Suche
Mein Konto
Отношение
Miller MR, Raftis JB, Langrish JP, et al. Вдишаните наночастици се натрупват в местата на съдови заболявания.ACS Нано. 2017; 11 (5): 4542-4552.
Обективна
Да се определи дали вдишаните наночастици директно причиняват сърдечно-съдови заболявания (ССЗ), като се движат през белите дробове или просто предизвикват системни възпалителни реакции.
Чернова
Тази статия докладва резултатите от поредица от клинични проучвания и проучвания върху животни, всяко от които е предназначено да отговори на конкретен въпрос за това как наночастиците допринасят за сърдечно-съдовите заболявания. Във всяко проучване участниците са били изложени на златни наночастици чрез вдишване (хора) или директно вливане през трахеята (мишки), последвано от кръв, урина или тъканни проби.
участник
Първото (N=14 мъже) и второто (N=19) проучвания включват здрави доброволци; Участниците в третото проучване при хора са пациенти, които наскоро са претърпели сърдечно-съдов инцидент и са били планирани да бъдат подложени на каротидна ендартеректомия (N=12). Първият експеримент с гризачи включва нормални мишки; вторият включва мишки с нокаут на аполипопротеин Е (ApoE-/-), които са хранени с диета с високо съдържание на мазнини, за да се ускори развитието на атеросклеротични лезии.
Интервенции
Във всички експерименти участниците бяха изложени на златни наночастици, но размерът на частиците и продължителността на експозицията варираха. Участниците в първото изпитване върху хора са били изложени на средно 3,8 nm частици за 2 часа; Във второто изследване при хора 10 са били изложени на малки (~4 nm) частици и 9 на големи (34 nm) частици. В първия експеримент с животни мишките бяха изложени на различни размери от 2 до 200 nm; Във втория експеримент с животни мишките са били изложени на 5 nm частици в продължение на 5 седмици. В третото изследване при хора 3 от 12-те пациенти са били изложени на инхалирани златни наночастици (5 nm) в продължение на 4 часа преди операцията.
Познанията от това проучване могат да ни помогнат да предотвратим увеличаването на заболеваемостта чрез насърчаване на прилагането на безопасни производствени и манипулационни практики за намаляване на случайните експозиции.
Използвани са златни наночастици, защото те са подобни по размер на наночастиците, получени от горене, но имат ниска биологична активност; те също са по-лесни за измерване. Тъй като ендогенните нива на злато в кръвта са ниски, изследователите биха могли да приемат, че всеки открит материал е получен експериментално.
Целеви параметри
Концентрации на златни наночастици в кръвта, урината и тъканта на каротидната плака (експеримент с животни 2 и експеримент с хора 3). Съдържанието на злато се определя с помощта на масова спектроскопия с индуктивно свързана плазма с висока разделителна способност (HR-ICPMS) и Раманова микроскопия.
Резултати
Златото е открито в кръвта на здрави доброволци, изложени на инхалирани наночастици в рамките на 15 минути и все още присъства 3 месеца след излагането. Концентрациите са значително по-високи след вдишване на по-малки (4–5 nm) частици в сравнение с по-големи (30+ nm) частици. При мишки натрупването е значително по-голямо в по-малките (<10 nm) частици, отколкото в по-големия (10–200 nm) диапазон.
При проучвания както при хора, така и при животни, златните наночастици се натрупват предимно в области с по-голямо възпаление, особено при съдови лезии. Авторите заключават, че вдишаните златни наночастици бързо навлизат в системното кръвообращение и се натрупват в местата на съдово възпаление. Това осигурява директен механизъм, обясняващ връзката между наночастиците от околната среда и сърдечно-съдовите заболявания.
Клинични последици
През последните години различни проучвания съобщават за значителни връзки между инхалаторното излагане на наночастици от изгорели газове на превозни средства и риска от заболеваемост и смъртност. Вече имаме достойно обяснение защо и как се случва това. Освен това бързото нарастване на производството и използването на наноматериали има потенциала значително да увеличи експозицията на хората. Познанията от това проучване могат да ни помогнат да предотвратим увеличаването на заболеваемостта чрез насърчаване на прилагането на безопасни производствени и манипулационни практики за намаляване на случайните експозиции. Към днешна дата нашето разбиране за механизъм на действие, който би обяснил връзката със сърдечно-съдовите заболявания, е рудиментарно. Този документ подобрява нашето разбиране и със сигурност призовава за предпазливост.
Авторите показват, че вдишаните наночастици преминават от белите дробове в кръвообращението при хората и че частиците се натрупват в местата на съдово възпаление. Транслокацията на частиците изглежда зависи от размера, с по-голяма транслокация и натрупване на по-малки наночастици.
Предишни изследвания показват, че острата експозиция на дизелови газове причинява съдова дисфункция, тромбоза и миокардна исхемия при здрави индивиди и при пациенти с коронарна артериална болест.1Хроничното излагане на замърсен въздух с прахови частици е свързано с развитието и прогресирането на атеросклероза както при животни, така и при хора.2
Но не беше ясно как става това. Известно е, че вдишаните частици се задържат дълбоко в белите дробове и предизвикват оксидативен стрес и възпаление.3Една теория е, че възпалителните медиатори, предизвикани от тези частици, навлизат в общото кръвообращение и влияят върху риска от заболяване. Други смятат, че самите наночастици проникват в алвеоларния епител и навлизат в кръвообращението, като допринасят директно за заболяването.4Тази статия силно предполага, че последният механизъм е по-вероятен. Вероятно не е толкова лесен избор. В крайна сметка вероятно ще разберем, че наночастиците предизвикват възпаление на тъканите, което увеличава транслокацията на частиците.5
Въпреки че резултатите от настоящото проучване предоставят убедително обяснение за това как рискът от ССЗ може да бъде свързан с излагането на наночастици в околната среда, то предлага само едно възможно обяснение за констатациите, докладвани от Bakian et al Seestadt,6или резултатите от обсервационно проучване на Power et al., което установи връзка между замърсяването на въздуха и тревожността.7Тези 2 публикации предполагат, че наночастиците не само навлизат в общото кръвообращение, но и преминават кръвно-мозъчната бариера и също така предизвикват психични заболявания.
Това изследване не доказва причинно-следствена връзка. Данните показват само, че наночастиците се натрупват в местата на съдови заболявания; те не доказват, че наночастиците причиняват или влошават ССЗ.
Резултатите от тази статия и подобни проучвания трябва да са от значение за нашите пациенти, страдащи или изложени на риск от ССЗ. Ограничаването на излагането на очевидни източници на вдишани наночастици, особено дизелови газове, може да помогне за ограничаване на прогресията на заболяването. Въпреки това, по-малко очевидните източници на излагане на наночастици също крият рискове. Броят на наночастиците в нашата ежедневна среда продължава да нараства. Например, малцина биха разпознали тонерните мастила, използвани при домашно и офисно печатане, като рискове за CVD, но те освобождават наноматериали (използвани за подобряване на производителността на тонера) и са свързани с респираторни проблеми.8Хранителните бои също съдържат наночастици от титанов диоксид, които могат да навлязат в тялото и да причинят оксидативен стрес.9
Този документ разширява нашето разбиране за проблемите, причинени от дизелово гориво и други странични продукти от изгарянето на изкопаеми горива. Размерът и броят на частиците във въздуха може в крайна сметка да са от по-голямо значение от абсолютната маса, тъй като по-малките частици могат да представляват по-голяма заплаха. Този документ също така ни предупреждава за потенциалната опасност, породена от различни наносубстанции, които се считат за доброкачествени, не поради техните химически компоненти, а поради техния размер и способност да се движат и след това да се натрупват в местата на възпаление.