DOI: https://doi.org/10.22263/2312-4156.2016.2.7
Аляхнович Н.С., Новиков Д.К.
Распространенность, применение и патологические эффекты диоксида титана
УО «Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет», г.Витебск, Республика Беларусь
Вестник ВГМУ. – 2016. – Том 15, №2. – С. 7-16.
Резюме.
Диоксид титана (IV) (TiO2) является распространенной добавкой во многих потребительских товарах. После их использования TiO2 попадает в канализацию, а затем в окружающую среду и повторно взаимодействует с живыми организмами.
Многообразные пути поступления TiO2 обуславливают высокую вероятность его воздействия на человека и животных. Традиционный взгляд на TiO2 как плохо растворимое, малореактогенное химическое вещество необходимо пересмотреть, учитывая увеличивающееся число данных о его взаимодействии с белками и образовании комплексных соединений, а также патологических эффектах пищевого красителя Е171 на организм человека.
Проведен обзор получения, свойств и применения диоксида титана. Проанализированы публикации о применении пищевого красителя белого цвета в пищевой, бытовой, косметической и фармацевтической промышленности. Приведены имеющиеся данные о патологических эффектах TiO2: онкогенном, иммуномодулирующем и аллергическом на организм лабораторных животных и человека.
Ключевые слова: диоксид титана, краситель белого цвета, пищевая добавка, Е171, Р25, TiO2.
Литература
1. Mahshid, S. Synthesis of TiO2 nanoparticles by hydrolysis and peptization of titanium isopropoxide solution / S. Mahshid, M. Askari, M. S. Ghamsari // J. Mater. Process. Technol. – 2007. – Vol. 189, N 1/3. – P. 296–300.
2. Testing metal-oxide nanomaterials for human safety / R. Landsiedel [et al.] // Adv. Mater. – 2010 Jun. – Vol. 22, N 24. – P. 2601–2627.
3. Pulmonary toxicity study in rats with three forms of ultrafine-TiO2 particles: differential responses related to surface properties / D. B. Warheit [et al.] // Toxicology. – 2007 Jan. – Vol. 230, N 1. – P. 90–104.
4. Estimates of upper bounds and trends in nano-TiO2 production as a basis for exposure assessment / C. O. Robichaud [et al.] // Environ. Sci. Technol. – 2009 Jun. – Vol. 43, N 12. – P. 4227–4233.
5. Estimating Production Data for Five Engineered Nanomaterials As a Basis for Exposure Assessment / C. O. Hendren [et al.] // Environ. Sci. Technol. – 2011. – Vol. 45, N 7. – P. 2562–2569.
6. Commission Recommendation of 18 October 2011 on the definition of nanomaterial : (text with EEA relevance) // Official Journal of the European Union. – 2011. – L 275/38. – Mode of access: http://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX:32011H0696. – Date of access: 03.02.2016.
7. Health effects related to nanoparticle exposures: environmental, health and safety considerations for assessing hazards and risks / D. B. Warheit [et al.] // Pharmacol. Ther. – 2008 Oct. – Vol. 120, N 1. – P. 35–42.
8. Titanium dioxide (TiO2) nanoparticles induce JB6 cell apoptosis through activation of the caspase-8/Bid and mitochondrial pathways / J. Zhao [et al.] // J. Toxicol. Environ. Health. A. – 2009. – Vol. 72, N 19. – P. 1141–1149.
9. Research strategies for safety evaluation of nanomaterials, part IV: risk assessment of nanoparticles / J. S. Tsuji [et al.] // Toxicol. Sci. – 2006 Jan. – Vol. 89, N 1. – P. 42–50.
10. Impact of Natural Organic Matter and Divalent Cations on the Stability of Aqueous Nanoparticles / Y. Zhang [et al.] // Water. Res. – 2009 Sep. – Vol. 43, N 17. – P. 4249–4257.
11. Determination of titanium dioxide in foods using inductively coupled plasma optical emission spectrometry / M. C. E. Lomer [et al.] // Analyst. – 2000. – Vol. 125, N 12. – P. 2339–2343.
12. Occurrence and removal of titanium at full scale wastewater treatment plants: implications for TiO2 nanomaterials / P. Westerhoff [et al.] // J. Environ. Monit. – 2011 May. – Vol. 13, N 5. – P. 1195–1203.
13. Titanium dioxide nanoparticles in food and personal care products / A. Weir [et al.] // Environ. Sci. Technol. – 2012. Vol. 46, N 4. – P. 2242–2250.
14. Code of Federal Regulations Title 21-Food and Drugs / Food and Drug Administration. – Washington, DC : US Government Printing Office, [2002]. – Part. 73 : Listing of color additives exempt from certification. – Mode of access: http://www.accessdata.fda.gov/scripts/cdrh/cfdocs/cfcfr/CFRSearch.cfm?CFRPart=73. – Date of access: 18.04.2016.
15. Аляхнович, Н. С. Пищевой краситель и фармацевтик диоксид титана как патоген / Н. С. Аляхнович, Д. К. Новиков // Иммунопатология, аллергология, инфектология. – 2015. – № 1. – С. 71–77.
16. Current sunscreen issues: 2007 Food and Drug Administration sunscreen labelling recommendations and combination sunscreen/insect repellent products / C. L. Hexsel [et al.] // J. Am. Acad. Dermatol. – 2008 Aug. – Vol. 59, N 2. – P. 316–323.
17. Zachariadis, G. A. Analytical performance of a fast multi-element method for titanium and trace elements determination in cosmetics and pharmaceuticals by ICP-AES / G. A. Zachariadis, E. Sahanidou // Cent. Eur. J. Chem. – 2011. – Vol. 9, N 2. – P. 213–217.
