RU2530639C1 - Method for prevention of adverse effect of general toxic and genotoxic action of nanosilver on human body - Google Patents

Method for prevention of adverse effect of general toxic and genotoxic action of nanosilver on human body Download PDF

Info

Publication number
RU2530639C1
RU2530639C1 RU2013125265/15A RU2013125265A RU2530639C1 RU 2530639 C1 RU2530639 C1 RU 2530639C1 RU 2013125265/15 A RU2013125265/15 A RU 2013125265/15A RU 2013125265 A RU2013125265 A RU 2013125265A RU 2530639 C1 RU2530639 C1 RU 2530639C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
complex
nanosilver
selenium
calcium
pectin
Prior art date
Application number
RU2013125265/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Александрович Кацнельсон
Лариса Ивановна Привалова
Владимир Борисович Гурвич
Олег Германович Макеев
Владимир Яковлевич Шур
Марина Петровна Сутункова
Екатерина Петровна Киреева
Ильзира Амировна Минигалиева
Надежда Владимировна Логинова
Ирина Евгеньевна Валамина
Original Assignee
Федеральное бюджетное учреждение науки "Екатеринбургский медицинский-научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное бюджетное учреждение науки "Екатеринбургский медицинский-научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека" filed Critical Федеральное бюджетное учреждение науки "Екатеринбургский медицинский-научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека"
Priority to RU2013125265/15A priority Critical patent/RU2530639C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2530639C1 publication Critical patent/RU2530639C1/en

Links

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: complex of biologically active preparations containing glutamic acid, glycine, cysteine, a pectin enterosorbent, a selenium polyvitamin-polymineral complex, a calcium preparation, as well as a cod liver oil preparation rich in nonesterified fatty acids omega 3 is administered. This complex is prescribed as a course of treatment once or twice a year for 4-6 weeks daily in the doses to provide the amounts of glycine of 300 mg, cysteine - 600 mg, glutamic acid - 4 g, selenium - 100 mcg, calcium - 4 g, cod liver oil - 25 ml with 12-15% nonesterified fatty acids omega 3, pectin - 4-5 g, as well as other microelements and vitamins in the doses to fill the normal physiological needs of the body.
EFFECT: lower adverse effects of the general toxic and genotoxic action of nanosilver on the body by normalising lipid peroxidation and the morphofunctional state of the liver and spleen, a lower degree of the DNA fragmentation.
3 tbl

Description

Изобретение относится к медицине, в частности к токсикологии наноматериалов (нанотоксикологии), и может быть использовано для снижения общетоксического и генотоксического эффектов действия наносеребра на организм в группах риска, охватывающих лиц, которые подвергаются воздействию этого наноматериала в условиях его производства и применения.The invention relates to medicine, in particular to the toxicology of nanomaterials (nanotoxicology), and can be used to reduce the general toxic and genotoxic effects of nanosilver on the body in risk groups, covering individuals who are exposed to this nanomaterial in the conditions of its production and use.

Высокая практическая значимость наносеребра в разнообразных сферах технического и медицинского применения является причиной изучения токсических эффектов этого металла и поиска средств снижения его общетоксического и генотоксического действия на организм.The high practical importance of nanosilver in various fields of technical and medical use is the reason for studying the toxic effects of this metal and finding means to reduce its general toxic and genotoxic effects on the body.

Опубликованы работы, в которых различными тестами и на различных клеточных объектах демонстрируется генотоксическое действие наносеребра, хотя и преимущественно «ин витро» (например, Ahamed М., Karns М., Goodson М. et al. DNA damage response to different surface chemistry of silver nanoparticles in mammalian cells. // Toxicol, and Applied Pharm. - 2008. - Vol.233, №3. - P.404-410) [1]. В некоторых исследованиях не только показано, что наносеребро значительно увеличивает образование кислородных радикалов, но и обнаружено существенное блокирование генотоксических эффектов наносеребра в присутствии антиоксидантов и «подбиральщиков» (scavengers) свободных радикалов (например, Choi JE, Kim S, Ahn JH et al. Induction of oxidative stress and apoptosis by silver nanoparticles in the liver of adult zebrafish. // Aquatic Toxicology. - 2010. - Vol.100, №2. - P.151-159) [2]. Однако примеров использования этого защитного эффекта при длительном воздействии наносеребра на целостный организм млекопитающих информационный поиск не обнаружил.Works have been published in which various tests and on various cellular objects demonstrate the genotoxic effect of nanosilver, although predominantly in vitro (for example, Ahamed M., Karns M., Goodson M. et al. DNA damage response to different surface chemistry of silver nanoparticles in mammalian cells. // Toxicol, and Applied Pharm. - 2008. - Vol.233, No. 3. - P.404-410) [1]. Some studies not only show that nanosilver significantly increases the formation of oxygen radicals, but also significantly blocks the genotoxic effects of nanosilver in the presence of antioxidants and scavengers of free radicals (for example, Choi JE, Kim S, Ahn JH et al. Induction of oxidative stress and apoptosis by silver nanoparticles in the liver of adult zebrafish. // Aquatic Toxicology. - 2010. - Vol.100, No. 2. - P.151-159) [2]. However, information retrieval has not found examples of the use of this protective effect with prolonged exposure of the nanosilver to the whole organism of mammals.

