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

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, (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 – 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 – kvantové tečky, neporušená kůže – 100% záchyt ve stratum corneum, porušená kůže – přestup do systémového oběhu Rouse et al – fullereny, prasečí kůže – vliv ohybu na míru penetrace Otberg et al – 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 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 (< nm) Transcytóza přes M-buňky v Peyerových plátech ( 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, 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), (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)

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 ( 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 Paul Karason – následky léčby škrábanců od kočky Stan Jones – strach z jevu Y2K Podrobnosti: M. Pouzar, Modří mužové,

24 Děkuji za pozornost


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

Podobné prezentace


Reklamy Google