Андрей Валентинович Сахаров, доктор биологических наук, доцент, заведующий кафедрой биологии и экологии
630126, г. Новосибирск, ул. Вилюйская, 28
Andrey V. Sakharov, Dr.Sci.(Biology), Associate Professor, Head of the Biology and Ecology, Department
28, Vilyuyskaya Str., Novosibirsk, 630126
Виталина Игоревна Бырдина, кандидат биологических наук, доцент кафедры биологии и экологии Института естественных и социально-экономических наук
630126, г. Новосибирск, ул. Вилюйская, 28
Vitalina I. Byrdina, Cand.Sci.(Biology), Associate Professor of the Biology and Ecology Department of the Institute of Natural and Socio-Economic Sciences
28, Vilyuyskaya Str., Novosibirsk, 630126
Павел Александрович Задубровский, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Лаборатории структуры и динамики популяций позвоночных животных; преподаватель кафедры биологии и экологии
630126, г. Новосибирск, ул. Вилюйская, 28
630091, г. Новосибирск, ул. Фрунзе, 11
Pavel A. Zadubrovsky, Cand.Sci.(Biology), Senior Research Associate at the Laboratory of Structure and Dynamics of Vertebrate Animal Populations, Lecturer of the Biology and Ecology Department
28, Vilyuyskaya Str., Novosibirsk, 630126
11, Frunze Str., Novosibirsk, 630091
Инна Валерьевна Задубровская, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Лаборатории структуры и динамики популяций позвоночных животных; доцент кафедры биологии и экологии
630126, г. Новосибирск, ул. Вилюйская, 28
630091, г. Новосибирск, ул. Фрунзе, 11
Inna V. Zadubrovskaya, Cand.Sci. (Biology), Senior Research Associate at the Laboratory of Structure and Dynamics of Vertebrate Animal Populations; Associate Professor of the Biology and Ecology Department
28, Vilyuyskaya Str., Novosibirsk, 630126
11, Frunze Str., Novosibirsk, 630091
Ольга Федоровна Потапова, научный сотрудник Лаборатории структуры и динамики популяций позвоночных животных
630091, г. Новосибирск, ул. Фрунзе, 11
Olga F. Potapova, Research Associate at the Laboratory of Structure and Dynamics of Vertebrate Animal Populations
11, Frunze Str., Novosibirsk, 630091
Екатерина Юрьевна Кондратюк, кандидат биологических наук, научный сотрудник
630117, г. Новосибирск, ул. Арбузова, 6
Ekaterina Yu. Kondratyuk, Cand.Sci.(Biology), Research Associate
6, Arbuzov Str., Novosibirsk, 630117
Сергей Сергеевич Бондаренко, аспирант
190013, г. Санкт-Петербург, Московский пр., 24–26/49
Sergey S. Bondarenko, Postgraduate Degree Student
24–26/49, Moskovsky Ave., St. Petersburg, 190013
Евгений Анатольевич Новиков, доктор биологических наук, заведующий Лабораторией структуры и динамики популяций позвоночных животных; заведующий кафедрой экологии
630091, г. Новосибирск, ул. Фрунзе, 11
630039, г. Новосибирск, ул. Добролюбова, 160
Evgeny A. Novikov, Dr.Sci. (Biology), Head of the Laboratory of Structure and Dynamics of Vertebrate Animal Populations; Head of the Ecology Department
11, Frunze Str., Novosibirsk, 630091
160, Dobrolyubova Str., Novosibirsk, 630039
Введение. Многокомпонентный состав жидкостей для электронных систем доставки никотина (ЭСДН) представляет большую опасность для экологии, так как содержит чрезвычайно токсичные вещества. Несмотря на растущую популярность этого вида курения, данных о биологических эффектах длительного влияния состава электронных сигарет и вейпов на организм животных и человека недостаточно. Цель настоящей работы — исследовать морфофункциональное состояние легких и центральных органов детоксикации джунгарских хомячков при длительном воздействии аэрозоля ЭСДН.
