Características de la respuesta a la baja subcrónica.

Sep 19, 2023

Scientific Reports volumen 13, número de artículo: 11890 (2023) Citar este artículo

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El cobre es un oligoelemento esencial para la salud humana y, al mismo tiempo, un importante metal industrial muy utilizado tanto en su forma elemental como en compuestos. Realizamos una evaluación dependiente de la dosis de la respuesta de ratas macho albinas consanguíneas a la exposición subcrónica a dosis bajas de nanopartículas de óxido de cobre administradas por vía intraperitoneal en dosis acumulativas de 18 y 36 mg/kg durante 6 semanas a los grupos de exposición 1 y 2, respectivamente. Observamos trastornos en diferentes niveles de organización del cuerpo en los animales expuestos, desde moleculares hasta organísmicos. La disminución observada en la actividad de la succinato deshidrogenasa en las células sanguíneas nucleadas demostró un deterioro de los procesos bioenergéticos. En vista de los resultados del análisis metabolómico, asumimos daño mitocondrial y contribución de los procesos apoptóticos a la patología inducida por el envenenamiento por cobre. También asumimos efectos neurodegenerativos basados ​​en los parámetros morfológicos evaluados del sistema nervioso, los resultados de las pruebas de comportamiento y un nivel reducido de expresión de genes que codifican las subunidades del receptor NMDA en el hipocampo. El efecto hepatotóxico observado por una serie de indicadores metabólicos, bioquímicos y citológicos se manifestó por una función alterada de síntesis de proteínas del hígado y un aumento de los procesos degenerativos en sus células. También observamos un efecto nefrotóxico del óxido de cobre nanométrico con lesión predominante de los túbulos renales proximales. Al mismo tiempo, ambas dosis probadas demostraron efectos positivos para la salud, como una disminución estadísticamente significativa de la actividad de la fosfatasa alcalina y del factor de fragmentación del ADN de las células sanguíneas nucleadas. A juzgar por los cambios observados, la dosis acumulada de nanopartículas de óxido de cobre de 18 mg/kg de peso corporal administradas por vía intraperitoneal se aproxima al umbral para ratas. Los marcadores establecidos de problemas de salud pueden servir como punto de partida en el desarrollo de técnicas de diagnóstico precoz de la intoxicación por cobre.

El cobre es un oligoelemento esencial1. Al mismo tiempo, existe abundante información en la literatura científica sobre los posibles mecanismos de sus efectos adversos en microorganismos2,3, animales de sangre caliente4 y células humanas5. Las nanopartículas de cobre también demuestran sus características tóxicas, ya demostradas por numerosos experimentos in vitro en células humanas6,7,8 y animales9, y en estudios in vivo en animales de sangre caliente, como ratones10 y ratas11,12,13. Se ha demostrado que las nanopartículas de cobre tienen un efecto tóxico más pronunciado que sus micropartículas14.

Anreddy (2018) informó que las nanopartículas de óxido de cobre (CuO NP) administradas a ratas Wistar con dosis de 5 y 50 mg/kg de peso corporal por día durante 14 días causaron alteraciones significativas dependientes de la dosis en las actividades de las enzimas antioxidantes. Los resultados mostraron claramente una “disminución estadística en la actividad de glutatión, catalasa y superóxido dismutasa, mientras que los niveles de productos de peroxidación lipídica aumentaron”. El autor concluyó que la exposición oral a NP de CuO causaba una toxicidad hepática significativa, posiblemente atribuida al estrés oxidativo15. Abdelazeim et al (2020) observaron una “marcada elevación significativa de las enzimas hepáticas, una alteración en el equilibrio oxidante-antioxidante y una elevación del marcador inflamatorio hepático” después de la administración durante 2 semanas de una dosis oral diaria de nanopartículas de CuO de 100 mg/kg a ratas16. La exposición oral a NP de CuO durante cinco días consecutivos en dosis de 32, 64 y 512 mg/kg de peso corporal por día “…indujo cambios en los parámetros hematológicos, así como en los marcadores de química clínica”. Además, “…se observaron alteraciones histopatológicas en médula ósea, estómago e hígado, consistentes principalmente en respuesta inflamatoria, ulceración y degeneración”17. La exposición intraperitoneal subcrónica de ratas a NP de CuO en una dosis de 10 mg/kg de peso corporal alteró “muchos índices funcionales y bioquímicos del estado del organismo, así como cambios patológicos en el hígado, el bazo, los riñones y el cerebro” y un aumento en el factor de fragmentación del ADN12. Utilizando métodos histopatológicos e inmunohistoquímicos, Ghonimi et al (2022) revelaron cambios degenerativos en el hígado y los riñones hasta "necrosis severa de los hepatocitos con desorganizaciones completas de los rayos hepáticos" después de la inyección intraperitoneal de NP de CuO con dosis de 5, 10 y 25 mg. /kg de peso corporal/día durante 9 días18.

La exposición humana a las nanopartículas de cobre ocurre en muchas industrias, incluida la impresión y la fabricación de baterías de iones de litio19. Además del uso intencionado obvio de estas nanopartículas, se sabe que los procesos pirometalúrgicos generan aerosoles compuestos en los que predominan partículas de rango nanométrico20. Esto ha sido confirmado previamente por nuestros propios estudios que muestran el ejemplo de la distribución del tamaño de las partículas recogidas en un filtro de membrana del aire del lugar de trabajo durante la fundición de cobre blister21 y refinado12.

La tendencia actual hacia la reducción de las emisiones de contaminantes industriales mediante la mejora de los procesos tecnológicos y una mayor eficiencia de los sistemas de filtrado de aire actuales y recientemente instalados requiere pruebas de los efectos sobre la salud de las bajas concentraciones de cobre en experimentos toxicológicos.

Los cambios en los indicadores integrales del efecto tóxico general de la exposición a nanopartículas de óxido de cobre dependieron de la dosis (Tabla 1). La duración de la primera entrada en la cámara oscura en la prueba de la caja clara-oscura disminuyó, mientras que aumentó el índice de umbral de suma que describe la capacidad del sistema nervioso para sumar impulsos subumbrales. No se registraron cambios en el peso corporal de los animales ni de sus órganos (en g/100 de peso corporal).

Bajo el efecto de las nanopartículas de óxido de cobre, la actividad de la succinato deshidrogenasa (SDH) en los linfocitos sanguíneos mostró una disminución estadística en ambos grupos de exposición, mientras que el plaquetocrito demostró un aumento relacionado con la dosis y el recuento absoluto de plaquetas tendió a crecer con el aumento de la dosis de CuO NP.

Observamos cambios en los parámetros bioquímicos del suero sanguíneo, incluida una disminución en la relación albúmina/globulina debido a una disminución en el número absoluto de albúminas y un ligero aumento en las globulinas, una disminución en la actividad de la fosfatasa alcalina (FA) y un aumento en actividad de la alanina aminotransferasa (ALT).

