ivmМеждународный вестник ветеринарииInternational Journal of Veterinary Medicine2072-2419SpbGUVM Publishing House10.52419/issn2072-2419.2025.2.265ivm-1717Research ArticleБИОХИМИЯ, МОРФОЛОГИЯ, ФИЗИОЛОГИЯBIOCHEMISTRY, ANATOMY, PHYSIOLOGYДозозависимые морфологические и молекулярно-генетические изменения в почках крыс при хроническом воздействии гидроксида алюминияDose-dependent morphological and molecular genetic changes in rat kidneys during chronic exposure to aluminum hydroxidehttps://orcid.org/0000-0002-1236-8246ЯкуповаТ. Г.YakupovaT. G.

млад. науч. сотр. 

Junior Researcher

tanya.kutlina.92@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7957-2399СмолянкинД. А.SmolyankinD. A.

млад. науч. сотр. 

Junior Researcher

https://orcid.org/0000-0001-6605-9994ВаловаЯ. В.ValovaYa. V.

канд. биол. наук, зав. лабораторией 

Candidate of Biological Sciences, Head of Laboratory

https://orcid.org/0000-0002-1962-2323КаримовД. Д.KarimovD. D.

канд. биол. наук, ст. науч. сотр.

Candidate of Biological Sciences, Senior Researcher

https://orcid.org/0009-0002-2117-5419КулагинЕ. А.KulaginE. A.

аспирант

graduate student 

https://orcid.org/0000-0002-7456-4787МухаммадиеваГ. Ф.MukhammadievaG. F.

канд. биол. наук, ст. науч. сотр. 

Candidate of Biological Sciences, Senior Researcher

https://orcid.org/0000-0003-0039-6757КаримовД. О.KarimovD. O.

канд. мед. наук, зав. отделом

Candidate of Medical Sciences, Head of Department 

ФБУН «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека»РоссияUfa Research Institute of Occupational Health and Human EcologyRussian FederationФБУН «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека»; ФГБНУ «Национальный НИИ общественного здоровья имени Н.А. Семашко»РоссияUfa Research Institute of Occupational Health and Human Ecology; National Research Institute of Public Health named after N.A. SemashkoRussian Federation20250108202502265274Copyright © Якупова Т.Г., Смолянкин Д.А., Валова Я.В., Каримов Д.Д., Кулагин Е.А., Мухаммадиева Г.Ф., Каримов Д.О., 20252025Якупова Т.Г., Смолянкин Д.А., Валова Я.В., Каримов Д.Д., Кулагин Е.А., Мухаммадиева Г.Ф., Каримов Д.О.Yakupova T.G., Smolyankin D.A., Valova Y.V., Karimov D.D., Kulagin E.A., Mukhammadieva G.F., Karimov D.O.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vetjournal.spbguvm.ru/jour/article/view/1717

Алюминий — один из наиболее распространённых элементов земной коры, активно используемый в промышленности, быту и медицине. Несмотря на широкое применение, его потенциальная токсичность остаётся предметом интенсивных научных исследований и дискуссий. Основными путями поступления алюминия в организм человека являются пищевая продукция, питьевая вода, вдыхаемый воздух и лекарственные препараты, что способствует его накоплению в биологических тканях и увеличивает риск хронической интоксикации. Особенно уязвимыми считаются дети, а также пациенты с нарушенной функцией выделительной системы, в первую очередь почек. Целью настоящего исследования было оценить влияние хронического воздействия гидроксида алюминия на морфологию почек крыс и уровень экспрессии генов Mt1a, Mt2a и Mt3a, с акцентом на выявление дозозависимых эффектов и патогенетических механизмов нефротоксичности. Эксперимент был проведён на 40 самках белых крыс, разделённых на контрольную и четыре опытные группы (по 8 животных). В течение 4 месяцев опытные группы ежедневно получали гидроксид алюминия per os в различных дозах. Оценка токсичности включала количественный анализ экспрессии генов методом ПЦР в реальном времени и гистологическое исследование почечной ткани. Экспрессия Mt2a и Mt3a значимо возрастала при высоких дозах алюминия (p<0,001), тогда как Mt1a проявлял высокую межиндивидуальную вариабельность. Морфологически выявлены признаки интерстициального воспаления, фиброза и хроническо-> < 0,001), тогда как Mt1a проявлял высокую межиндивидуальную вариабельность. Морфологически выявлены признаки интерстициального воспаления, фиброза и хронического гломерулонефрита. Хроническое воздействие гидроксида алюминия индуцирует выраженные дозозависимые морфологические и молекулярные изменения в почках. Гены Mt2a и Mt3a могут рассматриваться в качестве перспективных молекулярных маркеров алюминий-ассоциированной нефротоксичности.

