Характеристика цитотоксичности нативного цеолита в отношении эпителиальных клеток крупного рогатого скота

Актуальность. Особое внимание исследователей привлекают цеолиты — минералы семейства алюмосиликатов щелочных и щелочноземельных металлов. Учитывая то, что состав цеолитов чрезвычайно вариабелен, в том числе и по содержанию микроэлементов, большинство отечественных цеолитовых туфов не оценено с точки зрения возможной цитотоксичности. Целью настоящего исследования явилась характеристика цитотоксичности нативного клиноптилолита в отношении эпителиальных клеток крупного рогатого скота.
Методы. Для характеристики цитотоксичности были отобраны 5 фракций нативного клиноптилолита (карьер добычи — Дрожжановский район Республики Татарстан) с размерами частиц: № 1 — 0,2 мм, № 2 — 0,24 мм, № 3 — 0,8 мм, № 4 — 0,8–2,5 мм, № 5 — 2,5–5,0 мм. В качестве моделей для определения токсичности цеолитов были выбраны две перевиваемые клеточные линии: LEK (эпителий легкого эмбриона коровы) и TR (эпителий трахеи эмбриона коровы), полученные из Коллекции культур клеток позвоночных (ИЦиГ РАН, Россия). Проводили МТТ-тест. Жизнеспособность клеток оценивали по активности митохондриальной дегидрогеназы по стандартной методике. Статистическая обработка данных производилась при помощи программного обеспечения «GraphPad Prism 6.0» (США). Эксперименты проводились в 5 повторах, за статистически достоверный уровень принимали p ≤ 0,05.
Результаты. Было выявлено, что концентрации до 300 мкг/млвсех фракций цеолитов не оказывают цитотоксического эффекта на исследуемые клетки. Цитопатогенное действие проявляется в диапазоне концентраций 400-1000 мкг/мл и находится в прямой корреляции с размером цеолитовых частиц — доля клеток в состоянии апоптоза составляет до 35,23±2,3%, что, вероятно, связано с механическим воздействием крупных частиц рассматриваемых пород на клеточные структуры. Сведения о цитотоксическом воздействии разных типов цеолитов на клетки организма продуктивных животных в дальнейшем лягут в основу их токсикологической оценки и позволят выработать стратегию их безопасного применения.

1. Лаврентьев, А. Ю. Цеолиты в кормлении молодняка сельскохозяйственных животных и птицы / А. Ю. Лаврентьев, Е. Ю. Немцева, Н. К. Кириллов. — Чебоксары : Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова, 2018. — 212 с. — ISBN 978-5-7677-2771-1. — EDN YXUBML.

2. Маликова, М. Г. Применение премиксов на основе цеолита из местных ресурсов в рационах коров / М. Г. Маликова, Ф. М. Шагалиев // Научное обеспечение инновационного АПК регионов РФ : материалы Международной научно-практической конференции : сборник. — 2018. — С. 829-835.

3. Любин, Н. А. Цеолиты Сиуч-Юшанского месторождения в улучшении физиологических функций и повышении продуктивных качеств молочных коров : монография / Н. А. Любин, В. В. Ахметова. — Ульяновск : УлГАУ, 2018. — 170 с.

4. Дежаткина, С. В. Физиолого-биохимический статус коров при введении в их рацион кремнийсодержащей добавки / С. В. Дежаткина, Ш. Р. Зялалов, М. Е. Дежаткин // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. — 2021. — № 1(53). — С. 170-174. — DOI 10.18286/1816-4501-2021-1-170-174. — EDN DTEBEV.

5. Герасимова, М. В. Изучение токсичности цеолитов Куликовского месторождения в остром опыте / М. В. Герасимова, С. А. Цыбанков // Молодежь XXI века: шаг в будущее : Материалы XIX региональной научно-практической конференции. В 3-х томах, Благовещенск, 23 мая 2018 года. — Благовещенск: Дальневосточный государственный аграрный университет, 2018. — С. 23-24. — EDN LYFOOL.

6. Зонхоева, Э. Л. Природные цеолиты Забайкалья: свойства и применение / отв. ред. А. М. Плюснин. — Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2018. — 192 с.

7. Чернов, А.Н. Некоторые свойства цеолитов для сохранения биоценоза / А.Н. Чернов, Е.А. Прищепенко, Д.М. Афордоаньи, Р.Р. Газизов // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. — 2021. — Т. 247. — № 3. — С. 293-297.

8. Dutta P., Wang B. Zeolite-supported silver as antimicrobial agents // Coordination Chemistry Reviews. — 2019. — Т. 383. — С. 1-29.

9. Czél G. et al. Antimicrobial effect of silver nanoparticles plated natural zeolite in polyurethane foam //Express Polymer Letters. — 2021. — Т. 15. — №. 9. — С. 853-864.

10. Özogul F. et al. Effect of natural zeolite (clinoptilolite) on in vitro biogenic amine production by Gram positive and Gram negative pathogens //Frontiers in microbiology. — 2018. — Т. 9. — С. 2585.

11. Yao, G., Lei, J., Zhang, W., Yu, C., Sun, Z., Zheng, S. and Komarneni, S., 2019. Antimicrobial activity of X zeolite exchanged with Cu 2+ and Zn 2+ on Escherichia coli and Staphylococcus aureus. Environmental Science and Pollution Research, 26(3), pp.2782-2793.

12. Hrenovic, J., Milenkovic, J., Ivankovic, T. and Rajic, N., 2012. Antibacterial activity of heavy metal-loaded natural zeolite. Journal of hazardous materials, 201, pp.260-264.

13. Mosmann, Tim. Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival: application to proliferation and cytotoxicity assays (англ.) // Journal of Immunological Methods : journal. — 1983. — December (vol. 65, no. 1—2). — P. 55—63. — ISSN 0022-1759. — doi:10.1016/0022-1759(83)90303-4. — PMID 6606682.