УЛЬТРАСТРУКТУРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗМЕНЕНИЙ, ПРОИСХОДЯЩИХ ПРИ НАКОПЛЕНИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ НАНОЧАСТИЦ В ОРГАНИЗМЕ ПТИЦ

Гасымов  Э.К.; Рзаев  Ф.Х.

doi:10.28942/atuj.v5i2y2025.123

Абстракт

Развитие нанотехнологий в XXI веке стало одной из ключевых сфер современного научного прогресса. Однако их широкое применение сопровождается серьёзной экологической проблемой: растущее количество наночастиц попадает в окружающую среду, где они способны накапливаться и взаимодействовать с живыми организмами. Особенно уязвимыми оказываются водоплавающие птицы, тесно связанные с водными экосистемами и подвергающиеся влиянию загрязнителей, поступающих в водоёмы. В этой связи целью данного исследования было выявить особенности накопления наночастиц серебра в органах домашних гусей и охарактеризовать вызванные ими изменения на ультраструктурном уровне в печени и кишечнике. В эксперименте на птицах применяли синтезированные наночастицы серебра в дозировке 100 мкг/мл. Из зафиксированных образцов кишечника и печени готовили блоки, окрашенные срезы которых изучались с помощью световой и электронной микроскопии. В условиях in vivo частицы серебра, локализованные в различных слоях тонкого кишечника и печени, имели размеры от 10 до 13 нм. Установлено, что после введения наночастиц у гусей развивались патологические изменения во всех слоях кишечника и печени на ультраструктурном уровне.

