Экспериментальная оценка цито- и пульмонотоксичности наночастиц оксида свинца при хроническом ингаляционном поступлении

Введение. Заболевания органов дыхания, обусловленные воздействием производственных факторов, составляют значительную долю в структуре профессиональной заболеваемости у работников ряда промышленных профессий. Изучение воздействия наночастиц оксида свинца на дыхательную систему крыс в хроническом ингаляционном эксперименте является важной ступенью в установлении механизмов их цито- и пульмонотоксического действия.

Цель исследования — экспериментальная оценка цито- и пульмонотоксического действия наночастиц оксида свинца при хронической (8 месяцев) ингаляционной экспозиции на модели in vivo.

Материалы и методы. Исследование выполнено на самках крыс Wistar. Опытная группа в течение 8 месяцев ингаляционно (установка типа «только нос») получала наночастицы PbO (18,2±4,2 нм, 0,215 мг/м³). Оценка токсичности включала функцию внешнего дыхания, цитологию и иммунологию бронхоальвеолярного лаважа, гистологию лёгких, а также экспрессию генов GSTM1, GSTP1 и SOD2 в лёгочной ткани. Статистическая обработка данных проводилась с использованием t-критерия Стьюдента с поправкой Бонферрони и критерия Манна–Уитни; различия считали достоверными при p<0,05.

Результаты. Хроническое ингаляционное воздействие наночастиц оксида свинца вызвало у животных комплексное поражение дыхательной системы. Были зафиксированы цитотоксические эффекты, включая выраженное воспаление (нейтрофилёз, рост соотношения НЛ/АМ), угнетение фагоцитарной активности и подавление экспрессии генов антиоксидантной защиты (GSTM1, GSTP1, SOD2). Гистологические изменения лёгочной ткани свидетельствуют о нарушении структурной организации дыхательной системы.

Ограничение исследования. Хроническая ингаляционная экспозиция наночастиц оксида свинца проводилась с использованием только одной концентрации вещества. Также ограничением стало то, что моделью для исследования выступили крысы одного вида и пола. Для оценки дозозависимых эффектов и половой чувствительности необходимы дополнительные исследования. Кроме того, функция внешнего дыхания оценивалась методом непрямой плетизмографии с использованием интегрального показателя Penh, поэтому данные предварительны и не являются окончательным доказательством функциональных нарушений.

Заключение. Хроническая ингаляционная экспозиция наночастицами оксида свинца вызвала комплексные негативные изменения в дыхательной системе животных на молекулярном, клеточном и органном уровнях.

Этика. Исследование поводилось согласно требованиям Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях (ETS N 123), директивы Европейского парламента и Совета Европейского Союза 2010/63/EC от 22.09.2010 г. о защите животных, использующихся для научных целей, и было одобрено Этическим комитетом ЕМНЦ ПОЗРПП Роспотребнадзора, протокол № 4 от 12.07.2022 г.

Участие авторов:
Сутункова М.П. — концепция и дизайн исследования, написание текста;
Батенева В.А. — сбор и обработка материала, статистическая обработка данных, написание текста;
Минигалиева И.А. — концепция и дизайн исследования, написание текста;
Петрунина Е.М. — сбор и обработка материала;
Кикоть А.М. — сбор и обработка материала;
Береза И.А. — сбор и обработка материала;
Шаихова Д.Р. — сбор и обработка материала;
Штин Т.Н. — сбор и обработка материала;
Тажигулова А.В. — сбор и обработка материала, статистическая обработка данных, написание текста;
Лабзова А.К. — сбор и обработка материала;
Иващенко М.А. — сбор и обработка материала;
Шеломенцев И.Г. — сбор и обработка материала.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Дата поступления: 08.06.2026 / Дата принятия к печати: 18.06.2026 / Дата публикации: 27.07.2026

1. Шеломенцев И.Г., Гомзикова Е.А. Перспективы анализа наночастиц в составе аэрозоля методом электронной микроскопии. Гигиена и санитария. 2023; 102(3): 259–264. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2023-102-3-259-264

2. Byrne J.D., Baugh J.A. The significance of nanoparticles in particle-induced pulmonary fibrosis. Mcgill J. Med. 2008; 11 (1): 43–50. https://clck.ru/3UJoYW

3. Dumková J., Smutná T., Vrlíková L., Le Coustumer P., Večeřa Z., Dočekal B. et al. Sub-chronic inhalation of lead oxide nanoparticles revealed their broad distribution and tissue-specific subcellular localization in target organs. Part. Fibre Toxicol. 2017; 14(1): 55. https://doi.org/10.1186/s12989-017-0236-y

4. Balali-Mood M., Naseri K., Tahergorabi Z., Khazdair M.R., Sadeghi M. Toxic mechanisms of five heavy metals: Mercury, lead, chromium, cadmium, and arsenic. Front Pharmacol. 2021; 12: 643972. https://doi.org/10.3389/fphar.2021.643972

