Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Ảnh hưởng đến phổi của việc hít phải các hạt nano bạc được tạo ra từ tia lửa ở chuột Brown-Norway và Sprague–Dawley
Tóm tắt
Việc sử dụng ngày càng nhiều các hạt nano bạc (AgNPs) trong các sản phẩm tiêu dùng đang gây lo ngại. Chúng tôi đã khảo sát các tác động độc hại tiềm ẩn khi hít phải ở chuột Brown-Norway (BN) có tình trạng tiền viêm so với chuột Sprague–Dawley (SD). Chúng tôi đã xác định tác động của các hạt AgNPs được tạo ra từ máy phát tia lửa (nồng độ khối: 600–800 μg/mm3; đường kính trung bình: 13–16 nm; tổng liều phổi: 8 [Thấp] và 26–28 [Cao] μg) được hít qua đường mũi trong cả hai giống chuột. Chuột đã bị hy sinh vào ngày thứ nhất và thứ bảy sau khi tiếp xúc và đo lường chức năng phổi. Trong cả hai giống, có sự gia tăng tế bào bạch cầu trung tính trong dịch rửa phế quản phế nang (BAL) sau 24 giờ ở liều cao, kèm theo tình trạng bạch cầu ái toan trong chuột BN. Trong khi các tế bào viêm BAL hầu hết đã trở lại bình thường vào ngày thứ 7, điểm số viêm phổi vẫn cao mặc dù điểm số bạch cầu ái toan mô không tăng. Mức protein tổng thể đã tăng lên ở cả hai liều phổi trong cả hai giống. Mức IL-1β, KC, IL-17, CCL2 và CCL3 trong BAL đã tăng lên ở cả hai giống vào ngày thứ nhất, chủ yếu ở liều cao. Mức phospholipid tăng lên ở liều cao trong chuột SD vào ngày thứ nhất và thứ bảy, trong khi ở chuột BN, sự tăng này chỉ thấy ở ngày thứ nhất; mức protein surfactant D đã giảm vào ngày thứ bảy ở liều cao trong chuột SD, nhưng lại tăng vào ngày thứ nhất ở liều thấp trong chuột BN. Có sự gia tăng tạm thời về kháng lực đường dẫn trung tâm và đàn hồi mô ở chuột BN vào ngày thứ nhất nhưng không ở chuột SD. Sự nhuộm bạc dương tính đặc biệt được quan sát thấy trong các đại thực bào mô phổi ở cả hai giống một cách phụ thuộc vào liều lượng và thời gian, đạt tối đa vào ngày thứ bảy. Mức bạc trong phổi tương đối cao hơn ở chuột BN và được thấy vào ngày thứ bảy ở cả hai giống. Sự hiện diện của viêm tế bào và sự gia tăng các đại thực bào dương tính với bạc trong phổi vào ngày thứ bảy, liên quan với mức bạc trong phổi đáng kể cho thấy rằng độc tính phổi là kéo dài ngay cả khi không có viêm luz trong đường hô hấp tại thời điểm đó. Mức bạc trong phổi cao hơn và tính bền vững ở chuột BN có thể do tình trạng viêm tiền hiện có trong phổi.
Từ khóa
#hạt nano bạc #độc tính phổi #chuột Brown-Norway #chuột Sprague–Dawley #viêm phổiTài liệu tham khảo
Quadros ME, Marr LC. Silver nanoparticles and total aerosols emitted by nanotechnology-related consumer spray products. Environ Sci Technol. 2011;45:10713–9.
Takenaka S, Karg E, Roth C, Schulz H, Ziesenis A, Heinzmann U, Schramel P, Heyder J. Pulmonary and systemic distribution of inhaled ultrafine silver particles in rats. EnvironHealth Perspect. 2001;109 Suppl 4:547–51.
Hyun JS, Lee BS, Ryu HY, Sung JH, Chung KH, Yu IJ. Effects of repeated silver nanoparticles exposure on the histological structure and mucins of nasal respiratory mucosa in rats. Toxicol Lett. 2008;182:24–8.
Anderson DS, Silva RM, Lee D, Edwards PC, Sharmah A, Guo T, Pinkerton KE, Van Winkle LS. Persistence of silver nanoparticles in the rat lung: Influence of dose, size, and chemical composition. Nanotoxicology. 2014;9:1–12.
Braakhuis HM, Cassee FR, Fokkens PH, de la Fonteyne LJ, Oomen AG, Krystek P, de Jong WH, van Loveren H, Park MV. Identification of the appropriate dose metric for pulmonary inflammation of silver nanoparticles in an inhalation toxicity study. Nanotoxicology. 2015;10:1–11.