Сопроводительное письмо

Фигуры

Ключевые слова

Ссылки

1. Agayeva N.J., Rzayev F.H., Gasimov E.K., Mamedov Ch.A., Ahmadov I.S., Sadigova N.A., Khusro A., Abdullah Al-Dhabi N., Arasu M.V. Exposure of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) to magnetite (Fe3O4) nanoparticles in simplified food chain: Study on ultra-structural characterization // Saudi J. Biol. Sci., 2020, 27(12), 3258-3266. https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2020.09.032
2. Hassanen E.I., Hussien A.M., Mehanna S., Morsy S.A. Chitosan coating silver nanoparticles as a promising feed additive in broilers chicken // BMC Vet Res., 2023, 19(1), 265. doi: 10.1186/s12917-023-03826-7.
3. Rzayev F.H., Gasimov E.K., Agayeva N.J., Manafov A.A., Mamedov C.A., Ahmadov I.S., Khusro A., Arasu M.V., Sahibzada M.U.K., Al-Dhabi N.A., Choi K.C. Microscopic characterization of bioaccumulated aluminium nanoparticles in simplified food chain of aquatic ecosystem // J. King Saud Univ. Sci., 2022, 34, 1-8. https://doi.org/10.1016/j.jksus.2021.101666
4. Mahmoud W.M., Abdelmoneim T.S., Elazzazy A.M. The Impact of Silver Nanoparticles Produced by Bacillus pumilus As Antimicrobial and Nematicide // Front. Microbiol., 2016, 7, 1746. https://doi.org/10.3389/fmicb.2016.01746
5. Ahmadov I.S., Gasimov E.K., Sadiqova N.A., Agayeva N.J., Rzayev F.H., Manafov A.A. Transfer of nanoparticles in a simplified aquatic food chain: from water plant Elodea canadensis to molluscs Lymnaea auricularia // J. Low. Dimens. Syst., 2018, 2(2), 41-45.
6. Hajiyeva A., Mamedov Ch., Gasimov E., Rzayev F., Khalilov R., Ahmadian E., Eftehari A., Cho W.C. Ultrastructural characteristics of the accumulation of iron nanoparticles in the intestine of Cyprinus carpio (Linnaeus, 1758) under aquaculture // Ecotoxicol. Environ. Saf., 2023, 264, 1-12. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2023.115477
7. Nasirov A.M., Rzayev F.H., Seyidli Y.M., Gasimov E.K., Bunyatova K.I., Ibrahimova N.E., Seyidbeyli M.I. The Effect of ZnO Nanoparticles to Paradilepis scolicina Rudolphi, 1819 (Cyclophyllidea: Dilepididae) Cestode Observed First in Common Carp (Cyprinus carpio L., 1758) in Azerbaijan // Egyp. J. Vet. Sci., 2024, 55(1), 83-99. https://dx.doi.org/10.21608/ejvs.2023.224849.1547
8. Rekik Y., Suárez V.T., Sharma V.R., Chevallet M., Gallet B., Falconet D., Charbonnier P., Kieffer I., Tucoulou R., Jouneau P.H., Veronesi G. Deciphering silver nanoparticle fate in liver up to biliary excretion using HepG2/C3A spheroids in scenarios mimicking different exposure pathways // Environ. Sci.: Nano, 2023,10, 1842-1857. https://doi.org/10.1039/D3EN00177F
9. Hajiyeva A., Mamedov Ch., Gasimov E., Rzayev F., Isayev O., Khalilov R., Eftekhari A., Benis K.Z. Ultrastructural investigation of iron oxide nanoparticles accumulation in the liver of common carp (Cyprinus carpio Linnaeus, 1758) // Aquat. Toxicol., 2024, 272, 1-12. https://doi.org/10.1016/j.aquatox.2024.106961
10. Brandts I., Cánovas M., Tvarijonaviciute A., Llorca M., Vega A., Farré M., Pastor J., Roher N., Teles, M. Nanoplastics are bioaccumulated in fish liver and muscle and cause DNA damage after a chronic exposure // Environ. Res., 2022, 212, p.113433. https://doi.org/10.1016/j.envres.2022.113433
11. Vadalasetty K.P., Lauridsen C., Engberg R.M., Vadalasetty R., Kutwin M., Chwalibog A., Sawosz E. Influence of silver nanoparticles on growth and health of broiler chickens after infection with Campylobacter jejuni // BMC Vet Res., 2018, 2;14(1):1. doi: 10.1186/s12917-017-1323-x.
12. Mahini M., Arabameri S. Ashayerizadeh O., Ansari M., Samadi F. In ovo injection of silver nanoparticles modulates some productive traits and hepatic gene expression of broilers exposed to lipopolysaccharide challenge // Biotech., 2023, 13(6):197. doi: 10.1007/s13205-023-03627-7
13. Zaoui Y., Belanche A., Ben-Jeddou K., Jimenez M.S., Fondevila G., Fondevila M. Effect of the dietary administration pattern of silver nanoparticles on growth performance, biodiversity of digestive microbiota and tissue retention in broiler chickens // Anim Feed Sci Technol., 2024, 309, p.115888. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2024.115888
14. Hajiyeva S., Hasanova U., Gakhramanova Z., Israyılova A., Ganbarov K., Gasımov E., Rzayev F,. Eyvazova G., Huseynzada A., Alıyeva G., Hasanova I., Maharramov A. The role of diazacrown ether in the enhancement of the biological activity of silver nanoparticles // Turk. J. Chem., 2019, 43, 1711-1721. https://doi.org/10.3906/kim-1907-10
