Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Биологические эффекты внутривенного введения модифицированных наноразмерных частиц магнетита в эксперименте Мильто Иван Васильевич

Биологические эффекты внутривенного введения модифицированных наноразмерных частиц магнетита в эксперименте
<
Биологические эффекты внутривенного введения модифицированных наноразмерных частиц магнетита в эксперименте Биологические эффекты внутривенного введения модифицированных наноразмерных частиц магнетита в эксперименте Биологические эффекты внутривенного введения модифицированных наноразмерных частиц магнетита в эксперименте Биологические эффекты внутривенного введения модифицированных наноразмерных частиц магнетита в эксперименте Биологические эффекты внутривенного введения модифицированных наноразмерных частиц магнетита в эксперименте Биологические эффекты внутривенного введения модифицированных наноразмерных частиц магнетита в эксперименте Биологические эффекты внутривенного введения модифицированных наноразмерных частиц магнетита в эксперименте Биологические эффекты внутривенного введения модифицированных наноразмерных частиц магнетита в эксперименте Биологические эффекты внутривенного введения модифицированных наноразмерных частиц магнетита в эксперименте Биологические эффекты внутривенного введения модифицированных наноразмерных частиц магнетита в эксперименте Биологические эффекты внутривенного введения модифицированных наноразмерных частиц магнетита в эксперименте Биологические эффекты внутривенного введения модифицированных наноразмерных частиц магнетита в эксперименте Биологические эффекты внутривенного введения модифицированных наноразмерных частиц магнетита в эксперименте Биологические эффекты внутривенного введения модифицированных наноразмерных частиц магнетита в эксперименте Биологические эффекты внутривенного введения модифицированных наноразмерных частиц магнетита в эксперименте
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Мильто Иван Васильевич. Биологические эффекты внутривенного введения модифицированных наноразмерных частиц магнетита в эксперименте: диссертация ... доктора биологических наук: 03.03.04 / Мильто Иван Васильевич;[Место защиты: Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации].- Томск, 2015.- 382 с.

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Наноматериалы: определение, терминология, классификация 12

1.2. Особенности физических свойств наноразмерных частиц магнетита 14

1.3. Сведения о фармакокинетике наноразмерных частиц магнетита 17

1.3.1. Распределение наноразмерных частиц магнетита в организме экспериментальных животных 19

1.3.2. Элиминация наноразмерных частиц магнетита из организма экспериментальных животных 23

1.4. Механизмы повреждения клеток наноразмерными частицами магнетита...24

1.5. Модификация наноразмерных частиц магнетита для биомедицинского применения 32

1.6. Использование наноразмерных частиц магнетита в биологии и медицине

1.6.1. Наноразмерные частицы магнетита как средство адресной доставки лекарственных средств 40

1.6.2. Наноразмерные частицы магнетита как самостоятельные терапевтические агенты 45

1.6.3. Наноразмерные частицы магнетита как средство диагностики 47

1.7. Заключение по обзору литературы 49

Глава 2. Материал и методы исследования 51

Глава 3. Результаты собственных исследований

3.1. Характеристика наноструктур, используемых в исследовании 63

3.2. Прижизненное распределение модифицированных наноразмерных частиц магнетита в организме крыс 70

3.3. Структура внутренних органов крысы после внутривенного введения модифицированных наноразмерных частиц магнетита 83

3.4. Иммуногистохимическое выявление мононуклеарных фагоцитов печени, легкого, почек и селезенки крыс после введения модифицированных наноразмерных частиц магнетита 138

3.5. Ультраструктура печени, легкого, почек и селезенки крыс после введения модифицированных наноразмерных частиц магнетита 167

3.6. Содержание железа в печени, легких, селезенке и почках крыс после введения модифицированных наноразмерных частиц магнетита 205

3.7. Гистоэнзимологическое исследование печени, сердца и почек крыс после введения модифицированных наноразмерных частиц магнетита 210

3.8. Биохимическое исследование плазмы крови крыс после введения модифицированных наноразмерных частиц магнетита

3.8.1. Влияние модифицированных наноразмерных частиц магнетита на метаболизм железа 222