С практических позиций профилактической токсикологии и оценки рисков для здоровья, обусловленных воздействием наночастиц, существенно, что генотоксичность наносеребра «ин виво» показана при таком низком уровне экспозиции, при котором общетоксическое действие еще мало выражено. По-видимому, для каких-то наноматериалов не столько общая токсичность, сколько генотоксичность и тем самым вероятная канцерогенность, должна рассматриваться, как лимитирующий риск. Наносеребро, судя по результатам исследований, проведенных авторами, относится именно к таким наноматериалам (Katsnelson В.А., Privalova L.I., Gurvich V.B. et al. Comparative in vivo assessment of some adverse bioeffects of equidimensional gold and silver nanoparticles and the attenuation of nanosilver's effects with a complex of innocuous bioprotector // Int. J. Mol. Sci. - 2013. - V.14. - P.2449-2483) [3]. Поэтому задачей изобретения является создание средств защиты организма не только от общетоксического, но и от генотоксического эффекта наносеребра.From the practical standpoint of prophylactic toxicology and health risk assessment due to exposure to nanoparticles, it is essential that the in vivo nanosilver genotoxicity is shown at such a low level of exposure at which the general toxic effect is still not very pronounced. Apparently, for some nanomaterials, not so much general toxicity as genotoxicity and thus likely carcinogenicity should be considered as a limiting risk. Judging by the results of studies conducted by the authors, nanosilver refers specifically to such nanomaterials (Katsnelson V.A., Privalova LI, Gurvich VB et al. Comparative in vivo assessment of some adverse bioeffects of equidimensional gold and silver nanoparticles and the attenuation of nanosilver's effects with a complex of innocuous bioprotector // Int. J. Mol. Sci. - 2013. - V.14. - P.2449-2483) [3]. Therefore, the objective of the invention is to provide means of protecting the body not only from the general toxic, but also from the genotoxic effect of nanosilver.

Исходя из предполагаемых механизмов токсического и генотоксического действия наносеребра на организм, разработан способ профилактики вредных эффектов общетоксического и генотоксического действия наносеребра на организм, заключающийся в том, что лицам, относящимся к группе риска этого действия, назначают комплекс биологически активных препаратов, включающий глютамат, глицин, цистеин, пектиновый энтеросорбент, селен-содержащий поливитаминно-полиминеральный комплекс, кальцийсодержащий препарат, а также препарат рыбьего жира, богатый неэстерифицированными жирными кислотами класса омега-3, причем лица группы риска принимают препараты комплекса повторными курсами 1-2 раза в год в течение 4-6-недель ежедневно в дозах, обеспечивающих получение 300 мг глицина, 600 мг цистеина, 4 г глутаминовой кислоты, 100 мкг селена, 4 г кальция, 25 мл рыбьего жира с 12-15%-ным содержанием неэстерифицированных жирных кислот класса омега-3, 4-5 г пектина, а также других микроэлементов и витаминов в дозах, обеспечивающих нормальные физиологические потребности организма.Based on the proposed mechanisms of the toxic and genotoxic effects of nanosilver on the body, a method has been developed for the prevention of the harmful effects of the general toxic and genotoxic effects of nanosilver on the body, which consists in the fact that people belonging to the risk group of this action are prescribed a complex of biologically active drugs, including glutamate, glycine, cysteine, pectin enterosorbent, selenium-containing multivitamin-polymineral complex, calcium-containing preparation, as well as a fish oil preparation rich in non-esterified fatty acids of the omega-3 class, and people at risk take complex preparations by repeated courses 1-2 times a year for 4-6 weeks daily in doses that provide 300 mg of glycine, 600 mg of cysteine, 4 g of glutamic acid, 100 mcg of selenium, 4 g of calcium, 25 ml of fish oil with 12-15% content of unesterified omega-3 fatty acids, 4-5 g of pectin, as well as other trace elements and vitamins in doses that ensure normal physiological needs of the body.

Заявленный комплекс биологически активных препаратов включает аминокислоты, а именно глютамат, глицин и цистеин как предшественники биосинтеза восстановленного глютатиона, являющегося системным протектором от оксидативного и свободно-радикального повреждения, притом что глютамат является еще и мощным стабилизатором клеточных мембран. Пектиновый энтеросорбент в заявленном комплексе предназначен для выполнения функции блокатора кишечной реабсорбции выделенных с желчью металлов. Кальций, содержащийся в кальцийсодержащем препарате, выступает как антагонист серебра. Селенсодержащий поливитаминно-полиминеральный комплекс содержит селен, выступающий как компонент антиоксидантной системы и как антагонист серебра, при этом поливитаминно-полиминеральный комплекс содержит также другие микроэлементы и витамины в дозах, обеспечивающих нормальные физиологические потребности организма. Заявленный комплекс содержит также препарат рыбьего жира, богатый неэстерифицированными жирными кислотами класса омега-3, внутриклеточными производными которых являются эйкозаноиды, активирующие репликацию ДНК, тем самым играя важную роль в репарации ее повреждений. Схема применения комплекса лицами группы риска, а именно: в повторными курсами 1-2 раза в год в течение 4-6-недель ежедневно в дозах, обеспечивающих получение 300 мг глицина, 600 мг цистеина, 4 г глутаминовой кислоты, 100 мкг селена, 4 г кальция, 25 мл рыбьего жира с 12-15%-ным содержанием неэстерифицированных жирных кислот класса омега-3, 4-5 г пектина, а также других микроэлементов (в частности, меди) и витаминов в дозах, обеспечивающих нормальные физиологические потребности организма, обоснована пересчетом содержания перечисленных активных факторов (биопротекторов) в биопрофилактическом комплексе (БПК), защитная эффективность которого доказана в эксперименте, проведенном на лабораторных белых крысах, в дозы для человеческого применения на основе соотношения уровней основного обмена крысы и человека с учетом также справочных и литературных данных о суточной потребности человека в этих веществах.The claimed complex of biologically active preparations includes amino acids, namely glutamate, glycine and cysteine as precursors for the biosynthesis of reduced glutathione, which is a systemic protector against oxidative and free radical damage, while glutamate is also a powerful stabilizer of cell membranes. Pectin enterosorbent in the claimed complex is intended to serve as a blocker of intestinal reabsorption of metals isolated from bile. Calcium contained in a calcium-containing preparation acts as a silver antagonist. The selenium-containing multivitamin-polymineral complex contains selenium, which acts as a component of the antioxidant system and as an antagonist of silver, while the multivitamin-polymineral complex also contains other trace elements and vitamins in doses that ensure normal physiological needs of the body. The claimed complex also contains a fish oil preparation rich in non-esterified omega-3 fatty acids, the intracellular derivatives of which are eicosanoids that activate DNA replication, thereby playing an important role in the repair of its damage. The scheme of use of the complex by people at risk, namely: in repeated courses 1-2 times a year for 4-6 weeks daily in doses that provide 300 mg of glycine, 600 mg of cysteine, 4 g of glutamic acid, 100 μg of selenium, 4 g of calcium, 25 ml of fish oil with a 12-15% content of unesterified omega-3 fatty acids, 4-5 g of pectin, as well as other trace elements (in particular copper) and vitamins in doses that ensure normal physiological needs of the body, justified by recounting the content of the listed active factors (bio protectors) in a bioprophylactic complex (BOD), the protective effectiveness of which was proved in an experiment conducted on laboratory white rats, in doses for human use on the basis of the ratio of the rat and human basal metabolic rates, taking into account also reference and published data on the daily human need for these substances .