18. Sakata, Y. A novel white film for pharmaceutical coating formed by interaction of calcium lactate pentahydrate with hydroxypropyl methylcellulose / Y Sakata, S. Shiraishi, M. Otsuka // Int. J. Pharm. – 2006 Jul. – Vol. 317, N 2. – P. 120–126.
19. Schkroeder, H. A. Abnormal trace metals in man: titanium / H. A. Schkroeder, J. J. Balassa, I. H. Tipton // J. Chronic. Dis. – 1963 Jan. – Vol. 16. – P. 55–69.
20. Systemic metal-protein binding associated with total joint replacement arthroplasty / N. J. Hallab [et al.] // J. Biomed. Mater. Res. – 2000 Mar. – Vol. 49, N 3. – P. 353–361.
21. Formation of potential titanium antigens based on protein binding to titanium dioxide nanoparticles / C. I. Vamanu [et al.] // Int. J. Nanomedicine. – 2008. – Vol. 3, N 1. – P. 69–74.
22. The chronic spleen injury of mice following long-term exposure to titanium dioxide nanoparticles / X. Sang [et al.] // J. Biomed. Mater. Res. A. – 2012 Apr. – Vol. 100, N 4. – P. 894–902.
23. Intragastric exposure to titanium dioxide nanoparticles induced nephrotoxicity in mice, assessed by physiological and gene expression modifications / S. Gui [et al.] // Part. Fibre. Toxicol. – 2013 Feb. – Vol. 10. – P. 4.
24. Titanium dioxide nanoparticle impact and translocation through ex vivo, in vivo and in vitro gut epithelia / E. Brun [et al.] // Part. Fibre. Toxicol. – 2014 Mar. – Vol. 11. – P. 13.
25. Titanium dioxide induced inflammation in the small intestine / C. M. Nogueira [et al.] // World. J. Gastroenterol. – 2012 Sep. – Vol. 18, N 34. – P. 4729–4735.
26. Titanium dioxide nanoparticles: a review of current toxicological data / H. Shi [et al.] // Part. Fibre. Toxicol. – 2013 Apr. – Vol. 10. – P. 15.
27. The immune toxicity of titanium dioxide on primary pulmonary alveolar macrophages relies on their surface area and crystal structure / R. Liu [et al.] // J. Nanosci. Nanotechnol. – 2010 Dec. – Vol. 10, N 12. – P. 8491–8499.
28. Lung exposure to nanoparticles modulates an asthmatic response in a mouse model / S. Hussain [et al.] // Eur. Respir. J. – 2011 Feb. – Vol. 37, N 2. – P. 299–309.
29. Mano, S. S. Comparison of cellular uptake and inflammatory response via toll-like receptor 4 to lipopolysaccharide and titanium dioxide nanoparticles / S. S. Mano, K. Kanehira, A. Taniguchi // Int. J. Mol. Sci. – 2013 Jun. – Vol. 14, N 7. – P. 13154–13170.
30. Chen, P. Role of toll-like receptors 3, 4 and 7 in cellular uptake and response to titanium dioxide nanoparticles / P. Chen, A. Taniguchi, K. Kanehira // Sci. Tech. Adv. Mater. – 2013. – Vol. 14, N 1. – P. 7.
31. Титова, Н. Д. Клиническое значение sIgA-антител в слюне к пищевым добавкам у детей с аллергическими заболеваниями / Н. Д. Титова // Иммунопатология, аллергология, инфектология. – 2011.– № 2. – С. 63–69.
32. Титова, Н. Д. Сенсибилизация гранулоцитов к пищевым красителям у больных с аллергическими заболеваниями / Н. Д. Титова // Вестн. ВГМУ. – 2010. – Т. 9, № 4. – С. 117–122.
33. Титова, Н. Д. Аллергические и неаллергические реакции на добавки в пище и лекарствах / Н. Д. Титова // Аллергология и иммунология. – 2010. – Т. 11, № 3. – С. 250–259.
34. Титова, Н. Д. Аллергия, атопия, IgE-антитела и концепция аллергенной сети / Н. Д. Титова // Иммунопатология, аллергология, инфектология. – 2011. – № 4. – С. 39–47.
35. Аляхнович, Н. С. Метод диагностики аллергии на пищевые красители по увеличению пероксидазной активности в слюне / Н. С. Аляхнович, В. В. Янченко, Д. К. Новиков // Иммунопатология, аллергология, инфектология. – 2015. – № 3. – С. 108–114.
36. Vijayaraghavan, V. Hypersensitivity to Titanium: a less explored area of research / V. Vijayaraghavan, A. V. Sabane, K. Tejas // J. Indian. Prosthodont. Soc. – 2012 Dec. – Vol. 12, N 4. – P. 201–207.
37. Brunski, J. B. Biomaterials and biomechanics of oral and maxillofacial implants: current status and future developments / J. B. Brunski, D. A. Puleo, A. Nanci // Int. J. Oral. Maxillofac. Implants. – 2000 Jan-Feb. – Vol. 15, N 1. – P. 15–46.
Сведения об авторах:
Аляхнович Н.С. – ассистент кафедры клинической иммунологии и аллергологии с курсом ФПК и ПК УО «Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет»;
Новиков Д.К. – д.м.н., профессор, заведующий кафедрой клинической иммунологии и аллергологии с курсом ФПК и ПК УО «Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет».
Адрес для корреспонденции: Республика Беларусь, 210023, г. Витебск, пр. Фрунзе, 27, УО «Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет», кафедра клинической иммунологии и аллергологии с курсом ФПК и ПК. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. – Аляхнович Наталья Сергеевна.
