Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Toxicita nanočástic Miloslav Pouzar Ústav environmentálního a chemického inženýrství UNIVERZITA PARDUBICE 2011.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Toxicita nanočástic Miloslav Pouzar Ústav environmentálního a chemického inženýrství UNIVERZITA PARDUBICE 2011."— Transkript prezentace:

1 Toxicita nanočástic Miloslav Pouzar Ústav environmentálního a chemického inženýrství UNIVERZITA PARDUBICE 2011

2 Co mají tyto věci společné?

3 Protects sensitive skin with natural minerals zinc and titanium (no nano-particles). For cosmetics companies these days, nanotechnology can be a selling point or a radioactive taboo http://newhavenindependent.org/index.php/archives/entry/nanocosmetics_opportunity_or_risk/

4 Výrobky s obsahem nanomateriálů N. Singh et al. / Biomaterials 30 (2009) 3891–3914

5 "Neptej se MĚ, zeptej se Paracelsa" "Jsou nanočástic e toxické ?" "Jak už jsem řekl dříve - Všechny látky jsou jedy, nic není nejedovaté. Pouze dávka způsobuje, že látka přestává být jedem. Ale dneska se přeci všichni ptají sira Weba of Science...."

6 Počet odkazů týkajících se toxicity nanočástic na Web of Science A. Kahru et al. / Toxicology 269 (2010) 105–119

7 Počet odkazů týkajících se toxicity nanočástic na Science Direct A. Kahru et al. / Toxicology 269 (2010) 105–119

8 Antimikrobiální účinky Ag NPs (možné mechanismy, časová souslednost) 1.Ag + uvolněné z Ag NPs vyvolá tvorbu ROS 2.Ag NPs interagují s membránovými proteiny a mění jejich funkci 3.AgNPs se akumulují na povrchu buněčné membrány a mění její propustnost 4.Ag NPs přestupují do buňky, kde generují ROS, uvolňují Ag + a poškozují DNA Marambio-Jones C., Hoek E.M., Journal of Nanoparticle Research 12, 1531-1554 (2010) –vzniklé ROS mohou též poškodit DNA, integritu buněčné membrány a membránové proteiny –uvolněné Ag + - poškození DNA a membránových proteinů (Damm et al. 2008; Neal 2008)

9 Rezistence mikroorganismů proti účinkům těžkých kovů- produkce NPs Intracelulární mechanismy „efflux“ – aktivní transport s využitím proteinových přenašečů změna rozpustnosti – srážení iontů za vzniku nerozpustných sloučenin, redukce iontů za vzniku nanočástic kovu vznik quasi-monodisperzních systémů uvolnění NPs z buňky – ultrazvuk, detergenty Ag NPs – Pseudomonas stutzery Ag259 Ag-Au slitiny – Lactobacillus (podmáslí) Vliv Cl - - AgCl res , AgCl 2 - a AgCl 3 2- res  Narayanan K.B., Sakthivel N., Advances in Colloid and Interface Science 156, 1-13 (2010) Topologie nanokrystalů Ag – Pseudomonas stutzeri AG259 Extracelulární mechanismy biomineralizace, biosorpce, komplexace, srážení (Klebsiella pnemonia, E. coli) vznik silně polydispersních systémů

10 Dunford et al. (2002), McHugh and Knowland (1997) - TiO 2 / ZnO se podílí na tvorbě volných radikálů v kožních buňkách a na následném poškození DNA těchto buněk Opalovací krémy Long et al. (2006) - EPA nanočástice TiO 2 v opalovacích krémech mohou způsobovat poškození mozku u myší Oberdörster et al. 2007, Hirano et al. 2005 – toxický účinek fotoaktivních NPs TiO 2 zvýšen v přítomnosti světla – mechanismus spojen s produkcí ROS Hund-Rinke and Simon 2006 – toxický účinek fotoaktivních NPs TiO 2 na Daphnia magna indukován předběžným osvícením UV světlem – fotokatalytická aktivita poté přetrvává i za nepřítomnosti světla Burnett and Wang 2010 – stratum corneum je efektivní bariéra zabraňující přestupu TiO 2 a ZnO NPs do systémového oběhu, vliv poranění kůže?

11 Penetrace kůží Nanočástice AD(ME) Gulson et al. (2010) - NPs ZnO v opalovacích krémech, velikost 19 a 100 nm, zdravá lidská kůže, zvýšená koncentrace Zn v krvi – forma? Zhang et al. 2008 – kvantové tečky, neporušená kůže – 100% záchyt ve stratum corneum, porušená kůže – přestup do systémového oběhu Rouse et al. 2007 – fullereny, prasečí kůže – vliv ohybu na míru penetrace Otberg et al. 2004 – záchyt TiO 2 NPs ve vlasovém folikulu po aplikaci opalovacího krému, doba setrvání 10 dní (ve stratum corneum pouze 1 den) J. Lademann et al. / European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics 77 (2011) 465–468

12 Axonální translokace Nanočástice AD(ME) Elder et al. (2006) – inhalace MnO (30 nm, 500  g.m -3 ) – potkan, oběma nosními dírkami (12 dní) - nárůst Mn v plicích 2-krát, v čichovém laloku 3,5-krát, jen levou nosní dírkou – nárůst Mn pouze v levé části čichového laloku