Материалы и методы. Работа выполнена в 2021 г. на лабораторной колонии джунгарского хомячка, содержащейся на базе ИСиЭЖ СО РАН. 36 хомячков разделили на две группы. Животных опытной группы (10 самок и 10 самцов) в течение 80 дней подвергали воздействию пара, полученного при нагревании жидкости X-3 Yoghurt Pear. Процедуру проводили каждый день в течение 10 мин, по 2 раза с интервалом в 2 ч. Хомячков контрольной группы (8 самцов и 8 самок) помещали в затравочные камеры, но не подвергали воздействию пара. По завершении 80 дней эксперимента производили декапитацию животных и забор органов для изготовления микросрезов. Обзорные препараты окрашивали гематоксилином Бемера и эозином. Распределение коллагена определяли по методу Маллори. Гистологические препараты органов изучали в проходящем свете с помощью микроскопа.
Результаты исследования. У животных опытной группы в результате экспозиции токсичным паром выявлено наличие гомогенного вещества черного цвета среди клеток эпителия бронхов и в интерстиции альвеолярных мешочков. В паренхиме легкого обнаружены признаки развивающейся интерстициальной пневмонии, ателектаза и эмфиземы, обструктивного бронхита, что свидетельствует о нарушении вентиляционно-перфузионных отношений в легочной ткани и газообмена. В почках локализация гомогенного вещества отмечена в просвете канальцев нефрона. На светооптическом уровне основные признаки летального повреждения характерны для клеток нефротелия. Ярко выраженная дилатация капилляров почечного клубочка в совокупности со снижением площади почечных телец практически в 2 раза, по сравнению с контрольными образцами, указывает на нарушение гемодинамики и реабсорбционно-фильтрационной функции почек. В печени высокий уровень локализации гибнущих апоптозом темных гепатоцитов центролобулярной зоны дольки, эволюционно приспособленных к детоксикации, указывает на причастность к этому процессу токсических веществ, поступающих в печень с кровью.
Обсуждение и заключение. В ходе эксперимента доказано общепатогенное воздействие аэрозоля ЭСДН на легкие и органы детоксикации животных при длительном применении. Подобные исследование необходимы в условиях наблюдающегося роста потребления данных средств доставки никотина на мировом рынке.
Introduction. The liquids of electronic nicotine delivery systems (ENDS), which have the multi-component composition, represent a major environmental hazard, as they contain extremely toxic substances. Although the popularity of this form of smoking grows, the data on the biological effects of long-term exposure of animals and humans to e-cigarette and vape components are insufficient. The aim of the present study is to investigate the morphofunctional state of the lungs and main organs of detoxification in Djungarian hamsters under long-term exposure to ENDS aerosol.
Materials and Methods. The research was conducted in 2021 in the colony of laboratory Djungarian hamsters kept at the Institute of Systematics and Ecology of Animals SA RAS. Thirty-six hamsters were divided into two groups. During 80 days, animals in the experimental group (10 females and 10 males) were exposed to vapour from heating the X-3 Yoghurt Pear liquid. The procedure was performed twice a day for 10 minutes, with a 2-hour interval. Hamsters in the control group (8 males and 8 females) were placed in exposure chambers but were not exposed to vapour. At the end of the 80-day experiment, the animals were decapitated, and organs were collected for preparing thin histological sections. The specimens were stained with Boehmer’s hematoxylin and eosin. Collagen distribution was determined using the Mallory method. Histological specimens of organs were examined under transmission light microscope
Results. In experimental animals exposed to toxic vapour, a homogeneous black substance was detected in bronchial epithelial cells and in the alveolar interstitium. In the lung parenchyma, signs of developing interstitial pneumonia, atelectasis, emphysema, and obstructive bronchitis were detected, indicating impaired ventilation-perfusion relationships in the lung tissue and gas exchange disorder. In the kidneys, the homogeneous substance was localized in the lumen of renal tubules. Light optical microscopy revealed the main signs of lethal damage in renal epithelial cells. Strongly expressed dilation of the renal glomerular capillaries, coupled with a nearly 2-fold reduction in the surface area of renal corpuscles compared to control samples, indicates impaired hemodynamics and disrupted renal reabsorption-filtration function. Regarding the liver, a high level of localization of evolutionarily adapted to detoxification dark hepatocytes dying by apoptosis in the centrilobular region of the lobule, indicates the involvement of toxic substances in this process, which enter the liver with the blood.
Discussion and Conclusion. The experiment demonstrated the general pathogenic effects of ENDS aerosol on the lungs and organs of detoxification in animals after long-term exposure to it. Such studies are necessary in the context of the observed growth of consumption of the nicotine delivery systems at the global market.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.