Механизмы защитного действия входящих в комплекс биопротекторов сложны и, по-видимому, взаимно потенцируют друг друга. Важное значение могут иметь: (а) разное по молекулярным механизмам антиоксидантное действие, в той или иной степени присущее ряду биопротекторов заявляемого комплекса (антиоксидантный синергизм); (б) мембрано-стабилизирующее действие глутамата, поскольку оно может препятствовать повреждению митохондрий наночастицами серебра и тем самым - оксидативному стрессу; (в) антагонизм ряда микроэлементов (селена, меди, отчасти кальция) и серебра. Впервые показано, что на фоне пероральной комбинации биопротекторов: пектина, витаминов, глютамата, глицина, цистеина, кальция, селена и неэстерифицированных жирных кислот класса омега-3 субхроническая токсичность и, в особенности генотоксичность наносеребра могут быть существенно ослаблены. В результате поиска по источникам научно-технической и патентной литературы не выявлены средства, направленные на решение такой задачи. Новый технический результат, достигаемый заявленным изобретением, заключается в снижении вредных эффектов общетоксического и генотоксического действия наносеребра на организм.The protective mechanisms of the bioprotectors included in the complex are complex and, apparently, mutually potentiate each other. The following may be important: (a) antioxidant action different in molecular mechanisms, to one degree or another inherent in a number of bioprotectors of the claimed complex (antioxidant synergism); (b) the membrane-stabilizing effect of glutamate, since it can prevent damage to the mitochondria by silver nanoparticles and thereby oxidative stress; (c) antagonism of a number of trace elements (selenium, copper, partly calcium) and silver. It has been shown for the first time that against the background of an oral combination of bioprotectors: pectin, vitamins, glutamate, glycine, cysteine, calcium, selenium and non-esterified omega-3 fatty acids, subchronic toxicity and, in particular, genotoxicity of nanosilver can be significantly reduced. As a result of a search by sources of scientific, technical and patent literature, no means were identified that aimed at solving such a problem. A new technical result achieved by the claimed invention is to reduce the harmful effects of the general toxic and genotoxic effects of nanosilver on the body.

Заявленный способ экспериментально опробован на белых аутбредных крысах-самках с начальным весом тела 150-220 г. Животные содержались в условиях специально организованного вивария, соответствующих ветеринарным требованиям. В питье они получали артезианскую воду, дочищенную до первой категории качества, в пищу - полнорационный комбикорм ООО «Лабораторкорм». Суспензии (коллоидные растворы) наносербера изготавливались методом лазерной абляции металла в жидкости с помощью лазерной системы для обработки материалов Fmark-20 RL (ЦЛТ, Россия). Характеристика распределения размеров наночастиц давалась их прямым измерением при сканирующей электронной микроскопии и методом динамического рассеяния света с помощью анализатора Zetasizer Nano ZS (Malvern Instruments, UK). Средний диаметр частиц серебра составлял 49±5 нм и сохранялся стабильным на протяжении недели после приготовления. Тем не менее для каждого введения животным использовались свежеприготовленные суспензии.The claimed method was experimentally tested on white outbred female rats with an initial body weight of 150-220 g. The animals were kept in a specially organized vivarium, corresponding to veterinary requirements. In drinking, they received artesian water, cleaned up to the first quality category, for food - full-feed mixed fodder Labkormorm LLC. Nanoserber suspensions (colloidal solutions) were prepared by laser ablation of a metal in a liquid using a Fmark-20 RL laser system for processing materials (CLT, Russia). The size distribution of nanoparticles was characterized by direct measurement using scanning electron microscopy and dynamic light scattering using a Zetasizer Nano ZS analyzer (Malvern Instruments, UK). The average particle diameter of silver was 49 ± 5 nm and remained stable for a week after preparation. However, freshly prepared suspensions were used for each animal administration.

Полученные наносуспензии с концентрацией 0,5 мг/мл вводили крысам внутрибрюшинно в дозе по металлу 10 мг/кг массы тела по 3 раза в неделю. Контрольным животным аналогичным образом вводили соответствующей объем той же стерильной деионизированной воды, на которой готовились суспензии. Каждой крысе было проведено в целом по 20 введений на протяжении неполных 7 недель.The resulting nanosuspensions with a concentration of 0.5 mg / ml were administered intraperitoneally to rats at a dose of 10 mg / kg of body weight for metal 3 times a week. Control animals were similarly injected with an appropriate volume of the same sterile deionized water on which suspensions were prepared. Each rat received a total of 20 injections over an incomplete 7 weeks.

Введение наносеребра или воды и умерщвление животных разных групп проводились параллельно. Также параллельно была проведена через эксперимент группа животных, у которых аналогичное воздействие наносеребра осуществлялось на фоне перорального приема биопрофилактического комплекса.The introduction of nanosilver or water and the killing of animals of different groups were carried out in parallel. A group of animals was also conducted in parallel through the experiment, in which a similar effect of nanosilver was carried out against the background of oral administration of the bioprevention complex.

