Kaip įkvėptos nanodalelės prisideda prie kraujagyslių ligų
Kaip įkvėptos nanodalelės prisideda prie kraujagyslių ligų
nuoroda
Miller MR, Raftis JB, Langrish JP ir kt. Inhaliuojamos nanodalelės kaupiasi kraujagyslių ligose. ACS-nano . 2017; 11 (5): 4542-4552.
objektyvus
nustatyti, ar įkvėptos nanodalelės tiesiogiai sukelia širdies ir kraujagyslių ligą (CVD), judant per plaučius arba tiesiog sukeliančios sistemines uždegimines reakcijas.
juodraštis
Šiame dokumente pateikiami daugelio klinikinių ir gyvūnų eksperimentų rezultatai, kuriais siekiama atsakyti į konkretų klausimą, kaip nanodalelės prisideda prie širdies ir kraujagyslių ligų. Kiekviename tyrime dalyviai buvo veikiami aukso nanodalelių įkvėpus (žmones) arba tiesiogiai įvesti trachėją (pelės), po to kraujo, šlapimo ar audinių mėginiai.
Dalyvis
Atliekant pirmąjį (n = 14 vyrų), o antrasis (n = 19) tyrimas užėmė sveiką žmogaus savanorišką dalį; Trečiojo žmogaus tyrimo dalyviai buvo pacientai, kurie neseniai patyrė širdies ir kraujagyslių avariją ir kuriems buvo suplanuota miego arterija (n = 12). Pirmasis eksperimentas su graužikais apėmė normalias peles; Antrasis susijęs su apolipoproteino-e-nokoto pelėmis (apoE-/-), kurios buvo maitinamos dieta su riebalais, siekiant pagreitinti aterosklerozinių pažeidimų vystymąsi.
Intervencijos
Visuose eksperimentuose dalyviai buvo veikiami aukso nanodalelių, tačiau dalelių dydis ir ekspozicijos trukmė skyrėsi. Pirmojo bandymo žmonėms dalyviai 2 valandas buvo veikiami vidutiniškai 3,8 nm dalelių; Antrame žmonių tyrime buvo eksponuojamos 10 mažų (~ 4 nm) dalelių ir 9 didelių (34 nm) dalelių. Pirmajame eksperimente su gyvūnais pelės buvo veikiamos skirtingo dydžio nuo 2 iki 200 nm; Antrame eksperimente su gyvūnais pelėms buvo veikiamos 5 nm dalelės per 5 savaites. Trečiame žmonių tyrime 3 iš 12 pacientų buvo sustabdyti 4 valandas prieš operaciją.
Šio tyrimo žinios gali padėti mums išvengti padidėjusio sergamumo padidėjimo, skatinant saugios gamybos ir tvarkymo praktikos įgyvendinimą siekiant sumažinti atsitiktinį poveikį. Auksinės nanodalelės buvo naudojamos, nes jos turi panašų dydį, kaip ir degimo metu, tačiau turi mažai biologinio aktyvumo; Juos taip pat lengviau išmatuoti. Kadangi endogeninės aukso vertės kraujyje yra žemos, tyrėjai sugebėjo manyti, kad bet kuri įrodyta medžiaga buvo gauta eksperimentiškai. Auksinių nanodalelių koncentracijos kraujyje, šlapime ir miego arterijos audinyje (2 gyvūnų eksperimentas ir 3 eksperimentas su žmogaus eksperimentu). Aukso kiekis buvo nustatytas atliekant didelės skiriamosios gebos indukcinės indukcinės plazmos masės spektroskopiją (HR-ICPM) ir Ramano mikroskopiją. Auksas buvo aptiktas sveikų asmenų kraujyje, kurie buvo veikiami nanodalelių, įkvėptų per 15 minučių, ir dar buvo prieinamos praėjus 3 mėnesiams po ekspozicijos. Įkvėpus mažesnes (4–5 nm) daleles, koncentracijos buvo žymiai didesnės, palyginti su didesnėmis (30+ nm) dalelėmis. Pelių atveju mažesnių (<10 nm) dalelių kaupimasis buvo žymiai didesnis nei didesniame (10–200 nm) diapazone. Auksinės nanodalelės, geriausia tose vietose, kuriose yra stipresnis uždegimas tiek žmonių, tiek gyvūnų eksperimentuose, ypač kraujagyslių pažeidimuose. Autoriai daro išvadą, kad įkvėptos aukso nanodalelės greitai patenka į sisteminį ciklą ir kaupiasi kraujagyslių uždegimo vietose. Tai suteikia tiesioginį mechanizmą, paaiškinantį ryšį tarp aplinkai susijusių nanodalelių ir širdies ir kraujagyslių ligų. Pastaraisiais metais įvairūs tyrimai pranešė apie reikšmingą ryšį tarp inhalinio nanodalelių poveikio iš transporto priemonių dujų ir sergamumo bei mirštamumo rizikos. Dabar turime tinkamą paaiškinimą, kodėl ir kaip tai atsitinka. Be to, spartus nanomedžiagų gamybos ir naudojimo augimas gali žymiai padidinti žmonių poveikį. Šio tyrimo žinios gali padėti mums išvengti padidėjusio sergamumo padidėjimo, skatinant saugios gamybos ir tvarkymo praktikos įgyvendinimą siekiant sumažinti atsitiktinį poveikį. Iki šiol mūsų supratimas apie veiksmų mechanizmą, kuris paaiškintų širdies ir kraujagyslių ligų ryšį, buvo pradinis. Šis dokumentas skatina mūsų supratimą ir, be abejo, perspėja dėl atsargumo. Autoriai parodė, kad inhaliuojamos nanodalelės žmonėms patenka į kraujotaką žmonėms, o dalelės kaupiasi kraujagyslių uždegimo vietose. Atrodo, kad dalelių translokacija priklauso nuo dydžio, didesniu translokacija ir kaupiasi mažesnės nanodalelės. Ankstesni tyrimai rodo, kad ūmus dyzelino išmetamųjų dujų poveikis sveikiems žmonėms ir pacientams, sergantiems koronarine širdies liga, sukelia kraujagyslių disfunkciją, trombozę ir miokardo išemiją. Bet nebuvo aišku, kaip tai atsitiko. Yra žinoma, kad įkvėptos dalelės yra deponuojamos giliai plaučiuose ir sukelia oksidacinį stresą bei uždegimą. Nors šio tyrimo rezultatai pateikia įtikinamą paaiškinimą, kaip CVD rizika gali būti susijusi su nanodalelių poveikiu aplinkoje, tai rodo tik galimą Bakian ir kt. Seestadt, 6 Šie 2 publikacijos rodo, kad nanodalelės ne tik patenka į bendrąjį ciklą, bet ir perduoda kraujo-smegenų barjerą, taip pat sukelia psichines ligas. Šis tyrimas nerodo priežastinio ryšio. Duomenys rodo tik tai, kad nanodalelės kaupiasi važinių ligų vietose; Jie neįrodo, kad nanodalelės sukelia ar pablogina ŠKL. Šio darbo ir panašių tyrimų rezultatai turėtų nerimauti dėl mūsų pacientų, kenčiančių nuo ŠKL, ar kuriems kyla rizika. Įkvėptų nanodalelių, ypač dyzelino išmetamųjų dujų, poveikio apribojimas gali padėti apriboti ligos progresavimą. Tačiau taip pat yra mažiau akivaizdžių nanodalelių poveikio šaltinių. Nanodalelių skaičius mūsų kasdienėje aplinkoje ir toliau didėja. Pavyzdžiui, tik keli dažų rašalas, kuris naudojamas spausdinant namuose ir biure, būtų pripažintas ŠKL pavojumi, tačiau jie nemokamai nanomedžiagos (kurios naudojamos tonerio našumui pagerinti) ir buvo siejami su kvėpavimo takų problemomis. Šis dokumentas išplečia mūsų supratimą apie dyzelino ir kitų sukeltas problemas, susijusias su iškastinio kuro degimo gaminiais. Dalelių dydis ir skaičius ore gali būti svarbesnis nei absoliuti masė, nes mažesnės dalelės gali sukelti didesnę grėsmę. Šis dokumentas taip pat supranta galimą pavojų, kuris prisiima įvairias nanos medžiagas, kurios laikomos gerybinėmis, ne dėl jų cheminių komponentų, bet dėl jų dydžio ir sugebėjimo judėti, o po to kauptis uždegiminėse vietose. tikslo parametras
Rezultatai
klinikinės padariniai
- Lucking AJ, Lundback M, Mills NL ir kt. Įkvėpus dyzelino išmetamųjų dujų, žmonėms padidėja trombų susidarymas. Eur širdis J . 2008; 29 (24): 3043-3051.
- Bachas apytiksliai. Oro taršos širdies ir kraujagyslių sistemos poveikis. klinikos SCI (Lond) . 2008; 115 (6): 175-187.
- Miller MR, Shaw CA, Langrish JP. Nuo dalelių iki paciento: oksidacinis stresas ir oro taršos širdies ir kraujagyslių bei kraujagyslių sistemos poveikis. ateities kardiolis . 2012; 8 (4): 577-602.
- Hussain M., Wu D., Sabre AT ir kt. Intratrachealinės titano dioksido nanodalelės, migruojančios į širdį ir kepenis, ir suaktyvina C57BL/6 pelių širdyje. nanotoksikologija . 2015; 9 (8): 1013-1022.
- Meiring JJ, Borm PJ, Bagatelle K ir kt. Vandenilio peroksido ir histamino įtaka plaučių pralaidumui ir iridžio nanodalelių translokacijai izoliuotoje žiurkės padėtyje. Dalis pluošto toksikolio . 2005; 2: 3.
- Bakian AV, Huber RS, Coon H ir kt. Ūmus oro taršos ir savižudybių rizikos poveikis. am j epidemiol . 2015; 181 (5): 295–303.
- Power MC, Kiomourtzoglou MA, Hard JE, Okereke Oi, Laden F, Weisskopf MG. Ryšys tarp ankstesnio dulkių oro taršos ir vyraujančios baimės poveikio: kohortos tyrimo stebėjimas. bmj . 2015; 350: H1111.
- „Pirela SV“, „Martin J“, „Bello D“, „Demokritou P. Nanodalelių apkrova“, kurią pateikė „Nano -Innabled Toner“ pagrįsti slėgio prietaisai ir žmonių sveikata: Mokslo būklės ir būsimi tyrimų poreikiai [paskelbta internete prieš spausdinant 2017 m. Gegužės 19 d.]. Crit Rev. Toxicol .
- „Jayaram DT“, „Runa S“, „Kemp ML“, „Payne CK“. Nanodalelių sukelta koronos baltymų oksidacija inicijuoja oksidacinę streso reakciją ląstelėse. nanomaßstab . 2017; 9 (22): 7595-7601.