3.8.2. Влияние модифицированных наноразмерных частиц магнетита на активность органоспецифичных ферментов плазмы крови крыс 228

3.8.3. Влияние модифицированных наноразмерных частиц магнетита на концентрацию органоспецифичных метаболитов плазмы крови крыс 234

3.8.4. Прооксидантные свойства модифицированных наноразмерных частиц магнетита и их влияние на состояние общей антиоксидантной активности плазмы крови крыс 240

Глава 4. Обсуждение результатов собственных исследований 244

Заключение 307

Список сокращений 315

Список литературы 316

Особенности физических свойств наноразмерных частиц магнетита

Несмотря на то, что железосодержащие наноматериалы (магнетит, ферриты, железо) используются для решения различных биомедицинских задач, имеется относительно небольшое количество исследований последствий введения НЧМ в организм животных. Нет однозначных сведений о распределении, накоплении, выведении, метаболизме и эффектах НЧМ как на уровне организма, так и на уровне клеток млекопитающих [135, 289, 304]. На сегодняшний день преобладающее количество работ посвящено изучению свойств НЧМ in vitro на уровне отдельных молекул (селективная адсорбция и стабилизация высокомолекулярных соединений, изменение активности ферментов и т.д.) и клеточных культур (цитотоксичность, выявление механизмов взаимодействия с клеточной мембраной, влияние на экспрессию отдельных генов и т.д.) [11, 38, 130, 140, 184, 239, 257]. Имеется сравнительно мало работ по влиянию различных видов НЧМ на организм [144, 318, 349, 380]. Понимание механизмов распределения наночастиц при различных способах введения, установление параметров выведения и др. имеет первостепенное значение для определения перспектив их биологического и медицинского применения.

Поступление НЧМ в организм возможно ингаляционным, пероральным, перкутанным и парентеральным путями. Контакт человека с наноматериалами может происходить на этапе их разработки, производства, использования и переработки [356].

Наиболее перспективным с точки зрения внедрения НЧМ в медицину является парентеральный путь введения, который может быть использован для целевой доставки лекарственных средств, диагностических МРТ контрастных препаратов, а также для локальной гипертермии [98, 232, 233]. Последний метод подразумевает также локальное введение магнитных жидкостей в регион патологического процесса [135]. Внутривенное введение НЧМ сопровождается их обнаружением в красном костном мозге, селезенке, лимфатических узлах, печени, опухолях и зонах воспаления [69, 197]. Проникновение НЧМ в эти органы обеспечивается за счёт их предварительной опсонизации белками плазмы. Опсонизация способствует распознаванию НЧМ клетками ретикулоэндотелиальной системы и её основного звена - МНФ, которые поглощают их рецептор-опосредованным эндоцитозом [18, 157, 397]. Для ряда наноматериалов продемонстрированы иные способы проникновения в клетку [158, 208]. Так, гидрофобные наноматериалы свободно проникают внутрь клетки путем диффузии через билипидный слой плазмолеммы, а липосомы переносят своё содержимое путем слияния своей оболочки с плазматической мембраной клетки [123, 165]. Moore и соавт. показали проникновение в опухолевые клетки и различные виды макрофагов декстран-модифицированных НЧМ, конъюгированных с трансферрином. Интернализация осуществлялась по механизму фагоцитоза с использованием рецепторов к трансферрину [380]. Проникновение НЧМ в клетки может опосредоваться асиалогликопротеиновыми рецепторами [379].

Способ введения наноматериала в организм животного определяется его физико-химическими характеристиками (химический состав, рН раствора, поверхностный заряд, гидрофобность/гидрофильность нанокластера и др.), а также дозой, временем достижения желаемого эффекта и целью эксперимента (для обеспечения преимущественного накопления наноматериала в легких предпочтителен ингаляционный путь; для накопления в печени наиболее приемлемым является внутривенный путь, внутриартериальное введение используется для доставки наноматериала в опухоль и т.д.). Наиболее широко используемыми на сегодняшний день путями введения наноматериалов в организм экспериментальных животных по данным литературы являются: внутривенный, ингаляционный, пероральный, накожный и внутриартериальный [69, 100, 135, 304].