5. Rocha A., Trujillo K.A. Neurotoxicity of low-level lead exposure: History, mechanisms of action, and behavioral effects in humans and preclinical models. Neurotoxicology. 2019; 73: 58–80. https://doi.org/10.1016/j.neuro.2019.02.021

6. Chen Z., Huo X., Chen G., Luo X., Xu X. Lead (Pb) exposure and heart failure risk. Environ. Sci. Pollut. Res. Int. 2021; 28 (23): 28833–47. https://doi.org/10.1007/s11356-021-13725-9

7. Adamcakova-Dodd A., Stebounova L.V., Kim J.S., Vorrink S.U., Ault A.P., O'Shaughnessy P.T. et al. Toxicity assessment of zinc oxide nanoparticles using sub-acute and sub-chronic murine inhalation models. Part Fibre Toxicol. 2014; 11: 15. https://doi.org/10.1186/1743-8977-11-15

8. Kornberg T.G., Stueckle T.A., Antonini J.A., Rojanasakul Y., Castranova V., Yang Y. et al. Potential toxicity and underlying mechanisms associated with pulmonary exposure to iron oxide nanoparticles: Conflicting literature and unclear risk. Nanomaterials (Basel). 2017; 7(10): 307. https://doi.org/10.3390/nano7100307

9. Abedinloo R., Parvari R., Cheraghi Z., Assari M.J. Evaluating the effectiveness of personal protective equipment against engineered nanomaterials: A systematic review. Toxicol. Ind. Health. 2025; 41(5–6): 327–345. https://doi.org/10.1177/07482337251336897

10. Минигалиева И.А., Батенева В.А., Шабардина Л.В., Сутункова Ю.М., Никогосян К.М., Шеломенцев И.Г. Оценка подострой токсичности наночастиц оксида свинца при ингаляционной экспозиции (экспериментальное исследование). Токсикологический вестник. 2025; 33(3): 149–157. https://doi.org/10.47470/0869-7922-2025-33-3-149-157

11. Нарциссов Р.П. Применение п-нитротетразолия фиолетового для количественной цитохимии дегидрогеназ лимфоцитов человека. Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. 1969; 56(5): 85–91. https://elibrary.ru/qjbaad

12. Амромина А.М., Шаихова Д.Р., Берёза И.А., Тажигулова А.В., Минигалиева И.А., Соловьева С.Н. Влияние наночастиц свинца на экспрессию генов глутаматного рецептора NMDA и поведенческие реакции у крыс породы Wistar. Гигиена и санитария. 2022; 101(12): 1581–87. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2022-101-12-1581-1587

13. Arian M., Soleimani M. Practical calculation of mean, pooled variance, variance, and standard deviation, in meta-analysis studies. Nurs. Pract. Today. 2020; 7(1): 5–11. https://doi.org/10.18502/npt.v7i1.2294

14. Privalova L.I., Katsnelson B.A., Osipenko A.B., Yushkov B.N., Babushkina L.G. Response of a phagocyte cell system to products of macrophage breakdown as a probable mechanism of alveolar phagocytosis adaptation to deposition of particles of different cytotoxicity. Environ. Health Perspect. 1980; 35: 205–218. https://doi.org/10.1289/ehp.8035205

15. Katsnelson B.A., Privalova L.I., Kislitsina N.S., Podgaiko G.A. Correlation between cytotoxicity and fibrogenicity of silicosis-inducing dusts. Med. Lav. 1984; 75(6): 450–462. https://elibrary.ru/xmasku

16. Lebedová J., Nováková Z., Večeřa Z., Buchtová M., Dumková J., Dočekal B. et al. Impact of acute and subchronic inhalation exposure to PbO nanoparticles on mice. Nanotoxicology. 2018; 12(4): 290–304. https://doi.org/10.1080/17435390.2018.1438679

17. Bláhová L., Nováková Z., Večeřa Z., Vrlíková L., Dočekal B., Dumková J. et al. The effects of nano-sized PbO on biomarkers of membrane disruption and DNA damage in a sub-chronic inhalation study on mice. Nanotoxicology. 2020; 14(2): 214–231. https://doi.org/10.1080/17435390.2019.1685696

18. Katsnelson, B.A., Privalova L.I., Sutunkova M.P., Minigalieva I.A., Gurvich V.B., Shur V.Y. et al. Experimental research into metallic and metal oxide nanoparticle toxicity in vivo. In: Yan B., Zhou H., Gardea-Torresdey J., eds. Bioactivity of Engineered Nanoparticles. Nanomedicine and Nanotoxicology. Singapore: Springer; 2017. https://doi.org/10.1007/978-981-10-5864-6_11