En la Tabla 2 se muestran los cambios dependientes de la dosis en la proporción de ciertos tipos de células en frotis de hígado y riñones después de la administración de varias dosis de nanopartículas de óxido de cobre. Observamos un mayor número de hepatocitos degenerados en el hígado, células degeneradas de células proximales y distales túbulos y eosinófilos en los riñones.

Se tomaron muestras de tres animales de cada grupo de exposición (n = 6). Examinamos 108 micrografías del hígado realizadas mediante microscopía electrónica.

El análisis de la composición morfotípica de las mitocondrias en células de hígado de rata mostró diferencias entre los grupos experimental y control (prueba de chi-cuadrado de Pearson χ2 (4; 0,05) = 10,5; p = 0,033) (Fig. 1).

Ejemplos de imágenes STEM típicas de morfotipos mitocondriales normal (a), vesicular normal (b), vesicular (c), vesicular hinchado (d) e hinchado (e) que se encuentran en tejidos de los animales de control y en ratas del grupo de exposición 2 que recibieron NP de CuO. a la dosis acumulativa de 36 mg/kg de peso corporal.

Sin embargo, la prueba de bondad de ajuste chi-cuadrado de Pearson (χ2) comparó la distribución de los valores medios del grupo independientemente de su variabilidad intragrupo. La comparación por pares del porcentaje de cada uno de los morfotipos en los grupos de exposición y control no mostró diferencias significativas en la prueba U de Mann-Whitney (Tabla 3).

Así, observamos una tendencia a la manifestación de citotoxicidad a nivel de la ultraestructura mitocondrial, a saber: una ligera disminución en la proporción de mitocondrias normales y un aumento en las mitocondrias dañadas en todo el espectro, con excepción de las vesiculares inflamadas.

Los resultados del análisis de componentes principales mostraron la ausencia de agrupamiento de muestras en el grupo de control. La divergencia observada de las muestras en los grupos de exposición dependió de la dosis (Fig. 2). Además, la prueba t de Student demostró que la cantidad de metabolitos que cambiaron significativamente su contenido fue significativamente mayor en el segundo grupo de exposición (dosis más alta).

Resultados del análisis de datos de HPLC-MS de espectros de muestras de sangre utilizando el análisis de componentes principales (● antes y ♦ después de la exposición).

El análisis estadístico de los datos utilizando el método de componentes principales y la prueba t ajustada por comparación múltiple en el software Mass Profiler Professional reveló cambios estadísticamente significativos en ambos grupos de exposición (Fig. 3).

(a) Un gráfico de volcán de los resultados de la prueba t: las sustancias marcadas con cuadrados rojos y azules mostraron un cambio estadístico en la concentración después de la exposición; (b) el número de sustancias con la concentración modificada en los grupos de exposición obtenidos de la prueba t ajustada para comparaciones múltiples.

Sólo una parte de las sustancias seleccionadas tenía suficiente intensidad de la señal analítica para obtener espectros de fragmentos informativos, por lo que la anotación no fue posible para todos los metabolitos de los grupos. La Tabla 4 muestra la lista de metabolitos anotados.

Es probable que los cambios dependieran de la dosis. El nivel de lisofosfatidilcolinas (LPC) disminuyó mientras que los de LPE, lisofosfatidilinositoles (LPI) y lisofosfatidilserina (LPS) aumentaron. Disminuyeron los niveles de monoglicéridos y ácido palmítico y aumentaron los de ácido metil hexadecanoico y linoleato de metilo.

Ambas dosis probadas redujeron estadísticamente el factor de fragmentación del ADN en células sanguíneas nucleadas a 0,398725 + 0,000357 en el grupo de exposición 1 y a 0,399505 + 0,000215 en el grupo de exposición 2 frente a 0,425771 + 2,24E-05 en los controles, p <0,05.

En la Tabla 5 se muestran datos sobre alteraciones genéticas en los animales expuestos. La dosis más alta de las probadas provocó una disminución en la expresión del gen GRIN1 en el hipocampo de las ratas experimentales, mientras que la de los genes GRIN2A y GRIN2B demostró una disminución dependiente de la dosis.

Ya hemos estudiado la toxicidad subcrónica de las nanopartículas de CuO después de repetidas inyecciones intraperitoneales en ratas en dosis de 10 mg/kg de peso corporal 12 y 2,5 mg/kg de peso corporal 13 por día. Observamos cambios hematológicos y bioquímicos en la sangre, cambios histológicos en el hígado y los riñones, acumulación de cobre en los riñones y trastornos neurodegenerativos en el estudio con una dosis alta de cobre. Experimentos posteriores con una dosis más baja mostraron una disminución en las manifestaciones específicas del envenenamiento por cobre. Las dosis elegidas para este estudio son interesantes en términos de la búsqueda de cambios más sutiles a nivel del metaboloma y del genoma inducidos por nanopartículas de óxido de cobre.

Las mitocondrias son objetivos conocidos de casi todos los tipos de agentes dañinos, incluidas las toxinas22 y el estrés oxidativo23. Se ha informado de un cambio en el potencial de la membrana mitocondrial bajo el efecto de nanopartículas de cobre6. La disfunción mitocondrial suele ser difícil de medir y demostrar24; sin embargo, se puede asumir por alteraciones en ciertos marcadores.

La succinato deshidrogenasa (SDH) es una enzima mitocondrial unida a su membrana interna. Interviene en el ciclo de los ácidos tricarboxílicos y en la cadena de transporte de electrones en las mitocondrias uniendo estos dos procesos25. La disfunción de la SDH es de gran importancia en la práctica médica ya que causa un amplio espectro de trastornos: desde neurogenerativos26 hasta cancerígenos27,28, al alterar el funcionamiento mitocondrial y reducir el potencial bioenergético de la célula.

La exposición a nanopartículas de CuO provocó una disminución de la SDH en los grupos de exposición 1 y 2 de un 11,95 % y un 11,64 %, respectivamente. En nuestros experimentos anteriores, también registramos una disminución en la actividad de esta enzima del 20,72 % con una dosis única de 2,5 mg/kg13 y del 12,23 % con una dosis única de 10 mg/kg12.

Partiendo del supuesto de que los cambios funcionales en las mitocondrias relacionados con su alteración pueden detectarse mediante microscopía electrónica, buscamos alteraciones a nivel subcelular. Un estudio ultraestructural del hígado mostró una disminución en la proporción de mitocondrias normales de tipo A. Al mismo tiempo, este efecto no se observó para la suma de los tipos A y B, los cuales podrían atribuirse al funcionamiento normal de las mitocondrias.

Las funciones de las mitocondrias son diversas; incluyen la fosforilación oxidativa para la producción de trifosfato de adenosina (ATP) celular, la participación en la homeostasis iónica, algunas vías metabólicas, la muerte celular programada, la producción y el consumo de especies reactivas de oxígeno29. Los cambios en las mitocondrias, que representan las “estaciones de energía” celulares, son importantes para el desarrollo de condiciones patológicas de órganos y sistemas y, posteriormente, de todo el organismo.

