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 Ученые подтвердили один из самых необычных эффектов Общей теории относительности (ОТО): вращение Земли действительно «увлекает» за собой пространство-время. Новое измерение, выполненное с помощью спутника LARES-2, оказалось примерно в 10 раз точнее предыдущих и еще сильнее ограничило пространство для альтернативных теорий гравитации.
В отличие от микрочастиц, наночастицы не только эффективно проходят барьеры дыхательной системы, но и идут дальше — в мозг человека. До сих пор масштаб смертности от них был неясен. Теперь исследователи выяснили, что она доходит до миллионов человек каждый год.
В колониях голых землекопов царит железный порядок: потомство приносит только одна самка — королева. Остальные в размножении не участвуют и трудятся на благо сообщества. Более 40 лет ученые пытались понять, как именно королеве удается подавлять репродуктивную функцию сородичей. К ответу приблизилась международная команда биологов.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
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.
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.
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