Experimental study of zinc accumulation dynamics in intragastric administration of Zn(OH)2 nanoparticles and ZnO microparticles
https://doi.org/10.21626/vestnik/2016-3/15
Abstract
An experimental study of the dynamics of zinc accumulation within 168 hours in blood plasma, packed red blood cells, and liver of Wistar rats was conducted. The study included small-sized compounds that had been prepared by the modified condensation method: Zn(OH)2 (2-3 nm), ZnO (0.9 - 1 μm), and as a comparative compound - ZnSO4. The substances were administered to rats intragastrically at dosage 100 mg/kg in terms of zinc. The study revealed the best dynamics (1.5-2 times as compared with ZnSO4 and ZnO) of zinc hydroxide accumulation in packed red blood cells. The ability of zinc hydroxide nanoparticles to more rapid penetration into blood plasma was revealed. Zinc levels in liver tissue of the group having received Zn(OH)2 was significantly lower (p <0.05) as compared to the groups which had been administered ZnO and ZnSO4. We concluded that nano Zn(OH)2 is of great potential efficacy as a perspective compound in biopharmaceutical applications.
About the Authors
S. L. Larin
Kursk State Medical University
Russian Federation
Russian Federation
E. V. Budko
Kursk State Medical University
Russian Federation
Russian Federation
A. A. Khabarov
Kursk State Medical University
Russian Federation
Russian Federation
V. A. Lipatov
Kursk State Medical University
Russian Federation
Russian Federation
A. R. Zvyagintseva
Kursk State Medical University
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Баяржаргал М., Мазо В.К., Гмошинский И.В., Зорин С.Н., Зилова И.С., Шевякова Л.В., Махова Н.Н., Ширина Л.И. Изучение биодоступности нового пищевого источника цинка // Вопросы детской диетологии. - 2007. - № 2. - С. 11-15.
2. Будко Е.В., Хабаров А.А., Ларин С.Л. Синтез и характеристика малоразмерных соединений цинка для коррекции гипоцинкозов // Перспективные материалы. - 2016. - № 3. - С. 41-46.
3. Котенко К.В., Беляев И.К., Бузулуков Ю.П., Бушманов А.Ю., Демин В.Ф., Жорова Е.С., Калистратова В.С., Марченков В.С., Нисимов П.Г., Распопов Р.В., Соловьев Е.Ю. Экспериментальное исследование биокинетики наночастиц оксида цинка у крыс после однократного перорального введения с использованием технологии меченых атомов // Радиационная биология. - 2011. - № 2. - С. 5-10.
4. Ларин С.Л., Будко Е.В., Хабаров А.А. Влияние разноразмерных соединений цинка на подъемную силу тест-культуры Saccharomyces cerevisiae // Международный научно-исследовательский журнал. - 2016. - № 5. - С. 180-185.
5. Распопов Р.В., Бузулуков Ю.П., Марченков Н.С., Соловьев В.Ю., Демин В.Ф., Калистратова В.С., Гмошинский И.В., Хотимченко С.А. Биодоступность наночастиц оксида цинка. Изучение методом радиоактивных индикаторов // Вопросы питания. - 2010. - № 6. - С. 14-18.
6. СП 2.2.1.3218-14 от 29 августа 2014 г. № 51 «Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, оборудованию и содержанию экспериментально-биологических клиник (вивариев)» [Электронный ресурс] // Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека. - Режим доступа: http://rospotrebnadzor.ru/documents/details.php?ELEMENT_ID=3521, свободный (29.05.2016).
7. Тутельян В.А. Рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологически активных веществ: методические рекомендации МР 2.3.1.1915-04. - М. : Федеральный центр госэпиднадзора Минздрава России, 2004. - 46 с.
8. Baek M., Chung H.E., Yu J., Lee J.A., Kim T.H., Oh J.M., Lee W.J., Paek S.M., Lee J.K., Jeong J., Choy J.H., Choi S.J. Pharmacokinetics, tissue distribution, and excretion of zinc oxide nanoparticles // International Journal of Nanomedicine. - 2012. - Vol. 7. - P. 3081-3097. - doi: 10.2147/IJN.S32593.
9. Cho W.S., Kang B.C., Lee J.K., Jeong J., Che J.H., Seok S.H. Comparative absorption, distribution, and excretion of titanium dioxide and zinc oxide nanoparticles after repeated oral administration // Particle and toxicology. - 2013. - Vol. 10. - P. 1-9. - doi: 10.1186/1743-8977-10-9.
