Assessing neurotoxicity risk through electroretinography with reduced light irritation intensity

Abstract

The article is devoted to questions of the risk assessment of human neurotoxicity caused by the negative influence of free radicals of nanostructures, using electrophysiological methods of research - electroretinography with low intensity of light irritation. It has been established that the negative influence of toxins (chemical compounds of industrial and household purposes, nanomaterials as a source of free radicals) leads to changes in the parameters of electroretinosignal (ERS) in the early stages of detection of neurotoxicity. The use of advanced electroretinography (by decreasing the intensity of light irritation) and the use of a low intensity stimulation semiconductor source is substantiated. The ERS was obtained in the required range of values of light irritation, and morphological parameters were determined for further detection of ERS in admixture with noise, and for evaluating the characteristic change of the form of ERS under the influence of neurotoxicity.

Стаття присвячена питанням оцінювання ризиків нейротоксикації організму людини, викликаної негативним впливом вільних радикалів наноструктур, з використанням електрофізіологічного методу дослідження – електроретинографії з низькою інтенсивністю світлового подразнення. Дослідження електроретиносигналу при зменшенні інтенсивності світлового подразнення підтверджується законом Вебера-Фехнера, і є перспективним при застосуванні ЕРС у виявленні нейротоксикації. Проблема нейротоксикації стає актуальною через зростаюче використання нових матеріалів, що можуть негативно впливати на навколишнє середовище та здоров'я людини. Особливо це стосується промислових хімічних речовин, таких як металева ртуть, марганець, сполуки миш'яку та інші. Встановлено, що негативний вплив токсинів (хімічних сполук промислового та побутового призначення, наноматеріалів як джерела вільних радикалів) призводить до зміни параметрів електроретиносигналу (ЕРС) на ранніх етапах виявлення нейротоксикації. Традиційні методи діагностики нейротоксикації є обмеженими та інвазивними, тоді як ЕРС може надати об'єктивну та неінвазивну оцінку стану зорової системи. Обґрунтовано використання вдосконаленої електроретинографії (шляхом зменшення інтенсивності світлового подразнення) та застосування фотостимулятора на основі напівпровідникового джерела низької інтенсивності (LED). Отримано ЕРС у необхідному діапазоні значень світлового подразнення та визначено морфологічні параметри для подальшого виявлення ЕРС у суміші з шумом та оцінювання характерної зміни форми ЕРС під впливом нейротоксикації. Дослідження вказує на переваги використання електроретинографії для виявлення нейротоксикації та надає підстави для подальших досліджень у цьому напрямі. Отримані результати сприяють розвитку методів діагностики та оцінювання нейротоксикації, що може бути корисним у медицині та токсикології.