Нейрональный транспорт наночастиц и нейротоксические эффекты соединений марганца

Ромащенко А.В.; Баженова Е.Ю.; Шарапова М.Б.; Герлинская Л.А.; Куликов А.В.; Мошкин М.П.

Инд. авторы:	Ромащенко А.В., Баженова Е.Ю., Шарапова М.Б., Герлинская Л.А., Куликов А.В., Мошкин М.П.
Заглавие:	Нейрональный транспорт наночастиц и нейротоксические эффекты соединений марганца
Библ. ссылка:	Ромащенко А.В., Баженова Е.Ю., Шарапова М.Б., Герлинская Л.А., Куликов А.В., Мошкин М.П. Нейрональный транспорт наночастиц и нейротоксические эффекты соединений марганца // Известия вузов. Физика. - 2015. - Т.58. - № 12-2. - С.90-97. - ISSN 0021-3411.
Внешние системы:	РИНЦ: 25737836;
Реферат:	rus: Исследованы пространственно-временные паттерны распределения наночастиц марганца (MnO) при интраназальном введении и проведено сравнение эффектов MnO и MnCl₂ на метаболизм дофаминовой и серотониновой нейромедиаторных систем. Исходя из полученных результатов, распределение частиц и ионов не различается, при этом аккумуляция различных форм марганца при инраназальном введении ограничивается структурами лимбической системы мозга. Многократное (5 недель) инраназальное введение MnCl₂ вызывало достоверное и значительное снижение концетрации как DA, так и DOPAC и увеличение концентрации 5HIAA в ольфакторных луковицах мыши как по сравнению с контрольной группой (физ р-р), так и с группой, которой вводили MnO. При этом многократное интраназальное введение MnO увеличивало концентрацию DOPAC по сравнению с контролем и группой MnCl₂. В других структурах, в которые проникали MnO / MnCl₂, многократное интраназальное введение не влияло на а метаболизм катехоламинов. eng: We study the time-space patterns of MnO nanoparticles (NPs-MnO) brain distrubution after the intranal administration and effects of NPs-MnO / MnCl₂ chronic instillation on dopamine and serotonin metabolism. The “roadmaps” of nose-to-brain transport of NPs-MnO / MnCl₂ were the same. Manganese distirbution was limited within the limbic system of the mouse brain. Choronic (for 5 weeks, 3 times/week) intranasal administration of MnCl₂ caused significant DA and DOPAC depletion and increased 5HIAA concentration in mouse olfactory bulb in comparison to control (saline) and NPs-MnO group. Surprisingly, chronic NPs-MnO intranasal instillation caused significant elevation of DOPAC concentration in olfactory bulb in comparison to control (saline) and MnCl₂ group. In other limbic structures with considerably increased manganese concentration after chronic intranasal administration catecholamine metabolism did not change.
Ключевые слова:	метаболизм катехоламинов; интраназальное введение; магнитно-резонансная томография; nanoparticles; Catecholamine metabolism; intranasal administration; Mri; наночастицы;
Издано:	2015
Физ. характеристика:	с.90-97
Цитирование:	1. Stockhorsta U., Friesa de D., Steingruebera H.J., Scherbaumb W.A. Insulin and the CNS: effects on food intake, memory, and endocrine parameters and the role of intranasal insulin administration in humans // Physiol. & Behav. - 2004. - V. 83. - Iss. 1. - P. 47-54. 2. Chow H.-H.S., Chen Z., Matsuura G.T. Direct transport of cocaine from the nasal cavity to the brain following intranasal cocaine administration in rats // J. Pharm. Sci. - 1999. - V. 88. - Iss. 8. - P. 754-758. 3. Mistry A., Glud S.Z., Kjems J., Randel J., Howard K.A., Stolnik S., Illum L. Effect of physicochemical properties on intranasal nanoparticle transit into murine olfactory epithelium // J. Drug Target. - 2009. - V. 17. - No. 7. - P. 543-552. 4. Dhuria S.V., Hanson L.R., Frey W.H. Intranasal Delivery to the Central Nervous System: Mechanisms and Experimental Considerations // J. Pharm. Sci. - 2010. - V. 99. - No. 4. - P. 1654-1672. 