Braakhuis HM, Gosens I, Krystek P, Boere JA, Cassee FR, Fokkens PH, Post JA, van Loveren H, Park MV. Particle size dependent deposition and pulmonary inflammation after short-term inhalation of silver nanoparticles. Part Fibre Toxicol. 2014;11:49.
Ji JH, Jung JH, Kim SS, Yoon JU, Park JD, Choi BS, Chung YH, Kwon IH, Jeong J, Han BS, et al. Twenty-eight-day inhalation toxicity study of silver nanoparticles in Sprague–Dawley rats. Inhal Toxicol. 2007;19:857–71.
Sung JH, Ji JH, Yoon JU, Kim DS, Song MY, Jeong J, Han BS, Han JH, Chung YH, Kim J, et al. Lung function changes in Sprague–Dawley rats after prolonged inhalation exposure to silver nanoparticles. Inhal Toxicol. 2008;20:567–74.
Kim JS, Sung JH, Ji JH, Song KS, Lee JH, Kang CS, Yu IJ. In vivo genotoxicity of silver nanoparticles after 90-day silver nanoparticle inhalation exposure. Saf Health Work. 2011;2:34–8.
Song KS, Sung JH, Ji JH, Lee JH, Lee JS, Ryu HR, Lee JK, Chung YH, Park HM, Shin BS, et al. Recovery from silver-nanoparticle-exposure-induced lung inflammation and lung function changes in Sprague Dawley rats. Nanotoxicology. 2013;7:169–80.
Sung JH, Ji JH, Song KS, Lee JH, Choi KH, Lee SH, Yu IJ. Acute inhalation toxicity of silver nanoparticles. Toxicol Ind Health. 2011;27:149–54.
Stebounova LV, Adamcakova-Dodd A, Kim JS, Park H, O’Shaughnessy PT, Grassian VH, Thorne PS. Nanosilver induces minimal lung toxicity or inflammation in a subacute murine inhalation model. Part Fibre Toxicol. 2011;8:5.
Roberts JR, McKinney W, Kan H, Krajnak K, Frazer DG, Thomas TA, Waugh S, Kenyon A, MacCuspie RI, Hackley VA, Castranova V. Pulmonary and cardiovascular responses of rats to inhalation of silver nanoparticles. J Toxicol Environ Health A. 2013;76:651–68.
Haberl N, Hirn S, Wenk A, Diendorf J, Epple M, Johnston BD, Krombach F, Kreyling WG, Schleh C. Cytotoxic and proinflammatory effects of PVP-coated silver nanoparticles after intratracheal instillation in rats. Beilstein J Nanotechnol. 2013;4:933–40.
Seiffert J, Hussain F, Wiegman C, Li F, Bey L, Baker W, Porter A, Ryan MP, Chang Y, Gow A, et al. Pulmonary toxicity of instilled silver nanoparticles: influence of size, coating and rat strain. PLoS One. 2015;10:e0119726.
Wang X, Ji Z, Chang CH, Zhang H, Wang M, Liao YP, Lin S, Meng H, Li R, Sun B, et al. Use of coated silver nanoparticles to understand the relationship of particle dissolution and bioavailability to cell and lung toxicological potential. Small. 2014;10:385–98.
Elwood W, Lotvall JO, Barnes PJ, Chung KF. Characterisation of allergen-induced inflammation and bronchial hyperresponsiveness in sensitised Brown-Norway rats. J Allergy Clin Immunol. 1991;88:951–60.
Waserman S, Olivenstein R, Renzi P, Xu LJ, Martin JG. The relationship between late asthmatic responses and antigen-specific immunoglobulin. J Allergy Clin Immunol. 1992;90:661–9.
Careau E, Sirois J, Bissonnette EY. Characterization of lung hyperresponsiveness, inflammation, and alveolar macrophage mediator production in allergy resistant and susceptible rats. AmJRespir Cell MolBiol. 2002;26:579–86.
Noritake S, Ogawa K, Suzuki G, Ozawa K, Ikeda T. Pulmonary inflammation in brown Norway rats: possible association of environmental particles in the animal room environment. Exp Anim. 2007;56:319–27.
Kendall M, Ding P, Mackay RM, Deb R, McKenzie Z, Kendall K, Madsen J, Clark H. Surfactant protein D (SP-D) alters cellular uptake of particles and nanoparticles. Nanotoxicology. 2013;7:963–73.
Ruge CA, Schaefer UF, Herrmann J, Kirch J, Canadas O, Echaide M, Perez-Gil J, Casals C, Muller R, Lehr CM. The interplay of lung surfactant proteins and lipids assimilates the macrophage clearance of nanoparticles. PLoS One. 2012;7:e40775.
Theodorou IG, Ryan MP, Tetley TD, Porter AE. Inhalation of silver nanomaterials--seeing the risks. Int J Mol Sci. 2014;15:23936–74.
