol.33, N 3.-P.293-298.

193. Simberg D., Zhang W.M., Merkulov S., et al.Contact activation of kallikrein-kinin system by superparamagnetic iron oxide nanoparticles in vitro and in vivo// J. Control Release.- 2009.

194. Song Y., Heien M.L.A.V., Jimenez V., et al. Voltammetric detection of metal nanoparticles separated by liquid chromatography// Anal. Chem.- 2004.-Vol. 76, N 17.-P.4911-4919.

195. Stegeman G., Vanasten A.C., Kraalc .JC., et al. Comparison of Resolving Power and Separation Time in Thermal Field-Flow Fractionation, Hydrodynamic Chromatography, and Size-Exclusion Chromatography// Anal Chem. 1994.-Vol.66, N 7.-P.1147-1160

196. Stephenson L.S., e.a. Global malnutrition// Parasitology.-2000.-Vol. 121, Suppl.l.-P.S5-S22.

197. Stuart C.A., Twistelton R., Nicholas M.K., Hide D.W. Passage of cow's milk proteins in,breast milk // Clin.Allergy.- 1984.-Vol.14, N 6.-P.533-535.

198. Suckow M.A., Weisbroth S.H., Franklin C.L. The Laboratory Rat. -Burlington, USA: Elsevier Academic Press, 2006.-912 p.

199. Suess D.T., Prather K.A. Mass spectrometry of aerosols// Chem. Rev.-1999.- Vol. 99, N 10.-P.3007.

200. Sugimoto Y., Pou P., Abe M., et al. Chemical identification of individual surface atoms by atomic force microscopy//Nature.- 2007.-Vol. 446, N 7131.-P.64-67.

201. Sun C., Du K.,,Fang C. et al. PEG-mediated synthesis of highly dispersive multifunctional superparamagnetic nanoparticles: their physicochemical properties and function in vivo. // ACS Nano. 2010.' - Vol.4, N.4. - P.2402-2410.

202. Sunde R.A. //Annu.Rev.Nutr.-1990.-Vol.10.-P.451-474.

203. Takahashi M., Inafulcu K., Miyagi T., et al. Efficient preparation of liposomes encapsulating food materials using lecitins by a mechanochemical method// J.Oleo Sei.- 2007.- Vol.56, N 1.- P.35-42.

204. Taylor M.R. Assuring the safety of nanomaterials in food packaging: the regulatory process and key issues. Woodrow Wilson International Center for Scholars. Project on emerging nanotechnologies.- 2008.-100 p.

205. Thieme J., McNulty I., Vogt S., Paterson D. X-ray spectromicroscopy A tool for environmental sciences// Environ. Sc.i Technol.- 2007.-Vol. 41, N 20.-P.6885-6889.

206. Tiede K., Boxall A.B., Tear S.P., et al. Detection and characterization of engineered nanoparticles in food and the environment// Food Add.Contam.-2008,- Vol.25, N 7.- P.795-821.

207. Tiede K., Hasselov M., Breibarth E., et al. Considerations for environmental fate and ecotoxicity testing to support environmental risk assessments for engineered nanoparticles// J.Chromatogr.A.- 2008.- Vol. 1216, N 3,- P.503-509.

208. Trace elements in human nutrition and health // WHO. 1996. - 343p.

209. Valentini M., Vaccaro A., Rehor A., et al. Diffusion NMR spectroscopy for the characterization of the size and interactions of colloidal matter: The case of vesicles and nanoparticles// J. Am. Chem. Soc.- 2004.-Vol. 126, N 7.-P.2142-2147.

210. Volkheimer G. Passage of particles through the wall of the gastrointestinal tract // Environ Health Perspect.- 1974.- N 9.- P.215-225.

211. Volkheimer G. Persorption of microparticles// Pathologe.- 1993.- Vol.14, N 5.- P.247-252.

212. Wang H., Wick R.L., Xing B. Toxicity of nanoparticulate and bulk ZnO, A1203 and Ti02 to the nematode Caenorhabditis elegans// Environ. Pollut-2009.- Vol.157, N 4.- P.1171-1177.

213. Wang H., Zhang J., Yu H. Elemental selenium at nano size possesses lower toxicity without compromising the fundamental effect on selenoenzymes: comparison with selenomethionine in mice // Free Radic. Biol. Med. 2007. -Vol.42, N.10. - P.1524-1533.

214. Wang X., Yang T., Jiao K. Electrochemical sensing the DNA damage in situ induced by a cathodic process based on Fe@Fe(2)0(3) core-shell nanonecklace and Au nanoparticles mimicking metal toxicity pathways in vivo// Biosens. Bioelectron. 2009.

215. Waschulewski I.H., Sunde R.A // J.Nutr. -1988.- Vol.118, N 3.- P.367-374/

216. Watson D.A., Brown L.O., Gaskill D.F., et al. A flow cytometer for the measurement of Raman spectra // Cytometry A.-2008.- Vol.73, N 2.-P.119-128.

217. Weiss J., Takhistov P., McClements D.J. Functional materials in food nanotechnology // J. Food Sci. 2006. - Vol.719. - P. 107-116.

218. Wiench K., Wohlleben W., Hisgen V., et al. Acute and chronic effects of nano- and non-nano-scale TiO(2)- and ZnO particles on, mobility and reproduction of the freshwater invertebrate Daphnia magna// Chemosphere.-2009.-Vol.76, N 10.- P.1356-1365.