5. Lafay F., Coulon P., Astic L., Saucier D., Riche D., Holley A., Flamand A. Spread of the CVS strain of rabies virus and of the avirulent mutant AvO1 along the olfactory pathways of the mouse after intranasal inoculation // Virol. - 1991. - V. 183. - Iss. 1. - P. 320-330. 6. Henriksson J., Tallkvist J., Tjälve H. Transport of manganese via the olfactory pathway in rats: dosage dependency of the uptake and subcellular distribution of the metal in the olfactory epithelium and the brain // Toxicol. Appl. Pharm. - 1999. - V. 156. - Iss. 2. - P. 119-128. 7. Normandin L., Beaupré L.A., Salehi F., St.-Pierre A., Kennedy G., Mergler D., Butterworth R.F., Philippe S., Zayed J. Manganese distribution in the brain and neurobehavioral changes following inhalation exposure of rats to three chemical forms of manganese // Neurotoxicol. - 2004. - V. 25. - Iss. 3. - P. 433-441. 8. Steventon G.B., Heafield M.T.E., Sturman S., Waring R.H., Williams A.C. Xenobiotic metabolism in Alzheimer's disease // Neurol. - 1990. - V. 40. - No. 7. - P. 1095. 9. Ellingsen D.G., Hetland S.M., Thomassen Y. Manganese air exposure assessment and biological monitoring in the manganese alloy production industry // J. Environ. Monit. - 2003. - V. 5. - P. 84-90. 10. Narita K., Kawasaki F., Kita H. Mn and Mg influxes through Ca channels of motor nerve terminals are prevented by verapamil in frogs // Brain. Res. - 1990. - V. 510. - P. 289-295. 11. Pautler R.G., Mongeau R., Jacobs R.E. In vivo trans-synaptic tract tracing from the murine striatum and amygdala utilizing manganese enhanced MRI (MEMRI) // Magn. Reson. Med. - 2003. - V. 50. - P. 33-39. 12. Silva A.C., Lee J.H., Aoki I., Koretsky A.P. Manganese-enhanced magnetic resonance imaging (MEMRI): methodological and practical considerations // NMR Biomed. - 2004. - V. 17. - P. 532-543. 13. Liu X., Sullivan K.A., Madl J.E., Legare M., Tjalkens R.B. Manganese-induced neurotoxicity: the role of astroglial-derived nitric oxide in striatal interneuron degeneration // Toxicol. Sci. - 2006. - V. 91. - No. 2. - P. 521-531. 14. Mergler D., Baldwin M., Bélanger S., Larribe F., Beuter A., Bowler R., Panisset M., Edwards R., de Geoffroy A., Sassine M.P., Hudnell K. Manganese neurotoxicity, a continuum of dysfunction: results from a community based study // Neurotoxicol. - 1999. - V. 20. - No. 2-3. - P. 327- 342. 15. Moshkin M.P., Petrovski D.V., Akulov A.E., Romashchenko A.V., Gerlinskaya L.A., Ganimedov V.L., Muchnaya M.I., Sadovsky A.S., Koptyug I.V., Savelov A.A., Troitsky S.Yu., Moshkn Y.M., Bukhtiyarov V.I., Kolchanov N.A., Sagdeev R.Z., Fomin V.M. Nasal aerodynamics protects brain and lung from inhaled dust in subterranean diggers, ellobius talpinus // Proc. Royal Society B. - 2014. - V. 281. - No. 1792. DOI: 10.1098/rspb.2014.0919. 16. Kulikova A.V., Osipovaa D.V., Naumenkoa V.S., Tereninab E., Mormèdeb P., Popovaa N.K. A pharmacological evidence of positive association between mouse intermale aggression and brain serotonin metabolism // Behav. Brain Res. - 2012. - V. 233. - Iss. 1. - P. 113-119. 17. Minoshima S., Cross D. In vivo imaging of axonal transport using MRI: aging and Alzheimer’s disease // Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. - 2008. - V. 35. - No. 1. - P. 89-S92. 18. Gianutsos G., Morrow G.R., Morris J.B. Accumulation of manganese in rat brain following intranasal administration // Toxicol. Sci. - 1997. - V. 37. - No. 2. - P. 102-105. 19. Hussain S.M., Javorina A.K., Schrand A.M., Duhart H.M., Ali S.F., Schlager J.J. The interaction of manganese nanoparticles with PC-12 cells induces dopamine depletion // Toxicol. Sci. - 2006. - V. 92. - No. 2. - P. 456-463.