Los análisis de sangre basados ​​en la metabolómica de los animales expuestos mostraron un aumento relativamente ligero en el nivel de lisofosfatidilserina (LPS (20:4)), un metabolito que desencadena procesos inflamatorios y actúa como sustancia de señalización en el proceso de absorción de células apoptóticas. por macrófagos30. Este hallazgo puede indicar tanto el proceso inflamatorio como una mayor apoptosis en los animales expuestos.

Aparentemente, si el proceso inflamatorio existe, entonces es extremadamente insignificante, ya que los resultados de los análisis de sangre generales no mostraron diferencias estadísticas entre los casos y los controles en términos de procesos inflamatorios, a excepción del recuento de plaquetas (Tabla 1). Las plaquetas sirven como un vínculo importante entre la coagulación y los sistemas inmunológicos 31. Un aumento estadísticamente significativo en el índice de plaquetas y una tendencia hacia un aumento en el número de plaquetas pueden indicar inflamación relacionada con la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) inducidas por la exposición al CuO. NP32,33. Las ROS, a su vez, son mediadoras de la activación del sistema inmunológico34. Es probable que se produjera un ligero aumento en el nivel de globulinas en el grupo de exposición 2 debido a un aumento en las fracciones de alfa-1-globulina y beta globulina por la misma razón.

Un aumento de 1,8 veces en el recuento de eosinófilos indica indirectamente la capacidad del óxido de cobre nanométrico para estimular células inmunocompetentes, como lo demostraron Tulinska et al.35.

En vista de lo anterior, asumimos la contribución de los cambios apoptóticos al desarrollo de la patología. Además del aumento en el nivel de lisofosfatidilserina, la apoptosis se evidenció por una disminución en la proporción de mitocondrias normales y un aumento en todos los tipos de mitocondrias dañadas, excepto las vesiculares inflamadas (Tabla 3). Los datos sobre la topología de la membrana interna se correlacionan con el estado fisiológico de las mitocondrias durante la muerte celular, es decir, con la pérdida de potencial de la membrana mitocondrial, que podría ir acompañada de una liberación de citocromo. Establecimos que la configuración vesicular estaba asociada con la liberación de proteínas y citocromo36,37. Una mayor transición de las mitocondrias a la configuración hinchada se produce sólo después de la pérdida de potencial de la membrana mitocondrial, mucho tiempo después de la liberación del citocromo38.

Las mitocondrias son uno de los componentes clave de la apoptosis en células de mamíferos39. Ya se ha observado una relación entre la apoptosis anormal y ciertas enfermedades, incluidas las enfermedades neurodegenerativas (las enfermedades de Alzheimer, Huntington y Parkinson, que se caracterizan por una apoptosis excesiva de las neuronas)40.

Los receptores ionotrópicos de glutamato NMDA son responsables de la transmisión sináptica rápida y desempeñan un papel importante en la regulación de la duración del potencial excitador41,42. En combinación con una disminución del peso del cerebro, podemos asumir condiciones neurodegenerativas en los animales expuestos (Tabla 5).

Esta suposición fue confirmada por los resultados de las pruebas de comportamiento: un índice de umbral de suma creciente indicó el predominio de procesos inhibidores en el sistema nervioso43. Un mayor nivel de ansiedad relacionado con la exposición a nanopartículas se juzgó por una disminución en la duración de la primera entrada a la cámara oscura en la prueba de caja claro-oscura18,19.

También hemos encontrado signos de daño hepático, presumiblemente mediado por una apoptosis excesiva. El examen metabolómico mostró una disminución en el nivel de lisofosfatidilcolinas, observada previamente después de la exposición a iones de algunos metales pesados, incluido el cobre44,45. Dado que estas sustancias se sintetizan en el hígado, una disminución de sus niveles en sangre puede atribuirse a una función sintética alterada de este órgano en relación con la LPC. Este deterioro también fue demostrado por una menor proporción de albúmina a globulina debido a un menor recuento de albúmina atribuido ya sea a la supresión de su síntesis o a sus mayores pérdidas, ejemplificado por un trastorno renal acompañado de proteinuria 46. Sin embargo, encontramos una disminución en el nivel de proteína total urinaria que sugiere cierta supresión de la síntesis de albúmina en el hígado bajo el efecto de la exposición a CuO NP (a una dosis de 2 mg/kg). Hemos descrito una supresión similar de la función de síntesis de proteínas después de la exposición a NP de CuO en una dosis única de 2,5 mg/kg en otros lugares13.

Observamos una disminución significativa en la actividad de la fosfatasa alcalina (FA) en el segundo grupo de exposición a una dosis única de 2 mg/kg. Observamos un efecto similar de la exposición a NP de CuO en una dosis única de 2,5 mg/kg13, pero no en 10 mg/kg12; además, es un síntoma clásico de la enfermedad de Wilson, un defecto congénito del metabolismo del cobre que conduce a su acumulación47. Una menor actividad de AP se asocia con deficiencia de zinc y magnesio ya que ambos metales forman parte de esta enzima48. Sin embargo, se observó una actividad de AP deteriorada en una exposición subcrónica a NP de ZnO13, lo que nos permite asumir un papel clave de la proporción de zinc a magnesio en la actividad de AP. Se necesitan más estudios para aclarar las causas y los mecanismos de reducción de la actividad de la fosfatasa alcalina.

Un cambio en la función secretora del hígado también se evidenció por un menor número (en comparación con los controles) de productos de escisión de triglicéridos, es decir, monoglicéridos MG(16:0) y MG(18:0), ácido palmítico, así como un mayor nivel de ésteres de ácidos hexadecanoico y linoleico. Los triglicéridos y los ésteres de ácidos grasos son escindidos por la lipasa hepática sintetizada en este órgano y liberada en el torrente sanguíneo; como resultado, se espera una disminución en la secreción de esta enzima, lo que también está respaldado por un aumento en el nivel de lisofosfatidiletanolamina LPE(20:4), cuyo efecto directo sobre las células hepáticas inhibió la expresión de los genes responsables de la síntesis de lipasas49. Al mismo tiempo, los indicadores del perfil de lípidos en sangre de los animales expuestos (triglicéridos, colesterol, lipoproteínas de baja y alta densidad) no fueron significativamente diferentes de los de los controles.

La actividad de la alanina aminotransferasa (ALT) ha cambiado, lo que también puede indicar daño hepático en los grupos expuestos. Los cambios a nivel molecular y en los parámetros bioquímicos de la sangre fueron respaldados por cambios citológicos: después de la exposición a nanopartículas de óxido de cobre, el número de hepatocitos degenerados en los frotis de hígado aumentó (Tabla 2) de manera similar a la proporción de células hepáticas procarióticas (Fig. 4C). Además, observamos marcados cambios distróficos y necrobióticos en los hepatocitos (Fig. 4B) en los animales expuestos en comparación con los controles (Fig. 4A).