Внутривенное введение НЧМ весьма эффективно, так как обеспечивает максимальную биодоступность, однако, может быть сопряжено с эмболией и повреждением эндотелия сосудов [20, 305]. Внутримышечное, накожное и пероральное введение наноразмерных частиц снижает биодоступность препарата и его эффективность из-за необходимости преодоления несколько гистогематических барьеров, вследствие чего необходимо использовать более высокие концентрации наноматериала [181, 249, 339].

Скорость распределения и элиминации наноструктур в организме также зависит от химического состава наноматериала, линейных размеров его структурных элементов, дозы и способа введения. При внутримышечном или подкожном введении наноразмерные частицы проникают из места инъекции в системный кровоток медленно, что позволяет активировать МНФ и обеспечить их эффективную элиминацию с минимальными повреждениями организма. Внутримышечное и подкожное введение наноматериалов обычно используется в тех случаях, когда необходимо обеспечить медленную кинетику выведения и желательно пролонгированное действие наноматериала на организм [100, 175, 252].

Наноразмерные частицы магнетита как средство адресной доставки лекарственных средств

Структура селезенки крыс 5-ой группы на 1 и 7 сутки соответствует морфологии органа животных 1-ой группы в аналогичный срок. В красной пульпе выявляются макрофаги всех трех классов, количество которых представляется увеличенным по сравнению с селезенкой интактных крыс. Внутрифолликулярно определяются клетки 2 и 3 классов, с преобладанием макрофагов 3 класса.

Селезенка животных 5-ой группы на 14 сутки имеет обычный вид, хотя незначительно спазмированы центральные артерии. В красной пульпе встречается большое количество Перлс-позитивных макрофагов, часть из которых лежит перифолликулярно, часть - внутри селезеночных тяжей. Эти макрофаги представлены клетками всех трех классов, с преобладанием клеток 1-го класса. Внутрифолликулярно расположены Перлс-положительные клетки всех трех классов, с преобладанием 2 и 3-го.

Структура селезенки крыс на 21 сутки без особенностей. Фолликулы имеют хорошо выраженный центр размножения и корону - рис.44. Внутрифолликулярно располагаются Перлс-позитивные клетки всех трех классов. Перифолликулярно и в селезеночных тяжах так же располагаются клетки 1, 2 и 3-го классов, дающие положительную реакцию с ферроцианидом калия.

Селезенка крысы на 21 сутки после введения суспензии модифицированных хитозаном НЧМ. Обычный вид. Полутонкий срез. Ув. 400. Окр.: азур П.

Селезенка крыс 5-ой группы на 40 и 60 сутки соответствует морфологии органа животных интактной группы в аналогичный срок. В селезеночных тяжах определяются Перлс-позитивные макрофаги всех трех классов. Перифолликулярно располагаются клетки 1 и 2 классов. Внутрифолликулярно -Перлс-позитивные макрофаги 2 и 3 классов. Общее количество Перлс-положительных клеток представляется меньшим, нежели в ранние сроки.

В селезенке животных 5-ой группы на 90 и 120 сутки наблюдается снижение Перлс-позитивных клеток, как в белой, так и в красной пульпе. В фолликулах обнаруживаются лишь клетки, содержащие единичные Перлс-положительные гранулы, тогда как перифолликулярно и в селезеночных тяжах располагаются клетки всех трех классов.

На протяжении всего экспермента кардиомиоциты крыс 5-ой группы имеют обычный вид. На 1 сутки в миокарде крыс 5-ой группы наблюдаются дисциркуляторные изменения: полнокровие капилляров и общий отек. Изменений со стороны эндокарда и эпикарда нет. На 7 сутки в сердце крыс прогрессирует общий отек миокарда. Изменений в эпикарде нет. К 14 суткам общий отек миокарда снижается. Структура эндокарда и эпикарда без особенностей. Перлс-положительных клеток ни в одной из оболочек сердца нет. На 21 и 40 сутки в сердце крыс признаков отека миокарда нет. Капилляры расширены и умеренно полнокровны.

