Наноматериалы: токсичность, пути воздействия и риски для здоровья человека
Переход к наноразмерному состоянию органических и неорганических материалов является важнейшей чертой современного этапа развития науки и техники. Нанотехнологии — базовый приоритет для всех существующих отраслей, в частности, для мониторинга среды обитания и медицины /М.В.Ковальчук, директор ФГУ «Российский научный центр «Курчатовский институт» НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ПОЛИТИКА| РОССИЙСКИЕ НАНОТЕХНОЛОГИИ | ТОМ 2 | №1–2|2007/.
    Активное развитие производства и использования наноматериалов приводит к загрязнению ими окружающей среды, их проникновению в живые организмы и, в конечном итоге, влиянию на здоровье человека. Наночастицы способны проходить сквозь обычные защитные барьеры организма: желудочный, плацентарный, гемато-энцефалический. Эволюция просто не создала механизмов защиты от веществ со свойствами, почти не встречающимися в обычной среде обитания. Хотя наноматериалы и нанотехнологии используются уже более 10 лет, однако ни один их вид ни в одной из стран мира не был изучен в объёме, достаточном для объективной оценки рисков для здоровья, связанных с наноматериалами, и регламентации допустимого содержания наночастиц в компонентах окружающей среды.
     Теоретические предпосылки и имеющиеся в литературе ограниченные экспериментальные данные свидетельствуют о наличии как количественных, так и качественных особенностей вредного действия наночастиц на организм по сравнению с хорошо изученными порошками и производственными пылями, в которых основная масса вещества приходится на микрочастицы. Очень большая удельная поверхность наноматериалов и её особые свойства обусловливают усиление тех первичных механизмов токсичности, которые связаны с процессами растворения вещества, сорбции биомакромолекул, взаимодействия с мембранами. Размеры наночастиц существенно изменяют кинетику распределения вещества в организме, делая возможным биологически значимое накопление его в таких клетках-мишенях и субклеточных структурах, которые для микрочастиц того же вещества практически недоступны. Поэтому вполне возможно, что даже практически нерастворимые и малотоксичные вещества, не создававшие серьёзных гигиенических проблем, в наносостоянии окажутся существенным фактором риска для здоровья.
     На значимость проблемы токсичности наноматериалов указывает то, что в России 31 октября 2007 г. была утверждена «Концепция токсикологических исследований, методологии оценки риска, методов идентификации и количественного определения наноматериалов», разработанная Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека совместно с ведущими научными центрами и НИИ РАМН, Минобрнауки РФ и Роспотребнадзора.
Исследования влияния наноматериалов на организм человека, деградации наночастиц при взаимодействии с биологическим материалом, их влиянии на метаболические процессы в живых организмах, и разработка методов, позволяющих получать эту информацию, являются в настоящее время весьма важными и актуальными задачами.
     В качестве индикатора, отражающего воздействие наноматериалов на человеческий организм, может служить иммунная система – структурно и функционально организованная совокупность лимфоидных клеток, кооперативно взаимодействующих друг с другом и вспомогательными клеточными элементами на отдельных этапах иммуногенеза. Весьма важным при этом является состояние системы антиоксидантной защиты организма, предотвращение перекисного окисления липидов и других процессов деградации клеток. Использование методов исследования окислительного (оксидантного) стресса и антиоксидантной защиты организма как интегрального показателя, а также в качестве инструмента оценки эффективности, безопасности и адекватности проводимого лечения (в т.ч. фармакотерапии, клеточной терапии, адресной доставки лекарств с использованием наноматериалов) представляется необходимым.
     Таким образом, исследование антиоксидантной активности (АОА) биологических объектов может стать мощным инструментом диагностики и оценки безопасности нанотехнологий.

В настоящее время работа проводится по следующим направлениям:

  • Разработка технологии получения наночастиц магнетита требуемых размеров и суспензий, достаточно стабильных для проведения токсикологических экспериментов;
  • Выявление токсичности наноматериалов на клеточном и организменном уровне ;
  • Выявление взаимосвязи воздействия наноматериалов на организм человека (in vitro) и возникновения оксидантного стресса;
  • Создание наноматериалсодержащего сенсора и экспрессного метода оценки оксидант/антиоксидантного состояния организма человека;

Работа проводится в сотрудничестве с:

  1. ГУЗСО "Центр организации специализированных видов медицинской помощи "Институт медицинских клеточных технологий" (ЦОСВМП «ИМКТ») и
  2. Федеральным государственным учреждением науки «Екатеринбургский медицинский научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих предприятий» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФГУН ЕМНЦ ПОЗРПП Роспотребнадзора).

 

Вернуться на главную

 
  Уральский государственный экономический университет