ОЦЕНКА ГЕМОЛИТИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ЭРИТРОЦИТОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ДИСПЕРСИИ ШУНГИТОВОГО НАНОУГЛЕРОДА
Аннотация
Графен и связанные с ним производные показали большой нанотехнологический потенциал, включая биомедицинские приложения, поэтому шунгитовый углерод, содержащий графеноподобные наноразмерные структуры, также вызывает интерес исследователей благодаря своим уникальным свойствам. Тщательное изучение свойств шунгитового наноуглерода необходимо для понимания циркуляции наноматериала во внутренней среде организма и в окружающей среде. Шунгитовый углерод предлагается рассматривать как многоуровневую структуру, образованную графеноподобными фрагментами, близкими по свойствам к восстановленному оксиду графена. Проведено исследование влияния водной дисперсии наночастиц шунгитового углерода на клетки красной крови человека in vitro. Изучена осмотическая устойчивость эритроцитов человека в присутствии шунгитовых наночастиц при комнатной температуре, а также терморезистентость эритроцитов. Осморезистентность эритроцитов под действием частиц шунгитового коллоида в концентрации 4 – 15 мкг/мл незначительно снижалась, но оставалась в границах нормы. Шунгитовый углерод в концентрации 2,5 - 40 мкг/мл не индуцировал повреждение клеток крови человека в условиях термогемолиза. Сопоставление результатов по осмо- и терморезистенности эритроцитов позволяет заключить, что проявление гемолитической активности наночастиц водной дисперсии шунгитового углерода зависит от температуры среды и концентрации. Можно предположить, что в условиях опыта по термогемолизу адсорбция наночастиц шунгитового углерода на поверхности клеточной мембраны была недостаточной, чтобы вызвать существенные изменения цитоархитектоники клеток, либо состояние окисленности графеновых фрагментов таково, что не влекло за собой изменение проницаемости мембраны для ионов.
Ключевые слова
Полный текст:
PDFЛитература
Борисова А. Г. Тромбогенность углеродных наночастиц шунгита in vitro // Труды КарНЦ РАН. 2018. № 6. С. 109-114. DOI: 10.17076/eb728.
Горюнов А. С., Борисова А. Г., Рожков С. П., Суханова Г. А., Рожкова Н. Н. Морфология и агрегация эритроцитов в нанодисперсиях углерода // Труды КарНЦ РАН. 2009. № 3. С. 30-37.
Лабораторные методы исследования в клинике / Под. ред В.В. Меньшикова. М.: Медицина, 1987.
Рожкова Н. Н. Наноуглерод шунгитов. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2011. 100 с.
Ямайкина И. В., Черницкий Е. А. Денатурация гемоглобина - первая стадия термогемолиза эритроцитов // Биофизика. 1989. Т. 34. С. 656-659.
Choi Y.-J., Kim E., J. Han J., Kim J. H., Gurunathan S. A Novel Biomolecule-Mediated Reduction of Graphene Oxide: A Multifunctional Anti-Cancer Agent // Molecules. 2016. V. 21. P. 375. DOI: 10.3390/molecules21030375.
Gurunathan S., Han J. W., Dayem A. A. Eppakayala V., Kim J. H. Oxidative stress-mediated antibacterial activity of graphene oxide and reduced graphene oxide in Pseudomonas aeruginosa // Int. J. Nanomed. 2012. V. 7. P. 5901–5914. DOI: 10.2147/IJN.S37397.
Jaworski S., Hinzmann M., Sawosz E., Grodzik M., Kutwin M., Wierzbicki M., Strojny B., Vadalasetty K. P., Lipińska L., Chwalibog A. Interaction of different forms of graphene with chicken embryo red blood cells // Environ. Sci. Pollut. Res. 2017. V. 24. P. 21671–21679. DOI: 10.1007/s11356-017-9788-5.
Liao K.-H., Lin Y.-S., Macosko C. W., Haynes C. L. Cytotoxicity of Graphene Oxide and Graphene in Human Erythrocytes and Skin Fibroblasts // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2011. P. 3, N 7. P. 2607–2615. DOI: 10.1021/am200428v.
Liu J., Cui L., Losic D. Graphene and graphene oxide as new nanocarriers for drug delivery applications // Acta Biomater. 2013. V.9. P.9243–9257.
Rozhkova N. N., Rozhkov S. P., Goryunov A.S. Natural grapheme-based shungite nanocarbon // Carbon nanomaterials sourcebook: graphene, fullerenes, nanotubes, and nanodiamonds, ed. K.D.Slatter, Boka Raton, London, New York: CRC press inc. (Taylor and Francis group). 2016. V.1. P.153-178.
Sasidharan A., Panchakarla L. S., Sadanandan A.R., Ashokan A., Chandran P., Girish C. M., Menon D., Nair S. V, Rao C. N., Koyakutty M. Hemocompatibility and Macrophage Response of Pristine and Functionalized Graphene // Small. 2012. V. 8. P. 1251-1263. DOI: https://doi.org/10.1002/smll.201102393.
Ye N., Wang Z., Wang S., Peijnenburg W. J. G. M. Toxicity of mixtures of zinc oxide and graphene oxide nanoparticles to aquatic organisms of different trophic level: particles outperform dissolved ions // Nanotoxicology. 2018. V.2, N. 5. P. 423-438. DOI: 10.1080/17435390.2018.1458342.
Wang Z., Zhu W., Qiu Y. Biological and environmental interactions of emerging two-dimensional nanomaterials // Chem. Soc. Rev. 2016. V.45(6). P.1750-1780.
Zhang B., Wei P., Zhou Z., Wei T. Interactions of graphene with mammalian cells: Molecular mechanisms and biomedical insights // Advanced Drug Delivery Reviews. 2016. V. 105. Part B. P. 145-162. DOI: 10.1016/j.addr.2016.08.009.