К 60 суткам определяется гиперемия капилляров миокарда, менее выраженная, чем на 40 сутки. На 90 и 120 сутки наблюдается нормализация структуры всех оболочек сердца крыс. В миокарде наблюдается гиперемия капилляров и общий отек. Эндокард без особенностей.

На 1 и 7 сутки в коре лобной доли крыс 5-ой группы выявляется полнокровие капилляров и умеренный перикапиллярный отек. Умеренный перинейрональный отек наблюдается вокруг единичных погибших пирамидных нейронов. Вены и капилляры мягкой мозговой оболочки гиперемированы.

В коре лобной доли крыс на 14 сутки определяются погибшие пирамидные нейроны, количество которых представляется повышенным по сравнению с предыдущим сроком. Вокруг погибших нейронов имеется отек и появляется выраженная глиальная реакция. Капилляры коры гиперемированы с периваскулярным отеком.

В коре лобной доли крыс к 21 суткам идентифицируется полнокровие капилляров с признаками стаза, умеренный перикапиллярный отек, единичные погибшие пирамидные нейроны коры, вокруг которых выражена глиальная реакция. Полнокровия сосудов мягкой мозговой оболочки не определяется.

В коре лобной доли крыс 5-ой группы на 40 и 60 сутки выявляется перикапиллярный отек. Капилляры полнокровны, с признаками стаза - рис.45. В нервной ткани описываемого региона выражена глиальная реакция. Количество погибших пирамидных нейронов представляется меньшим, чем в предыдущий срок.

Кора лобной доли головного мозга крысы на 40 сутки после введения суспензии модифицированных хитозаном НЧМ. Перикапиллярный отек (стрелка). Окр.: реакция Перлса с докраской гематоксилином и эозином. Ув. 400.

В коре лобной доли крыс на 90 и 120 сутки сохраняется умеренное полнокровие капилляров с признаками перикапиллярного отека. Встречаются единичные погибшие пирамидные нейроны, с признаками перинейронального отека. Глиальная реакция выражена слабо.

На 1 сутки в семенниках крыс 5-ой группы изменений со стороны сперматогенных клеток нет, все их популяции представлены в извитых семенных канальцах и имеют характерную топографию. В строме органа выявляются единичные Перлс-позитивные клетки 3 класса. В просвете извитых семенных канальцев реакция Перлса - отрицательна - табл. 14.

К 7 суткам в семенниках крыс 5-ой группы наблюдается умеренное полнокровие сосудов стромы. Перлс-положительные клетки исключительно с единичными гранулами в цитоплазме (3 класс) располагаются перикапиллярно. Структура извитых семенных канальцев не нарушена - табл. 14.

В просвете извитых семенных канальцев крыс на 14 и 21 сутки отмечается разрежение клеток сперматогенного ряда. Сосуды микроциркуляторного русла запустевают. Единичные Перлс-позитивные клетки 3 класса лежат в межканальцевой соединительной ткани - табл. 14.

К 40 суткам структура семенников крыс 5-ой группы без особенностей. Признаков повреждения предшественников и зрелых половых клеток нет. Гемато-тестикулярный барьер без изменений. В строме органа встречаются Перлс-положительные клетки исключительно 3 класса. Перле-положительного материала в просвете извитых семенных канальцев нет - табл. 14.

В семенниках крыс на 60 сутки после введения НЧМ, модифицированных хитозаном, структура органа сохранена и не обнаруживает признаков повреждений. В межканальцевой соединительной ткани встречаются Перлс-положительные клетки, содержащие единичные гранулы - табл. 14.

На 90 и 120 сутки структура семенников крыс 5-ой группы сохранена. В строме органа, перикапиллярно располагаются Перлс-положительные клетки 2 и 3 классов - рис.46, с преобладанием клеток, имеющих единичные гранулы в цитоплазме - табл. 14.

Структура внутренних органов крысы после внутривенного введения модифицированных наноразмерных частиц магнетита

На 60 сутки после введения суспензии магнитолипосом на основе НЧМ в интерстициальных макрофагах легких крыс выявляются везикулы, содержащие незначительное количество частиц высокой электронной плотности. Альвеолярные макрофаги содержат одномембранные везикулы с умеренным и незначительным количеством зернистого материала и визуально преобладают над интерстициальными МНФ. Кроме того, в них определяется небольшое количество полых и содержащих материал низкой электронной плотности везикул.

