Губар І.В.
ДУ "Інститут медицини праці АМН України", м. Київ, Україна

Необхідність проведення широкого спектру медико-біологічних досліджень щодо визначення ступеня токсичності наноматеріалів та їх потенційної небезпеки для організму зумовлена широким впровадженням нанотехнологій в різні галузі господарства, зокрема медицину та біологію. Це в першу чергу стосується наночастинок важких металів, серед яких свинець є одним з найбільш небезпечних забруднювачів виробничого і навколишнього середовищ. Відомо, що багатокомпонентна система регуляції агрегатного стану крові є досить чутливою до дії важких металів, зокрема свинцю.

Метою роботи було вивчення в умовах in vitro конформаційних змін білків системи згортання крові (фібриногену, тромбіну та тромбопластину) під впливом наночастинок сульфіду свинцю різних розмірів (6-10, 26-34 та 50-80) нм в концентраціях (10^-3, 10^-4, 10^-5, 10^-6, 10^-7) М/л.

Результати експерименту показали, що інкубація розчинів фібриногену, тромбіну та тромбопластину з частинками свинцю нанодіапазону викликала зміни їх оптичної густини відносно контрольних значень, що свідчило про порушення структури досліджуваних білків, їх денатурацію. Виявлено, що вираженість конформаційних змін білків системи згортання крові залежала як від розміру наночастинок свинцю, так і від їх концентрації в інкубаційному середовищі.

Найбільш виявлені зміни оптичної густини розчину тромбіну (0,390 умов. од.) спостерігалась при додаванні до нього наночастинок свинцю найменшого розміру 6-10 нм в концентрації 10^-3 М/л. Інкубація тромбіну з наночастинками свинцю розмірами 26-34 нм та 50-80 нм в тій же концентрації викликала менш значні конформаційні зміни білка на рівні 0,298 умов. од. та 0,257 умов. од. відповідно.

Аналогічна динаміка зміни показників оптичної густини, але на дещо нижчому рівні зафіксована при вивченні наступного білка — фібриногену. Найбільші структурні зміни даного білка (0,315 умов. од.) були встановлені після інкубації з розчином солі свинцю в максимальній концентрації при розмірі наночастинок 6-10 нм. Зі збільшенням розміру наночастинок свинцю в інкубаційному середовищі до 26-34 нм та 50-80 нм, конформаційні зміни білка знизились і дорівнювали 0,246 умов. од. та 0,172 умов. од. відповідно.

Серед досліджуваних білків системи згортання крові найменш чутливим до впливу частинок свинцю виявився тромбопластин. За максимальної концентрації солі свинцю (10^-3 М/л) конформаційні зміни тромбопластину становили: 0,238 умов. од. під впливом наночастинок свинцю розміром 6-10 нм; 0,163 умов. од. — за дії наночастинок розміром 26-34 нм та 0,105 умов. од. при інкубації з наночастинками розміром 50-80 нм.

Слід відмітити, що при зниженні концентрації наночастинок свинцю в інкубаційному середовищі їх денатуруюча дія теж зменшувалась, а найнижчі концентрації частинок свинцю нанодіапазону (10^-6 М/л та 10^-7 М/л) змін оптичної густини розчинів білків фактично не викликали.

Аналізуючи отримані дані, можна дійти наступних висновків: 1). Чутливість білків системи згортання крові до дії частинок свинцю нанодіапазону виявлена в наступній послідовності: тромбін > фібриноген > тромбопластин. 2). Зростання токсичного впливу на білки системи згортання крові відбувалось при зменшенні розміру наночастинок свинцю в інкубаційному середовищі. 3). Виявлені конформаційні зміни фібриногену, тромбіну та тромбопластину можуть бути обумовлені впливом наночастинок свинцю на структуру та активність досліджуваних білків.