Aluminum is one of the most abundant elements in the Earth’s crust and is widely used in industry, domestic applications, and medicine. Despite its extensive utilization, its potential toxicity remains a subject of active scientific debate and investigation. The main routes of aluminum entry into the human body include food, drinking water, inhaled air, and pharmaceutical products, all of which contribute to its accumulation in biological tissues and increase the risk of chronic intoxication. Vulnerable populations include children and individuals with impaired renal function, particularly those with chronic kidney disease. The aim of this study was to evaluate the effects of chronic exposure to aluminum hydroxide on kidney morphology and the expression of Mt1a, Mt2a, and Mt3a genes in rats, with an emphasis on identifying dose-dependent effects and elucidating possible mechanisms of nephrotoxicity. The experiment was conducted on 40 female white rats randomly assigned to one control and four experimental groups (8 animals each). Over the course of four months, the experimental groups received aluminum hydroxide orally in varying doses. Toxicity assessment included quantitative real-time PCR analysis of gene expression and histological examination of renal tissue. Significant upregulation of Mt2a and Mt3a was observed at higher aluminum doses (p < 0.001), while Mt1a expression demonstrated high interindividual variability. Histopathological evaluation revealed signs of interstitial inflammation, fibrosis, and chronic glomerulonephritis. Chronic exposure to aluminum hydroxide induces pronounced dosedependent morphological and molecular changes in the kidney. The Mt2a and Mt3a genes may serve as promising molecular biomarkers of aluminum-associated nephrotoxicity.