На 90 и 120 сутки после введения суспензии магнитолипосом на основе НЧМ в легких крыс преобладают фагоциты, содержащие полые везикулы, либо везикулы с аморфным материалом низкой электронной плотности.

На 1 сутки после введения суспензии магнитолипосом на основе НЧМ в нефроцитах проксимальных извитых канальцев нефронов крыс выявляются полиламеллярные везикулы (1-2 мкм) с зернистым материалом высокой электронной плотности. Везикулы содержат умеренное и незначительное количество частиц размером 50-80 нм - рис.109. Нефроциты всех отделов нефрона не имеют признаков повреждения.

Макрофаги интерстициальной соединительной ткани содержат униламеллярные везикулы с умеренным количеством зернистого материала.

Почка крысы на 1 сутки после введения суспензии магнитолипосом на основе НЧМ. Фрагмент цитоплазмы нефроцита проксимального извитого канальца, содержащий многослойную везикулу (стрелка) с зернистым материалом высокой электронной плотности. Через 7 суток после введения суспензии магнитолипосом на основе НЧМ в почках крыс электронноплотные частицы размером 50-80 нм определяются в униламеллярных везикулах нефроцитов проксимальных извитых канальцев нефронов (1-2 мкм) и макрофагов (0,7-1,3 мкм). Везикулы макрофагов переполнены зернистым материалом, тогда как везикулы нефроцитов содержат незначительное количество частиц.

На 14 сутки незначительное количество электронноплотных частиц определяется в немногочисленных униламеллярных везикулах нефроцитов проксимальных извитых канальцев. Везикулы (1,5 мкм) располагаются в центральной и апикальной части эпителиоцитов - рис. 110.

Интерстициальные макрофаги мозгового вещества содержат везикулы (0,9-1,5 мкм), переполненные зернистым материалом высокой электронной плотности.

На 21 и 40 сутки после введения суспензии магнитолипосом на основе НЧМ частицы высокой электронной плотности обнаруживаются только в везикулах интерстициальных макрофагов. В цитоплазме макрофагов мозгового вещества встречаются одиночные везикулы, переполненные зернистым материалом. К 40 суткам плотность везикул снижается, определяются гранулы, окруженные мембраной с умеренным и незначительным количеством зернистого материала высокой электронной плотности.

На 60, 90 и 120 сутки после введения суспензии магнитолипосом на основе НЧМ в почках крыс частицы высокой электронной плотности не обнаруживаются. Интерстициальные макрофаги коркового и мозгового вещества не имеют признаков активации.

В селезенке крыс на 1, 7 и 14 сутки после инъекции магнитолипосом на основе НЧМ в фагосомах макрофагов красной пульпы выявляется умеренное количество зернистого материала высокой электронной плотности.

С 21 по 40 сутки количество фагосом в МНФ селезенки визуально снижается, также наблюдается уменьшение содержания зернистого материала в них -рис.111.

Селезенка крысы на 40 сутки после введения суспензии магнитолипосом на основе НЧМ. Незначительное количество частиц высокой электронной плотности в везикулах макрофагов красной пульпы.

На 60 и 90 сутки в МНФ красной пульпы содержатся единичные фагосомы с незначительным количеством электронноплотного материала. На 120 сутки в макрофагах селезенки частиц высокой электронной плотности не обнаружено.

