Изменение элементного гомеостаза и профиля экспрессии генов при субхронической интоксикации гидроксидом алюминия

Введение. Гидроксид алюминия (Al(OH)3) широко используется в промышленности и медицине, но его токсические свойства при попадании в организм вызывают обеспокоенность. По данным различных авторов, алюминий может влиять на гомеостаз эссенциальных элементов и другие клеточные функции. Настоящее исследование посвящено изучению дозозависимого токсического воздействия гидроксида алюминия на изменение в концентрации эссенциальных элементов в органах лабораторных животных и профиля экспрессии генов, задействованных в патогенезе.Материалы и методы. Исследование проводилось на самках белых аутбредных крыс массой тела 180–200 г, которым перорально вводили Al(OH)3 в дозах 0,015; 0,15 и 1,5 мг/кг в течение 28 дней. Анализ тканей печени и почек на содержание алюминия и эссенциальных элементов (кальция, магния, железа) выполняли с помощью атомно-абсорбционной спектрометрии. Методом ПЦР в реальном времени исследовали экспрессию генов металлотионеинов (Mt1a, Mt2a, Mt3) и генов – транспортёров цинка (ZIP). Статистический анализ выполнен с использованием метода Bootstrap и поправки Холма – Бонферрони (p < 0,05).Результаты. Результаты данного исследования продемонстрировали дозозависимое увеличение содержания алюминия в почках и печени крыс. Наиболее выраженные изменения зафиксированы при дозировках 0,015 и 1,5 мг/кг. Также были выявлены значительные изменения концентраций кальция, магния и железа в почках. Эксперимент показал, что пероральное введение гидроксида алюминия приводит к снижению уровней магния и железа в печени крыс. Экспрессия генов металлотионеинов и гена ZIP в почках животных также значительно угнетена при низких дозах гидроксида алюминия и максимально увеличена при дозе 1,5 мг/кг. Экспрессия генов Mt1a и Mt2a снижалась при введении гидроксида алюминия. Корреляция между уровнями магния и экспрессией гена ZIP подчёркивает влияние микроэлементов на метаболические процессы и защитные механизмы почек.Ограничения исследования. Молекулярно-генетические маркёры могут не полностью отражать всё многообразие реакций организма. Индивидуальные различия могут существенно влиять на результаты. Экстраполяция данных на человека затруднена из-за различия видовых особенностей обмена веществ.Заключение. Исследование показало, что гидроксид алюминия вызывает дозозависимое токсическое воздействие, нарушая гомеостаз микроэлементов и изменяя экспрессию генов, в том числе металлотионеинов и ZIP. Эти результаты подчёркивают необходимость дальнейших исследований для понимания механизмов интоксикации и разработки профилактических стратегий защиты организма.Соблюдение этических стандартов. Исследование одобрено локальным этическим комитетом ФБУН «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека» (протокол № 02–04 от 18.04.2024 г.), проведено в соответствии с Европейской конвенцией о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях.Участие авторов: Усманова Э.Н. – концепция и дизайн исследования, сбор материала и обработка данных, выполнение химических анализов, написание текста; Каримов Д.О. – концепция и дизайн исследования, редактирование, статистическая обработка; Даукаев Р.А. – сбор материала и обработка данных, сбор данных литературы; Валова Я.В. – генетические анализы, редактирование; Смолянкин Д.А. – дизайн исследования, проведение затравки, сбор материала; Каримов Д.Д. – уход за животными; Адиева Г.Ф. – сбор данных литературы и обработка результатов. Все соавторы – утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.Финансирование. Исследование выполнено в рамках отраслевой научно-исследовательской программой Роспотребнадзора на 2021–2025 гг. «Научное обоснование национальной системы обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия, управления рисками здоровью и повышения качества жизни населения России», НИОКТР «Экспериментальное обоснование высокочувствительных маркёров воздействия токсичных металлов на организм и разработка мер профилактики», регистрационный № 223122100004–3.Поступила: 17.10.2024 / Принята к печати: 03.12.2024 / Опубликована: 30.04.2025

алюминий, эссенциальные элементы, экспрессия генов, токсичность, гомеостаз