гидроксид алюминияпочкихроническая интоксикациянефротоксичностьинтерстициальный нефритфиброзгломерулонефритaluminum hydroxidekidneyschronic intoxicationnephrotoxicityinterstitial nephritisfibrosisglomerulonephritisReferencesHachez-Leroy F. Aluminium in health and food: a gradual global approach // Eur. Rev. Hist. – 2013. – Vol. 20, № 2. – P. 217–236.Hachez-Leroy F. Aluminium in health and food: a gradual global approach // Eur. Rev. Hist. – 2013. – 20(2): P. 217–236.Closset M., et al. Effects of aluminium contamination on the nervous system of freshwater aquatic vertebrates: a review // Int. J. Mol. Sci. – 2021. – Vol. 23, № 1. – P. 31–33.Closset M., Vandevenne E., Lebeau L., Vandenberghe D., et al. Effects of aluminium contamination on the nervous system of freshwater aquatic vertebrates: a review // Int. J. Mol. Sci. – 2021. – 23(1): P. 31–33.Igbokwe I. O., Igwenagu E., Igbokwe N. A. Aluminium toxicosis: a review of toxic actions and effects // Interdiscip. Toxicol. – 2019. – Vol. 12, № 2. – P. 45–48.Igbokwe I.O., Igwenagu E., Igbokwe N.A. Aluminium toxicosis: a review of toxic actions and effects // Interdiscip. Toxicol. – 2019. – 12(2): P. 45–48.Brusentsova A. V., et al. Hygienic assessment of aluminum intake in the adult population of Western Siberia // Ekologiya cheloveka (Human Ecology). – 2023. – Vol. 30, № 9. – P. 695–706.Brusentsova A.V., Orlova E.Yu., Emelyanova N.V., Osintsev A.I., Krivoschekov S.G. Hygienic assessment of aluminum intake in the adult population of Western Siberia // Ekologiya cheloveka (Human Ecology). – 2023. – 30(9): P. 695–706.European Food Safety Authority. Statement of EFSA on the Evaluation of a new study related to the bioavailability of aluminium in food // EFSA J. – 2011. – Vol. 9, № 5. – P. 2157.European Food Safety Authority. Statement of EFSA on the Evaluation of a new study related to the bioavailability of aluminium in food // EFSA J. – 2011. – 9(5): P. 2157.Osman N. A., et al. Aluminum in food: Dietary exposure among adolescent residents in the food catering establishments in Alexandria, Egypt // Glob. J. Pharm. Educ. Res. – 2017. – Vol. 6, № 1. – P. 2–6.Osman N.A., Abou El-Enein A.M., ElBadawy T.H. Aluminum in food: dietary exposure among adolescent residents in the food catering establishments in Alexandria, Egypt // Glob. J. Pharm. Educ. Res. – 2017. – 6(1): P. 2–6.Benford D. J., et al. Aluminium from all sources, including food additives and contaminants (addendum). First draft // WHO Food Addit. – 2007. – Vol. 58. – P. 119– 122.Benford D.J., Bolger P.M., Carthew P., et al. Aluminium from all sources, including food additives and contaminants (addendum). First draft // WHO Food Addit. – 2007. – 58: P. 119–122.Mujika J. I., et al. Aluminium in biological environments: a computational approach // Comput. Struct. Biotechnol. J. – 2014. – Vol. 9, № 15. – P. 1–13.Mujika J.I., Lopez X., Ugalde J.M., Exley C. Aluminium in biological environments: a computational approach // Comput. Struct. Biotechnol. J. – 2014. – 9(15): P. 1–13.Шугалей И. В. и др. Некоторые аспекты влияния алюминия и его соединений на живые организмы // Экологическая химия. – 2012. – Т. 21, № 3. – С. 168–172.Shugalei I.V., Ilyin Yu.P., Sokolov A.V., et al. Nekotorye aspekty vliyaniya alyuminiya i ego soedineniy na zhivye organizmy // Ekologicheskaya khimiya. – 2012. – 21(3): S. 168–172. (In Russ.)Скупневский С. В., Иванов Д. В. Воздействие алюминия и его соединений на функции органов и тканей человека (обзорная статья) // Вестн. новых мед. технол. Электрон. изд. – 2023. – Т. 17, № 1. – С. 110–124.Skupnevskiy S.V., Ivanov D.V. Vozdeystvie alyuminiya i ego soedineniy na funktsii organov i tkaney cheloveka (obzornaya stat’ya) // Vestn. novykh med. tekhnol. Elektron. izd. – 2023. – 17(1): S. 110–124. (In Russ.)Hafez H. H., Abd El-Salam A. M., Hamed G. H. Studies on the effect of aluminum, aluminum foil and silicon baked cups on aluminum and silicon migration in cakes // Egypt. J. Agric. Res. – 2018. – Vol. 96, № 2. – P. 565–574.Hafez H.H., Abd El-Salam A.M., Hamed G.H. Studies on the effect of aluminum, aluminum foil and silicon baked cups on aluminum and silicon migration in cakes // Egypt. J. Agric. Res. – 2018. – 96(2): P. 565–574.Sanajou S., Şahin G., Baydar T. Aluminium in cosmetics and personal care products // J. Appl. Toxicol. – 2021. – Vol. 41, № 11. – P. 1704–1718.Sanajou S., Şahin G., Baydar T. Aluminium in cosmetics and personal care products // J. Appl. Toxicol. – 2021. – 41(11): P. 1704–1718.Exley C. Human exposure to aluminium // Environ. Sci.: Process. Impacts. – 2013. – Vol. 15, № 10. – P. 1807–1816.Exley C. Human exposure to aluminium // Environ. Sci.: Process. Impacts. – 2013. – 15(10): P. 1807–1816.Смолянкин Д. А., Валова Я. В., Кудояров Э. Р., Якупова Т. Г., Ахмадеев А. Р., Гизатуллина А. А., Рафикова Л. А., Репина Э. Ф. Биологические эффекты алюминия на живые системы // Эпоха науки. – 2024. – № 39. – С. 366–373.Smolyankin D.A., Valova Ya.V., Kudoyarov E.R., Yakupova T.G., Akhmadeev A.R., Gizatullina A.A., Rafikova L.A., Repina E.F. Biologicheskie effekty alyuminiya na zhivye sistemy // Epoha nauki. – 2024. – № 39: S. 366–373. (In Russ.)Yousef M. I., Mutar T. F., Kamel M. A. E. L. N. Hepato-renal toxicity of oral subchronic exposure to aluminum oxide and/or zinc oxide nanoparticles in rats // Toxicol. Rep. – 2019. – Vol. 6. – P. 336–346.Yousef M.I., Mutar T.F., Kamel M.A.E.L.N. Hepato-renal toxicity of oral sub -chronic exposure to aluminum oxide and/or zinc oxide nanoparticles in rats // Toxicol. Rep. – 2019. – 6: P. 336–346.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.