15. Lierz M., Korbel R. Anesthesia and analgesia in birds // J. Exot. Pet. Med., 2012, 21, 44-58. https://doi.org/10.1053/j.jepm.2011.11.008
16. Kuo J. Electron microscopy: methods and protocols // Totowa: Humana Press, 2014, 799 p. doi:10.1007/978-1-62703-776-1
17. Morikawa Sh., Sato A., Ezaki T. A simple, one-step polychromatic staining method for epoxy-embedded semithin tissue sections // Microscopy, 2018, 67(6), 331-344 https://doi.org/10.1093/jmicro/dfy037
18. Salem H.M., Ismael E., Shaalan M. Evaluation of the Effects of Silver Nanoparticles Against Experimentally Induced Necrotic Enteritis in Broiler Chickens // Int. J. Nanomed., 2021, 16, 6783-6796. https://doi.org/10.2147/IJN.S319708
19. Michalak I., Dziergowska K., Alagawany M., Farag M.R., El-Shall N.A., Tuli H.S., Emran T.B., Dhama K. The effect of metal-containing nanoparticles on the health, performance and production of livestock animals and poultry // Vet. Q., 2022, 42(1), 68-94. https://doi.org/10.1080/01652176.2022.2073399
20. Vitulo M., Gnodi E., Meneveri R., Barisani D. Interactions between Nanoparticles and Intestine // Int. J. Mol. Sci., 2022, 23, 4339. https://doi.org/10.3390/ijms23084339
21. Kakakhel M.A., Wu F., Feng H., Hassan Z., Ali I., Saif I., Din S.Z.U., Wang W. Biological synthesis of silver nanoparticles using animal blood, their preventive efficiency of bacterial species, and ecotoxicity in common carp fish // Microsc. Res. Tech., 2021, 84(8), 1765-1774. https://doi.org/10.1002/jemt.23733
22. Kakakhel M.A., Wu F., Sajjad W., Zhang Q., Khan I., Ullah K., Wang W. Long-term exposure to high-concentration silver nanoparticles induced toxicity, fatality, bioaccumulation, and histological alteration in fish (Cyprinus carpio) // Environ. Sci. Eur., 2021, 33, 1-11. https://doi.org/10.1186/s12302-021-00453-7
23. Kamaszewski M., Kawalski K., Wiechetek W., Szudrowicz H., Martynow J., Adamek-Urbanska D., Losiewicz B., Szczepanski A., Bujarski P., Frankowska-Lukawska J., Chwascinski A., Aksakal E. The Effect of Silver anoparticles on the Digestive System, Gonad Morphology, and Physiology of Butterfly Splitfin (Ameca splendens) // Int. J. Mol. Sci., 2023, 24, 1-19. https://doi.org/10.3390/ijms241914598
24. Gokulan K., Williams K., Orr S., Khare S. Human Intestinal Tissue Explant Exposure to Silver Nanoparticles Reveals Sex Dependent Alterationsin Inflammatory Responses and Epithelial Cell Permeability // Int. J. Mol. Sci., 2021, 22, 9. https://doi.org/10.3390/ijms22010009
25. Al-Doaiss A., Jarrar Q., Moshawih S. Hepatic histopathological and ultrastructural alterations induced by 10 nm silver nanoparticles // IET Nanobiotechnol., 2020, 14(5), 405-411. https://doi.org/10.1049/iet-nbt.2020.0039
26. Almansour M., Sajti L., Melhim W., Jarrar B.M. Ultrastructural hepatocytic alterations induced by silver nanoparticle toxicity // Ultrastruct. Pathol., 2016, 40(2), – p. 92-100. https://doi.org/10.3109/01913123.2016.1150377
27. El-Habit O.H., Mousa E.A., Hassan B.N. Cytotoxicity of Silver Nanoparticles in Mice Liver Cells: An Ultrastructure Study // Egypt. J. Hosp. Med., 2014, 57, 554-564. doi:10.12816/0008488
28. Al-Qadhely A.Y., Al-baker A.A. Study of Histopathological Changes of Silver Nanoparticles in Liver of Coturnix Bird // HIV Nursing, 2022, 22(2), 1549-1552.
29. Al-Sultan S.I., Hereba A.R.T., Hassanein K.M.A., Abd-Allah S.M.S., Mahmoud U.T., Abdel-Raheem S.M. The impact of dietary inclusion of silver nanoparticles on growth performance, intestinal morphology, caecal microflora, carcass traits and blood parameters of broiler chickens // Ital. J. Anim. Sci., 2022, 21(1), 967-978. https://doi.org/10.1080/1828051X.2022.2083528
30. Dosoky W.M., Fouda M.M.G., Alwan A.B., Abdelsalam N.R., Taha A.E., Ghareeb R.Y., El-Aassar M.R., Khafaga A.F. Dietary supplementation of silver‑silica nanoparticles promotes histological, immunological, ultrastructural, and performance parameters of broiler chickens // Sci. Rep., 2021, 11, 4166, 1-15. https://doi.org/10.1038/s41598-021-83753-5
31. Loghman A., Iraj S.H., Naghi D.A., Pejman M. Histopathologic and apoptotic effect of nanosilver in liver of broiler chickens // Afr. J. Biotechnol., 2012, 11(22), 6207-6211. https://doi.org/10.5897/AJB11.1768
32. Tavakoli R., Hashemi S.R., Davoodi D., Jafari Y., Hassani S. Histopathologic investigation of liver and kidney tissues in broiler chickens fed silver nanoparticles coated on zeolite // J. Anim. Sci. Res., 2020, 30(2), 15-23. https://doi.org/10.22034/as.2020.11450