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 Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Полифенолы и другие соединения заваренного кофе в лабораторной модели связывались с ядерным рецептором NR4A1, который участвует в ответе клеток на стресс, воспаление и повреждение. Вещества меняли активность рецептора и тормозили рост опухолевых клеток, а при подавлении рецептора эффект слабел. Ученые предложили молекулярное объяснение части полезных эффектов кофе, но не проверяли их у людей.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
На границе возможностей оптоволокна лазерный пучок самоорганизовывается в мощный, сфокусированный луч-иглу. Параметры этого излучения таковы, что позволяют в реальном времени без дополнительных ухищрений рассматривать клеточные процессы.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
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