Hogyan járulnak hozzá a belélegzett nanorészecskék az érrendszeri betegségekhez

Bezug Miller MR, Raftis JB, Langrish JP, et al. Eingeatmete Nanopartikel reichern sich an Stellen von Gefäßerkrankungen an. ACS-Nano. 2017;11(5):4542-4552. Zielsetzung Um festzustellen, ob eingeatmete Nanopartikel direkt eine Herz-Kreislauf-Erkrankung (CVD) verursachen, indem sie sich über die Lunge bewegen, oder einfach systemische Entzündungsreaktionen auslösen. Entwurf Dieses Papier berichtet über die Ergebnisse einer Reihe von klinischen und Tierversuchen, die jeweils darauf ausgerichtet sind, eine spezifische Frage zu beantworten, wie Nanopartikel zu Herz-Kreislauf-Erkrankungen beitragen. In jeder Studie wurden die Teilnehmer Goldnanopartikeln entweder durch Inhalation (Menschen) oder direkte Instillation durch die Luftröhre (Mäuse) ausgesetzt, gefolgt von Blut-, Urin- oder Gewebeproben. Teilnehmer An der ersten …
Referencia Miller MR, Raftis JB, Langrish JP, et al. A belélegzett nanorészecskék halmozódnak fel az érrendszeri betegségek helyén. ACS-nano. 2017; 11 (5): 4542-4552. Cél annak meghatározására, hogy az inhalált nanorészecskék közvetlenül a kardiovaszkuláris betegségeket (CVD) okozják -e a tüdőn keresztüli áthaladással, vagy egyszerűen csak szisztémás gyulladásos reakciók kiváltásával. Tervezze meg ezt a cikkről számos klinikai és állati kísérlet eredményeiről, amelyek célja egy konkrét kérdés megválaszolása, hogy a nanorészecskék hogyan járulnak hozzá a szív- és érrendszeri betegségekhez. Mindegyik vizsgálatban a résztvevőket arany nanorészecskékkel tették ki akár inhalációval (emberek), akár a légcső általi közvetlen beillesztéssel (egerek), majd vér, vizelet vagy szövetminták. Résztvevő az első ... (Symbolbild/natur.wiki)

Hogyan járulnak hozzá a belélegzett nanorészecskék az érrendszeri betegségekhez

referencia

Miller MR, Raftis JB, Langrish JP, et al. A belélegzett nanorészecskék halmozódnak fel az érrendszeri betegségek helyén. ACS-nano . 2017; 11 (5): 4542-4552.

objektív

Annak meghatározására, hogy az inhalált nanorészecskék közvetlenül a kardiovaszkuláris betegségeket (CVD) okozják -e a tüdő feletti mozgatással, vagy egyszerűen csak szisztémás gyulladásos reakciókat váltanak ki.

vázlat

Ez a cikk számos klinikai és állati kísérlet eredményeiről számol be, amelyek célja egy konkrét kérdés megválaszolása, hogy a nanorészecskék hogyan járulnak hozzá a szív- és érrendszeri betegségekhez. Mindegyik vizsgálatban a résztvevőket arany nanorészecskékkel tették ki akár inhalációval (emberek), akár a légcső általi közvetlen beillesztéssel (egerek), majd vér, vizelet vagy szövetminták.

résztvevő

Az első (n = 14 férfi) és a második (n = 19) tanulmány egészséges emberi önkéntes részt vett; A harmadik emberi vizsgálat résztvevői olyan betegek voltak, akik nemrégiben szív- és érrendszeri balesetet szenvedtek, és akiknek a carotis artériát tervezték (n = 12). Az első rágcsálókkal végzett kísérlet tartalmazza a normál egereket; A második az apolipoprotein-e-knockout egerek (APOE-/-) érintett, amelyet magas zsírtartalmú étrenddel tápláltak, hogy felgyorsítsák az atheroscleroticus léziók kialakulását.

beavatkozások

Az összes kísérletben a résztvevőket arany nanorészecskéknek tették ki, de a részecskeméret és az expozíció időtartama változott. Az első emberek kísérletének résztvevői átlagosan 3,8 nm -es részecskéknek voltak kitéve 2 órán keresztül; Az emberekről szóló második vizsgálatban 10 kicsi (~ 4 nm) részecskéket és 9 nagy (34 nm) részecskéket tettek ki. Az első állati kísérletben az egereket különböző méretűek voltak 2-200 nm -ig; A második állati kísérletben az egereket 5 nm -es részecskéknek tettük ki 5 hét alatt. A harmadik emberi vizsgálatban a 12 beteg közül 3 -at a műtét előtt 4 órán át felfüggesztették.

A tanulmányból származó ismeretek segíthetnek a morbiditás növekedésének elkerülésében azáltal, hogy elősegítik a biztonságos gyártási és kezelési gyakorlatok végrehajtását a véletlen expozíció csökkentése érdekében.

arany nanorészecskéket használtunk, mert az égéshez hasonló méretűek, de alacsony biológiai aktivitásuk van; Könnyebben mérhetők. Mivel a vér endogén aranyértékei alacsonyak, a vizsgálók képesek voltak feltételezni, hogy bármely bevált anyagot kísérletileg kaptak.

Célparaméter

Az arany nanorészecskék koncentrációja a vérben, a vizeletben és a nyaki plakkban (2. állati kísérlet és 3. humán kísérlet). Az aranytartalmat nagy felbontású induktív induktív plazma tömegspektroszkópiával (HR-ICPM) és Raman mikroszkóppal határoztuk meg.

eredmények

Az egészséges alanyok vérében

aranyat detektáltak, amelyeket 15 percen belül belélegzett nanorészecskéknek tettek ki, és még mindig rendelkezésre álltak az expozíció után 3 hónappal. A kisebb (4–5 nm) részecskék belélegzése után a koncentrációk szignifikánsan magasabbak voltak a nagyobb (30 nm) részecskékhez képest. Az egerek esetében a kisebb (<10 nm) részecskék felhalmozódása szignifikánsan nagyobb volt, mint a nagyobb (10–200 nm) tartományban.

Arany nanorészecskék lehetőleg az emberi és állati kísérletekben erősebb gyulladásos területeken, különösen az érrendszeri léziókban. A szerzők arra a következtetésre jutnak, hogy az belélegzett arany nanorészecskék gyorsan átjutnak a szisztémás ciklusba, és az érrendszeri gyulladás helyein felhalmozódnak. Ez egy közvetlen mechanizmust biztosít, amely magyarázza a környezettel kapcsolatos nanorészecskék és a szív- és érrendszeri betegségek közötti kapcsolatot.

klinikai következmények

Az utóbbi években különféle tanulmányok számoltak be szignifikáns kapcsolatokról a járműgázok nanorészecskékének inhalációs expozíciója és a morbiditás és a halálozási kockázat között. Most tisztességes magyarázatunk van arra, hogy miért és hogyan történik ez. Ezenkívül a nanomatermékek előállításának és felhasználásának gyors növekedése jelentősen növeli az emberek expozícióját. A tanulmányból származó ismeretek elősegíthetik a morbiditás növekedésének elkerülését azáltal, hogy elősegítik a biztonságos gyártási és kezelési gyakorlatok végrehajtását a véletlen expozíció csökkentése érdekében. Eddig egy olyan cselekvési mechanizmus megértése, amely magyarázza a szív- és érrendszeri betegségek asszociációját. Ez a cikk elősegíti megértésünket, és minden bizonnyal figyelmezteti az óvatosságot.

A szerzők kimutatták, hogy az emberek belélegzett nanorészecskéi átjutnak az emberek keringésébe, és a részecskék az érrendszeri gyulladás helyén felhalmozódnak. Úgy tűnik, hogy a részecske transzlokációja a méretétől függ, a kisebb nanorészecskék nagyobb transzlokációjával és felhalmozódásával.

A korábbi vizsgálatok azt mutatják, hogy az egészséges emberekben és a szívkoszorúér betegségben szenvedő betegeknél a dízel kipufogógázok akut expozíciója érrendszeri diszfunkciót, trombózist és szívizom -ischaemiát okoz. 1 A részecskék alakú légszennyezés krónikus expozíciója mind az állatokban, mind az emberekben összekapcsolódik az Athherosclerosis fejlődésével és fejlődésével. 2

De nem volt világos, hogy ez hogyan történt. Ismert, hogy az inhalációs részecskék mélyen lerakódnak a tüdőben, és oxidatív stresszt és gyulladást váltanak ki. A 3

kijelenti, hogy az ezen részecskék által kiváltott gyulladásos mediátorok az általános ciklusba kerülnek, és befolyásolják a betegség kockázatát. Mások úgy vélik, hogy a nanorészecskék maguk is behatolnak az alveoláris hámba, bekerülnek a keringésbe, és közvetlenül hozzájárulnak a betegségekhez. 4

Ez a cikk azt sugallja, hogy az utóbbi valószínűbb. Valószínűleg nem olyan könnyű választás. Végül valószínűleg megértjük, hogy a nanorészecskék olyan szöveti fertőzéseket váltanak ki, amelyek növelik a részecskék transzlokációját.

