НАНОЧАСТКИ ВБИВАЮТЬ МОЗОК

Учені з Університету Плімута уперше продемонстрували факт згубної дії наночасток на мозок і інші відділи центральної нервової системи тварини.

Дослідники піддали райдужну форель дії оксиду титану, наночасток які широко використовуються як відбі­лю­вальна речовина в багатьох товарах, включаючи фарби, деякі засоби особистої гігієни, а також багатьох видах продукції харчової промисловості. Виявилось, що наночастки провокують утворення отворів в нервових клітинах деяких частин мозку, що викликає смерть нервових клітин. Подібні негативні ефекти раніше вже спостерігалися в деяких клітинних культурах в про­бірці, проте уперше вдалося виявити це небезпечне явище в організмі живих хребетних.

На поточній ранній стадії дослідження учені доки не можуть виявити точну причину загибелі нервових клітин: можливо, це результат проникнення наночасток в мозок і ушкодження носять механічний характер, але, проте, «шкодити» може і хімічна активність наночасток. У будь-якому випадку негативна дія на мозок риби очевидна, і вона дуже схожа на отруєння іншими речовинами, такими як ртуть. При цьому такі матеріали здатні до біоакумуляції, тобто до накопичення в рослинах і тваринах, що являє особливу прогресуючу небезпеку для дикої природи і людей.

Результати роботи британських учених вказують на той факт, що ми поки занадто мало знаємо про дію наноматеріалів на організм людини. На жаль, це не перешкоджає широкому поширенню продукції з наночастками, такими як частки оксиду титана і срібла. Дослідники констатують: необхідно розробляти нові вимоги по захисту довкілля і забезпеченню безпеки людини при використанні наноматеріалів. Проте нині товари з написом «нано» мають занадто великий попит, щоб виробники понизили темп їх впровадження і скоротили масштаби реклами.

***

Останніми роками наноматеріали (речовини у вигляді часток розміром приблизно в 1000 разів менше живої клітини) остаточно перейшли з області фантастики і далекого майбутнього в наше найближче завтра. Але що більше наноматеріалів вже виробляється і використовується, тим гостріше встає питання їх безпеки. Чи упевнені ми, що наночастки не завдадуть шкоди нашому здоров’ю?

Відповідь на це запитання прагне знайти нанотоксикологія — наукова дисципліна, яка з’явилася помітно пізніше, ніж почалися дослідження наноматеріалів. Зараз її розвиток відбувається мало не швидше, ніж нанотехнологічні дослідження в цілому. У США у рамках «Національної нанотехнологічної ініціативи» з 2000 року не менше 50 млн дол. щорічно витрачається тільки на розробку методів, якнайкраще відповідних для оцінки токсичності наноматеріалів і їх впливу на довкілля.

 Тривимірна реконструкція особливих дископодібних наночасток, на основі яких учені в Університеті Беркли намагаються створити нові, ефективніші носії для доставки ліків в клітини хворих пацієнтів.

Європейська комісія рекомендує до нанотехнологій застосовувати «принцип обе­режності», що роз’яснює, як оцінити можливий ризик за відсутності достовірних і вичерпних наукових знань. У грудні 2008 року країни Євросоюзу почали створення спеціальної бази даних NHECD, яка повинна містити відомості про дію наноматеріалів на здоров’я людини і на довкілля.

Навіщо взагалі потрібна нанотоксикологія? Адже шкідливу дію хімічних речовин вивчають давно. Чи не можна обійтися вже відомими методами? Чи потрібна нова наука? Так, потрібна. Для часток розмірами в одиниці і десятки нанометрів дія на живі організми визначається не лише хімічною природою, але і розмірами. Представте звичайний графіт. Це усього лише чистий вуглець. Можна подрібнити графітовий стержень олівця, розпорошити його в повітрі, але великої шкоди людині це не заподіє. Частки графіту досить важкі і швидко впадуть вниз. Навіть якщо деякі з них людина вдихне, великі частки затримаються на слизовій оболонці носа, людина чхне і тим самим «видує» дратівливі його частки.

Тепер візьмемо сажу, яка під назвою «технічний вуглець» вже давно застосовується в промисловості. Цей той же вуглець, але розмір часток всього 10-120 нанометрів. Такі частки при попаданні в дихальні дороги вже не вилітають при чханні, а міцно осідають на поверхню клітин. Частки розміром менше 5 мікрометрів не фільтруються нашими дихальними шляхами, тому частки сажі можуть проникати дуже глибоко в легені. Вони дуже легко проникають всередину клітин і викликають їх загибель. При відносно тривалій дії або при високому вмісті часток сажі в повітрі це може спровокувати розвиток захворювань легенів навіть через декілька років після дії. До того ж частки сажі здатні викликати рак. 

Навіть речовини абсолютно безпечні у вигляді великих часток можуть виявитися шкідливими в нанорозмірах. Чим хімічно небезпечний для людини пісок? А наночастки кварцу, основного хімічного компонента піску, при вдиханні легко викликають специфічне ураження легенів — силікоз. Взагалі, попадання наночасток в дихальні дороги (інгаляція) часто призводить до токсичнішої їх дії, ніж якийсь інший шлях надходження в організм. Наприклад, наночастки двоокису титану набагато безпечніші при надходженні через шкіру або з їжею, чим при вдиханні їх з повітрям. Втім, не лише наші легені можуть бути чутливими. Група німецьких дослідників вважає, що вплив наночасток на серцево-судинну систему може бути пов’язаний з надходженнім наночасток безпосередньо у вегетативну нервову систему через нервові закінчення в дихальних шляхах.

Інший важливий шлях попадання наноматеріалів в організм — через шкіру. Наночастки, на відміну від звичайних матеріалів, можуть проникати навіть через неушкоджену шкіру — при її вигині, наприклад, коли ми рухаємо зап’ястком або згинаємо ногу в коліні. Крім того, у дії наночасток на організм може грати значення не лише їх розмір, але і форма. Ряд авторів стверджує, що наночастки витягнутої форми (наприклад, нанотрубки) в цілому небезпечніші, ніж сферичні наночастки.