Крысам давали глутаминат натрия в виде 1,5% раствора в неограниченное питье вместо воды. Яблочный пектин производства (предприятие Промавтоматика, г. Белгород, Россия) давали в качестве добавки в корм в количестве, соответствующем средней потребляемой дозе приблизительно 1000 мг/кг веса тела. Глицин, цистеин в более доступной и метаболически активной форме ацетилцестеина, «Компливит-селен» как источник витаминов, селена и кальция, «Компливит-кальций» как источник витаминов и кальция использовались в таблетках, которые измельчали и добавляли к другой порции корма в расчете на среднюю потребляемую дозу в соответствии с рекомендуемыми потребностями организма крысы. В качестве препарата рыбьего жира, богатого неэстерифицированными жирными кислотами класса омега-3, использовали препарат «Эйкозавитол» (предприятие Фармавит, г. Тюмень, Россия), который давали внутрижелудочно через зонд в дозе 1 мл на крысу.Rats were given sodium glutamate as a 1.5% solution in unlimited drink instead of water. Apple pectin production (Promavtomatika enterprise, Belgorod, Russia) was given as an additive in food in an amount corresponding to an average dose consumed of about 1000 mg / kg body weight. Glycine, cysteine in a more accessible and metabolically active form of acetylcestein, Complivit-selenium as a source of vitamins, selenium and calcium, Complivit-calcium as a source of vitamins and calcium were used in tablets, which were crushed and added to another portion of feed based on average dose consumed in accordance with the recommended needs of the rat. As a preparation of fish oil, rich in non-esterified omega-3 fatty acids, the drug “Eicosavitol” (Farmavit, Tyumen, Russia) was used, which was given intragastrically through a probe at a dose of 1 ml per rat.

У 4-х животных каждой группы органы извлекали из тела в течение 2-3 минут после умерщвления крыс декапитацией в последовательности: печень - селезенка - почка - бедренная кость - и сразу же помещали, как и вытекшую при декапитации кровь, в охлажденные до -80°C специальные сосуды, которые в крио-контейнерах срочно доставлялись в генетическую лабораторию для исследования.In 4 animals of each group, organs were removed from the body within 2-3 minutes after the rats were sacrificed by decapitation in the sequence: liver - spleen - kidney - thigh bone - and immediately, like the blood leaked during decapitation, were placed in chilled to -80 ° C special vessels that were urgently delivered to the genetic laboratory in cryo-containers for research.

Для выделения геномной ДНК проанализировали 96 тканевых образцов, каждый в трех повторностях. Образцы солидных органов измельчали скальпелем. Затем, с целью получения однородной массы, образцы четырехкратно подвергали замораживанию в жидком азоте и оттаиванию в водяной ультразвуковой ванне (38°C) в растворе PBS (Ca++, Mg++ free, Sigma) с последующим пропусканием через шприцевые иглы уменьшающегося диаметра. Клетки костного мозга вымывали тем же раствором из бедренной кости после отсечения эпифизарных и диафизарных участков с последующим пропусканием через иглы уменьшающегося диаметра. Ядросодержащие клетки периферической крови выделяли из цельной крови путем центрифугирования в градиенте перкола (Sigma). Для выделения ДНК из культур клеток использовали набор реагентов GenElute (Sigma) согласно рекомендованному протоколу фирмы-изготовителя. В полученных образцах спектрофотометрически (Ultraspec 1100 pro) определяли количество ДНК (Ultraspec 1100 pro), замораживали и хранили при -84°C в кельвинаторе (Sanyo) до начала исследования.To isolate genomic DNA, 96 tissue samples were analyzed, each in triplicate. Samples of solid organs were ground with a scalpel. Then, in order to obtain a homogeneous mass, the samples were subjected to freezing four times in liquid nitrogen and thawing in a water ultrasonic bath (38 ° C) in a PBS solution (Ca ++ , Mg ++ free, Sigma), followed by passing through a syringe needle of decreasing diameter. Bone marrow cells were washed with the same solution from the femur after cutting off the epiphyseal and diaphyseal sites, followed by passing through a needle of decreasing diameter. Nucleated peripheral blood cells were isolated from whole blood by centrifugation in a percol gradient (Sigma). To isolate DNA from cell cultures, a GenElute reagent kit (Sigma) was used according to the manufacturer's recommended protocol. The amount of DNA (Ultraspec 1100 pro) was determined spectrophotometrically (Ultraspec 1100 pro) in the obtained samples, frozen and stored at -84 ° C in a kelvinator (Sanyo) until the start of the study.

ПДАФ анализ (ПДАФ - полиморфизм длин амплифицированных фрагментов ДНК) производили следующим образом. Рандомизированные олигонуклеотидные и NotI-STS праймеры конструировали on line с помощью сервиса Oligo version 3.0 (http://www.oligo.net) и синтезировали на автоматическом синтезаторе ASM 800 (фирма «Биоссет»).PDAF analysis (PDAF - polymorphism of the lengths of amplified DNA fragments) was performed as follows. Randomized oligonucleotide and NotI-STS primers were designed on line using the Oligo version 3.0 service (http://www.oligo.net) and synthesized on an ASM 800 automatic synthesizer (Biosset company).

Выбор оптимального режима амплификации проводили, исходя из длины амплифицируемого фрагмента, после пробного цикла моделирования температурного градиента. Стадии начальной денатурации (2 мин при 94°C) и конечной полимеризации (3 мин при 72°C) были обязательными в каждом пробном цикле амплификации. Количество циклов подбирали эмпирически для наибольшего выхода специфичного ампликона при минимальном содержании неспецифических фрагментов. Смесь в объеме 25 мкл помещали в амплификатор с заданной программой температурно-временных циклов: Тден940°C - 2 мин; (Тден95°C - 0,2 мин, Тотж64°C, Тэлон 72°C - 0,5 мин) - 29 циклов, Тэлон 72°C - 3 мин.The choice of the optimal amplification mode was carried out based on the length of the amplified fragment after a trial cycle of modeling the temperature gradient. The stages of initial denaturation (2 min at 94 ° C) and final polymerization (3 min at 72 ° C) were mandatory in each trial amplification cycle. The number of cycles was selected empirically for the highest yield of a specific amplicon with a minimum content of non-specific fragments. The mixture in a volume of 25 μl was placed in a thermocycler with a given program of temperature-time cycles: T den 940 ° C - 2 min; (T den 95 ° C - 0.2 min, T anne 64 ° C, T elon 72 ° C - 0.5 min) - 29 cycles, T elon 72 ° C - 3 min.