Resultados de un examen histológico de los animales de experimentación: (A) hígado, grupo de control: estructura normal del hígado, aumento de 100 ×; (B) hígado, grupo de exposición 2: cambios distróficos y necrobióticos pronunciados en los hepatocitos, aumento de 100 ×; (C) el mayor número de hepatocitos procarióticos, %, * p < 0,05 en comparación con los controles; (D) riñones, grupo de control: epitelio de los túbulos contorneados de los riñones con un borde en cepillo PAS positivo claro en el borde apical, el citoplasma es homogéneo, los núcleos se visualizan bien, las luces de los túbulos no están dilatadas, 100 × aumento; (E): riñones, grupo de exposición 2: focos de destrucción del borde en cepillo PAS positivo del epitelio tubular, cambios distróficos en el citoplasma, dilatación luminal tubular, aumento de 100 ×; (F) pérdida del borde en cepillo del epitelio tubular renal, %, * p < 0,05 en comparación con los controles.

El efecto nefrotóxico de las NP de CuO se analizó mediante la imagen de citología de frotis de huella renal (Tabla 2). Se sabe que los túbulos proximales se dañan en mayor medida que los distales50 debido a una carga funcional diferente en estas partes. Según nuestros hallazgos presentados en la Tabla 2 y los descritos en otros lugares51, esta afirmación también es relevante para los efectos de las nanopartículas.

Se observó un aumento estadísticamente significativo en el recuento de eosinófilos en los frotis renales en ambos grupos de exposición. Nuestros hallazgos son consistentes con los publicados por Cho et al.52, que indican la capacidad de las nanopartículas de óxido de cobre para inducir inflamación que involucra a los eosinófilos. Vale la pena señalar el papel potencial de los eosinófilos en el daño adicional a las células renales: los eosinófilos activados pueden inducir estrés oxidativo que causa la muerte celular53.

Histológicamente, observamos cambios morfológicos tan pronunciados como distrofia de las células renales, dilatación luminal tubular y focos de destrucción del borde en cepillo PAS positivo del epitelio tubular (Fig. 4E) en comparación con los controles (Fig. 4D). El análisis morfométrico mostró la pérdida del borde en cepillo del epitelio tubular renal (Fig. 4F).

Anteriormente se demostró el efecto de la toxicidad subcrónica del óxido de cobre nanométrico a nivel genético, manifestado por un ligero pero estadísticamente significativo aumento del factor de fragmentación del ADN genómico en un 7,58% en las células del hígado, en un 24,66% en las células del bazo 12 y en un 2,12%. % en células sanguíneas nucleadas de ratas13 en comparación con los controles. Otros estudios también han confirmado la capacidad del óxido de cobre nanométrico para dañar el ADN. Se ha demostrado en el cultivo de células HUVEC, por ejemplo, que los iones de cobre liberados a partir de óxido de cobre de tamaño nanométrico pueden inducir estrés oxidativo y activación de la vía de señalización p38 MAPK y provocar daños posteriores en el ADN y muerte celular33. Su actividad anticancerígena también está estrechamente relacionada con la generación de ROS54.

En el contexto de una amplia base de evidencia, parece paradójico que, a diferencia del aumento en el factor de fragmentación del ADN genómico que casi siempre observamos en experimentos con nanopartículas de diferentes óxidos metálicos, incluido el de CuO12,13, en el presente estudio observamos más un efecto protector de este último. Este efecto puede determinarse por el hecho de que la toxicología moderna ha acumulado evidencia de patrones no lineales de la relación dosis-respuesta, además de las dependencias clásicas. Según Erofeeva (2014), bajo la influencia de diversos contaminantes, incluidos los metales pesados, la mayoría (85,7%) de las relaciones dosis-respuesta eran precisamente no lineales. Al mismo tiempo, se observó hormesis en el 5,5% de los casos, mientras que el 94,5% restante fueron efectos paradójicos, de los cuales prevalecieron dependencias multifásicas similares a las vibracionales55.

Nuestros hallazgos indican que la exposición subcrónica a nanopartículas de óxido de cobre en dosis de 1 y 2 mg/kg de peso corporal instiladas tres veces por semana durante 6 semanas tiene un efecto tóxico a nivel sistémico y organísmico, aunque no siempre dependiente de la dosis.

Revelamos cambios dependientes de la dosis en las ratas al evaluar la intensidad de los procesos de energía celular, la reacción conductual en las ratas expresada en el predominio del proceso inhibidor y un mayor nivel de ansiedad, y el plaquetocrito.

El efecto hepatotóxico observado por una serie de indicadores metabólicos, bioquímicos y citológicos se manifestó por una función alterada de síntesis de proteínas del hígado y un aumento de los procesos degenerativos en sus células. También observamos un efecto nefrotóxico del óxido de cobre nanométrico con lesión predominante de los túbulos renales proximales.

Una dosis de nanopartículas de óxido de cobre equivalente a 1 mg/kg de peso corporal administrada por vía intraperitoneal 18 veces durante 6 semanas puede considerarse como la que se aproxima al umbral.

Los marcadores establecidos de trastornos de salud pueden servir como punto de partida en el desarrollo de técnicas de diagnóstico precoz de la intoxicación por cobre.

La suspensión de nanopartículas de óxido de cobre se preparó en la Universidad Federal de los Urales. Utilizamos ablación con láser pulsado de objetivos de láminas metálicas delgadas de cobre puro al 99,99% en agua desionizada estéril. El diámetro medio de las nanopartículas de óxido de cobre suspendidas fue de 21 ± 4 nm (Fig. 5), como se muestra mediante microscopía electrónica de barrido (SEM). La estabilidad de la suspensión se juzgó mediante el potencial zeta medido utilizando el analizador de tamaño Zetasizer Nano ZS (Malvern Panalytical, Reino Unido) y se encontró que era alta (hasta 42 mV, agua desionizada), lo que nos permitió aumentar la concentración de partículas a 0,25 mg/ mL por evaporación parcial de agua a 50 °C sin cambiar el tamaño y la identidad química de las nanopartículas.

(a) Nanopartículas de óxido de cobre suspendidas (microscopía electrónica con un aumento de 100.000 ×); (b) la función de distribución del diámetro de las partículas que muestra que el diámetro medio de las NP de CuO fue de 21 ± 4 nm.

El estudio se realizó en ratas macho albinas exógenas, 12 animales en cada grupo de exposición. El peso corporal inicial de los animales fue de 200 a 270 g con un rango dentro de ± 20% del peso medio. La edad de los roedores al comienzo del experimento era de 12 a 14 semanas debido a la preocupación por una baja tasa de supervivencia de los adultos jóvenes en este estudio de toxicidad subcrónica de nanopartículas presumiblemente muy peligrosas.