Míg a jelen tanulmány eredményei meggyőző magyarázatot adnak arra, hogy a CVD -kockázat hogyan kapcsolódhat a környezetben lévő nanorészecskéknek való kitettséghez, ez csak egy lehetséges magyarázatot jelez Bakian és munkatársai Seestadt, 6 vagy a Power et al. Megfigyelő tanulmány eredményeire, amelyek kapcsolatot találtak a légszennyezés és a félelem között. Ez a 2 publikáció azt jelzi, hogy a nanorészecskék nemcsak az általános ciklusba kerülnek, hanem átadják a vér-agy gátot, és mentális betegségeket is kiváltnak.

Ez a tanulmány nem mutat okozati kapcsolatot. Az adatok csak azt mutatják, hogy a nanorészecskék halmozódnak fel az érrendszeri betegségek helyén; Nem bizonyítják, hogy a nanorészecskék okozzák vagy súlyosbítják a CVD -t.

A cikk és a hasonló tanulmányok eredményeinek aggódniuk kell a CVD -ben szenvedő betegeink miatt, vagy akiknek fennáll a kockázata. A belélegzett nanorészecskék, különösen a dízel kipufogógázok expozíciójának korlátozása elősegítheti a betegség előrehaladását. Vannak azonban kevésbé nyilvánvaló források a nanorészecskéknek is. A nanorészecskék száma mindennapi környezetünkben tovább növekszik. Például csak néhány toner tintát használnak, amelyeket otthon és az irodában történő nyomtatáskor használnak a CVD veszélyeként, de ingyenes nanomatermékeket (amelyeket a toner teljesítményének javítására használnak), és légzési problémákkal társultak. A 8 olyan ételfestékeket is tartalmaznak, amelyek a testbe kerülnek és oxidatív stressz lehetnek. 9

Ez a cikk kibővíti a dízel és más, a fosszilis tüzelőanyagok égetési termékei által okozott problémák megértését. A levegőben lévő részecskék mérete és száma végül nagyobb jelentőséggel bírhat, mint az abszolút tömeg, mivel a kisebb részecskék nagyobb veszélyt jelenthetnek. Ez a cikk felhívja a figyelmet arra is, hogy tudatosítsuk a lehetséges veszélyeket, amelyek különféle nanos anyagokat feltételeznek, amelyeket jóindulatúnak tekintnek, nem kémiai komponensek miatt, hanem méretük és mozgásuk képessége miatt, majd a gyulladásos foltokban felhalmozódnak.

  1. AJ, Lundback M, Mills NL, et al. A dízel kipufogógázok belélegzése növeli a trombus képződését az emberekben. Eur Heart J . 2008; 29 (24): 3043-3051.
  2. Bach kb. A légszennyezés szív- és érrendszeri hatásai. Clinic Sci (Lond) . 2008; 115 (6): 175-187.
  3. Miller MR, Shaw CA, Langrish JP. A részecskéktől a betegig: oxidatív stressz és a légszennyezés kardiovaszkuláris hatásai. Future Cardiol . 2012; 8 (4): 577-602.
  4. Hussain M., Wu D., Sabre At, et al. Az intratrachealis instrált titán -dioxid nanorészecskék a szívbe és a májba vándorolnak, és aktiválják a komplement kaszkádot a C57BL/6 egerek szívében. nanotoxikológia . 2015; 9 (8): 1013-1022.
  5. Meiring JJ, Borm PJ, Bagatelle K, et al. A hidrogén -peroxid és a hisztamin hatása az iridium nanorészecskék pulmonális permeabilitására és transzlokációjára az izolált patkány helyzetben. rész szálas toxikol . 2005; 2: 3.
  6. Bakian AV, Huber RS, Coon H, et al. A levegőszennyezés és az öngyilkossági kockázat akut kitettsége. am j epidemiol . 2015; 181 (5): 295-303.
  7. Power MC, Kioumourtzoglou MA, Hard JE, Okereke OI, Laden F, Weisskopf MG. A korábbi finom porszennyezés és az uralkodó félelem közötti kapcsolat kapcsolata: a kohort tanulmány megfigyelése. bmj . 2015; 350: H1111.
  8. Pirela SV, Martin J, Bello D, Democritou P. Nanorészecskék terhelése Nano -Enled Toner -alapú nyomáskészülékek és emberi egészség: A tudomány és a jövőbeli kutatási igények [online közzététel előtt közzétettük 2017. május 19 -én]. kritikus rev. Toxicol .
  9. Jayaram DT, Runa S, Kemp ML, Payne CK. A corona fehérjék nanorészdarab-indukált oxidációja oxidatív stresszreakciót indít a sejtekben. nanomaßstab . 2017; 9 (22): 7595-7601.