С целью повышения чувствительности при постановке реакции использовали специфические праймеры и нуклеотиды (dCTP, dATP, метил-dTTP, Amersham), меченые тритием. Полученный амплификат был разделен в процессе горизонтального агарозного гель-электрофореза в TAE-буфере при 100 B в течение 15 мин. По окончании электрофореза гелевые пластины были разделены на дорожки, каждая из которых была разрезана на участки длиной 5 мм. Полученные фрагменты геля помещали во флаконы, содержащие 3.0 мл абсолютного изопропанола. Флаконы нагревали до 80°C в течение 2 часов. После экстракции из геля амплифицированных фрагментов, содержащих изотопную метку, во флаконы добавлялся простой толуоловый сцинтиллятор (6.0 мл). Регистрация результатов производилась на автоматическом жидкостном сцинтилляционном счетчике «Бета-2».In order to increase the sensitivity, specific primers and nucleotides (dCTP, dATP, methyl dTTP, Amersham) labeled with tritium were used in the reaction. The resulting amplification was separated during horizontal agarose gel electrophoresis in TAE buffer at 100 V for 15 min. At the end of electrophoresis, the gel plates were divided into tracks, each of which was cut into sections 5 mm long. The resulting gel fragments were placed in vials containing 3.0 ml of absolute isopropanol. The vials were heated to 80 ° C for 2 hours. After extraction of the amplified fragments containing the isotopic tag from the gel, a simple toluene scintillator (6.0 ml) was added to the bottles. The results were recorded on a Beta-2 automatic liquid scintillation counter.

Эта методика позволяет количественно определить степень фрагментации ДНК, как показатель генотоксичности оцениваемых повреждающих агентов и эффекта воздействия исследованного комплекса биопротекторов. Основой метода является то, что в отличие от фрагментированной ДНК, образующей при электрофорезе в агарозном геле так называемый «хвост кометы», не фрагментированная ДНК имеет крайне низкую степень миграции и остается практически на месте («ядро кометы»), причем степень миграции прямо пропорциональна степени фрагментации ДНК. Для характеристики степени повреждения ДНК использовали «коэффициент фрагментации», то есть отношение суммарной радиоактивности всех фракций «хвоста» к радиоактивности «ядра».This technique allows you to quantify the degree of DNA fragmentation, as an indicator of the genotoxicity of the estimated damaging agents and the effect of the studied complex of bioprotectors. The basis of the method is that, unlike fragmented DNA, which forms the so-called “comet tail” during electrophoresis in an agarose gel, non-fragmented DNA has an extremely low degree of migration and remains practically in place (“comet nucleus”), and the degree of migration is directly proportional degree of DNA fragmentation. To characterize the degree of DNA damage, a “fragmentation coefficient” was used, that is, the ratio of the total radioactivity of all fractions of the “tail” to the radioactivity of the “core”.

Состояние организма крыс во всех группах оценивалось по большому числу (свыше 40) общепризнанных функциональных, биохимических и морфологических критериев токсического действия. В качестве примера защитной эффективности примененного БПК по эффектам общетоксического действия наносеребра приведены: нормализация перекисного окисления липидов (одного из важнейших свободно-радикальных процессов в организме), усиленного при действии наносеребра, а также некоторые морфметрические показатели действия на печень и селезенку как органы, богатые клетками ретикуло-эндотелиальной системы (РЭС) и потому служащие одним из основных накопителей любых наночастиц, попавших в кровоток.The state of the organism of rats in all groups was evaluated by a large number (over 40) of universally recognized functional, biochemical and morphological criteria for toxic action. As an example of the protective effectiveness of the applied BOD for the effects of the general toxic effect of nanosilver, the following are given: normalization of lipid peroxidation (one of the most important free radical processes in the body), enhanced by the action of nanosilver, as well as some morphometric indicators of the effect on the liver and spleen as organs rich in cells reticulo-endothelial system (RES) and therefore serving as one of the main stores of any nanoparticles that enter the bloodstream.

Статистически значимое усиление перекисного окисления липидов (ПОЛ) при субхронической интоксикации частицами наносеребра без биологической защиты и отсутствие этого эффекта при такой же интоксикации на фоне приема БПК иллюстрируются данными таблицы 1, в которой приведена концентрация конечного продукта ПОЛ - малонилдиальдегида (МДА) в сыворотке крови крыс.The statistically significant increase in lipid peroxidation (LP) during subchronic intoxication by nanosilver particles without biological protection and the absence of this effect with the same intoxication while taking BOD are illustrated by the data in Table 1, which shows the concentration of the final LPO product - malonyl dialdehyde (MDA) in rat serum .