Las ratas se mantuvieron en una sala de vivero especialmente equipada de conformidad con los Principios Rectores Internacionales para la Investigación Biomédica con Animales desarrollados por CIOMS e ICLAS (2012). Fueron sacrificados mediante decapitación rápida con anestesia de isoflurano utilizada además para una decapitación indolora. La aprobación del estudio fue otorgada por el Comité de Ética Local del Centro de Investigación Médica para la Profilaxis y Protección de la Salud en Trabajadores Industriales de Ekaterimburgo, protocolo No. 2 del 20 de abril de 2021.

La toxicidad subcrónica se modeló mediante inyecciones intraperitoneales repetidas tres veces por semana durante seis semanas (18 instilaciones en total). Se inyectó agua desionizada a los animales de control; Se inyectaron 2 ml de suspensiones estables de nanopartículas de CuO a concentraciones de 0,125 mg/ml y 0,25 mg/ml a los animales de los grupos de exposición 1 y 2, formando dosis de exposición única de 1 y 2 mg/kg y las dosis acumuladas de 18 y 36 mg/kg después de 18 instilaciones, respectivamente.

La elección de la dosis de exposición estuvo determinada por los resultados de una búsqueda bibliográfica que muestra que la instilación intraperitoneal de nanopartículas de óxido de cobre en dosis de 5 a 25 mg/kg de peso corporal. por día durante nueve días provocó cambios hepáticos y renales e incluso necrosis tisular18. Administración oral de 5 mg/kg de peso corporal. de CuO NP por día durante 14 días en ratas Wistar indujo alteraciones significativas en las actividades de las enzimas antioxidantes y toxicidad hepática15. Además, nos basamos en nuestra propia experiencia previa que demuestra que 10 mg/kg de peso corporal. de estas NP alteraron significativamente varios índices del organismo12 mientras que 2,5 mg/kg pc. no tuvo ningún efecto13.

Se eligió la vía de administración intraperitoneal para lograr una mayor precisión en la dosificación individual.

En la quinta semana de exposición, registramos el índice de umbral sumatorio56 y realizamos una prueba de caja claro-oscura43,56,57. Después del cese de la exposición, examinamos visualmente los cambios macroscópicos en los órganos internos y los pesamos; También analizamos parámetros bioquímicos del suero sanguíneo. El estado bioenergético de las ratas se determinó mediante la actividad de la succinato deshidrogenasa (SDH) establecida citoquímicamente usando cloruro de nitro azul de tetrazolio y expresada como el número de gránulos de formazán por 50 células usando microscopía óptica con aceite de inmersión58. Los parámetros sanguíneos se determinaron utilizando un analizador de hematología Mythic 18.

Para la citología de impresión, se hicieron frotis de impresión a partir de secciones transversales de hígado y riñones, se secaron a temperatura ambiente y luego se tiñeron con tinción de Leishman. La composición celular y los signos de daño celular se analizaron utilizando un microscopio binocular de luz Carl Zeiss Primo Star con un sistema de visualización de cámara de video USCMOS con aumentos de 100 × y 1000 ×. Durante la microscopía, contamos 100 células de cada frotis de ganglios linfáticos y 300 células de frotis de otros órganos.

Las muestras histológicas se prepararon sumergiendo riñones e hígado en formalina, luego cortándolos en rodajas de 2 a 3 mm de espesor tratadas con alcoholes de concentración creciente e incrustándolas en parafina. Luego, se cortaron secciones de 3 a 4 μm de los bloques incluidos y se tiñeron con hematoxilina y eosina; además, también se utilizó el método del ácido peryódico para riñones –tinción de Schiff. El estudio de las preparaciones histológicas, su microfotografía y morfometría se realizó utilizando la rejilla de medición ocular Avtandilov y un software informático para el reconocimiento de patrones59,60,61 utilizando un microscopio Olympus CX-41 con una Olympus Soft Imaging Solution GMBH, una cámara modelo LC20 y un LCmicro. software. Se tomaron al menos 30 mediciones de cada indicador en preparaciones de cuatro roedores de cada grupo de exposición y control.

La ultraestructura celular se evaluó mediante microscopía electrónica de transmisión de barrido (STEM). El grado de daño a las mitocondrias se determinó según la clasificación de Mei G. Sun basada en características morfológicas, como el espacio de la matriz y el número de crestas36. En los cálculos, las mitocondrias de los tipos A (normal) y B (vesicular normal) se contaron como normales, mientras que las de los tipos C (vesicular), D (vesicular inflamada) y E (inflamada) se consideraron anormales.

La detección metabolómica se realizó mediante cromatografía líquida de alta resolución-espectrometría de masas (HPLC-MS) con un espectrómetro de masas de tiempo de vuelo. Los datos sin procesar se procesaron con el paquete de software Agilent MassHunter para el procesamiento de espectros de masas y la extracción de características. El procesamiento de datos se realizó en Mass Profiler Professional; el análisis estadístico incluyó PCA y prueba t pareada. Para cada grupo de exposición, obtuvimos un conjunto de valores de m/z, cuya intensidad alteró estadísticamente durante el experimento. Esas masas se anotaron mediante análisis exactos de espectros de masas y fragmentos utilizando bases de datos disponibles (HMDB, MoNA, METLIN, MassBank EU) y herramientas de fragmentación in silico (MetFrag, CFM-ID, MS-FINDER).

El grado de fragmentación del ADN genómico se evaluó en el Laboratorio Central de Investigación de la Universidad Médica Estatal de los Urales, Ekaterimburgo, Federación de Rusia, mediante el análisis del polimorfismo de longitud de fragmentos amplificados en células nucleares de la sangre circulante, como se describe en otro lugar62.

Para analizar la expresión genética, se fijó una parte del hipocampo de rata en IntactRNA para estabilizar el ARN en bioensayos con la siguiente extracción de ARN con fenol/cloroformo. El análisis cuantitativo de ARN se realizó utilizando un fluorómetro Qubit™ 4 y el kit de ensayo Qubit™ RNA BR. Las muestras de ARN se trataron con ADNasa I libre de ARNasa seguido de una reacción de transcripción inversa con un kit MMLV-RT utilizando un ciclador térmico SimpliAmp™. La determinación de la expresión de los genes GRIN1, GRIN2A y GRIN2B que codifican las proteínas GluN1, GluN2A y GluN2B, respectivamente, se llevó a cabo mediante reacción en cadena de la polimerasa en tiempo real (RT-PCR) con cebadores, sondas63 y una mezcla preparada qPCRmix-HS. por Evrogen, utilizando un sistema de RT-PCR Quant StudioTM 3. El nivel de expresión génica se estableció mediante el nivel de ARNm del gen estudiado en relación con el del gen GAPDH "constitutivo" de referencia utilizando el método delta delta CT (ΔΔCt).

La significación estadística de los datos sobre reacciones de comportamiento, el factor de fragmentación del ADN genómico y los parámetros bioquímicos se evaluó mediante la prueba t de Student (p ≤ 0,05). Además, comparamos los valores de p estimados mediante la prueba t de Student y la prueba de Mann-Whitney, y su coincidencia general demostró la conveniencia de aplicar la prueba t.

