Ученые Уральского федерального университета (УрФУ) выявили, что наночастицы оксида железа, загрязняющие воздух, даже в крайне низких дозах (0,45 мг) токсичны для центральной нервной системы. Для этого специалисты изучили мозг у крыс: им ввели суспензии, содержащие частицы оксида железа, после чего изучили функциональные и структурные изменения их мозга. В результате выяснилось, что поведение крыс изменилось: снизилась их общая двигательная активность. Описание исследования опубликовано в International Journal of Molecular Sciences.
То, что наночастицы оксида железа нарушают работу центральной нервной системы удалось подтвердить на ультраструктурном уровне с помощью электронной микроскопии. Уральские ученые обнаружили не только наличие самих наночастиц в некоторых структурах головного мозга, но и большое количество аксонов с поврежденной миелиновой оболочкой. Кроме того, исследователи отметили увеличение патологически измененных митохондрий в клетках головного мозга крыс.
«На металлургических производствах при многих технологических процессах могут образовываться наночастицы. Их вдыхание пагубно отражается на здоровье человека, ведь даже при низких концентрациях они могут проникать в головной мозг напрямую: через носовую полость, по обонятельному тракту попадая непосредственно в различные структуры головного мозга», — отметила доктор биологических наук и главная научная сотрудница лаборатории «Стохастический транспорт наночастиц в живом организме» УрФУ Ильзира Минигалиева.
То, что наночастицы способны проникать в структуры головного мозга крыс и неравномерно распределяться по его отделам, требует дальнейших исследований, добавляют ученые. Необходимо выяснить закономерности такого распределения и факторы, влияющие на него (такие как физические характеристики наночастиц, доза и время воздействия, способ введения). В будущем исследователи планируют изучать корреляцию между наличием наночастиц в тканях, клетках или органеллах и ультраструктурными повреждениями изучаемых биологических объектов.
«Все это указывает на проявления нейротоксического действия наночастиц железа на ультраструктурном и субклеточном уровнях. Интересно, что на клеточном и биохимическом уровнях мы не обнаружили никаких выраженных изменений», — поясняет Ильзира Минигалиева.
Отметим, сведения, полученные учеными, помогут разработать профилактические меры развития нейродегенеративных заболеваний у человека. Исследование проведено на базе Екатеринбургского медицинского научного Центра Роспотребнадзора, а анализ и обобщение данных осуществлены в рамках программы Минобрнауки «Приоритет-2030» (нацпроект «Наука и университеты»).