Zhang X., Yin J., Peng C., Hu W., Zhu Z., Li W., Fan C., Huang Q. Distribution and biocompatibility studies of graphene oxide in mice after intravenous administration // Carbon. 2011. V. 49. P. 986-995. http://dx.doi.org/10.1016/j.carbon.2010.11.005.
Zhao J., Wang Z., White J.C. Graphene in the aquatic environment: adsorption, dispersion, toxicity and transformation // Environ. Sci. Technol. 2014. V.48. N17. P.9995-10009.
References in English
Borisova A. G. Trombogennost’ uglerodnykh nanochastits shungita in vitro [Thrombogenicity of carbon nanoparticles of shungite in vitro]. Trudy KarNTs RAN [Trans. KarRC RAS]. 2018. No. 6. P. 109–114. doi: 10.17076/eb728
Goryunov A. S., Borisova A. G., Rozhkov S. P., Sukhanova G. A., Rozhkova N. N. Morfologiya i agregatsiya eritrotsitov v nanodispersiyakh ugleroda [Morphology and aggregation of erythrocytes in carbon nanodispersions]. Trudy KarNTs RAN [Trans. KarRC RAS]. 2009. No. 3. P. 30–37.
Laboratornye metody issledovaniya v klinike [Laboratory methods of investigations in a clinic]. Ed.
V. V. Men’shikova. Moscow: Meditsina, 1987. 368 p.
Rozhkova N. N. Nanouglerod shungitov [The nanocarbon of shungites]. Petrozavodsk: KarRC RAS, 2011. 100 p.
Yamaikina I. V., Chernitskii E. A. Denaturatsiya gemoglobina
– pervaya stadiya termogemoliza eritrotsitov [Hemoglobin denaturation – the first stage of erythrocyte thermohemolysis]. Biophyzika [Biophysics]. 1989. Vol. 34. P. 656–659.
Choi Y.‑J., Kim E., J. Han J., Kim J. H., Gurunathan S. A Novel biomolecule-mediated reduction of graphene oxide: A Multifunctional anti-cancer agent. Molecules. 2016. Vol. 21. P. 375. doi: 10.3390/molecules21030375
Gurunathan S., Han J. W., Dayem A. A. Eppakayala V., Kim J. H. Oxidative stress-mediated antibacterial activity of graphene oxide and reduced graphene oxide in Pseudomonas aeruginosa. Int. J. Nanomed. 2012. Vol. 7. P. 5901–5914. doi: 10.2147/IJN.S37397
Jaworski S., Hinzmann M., Sawosz E., Grodzik M., Kutwin M., Wierzbicki M., Strojny B., Vadalasetty K. P., Lipińska L., Chwalibog A. Interaction of different forms of graphene with chicken embryo red blood cells. Environ. Sci. Pollut. Res. 2017. Vol. 24. P. 21671–21679. doi: 10.1007/s11356‑017‑9788‑5
Liao K.‑H., Lin Y.‑S., Macosko C. W., Haynes C. L. Cytotoxicity of graphene oxide and graphene in human erythrocytes and skin fibroblasts. ACS Appl. Mater. Interfaces. 2011. P. 3, no. 7. P. 2607–2615. doi: 10.1021/am200428v
Liu J., Cui L., Losic D. Graphene and graphene oxide as new nanocarriers for drug delivery applications. Acta Biomater. 2013. Vol. 9. P. 9243–9257.
Rozhkova N. N., Rozhkov S. P., Goryunov A. S. Natural
grapheme-based shungite nanocarbon. Carbon nanomaterials sourcebook: graphene, fullerenes, nanotubes, and nanodiamonds. Ed. K. D. Slatter. Boka Raton; London; New York: CRC press inc. (Taylor and Francis group), 2016. Vol. 1. P. 153–178.
Sasidharan A., Panchakarla L. S., Sadanandan A. R., Ashokan A., Chandran P., Girish C. M., Menon D., Nair S. V., Rao C. N., Koyakutty M. Hemocompatibility and macrophage response of pristine and functionalized graphene. Small. 2012. Vol. 8. P. 1251–1263. doi: 10.1002/smll.201102393
Ye N., Wang Z., Wang S., Peijnenburg W. J. G. M. Toxicity of mixtures of zinc oxide and graphene oxide nanoparticles to aquatic organisms of different trophic level: particles outperform dissolved ions. Nanotoxicology. 2018. Vol. 2, no. 5. P. 423–438. doi: 10.1080/17435390.2018.1458342
Wang Z., Zhu W., Qiu Y. Biological and environmental interactions of emerging two-dimensional nanomaterials. Chem. Soc. Rev. 2016. Vol. 45(6). P. 1750–1780.
Zhang B., Wei P., Zhou Z., Wei T. Interactions of graphene with mammalian cells: Molecular mechanisms and biomedical insights. Adv. Drug Deliver. Rev. 2016. Vol. 105, part B. P. 145–162. doi: 10.1016/j.addr.2016.08.009
Zhang X., Yin J., Peng C., Hu W., Zhu Z., Li W., Fan C., Huang Q. Distribution and biocompatibility studies of graphene oxide in mice after intravenous administration. Carbon. 2011. Vol. 49. P. 986–995. doi: 10.1016/j.carbon.2010.11.005
Zhao J., Wang Z., White J. C. Graphene in the aquatic environment: adsorption, dispersion, toxicity and transformation. Environ. Sci. Technol. 2014. Vol. 48, no. 17. P. 9995–10009.
DOI: http://dx.doi.org/10.17076/eb1092
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.
© Труды КарНЦ РАН, 2014-2019