The effect of titanium dioxide nanoparticles on rats

N.A. Krivova; R.T. Tukhvatulin; T.A. Zamoshchina; M.J. Khodanovich; O.B. Zaeva; T.J. Misina; M.V. Svetlik; L.K. Novikova; A.E. Zelenskaya; E.V. Gul

The effect of titanium dioxide nanoparticles on rats

N.A. Krivova¹, R.T. Tukhvatulin², T.A. Zamoshchina³, M.J. Khodanovich⁴, O.B. Zaeva⁵, T.J. Misina⁶, M.V. Svetlik⁷, L.K. Novikova⁸, A.E. Zelenskaya⁹, E.V. Gul¹⁰

research article Pages: 57-63

¹ д.б.н., профессор, зав. отделом физиологии, НИИ биологии и биофизики, Томский государственный университета
² д.б.н., профессор, кафедра физиологии человека и животных, Биологический институт, Томский государственный университет
³ д.б.н., профессор, кафедра физиологии человека и животных, Биологический институт, Томский государственный университет, профессор, кафедра фармакологии, Сибирский государственный медицинский университет (г. Томск)
⁴ д.б.н., доцент, ст. науч. сотрудник, лаборатория высшей нервной деятельности, НИИ биологии и биофизики, Томский государственный университет
^5,8 к.б.н., ст. науч. сотрудник, лаборатория экспериментальной физиологии, НИИ биологии и биофизики, Томский государственный университет
⁶ к.б.н., мл. науч. сотрудник, лаборатория физиологии высшей нервной деятельности, НИИ биологии и биофизики, Томский государственный университет
⁷ к.б.н., доцент, ст. науч. сотрудник, лаборатория экспериментальной физиологии, НИИ биологии и биофизики, Томский государственный университет
^9,10 аспирант, кафедра физиологии человека и животных, Биологический институт, Томский государственный университет

Keywords: titanium dioxide nanosize erythrocytes aggregation free radicals rats

Abstract

The injurious effect of 12 and 175 nm TiO2 nanoparticles on rats was investigated. The rats were fed during 7 days with a fixed dose of TiO₂ (50 mg per rat or 250 mg per kg of bodyweight) that was mixed to an attractive food. The 12 nm TiO₂ particles were found to increase а reversible aggregation of their erythrocytes and the level of free radicals and antioxidant activity of blood plasma (according to chemiluminescence measurements) and disturbances in bioelectric activity of the heart. The 175 nm particles increased the level of free radicals, but without concomitant increase of antioxidant activity; reversible erythrocyte aggregation was similar to that in control. In the experiment, accumulation of titanium in the brain, spleen, liver, kidneys, fatty tissue and blood was not observed after receiving 12 and 175 nm TiO₂.

How to cite

Кривова Н.А., Тухватулин Р.Т., Замощина Т.А., Ходанович М.Ю., Заева О.Б., Светлик М.В., Мизина Т.Ю., Новикова Л.К., Зеленская А.Е., Гуль Е.В. Оценка характера воздействия наночастиц диоксида титана на организм крыс // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2013. № 2. С. 57–63.

