Нанотоксикологія: поняття, мета і завдання. Токсичність наноматеріалів

Визначення залежності ступеня токсичності наночастинок від їх виду є надзвичайно важливим завданням нанотоксикології. Адже різноманітність наночастинок вражає: ліпосоми, емульсії, полімери, керамічні наноструктури, наночастинки у золотій скорині (в англомовній літературі "Gold shell nanoparticles"), вуглецеві наноматеріали — фулерени та нанотрубки (які можуть бути одно— або багатошаровими. Кожен вид наночастинки має, крім загальних для всіх наноматеріалів, і свої властивості, які слід вивчати у токсикологічному аспекті.

Одним з позачергових напрямків нанотоксикології має стати вивчення джерел утворення наночастинок та шляхів їх надходження в оточуюче середовище, поведінку у ньому — накопичення, перерозподіл між його складовими (повітря, ґрунт, вода); стабільності; розпаду та визначення його продуктів. Відомо, що концентрація будь-якої речовини антропогенного походження в екосистемі прямо пропорційна використанню її у народному господарстві. Зважаючи на інтенсивність зростання темпів ужитку продуктів нанотехнології можна передбачити, що у найближчому майбутньому наночастинки посядуть чільне місце серед забруднювачів довкілля.

Окремими розділами нанотоксикології мають стати дослідження фармакокінетичних властивостей продуктів нанотехнології. Актуальним є вивчення шляхів потрапляння наночастинок в організм не лише людини, а й тварин і рослин, які вживаються у їжу. До цього ж розділу слід віднести виявлення особливостей абсорбції, розподілу, метаболізму та екскреції окремих видів наночастинок.

Певні відомості з фармакокінетики наноматеріалів уже накопичено[13]. Нині найпоширенішим шляхом потрапляння наноречовин до організму є інгаляційний. Це пов'язано з тим, що основна маса наночастинок, які потрапляють в організм людини, — це продукти горіння на промислових об'єктах, серед яких є і частинки нанорозмірів. Вважається, що завдяки своїм малим розмірам наночастинки можуть швидко долати біологічні бар'єри та розподілятися по організму.

Nemmar A. зі співавторами показали, що вже через одну хвилину після інгаляції карбонові наночастинки, мічені радіоактивним 99Tc розміром близько 100 нм, виявлялися у крові[14].

До шлунково кишкового тракту наночастинки можуть потрапити не лише прямо з їжі чи води, а й разом зі слизом із дихальних шляхів. Jani P. зі співавторами повідомляють, що наночастинки, які потрапляють до кишечника, здатні проходити його слизову та розподілятися по організму гематогенним шляхом. Однак інша група вчених не виявила доказів того, що наночастинки, які потрапили per os, здатні всмоктуватися. Вони вважають, що наноматеріали виділяються з фекаліями, не потрапляючи до внутрішнього середовища. Дискусійним залишається питання щодо можливості транскутанного шляху потрапляння наночастинок до організму хребетних, хоча є повідомлення про здатність квантових міток проникати у шкіру свиней. Причому проникливість залежить від розміру мітки та хімічного складу її зовнішньої оболонки.

Нез'ясованими залишаються питання залежності фармакокінетики наноматеріалів від виду наночастинки, окремих її властивостей. Було показано, що абсорбція та розподіл по організму квантових міток залежить від форми, заряду та хімічного складу зовнішньої оболонки, шляхів уведення тощо. Подібні експерименти провадилися із застосування багатошарових вуглецевих нанотрубок.

Цікаві статті з розділу

Система контролю забруднення
З появою людей на Землі почався вплив їхньої діяльності на кругообіг речовин та енергетичний обмін у біосфері, почалася трагедія біосфери. Людство, розростаючись чисельно і розповсюджуючись ...

Природоохоронна діяльність на територіях природно-заповідного фонду України
Одним з ефективних заходів охорони довкілля є заповідання. Більш як 100 років минуло з часу започаткування активної форми збереження й відтворення незайманих ландшафтів в Україні. На 1 січня ...

Моделювання і прогнозування стану водного об’єкта внаслідок антропогенного впливу
У світі все живе пов'язане з водою і значною мірою складається з води. Академік В.І. Вернадський зазначав, що "вода стоїть осібно в історії нашої планети, не має природного тіла, яке мо ...