ivmМеждународный вестник ветеринарииInternational Journal of Veterinary Medicine2072-2419SpbGUVM Publishing House10.52419/issn2072-2419.2026.2.148ivm-2104Research ArticleФАРМАКОЛОГИЯ, ТОКСИКОЛОГИЯ, ФАРМАЦИЯPHARMACOLOGY, TOXICOLOGY, PHARMACYНейротоксикологическая и морфологическая оценка действия гидроксида алюминия на мозг крыс при хронической экспозицииNeurotoxicological and morphological evaluation of the effects of aluminum hydroxide on the brain of rats with chronic exposurehttps://orcid.org/0000-0002-7321-0864ГизатуллинаА. А.GizatullinaA. A.

млад. науч. сотр. 

Junior Researcher

alinagisa@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1236-8246ЯкуповаТ. Г.YakupovaT. G.

науч. сотр.

Researcher 

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

канд. биол. наук, зав. лабораторией генетики, доцент кафедры биохимии, биотехнологии и физиологии 

PhD, Head of the Genetics Laboratory, Associate Professor of the Department of Biochemistry, Biotechnology and Physiology 

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

 канд. биол. наук, ст. науч. сотр.

PhD, Senior Researcher

https://orcid.org/0009-0008-3068-3961ХмельА. О.KhmelA. O.

млад. науч. сотр. 

 junior research fellow

https://orcid.org/0000-0002-5455-6472УсмановаЭ. Н.UsmanovaE. N.

млад. науч. сотр. 

junior research fellow 

https://orcid.org/0000-0002-7957-2399СмолянкинД. А.SmolyankinD. A.

науч. сотр. 

Researcher

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

канд. мед. наук, зав. отделом, вед. науч. сотр. 

PhD, Head, Leading Researcher

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»; ФГБОУ ВО «УУНиТ»РоссияUfa Research Institute of Occupational Health and Human Ecology; Ufa University of Science and TechnologyRussian 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 Federation20261908202602148154Copyright © Гизатуллина А.А., Якупова Т.Г., Каримов Д.Д., Мухаммадиева Г.Ф., Хмель А.О., Усманова Э.Н., Смолянкин Д.А., Каримов Д.О., 20262026Гизатуллина А.А., Якупова Т.Г., Каримов Д.Д., Мухаммадиева Г.Ф., Хмель А.О., Усманова Э.Н., Смолянкин Д.А., Каримов Д.О.Gizatullina A.A., Yakupova T.G., Karimov D.D., Mukhamadieva G.F., Khmel A.O., Usmanova E.N., Smolyankin D.A., 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/2104

Гидроксид алюминия [Al(OH)3] широко применяется в медицине как компонент антацидных препаратов и адъювант в вакцинах. При этом вопросы его безопасности при хронической алиментарной экспозиции остаются предметом дискуссии, особенно в контексте потенциального накопления в ЦНС и нейротоксических эффектов. Алюминий является одним из широко распространенных металлов, воздействие которого на центральную нервную систему вызывает серьезную научную озабоченность. Целью данного исследования была комплексная оценка влияния хронического введения гидроксида алюминия на нейроповеденческие характеристики, гистоморфологическую структуру и обмен эссенциальных элементов в головном мозге крыс. В работе использовалась модель хронической алиментарной экспозиции с применением различных доз алюминия. Результаты показали дозозависимое накопление алюминия в мозге и статистически значимое повышение уровня магния при высоких дозах. Изменение содержания железа оказывало неоднозначный характер, а уровень кальция оставался стабильным. Поведенческие тесты не выявили достоверных когнитивных нарушений, указывают на сохранение когнитивной устойчивости животных при хроническом воздействии выбранных доз алюминия. Проведенная оценка гистологических препаратов не обнаружила признаков выраженной нейродегенерации или грубых структурных патологий в образцах ткани мозга. Важным ограничением данного этапа работы является отсутствие стандартизированного отбора идентичных зон коры для всех животных, что не позволяет сделать количественные сравнительные выводы о нейродегенеративных изменениях. Таким образом, полученные данные расширяют представления о многоаспектном нейротоксическом эффекте алюминия при хронической экспозиции и подчёркивают необходимость дальнейших исследований механизмов его действия на функцию и структуру головного мозга.