Содержание железа в печени, легких, селезенке и почках крыс после введения суспензии немодифицированных наноразмерных частиц магнетита Введение суспензии немодифицированных НЧМ сопровождается повышением содержания железа в печени на 1 сутки в 4,8 раза, на 7 - в 3,9 раза, на 14 - в 2,5 раза, на 21 - в 2,3 раза, на 40 - в 2,0 раза, на 60 - в 1,7 раза и на 90 - в 1,3 раза -прил. Г.1. В легких содержание железа превышает соответствующие показатели животных интактной группы на 1 сутки - 4,1 раза, на 7 - в 3,7 раза, на 14 - 3,3 раза, на 21 - в 3 раза, на 40 - в 2,7 раза, на 60 - в 2,2 раза, на 90-1,8 раза, на 120 -в 1,2 раза - прил. Г.2. В селезенке крыс 4-ой группы содержание железа повышено на 1 сутки в 2,2 раза, на 7 - в 2,1 раза, на 14 - в 2 раза, на 21 - в 1,8 раза, на 40 - в 1,7 раза, на 60 - в 1,5 раза, на 90 - в 1,4 раза и на 120 - в 1,2 раза -прил. Г.З. В почках животных увеличенное содержание железа относительно животных 1-ой группы наблюдается на 1 и 7 сутки в 1,4 раза, на14и21-в1,3 раза, на 40 и 90 - в 1,2 раза, на 60 - в 1,1 раза - прил. Г4.

Итак, введение эмульсии полых липосом и раствора хитозана не вызывает изменения содержания железа в печени, легких, селезенке и почках крыс относительно животных интактной группы. введение суспензии немодифицированных НЧМ сопровождается повышением содержания железа в печени и почках крыс с 1 по 90 сутки. Повышенное содержание железа после введения немодифицированных НЧМ наблюдается в легких и селезенке крыс на протяжении всего эксперимента. введение суспензии модифицированных хитозаном НЧМ увеличивает содержание железа во всех исследованных органах, которые нивелируются в печени, селезенке и почках крыс к 60 суткам, а в легком к 40 суткам. Повышение содержания железа во всех органах крыс менее выражено, нежели после введения суспензии немодифицированных НЧМ. введение магнитолипосом на основе НЧМ сопровождается повышением содержания железа во всех изученных органах относительно аналогичных органов животных 1-ой группы, которые полностью нивелируются в печени, легких и селезенке крыс к 90 суткам, а в почках к 120 суткам. Изменения содержания железа в органах животных 6-ой группы менее выражены и краткосрочны по сравнению с крысами 4-ой группы, но более выражены и продолжительны, нежели у крыс 5-ой группы.

Гистоэнзимологическое исследование печени, сердца и почек крыс после введения модифицированных наноразмерных частиц магнетита

Причина снижения концентрации трансферрина после введения суспензий НЧМ представляется аналогичной той, которая наблюдается в случае церулоплазмина. Трансферрин также синтезируется исключительно в печени и его концентрация в плазме будет снижаться при повреждении гепатоцитов.

Степень снижения концентрации церулоплазмина/трансферрина и его продолжительность положительно коррелирует с выраженностью повреждений печени после введения различных суспензий НЧМ.

Ферритин - основной внутриклеточный железосвязывающий белок гепатоцитов, макрофагов и нейронов, обеспечивающий его долгосрочное резервирование с последующей возможностью экспорта в кровь.

Высокие уровни плазменного железа стимулируют синтез ферритина в клетках, в частности, в гепатоцитах. В то же время, перегрузка гепатоцитов железом приводит к гепатотоксическому эффекту и повреждению этих клеток [126]. Воспаление и некроз являются причиной повышения уровня ферритина в плазме крови [49]. Наблюдаемые повреждения (дистрофия и некроз) гепатоцитов, а также гибель резидентных макрофагов обеспечивают повышение концентрации ферритина в крови. Свободное железо инициирует формирование активных форм кислорода и запускает перекисный тип повреждения клеток [105, 125], который вносит дополнительный вклад в повышение концентрации ферритина в плазме. Увеличение концентрации внутриклеточного белка - ферритина в плазме крови напрямую зависит от степени повреждения гепатоцитов. В виду самых обширных повреждений гепатоцитов обнаруженных нами у крыс, получавших немодифицированные НЧМ, наиболее выраженное и продолжительное повышение концентрации плазменного ферритина наблюдается после введения немодифицированных НЧМ.

Щелочная фосфатаза определяется в норме практически во всех тканях организма, однако, наибольшая активность фермента проявляется в эпителиоцитах жёлчных протоков, энтероцитах, гепатоцитах, нефроцитах и клетках костной ткани [44, 60].

