
- •Часть 1
- •Часть 1
- •Часть 1 Содержание
- •Предисловие
- •Классификация экологических факторов
- •Общие закономерности действия экологического фактора
- •Закон Либиха, или «закон минимума», или закон ограничивающего фактора
- •Проблема адаптации – главная проблема экологии
- •Классификация экотипов по скорости возникновения адаптации
- •Морфофизиологическая характеристика людей естественных экосистем и географических районов.
- •Физиологические механизмы адаптации у жителей Центрального Черноземья к факторам внешней среды.
- •Реакция организма на изменение относительной влажности воздуха
- •Реакция организма на действие вибрации
- •Метеочувствительность
- •Загрязнение сред жизни в антропоценозах. Экологические аспекты урбанизации в Центральном Черноземье.
- •Города Центрально-Черноземного региона
- •Основные отрасли промышленности и сельского хозяйства в Центральном Черноземье
- •Виды загрязнителей, вводимых в среды биосферы разными видами источников (Лозановская и. Н. И др., 1998)
- •Экологические аспекты урбанизации на примере города Воронежа
- •Мероприятия по воспроизводству лесов в Воронежской области*
- •Ксенобиотики
- •Особенности использования наночастиц в медицине:
- •Вопросы для самоподготовки
- •Тестовые задания
- •Ключ к тестам
- •Основная литература
- •Дополнительная литература
Особенности использования наночастиц в медицине:
Примеры наночастиц |
Применение в медицине |
Фуллерены – углеродные полые сферические образования |
- используются как противовирусные (Schinazi et al,, 1993) и антибактериальные (Bosi et al., 2000) агенты; - в качестве фотосенсибилизаторов для фотодинамической терапии онкологических заболеваний (Mroz et al., 2007); - антиоксидантные и антиапоптотические эффекты используются при лечении бокового амиотрофического склероза и болезни Паркинсона (Dugan et al., 2000). |
Дендримеры – разветвленные макромолекулы |
- в качестве носителей лекарственных препаратов: противомикробных, противовирусных и нестероидных противовоспалительных средств (Cheng et al., 2008); химиотерапевтических препаратов (Kojima et al., 2000), ДНК (Fu et al., 2007) - как наноконтейнеры контрастных веществ для магнитно-резонансной томографии (MPT) (Kobayashi et al., 2003) (Cheng et al., 2008). |
Липосомы – шаровидные частицы, ограниченные билипидной мембраной, в полости которой находится водная среда. Активное вещество может располагаться в ядре липосомы (водорастворимые вещества) либо в ее липидной оболочке (жирорастворимые вещества). |
не получили широкого распространения из-за их относительной нестабильности, невозможности обеспечить стандартное действие в различных партиях препаратов, трудностей стерилизации и недостаточная загрузка лекарственным препаратом (Fenske et al., 2008) |
Мицеллы - частицы, имеющие гидрофобную внутреннюю часть (ядро) и гидрофильную поверхность (оболочку). |
применяются как переносчики гидрофобных лекарственных препаратов: амфотерицин В, пропофол и паклитаксел (Kwon, 2003). |
Наночастицы золота |
- для усиления сигнала при проведении иммуноферментного анализа за счет их связывания с антителами (Tanaka et al., 2006); - для диагностики однонуклеотидных генных полиморфизмов и точечных мутаций (Doria et al., 2007); - - - для детекции микобактерий туберкулеза в биологических средах (Baptista et al., 2006) |
Квантовые точки – полупроводниковые нанокристаллы |
для диагностики многих заболеваний. При возбуждении они дают палитру четких цветов. Флуоресценция квантовых точек возбуждается белым светом, причем частицы нанокристаллов могут быть присоединены к биомолекулам и обеспечивать длительно существующий сигнал, многократно превосходящий по яркости используемые в настоящее время красители (Azzazy et al., 2007). Квантовые точки активно используются для распознавания опухолевых клеток (Wu et al., 2003), маркирования внутриклеточных органелл (Hanaki et al., 2003), визуализации микрососудов (Lim et al., 2003) и многих других биомедицинских исследований. |
Суперпарамагнитные частицы (для медицинских целей чаще всего используется оксид железа (Tartaj et al., 2003) |
- при проведении магнитно-резонансной томографии (Ji et al., 2007); --- -- для термической деструкции патологических тканевых образований (в первую очередь, опухолей). (Laurent et al., 2008) |
Однако на сегодняшний день недостаточно данных, касающихся влияния наноматериалов и на здоровье человека и окружающую среду. Некоторые наночастицы могут оказывать токсическое действие на клетки различных тканей (V.L.Colvin, 2003; P.H.M. Hoet, 2004; G.Oberdorster, E.Oberdorster, J.Oberdorster, 2005). Предполагается, что их высокая проникающая способность повышает потенциальную опасность по сравнению макроскопическими материалами. Так, цитотоксичность частиц титана резко увеличивается по мере уменьшения из размера (Y.Sato, A.Yokoyama, K.Shibata et al., 2005).
Токсичность наночастиц определяется (I. Fenoglio, M. Tomatis, D. Lison, 2006):
их формой;
появлением новых функциональных групп на их поверхности, что обуславливает различную химическую реакционную способность;
временем жизни в организме, определяемым низкой растворимостью или медленным выведением.
К сожалению, информация, касающаяся потенциальных опасностей, связанных с введением животным наночастиц разного происхождения, является недостаточной и противоречивой. Предварительные результаты по использованию фуллеренов свидетельствуют о возможности развития аллергических реакций в организме. Некоторые фуллерены могут разрушать ткани мозга. Вдыхание наночастиц полистирола не только вызывает воспаление легочной ткани, но также провоцирует тромбоз кровеносных сосудов (Ю.М. Евдокимов, 2008). Определенные опасения в плане биосовместимости и безопасности дендримеров вызывают данные о разрушении клеточных мембран положительно заряженными дендримерами (Mecke et al., 2004).
В 2004 г. Лондонское королевское общество и Королевская инженерная академия провели исследование роли нанотехнологий в современном обществе. В полученных результатах эксперты рекомендуют относиться к применению наночастиц с осторожностью, проверять их безопасность, подвергать коммерческие продукты научной экспертизе, подробно информировать потребителя и т.д. В 2005 г. Совет по научной политике Агентства по охране окружающей среды (США) опубликовал Белую книгу, в которой сообщается об опасности применения нанотехнологий. Наночастицы могут накапливаться в воздухе, почве и сточных водах, оказывая влияния на экологические цепи в живой природе. Наночастицы могут разрушаться под действием света и химических веществ, а также при контактах с микроорганизмами, но и эти процессы плохо изучены. Наноматериалы легко вступают в химические превращения и способны образовывать соединения с ранее неизвестными свойствами. Это обстоятельство заставляет уделять дополнительное внимание рискам, связанным с наночастицами (Ю.М. Евдокимов, 2008). Так, фармацевтическая корпорация Novartis, концерн Ciba после анализа данных по безопасности различных наноносителей приняли решение сосредоточиться на разработке лекарственных препаратов с расщепляемыми системами доставки, поскольку безопасность стабильных наночастиц вызывает сомнения и нужны дополнительные исследования для ее подтверждения (Feiertag A., 2007).
Многие российские ученые также высказывают опасения по поводу безопасности использования наночастиц. Необходимо проведение широкомасштабных исследований по выяснению опасностей и рисков, связанных с загрязнением наночастицами среды обитания. В 2007 г. Президент РФ В.В. Путин подписал указ о создании корпорации «Нанотехнология», что способствовало реализации программы нанотехнологических исследований в России.