El procesamiento estadístico de los datos SEM se realizó utilizando el software Statistica de StatSoft. La importancia de las diferencias entre grupos se determinó mediante la prueba t de Student, la prueba U de Mann-Whitney y un ANOVA de una y dos vías.

Para el procesamiento estadístico de los datos relacionados con la expresión génica, se utilizó una prueba no paramétrica de Kruskal-Wallis para la comparación por pares de varios grupos en el software Statistica 12.

La diferencia entre los valores medios se consideró estadísticamente significativa si la probabilidad de su ocurrencia aleatoria era menor o igual a 0,05 (p ≤ 0,05).

Todos los métodos se llevaron a cabo de acuerdo con las directrices y regulaciones pertinentes. El informe del manuscrito se adhiere a las pautas de ARRIVE para el informe de experimentos con animales. El estudio fue aprobado por el Comité de Ética del Centro de Investigación Médica para la Profilaxis y Protección de la Salud de los Trabajadores Industriales de Ekaterimburgo (protocolo n.º 2 del 20 de abril de 2021).

Los datos presentados en este estudio están disponibles previa solicitud al autor correspondiente.

Pohanka, M. Toxicidad del cobre y las nanopartículas de cobre y su impacto en las funciones básicas del cuerpo. Bratisl Lek Listy. 120(6), 397–409. https://doi.org/10.4149/BLL_2019_065 (2019).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Sun, T. y col. Análisis proteómico de la toxicidad del cobre en el patógeno fúngico humano Cryptococcus neoformans. Frente. Infección celular. Microbiol. 12(11), 662404. https://doi.org/10.3389/fcimb.2021.662404 (2021).

Artículo CAS Google Scholar

Mitra, D., Kang, ET y Neoh, KG Materiales y recubrimientos antimicrobianos a base de cobre: ​​posibles aplicaciones biomédicas multifacéticas. Aplicación ACS. Madre. Interfaces 12(19), 21159–21182. https://doi.org/10.1021/acsami.9b17815 (2020).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Polonia, CA, Hubbard, SA, Levy, L. y Mackie, C. Toxicidad por inhalación de compuestos de cobre: ​​resultados de un estudio de búsqueda de rango de 14 días para sulfato de cobre pentahidratado y óxido de dicobre y exposición por inhalación subaguda de 28 días de óxido de dicobre en ratas . Toxicología 30(474), 153221 (2022).

Artículo de Google Scholar

Li, Y. et al. Efectos del exceso de iones de cobre sobre la decidualización de las células del estroma endometrial humano. Biol. Elemento de seguimiento. Res. 177(1), 10-15. https://doi.org/10.1007/s12011-016-0840-y (2017).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Zhang, J. y col. La deposición lisosomal de nanopartículas de óxido de cobre desencadena la muerte de las células HUVEC. Biomateriales 161, 228–239 (2018).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Kitchin, KT y cols. Efectos bioquímicos de los nanomateriales de cobre en células de carcinoma hepatocelular humano (HepG2). Biol celular. Toxico. https://doi.org/10.1007/s10565-022-09720-6 (2022).

Artículo PubMed Google Scholar

Azizi, M., Ghourchian, H., Yazdian, F., Dashtestani, F. y AlizadehZeinabad, H. Efecto citotóxico de las nanopartículas de cobre recubiertas de albúmina en células de cáncer de mama humano de MDA-MB 231. PLoS ONE 12(11), e0188639 (2017).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Zhang, H. y col. El nanocobre induce la apoptosis en células PK-15 a través de una vía mediada por mitocondrias. Biol. Elemento de seguimiento. Res. 181(1), 62–70. https://doi.org/10.1007/s12011-017-1024-0 (2018).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Hien, LTT, Trang, PTT, Phuong, PC, Tam, PT y Xuan, NT Efectos del nanocobre sobre el rendimiento del maíz y la respuesta inflamatoria en ratones. Irán J. Basic Med. Ciencia. 22(7), 781–788 (2019).

PubMed PubMed Central Google Académico

Tang, H. y col. Toxicidad aguda y biodistribución de nanopartículas de cobre de diferentes tamaños en ratas después de la administración oral. Madre. Ciencia. Ing. C Mater. Biol. Aplica. 93, 649–663 (2018).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Privalova, LI y cols. Toxicidad subcrónica de nanopartículas de óxido de cobre y su atenuación con la ayuda de una combinación de bioprotectores. En t. J. Mol. Ciencia. 15(7), 12379–12406. https://doi.org/10.3390/ijms150712379 (2014).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Minigalieva, IA et al. Toxicidad in vivo de nanopartículas de óxido de cobre, óxido de plomo y óxido de zinc actuando en diferentes combinaciones y su atenuación con un complejo de bioprotectores inocuos. Toxicología 380, 72–93 (2017).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Privalova, LI y cols. Algunas características de la población de células libres en las vías respiratorias de ratas después de la instilación intratraqueal de partículas a nanoescala que contienen cobre. En t. J. Mol. Ciencia. 15(11), 21538–21553. https://doi.org/10.3390/ijms151121538 (2017).

Artículo CAS Google Scholar

Anreddy, RNR Las nanopartículas de óxido de cobre inducen estrés oxidativo y toxicidad hepática en ratas después de la exposición oral. Toxico. Representante 31(5), 903–904. https://doi.org/10.1016/j.toxrep.2018.08.022 (2018).

Artículo CAS Google Scholar

Abdelazeim, SA et al. Mejora de la apoptosis mediada por el estrés oxidativo en la lesión hepática inducida por nanopartículas de óxido de cobre en ratas mediante potentes antioxidantes. Ciencia. Rep. 10, 10812. https://doi.org/10.1038/s41598-020-67784-y (2020).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

De Jong, WH et al. Toxicidad de las nanopartículas de óxido de cobre y carbonato de cobre básico después de una exposición oral a corto plazo en ratas. Nanotoxicología 13 (1), 50–72. https://doi.org/10.1080/17435390.2018.1530390 (2019).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Ghonimi, WAM y cols. Toxicidad hepática y renal tras la inyección de nanopartículas de óxido de cobre (CuO NP) en ratas Westar macho maduras: reactividad histoquímica e inmunohistoquímica de caspasa 3. Reinar. Ciencia. Contaminación. Res. En t. 29(54), 81923–81937. https://doi.org/10.1007/s11356-022-21521-2 (2022).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Vance, ME y cols. Nanotecnología en el mundo real: redesarrollo del inventario de productos de consumo de nanomateriales. Beilstein J. Nanotecnología. 6, 1769-1780 (2015).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

ISO/TR 27628:2007 Atmósferas en el lugar de trabajo (aerosoles ultrafinos, nanopartículas y nanoestructurados): caracterización y evaluación de la exposición por inhalación (2007).

Privalova, LI y cols. Características citológicas y bioquímicas del líquido de lavado broncoalveolar en ratas después de la instilación intratraqueal de partículas a nanoescala de óxido de cobre. Toxico. Apocalipsis 5, 8-15 (2014).