В таблице 2 приведены морфометрические показатели, характеризующие состояние печени и селезенки крыс при действии наносеребра при защите организма с помощью БПК и без нее. Показано, что хотя основной показатель повреждения печени (% безъядерных гепатоцитов) был лишь несущественно повышен под влиянием наносеребра, однако на фоне БПК он был статистически значимо ниже не только этого, но и контрольного показателя, что свидетельствует о выраженном неспецифически гепатозащитном действии примененного комплекса. Наряду с этим, судя по проценту двуядерных клеток, был существенно усилен регенеративный митоз гепатоцитов, что является положительным эффектом действия БПК. Активированное под влиянием БПК освобождение печени от наночастиц сказалось статистически значимым снижением как процента клеток Купфера (клеток РЭС), так и их нагруженности частицами. О нормализации под влиянием БПК морфо-функционального состояния селезенки говорит отсутствие того статистически значимого снижения показателя «отношение белой пульпы к красной», которое наблюдалось при интоксикации наносербром без БПК.Table 2 shows morphometric indicators characterizing the state of the liver and spleen of rats under the action of nanosilver while protecting the body with and without BOD. It was shown that although the main indicator of liver damage (% of nuclear-free hepatocytes) was only slightly increased under the influence of nanosilver, however, against the background of BOD, it was statistically significantly lower than not only this, but also the control indicator, which indicates a non-specific hepatoprotective effect of the applied complex. Along with this, judging by the percentage of binuclear cells, regenerative mitosis of hepatocytes was significantly enhanced, which is a positive effect of the action of BOD. Activated by the influence of BOD, the release of the liver from nanoparticles resulted in a statistically significant decrease in both the percentage of Kupffer cells (RES cells) and their particle loading. The normalization of the morphological and functional state of the spleen under the influence of BOD is indicated by the absence of the statistically significant decrease in the ratio of white pulp to red, which was observed during intoxication of nanoserbr without the BOD.

Для этих же двух органов в таблице 3 приведены коэффициенты фрагментации (Кфр) геномной ДНК крыс, подвергшихся затравке частицами наносеребра без защиты и на фоне приема заявляемого комплекса. Показано, что при субхронической интоксикации частицами НС происходит существенное повреждение ДНК в клетках печени, селезенки, почек, костного мозга и периферической крови, которое заметно ослаблено, если такое же воздействие наносеребра происходило на фоне приема БПК.For the same two organs, Table 3 shows the fragmentation coefficients (Kfr) of the genomic DNA of rats that were seeded with nanosilver particles without protection and while receiving the claimed complex. It was shown that during subchronic intoxication with NS particles, significant DNA damage occurs in the cells of the liver, spleen, kidneys, bone marrow and peripheral blood, which is noticeably weakened if the same effect of nanosilver occurred while taking BOD.

Сопоставление полученных данных с литературными свидетельствует о том, что заявителями впервые убедительно продемонстрирована полиорганная генотоксичность наносеребра при длительном воздействии на целостный организм, причем в дозировке, проявляющей лишь умеренную системную токсичность, и впервые показано, что на фоне воздействия на организм предложенного комплекса биопротекторов генотоксичность наносеребра и его общетоксическое действие могут быть существенно ослаблены.A comparison of the obtained data with the literature indicates that the applicants for the first time convincingly demonstrated the multi-organotoxicity of nanosilver with prolonged exposure to the whole organism, and in a dosage that showed only moderate systemic toxicity, and it was shown for the first time that, against the background of the exposure of the proposed complex of bioprotectors to the genotoxicity of nanosilver and its general toxic effect can be significantly attenuated.

Таблица 1Table 1 Влияние субхронической интоксикации крыс наносеребром на уровень перекисного окисления липидов без защиты и на фоне приема БПК (по концентрации малонилдиальдепгида в сыворотке крови, X±Sx)The effect of subchronic intoxication of rats with nanosilver on the level of lipid peroxidation without protection and while taking BOD (by the concentration of malonyl dialdehyde in blood serum, X ± S x ) Концентрация МДА в сыворотке крови, нМоль/лThe concentration of MDA in serum, nmol / l Контрольная группа (введение воды)Control group (water injection) Группа, получавшая наносеребро (НС)The group receiving nanosilver (NS) Группа, получавшая НС на фоне БПКThe group receiving NS on the background of BOD 5,84±0,125.84 ± 0.12 6,23±0,14*6.23 ± 0.14 * 5,72±0,255.72 ± 0.25 * - Отличие от контрольного показателя статистически значимо при Р<0,05 (по t-критерию Стьюдена).* - The difference from the control indicator is statistically significant at P <0.05 (according to the Student t-test). Таблица 2table 2 Некоторые морфометрические показатели клеточной структуры печени и селезенки крыс при интоксикации наносеребром без защиты и на фоне приема БПК (x±s.e.)Some morphometric indicators of the cellular structure of the liver and spleen of rats during intoxication with nanosilver without protection and while taking BOD (x ± s.e.) ПоказателиIndicators КонтрольThe control НаносереброNanosilver Наносеребро на фоне БПКNanosilver on the background of BOD Число безъядерных гепатоцитов на 100 клеток печениThe number of nuclear-free hepatocytes per 100 liver cells 17,6±0,617.6 ± 0.6 18,5±1,318.5 ± 1.3 13,0±1,0* 13.0 ± 1.0 * Число двуядерных гепатоцитов на 100 клеток печениThe number of binuclear hepatocytes per 100 liver cells 5,9±0,85.9 ± 0.8 7,8±0,67.8 ± 0.6 12,0±1,5* 12.0 ± 1.5 * Число клеток Купфера на 100 клеток печениKupffer cells per 100 liver cells 16,5±0,516.5 ± 0.5 25,0±0,8*25.0 ± 0.8 * 20,0±0,6* 20.0 ± 0.6 * Средневзвешенный балл нагруженности клеток Купфера частицамиWeighted average particle loading score for Kupffer cells 00 0,91±0,70.91 ± 0.7 0,51±0,09 0.51 ± 0.09 Отношение белой к красной пульпе селезенкиThe ratio of white to red pulp of the spleen 0,59±0,0360.59 ± 0.036 0,37±0,035*0.37 ± 0.035 * 0,59±0,086 0.59 ± 0.086 * - статистически значимое различие с контрольной группой;* - statistically significant difference with the control group; • - статистически значимое различие с группой «наносеребро» (Р<0,05; по t-критерию Стьюдента).• - a statistically significant difference with the nanosilver group (P <0.05; according to Student t-test).