10. Furuse M. Molecular basis of the core structure of tight junctions // Cold Spring Harboк Perspectives in Biology. - 2010. - Vol. 2, N 1. - P. 1-18. - doi: 10.1101/cshperspect.a002907.
11. Guillen J. FELASA guidelines and recommendations // Journal of the American association for laboratory animal science. - 2012. -Vol. 51, N 3. - P. 311-321.
12. Hong J.S., Park M.K., Kim M.S., Lim J.H., Park G.J., Maeng E.H., Shin J.H., Kim M.K., Jeong J., Park J.A., Kim J.C., Shin H.C. Prenatal development toxicity study of zinc oxide nanoparticles in rats // International Journal of Nanomedicine. - 2014. - Vol. 9, Supp. 2. - P. 159-171. - doi: 10.2147/IJN.S57932
13. Jiang J., Oberdörster G., Elder A., Gelein R., Mercer P., Biswas P. Does nanoparticle activity depend upon size and crystal phase? // Nanotoxicology. - 2008. - Vol. 2, N 1. - P. 33-42.
14. Ko J.W., Hong E.T., Lee I.C., Park S.H., Park J.I., Seong N.W., Hong J.S., Yun H.I., Kim J.C Evaluation of 2-week repeated oral dose toxicity of 100 nm zinc oxide nanoparticles in rats // Laboratory Animal Research. - 2015. - Vol. 31, N 3. - P. 139-147. - doi: 10.5625/lar.2015.31.3.139.
15. Kumssa D.B., Joy E.J.M., Ander L., Watts M.J., Young S.D., Walker S., Broadley M.R. Dietary calcium and zinc deficiency risks are decreasing but remain prevalent // Scientific reports. - 2015. - Vol. 5. - P. 1-11. - doi: 10.1038/srep10974.
16. Lee C.M., Jeong H.J., Yun K.N., Kim D.W., Sohn M.H., Lee J.K., Jeong J., Lim S.T. Optical imaging to trace near infrared fluorescent zinc oxide nanoparticles following oral exposure // International Journal of Nanomedicine. - 2012 -Vol. 7. - P. 3203-3209. - doi: 10.2147/IJN.S32828.
17. Mansouri E., Khorsandi L., Orazizadeh M., Jozi Z. Dose-dependent hepatotoxicity effects of zinc oxide nanoparticles // Journal of nanomedicine. - 2015. - Vol. 2, N 4. - P. 273-282.
18. Salgueiro M.J., Bioch, Zubillaga B., Sarabia M.I., Caro R.A., De Paoli T., Hager A., Ettlin E., Weill R., Boccio J.R. Bioavailability, biodistribution, and toxicity of BioZn-AAS: a new zinc source. Comparative studies in rats // Nutrition. - 2000. - Vol. 16, N 9. - P. 762-766.
19. Seung W.S., Song I.H., Soong H.U. Role of physicchemical properties in nanoparticle toxicity // Nanomaterials. - 2015. - Vol. 5, N 3. - P. 1351-1365. - doi:10.3390/nano5031351
20. Simundic M., Drasler B., Sustar V., Zupanc J., Štukelj R., Makovec D., Erdogmus D., Hägerstrand H., Drobne D., Kralj-Iglič V. Effect of engineered TiO2 and ZnO nanoparticles on erythrocytes, platelet-rich plasma and giant unilamelar phospholipid vesicles // BMC Veterinary Research. - 2013. - Vol. 9. - P. 1-7. - doi: 10.1186/1746-6148-9-7.
21. Song W., Zhang J., Guo J. Zhang J., Ding F., Li L., Sun Z. Role of the dissolved zinc ion and reactive oxygen species in cytotoxicity of ZnO nanoparticles // Toxicology Letters. - 2010. - Vol. 199, N 3. - P. 389-397. - doi: 10.1016/j.toxlet.2010.10.003.
Review
For citations:
Larin S.L., Budko E.V., Khabarov A.A., Lipatov V.A., Zvyagintseva A.R. Experimental study of zinc accumulation dynamics in intragastric administration of Zn(OH)2 nanoparticles and ZnO microparticles. Kursk Scientific and Practical Bulletin "Man and His Health". 2016;(3):100-106. (In Russ.) https://doi.org/10.21626/vestnik/2016-3/15
Views:
866
Email this article 