Google Académico

Libro del Manual de toxicología de agentes de guerra química. Tercera edición (ed. Gupta, RC) 1318 (Cambridge, 2020).

Guo, C., Sun, L., Chen, X. y Zhang, D. Estrés oxidativo, daño mitocondrial y enfermedades neurodegenerativas. Regeneración neuronal. Res. 8(21), 2003-2014. https://doi.org/10.3969/j.issn.1673-5374.2013.21.009 (2013).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Hubens, WHG y cols. Biomarcadores sanguíneos para la evaluación de la disfunción mitocondrial: una revisión de expertos. Mitocondria 62, 187–204 (2022).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Rutter, J., Winge, DR y Schiffman, JD Succinato deshidrogenasa: ensamblaje, regulación y papel en las enfermedades humanas. Mitocondria 10(4), 393–401. https://doi.org/10.1016/j.mito.2010.03.001 (2010).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Farshbaf, JM y Kiani-Esfahani, A. Succinato deshidrogenasa: perspectiva de las enfermedades neurodegenerativas. Mitocondria 42, 77–83 (2018).

Artículo de Google Scholar

Moreno, C., Santos, RM, Burns, R. & Zhang, WC Redes de succinato deshidrogenasa y ácido ribonucleico en cáncer y otras enfermedades. Cánceres (Basilea). 12(11), 3237 (2020).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Pozza, DE et al. Regulación de la succinato deshidrogenasa y papel del succinato en el cáncer. Semín. Desarrollo celular. Biol. 98, 4-14 (2020).

Artículo PubMed Google Scholar

Brand, MD, Orr, AL, Perevoshchikova, IV y Quinlan, CL El papel de la función mitocondrial y la bioenergética celular en el envejecimiento y las enfermedades. Hno. J. Dermatol. 2(02), 1–8. https://doi.org/10.1111/bjd.12208 (2013).

Artículo CAS Google Scholar

Frasch, SC y Bratton, DL Funciones emergentes de la lisofosfatidilserina en la resolución de la inflamación. Res. lipídica prog. 51(3), 199–207. https://doi.org/10.1016/j.plipres.2012.03.001 (2012).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Huang, HS & Chang, HH Plaquetas en inflamación y modulaciones inmunes: funciones más allá de la hemostasia. Arco. Inmunol. El r. Exp. (Warsz). 60(6), 443–451. https://doi.org/10.1007/s00005-012-0193-y (2012).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Angelé-Martínez, C., Nguyen, KV, Ameer, FS, Anker, JN & Brumaghim, JL Generación de especies reactivas de oxígeno mediante nanopartículas de óxido de cobre (II) determinadas mediante ensayos de daño al ADN y espectroscopía EPR. Nanotoxicología 11 (2), 278–288 (2017).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Él, H. et al. Las nanopartículas de óxido de cobre inducen daño oxidativo en el ADN y muerte celular mediante la activación de P38 MAPK mediada por iones de cobre en células endoteliales vasculares. En t. J. Nanomed. 15, 3291–3302 (2020).

Artículo CAS Google Scholar

Fu, PP, Xia, Q., Hwang, HM, Ray, PC y Yu, H. Mecanismos de nanotoxicidad: generación de especies reactivas de oxígeno. J. Anal de drogas alimentarias. 22(1), 64–75. https://doi.org/10.1016/j.jfda.2014.01.005 (2014).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Tulinska, J. y col. Las nanopartículas de óxido de cobre estimulan la respuesta inmune y disminuyen la defensa antioxidante en ratones después de una inhalación de seis semanas. Frente. Inmunol. 13, 874253 (2022).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Sun, MG y cols. La microscopía óptica y electrónica tridimensional correlacionada revela la transformación de las mitocondrias durante la apoptosis. Nat. Biol celular. 9(9), 1057–1065. https://doi.org/10.1038/ncb1630 (2007).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Shiozaki, EN & Shi, Y. Caspasas, IAPs y Smac/DIABLO: Mecanismos de biología estructural. Tendencias Bioquímica. Ciencia. 29, 486–494 (2004).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Perkins, GA, Sun, MG y Frey, TG Microscopía óptica y electrónica correlacionada/tomografía electrónica de mitocondrias in situ. Métodos Enzimol. 456, 29–52 (2009).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Wang, C. y Youle, RJ El papel de las mitocondrias en la apoptosis. Año. Rev. Genet. 43, 95-118 (2009).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Xu, X., Lai, Y. & Hua, ZC Apoptosis y cuerpo apoptótico: mensaje de enfermedad y potenciales objetivos terapéuticos. Biosci Rep. 39(1), BSR20180992 (2019).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Gielen, M., Retchless, BS, Mony, L., Johnson, JW y Paoletti, P. Mecanismo de control diferencial de la actividad del receptor NMDA por las subunidades NR2. Naturaleza 459(7247), 703–707. https://doi.org/10.1038/nature07993 (2009).

Artículo ADS CAS PubMed Central Google Scholar

Hansen, KB et al. Estructura, función y modulación alostérica de los receptores NMDA. J. Gen. Physiol. 150(8), 1081–1105 (2018).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Speransky, SV. Determinación del índice de umbral acumulativo en diversas formas de un experimento toxicológico: directrices. Instituto Sanitario de Investigación de Novosibirsk: Novosibirsk, Federación de Rusia. (En ruso) (1975)

Zhi, Y. et al. La lipidómica no dirigida basada en HR-MS revela firmas lipídicas características de la enfermedad de Wilson. Frente Farmacéutico. 12, 754185 (2021).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Ademuyiwa, O., Agarwal, R., Chandra, R. y Behari, JR Fosfolipidosis y colesterogénesis inducidas por plomo en tejidos de rata. Química. Biol. Interactuar. 179(2–3), 314–320. https://doi.org/10.1016/j.cbi.2008.10.057 (2009).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Busher, JT Albúmina y globulina sérica. En Métodos clínicos: antecedentes, exámenes físicos y de laboratorio, 3.ª ed. (eds Walker, HK et al.) (Butterworth-Heinemann, 1990).

