Исследование состояния сердечно-сосудистой системы у лабораторных животных после хронического ингаляционного воздействия наночастиц оксида свинца

Введение. Современные данные указывают на то, что наночастицы оксида свинца имеют более выраженную токсичность по сравнению с микрочастицами, органическими и неорганическими солями свинца. Интоксикация свинцом является значимым фактором риска развития сердечно-сосудистых заболеваний. Особенности кардиотоксического действия наночастиц оксида свинца требуют дальнейшего изучения.

Цель исследования — оценка изменений клинических, функциональных и метаболомных показателей, характеризующих состояние сердечно-сосудистой системы, при ингаляционном воздействии наночастиц оксида свинца в течение 4 месяцев.

Материалы и методы. Эксперимент проведён на самках крыс, разделённых на две равные группы: основная (n=10) и контроль (n=10). Опытная группа подвергалась ингаляционному воздействию наночастиц оксида свинца в концентрации 0,2 мг/м³ на протяжении 4 месяцев. Регистрировали электрокардиограмму и артериальное давление. Проведены гистологическое исследование и метаболомный анализ ткани сердца. Определена концентрация копропорфирина и дельта-аминолевулиновой кислоты в моче.

Результаты. Установлено повышение величины пульсового давления (p=0,020), сокращение интервала QT в первом отведении (p=0,027) и комплекса QRS — во втором (p=0,020). Отмечалось увеличение размеров кардиомиоцитов (p<0,001). Метаболомный анализ ткани сердца выявил увеличение уровня пролина (p=0,019), аденина (p=0,010), сульфоксид метионина (p=0,038), сукциниладенозина (p=0,019), линолевой кислоты (p=0,010), лизофосфатидилэтаноламинов 18:0 и 18:1 (p=0,010 и p=0,038, соответственно) и лизофосфатидилхолинов 18:1 и 18:2 (p=0,038 и p=0,038).

Ограничения исследования. Данная работа не учитывает возможных межполовых и межвидовых различий.

Заключение. Результаты проведённого исследования показали, что воздействие наночастиц оксида свинца вызывает изменения артериального давления, оказывает проаритмогенное действие, способствует увеличению размеров кардиомиоцитов и развитию окислительного стресса.

Этика. Исследование одобрено на заседании Локального этического комитета ФБУН «Екатеринбургский медицинский научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промышленных предприятий» Роспотребнадзора (протокол № 4 от 12.07.2022 г.).

Участие авторов:
Минигалиева И.А. — концепция и дизайн исследования, написание текста, редактирование;
Сутункова М.П. — концепция и дизайн исследования, редактирование;
Копенкин М.А. — сбор и обработка данных, написание текста, редактирование;
Унесихина М.C. — сбор и обработка данных, написание текста, редактирование;
Петрунина Е.М. — сбор и обработка данных;
Базарный В.В. — концепция и дизайн исследования, редактирование;
Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Финансирование. Исследование не имело финансовой поддержки.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Дата поступления: 07.05.2026 / Дата принятия к печати: 14.05.2026 / Дата публикации: 11.08.2026

1. Cheng Y.F., Zhao Y.J., Chen C., Zhang F. Heavy metals toxicity: mechanism, health effects, and therapeutic interventions. MedComm (2020). 2025; 6(9): e70241. https://doi.org/10.1002/mco2.70241

2. Collin M.S., Venkatraman S.K., Vijayakumar N., Kanimozhi V., Abraaz S.M., Stacey R.G.S., et al. Bioaccumulation of lead (Pb) and its effects on human: A review. J. Hazard. Mater. Adv. 2022; 7: 100094. https://doi.org/10.1016/j.hazadv.2022.100094

3. Katsnelson B.A., Privalova L.I., Kuzmin S.V., Degtyareva T.D., Sutunkova M.P., Yeremenko O.S., et al. Some peculiarities of pulmonary clearance mechanisms in rats after intratracheal instillation of magnetite (Fe3O4) suspensions with different particle sizes in the nanometer and micrometer ranges: are we defenseless against nanoparticles? Int. J. Occup. Environ. Health. 2010; 16(4): 508–524. https://doi.org/10.1179/107735210799160011

4. Generalova A., Davidova S., Satchanska G. The mechanisms of lead toxicity in living organisms. J. Xenobiot. 2025; 15(5): 146. https://doi.org/10.3390/jox15050146

5. Asif L., Tehami S., Qadeer Y.K., Virani S.S., Lavie C.J., Krittanawong C. Toxic grounds: A narrative review of the role of heavy metal soil and water contamination in cardiovascular disease development. Heart Mind. 2025; 9(6): 527–537. https://doi.org/10.4103/hm.HM-D-24-00108

6. Минигалиева И. А., Сутункова М.П., Клинова С.В., Соловьева С.Н., Привалова Л.И., Гурвич В.Б. и др. Экспериментальное изучение кардиотоксического действия наночастиц оксида свинца при разных путях поступления в организм. Здоровье населения и среда обитания. 2020; (9): 67–72. https://doi.org/10.35627/2219-5238/2020-330-9-67-72

7. Кикоть А.М., Унесихина М.С., Шаихова Д.Р., Берёза И.А., Минигалиева И.А., Никогосян К.М. и др. Нейротоксичность ингаляционного воздействия наночастиц оксида свинца на лабораторных животных на уровне экспрессии генов и метаболома. Гигиена и санитария. 2025; 104(6): 793–798. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2025-104-6-793-798

8. Simmonds P.L., Luckhurst C.L., Woods J.S. Quantitative evaluation of heme biosynthetic pathway parameters as biomarkers of low-level lead exposure in rats. J. Toxicol. Environ. Health. 1995; 44(3): 351–367. https://doi.org/10.1080/15287399509531964

