Nanotoksikologija Flashcards
(10 cards)
Nanočestice
Nanočestice su prema definiciji čestice nastale prirodnim putem, kao rezultat nekog incidenta ili industrijskim putem, koje se nalaze ili u nevezanom stanju ili kao aglomerati i agregati i kojih je 50% ili više čestica veličine 1-100 nm (veličina jedne ili više vanjskih dimenzija u tom rasponu, iznimke fuleren i nanocijevi koje mogu biti manje od 1 nm i smatraju se nanočesticama). Ovu je definiciju dala Europska komisija. Ukoliko se radi o opasnosti za okoliš ili zdravlje, prag od 50% može se sniziti i na između 1% i 50%. Mogu stvarati agregate (čvršće veze) i aglomerate (slabije veze). Moguće je i stvaranje aglomeriranih agregata. Primjenjuju se u gotovo svim područjima, a najznačajnija je njihova uporaba u biomedicini (lijekovi, dijagnostici, antimikrobne čestice), elektroničkoj, automobilskoj, kozmetičkoj, tekstilnoj, vojnoj industriji, poljoprivredi, prehrambenoj industriji i sportu.
Nanočestice odlaze i u okoliš, te je potrebno još istražiti i karakterizirati njihovu opasnost i rizike koje nosi izloženost nanočesticama nakon njihovog otpuštanja u ekosustav.
Toksokinetika nanočestica
Njihova toksokinetika nije do kraja istražena, a smatra se da ovisi o koncentraciji, broju, veličini, strukturi, modifikacijama i fizikalno-kemijskim svojstvima čestice. Svojstva nanočestica ovise ponajviše o veličini, a općenito je pravilo da manje čestice imaju veću površinu i radi toga jedinstvena svojstva. Velika površina je najbitnije svojstvo nanočestica. Apsorbiraju se svim putevima i dobro se distribuiraju u organizmu, prelaze placentu i izlučuju se u majčino mlijeko. Kod njih ne vrijedi klasično pravilo povezanosti doze i učinka (ne prate klasičnu krivulju doze i učinka), a mehanizam toksičnosti im je povezan s oksidacijskim stresom i posljedičnim oštećenjem integriteta membrana i mitohondrija, a vežu se i na makromolekule. Potiču stvaranje ROS koji imaju negativan učinak na DNA, proteine i druge makromolekule. Uz to, nanocijevi imaju svojstvo i otpuštanja interleukina (imunosna pozadina). Isto tako i neke druge nanočestice mogu uključiti imunosni sustav kao posrednika njihovog toksičnog učinka. Njihovim utjecajem razvijaju se razne bolesti raznih organskih sustava (srce, pluća, GIT…). Paradoks je da su povezane s razvojem plućnih bolesti (npr. astma, alergije, KOPB, tumori respiratornog sustava – genotoksične su, uzrokuju oksidativni stres, upalu i fibrozu), a uključene su i u njihovo liječenje jer služe kao nosači lijekova.
Ulaskom nanočestice u organizam i u doticaju s biološkom membranom dolazi do stvaranja „korone“ i zatim fagocitoze, pinocitoze ili aktivnog transporta kojima nanočestice ulaze u stanicu. Ulaze kroz sva tri puta u organizam. Ne akumuliraju se konkretno u jedan organ nego se distribuiraju po različitim organima, a i izlučuju se različitim putevima – urin, feces, znoj, majčino mlijeko.
Fulereni
Fulereni su sastavljeni od ugljikovih atoma u petero- ili šesteročlanim prstenovima koji su povezani u strukture loptastog oblika (bucky ball) ili nanocijevi (bucky fiber). Podnose velik pritisak, a nakon njegovog popuštanja se vraćaju u osnovno stanje.
Liposomi
Liposomi su nosači, najčešće lijekova ili gena u genskoj terapiji. Mogu biti jednoslojni ili višeslojni (kao takvi premašuju veličinu od 100 nm i onda nisu nanočestice).
Dendrimeri
Dendrimeri su razgranate nanočestice koje imaju sposobnost vezanja liganada (na sebi mogu nositi različite molekule) i boja te su uključeni u dijagnostiku i terapiju.
Kvantne točke
Kvantne točke se koriste u dijagnostici, kao senzori i markeri i za ciljano dostavljanje lijekova. To su poluvodiči koji se pobuđuju elektromagnetskim zračenjem, a po povratku u osnovno stanje emitiraju elektromagnetsko zračenje druge valne duljine. Valna duljina, odnosno boja emitiranog zračenja ovisi o veličini kvantne točke. Njima se mogu npr. detektirati i lokalizirati tumori tako da se kvantna točka veže za neki antigen i onda se prati lokacija apsorpcije/emisije EM zračenja.
Nanokapsule
Nanokapsule sastoje se od sferične silicijske jezgre i metalne ovojnice. Može se manipulirati debljinom jezgre i ovojnicom i tako se postiže da čestice apsorbiraju i emitiraju svjetlost specifične valne duljine. Ukoliko je ovojnica načinjena od zlata mogu se koristiti u terapiji karcinoma na način da se za njih vežu molekule koje specifično prepoznaju tumorske stanice i usmjere nano kapsulu na područje gdje se nalaze tumorske stanice, gdje će nanokapsule apsorbirati infracrveno zračenje i toplinom uništavati tumorske stanice.
Nanoštapići
Nanoštapići se proizvode od poluvodičkih materijala i koriste kao biomarkeri i kontrastna sredstva. Isto mogu za sebe vezati molekule (npr. antitijela). Kombinacijom njih i antitijela može se odrediti veličina tumora.
Supermagnetske čestice
Supermagnetske čestice koriste se za ciljano dostavljanje lijekova i kao kontrastna sredstva kod MRI. Za dostavljanje lijekova ili gena u stanicu koriste se SPION (superparamagnetic iron oxide nanoparticle). Supermagnetske nanočestice imaju sposobnost da ih privlači magnetsko polje bez ostavljanja ostatnog zračenja.
Nanosrebro
Nanosrebro je široko rasprostranjena nanočestica koja se koristi zbog svojih izvrsnih antimikrobnih i fungicidnih svojstava, ponajviše u jastucima, pokrivačima i frižiderima. Apsorbira se udisanjem i p.o. Toksičnost je, kao i kod ostalih nanočestica, povezana s uzrokovanjem oksidativnog stresa i stvaranjem reaktivnih kisikovih vrsta koje oštećuju membranu mitohondrija. Može dovesti i do promjene konformacije nekih proteina, argilije i potencijalno je štetno za okoliš. Smatra se da njegova toksičnost premašuje toksičnost samog srebra.