Google Académico

Shaver, WA, Bhat, H. & Combes, B. Baja actividad de la fosfatasa alcalina sérica en la enfermedad de Wilson. Hepatología 6(5), 859–863 (1986).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Coleman, JE Estructura y mecanismo de la fosfatasa alcalina. Año. Rev. Biofísica. Biomol. Estructura. 21, 441–483 (1992).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Yamamoto, Y. et al. La lisofosfatidiletanolamina afecta la acumulación de lípidos y el metabolismo en una línea celular derivada del hígado humano. Nutrientes 14(3), 579. https://doi.org/10.3390/nu14030579 (2022).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Chevalier, RL El túbulo proximal es el objetivo principal de la lesión y la progresión de la enfermedad renal: papel de la unión glomerulotubular. Soy. J. Physiol. Fisiol renal. 311(1), F145–F161. https://doi.org/10.1152/ajprenal.00164.2016 (2016).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Minigalieva, IA et al. Toxicidad subcrónica combinada de nanopartículas de óxido de aluminio (III), titanio (IV) y silicio (IV) y su alivio con un complejo de bioprotectores. En t. J. Mol. Ciencia. 19(3), 837. https://doi.org/10.3390/ijms19030837 (2018).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Cho, WS et al. Efectos proinflamatorios diferenciales de las nanopartículas de óxidos metálicos y sus iones solubles in vitro e in vivo; Las nanopartículas de zinc y cobre, pero no sus iones, reclutan eosinófilos hacia los pulmones. Nanotoxicología 6(1), 22–35 (2012).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Blanchard, C. & Rothenberg, ME Capítulo 3 biología de los eosinófilos. Adv. Inmunol. 101, 81-121 (2009).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Alizadeh, SR y Ebrahimzadeh, MA Caracterización y actividades anticancerígenas de nanopartículas de CuO sintetizadas verdes, una revisión. Agentes anticancerígenos Med Chem. 21(12), 1529-1543. https://doi.org/10.2174/1871520620666201029111532 (2021).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Erofeeva, EA Hormesis y efectos paradójicos de los parámetros de las plántulas de trigo (triticum aestivum L.) tras la exposición a diferentes contaminantes en una amplia gama de dosis. Respuesta a la dosis. 12(1), 121–135. https://doi.org/10.2203/dose-response.13-017.Erofeeva (2013).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Arrant, AE, Schramm-Sapyta, NL y Kuhn, CM Uso de la prueba de luz/oscuridad para la ansiedad en ratas macho adultas y adolescentes. Comportamiento. Res. cerebral. 256, 119-127 (2013).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Sestakova, N., Puzserova, A., Kluknavsky, M. y Bernatova, I. Determinación de la actividad motora y el comportamiento relacionado con la ansiedad en roedores: aspectos metodológicos y papel del óxido nítrico. Interdisciplina Toxicol. 6(3), 126-135. https://doi.org/10.2478/intox-2013-0020 (2013).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Narcissov, RP Aplicación del violeta de n-nitrotetrazol para la citoquímica cuantitativa de las deshidrogenasas de linfocitos humanos Archivo de Anatomía. Historia. Embriol. 5, 85–91 (1969) ((En ruso)).

Google Académico

Gonokhova, MN et al. La característica citomorfológica comparativa del bazo de las ratas bajo la influencia de los pesticidas. Mod Prob Sci Educ (Russ. J.). 6, 1056 (2013).

Google Académico

Dosynbaeva, GN Evaluación citomorfológica del lavado broncoalveolar, hígado y estómago después de la exposición al polvo de algodón que contiene pesticidas organofosforados en el experimento. Ciencia mundial. 3, 22–30 (2013) ((En ruso)).

Google Académico

Kruglikov, GG et al. Características de la morfología funcional de las células en impresiones de órganos, muestras de películas de tejido conectivo y frotis de sangre. Toro. RSMU (ruso. J.). 4, 86–92 (2014) ((En ruso)).

Google Académico

Katsnelson, BA y cols. Prueba de un conjunto de bioprotectores contra el efecto genotóxico de una combinación de ecotóxicos. Centavo. EUR. J. Ocupar. Reinar. Medicina. 13, 251–264 (2007).

Google Académico

Trofimov, AN et al. Las alteraciones del comportamiento de ratas adultas provocadas por las inyecciones neonatales de LPS están asociadas con cambios en la expresión genética de los receptores ionotrópicos de glutamato en el cerebro. Ruso. J. Physiol. 106(3), 356–372 (2020) ((En ruso)).

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Financiamiento de Acceso Abierto habilitado y organizado por Projekt DEAL. Se agradece la financiación de la investigación del Centro de Investigación Médica para la Profilaxis y Protección de la Salud de los Trabajadores Industriales de Ekaterimburgo por financiar los materiales e instalaciones experimentales. Se agradece la financiación de la investigación del Ministerio de Ciencia y Educación Superior de la Federación de Rusia (Programa de Desarrollo de la Universidad Federal de los Urales dentro del Programa Prioridad-2030) para la implementación del experimento y el análisis de sus resultados. Los autores desean expresar su más profundo agradecimiento al personal del Centro Ural de Uso Compartido “Nanotecnologías Modernas” de la Universidad Federal de los Urales, que lleva el nombre del primer presidente ruso, Boris Yeltsin, y personalmente al profesor Vladimir Ya. Shur, Director del Centro, por su invaluable apoyo en la realización de este estudio mediante la síntesis de suspensiones de las nanopartículas estudiadas. También agradecemos al personal del Laboratorio Central de Investigación de la Universidad Médica Estatal de los Urales y personalmente al profesor Oleg G. Makeyev por establecer la fragmentación del ADN genómico.

Centro de investigación médica de Ekaterimburgo para la profilaxis y protección de la salud de los trabajadores industriales, calle Popov 30, Ekaterimburgo, Federación de Rusia, 620014

Marina P. Sutunkova, Yuliya V. Ryabova, Ilzira A. Minigalieva, Tatiana V. Bushueva, Renata R. Sakhautdinova, Ivan A. Bereza, Daria R. Shaikhova, Anna M. Amromina, Aleksei I. Chemezov, Ivan G. Shelomencev & Lev A. Amromin

Laboratorio de transporte estocástico de nanopartículas en sistemas vivos, Universidad Federal de los Urales, 51 Lenin Avenue, Ekaterimburgo, Federación de Rusia, 620000

Yuliya V. Ryabova e Ilzira A. Minigalieva

Universidad Médica Estatal de los Urales, 2 Repin Street, Ekaterimburgo, Federación de Rusia, 620014

Irene E. Algo

Laboratorio de modelado matemático de procesos físicos y químicos en medios multifásicos, Universidad Federal de los Urales, 51 Lenin Ave, Ekaterimburgo, Federación de Rusia, 620000

Liubov V. Toropova

Instituto Otto Schott para la Investigación de Materiales, Universidad Friedrich Schiller Jena, 07743, Jena, Alemania

Liubov V. Toropova

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MPS, IAM, YVR concibieron y diseñaron los experimentos. IAM, YVR, TVB, RRS, IAB, DRS, AMA, AIC, IGS, LAA, IEV realizaron los experimentos y analizaron los datos. IAM, MPS, YVR, AIC, LAA, LVT escribieron el manuscrito. Todos los autores revisaron los resultados y aprobaron la versión final del manuscrito.

Correspondencia a Liubov V. Toropova.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Sutunkova, MP, Ryabova, YV, Minigalieva, IA et al. Características de la respuesta a la exposición subcrónica a dosis bajas de nanopartículas de óxido de cobre en ratas. Representante científico 13, 11890 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-38976-z

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Recibido: 20 de diciembre de 2022

Aceptado: 18 de julio de 2023

Publicado: 23 de julio de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-38976-z

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