9. Simões M. R., Preti S.C., Azevedo B.F., Fiorim J., Freire D.D. Jr, Covre E.P., et al. Low-level chronic lead exposure impairs neural control of blood pressure and heart rate in rats. Cardiovasc. Toxicol. 2017; 17(2): 190–199. https://doi.org/10.1007/s12012-016-9374-y

10. Silveira E.A., Siman F.D., de Oliveira Faria T., Vescovi M.V., Furieri L.B., Lizardo J.H., et al. Low-dose chronic lead exposure increases systolic arterial pressure and vascular reactivity of rat aortas. Free Radic. Biol. Med. 2014; 67: 366–376. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2013.11.021

11. Szymański M. Molecular mechanisms of lead toxicity. BioTechnologia. 2014; 95(2): 137–149. https://doi.org/10.5114/bta.2014.48856 https://clck.ru/3TrBuj

12. Vaziri N.D. Mechanisms of lead-induced hypertension and cardiovascular disease. Am. J. Physiol. Heart Circ Physiol. 2008; 295(2): H454–H465. https://clck.ru/3TrByf

13. Fiorim J., Ribeiro E.H., Silveira E.A., Padilha A.S., Vescovi M.V.A., de Jesus H.C., et al. Low-level lead exposure increases systolic arterial pressure and endothelium-derived vasodilator factors in rat aortas. PLoS One. 2011; 6(2): e17117. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0017117

14. Perlstein T., Weuve J., Schwartz J., Sparrow D., Wright R., Litonjua A., et al. Cumulative community-level lead exposure and pulse pressure: the normative aging study. Environ. Health Perspect. 2007; 115(12): 1696–1700. https://doi.org/10.1289/ehp.10350

15. Ferreira de Mattos G., Costa C., Savio F., Alonso M., Nicolson G.L. Lead poisoning: acute exposure of the heart to lead ions promotes changes in cardiac function and Cav1.2 ion channels. Biophys. Rev. 2017; 9(5): 807–825. https://doi.org/10.1007/s12551-017-0303-5

16. Якимова Н.Л., Вокина В.А. Характер поведенческих реакций, липидного профиля и состояния сердечно-сосудистой системы при моделировании свинцовой интоксикации на фоне гиперлипидемии у крыс-альбиносов. Acta Biomedica Scientifica. 2016; 1(5): 138–141. https://doi.org/10.12737/23410

17. Minigaliyeva I.A., Klinova S.V., Sutunkova M.P., Ryabova Y.V., Valamina I.E., Shelomentsev I.G., et al. On the mechanisms of the cardiotoxic effect of lead oxide nanoparticles. Cardiovasc. Toxicol. 2024; 24(1): 49–61. https://doi.org/10.1007/s12012-023-09814-5

18. Tobón C., Pachajoa D., Ugarte J.P., Saiz J. Lead (Pb++) effect on human atrial action potential under normal and atrial fibrillation conditions. In silico study. In: VII Latin American Congress on Biomedical Engineering CLAIB 2016, Bucaramanga, Santander, Colombia, October 26–28, 2016. Springer, Singapore; 2017: 66-69. https://doi.org/10.1007/978-981-10-4086-3_17

19. Hancox J.C., Du C.Y., Butler A., Zhang Y., Dempsey C.E., Harmer S., et al. Pro-arrhythmic effects of gain-of-function potassium channel mutations in the short QT syndrome. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 2023; 378(1879): 20220165. https://elibrary.ru/ouepmf

20. Jaishankar M., Tseten T., Anbalagan N., B Mathew D., Beeregowda K.N. Toxicity, mechanism and health effects of some heavy metals. Interdiscip. Toxicol. 2014; 7(2): 60–72. https://clck.ru/3TrC7e

21. Gubar I.V., Lavrynenko V.E., Chuchrai S.M., Savosko S.I., Sokurenko L.M., Apykhtina O.L., et al. Cardiovasotoxic effect of different sizes lead nanoparticles introduction. World of Medicine and Biology. 2020; 16(2(72)): 146–151. https://elibrary.ru/gsbulw

22. Wu Y., Chen Z., Darwish W.S., Terada K., Chiba H., Hui S.P. Choline and ethanolamine plasmalogens prevent lead-induced cytotoxicity and lipid oxidation in HepG2 cells. J. Agric. Food Chem. 2019; 67(27): 7716–7725. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.9b02485

23. Li L., Yao Y., Wang H., Ren Y., Ma L., Yan J., et al. Pravastatin attenuates cardiac dysfunction induced by lysophosphatidylcholine in isolated rat hearts. Eur. J. Pharmacol. 2010; 640(1-3): 139–142. https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2010.04.052

24. Lee B.C., Gladyshev V.N. The biological significance of methionine sulfoxide stereochemistry. Free Radic. Biol. Med. 2011; 50(2): 221–227. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2010.11.008

25. Eltzschig H.K., Eckle T. Ischemia and reperfusion — from mechanism to translation. Nat. Med. 2011; 17(11): 1391–1401. https://doi.org/10.1038/nm.2507

26. Donti T.R., Cappuccio G., Hubert L., Neira J., Atwal P.S., Miller M.J., et al. Diagnosis of adenylosuccinate lyase deficiency by metabolomic profiling in plasma reveals a phenotypic spectrum. Mol. Genet. Metab. Rep. 2016; 8: 61–66. https://doi.org/10.1016/j.ymgmr.2016.07.007

27. Lv Q., Li D., Zhao L., Yu P., Tao Y., Zhu Q., et al. Proline metabolic reprogramming modulates cardiac remodeling induced by pressure overload in the heart. Sci. Adv. 2024; 10(19): eadl3549. https://doi.org/10.1126/sciadv.adl3549