Характеристика цитотоксичности трепелов Зикеевского месторождения в отношении клеток легочного эпителия крупного рогатого скота

Актуальность. В последние годы возрастает интерес к изучению трепела, массовая доля цеолита в котором доходит до 50%. Целью настоящего исследования явилась оценка цитотоксического воздействия трепела Зикеевского месторождения на клетки легкого эмбриона коровы (ЛЭК).

Методы. Для характеристики цитотоксичности были отобраны 6 фракций трепела (карьер добычи — Зикеевское месторождение Жиздринского района Калужской области) с размерами частиц: № 1 — 0,03 мм, № 2 — 0,03–0,06 мм, № 3 — 0,09–0,15 мм, № 4 — 0,15–0,3 мм, № 5 — 0,3–0,5 мм. Для определения цитотоксичности готовили суспензии цеолитов на поддерживающей среде DMEM в концентрациях 50, 100, 200, 300, 400, 500, 1000 мкг/мл. В качестве модели для определения токсичности трепелов была выбрана перевиваемая клеточная линия ЛЭК (эпителий легкого эмбриона коровы), полученная из Коллекции культур клеток позвоночных (ИЦиГ РАН, Россия). Клетки выращивали на среде DMEM с добавлением 10% фетальной бычьей сыворотки ("HyClone", США), пенициллина и стрептомицина (по 100 МЕ/мл), 20 мМ глутамина ("Sigma-Aldrich", США) в 96-луночных планшетах ("Costar", США) при +37 °С в атмосфере 5% CO₂. Жизнеспособность клеток оценивали по активности митохондриальной дегидрогеназы по стандартной методике. Статистическая обработка данных производилась при помощи ПО "GraphPad Prism 6.0" (США). Эксперименты проводились в 5 повторах, за статистически достоверный уровень принимали p ≤ 0,05.

Результаты. Было выявлено, что концентрации всех фракций трепелов до 100 мкг/мл не оказывают цитотоксического эффекта на исследуемые клетки. Значительное цитопатогенное действие проявляется в диапазоне концентраций 300–1000 мкг/мл; оно находится в положительной корреляции с размером трепеловых частиц — доля некротических клеток при обработке монослоев максимальными концентрациями составляет до 99,7±2,9%, что может быть связано с механическим воздействием крупных частиц минерала на клеточные структуры. 

1. Самсонова Н.Е. Кремний в растениях и животных организмах. Агрохимия. 2019; 1: 86-96.

2. Куликова А.Х., Яшин Е.А., Черкасов М.С. Эффективность цеолита, в том числе модифицированного, в качестве удобрения кукурузы. Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2020; 3 (51): 76-84.

3. Томсон А.Э., Соколова Т.В., Пехтерева В.С., Сосновская Н.Е. Роль природных органических и органоминеральных дисперсных материалов при получении чистой растениеводческой продукции. Проблемы трансформации естественных ландшафтов в результате антропогенной деятельности и пути их решения: сборник научных трудов по материалам Международной научной экологической конференции, посвященной Году науки и технологий. Краснодар, 2021: 274-276.

4. Суюндукова М.Б., Суюндуков Я.Т., Сафин Х.М., Семенова И.М., Хасанова Р.Ф. Природные цеолиты как элемент экологизации земледелия Башкирского Зауралья. Достижения науки и техники АПК. 2018; 32 (4): 25-30.

5. Мерзлова О.А., Агеева Т.Н. Экономическая эффективность применения трепела в качестве известкового мелиоранта на загрязненных радионуклидами землях. Мелиорация. 2021; 1 (95): 50-60.

6. Лазаревич С.С., Ермоленко А.В., Шипилов Ю.В., Мисючик А.А. Влияние трепела на урожайность и радиологическое качество продукции сельскохозяйственных культур. Вестник БГСХА. 2011; (2): 70-75.

7. Колотилова М.Л., Иванов Л.Н. Цеолитсодержащий трепел в экспериментальной гепатологии. Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2005; (3): С. 12-15.

8. Greger M., Landberg Т., Nazaralian S. Plant uptake of silicon nanoparticles. 7th Inter. Conf. Silicon Agricult. Proced. Abstracts. 2017; 40.

9. Yamaji N., Mitani-Vano N., Sakurai G. A Cooper ative system of silicon transportin plants. 7th Inter. Conf. Silicon Agricult. Proced. Abstracts. 2017; 36.

10. Shelimanova E., Lyashenko A., Mikhalevich V. Complex processing of agriculture waste with production of energy, organic and organic-mineral granulated fertilizer. Науковий вісник нубіп України. Серія: техніка та енергетика АПК. 2016; (256): 191-199.

11. Tamanai-Shacoori Z., Chandad F., Rebillard A., Cillard J., Bonnaure-Mallet M. Silver-zeolite combined to polyphenol-rich extracts of Ascophyllum nodosum: potential active role in prevention of periodontal diseases. PLoS One. 2014; (9): 105-125.

12. Гайдаш А.А., Апчел В.Я., Ивченко Е.В., Белый В.И., Бакакин В.В. Влияние цеолитовых туфов на организм при пероральном поступлении. Вестник Российской военно-медицинской академии. 2016; 1 (53): 115-123.