219. Wigginton N.S., Rosso K.M., Lower B.H., et al. Electron tunneling properties of outer-membrane decaheme cytochromes from Shewanella oneidensis// Geochim. Cosmochim. Acta.- 2007b.-Vol. 71.-P.543-555.

220. Wilhelm C., Fortin J.P., Gazeau F. Tumour cell toxicity of intracellular hyperthermia mediated by magnetic nanoparticles,// J. Nanosci. Nanotechnol.2007. Vol.7, N.8. - P.2933-2937.

221. Williams A., Varela E., Meehan E., Tribe K. Characterisation of nanoparticulate systems by hydrodynamic chromatography// Int. J. Pharm.-2002.-Vol. 242, N 1-2.-P.295-299.

222. Xia X.R., Monteiro-Riviere N.A., Riviere J.E. Trace analysis of fullerens in biological samples by simplified liquid-liquid extraction and high performance liquid chromatography// J.Chromatogr.A.-2006.- Vol.1129, N 2.- P.216-222.

223. Yamamoto K., Makino M. Transmission electron microscope technique for risk assessment of manufactured nanomaterials//International Symposium on the risk assessment of manufactured nanomaterials. Abstract book.- Tokyo.2008.-P.25-29.

224. Yang C.Y., Hsiao J.K., Tai M.F. et al. Direct labeling of liMSC with SPIO: the long-term influence on. toxicity, chondrogenic differentiation capacity, and intracellular Distribution. // Mol Imaging Biol. 2010. - Epub ahead of print.

225. Yang H., Liu C., Yang D., et al. Comparative study of cytotoxicity, oxidative stress and genotoxicity induced by four typical nanomaterials: the role of particle size, shape and composition// J. Appl. Toxicol.- 2009.- Vol.29, N 1,-P.69-78.

226. Yegin B.A., Lamprecht A. Lipid nanocapsule size analysis by hydrodynamic chromatography and photon correlation spectroscopy//Int. J. Pharm.-2006.-Vol.320,N 1-2.-P. 165-170.

227. Ying E., Hwang H.M. In vitro evaluation of the cytotoxicity of iron oxide nanoparticles with different coatings and different sizes in A3 human T lymphocytes. // Sci Total Environ. 2010. - Epub ahead of print.

228. Yoncheva K., Guembe L., Campanero M.A., Irache J.M. Evaluation of bioadhesive potential and intestinal transport of pegylated poly(anhydride) nanoparticles // Int. J. Pharm. 2007. - Vol.334, N.l-2. - P.156-165.

229. Yoshida R., Kitamura D., Maenosono S. Mutagenicity of water-soluble ZnO nanoparticles in Ames test// J. Toxicol. Sci.- 2009.- Vol.34, N 1.- P. 119-122.

230. Yu Z., Xiaoliang W., Xuman W., et al. Acute toxicity and irritation of water-based dextran-coated magnetic fluid injected in mice // J.Biomed. Mater. Res. A. 2007.

231. Zarzycki P.K.,Ohta H., Harasimiuk F.B., Jinno K. Fast separation and quantification of C60 and C70 fullerenes using thermostated micro thin-layer chromatography// Anal.Sci.- 2007.- Vol.23, N 12,- P. 1391-1396.

232. Zhang J., Wang H., Bao Y., Zhang L. Nano red elemental selenium has no size effect in the induction of seleno-enzymes in both cultured cells and mice // Life Sci.- 2004. Vol.75, N.2. - P.237-244.

233. Zhang J., Wang H., Yan X., Zhang L. Comparison of short-term toxicity between Nano-Se and selenite in mice.// Life Sci.- 2005.- Vol.76, N 10.-P.1099-1109.

234. Zhang J., Wang X., Xu T. Elemental selenium at nano size (nano-se) as a potential chemopreventive agent with reduced risk of selenium toxicity: comparison with se-methylselenocysteine in mice // Toxicol. Sci. 2008. -Vol.101,N.l. -P.22-31.

235. Zhu L., Attard P., Neto C. Reliable measurements of interfacial slip by colloid probe atomic force microscopy. Ii. Hydrodynamic force measurements //Langmuir. -2011. Vol.27, N 11.-P. 6712-6719.

236. Zhu M.T., Feng W.Y., Wang Y., et al. Particokinetics and extrapulmonary translocation of intratracheally instilled ferric oxide nanoparticles in rats and the potential health risk assessment// Toxicol. Sci.- 2009.- Vol.107, N 2.- P.342-351.

237. Zhu X., Wang J., Zhang X., et al. The impact of ZnO nanoparticle aggregates on the embryonic development of zebrafish (Danio rerio)// Nanotechnology.- 2009.- Vol.20, N 19.- P. 195103.

238. Zhu Z.-J., Ghosh P.S., Miranda O.M., et al. Multiplexed screening of cellular uptake of gold nanoparticles using laser desorption/ionization mass spectrometry// J.Am.Chem.Soc.-2008.- Vol. 130, N 43P. 14139-14143.

239. Ziegler K.J., Schmidt D.J., Rauwald U., et al. Length-dependent extraction of single-walled carbon nanotubes//Nano Letters.- 2005.-Vol.5, N 12.-P.2355-2359.

Информация о работе

Распопов, Роман Владимирович
кандидата биологических наук
Москва, 2011
ВАК 03.01.04

Диссертация

Биодоступность и биокинетические характеристики некоторых приоритетных наноматериалов в эксперименте - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы