Ученые приблизились к определению минимальной дозы наномеди, опасной для организма
Исследователи из России и Германии изучили влияние наночастиц оксида меди на организм лабораторных животных и приблизились к определению минимальной дозы наномеди, опасной для организма. Выводы исследователей могут быть использованы для разработки методов ранней диагностики отравления наномедью и вызываемых ею патологических состояний.
Статья с описанием содержания и результатов работы опубликована в журнале Scientific Reports. Исследования поддержаны Министерством науки и высшего образования России в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».
Медь является полезным для организма элементом, в то же время ее избыток может быть чрезвычайно опасен для здоровья. Научная литература изобилует данными о возможных механизмах неблагоприятного воздействия меди на микроорганизмы, теплокровных животных (мышей, крыс) и клетки человека.
Воздействие наночастиц меди на человека происходит во многих отраслях промышленности, включая металлургию, производство литий-ионных аккумуляторов, полиграфию. Предыдущие научные исследования показали, что наночастицы оксида меди, которые вводили лабораторным крысам, вызывали существенные изменения в составе крови, в активности антиоксидантных ферментов, патологические нарушения в костном мозге, селезенке, почках, печени, фрагментацию геномной ДНК.
В токсикологическом эксперименте самцов белых крыс подвергали воздействию наночастиц оксида меди в течение шести недель. Суммарная доза составила 18 и 36 миллиграммов на килограмм веса соответственно для каждой опытной группы. Выбор доз определялся тем, что введение большего количества наночастиц приводило бы к известным и выраженным негативным последствиям для организма животных, в то время как в этот раз перед учеными стояла задача отследить ранние изменения на более глубоких — геномном и молекулярном — уровнях.
После воздействия токсиканта исследователи проанализировали изменения в крови и во внутренних органах животных. Анализ показал, что в ядросодержащих клетках крови снизилась концентрация сукцинатдегидрогеназы (СДГ) — фермента, расположенного во внутриклеточных структурах, митохондриях, которые отвечают за производство энергии в клетке. Нарушение нормального функционирования митохондрий негативно сказывается не только на клеточных процессах, но и на работе всего организма. Так, дисфункция митохондрий считается ключевым фактором запуска и развития множества заболеваний, включая нейродегенеративные (болезни Альцгеймера, Хантингтона и Паркинсона) и онкологические.
«Важно, что эффект от воздействия повреждающих агентов (это как сами наночастицы, так и оксидативный стресс, который они вызывают) проявлялся даже при введении испытанных доз нанооксида меди. Нам удалось зафиксировать некоторые предпосылки к развитию митохондриальной дисфункции. Негативное воздействие на нервную систему экспериментальных животных, вероятно, реализуется через первоначальное влияние нанооксида меди на экспрессию генов», — комментирует Юлия Рябова, сотрудник лаборатории «Стохастический транспорт наночастиц в живом организме» УрФУ и отдела токсикологии и биопрофилактики Екатеринбургского медицинского научного центра профилактики и охраны здоровья рабочих промышленных предприятий.
В описываемых исследованиях проявлялись нейродегенеративные эффекты, связанные, как полагают ученые, с нарушением работы гиппокампа — органа, участвующего в формировании навигационных способностей и эмоций, внимания и памяти.
«Кроме того, повреждения затронули печень и почки лабораторных животных. Мы увидели это как на клеточном уровне, так и на уровне отдельных органов и всего организма, — подчеркивает Юлия Рябова. — Так, функции печени были нарушены, а в ее клетках зафиксированы дистрофические процессы. Наблюдались изменения, которые косвенно указывали и на повышение риска развития тромбозов, нарушения в работе иммунной системы и возникновение воспалительных процессов в организме».
На основании наблюдений ученые сделали вывод, что суммарная доза наночастиц оксида меди в объеме 18 мг/кг массы тела (или всего лишь 1 мг/кг, вводимого три раза в день в течение шести недель), приближается к пороговому значению для крыс.
«Хорошо изучены эффекты от воздействия на живой объект высоких доз наночастиц меди. Однако сейчас во всем мире развивается тенденция к снижению уровня химической нагрузки на человека. Модернизация предприятий, совершенствование технологий, повышение эффективности систем фильтрации воздуха на производстве ведут к сокращению выбросов промышленностью загрязняющих веществ.
Эти процессы требуют проверки воздействия на здоровье других, ранее не исследованных доз наночастиц меди. С одной стороны, это позволяет определить пороговые значения, ниже которых вредные эффекты не обнаруживаются, с другой — в перспективе наши исследования могут быть использованы в разработке методов ранней диагностики отравления медью и вызываемых ими патологических состояний», — объясняет Юлия Рябова значение проведенных исследований.
Помимо представителей УрФУ и ЕМНЦ профилактики и охраны здоровья рабочих промышленных предприятий в работе приняли участие сотрудники Уральского государственного медицинского университета, а также Йенского университета (Германия).
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Если достаточно развитая цивилизация может отправлять к звездам не колонистов, а крошечные автономные зонды с ИИ, роботами и архивами знаний, то молчание Вселенной становится еще более странным. Возможно, развитые цивилизации не строят космические империи и не окружают звезды мегаструктурами, а расселяются по Галактике тихо — с помощью малозаметных автоматических систем.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно