УДК 611.12-034:591.33-092.9

В.Ф.Шаторна, О.О.Савенкова, Гарець В.І., Мархонь Н.О., Крутенко В.В., Інджикулян А.А.

Державний заклад Дніпропетровська медична академія МОЗ України

Дослідження впливу на ембріогенез щура колоїдних розчинів нанометалів

Використання нанотехнологій та наноматеріалів є одним з самих перспективних напрямків розвитку науки та техніки ХХІ віку. Особливості поведінки речовини у стані наночастинок відкривають широкі перспективи отримання матеріалів з новими показниками, такими як унікальна механічна прочність, особливі спектральні, хімічні та біологічні характеристики. В найближчий час слід очікувати різкого збільшення обсягів виробництва наноматеріалів в усьому світі. Це призведе до потрапляння значної кількості наноматеріалів до навколишнього середовища та їх накопичення в компонентах біологічних систем з наступним контактом з організмом людини. Сучасний розвиток нанотехнологій потребує адекватну систему оцінки ризику для організму людини, тварин і навколишнього середовища при виробництві та застосуванні наноречовин. Серед сучасних досліджень з нанобіотехнологій зовсім незначна їх частина присвячена дослідженню впливу тих чи інших нанопродуктів на ембріогенез та органогенез. Окремо стоїть питання визначення токсичної дози того чи іншого нанопродукту для розвитку організму. Метою даного дослідження було виявлення впливу в експерименті колоїдного розчину наносрібла та нанозолота різних концентрацій на хід ембріогенезу.

Матеріалом дослідження було обрано в якості експериментальних тварин щурів. Всі тварини, що приймали участь в експерименті, мали здоровий вигляд і були активні. В експериментальних моделях використовувалися колоїдні розчини нанозолота та наносрібла, які отримувалися за оригінальною методикою в інституті біоколоїдної хімії ім. Ф.Д.Овчаренка НАН України (директор: доктор хімічних наук, професор Ульберг З.Р.). Вихідна концентрація препарату наночастинок золота: 1) 77,2 мкг/мл; 2) 38,6 мкг/мл. Вихідна концентрація препарату наночастинок срібла: 432 мкг/мл за металом. Форма наночастинок як срібла так і золота - сферична. В експерименті використовувалися наночастини срібла та золота розміром 30 нм.

Матеріалом експерименту стали 15 самиць білих безпородних щурів, які отримували одноразово внутрішньоочеревинно розчин нанометалу 0,5 мл відповідно кожної групи металу на ранніх термінах вагітності (7-8 доба вагітності) та 4 самиці контрольної групи., тобто відповідно формували 3 підгрупи експериментальних тварин (по 5 самиць в кожній). Всі самиці вижили, під час експерименту виглядали здоровими, активними, добре споживали їжу. Оперативно вилучали матку та ембріони на 3-10 добу після введення розчину нанометалу, здійснювали стандартну процедуру фіксації, знімали вагові та ростові показники, фотографували макропрапарати. При цьому визначали відповідність стадіям нормального розвитку, виявляли аномалії. Для подальшого гістологічного дослідження виконували стандартну проводку та заливку у парапласт.

Результати досліджень та їх обговорення. Під час оперативного вилучення маткові самиць експериментальних груп судини виглядали надмірно наповненими кров’ю, розширеними, мали звивистий характер, чого не спостерігалось в контрольній групі. Макроскопічно ембріони були малорухомими, гіпереміровані, вагові показники знижені.

Проведення дослідження впливу нанометалу в групах експериментальних тварин показало, що відповідь на дію зазначеного фактору відбувається як з боку структур матки так і збоку ембріона. Вплив колоїдного розчину нанометалів на хід ембріогенезу позначався в затримці розвитку ембріонів на 1-2 стадії, порушенні флексії та торсії ембріона, зменшенні ваги окремих ембріонів однієї самиці. У 2 самиць, які отримували колоїдний розчин нанозолота (концентрація 77,2 мкг/мл) в маткових трубах поряд з нормально розвинутими ембріонами розвивались тканинні угруповування, які були нами класифіковані як артефакти (аномально розвинуті клітинні недиференційовані маси). Цікавим виглядає той факт, що ембріони однієї самиці мали суттєвий розбіг вагових та ростових показників, при цьому не спостерігалось відставання у стадіях розвитку самого ембріона. А саме: діагностичні ознаки такі як розвиток кінцівок, закладка вібрис, формування повік та ін. відповідали стадії розвитку на якій знаходились всі ембріони. Загалом артефактів в наших експериментах виявилося 4 (3 - у однієї самиці та 1- у другої), вони не мали форми ембріона, але мали однакову вагу між собою. Самі артефакти за формою були двох видів: рівні та зігнуті під кутом. Можливо ці артефакти є результатом елімінації ембріонів, але постає питання, чому інші ембріони розвинуті нормально, або майже нормально. В експериментальних групах по введенню наносрібла, нанозолота низької концентрації (концентрація 38,6 мкг/мл) та в контрольній групі артефактів не зустрічалось зовсім.

Висновки. Нашими експериментами виявлено вплив колоїдних розчинів нанометалів срібла та золота сферичної форми на морфогенетичні закономірності ембріонального розвитку плацентарних тварин (щурів). Вплив колоїдним розчином нанозолота та наносрібла визначався в затримці розвитку на 1-2 стадії, порушенні флексії та торсії раннього ембріона. В експериментальних групах по введенню нанозолота спостерігалися розбіжності в ростових та вагових показниках ембріонів, а також виявлені артефакти.

В перспективі досліджень викликає інтерес визначення впливу наночасток золота та срібла різних розмірів та форми на хід органогенезу ембріону, гістологічні дослідження артефактів.