Таблица 3Table 3 Коэффициенты фрагментации (Кфр) геномной ДНК крыс, подвергшихся субхронической затравке частицами наносеребра без защиты и на фоне приема БПК (по результатам ПДАФ-теста), X±Sx Fragmentation coefficients (Kfr) of the genomic DNA of rats subjected to subchronic inoculation with nanosilver particles without protection and while taking BOD (according to the results of the PDAF test), X ± S x Группа крыс, получавших:A group of rats treated with: ТканиFabrics ПеченьLiver Костный мозгBone marrow СелезенкаSpleen ПочкаBud Ядросодержащие клетки периферической кровиNuclear cells of peripheral blood Воду (контроль)Water (control) 0,399±0,0010.399 ± 0.001 0,385±0,0030.385 ± 0.003 0,379±0,0020.379 ± 0.002 0,385±0,0030.385 ± 0.003 0,383±0,0010.383 ± 0.001 Нано-серебро (НС)Nano Silver (NS) 0,461±0,002*0.461 ± 0.002 * 0,455±0,032*0.455 ± 0.032 * 0,462±0,001*0.462 ± 0.001 * 0,423±0,008*0.423 ± 0.008 * 0.413±0,012*0.413 ± 0.012 * НС+БПКNA + BOD 0,408±0,011+ 0.408 ± 0.011 + 0,373±0,003*+ 0.373 ± 0.003 * + 0,419±0,003*+ 0.419 ± 0.003 * + 0,407±0,006*+ 0.407 ± 0.006 * + 0,390±0,0070.390 ± 0.007 *статистически значимое (Р<0,05 по t-критерию Стьюдента) отличие от контрольной группы.* statistically significant (P <0.05 by t-student test) difference from the control group. +статистически значимое (Р<0,05 по t-критерию Стьюдента) отличие группы, получавшей НС и БПК, от группы, получавшей только НС, + statistically significant (P <0.05 by Student t-test) difference between the group receiving NS and BOD from the group receiving only NS,

Claims (1)

Способ профилактики вредных эффектов общетоксического и генотоксического действия наносеребра на организм, заключающийся в том, что лицам, относящимся к группе риска этого действия, назначают комплекс биологически активных препаратов, включающий глютаминовую кислоту, глицин, цистеин, пектиновый энтеросорбент, селенсодержащий поливитаминно-полиминеральный комплекс, кальцийсодержащий препарат, а также препарат рыбьего жира, богатый неэстерифицированными жирными кислотами класса омега-3, причем лица группы риска принимают препараты комплекса повторными курсами 1-2 раза в год в течение 4-6 недель ежедневно в дозах, обеспечивающих получение 300 мг глицина, 600 мг цистеина, 4 г глютаминовой кислоты, 100 мкг селена, 4 г кальция, 25 мл рыбьего жира с 12-15%-ным содержанием неэстерифицированных жирных кислот класса омега-3, 4-5 г пектина, а также других микроэлементов и витаминов в дозах, обеспечивающих нормальные физиологические потребности организма. A method for the prevention of the harmful effects of the general toxic and genotoxic effects of nanosilver on the body, which consists in the fact that people belonging to the risk group of this action are prescribed a complex of biologically active drugs, including glutamic acid, glycine, cysteine, pectin enterosorbent, selenium-containing multivitamin-polymineral complex, calcium-containing a drug, as well as a fish oil preparation, rich in non-esterified omega-3 fatty acids, and people at risk take drugs to of the complex by repeated courses 1-2 times a year for 4-6 weeks daily in doses providing 300 mg of glycine, 600 mg of cysteine, 4 g of glutamic acid, 100 μg of selenium, 4 g of calcium, 25 ml of fish oil from 12-15 % of non-esterified fatty acids of the omega-3 class, 4-5 g of pectin, as well as other trace elements and vitamins in doses that ensure normal physiological needs of the body.
RU2013125265/15A 2013-05-30 2013-05-30 Method for prevention of adverse effect of general toxic and genotoxic action of nanosilver on human body RU2530639C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013125265/15A RU2530639C1 (en) 2013-05-30 2013-05-30 Method for prevention of adverse effect of general toxic and genotoxic action of nanosilver on human body

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013125265/15A RU2530639C1 (en) 2013-05-30 2013-05-30 Method for prevention of adverse effect of general toxic and genotoxic action of nanosilver on human body

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2530639C1 true RU2530639C1 (en) 2014-10-10

Family

ID=53381741

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013125265/15A RU2530639C1 (en) 2013-05-30 2013-05-30 Method for prevention of adverse effect of general toxic and genotoxic action of nanosilver on human body

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2530639C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2560682C1 (en) * 2014-08-28 2015-08-20 Федеральное бюджетное учреждение науки "Екатеринбургский медицинский-научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека Method for prevention of adverse health effects of general toxic and genotoxic action of copper oxide nanoparticles
RU2597157C1 (en) * 2015-09-15 2016-09-10 Федеральное бюджетное учреждение науки "Екатеринбургский медицинский-научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека Method of increasing body resistance to chronic combined toxic effect of nanoparticles of nickel oxide and manganese oxide
RU2712954C1 (en) * 2019-08-27 2020-02-03 ФЕДЕРАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ "ЕКАТЕРИНБУРГСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР ПРОФИЛАКТИКИ И ОХРАНЫ ЗДОРОВЬЯ РАБОЧИХ ПРОМПРЕДПРИЯТИЙ" (ФБУН ЕМНЦ ПОЗРПП Роспотребнадзора) Method for increasing body resistance to combined harmful effect of lead and cadmium
RU2785267C1 (en) * 2021-12-21 2022-12-05 Федеральное бюджетное учреждение науки "Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека" Method for estimating the degree of exposure of workers of petrochemical manufactures to toxic substances