Aluminum hydroxide [Al(OH3] is widely used in medicine as a component of antacids and as an adjuvant in vaccines. However, its safety during chronic alimentary exposure remains a subject of debate, particularly in the context of potential accumulation in the central nervous system and neurotoxic effects. Aluminum is a common metal, the effects of which on the central nervous system raise serious scientific concerns. The aim of this study was to comprehensively evaluate the effects of chronic aluminum hydroxide administration on neurobehavioral characteristics, histomorphological structure, and essential element metabolism in the rat brain. A chronic alimentary exposure model using varying doses of aluminum was used. The results showed dosedependent accumulation of aluminum in the brain and a statistically significant increase in magnesium levels at high doses. Changes in iron levels were inconsistent, while calcium levels remained stable. Behavioral tests revealed no significant cognitive impairment, indicating that the animals retained cognitive resilience during chronic exposure to the selected doses of aluminum. The histological analysis revealed no signs of significant neurodegeneration or gross structural pathologies in the brain tissue samples. A significant limitation of this phase of the study is the lack of standardized sampling of identical cortical areas for all animals, which precludes quantitative comparative conclusions regarding neurodegenerative changes. Thus, the data obtained expand our understanding of the multifaceted neurotoxic effects of aluminum during chronic exposure and highlight the need for further research into the mechanisms of its action on brain function and structure.