Buckley AHA, Warren J, Guo C, Smith R. Size dependent deposition of inhaled nanoparticles in the rat respiratory tract using a new nose-only exposure system. Aerosol Sci & Technol. 2016;50:1–10.
Anjilvel S, Asgharian B. A multiple-path model of particle deposition in the rat lung. Fundam Appl Toxicol. 1995;28:41–50.
Hantos Z, Adamicza A, Govaerts E, Daroczy B. Mechanical impedances of lungs and chest wall in the cat. J Appl Physiol (1985). 1992;73:427–33.
Veldhuizen RA, Inchley K, Hearn SA, Lewis JF, Possmayer F. Degradation of surfactant-associated protein B (SP-B) during in vitro conversion of large to small surfactant aggregates. Biochem J. 1993;295(Pt 1):141–7.
Bartlett D, Glaser M, Welti R. Membrane penetration depth and lipid phase preference of acyl-labeled dansyl phosphatidylcholines in phosphatidylcholine vesicles. Biochim Biophys Acta. 1997;1328:48–54.
Mukherjee D, Royce SG, Sarkar S, Thorley A, Schwander S, Ryan MP, Porter AE, Chung KF, Tetley TD, Zhang J, Georgopoulos PG. Modeling in vitro cellular responses to silver nanoparticles. J Toxicol. 2014;2014:852890.
Sarkar S, Leo BF, Carranza C, Chen S, Rivas-Santiago C, Porter AE, Ryan MP, Gow A, Chung KF, Tetley TD, et al. Modulation of human macrophage responses to mycobacterium tuberculosis by silver nanoparticles of different size and surface modification. PLoS One. 2015;10:e0143077.
Sung JH, Ji JH, Park JD, Yoon JU, Kim DS, Jeon KS, Song MY, Jeong J, Han BS, Han JH, et al. Subchronic inhalation toxicity of silver nanoparticles. Toxicol Sci. 2009;108:452–61.
Kwon JT, Minai-Tehrani A, Hwang SK, Kim JE, Shin JY, Yu KN, Chang SH, Kim DS, Kwon YT, Choi IJ, et al. Acute pulmonary toxicity and body distribution of inhaled metallic silver nanoparticles. Toxicol Res. 2012;28:25–31.
Anderson DS, Patchin ES, Silva RM, Uyeminami DL, Sharmah A, Guo T, Das GK, Brown JM, Shannahan J, Gordon T, et al. Influence of particle size on persistence and clearance of aerosolized silver nanoparticles in the rat lung. Toxicol Sci. 2015;144:366–81.
Rehn B, Seiler F, Rehn S, Bruch J, Maier M. Investigations on the inflammatory and genotoxic lung effects of two types of titanium dioxide: untreated and surface treated. Toxicol Appl Pharmacol. 2003;189:84–95.
Kawada H, Horiuchi T, Shannon JM, Kuroki Y, Voelker DR, Mason RJ. Alveolar type II cells, surfactant protein A (SP-A), and the phospholipid components of surfactant in acute silicosis in the rat. Am Rev Respir Dis. 1989;140:460–70.
Alessandrini F, Ziesenis A, Takenaka S, Karg E, Heyder J, Ring J, Behrendt H. Effects of inhaled CdO particles on the sphingolipid synthesis of rat lungs. Inhal Toxicol. 2003;15:343–56.
Eskelson CD, Chvapil M, Strom KA, Vostal JJ. Pulmonary phospholipidosis in rats respiring air containing diesel particulates. Environ Res. 1987;44:260–71.
Vuk-Pavlovic Z, Standing JE, Crouch EC, Limper AH. Carbohydrate recognition domain of surfactant protein D mediates interactions with Pneumocystis carinii glycoprotein A. Am J Respir Cell Mol Biol. 2001;24:475–84.
Sweeney S, Leo BF, Chen S, Abraham-Thomas N, Thorley AJ, Gow A, Schwander S, Zhang JJ, Shaffer MS, Chung KF, et al. Pulmonary surfactant mitigates silver nanoparticle toxicity in human alveolar type-I-like epithelial cells. Colloids Surf B: Biointerfaces. 2016;145:167–75.
Massa CB, Scott P, Abramova E, Gardner C, Laskin DL, Gow AJ. Acute chlorine gas exposure produces transient inflammation and a progressive alteration in surfactant composition with accompanying mechanical dysfunction. Toxicol Appl Pharmacol. 2014;278:53–64.
Silva RM, Anderson DS, Peake J, Edwards PC, Patchin ES, Guo T, Gordon T, Chen LC, Sun X, Van Winkle LS, Pinkerton KE. Aerosolized silver nanoparticles in the rat lung and pulmonary responses over time. Toxicol Pathol. 2016;44:673.