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2414882C1 (en) * 2010-02-01 2011-03-27 Семен Семенович Семенов Antibacterial material for bases of removable teeth prostheses
CN102197825A (en) * 2010-03-23 2011-09-28 上海克瑞森环保科技有限公司 Nanosilver antibacterial agent and preparation method thereof
RU2475230C1 (en) * 2011-11-07 2013-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "Две линии +" Therapeutic sunburn product

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2414882C1 (en) * 2010-02-01 2011-03-27 Семен Семенович Семенов Antibacterial material for bases of removable teeth prostheses
CN102197825A (en) * 2010-03-23 2011-09-28 上海克瑞森环保科技有限公司 Nanosilver antibacterial agent and preparation method thereof
RU2475230C1 (en) * 2011-11-07 2013-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "Две линии +" Therapeutic sunburn product

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЧЕКМАН И.С. и др. "Наносеребро: технологии получения, фармакологические свойства, показания к применению". Препарати i тхнологii, 2008, [найдено 28.05.2014], найдено из Интернет: helth-medix.comarticles/misterztvo/2008-06-15/32. ПРИВАЛОВА Л.И. и др. "Сравнительно-экспериментальная оценка действия наночастиц серебра и золота на фагоцитирующие клетки глубоких дыхательных путей", реферат. Медицина труда и промышленная экология, 2012, N11, с.42-46, [найдено 28.05.2014], найдено из Интернет: http://www.fesmu.ru/elib/Article.aspx?id=272228. SHI JP et al. "Effect of light on toxicity of nanosilver to tetrahymena pyriformis" Environ Toxicol Chem 2012 Jul;31)7):1630-8 , реферат, [найдено 28.05.2014], найдено из PubMed PMID:22553075 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2560682C1 (en) * 2014-08-28 2015-08-20 Федеральное бюджетное учреждение науки "Екатеринбургский медицинский-научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека Method for prevention of adverse health effects of general toxic and genotoxic action of copper oxide nanoparticles
RU2597157C1 (en) * 2015-09-15 2016-09-10 Федеральное бюджетное учреждение науки "Екатеринбургский медицинский-научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека Method of increasing body resistance to chronic combined toxic effect of nanoparticles of nickel oxide and manganese oxide
RU2712954C1 (en) * 2019-08-27 2020-02-03 ФЕДЕРАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ "ЕКАТЕРИНБУРГСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР ПРОФИЛАКТИКИ И ОХРАНЫ ЗДОРОВЬЯ РАБОЧИХ ПРОМПРЕДПРИЯТИЙ" (ФБУН ЕМНЦ ПОЗРПП Роспотребнадзора) Method for increasing body resistance to combined harmful effect of lead and cadmium
RU2785267C1 (en) * 2021-12-21 2022-12-05 Федеральное бюджетное учреждение науки "Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека" Method for estimating the degree of exposure of workers of petrochemical manufactures to toxic substances

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Shukitt-Hale et al. Blueberry polyphenols attenuate kainic acid-induced decrements in cognition and alter inflammatory gene expression in rat hippocampus
Chan et al. The protective role of natural phytoalexin resveratrol on inflammation, fibrosis and regeneration in cholestatic liver injury
Ikeda et al. Resveratrol derivative‐rich melinjo seed extract induces healing in a murine model of established periodontitis
Kyung et al. Rutin inhibits osteoclast formation by decreasing reactive oxygen species and TNF-α by inhibiting activation of NF-κB
Cao et al. The preventative effects of procyanidin on binge ethanol‐induced lipid accumulation and ROS overproduction via the promotion of hepatic autophagy
Mubarak Effect of red bull energy drink on rats submandibular salivary glands (light and electron microscopic study)
Deng et al. Riluzole-triggered GSH synthesis via activation of glutamate transporters to antagonize methylmercury-induced oxidative stress in rat cerebral cortex
Zhang The osteoprotective effects of artemisinin compounds and the possible mechanisms associated with intracellular iron: A review of in vivo and in vitro studies
Alharbi et al. FOXO1 deletion reverses the effect of diabetic-induced impaired fracture healing
RU2530639C1 (en) Method for prevention of adverse effect of general toxic and genotoxic action of nanosilver on human body
Kuduban et al. The effect of hippophae rhamnoides extract on oral mucositis induced in rats with methotrexate
Mohamed et al. Histological study of thyroid gland after experimental exposure to low frequency electromagnetic fields in adult male Albino rat and possible protective role of Vitamin E
Badawy et al. Effect of combined therapy with camel milk-derived exosomes, tamoxifen, and hesperidin on breast cancer
Gu et al. Dichlorvos poisoning caused chicken cerebrum tissue damage and related apoptosis-related gene changes
Belkhelfa-Slimani et al. Caffeic acid and quercetin exert caspases-independent apoptotic effects on Leishmania major promastigotes, and reactivate the death of infected phagocytes derived from BALB/c mice
US8440893B2 (en) Therapeutic agent for rheumatoid arthritis
Pan et al. Polystyrene microplastics arrest skeletal growth in puberty through accelerating osteoblast senescence
Hoffman et al. Gut microbiome-modulated dietary strategies in EAE and multiple sclerosis
CN114206330A (en) Composition for promoting cartilage regeneration
Udagawa et al. Testosterone administration promotes regeneration of chemically impaired spermatogenesis in rats
Rigos et al. In vitro and in vivo evaluation of quinine in gilthead sea bream, Sparus aurata naturally infected with the ciliate Cryptocaryon irritans
Dodge et al. Effects of donor vitamin A deficiency and pharmacologic modulation of donor T cell retinoic acid pathway on the severity of experimental graft-versus-host disease
Xu et al. Alpha-mangostin attenuates oxidative stress and inflammation in adjuvant-induced arthritic rats
Hoglen et al. Modulation of Kupffer cell and peripheral blood monocyte activity by in vivo treatment of rats with all‐trans‐retinol
Guinnin et al. Acute toxicity evaluation of ethanolic extract of aristolochia albida duch. leaves on wistar rats liver and kidney functions

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170531