Полная статья (PDF), УКР
Вступление. Среди наночастиц (НЧ) соединений металлов широкое применение получили НЧ соединений свинца (PbS) и НЧ соединений железа (Fe2O3) в различных сферах хозяйства, медицины, фармации, косметологии. Опасность их воздействия на организм связана с физико-химическими свойствами металлов и размеров их НЧ. Результаты ранее проведенных морфофункциональных исследований кожи при длительных аппликациях (3 мес.) на ее поверхность НЧ PbS (12,5 нм и 100 нм) и НЧ Fe2O3 (19 нм и 75 нм) позволили выявить в сравнительном аспекте различный характер барьерных повреждений структур эпидермиса и дермы в зависимости от соединений разных металлов и размеров их НЧ. Ранние и характерные признаки структурных изменений демонстрировались через 1 месяц после действия НЧ соединений свинца и железа малых размеров (12,5 нм и 19 нм соответственно). Эти изменения создают более благоприятные условия для их проникновения через кожу. На сегодняшний день механизм этого процесса остается не изученным.
Цель исследования – определить в сравнительном аспекте ранние (1 мес.) механизмы процессов всасывания наночастиц соединений металлов (PbS, Fe2O3) через кожу в условиях длительных аппликаций (3 мес.) и наличия отличий характера морфофункциональных повреждений барьерных структур эпидермиса и дермы.
Материалы и методы исследования. Объект исследования – НЧ PbS и НЧ Fe2O3 и крысы-самцы линии Вистар (n = 40), распределенные на 5 групп (1 контрольная, 4 опытных). Испытуемым крысам ежедневно (5 дней в неделю) в течение 1 месяца (3-месячного эксперимента) наносили на неповрежденную (выстриженную) кожу площадью 2 см2 коллоидные растворы PbS с НЧ размером 12,5 нм и 100 нм и коллоидные растворы Fe2O3 с НЧ размером 19 нм и 75 нм из расчета 0,001 Моль/100 г массы тела крысы. Морфологические исследования кожи выполнены с использованием общепринятых и специальных гистологических, гистохимических методик, а также морфометрических показателей толщин всех слоев эпидермиса кожи и объема клеток базального слоя (определение малого и большого диаметров).
Результаты. При длительных аппликациях на кожу НЧ PbS морфофункциональные изменения характеризовались нарушением химического состава белково-липидного конверта корнеоцитов рогового слоя (наличие кислых белков) и осложнением процесса ороговения эпидермиса (атрофия всех слоев), что свидетельствует о ранних проявлениях механизма всасывания. Аппликации на кожу Fe2O3 не вызывали морфометрических изменений эпидермиса.
Сохранялся процесс кератинизации, но наличие ранних дистрофических изменений клеток базального слоя и мелких белковых кристалловидных включений в их цитоплазме свидетельствует о проникновении НЧ Fe2O3 через верхние слои эпидермиса в его базальный слой. Всасывание НЧ PbS и НЧ Fe2O3 через эпидермис в дерму определяется прежде всего их сродством с белками больше действия НЧ Fe2O3. Наличие мелких гранулярных плотных включений в структурах дермы по сравнению с действием НЧ PbS ассоциируется с различными морфофункциональными изменениями в них. Эти изменения определяют отличные механизмы проникновения НЧ Fe2O3 и НЧ PbS в кровь. При действии НЧ PbS особое внимание в дерме привлекают деструктивные повреждения коллагеновых фибрилл, коллагена ІІІ типа базальной пластинки и мышечных волокон с накоплением в них кислых белков, что свидетельствует о нарушении механических свойств структур дермы и определяет совсем другой механизм процесса их проникновения сквозь нее.
Выводы. Различия характера морфофункциональных изменений кожи при длительных аппликациях на поверхность наночастиц соединений свинца и железа (НЧ PbS и НЧ Fe2O3) определяют различные механизмы процесса их проникновения. Ранний механизм процесса всасывания НЧ PbS непосредственно через эпидермис определяется более широким спектром его морфофункциональных повреждений по сравнению с действием НЧ Fe2O3. Различные механизмы процесса всасывания сквозь дерму НЧ PbS и НЧ Fe2O3 определяются их физико-химическими свойствами, размером наночастиц, родством с протеинами и характером повреждений коллагена III типа, коллагеновых фибрилл и мышечных миофибрилл. Повышенная секреторная активность тканевых базофилов (гиперплазия, гипертрофия, дегрануляция) способствует усилению капиллярной и тканевой проницаемости для НЧ PbS и НЧ Fe2O3 малых размеров.
Ключевые слова: механизм проникновения, эпидермис, дерма, наночастицы, соединения, оксид железа, сульфид свинца, кислые белки, гликозамингликаны, волокна (коллагеновые, мышечные), тканевые базофилы
Литература