Повышение активности ЩФ в плазме крови животных после введения НЧМ, вероятно, является следствием повреждения гепатоцитов, нефроцитов, а также эпителия слизистой оболочки жёлчевыводящих путей и кишечника, вызванного экскрецией НЧМ в просвет ЖКТ [251]. Восстановление активности ЩФ после введения суспензий НЧМ и их модификаций, вероятно, связано с выведением НЧМ и восстановлением перечисленных выше эпителиоцитов. По-видимому, выведение НЧМ с жёлчью имеет разное значение в элиминации модифицированных и непокрытых НЧМ, что объясняет различия между активностью ЩФ у крыс 4, 5 и 6-ой группами. Наиболее быстро активность ЩФ нормализуется в плазме крови крыс подвергшихся введению покрытых хитозаном НЧМ, это объясняется тем, что введение данной модификации частиц сопровождается минимальным повреждением эпителиоцитов, а также высокой интенсивностью альтернативных механизмов выведения данной модификации магнетита (клубочковая фильтрация и канальцевая секреция). Повышение активности ЩФ в плазме крови обеспечивается за счет повреждения гепатоцитов, что хорошо согласуется с данными по снижению её внутриклеточной активности в последних.

Аланинаминотрансфераза (КФ 2.6.1.2) локализована в цитозоле клеток многих органов, но наибольшая её активность обнаружена в клетках печени и сердечной мышцы [44, 64]. Аспартатаминотрансфераза (КФ 2.6.1.1) имеет как цитоплазматическую, так и митохондриальную формы, максимальная её активность характерна для кардиомиоцитов. Эти аминотрансферазы катализируют перенос аминогруппы от L-аланина или L-аспартата на а-кетоглутарат с образованием пирувата или оксалоацетата и L 299 глутамата [60]. В кардиомиоцитах содержание АсАТ значительно превышает количество АлАТ, в печени - наоборот [41, 64].

Повышение активности АлАТ и АсАТ у крыс после введения суспензий НЧМ связано с повреждением паренхимы печени и/или миокарда, которое проявляется после введения любой из используемых в работе модификации НЧМ. Нормализация активности аминотрансфераз в течение эксперимента совпадает с восстановлением структуры гепатоцитов и нормализацией гемодинамических расстройств в печени и сердце крыс.

При повреждении паренхимы печени любой этиологии сывороточная активность АлАТ превосходит увеличение активности АсАТ. При повреждении гепатоцитов (нарушение целостности плазматической мембраны) в кровь сначала выходят цитозольные формы аминотрансфераз, а затем появляются митохондриальные, что повышает их сывороточную активность более значительно [41, 79].

у-ГТ (КФ 2.3.2.2.) является мембранным ферментом гепатоцитов, нефроцитов и нейронов, катализирующим реакцию переноса у-глутамильного остатка какого-либо пептида на акцепторную аминокислоту, другой пептид или воду [41, 93].

Повышение активности данного фермента в плазме крови животных после введения суспензий НЧМ можно объяснить повреждением гепатоцитов, нефроцитов и нейронов, которое документировано (с различной степенью выраженности) при гистологическом исследовании печени и почек крыс после введения немодифицированных НЧМ, покрытых хитозаном НЧМ и магнитолипосом.

Креатинфосфокиназа (КФ 2.7.3.2) - фермент, обеспечивающий фосфорилирование креатина, являющегося энергетическим субстратом в мышечных и нервных клетках. Содержится преимущественно в скелетной мускулатуре, миокарде, а также в гладких мышцах и головном мозге. С целью выявления влияние НЧМ на функциональное состояние миокарда нами была определена активность её сердечной изоформы - КФК-МВ [41, 44]. КФК-МВ является одним из самых ранних маркеров повреждения кардиомиоцитов (активность в плазме крови повышается уже через 3-4 ч) и составляет от 5 до 50 % активности всей КФК в миокарде. В скелетной мускулатуре активность КФК-МВ обычно составляет 1% и менее от общей активности КФК [41, 44, 90]. Вместе с другими кардиоспецифическими маркерами (например, АсАТ) повышение активности КФК-МВ свидетельствует о повреждении миокарда на фоне внутривенного введения НЧМ.

Похожие диссертации на Биологические эффекты внутривенного введения модифицированных наноразмерных частиц магнетита в эксперименте