13 Axonální translokace +/- Nanočástice AD(ME) Garzotto and De Marchis (2010) – kvantové tečky, myš – vstup do čichového laloku extracelulární cestou nikoli axonální translokací ENPs inhalace nosplíce krev Sekundární orgány ----------------------- Redistribuce do krve Mozek/CNS Axonální transport Translokace BBB penetrace Akutní expozice Chronická expozice http://www.particleandfibretoxicology.com/content/pdf/1743-8977-7-42.pdf Yu et al. (2007) – Au 20 nm (2  10 6 částic.cm -3 ), 5 dní – akumulace v čichovém laloku (8 ng.g -1 ), 15 dní – entorhinální kůra Oberdorster et al. (2005) – prostupnost čichového laloku pro 20 nm NPs je u člověka asi 2-10 vyšší než u potkana – průnik do hlubších struktur mozku

14 GI-absorpce Nanočástice AD(ME) J.J. Powell et al. / Journal of Autoimmunity 34 (2010) J226-J233 Endocytóza přes enterocyty (<50-100 nm) Transcytóza přes M-buňky v Peyerových plátech (20-500 nm) Persorpce otvory v záhybech klků (nezáleží na velikosti) Paracellulární transcytóza (velmi malé NPs - jen při nemoci)

15 Genotoxické účinky NPs Singh N. et al., Biomaterials 30, 3891–3914 (2009) spíše epigenetický nežli genotoxický účinek !!!!

16 Vliv doby expozice a doby setrvání částice v buňce (koroze) Genotoxické účinky NPs Amesův test nízká schopnost využívaných bakterií absorbovat NPs pomocí endocytózy - vysoká míra falešně negativních výsledků Konfliktní výsledky různých typů testů Warheit et al. (2007) - TiO 2 - negativní Amesův test a test chromozómových aberací (hamster ovary cells) Kang et al. (2008) - TiO 2 - pozitivní kometový a mikrojaderný test (periferal blood lymphocytes) Singh N. et al., Biomaterials 30, 3891–3914 (2009) Vliv buněčné linie zvolené pro in-vitro testy Pacurary al. (2008) - SWCNT - buňky mesothelu více citlivé na poškození DNA než buňky mesotheliomu

17 Takagi et al. (2008) schopnost MWCNT vyvolávat mesotheliom u p53 +/+ myší převyšovala účinek azbestu (crocidolit) - obvykle se jednalo o AGLOMERÁTY, intraperitoneální apl. MWCNTs crocidolite fullerenes Karcinogenní účinky NPs

18 Takeda et al. (2009) – březí myši podkožně aplikována suspenze NPs TiO 2 - anatas, 25-70 nm, 100  L, 1 mg.mL -1 - aplikace 3, 7, 10 a 14 dní po oplodnění porodní váha potomků exponovaných samic byla nižší (88% vs. kontrola) u narozených samečků TiO 2 detekováno v genitáliích - výrazně nižší spermatogeneze u narozených samečků TiO 2 v čichovém laloku mozku – výrazně vyšší biomarkery zánětlivé reakce Reprodukční toxicita NPs

19 Ag NPs (15 nm) a CdO (1 000 nm) Braydich-Stolle L. et al./ Toxicological Sciences 88 (2), 412-419 (2005) Mitochondriální funkce Integrita buněčné membrány Spermatogoniální kmenové buňkyJaterní buňky Reprodukční toxicita NPs

20 Scaper et al. (1999) vysoký obsah snadno peroxidovatelných nenasycených mastných kyselin, vysoká spotřeba kyslíku a relativně nízké % antioxidačních enzymů v mozkové tkáni - vysoká citlivost mozku na zvýšenou tvorbu ROS Neurotoxické účinky NPs Nel et al. (2006) oxidativní stres a následná zánětlivá odpověď organismu jsou hlavními mechanismy jak NPs poškozují neurony Mates et al. (1999) zvýšená produkce ROS  zvýšené riziko Alzheimerovy, Parkinsonovy a Huntingtnovy choroby Campbel et al. (2005) zvýšená koncentrace NPs v mozkové kůře a hippocampu u nemocných Alzh.

21 Neurotoxické účinky NPs Hu et al., International Journal of Pharmaceutics 394 (2010) 115 - 121

22 Ma et al. (2009) při ip aplikaci 150 mg/kg TiO 2 během 14 dnů akumulace NPs v mozku myši - oxidativní stres a poškození mozku anatas se akumuluje lépe (500 ng/g) než "bulk" TiO 2 (350 ng/g) Neurotoxické účinky NPs Wang et al. (2009) negativní vliv Cu-90 a Mn-40 NPs na sekreci dopaminu při in-vitro testech (PC12) Deng et al. (2009) NPs ZnO (20-300 nm) - indukce apoptózy neurálních kmenových buněk - vliv Zn 2+ iontu uvolněného uvnitř buněk Lockman et al. (2004) vliv náboje NPs na destrukci BBB - neutrální NPs a nízké koncentrace záporně nabitých NPs bez efektu, destrukce BBB kladně nabitými NPs

23 Koloidní stříbro - Argyrie Rosemary Jacobs – nosní kapky http://www.osel.cz/index.php?obsah=6&clanek=5505 Paul Karason – následky léčby škrábanců od kočky Stan Jones – strach z jevu Y2K Podrobnosti: M. Pouzar, Modří mužové, www.osel.cz

24 Děkuji za pozornost


Stáhnout ppt "Toxicita nanočástic Miloslav Pouzar Ústav environmentálního a chemického inženýrství UNIVERZITA PARDUBICE 2011."

Podobné prezentace


Reklamy Google