гидроксид алюминийхронический экспериментводный тест Моррисагистоморфология мозгаaluminum hydroxidechronic experimentMorris water testbrain histomorphologyОтраслевая научно-исследовательская программа Роспотребнадзора на 2021—2025 годы «Научное обоснование национальной системы обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия, управления рисками здоровью и повышения качества жизни населения России», тема 6.9.1.2 «Изучение воздействия химического производственного фактора в условиях хронического стресса» № НИОКТР И124021200153–3.Industry research program of Rospotrebnadzor for 2021—2025 «Scientific substantiation of the national system for ensuring sanitary and epidemiological welfare, managing health risks and improving the quality of life of the population of Russia», on the topic: 6.9.1.2 «Study of the impact of chemical production factors under conditions of chronic stress» No. NIOKTR I124021200153-3.ReferencesHayat, M. A Systematic Review of Preclinical Studies Investigating the Effects of Pharmacological Agents on Learning and Memory in Prolonged Aluminum Exposure Induced Neurotoxicity / M. Hayat, N. U. H. Khola, T. Ahmed // Brain Sci. — 2025. — Vol. 15, № 8. — P. 849. DOI: 10.3390/brainsci15080849.Hayat, M. A Systematic Review of Preclinical Studies Investigating the Effects of Pharmacological Agents on Learning and Memory in Prolonged Aluminum Exposure Induced Neurotoxicity / M. Hayat, N. U. H. Khola, T. Ahmed // Brain Sci. — 2025. — Vol. 15, № 8. — P. 849. DOI: 10.3390/brainsci15080849.Rebai, O. Chronic exposure to aluminum chloride in mice: exploratory behaviors and spatial learning / O. Rebai, N. E. Djebli // Adv Biol Res. — 2008. — Vol. 2, № 1—2. — P. 26—33.Rebai, O. Chronic exposure to aluminum chloride in mice: exploratory behaviors and spatial learning / O. Rebai, N. E. Djebli // Adv Biol Res. — 2008. — Vol. 2, № 1—2. — P. 26—33.Walton, J. R. Cognitive deterioration and associated pathology induced by chronic low level aluminum ingestion in a translational rat model provides an explanation of Alzheimer’s disease, tests for susceptibility and avenues for treatment / J. R. Walton // International Journal of Alzheimer’s Disease. — 2012. — Vol. 2012, № 1. — P. 914947.Walton, J. R. Cognitive deterioration and associated pathology induced by chronic low level aluminum ingestion in a translational rat model provides an explanation of Alzheimer’s disease, tests for susceptibility and avenues for treatment / J. R. Walton // International Journal of Alzheimer’s Disease. — 2012. — Vol. 2012, № 1. — P. 914947.He, C. Whole transcriptome analysis of aluminum exposed rat hippocampus and identification of ceRNA networks to investigate neurotoxicity of Al / C. He [et al.] // Mol Ther Nucleic Acids. — 2021. — Vol. 26. — P. 1401—1417.He, C. Whole transcriptome analysis of aluminum exposed rat hippocampus and identification of ceRNA networks to investigate neurotoxicity of Al / C. He [et al.] // Mol Ther Nucleic Acids. — 2021. — Vol. 26. — P. 1401—1417.Skalny, A. V. Molecular mechanisms of aluminum neurotoxicity: Update on adverse effects and therapeutic strategies / A.V. Skalny, M. Aschner, Y. Jiang [et al.] // Advances in neurotoxicology. — Academic Press, 2021. — Vol. 5. — P. 1—34.Skalny, A. V. Molecular mechanisms of aluminum neurotoxicity: Update on adverse effects and therapeutic strategies / A.V. Skalny, M. Aschner, Y. Jiang [et al.] // Advances in neurotoxicology. — Academic Press, 2021. — Vol. 5. — P. 1—34.Islam, F. Exposure of metal toxicity in Alzheimer’s disease: An extensive review / F. Islam [et al.] // Front Pharmacol. — 2022. — Vol. 13. — P. 903099.Islam, F. Exposure of metal toxicity in Alzheimer’s disease: An extensive review / F. Islam [et al.] // Front Pharmacol. — 2022. — Vol. 13. — P. 903099.Chen, L. Homeostasis and metabolism of iron and other metal ions in neurodegenerative diseases / L. Chen, Q. Shen, Y. Liu [et al.] // Signal Transduct Target Ther. — 2025. — Vol. 10, № 1. — P. 31. DOI: 10.1038/s41392-024-02071-0.Chen, L. Homeostasis and metabolism of iron and other metal ions in neurodegenerative diseases / L. Chen, Q. Shen, Y. Liu [et al.] // Signal Transduct Target Ther. — 2025. — Vol. 10, № 1. — P. 31. DOI: 10.1038/s41392-024-02071-0.Rolić, T. Iron Metabolism, Calcium, Magnesium and Trace Elements: A Review / T. Rolić, M. Yazdani, S. Mandić, S. Distante // Biol Trace Elem Res. — 2025. — Vol. 203, № 4. — P. 2216—2225. DOI: 10.1007/s12011-024-04289-z.Rolić, T. Iron Metabolism, Calcium, Magnesium and Trace Elements: A Review / T. Rolić, M. Yazdani, S. Mandić, S. Distante // Biol Trace Elem Res. — 2025. — Vol. 203, № 4. — P. 2216—2225. DOI: 10.1007/s12011-024-04289-z.Cui, X. The effects of chronic aluminum exposure on learning and memory of rats by observing the changes of Ras/Raf/ERK signal transduction pathway / X. Cui, B. Wang, Z. Zong [et al.] // Food Chem Toxicol. — 2012. — Vol. 50, № 2. — P. 315—319.Cui, X. The effects of chronic aluminum exposure on learning and memory of rats by observing the changes of Ras/Raf/ERK signal transduction pathway / X. Cui, B. Wang, Z. Zong [et al.] // Food Chem Toxicol. — 2012. — Vol. 50, № 2. — P. 315—319.Каримов, Д. Д. Повышение активности транспозона LINE1 при токсическом воздействии гидроксида алюминия / Д.Д. Каримов, Я.В. Валова, А.А. Гизатуллина [и др.] // Медицина труда и экология человека. — 2024. – № 4. – С. 146–154.Karimov, D.D. Increase in LINE1 transposon activity under toxic exposure to aluminum hydroxide / D.D. Karimov, Ya.V. Valova, A.A. Gizatullina [et al.] // Occupational Medicine and Human Ecology. — 2024. — No. 4. — P. 146—154Усманова, Э. Н. Токсикокинетика алюминия в организме крыс / Э.Н. Усманова, А.С. Фазлыева, Д.О. Каримов [и др.] // Гигиена и санитария. — 2020. — Т. 99, № 9. — С. 1007—1010.Usmanova, E. N. Toxicokinetics of aluminum in the rat organism / E. N. Usmanova, A. S. Fazlyeva, D. O. Karimov [et al.] // Hygiene and Sanitation. — 2020. — Vol. 99, No. 9. — P. 1007—1010.Abdel Aal, R. A. Memantine prevents aluminum induced cognitive deficit in rats / R. A. Abdel Aal, A. A. Assi, B. B. Kostandy // Behav Brain Res. — 2011. — Vol. 225, № 1. — P. 31—38. DOI: 10.1016/j.bbr.2011.06.031.Abdel Aal, R. A. Memantine prevents aluminum induced cognitive deficit in rats / R. A. Abdel Aal, A. A. Assi, B. B. Kostandy // Behav Brain Res. — 2011. — Vol. 225, № 1. — P. 31—38. DOI: 10.1016/j.bbr.2011.06.031.

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