To the question of intensification of free radical oxidation of biosubstrates under action of nanosized materials

Abstract

Державна установа «Інститут медицини праці імені Ю. І. Кундієва Національної академії медичних наук України», м. КиївВступ. Перетворення в структурі й фізико-хімічних властивостях сучасних нанорозмірних матеріалів, порівняно з аналогами в макроформах, призводять до змін їхньої біологічної активності, включаючи вільнорадикальне окиснення біосубстратів як один з найважливіших механізмів токсичності цієї продукції. Оксидативний стрес, індукований інженерними наночастинками, обумовлюється їхнім розміром, площею поверхні, складом і проявляється вільнорадикальними перекисними ушкодженнями білків, ліпідів, нуклеїнових кислот. Наночастки спричиняють оксидативний стрес і подальші патофізіологічні ефекти, включаючи запалення, фіброз, генотоксичність. Мета дослідження -обґрунтування значимості змін інтенсивності вільнорадикального окиснення біосубстратів у механізмі пошкоджуючої дії нанорозмірних матеріалів як основних показників їхньої токсичності. Матеріали та методи дослідження. Вибірковий аналіз джерельної бази даних дослідження: вітчизняні та іноземні наукові матеріали, інформаційні матеріали (ресурси Medline, Pubmed, Medscape, Elsevier, Scopus, Web of Science та ін.) для систематизації та узагальнення даних, що стосуються проблеми дослідження. Результати. Пошкоджуюча дія наночасток на організм людини здійснюється декількома механізмами. Основними й найважливішими з них є інтенсифікація вільнорадикального окиснення біосубстратів з руйнуванням макромолекул (білків, фосфоліпідів, нуклеїнових кислот), порушення клітинних процесів, зумовлених поверхневими властивостями наночастинок (фотохімічними, електричним полем, щільністю заряду й електронною провідністю). Не виключається наявність інших механізмів токсичності наноматеріалів, викликаних, зокрема, їхньою дією на клітинні мембрани та органели, посиленням транспорту потенційно токсичних компонентів через бар'єри організму, а також можливої генотоксичності й алергізуючої дії. Маніфестація пошкоджуючих ефектів наночастинок залежить від розмірності, хімічної природи, фізичного стану, значною мірою від стабілізації. Висновки. Інтенсифікація вільнорадикального окиснення біосубстратів є одним із основних показників пошкоджуючої дії нанорозмірної продукції та приорітетним напрямком досліджень щодо небезпечного впливу її на організм людини. Встановлено, що наночастки підсилюють утворення активних форм кисню та азоту, порушують мембранні структури, надходять у клітини й взаємодіють з клітинними компонентами в результаті їхньої високої проникаючої здатності. Вільнорадикальне окиснення біосубстратів як основний механізм пошкоджуючої дії наночасток детермінується розміром, площею їхньої поверхні, складом. Властивості та токсичність наноматеріалів можуть бути модифіковані в процесі лабораторних і технологічних маніпуляцій за рахунок змін їхньої структури, величини, сорбції ними інших молекул.