References

Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Дж. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. М.: Высшая школа. 1991. 399 с.
Владимиров Ю.А. Активированная хемилюминесценция и биолюминесценция как инструмент в медико-биологических исследованиях // Соросовский образовательный журнал. 2001. № 7. C. 16-22.
Кривова Н.А., Ходанович М.Ю., Замощина Т.А. и др. Влияние диоксида титана на некоторые функции центральной нервной системы // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2011. № 2(14). C. 96-110.
Тухватулин Р.Т., Аносова Н. В., Новикова Л. К. Информативность показателей обратимой агрегации эритроцитов при оценке функционального состояния организма // Вестник Томского государственного университета. Приложение. 2006. № 21. C. 150-152.
Тухватулин Р.Т., Шуваева В. Н., Шадрина Н. Х., Левтов В. А. Агрегация эритроцитов в крови, помещенной в макро- и микрокюветы // Физиологический журнал СССР. 1986. № 6(72). C. 775-784.
Liao C.M., Chiang Y.H., Chio C.P., Hazard J. Assessing the airborne titanium dioxide nanoparticle related exposure hazard at workplace // Mater. 2009. V. 162. № 1. P. 57-65.
OECD, 1992. OECD Guidelines for Testing of Chemicals. No 420: Acute Oral Toxicity-fixed Dose Method. Organisation for Economic Cooperation and Development, Paris.
Krivova N.A., Zamoshchina T.A., Khodanovich M.U. et. al. Neurotropic effects of titanium dioxide nanosize // Микроэлементывмедицине. 2010. Т. 11. Вып. 2. С. 60.
Reeves J.F., Davies S.J., DoddN.J.F and Jha A.N. Hydroxyl radicals (.OH) are associated with titanium dioxide (TiO₂) nanoparticle-induced cytotoxicity and oxidative DNA damage in fish cells // Mutat. Res. Fund. Mol. M. 2008. V. 640. №1-2. P. 113-122.
Wang J.J., Sanderson B.J.S., Wang H. Cyto- and genotoxicity of ultrafine TiO₂ particles in cultured human lymphoblastoid cells // Mutat. Res. 2007. V. 628. P. 99-106.
Zhang J., Johnson P. C., Popel A. S.Effects of erythrocyte deformability and aggregation on the cell free layer and apparent viscosity of microscopic blood flows // Microvascular Research. 2009. V.77. №3. P.265-272.
Zhang R., Niu Y., Li Y., Zhao C., Song B., Li Y., Zhou Y. Acute toxicity study of the interaction between titanium dioxide nanoparticles and lead acetate in mice // Environ. Toxicol. Pharmacol. 2010. V. 30. № 1. Р. 52-60.

[1] Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Дж. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. М.: Высшая школа. 1991. 399 с.

[2] Владимиров Ю.А. Активированная хемилюминесценция и биолюминесценция как инструмент в медико-биологических исследованиях // Соросовский образовательный журнал. 2001. № 7. C. 16-22.

[3] Кривова Н.А., Ходанович М.Ю., Замощина Т.А. и др. Влияние диоксида титана на некоторые функции центральной нервной системы // Вестник Томского государственного университета. Биология. 2011. № 2(14). C. 96-110.

[4] Тухватулин Р.Т., Аносова Н. В., Новикова Л. К. Информативность показателей обратимой агрегации эритроцитов при оценке функционального состояния организма // Вестник Томского государственного университета. Приложение. 2006. № 21. C. 150-152.

[5] Тухватулин Р.Т., Шуваева В. Н., Шадрина Н. Х., Левтов В. А. Агрегация эритроцитов в крови, помещенной в макро- и микрокюветы // Физиологический журнал СССР. 1986. № 6(72). C. 775-784.

[6] Liao C.M., Chiang Y.H., Chio C.P., Hazard J. Assessing the airborne titanium dioxide nanoparticle related exposure hazard at workplace // Mater. 2009. V. 162. № 1. P. 57-65.

[7] OECD, 1992. OECD Guidelines for Testing of Chemicals. No 420: Acute Oral Toxicity-fixed Dose Method. Organisation for Economic Cooperation and Development, Paris.

[8] Krivova N.A., Zamoshchina T.A., Khodanovich M.U. et. al. Neurotropic effects of titanium dioxide nanosize // Микроэлементывмедицине. 2010. Т. 11. Вып. 2. С. 60.

[9] Reeves J.F., Davies S.J., DoddN.J.F and Jha A.N. Hydroxyl radicals (.OH) are associated with titanium dioxide (TiO₂) nanoparticle-induced cytotoxicity and oxidative DNA damage in fish cells // Mutat. Res. Fund. Mol. M. 2008. V. 640. №1-2. P. 113-122.

[10] Wang J.J., Sanderson B.J.S., Wang H. Cyto- and genotoxicity of ultrafine TiO₂ particles in cultured human lymphoblastoid cells // Mutat. Res. 2007. V. 628. P. 99-106.

[11] Zhang J., Johnson P. C., Popel A. S.Effects of erythrocyte deformability and aggregation on the cell free layer and apparent viscosity of microscopic blood flows // Microvascular Research. 2009. V.77. №3. P.265-272.

[12] Zhang R., Niu Y., Li Y., Zhao C., Song B., Li Y., Zhou Y. Acute toxicity study of the interaction between titanium dioxide nanoparticles and lead acetate in mice // Environ. Toxicol. Pharmacol. 2010. V. 30. № 1. Р. 52-60.

Abstract

How to cite

Related articles