Biotechnologia Acta Т. 16, № 5 , 2023
С. 45-54., Бібліограф. 47 англ..
УДК: 612.8: 573.7
DOI: https://doi.org/10.15407/biotech16.05.045

Повний текст: (PDF, in English)

ОЦІНЮВАННЯ ГОСТРОЇ НЕЙРОТОКСИЧНОСТІ
БАГАТОШАРОВИХ НАНОЧАСТИНОК ГРАФЕНУ, ЛЕГОВАНИХ АЗОТОМ,
ТА ЇХНЬОЇ ЗДАТНОСТІ ВПЛИВАТИ НА Cd²⁺/Pb²⁺/Hg²⁺-ІНДУКОВАНІ ЗМІНИ
ФУНКЦІОНУВАННЯ НЕРВОВИХ ТЕРМІНАЛЕЙ КОРИ ГОЛОВНОГО МОЗКУ

Марина Дударенко¹, Наталія Крисанова¹, Наталія Позднякова¹, Артем Пастухов¹,
Олена Парійська², Ярослав Курись², Світлана Сотник², Сергій В. Колотілов²,
В’ячеслав Кошечко², Тетяна Борисова¹

¹ Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ
² Інститут фізичної хімії ім. Л. В. Писаржевського НАН України, Київ

Графенові матеріали широко використовуються в різних технологіях і, безумовно, потрапляють у водне та повітряне навколишнє середовище та можуть стати його забруднювачами. Графенові наноматеріали, доповані азотом, мають великий потенціал для застосування, зокрема, в накопичувачах енергії, електрохімічних сенсорах і очищенні стічних вод.

Мета. Оцінити нейротоксичний ризик багатошарового графену, допованого азотом.

Методи. У роботі синтезовано наночастинки багатошарового графену, допованого азотом (N-MLG) за допомогою електрохімічної ексфоліації високочистих графітових стрижнів в електроіті на основі NaN3 та охарактеризовано за допомогою ТЕМ, АСМ і спектроскопії. Нейроактивні властивості N-MLG оцінювали в ізольованих нервових закінченнях кори головного мозку (синаптосомах) шляхом аналізу позаклітинного рівня нейромедіаторів L-[¹⁴C] глутамату та [³H]ГАМК.

Результати. Виявлено, що в діапазоні концентрацій 0,5–0,01 мг/мл N-MLG не впливав на позаклітинний синаптосомальний рівень L-[¹⁴C] глутамату та [³H]ГАМК, а збільшення концентрації до 1,0 мг/мл викликало незначне підвищення (тенденцію до підвищення) цих рівнів для обох нейромедіаторів. Аналіз здатності N-MLG взаємодіяти з важкими металами в біологічній системі досліджували на моделі гострої Cd²⁺/Pb²⁺/Hg²⁺-індукованої нейротоксичності в нервових терміналях. Виявлено, що Cd2+/Pb2+/Hg2+-індуковане підвищення позаклітинного рівня L-[²⁺C] глутамату та [²⁺H] ГАМК не змінюється під впливом N-MLG.

Висновки. N-MLG не має нейротоксичних ознак і є біологічно сумісним у діапазоні концентрацій 0,01–1,0 мг/мл. У біологічній системі N-MLG не зменшує/посилює нейротоксичність, спричинену Cd²⁺/Pb²⁺/Hg²⁺ у нервових терміналях.

Ключові слова: багатошаровий графен, допований азотом; наночастинки; важкі метали; нейротоксичність; глутамат; ГАМК; нервові терміналі мозку.

© Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, 2023